Kekuatan gunung berapi: Ilmuwan Islandia berencana menelusuri magma

Saya berada di salah satu titik api vulkanik dunia, di timur laut Islandia, dekat gunung berapi Krafla.

Tidak jauh dari sana, saya dapat melihat tepi danau kawah gunung berapi, sementara di sebelah selatan terdapat lubang uap dan kolam lumpur yang menggelembung.

Krafla telah meletus sekitar 30 kali dalam 1.000 tahun terakhir, dan terakhir pada pertengahan tahun 1980an.

Bjorn Por Guðmundsson membawa saya ke lereng bukit berumput. Dia menjalankan tim ilmuwan internasional yang berencana mengebor magma Krafla.

“Kami berdiri di tempat kami akan melakukan pengeboran,” katanya.

Krafla Magma Testbed (KMT) bertujuan untuk meningkatkan pemahaman tentang bagaimana magma, atau batuan cair, berperilaku di bawah tanah.

Pengetahuan tersebut dapat membantu para ilmuwan memperkirakan risiko letusan dan mendorong energi panas bumi ke tingkat yang lebih tinggi, dengan memanfaatkan sumber energi gunung berapi yang sangat panas dan berpotensi tidak terbatas.

Mulai tahun 2026, tim KMT akan mulai mengebor lubang pertama dari dua lubang bor untuk membuat observatorium magma bawah tanah yang unik, sekitar 2,1 km (1,3 mil) di bawah tanah.

“Ini seperti perjalanan kita ke bulan. Hal ini akan mengubah banyak hal,” kata Yan Lavelle, profesor vulkanologi di Universitas Ludvigs-Maximllian di Munich, dan mengepalai komite sains KMT.

Aktivitas gunung berapi biasanya dipantau dengan alat seperti seismometer. Namun tidak seperti lava di permukaan, kita tidak tahu banyak tentang magma di bawah tanah, jelas Prof Lavelle.

“Kami ingin menginstrumentasikan magma sehingga kami benar-benar dapat mendengarkan denyut bumi,” tambahnya.

Sensor tekanan dan suhu akan ditempatkan pada batuan cair. “Ini adalah dua parameter utama yang perlu kita selidiki, agar dapat mengetahui terlebih dahulu apa yang terjadi pada magma,” katanya.

Di seluruh dunia diperkirakan 800 juta orang tinggal dalam jarak 100 km dari gunung berapi aktif yang berbahaya. Para peneliti berharap pekerjaan mereka dapat membantu menyelamatkan nyawa dan uang.

Islandia memiliki 33 sistem gunung berapi aktif, dan terletak di celah tempat lempeng tektonik Eurasia dan Amerika Utara terpisah.

Yang terbaru, gelombang delapan letusan di semenanjung Reykanes telah merusak infrastruktur dan menjungkirbalikkan kehidupan komunitas Grindavik.

Tuan Guðmundsson juga menunjuk pada Eyjafjallajökull, yang menyebabkan kekacauan pada tahun 2010 ketika awan abu menyebabkan lebih dari 100.000 pembatalan penerbangan, menelan biaya £3 miliar ($3,95 miliar).

“Jika kita bisa memprediksi letusan tersebut dengan lebih baik, hal ini bisa menghemat banyak uang,” katanya.

Lubang bor kedua milik KMT akan digunakan sebagai tempat uji coba pembangkit listrik tenaga panas bumi generasi baru, yang memanfaatkan suhu ekstrim magma.

“Magma sangat energik. Mereka adalah sumber panas yang menggerakkan sistem hidrotermal yang menghasilkan energi panas bumi. Mengapa tidak pergi ke sumbernya?” tanya Prof Lavelle.

Sekitar 65% listrik di Islandia dan 85% pemanas rumah tangga berasal dari panas bumi, yang memanfaatkan cairan panas jauh di bawah tanah, sebagai sumber panas untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik.

Di lembah di bawahnya, pembangkit listrik Krafla memasok air panas dan listrik ke sekitar 30.000 rumah.

“Rencananya adalah mengebor magma itu sendiri, mungkin menggalinya sedikit,” kata Bjarni Pálsson sambil tersenyum masam.

“Sumber daya panas bumi terletak tepat di atas badan magma, dan kami yakin suhunya sekitar 500-600C,” kata Mr Pálsson, direktur eksekutif pengembangan panas bumi di penyedia listrik nasional, Landsvirkjun.

Magma sangat sulit ditemukan di bawah tanah, namun pada tahun 2009 para insinyur Islandia membuat penemuan secara kebetulan.

Mereka berencana membuat lubang bor sedalam 4,5 km dan mengekstraksi cairan yang sangat panas, namun pengeboran tersebut tiba-tiba berhenti karena ternyata magma yang sangat dangkal dicegat.

“Kami sama sekali tidak menyangka akan menemukan magma di kedalaman hanya 2,1 km,” kata Pálsson.

Menemukan magma jarang terjadi dan hanya terjadi di sini, Kenya dan Hawaii.

Uap super panas mencapai suhu 452°C yang memecahkan rekor, sementara suhu di dalam ruangan diperkirakan mencapai 900°C.

Video dramatis menunjukkan asap dan uap mengepul. Panas akut dan korosi akhirnya menghancurkan sumur.

“Sumur ini menghasilkan sekitar 10 kali lebih banyak [energy] daripada rata-rata sumur di lokasi ini,” kata Mr Pálsson.

Hanya dua sumur yang dapat memasok energi yang sama dengan 22 sumur pembangkit listrik, katanya. “Jelas ada perubahan permainan.”

Lebih dari 600 pembangkit listrik tenaga panas bumi terdapat di seluruh dunia, dan ratusan pembangkit listrik lainnya sedang direncanakan, di tengah meningkatnya permintaan akan energi rendah karbon sepanjang waktu. Sumur ini biasanya memiliki kedalaman sekitar 2,5 km dan mampu menangani suhu di bawah 350°C.

Perusahaan swasta dan tim peneliti di beberapa negara juga berupaya mengembangkan panas bumi yang lebih maju dan sangat dalam, yang disebut batuan super panas, yang suhunya melebihi 400°C pada kedalaman 5 hingga 15 km.

Menjangkau lebih dalam dan lebih panas, cadangan panas adalah “Cawan Suci”, kata Rosalind Archer, dekan Universitas Griffith, dan mantan direktur Institut Panas Bumi di Selandia Baru.

Kepadatan energi yang lebih tinggilah yang sangat menjanjikan, jelasnya, karena setiap lubang bor dapat menghasilkan energi lima hingga 10 kali lebih besar dibandingkan sumur panas bumi standar.

“Terdapat Selandia Baru, Jepang, dan Meksiko yang semuanya menginginkannya, namun KMT adalah negara yang paling dekat untuk mendapatkan mata bor,” katanya. “Ini tidak mudah dan belum tentu murah untuk memulainya.”

Pengeboran di lingkungan ekstrem ini akan menjadi tantangan teknis dan memerlukan material khusus.

Prof Lavelle yakin hal itu mungkin terjadi. Suhu ekstrem juga ditemukan pada mesin jet, metalurgi, dan industri nuklir, katanya.

“Kita harus mengeksplorasi material baru dan paduan yang lebih tahan korosi,” kata Sigrun Nanna Karlsdottir, profesor teknik industri dan mesin di Universitas Islandia.

Di dalam laboratorium, tim penelitinya sedang menguji bahan agar tahan terhadap panas ekstrem, tekanan, dan gas korosif. Sumur panas bumi biasanya dibuat dengan baja karbon, jelasnya, namun akan cepat kehilangan kekuatannya ketika suhu melebihi 200°C.

“Kami fokus pada paduan nikel bermutu tinggi dan juga paduan titanium,” katanya.

Pengeboran magma vulkanik terdengar berpotensi berisiko, namun Guðmundsson berpendapat sebaliknya.

“Kami tidak percaya bahwa memasukkan jarum ke dalam ruang magma yang sangat besar akan menciptakan efek ledakan,” tegasnya.

“Ini terjadi pada tahun 2009, dan mereka mengetahui bahwa mereka mungkin pernah melakukan hal ini sebelumnya tanpa menyadarinya. Kami yakin ini aman.”

Risiko lain juga perlu dipertimbangkan ketika melakukan pengeboran ke dalam bumi seperti gas beracun dan menyebabkan gempa bumi, kata Prof Archer. “Tetapi lingkungan geologis di Islandia membuat hal itu sangat tidak mungkin terjadi.”

Pekerjaan ini akan memakan waktu bertahun-tahun, namun dapat menghasilkan prakiraan yang lebih maju dan kekuatan gunung berapi yang sangat canggih.

“Saya pikir seluruh dunia panas bumi sedang memperhatikan proyek KMT,” kata Prof Archer. “Ini berpotensi cukup transformatif.”