Tepat sebelum ledakan dahsyat gunung berapi Ruapehu Selandia Baru pada tahun 2007, gempa seismik di dekat kawahnya berkorelasi erat dengan perubahan dua bulanan kekuatan kekuatan pasang surut, sebuah penelitian baru menemukan. Penelitian yang dipublikasikan di jurnal Scientific Reports, menunjukkan bahwa sinyal yang terkait dengan siklus pasang surut berpotensi memberikan peringatan lanjutan tentang beberapa jenis letusan gunung berapi.
"Melihat data untuk gunung berapi ini yang mencakup sekitar 12 tahun, kami menemukan bahwa korelasi antara amplitudo gempa seismik dan siklus pasang surut hanya dikembangkan dalam tiga bulan sebelum letusan ini," kata Társilo Girona, penulis utama studi ini. "Apa yang disarankannya adalah bahwa air pasang surut bisa memberi tahu apakah gunung berapi telah memasuki keadaan kritis."
Girona, seorang rekan postdoctoral NASA di Jet Propulsion Laboratory, memimpin penelitian selama pengangkatan postdoctoral di Brown University, bekerja dengan profesor Brown Christian Huber dan Corentin Caudron, seorang peneliti postdoctoral di Ghent University di Belgia.
Pasang surut bumi naik turun setiap hari karena tarikan gravitasi Bulan saat Bumi berputar. Selama Bulan penuh dan baru, tarikan gravitasi bulan bergoyang dengan matahari, yang membuat tonjolan pasang surut setiap hari sedikit lebih besar selama fase Bulan tersebut. Selama bulan pertama dan kuartal ketiga, tonjolan pasang surut setiap hari sedikit lebih kecil. Perubahan dua kali bulanan dalam amplitudo pasang surut kadang disebut gelombang pasang dua minggu. Sementara kita biasanya memikirkan pasang surut dalam hal air yang naik dan turun, tekanan gravitasi ini juga mempengaruhi kerak bumi yang padat di planet ini. Pertanyaan tentang apakah tekanan gravitasi dapat mempengaruhi aktivitas vulkanik sudah berlangsung lama dalam ilmu bumi.
"Banyak penelitian telah difokuskan pada apakah atau tidak kekuatan pasang surut dapat memicu letusan, dan tidak ada bukti pasti apa pun yang mereka lakukan," kata Huber. "Kami ingin mengambil sudut pandang yang berbeda dengan penelitian ini dan melihat apakah ada beberapa sinyal terdeteksi terkait dengan kekuatan pasang surut yang dapat memberi tahu kita sesuatu tentang kekasaran gunung berapi."
Para peneliti memilih untuk mempelajari gunung berapi Ruapehu sebagian karena kegiatannya telah dipantau secara ketat selama bertahun-tahun oleh GNS Science, sebuah lembaga penelitian di Selandia Baru. Gunung ini merupakan daya tarik wisata yang populer dan rumah bagi dua resor ski, sehingga pejabat ingin mengetahui adanya tanda peringatan bahwa itu mungkin akan meletus. Pemantauan tersebut menyediakan kumpulan data yang panjang dan terus menerus bagi para peneliti untuk dipelajari.
Secara khusus, tim tersebut tertarik dengan data sensor seismik yang berada di dekat kawah gunung berapi tersebut. Sensor tersebut mengambil getaran vulkanik, getaran seismik tingkat rendah yang memberikan sinyal aktivitas yang terus-menerus dalam sistem vulkanik. Dengan menggunakan teknik statistik yang canggih, para peneliti menyisir data seismik selama 12 tahun, mencari periode kapan seismisitas berkorelasi dengan siklus lunar. Mereka menemukan bahwa selama hampir 12 tahun itu, tidak ada korelasi antara siklus tremor dan lunar, kecuali beberapa bulan sebelum letusan uap pada 25 September 2007, ketika sebuah korelasi kuat muncul.
Selama tiga bulan itu, amplitudo tremor meningkat dan sedikit pun turun saat mengunci dengan siklus pasang dua minggu. Sementara fluktuasi amplitudo seismik tidak kentara, kekuatan korelasi terhadap siklus pasang surut tidak. Korelasi itu sekuat 5 sigma, kata periset, yang berarti bahwa kemungkinan pola itu muncul secara kebetulan adalah sekitar satu dari 3,5 juta.
Untuk memahami bagaimana kekuatan pasang surut mempengaruhi Ruapehu selama tiga bulan tersebut, para peneliti menggunakan model gempa seismik yang telah mereka kembangkan sebelumnya. Gunung berapi seperti Ruapehu memiliki saluran vertikal yang melaluinya lahar naik, dan steker batu yang kokoh di bagian atas. Gas yang dilepaskan dari lava membentuk saku antara steker berbatu dan kolam lava. Kantong gas itu bisa beresonansi dengan stekernya, yang menciptakan getaran seismik.
Model ini menunjukkan bahwa ketika tekanan kantong gas mencapai tingkat kritis - tingkat di mana letusan uap dimungkinkan - tekanan yang berbeda yang terkait dengan perubahan gaya pasang surut cukup untuk mengubah amplitudo tremor.
"Itulah yang kami pikir sedang terjadi di tahun 2007," kata Huber. "Ketika tekanan dalam sistem menjadi kritis, ia menjadi sensitif terhadap arus pasang surut. Kami dapat menunjukkan bahwa sinyal tersebut dapat terdeteksi."
Tidak ada indikator lain yang biasanya digunakan ahli geologi untuk mengantisipasi letusan yang menimbulkan bendera peringatan pada tahun 2007. Jadi sinyal pasang surut bisa menjadi cara untuk memprediksi letusan berbasis uap, yang jika tidak sulit diprediksi.
"Kami ingin mengumpulkan lebih banyak data dari letusan lain dan gunung berapi lainnya untuk melihat apakah sinyal pasang surut ini muncul di tempat lain," kata Huber. "Kemudian kita bisa mulai berpikir untuk menggunakannya sebagai alat potensial untuk memprediksi letusan di masa depan semacam ini."
Berkomentar u/ kritik & saran yg baik, demi kemajuan bersama,,