Penelitian baru menunjukkan bahwa partikel penghalang matahari dari letusan ekstrem tidak akan mendinginkan suhu permukaan bumi seperti yang diperkirakan sebelumnya.
Sekitar 74.000 tahun yang lalu, gunung berapi Toba di Indonesia meledak dengan kekuatan 1.000 kali lebih kuat dibandingkan letusan Gunung St. Louis. Helens pada tahun 1980. Misterinya adalah apa yang terjadi selanjutnya—yakni seberapa besar ledakan ekstrem ini dapat mendinginkan suhu global.
Mengenai gunung berapi yang paling kuat, para ilmuwan telah lama berspekulasi bagaimana pendinginan global setelah letusan – terkadang disebut musim dingin vulkanik – berpotensi menimbulkan ancaman bagi umat manusia. Penelitian sebelumnya sepakat bahwa pendinginan di seluruh planet akan terjadi, namun berbeda pendapat mengenai seberapa besarnya. Perkiraannya berkisar antara 3,6 hingga 14 derajat Fahrenheit (2 hingga 8 derajat Celcius).
Dalam sebuah studi baru di Journal of Climate, tim dari Goddard Institute for Space Studies (GISS) NASA dan Universitas Columbia di New York menggunakan pemodelan komputer canggih untuk mensimulasikan supererupsi seperti peristiwa Toba. Mereka menemukan bahwa pendinginan pasca letusan tidak mungkin melebihi 2,7 derajat Fahrenheit (1,5 derajat Celsius) bahkan dalam ledakan paling dahsyat sekalipun.
“Perubahan suhu yang relatif kecil yang kami temukan paling sesuai dengan bukti yang ada dapat menjelaskan mengapa tidak ada satupun supererupsi yang menghasilkan bukti kuat adanya bencana global bagi manusia atau ekosistem,” kata penulis utama Zachary McGraw, peneliti GISS NASA dan Universitas Columbia. .
Untuk memenuhi syarat sebagai letusan super, sebuah gunung berapi harus mengeluarkan lebih dari 240 mil kubik (1.000 kilometer kubik) magma. Letusan ini sangat dahsyat – dan jarang terjadi. Letusan super terakhir terjadi lebih dari 22.000 tahun yang lalu di Selandia Baru. Contoh yang paling terkenal adalah letusan yang menghancurkan kawah Yellowstone di Wyoming sekitar 2 juta tahun yang lalu.
McGraw dan rekannya mulai memahami apa yang menyebabkan perbedaan dalam perkiraan suhu model karena “model adalah alat utama untuk memahami perubahan iklim yang terjadi terlalu lama sehingga tidak ada catatan yang jelas mengenai tingkat keparahannya.” Mereka menetapkan variabel yang sulit dijabarkan: ukuran partikel mikroskopis belerang yang disuntikkan berkilo-kilometer tinggi ke atmosfer.
Di stratosfer (ketinggian sekitar 6 hingga 30 mil), gas sulfur dioksida dari gunung berapi mengalami reaksi kimia untuk mengembun menjadi partikel sulfat cair. Partikel-partikel ini dapat mempengaruhi suhu permukaan bumi melalui dua cara yang berlawanan: dengan memantulkan sinar matahari yang masuk (menyebabkan pendinginan) atau dengan menjebak energi panas yang keluar (sejenis efek pemanasan rumah kaca).
Selama bertahun-tahun, fenomena pendinginan ini juga menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana manusia dapat membalikkan pemanasan global – sebuah konsep yang disebut geoengineering – dengan secara sengaja menyuntikkan partikel aerosol ke stratosfer untuk meningkatkan efek pendinginan.
Para ilmuwan telah menunjukkan sejauh mana diameter partikel aerosol vulkanik mempengaruhi suhu pasca letusan. Semakin kecil dan padat partikelnya, semakin besar kemampuannya dalam menghalangi sinar matahari. Namun memperkirakan ukuran partikel merupakan suatu tantangan karena supererupsi sebelumnya tidak meninggalkan bukti fisik yang dapat diandalkan. Di atmosfer, ukuran partikel berubah seiring dengan proses koagulasi dan kondensasi. Sekalipun partikel-partikel tersebut jatuh kembali ke Bumi dan tersimpan dalam inti es, partikel-partikel tersebut tidak meninggalkan catatan fisik yang jelas karena pencampuran dan pemadatan.
Dengan mensimulasikan supererupsi pada ukuran partikel yang berbeda, para peneliti menemukan bahwa supererupsi mungkin tidak mampu mengubah suhu global secara dramatis dibandingkan letusan terbesar di zaman modern. Misalnya, letusan Gunung Pinatubo di Filipina pada tahun 1991 menyebabkan suhu global turun sekitar setengah derajat selama dua tahun.
Luis Millán, seorang ilmuwan atmosfer di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan misteri pendinginan supereruptif memerlukan penelitian lebih lanjut. Dia mengatakan jalan ke depan adalah dengan melakukan perbandingan model yang komprehensif, serta laboratorium lebih lanjut dan studi model mengenai faktor-faktor yang menentukan ukuran partikel aerosol vulkanik.
Mengingat ketidakpastian yang masih ada, Millán menambahkan, “Bagi saya, ini adalah contoh lain mengapa geoengineering melalui injeksi aerosol stratosfer sangat jauh dari pilihan yang tepat.”
Penelitian tersebut bertajuk “Pendinginan Global yang Parah Setelah Letusan Super Gunung Berapi? Jawabannya tergantung pada ukuran aerosol yang belum diketahui,” demikian yang diterbitkan dalam Journal of Climate.
Pengarang: Sally Muda
Tim Berita Ilmu Bumi
Laboratorium Propulsi Jet NASA, Pasadena, California.
sally.m.younger@jpl.nasa.gov
+ There are no comments
Add yours