Superheated magma may power towering lava fountains

JAKARTA — Superheated magma dapat menjelaskan kenapa gunung berapi yang tampak mirip bisa meletus dengan cara yang sangat berbeda. Temuan ini datang dari tim riset internasional yang dipimpin The University of Manchester setelah meneliti magma dari erupsi Tajogaite pada 2021 di La Palma, Spanyol.

Penelitian yang dimuat di Nature Communications itu menyoroti proses pemanasan ekstrem di dalam magma yang menunda pembentukan kristal saat magma bergerak naik ke permukaan. Efeknya tidak kecil. Struktur magma berubah, gas vulkanik punya peluang keluar dengan cara berbeda, dan pola letusan pun bisa bergeser dari lava fountain yang dramatis ke aliran lava yang lebih tenang.

Superheated magma dan perubahan di dalam batuan cair

Dalam studi ini, para ilmuwan menemukan bahwa “superheating” terjadi saat magma menjadi lebih panas daripada suhu ketika kristal masih stabil. Pada kondisi itu, kristal-kristal kecil yang sudah ada bisa larut kembali. Kristal kecil ini biasanya berfungsi sebagai “seed” atau benih bagi pertumbuhan kristal baru.

Superheating juga merapikan struktur magma pada level mikroskopis. Akibatnya, isi magma menjadi lebih seragam dan kurang ramah bagi pembentukan kristal baru. Perubahan internal inilah yang kemudian memengaruhi kecepatan magma naik serta kemudahan gas vulkanik untuk keluar.

Uji laboratorium meniru kondisi gunung api

Untuk menguji proses itu, tim peneliti merekonstruksi kondisi di dalam gunung berapi dengan memakai magma yang dikumpulkan dari erupsi Tajogaite. Mereka menduga magma itu bisa saja mengalami superheating sebelum erupsi dan saat masih bergerak naik melalui kerak Bumi.

Di Diamond Light Source, tim memakai synchrotron X-ray microtomography untuk mengamati kristal terbentuk di dalam magma secara real time. Mereka juga melakukan eksperimen ex-situ di Praha agar sampel bisa diamati lebih lama. Pendekatan ini membuat para peneliti bisa melihat proses yang sebelumnya sulit ditangkap langsung.

“The history of crystal and bubble growth can dramatically control how a magma erupts; in particular, as more crystals grow, they eventually have a dramatic effect on magma viscosity.