geografi lingkungan

Khoirunnas anfa'uhum linnas

Sabtu, 15 September 2012

Danau Toba


Anda mungkin terkesima dengan keindahan Danau Toba. Dapatkah anda bayangkan sekiranya tidak ada air ditampung di danau tersebut? Sekiranya hal tersebut bisa terjadi, maka anda akan melihat salah satu lubang kaldera raksasa yang pernah ada di bumi!
Gambar-1: Foto Toba dari Satelit (Image courtesy of NASA/GSFC/MITI/ERSDAC/JAROS, and the U.S./Japan ASTER Science Team )


Istilah yang akan dipakai pada tulisan ini:
  1. Kaldera secara sederhana dapat didefenisikan sebagai lobang besar pada permukaan bumi yang terjadi akibat amblasnya permukaan bumi yang terjadi setelah sebuah erupsi vulkanik.
  2. Stratovolkano: adalah gunung api yang tinggi yang terbentuk dari lapisan-lapisan lava, tefra,  batuan apung dan debu vulkanis. Lava yang dimuntahkan dari stratovocano biasanya mengeras karena mendingin, dan biasanya mengalir tidak terlalu jauh akibat viskositas yang tinggi dari lava.
  3. Tuff: Tufa: Lapisan batuan yang terbentuk debu vulkanis yang terpadatkan
  4. YTT: Young Toba Tuff: Tufa Toba termuda
  5. MTT: Middle Toba Tuff: Tufa Toba tua
  6. OTT: Oldest Toba Tuff: Tufa Toba yang paling tertua.
  7. Quartenary: Dalam waktu geologi, masa quartenary adalah periode geologis  kedua dalam era Cenozoic, membentang dari waktu sekitar 2.6 juta tahun yang lalu. Dalam masa geologis, bumi saat ini berada  pada masa quartenary dari era Cenezoic, dan eon Phanerozoic.
Kaldera Toba, terletak di Sumatera Utara, Indonesia, adalah kaldera terbesar di bumi yang tercipta pada masa quartenary.  Posisinya memanjang searah Barat Laut-Tenggara dan sejajar dengan pegunungan gunung api aktif di sepanjang Sumatera. Ukurannya berkisar 100 km panjang dan 30 km lebar (Lihat Gbr 2). Menurut para ahli, pada masa 1.2 juta tahun terakhir telah terjadi 4 kali erupsi kaldera yang memuntahkan tufa. Tufa termuda dimuntahkan sekitar 74.000 tahun yang lalu dengan volume sekitar 2.800 km3. Erupsi terakhir tersebut menimbulkan keruntuhan struktur bumi yang membentuk Danau Toba seperti yang kita lihat saat ini.
Letusan Toba terakhir ini mengeluarkan aliran tufa yang melingkupi daerah seluas 20.000-30.000 km2.  Melalui serangkaian penelitian terlihat bahwa lapisan tufa muda Toba (YTT) berangsur-angsur memadat melekat di bagian dasarnya. Pulau Samosir yang terbentuk dari bagian pasca tufa muda Toba ini mengandung tufa muda Toba yang sangat padat yang mengisi kaldera.

SETTING TEKTONIK

Peta lokasi dan setting tektonik kaldera Toba terlihat pada Gambar 2. Potongan-potongan stratigrafi diambil dekat Haranggaol, Silalahi, Pangururan, Bakkara, dan Siguragura.  Pada gambar tersebut terlihat bahwa Kaldera Toba (atau saat ini Danau Toba) sejajar dengan patahan besar Sumatera (the Great Sumatran Fault) yang memotong Pulau Sumatera pada arah Barat Laut-Tenggara, dan juga hampir sejajar dengan patahan subduksi di  Samudera Hindia.
Gambar-2: Setting Lokasi Tektonik Toba (Credit: http://petrology.oxfordjournals.org/content/39/3/397/F1.large.jpg)

PEMBENTUKAN  KALDERA TOBA

Pembentukan kaldera Toba terjadi di daerah yang sangat luas yang terangkat oleh tekanan magma yang berada sekitar 20 km di bawahnya, yang oleh ahli bernama Van Bemelen disebut sebagai Batak Tumor. Batak Tumor  ini terbentuk pada masa Miocene. Toba terletak di puncak bagian yang terangkat. Pada masa 1.3 juta tahun yang lalu, terbentuk gunung api stratovolkano di sisi utara kaldera yang ada saat ini. Pengambilan batuan apung andesit di bagian selatan kaldera menyimpulkan bahwa pada saat bersamaan terjadi juga aktivitas vulkanik yang terfokus di bagian selatan tersebut.
Kaldera Toba, menurut penelitian terakhir, terbentuk dari 4 kaldera yang terjadi susul menyusul selama 1.2 juta tahun terakhir.
Erupsi/letusan piroklastik pertama yang diketahui di Toba membentuk 35 km3 kaldera Haranggaol. Dari penelitian, sangat jelas bahwa Haranggaol terbentuk dari kaldera yang berada di bagian utara pegunungan stratovolkano pada masa 1.2 juta tahun yang lalu (Gambar 3b).  Tufa yang dihasilkan disepakati para ahli sebagai  Haranggaol Dacite Tuff (HDT) yaitu daerah Haranggaol saat ini.
Kemudian, sekitar 840.000 tahun yang lalu kaldera Porsea yang terletak di setengah bagian tenggara  dari Toba mengalami erupsi yang memuntahkan 500 km3 tufa tua Toba, OTT  (Gambar 3c). Inilah  bagian tufa  tertua atau Oldest Toba Tuff (OTT) dengan umur 840.000 tahun.
Aktivitas erupsi terjadi lagi di bagian utara Toba sekitar 500.000 tahun yang lalu yang memuntahkan 60 km3 tufa. Diduga erupsi tufa ini berasal dari kaldera yang sama yang menghasilkan tufa Haranggaol yang lebih tua (Gambar 3d). Para ahli sepakat untuk menamai tufa yang dihasilkan sebagai Middle Toba Tuff (MTT) yang berumur 500.000 tahun.
Erupsi MTT dan OTT terjadi bergantian di bagian utara dan selatan, akan tetapi biasanya terjadi pada bagian curam dinding kaldera, dan biasanya sifatnya sangat padat melekat.
Akhirnya 74.000 tahun yang lalu, Toba mengalami erupsi raksasa dengan VEI (Volcanic Explosivity Index) = 8 yang memuntahkan tufa  yang lebih muda, YTT. Erupsi terakhir ini memacu keruntuhan struktur yang mengakibatkan amblasnya kubah di atas magma termasuk dua kubah raksasa, yakni blok Samosir dan blok Uluan. Runtuhan inilah yang menciptakan kaldera raksasa.
Inilah bentuk kaldera terlihat saat ini (Gambar 3e).
Air kemudian mengisi dan memenuhi kaldera. Tetapi Pulau Samosir dan daerah Blok Uluan (Porsea dan Prapat) belumlah terbentuk karena belum terangkat lagi. Terbayang Danau Toba tanpa ada Pulau Samosir, daerah Parapat dan Porsea? Pada beberapa masa setelah terjadi erupsi raksasa, ketiga daerah tersebut mungkin masih tenggelam di bawah air yang mengisi kaldera.
Setelah erupsi, tekanan magma di bawah kaldera terbentuk terus mengisi ruang-ruang magma yang kosong yang mengakibatkan  terjadinya pengangkatan lapisan kubah yang runtuh.  Akibat pengangkatan ini  kandungan tufa yang lebih muda pada Pulau Samosir dan kandungan tufa yang lebih tua pada blok/daerah Uluan (Gambar 3f)  terangkat, dan menjadi terekspos.
Gambar 3: Urutan Pembentukan Kaldera Toba (a-f) dan Penyebaran tufa muda Toba (g). Diambil dari: Aldiss & Ghazali, 1984
Selama proses pengangkatan tersebut, kubah riolit meletus sepanjang patahan curam Samosir. Erupsi pada kubah terjadi juga disepanjang  cincin patahan pada dataran diantara tebing curam bagian barat daya yang berada di sekitar Pardepur (Sibaganding) dan Gunung Pusuk Buhit.  Bongkahan hasil pengangkatan inilah yang menghasilkan Pulau Samosir, Pulau Sibaganding (Pardepur) dan Semenanjung Uluan yang ada hingga saat ini.
Gambar 4: Batas-batas Kaldera Toba dan umurnya. (Credit: http://www.solcomhouse.com/images/toba-map_l2.jpg)
Toba terletak sekitar 900 m di atas permukaan laut. Menurut data, Pulau Samosir telah terangkat sekitar 450 meter dari ketinggian asalnya.
Tekanan magma yang lebih kecil saat ini masih terus berlangsung. Gunung api Pusuk Buhit dan Sipiso Piso (dekat Tanduk Benua) adalah hasil dari mekanisme vulkanis yang masih terjadi.  Menurut penelitian pengangkatan di bagian barat Pulau Samosir (perhatikan daerah dengan warna coklat muda pada Gambar-4) masih terjadi dan didatakan hingga saat ini.
Letusan super raksasa yang terjadi 74.000 tahun lalu di danau Toba menumpahkan aliran piroklastik (aliran cair berkecepatan tinggi yang terdiri dari gas, fragmen batuan, dan debu) yang mengubur daerah dengan luas sekitar 20.000 km2 di sekitar Kaldera Toba. Abu vulaknik yang terus menerus ditumpahkan dalam rentang 2 minggu terbang hingga ke seluruh bumi, dan diperkirakan mempercepat terjadinya zaman es terakhir yang menimpa bumi.
Abu vulkanik dan lava yang tersebut kemudian terekat satu sama lain membentuk batuan ignimbrit yang menutupi daerah kaldera terutama dinding kaldera, dan diperkirakan tebalnya bisa mencapai 400 m.
Di India Selatan, debu vulkanik Toba ditemukan dengan tebal hingga 6 m dan diperkirakan membinasakan kehidupan yang ada di sana pada masa itu. Letusan Toba ini juga diduga menjadikan “bottle neck” pada kehidupan dan evolusi manusia, yakni berkurangnya jumlah populasi manusia hingga menjadi ribuan saja di bumi akibat bencana ini.
Source:

0 comments:

Poskan Komentar