Peneliti Ungkap Dua Makhluk Hidup Ini Bisa Prediksi Erupsi Gunung Berapi, Begini Cara Kerjanya

Alat pemantauan tradisional hanya fokus pada pengukuran aktivitas seismik dan pengumpulan sampel gas.

Gunung berapi memiliki kekuatan yang luar biasa, tetapi seperti halnya tanaman dan sistem akarnya, sebagian besar aktivitas vulkanik yang terjadi sebelum letusan terjadi di bawah permukaan. Alat pemantauan tradisional berfokus pada pengukuran aktivitas seismik dan pengumpulan sampel gas, namun metode ini dapat melewatkan tanda-tanda peringatan halus yang tersembunyi di lanskap yang terjal.

Para peneliti kemudian mencari cara tambahan untuk mendeteksi tanda-tanda sebelum letusan terjadi, terutama untuk gunung berapi yang jauh dari daerah berpenghuni. Para peneliti menemukan, tanaman dan pohon bisa mendeteksi erupsi gunung berapi, seperti dikutip dari laman Earth, Rabu (8/1).

Proyek penelitian yang dipimpin Robert Bogue dari Universitas McGill di Montreal, Kanada, bersama rekan-rekannya mengukur pola kesehatan vegetasi di dekat area hidrotermal di Kaldera Yellowstone. Hasilnya mengungkapkan bagaimana tanaman merespons perubahan di tanah di bawahnya, yang mungkin menunjukkan naiknya magma dan meningkatnya risiko aktivitas vulkanik atau letusan gunung berapi yang akan segera terjadi.

Tumbuhan menyesuaikan cara tumbuhnya saat lingkungannya berubah. Penyesuaian ini meliputi perubahan fotosintesis dan pola struktur daun. Variasi karbon dioksida, sulfur, dan suhu tanah dapat memengaruhi pertumbuhan pohon, dan faktor-faktor ini sering muncul di lingkungan vulkanik.

Menurut para ilmuwan, sinyal-sinyal tersebut mungkin muncul di jaringan tumbuhan beberapa bulan atau tahun sebelum peristiwa besar terjadi.

Di lapangan, sulit untuk melihat perubahan kecil pada vegetasi hanya dengan mata telanjang. Hutan sangat luas, dan cuaca dapat mengubah pertumbuhan dengan cara yang tidak terkait dengan gunung berapi.

Itulah sebabnya pencitraan satelit menjadi populer. Citra satelit dapat memindai area yang luas dan mendeteksi tanda-tanda stres atau penghijauan aneh yang mungkin tidak terlihat di tanah.

Teknik NDVI

Salah satu teknik yang bermanfaat adalah Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Metode ini menangkap seberapa kuat tanaman melakukan fotosintesis dengan mengukur kadar klorofil.Skor berkisar dari angka negatif hingga 1, dengan angka yang lebih tinggi menunjukkan daun yang sehat.

Dengan membandingkan nilai-nilai ini di tempat yang berbeda dari waktu ke waktu, peneliti dapat melihat apakah ada tren yang dapat berhubungan dengan pergeseran lingkungan bawah permukaan.

Penelitian di wilayah gunung berapi menunjukkan, semburan kecil karbon dioksida dan cairan panas awalnya dapat menyuburkan tanaman lokal. Namun, konsentrasi gas berbahaya yang lebih tinggi atau tanah yang sangat panas dapat membuat tanaman stres dan bahkan mati.

Melacak naik turunnya gunung berapi selama beberapa tahun dapat mengungkap kisah perubahan bawah tanah yang terjadi secara bertahap.

Di Wyoming, area termal Danau Tern berada di Kaldera Yellowstone. Dari tahun 1984 hingga 2022, citra Landsat yang diarsipkan menunjukkan kesehatan pohon di zona hidrotermal ini membaik selama sekitar 16 tahun.

Para ilmuwan meyakini manfaat awal mungkin berasal dari nutrisi tambahan yang mencapai tanah. Kemudian sekitar awal tahun 2000-an, rekaman satelit menangkap adanya pergeseran, dengan menurunnya kesehatan pohon dan banyak pohon pinus lodgepole yang mati di dekat pusat aktivitas.

Data inframerah menunjukkan suhu tanah di beberapa bagian lokasi melebihi 122°F, dan gas beracun serta cairan asam merusak jaringan tanaman. Seiring waktu, zona stres menyebar ke luar, dan sepetak pohon mati yang gundul menjadi lebih terlihat. Perubahan yang terus-menerus ini menegaskan bahwa proses yang lebih dalam memanaskan tanah dan mengubah kimia yang dibutuhkan tanaman.

Jalur Fluida Hidrotermal

Tim peneliti menghubungkan temuan ini dengan jalur fluida hidrotermal yang bergerak ke permukaan. Di beberapa area, penumpukan mineral mungkin telah menyumbat rute lama, sehingga memaksa saluran baru terbuka.

Data gempa bumi mendukung interpretasi ini. Getaran kecil dapat menunjukkan bahwa magma atau fluida panas mencari rute pelarian yang berbeda.

Secara kolektif, peristiwa-peristiwa ini menunjukkan aktivitas yang mungkin telah dimulai jauh sebelum survei lapangan mencatatnya. Pengamatan juga menunjukkan perluasan ini mencapai batasnya. Beberapa pemeriksaan lapangan baru-baru ini menemukan tanda-tanda bibit baru tumbuh di daerah yang dulunya tandus.

Ini bisa berarti sistem lokal mulai tenang, setidaknya untuk saat ini. Perubahan pada vegetasi dan kehidupan tanaman dapat menjadi pengingat bahwa gunung berapi dan prosesnya tidak selalu linier. Kondisi dapat berubah saat gas dan cairan datang dan pergi.

Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Geochemistry, Geophysics, Geosystems.