Para ilmuwan di Amerika Serikat berhasil mengungkap misteri cadangan magma di bawah supervolcano Yellowstone.

Tim geolog dan ilmuwan Bumi ini mengklaim akhirnya menemukan ‘tudung’ magma dalam yang menjaga tekanan dan suhu tinggi sistem vulkanik tetap terkunci di bawah tanah.

Menurut model terbaru, tudung Kotak Pandora yang mudah meledak ini berada antara 3,5 hingga 4 km (2,2 hingga 2,5 mil) di bawah bagian timur laut kaldera Yellowstone. Dan sepertinya tudung ini secara teratur mengeluarkan sedikit gas, mencegah ledakan besar.

Ilmuwan menyamakan efek ini dengan pernapasan yang stabil, seolah-olah gunung berapi sedang tidur nyenyak. Tapi jika ada cukup udara yang terhambat di ‘tenggorokan’ supervolcano, maka pada titik tertentu, dengkuran erupsi bisa meledak.

Untungnya, tudung magma ini bekerja seperti mesin CPAP, menjaga tekanan internal relatif stabil, memungkinkan supervolcano tidur cukup nyenyak.

“Selama puluhan tahun, kita tahu ada magma di bawah Yellowstone, tetapi kedalaman dan struktur batas atasnya yang tepat menjadi pertanyaan besar,” jelas Brandon Schmandt, ilmuwan Bumi dari Rice University. “Yang kami temukan adalah bahwa reservoir ini tidak mati – sudah ada di sana selama beberapa juta tahun, tetapi masih dinamis.”

Hari ini, banyak bukti menunjukkan adanya reservoir magma di kerak Bumi, tepat di bawah bagian timur laut kaldera Yellowstone. Namun, seberapa dalam reservoir itu terletak dan berapa banyak magma yang dikandungnya masih menjadi perdebatan – membuatnya sulit untuk memprediksi kapan supervolcano akan meledak lagi.

Penulis utama bersama Schmandt, Chenglong Duan, mengembangkan metode baru untuk memvisualisasikan kerak Bumi di wilayah Yellowstone. Teknik ini mengandalkan pengiriman gelombang seismik, mirip gempa kecil, ke dalam tanah dari truk penggetar untuk melihat bagaimana gelombang tersebut merambat melalui lapisan batuan.

Saat gelombang ini memantul kembali ke permukaan, gelombang tersebut dikumpulkan oleh ratusan seismometer. Berkolaborasi dengan ahli geofisika Jamie Farrell dari University of Utah, tim mengembangkan algoritma yang membaca semua data bising ini untuk membuat model lapisan di kerak Bumi.

Model ini sekarang memberikan apa yang disebut Duan sebagai “gambar pertama yang super jelas dari puncak reservoir magma di bawah kaldera Yellowstone.”

Sekitar 3,8 kilometer di bawah permukaan, gelombang seismik yang menyelidiki menemui batas mendadak. Gelombang tersebut tidak lagi tampak mengalir melalui batuan. Sebaliknya, gerakan lambat mereka menunjukkan bahwa gelombang tersebut bergerak melalui campuran lumpur cairan superkritis dan magma antara kedalaman 3 hingga 8 kilometer.

Para ilmuwan menafsirkan batas ini sebagai “puncak reservoir magma yang jelas.”

Berdasarkan model terbaik Schmandt dan rekan-rekannya, separuh dari tudung magma ini diisi oleh gelembung-gelembung material volatil. Tudung ini dapat dianggap sebagai tudung ‘tertutup sendiri’ karena tudung ini hanya sedikit berpori. Ini berarti tudung ini hanya mengeluarkan sebagian kecil gas, menjaga tekanan keseluruhan di bawahnya relatif stabil.

Di bawah tudung, puncak reservoir magma tampaknya sebagian besar terdiri dari air superkritis, yang dipanaskan dan diberi tekanan hingga titik di mana batas antara cairan dan gas kabur, serta magma riolit, yang cenderung meletus secara eksplosif jika diberi kesempatan.

Satu-satunya hal yang menghentikan erupsi semacam itu adalah pendinginan dan kristalisasi bertahap material lumpur di kerak atas, yang menciptakan tudung magma yang minim kebocoran ini.

“Mengingat perkiraan total porositas di puncak reservoir (sekitar 14 persen) jauh di bawah porositas erupsi yang umum, hasil kami sejalan dengan penilaian sebelumnya bahwa sistem vulkanik pembentuk kaldera ini dalam keadaan beristirahat,” tim menyimpulkan.

Seperti yang dijelaskan Schmandt lebih lanjut, “tampaknya sistem ini secara efisien membuang gas melalui retakan dan saluran di antara kristal mineral, yang masuk akal bagi saya mengingat fitur hidrotermal Yellowstone yang melimpah memancarkan gas magmatik.”

Dengan kata lain, semua aktivitas di permukaan kaldera Yellowstone adalah tanda yang melegakan, bukan sesuatu yang mengkhawatirkan.

Dalam dua juta tahun terakhir, supervolcano Yellowstone telah meledak tiga kali dengan erupsi yang sangat besar dan eksplosif. Kapan akan meledak lagi tidak diketahui, sebagian besar karena kita belum cukup tahu tentang reservoir magmanya yang tersembunyi, atau gaya geologis lainnya seperti pergerakan lempeng tektonik, yang mungkin memengaruhi volatilitas sistem.

Kabar baiknya adalah bukti terbaru menunjukkan risiko super-erupsi Yellowstone menurun, yang berarti kita mungkin tidak akan mengalami ledakan yang menghancurkan lanskap dalam waktu dekat.

Geyser mungkin terus meledak di depan turis, dan gerombolan gempa kecil mungkin mengguncang wilayah tersebut selama beberapa periode waktu, tetapi penelitian umumnya menunjukkan gunung berapi ini dalam keadaan beristirahat. Ilmuwan di United States Geological Survey memprediksi risiko super-erupsi Yellowstone sekitar 0,00014 persen setiap tahun, berdasarkan waktu ledakan sebelumnya.

Tudung magma Yellowstone yang ‘bernapas’ membawa desahan lega kolektif lainnya.

Studi ini diterbitkan di Nature.