KARAKTER LAHAR G. MERAPI SEBAGAI RESPON PERBEDAAN JENIS ERUPSI SEJAK HOLOSEN
Eko Teguh Paripurno
RINGKASAN DISERTASI
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Penelitian
Busur gunungapi di Indonesia terdapat dalam gugusan pulau yang menerus dari Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi dan Maluku sepanjang 7.000 kilometer. Sebaran gunungapi ini merupakan konsekuensi atas dinamika tektonik di Indonesia berupa pertemuan lempeng besar Hindia-Australia yang bergerak ke arah utara, lempeng Eurasia yang relatif stabil serta lempeng Pasifik yang bergerak ke arah barat. G. Merapi merupakan salah satu gunungapi paling aktif di dunia. Berdasarkan konsepsi satuan morfologi Pulau Jawa dengan berbasiskan tektonik lempeng, kelurusan gunungapi ini merupakan bagian tengah dari Kerucut Busur Vulkanik Jawa (Adjat Sudradjat, 2006).
Di G. Merapi, bahaya lahar lebih berdampak luas bagi masyarakat dibanding bahaya awan panas. Kerugian bukan hanya kehilangan nyawa, tetapi juga pada hilang dan rusaknya harta benda sebagai aset penghidupan masyarakat. Keterbatasan pemahaman atas proses dan sebaran pelaharan menyebabkan pengurangan risiko bencana lahar belum dapat dilakukan secara optimal. Penelitian yang telah dilakukan sampai saat ini cenderung bersifat kualitatif dan berorientasi kepada kondisi ancaman saat ini. Hal ini berakibat kepada munculnya kesulitan memprediksi ancaman lahar pada masa yang akan datang ketika terjadi perubahan aktivitas erupsi G. Merapi. Untuk mengurangi risiko bahaya tersebut maka kejelasan karakter piroklastika dan lahar masih memerlukan penelitian yang spesifik.
Beberapa pertimbangan yang menjadi alasan bagi pelaksanaan penelitian ini diantaranya adalah: (1) Kondisi geologi kegunungapian G. Merapi yang menarik, berupa kekerapan erupsi dengan variasi batuan gunungapi yang dihasilkan, dan hubungan antar batuan yang dijumpai dalam sistem gunungapi tersebut. (2) Pengkajian kuantitatif hubungan antar jenis erupsi terhadap karakter piroklastika dan lahar, yang hasilnya dapat digunakan untuk acuan bagi pengungkapan kasus sejenis. (3) Ketersediaan data sekunder, sarana dan prasarana pendukung riset seperti citra satelit, laboratorium dan piranti lunak pendukung penelitian.
1.2. Permasalahan
Aktivitas erupsi G. Merapi menghasilkan lava dan endapan piroklastika. Pelaharan merupakan proses pengendapan kembali endapan piroklastika menjadi endapan lahar. Dalam proses tersebut karakter erupsi, edapan piroklastika hasil erupsi, dan bentuk morfologi gunungapi dapat bertindak sebagai penyebab, pengendali, dan petunjuk keberadaan lahar. Penelitian dilakukan dengan menitikberatkan kepada karakter-karakter lahar G. Merapi yang terbentuk sebagai respon perbedaan erupsi selama Holosen, yaitu rentang waktu sejak 10.000 tahun lalu.
1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian
Maksud penelitian ini adalah untuk mengetahui karakter lahar G. Merapi sebagai respon akibat perbedaan jenis erupsi sejak Holosen, atau sekitar 10.000 tahun yang lalu.
Tujuan penelitian untuk (1) Mengetahui perubahan jenis erupsi G. Merapi sejak Holosen sampai Resen, (2) Mengetahui karakter lava dan endapan piroklastika G. Merapi sejak Holosen sebagai respon perbedaan jenis erupsi, (3) Mengetahui karakter endapan lahar G. Merapi sejak Holosen sebagai respon perbedaan karakter jenis erupsi.
1.4. Kegunaan Penelitian
Dari aspek teoritis (keilmuan) hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu kegunungapian, khususnya lahar, dalam merubah pendekatan kualitatif ke pendekatan verifikasi kuantitatif dalam penetapan kesimpulan. Metode yang digunakan dan hasil yang dicapai diharapkan dapat memberikan kejelasan hubungan antara erupsi dan lahar untuk dapat digunakan di tempat lain.
Dari aspek praktis (guna laksana) hasil penelitian untuk diterapkan dalam memprediksi pengurangan risiko bahaya lahar dengan lebih tepat pada setiap perubahan karakteristik piroklastika, perubahan jenis dan indeks erupsi.
1.5. Lokasi Penelitian
G. Merapi yang diteliti secara administratif lokasi penelitian terletak di kabupaten Magelang (lereng barat), kabupaten Boyolali (lereng utara), dan kabupaten Klaten (lereng timur), ketiganya di Propinsi Jawa Tengah serta Kabupaten Sleman (lereng selatan) Daerah Istimewa Yogyakarta.
2. KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA PEMIKIRAN DAN HIPOTESIS
2.1 Kajian Pustaka
G. Merapi sebagai salah satu gunungapi teraktif di dunia G. Merapi merupakan obyek penelitian yang selalu menarik. Pembahasan kemajuan penelitian terdahulu sebagai berikut: (1) Struktur geologi regional Jawa berpengaruh terhadap kehadiran jajaran gunungapi. Berdasarkan konsepsi satuan morfologi Pulau Jawa dengan berbasiskan tektonik lempeng, kelurusan gunungapi ini merupakan bagian tengah dari Kerucut Busur Vulkanik Jawa (Adjat Sudradjat, 2006). Kelurusan gunungapi ini merupakan patahan-patahan regional yang berhubungan dengan pola jalur penunjaman Tersier sampai Resen yang membujur berarah timur-barat dan bergerak ke arah utara. (2) Batuan G. Merapi yang bersifat basal-andesitik dan andesitik. Magma tersebut merupakan hasil evolusi dari basal alumina tinggi sebagai magma asalnya. Disamping differensiasi kristalisasi, magma tersebut dipengaruhi oleh adanya kontaminasi dari kerak bumi (Del Marmol, 1989). Terdapat perubahan komposisi magma yang berulang dari basa ke asam. Perubahan komposisi berpengaruh pada tingkah laku G. Merapi. Perubahan sifat letusan dari meletus menjadi meleler pada periode saat ini merupakan perubahan penting, karena berpengaruh pada resiko dari letusan. (Andreastuti, 1999). (3) Pengelompokan stratigrafi dan sejarah erupsi G. Merapi telah dilakukan oleh banyak peneliti dengan berbagai pendekatan. Berdasarkan bentuk morfologi gunungapi, sejarah erupsi stratigrafi G. Merapi dibagi menjadi 2 tahap, yaitu Merapi Tua dan Merapi Muda (Bemmelen, 1949). Berdasarkan kehadiran lava stratigrafi G. Merapi dapat dibagi ke dalam 3 tahap, yaitu Merapi Purba, Merapi Tua dan Merapi Baru (Del Marmol, 1989). (4) Berdasarkan kecenderungan jenis dan umur hasil erupsinya stratigrafi G. Merapi dibagi menjadi 2 tahap, yaitu Merapi Tua dan Merapi Muda (Wirakusumah, 1984). Berdasarkan waktu terbentuknya sejarah letusan G. Merapi dibagi menjadi 5 perioda, yaitu: Pra Merapi (> 400.000 tahun lalu), Merapi Tua (400.000 – 6.700 tahun lalu), Merapi Menengah (6.700 – 2.200 tahun lalu), Merapi Muda (2000 – 600 tahun lalu) dan Merapi Sekarang (sejak 600 tahun lalu) (Camus, et.al, 2000) .
Selama Holosen, atau sekitar 10.000 tahun terakhir terjadi banyak peristiwa penting yang berhubungan dengan perbedaan erupsi dalam skala besar. Erupsi tertua G. Merapi terjadi pada tahun 6.630 ± 60 SM. Hasil runtuhan besar pada 1.400 SM menutup Kali Progo dan membentuk danau purba Borobudur. Peruntuhan berikutnya terjadi pada 100 M, sekaligus membentuk dasar kerucut G. Merapi. Erupsi-erupsi besar berikutnya terjadi pada perioda waktu 732 – 928 M. Runtuhan terakhir terjadi pada 1130 M. Selanjutnya pada abad 20 erupsi didominasi oleh pembentukan kubah lava dan aliran piroklastika yang berasal dari guguran kubah (Newhall et. al., 2000).
Sebaran endapan lahar yang terbentuk sejak abad 15 sampai sekarang pada 13 sungai utama di sekitar G Merapi telah menutup kawasan seluas 286 km2. Luasan tersebut merupakan hasil 23 kali proses pelaharan dari 61 letusan. Dengan membandingkan ketebalan lahar yang terbentuk dengan ketinggian aliran lahar berdasarkan saksimata; lahar mempunyai kekentalan 40 – 60 % volume. Lahar ini relatif encer dibandingkan debris-flow volkanik dari beberapa gunungapi di luar negeri yang hanya mempunyai kandungan air antara 10 – 25 % berat (Paripurno, 1997).
Hasil para peneliti terdahulu tersebut memberikan gambaran bahwa riset tentang lahar sebagai respun erupsi belum pernah dilakukan, sehingga riset disertasi dengan tema pokok hubungan hasil erupsi dengan pelaharan ini dilakukan untuk mengungkap kejelasan fenomena-fenomena tersebut melalui verifikasi hipotesis.
Melalui studi terhadap hasil penelitian terdahulu di daerah G. Merapi diperoleh masukan penelitian : (1) Studi peneliti terdahulu terhadap struktur, bentuk, magmatisma, karakteristik erupsi, stratigrafi dan sejarah erupsi G. Merapi telah memberi kesimpulan bahwa G. Merapi terdapat beberapa sistem yang disusun oleh satuan-satuan lava, aliran piroklastika, jatuhan piroklastika dan lahar. (2) Pada penelitian ini dilakukan verifikasi terhadap peran sifat, jenis dan hasil erupsi dalam proses pelaharan yang belum pernah diteliti oleh peneliti terdahulu.
2.2. Kerangka Pemikiran
Tema sentral penelitian ini adalah mengenai masalah karakter lahar G. Merapi sebagai respon terhadap perubahan jenis erupsi yang terjadi selama Holosen. Pendekatan penalaran yang digunakan dalam penelitian ini adalah pendekatan induktif, generalisasi dan enumerasi. Penelitian diawali dengan menentukan variabel-variabel yang dianggap berperan dalam mengendalikan fenomena. Generalisasi diperlukan untuk mendapatkan data terukur, yang selanjutnya secara numerik membentuk persamaan regresi dan model matematikanya.
2.3. Hipotesis
Hipotesis merupakan pernyataan atau kesimpulan sementara yang masih harus diuji atau dibuktikan kebenarannya. Asumsi adalah suatu pernyataan yang ditetapkan melalui sederetan pengujian (verifikasi) fenomena empiris, sehingga diperoleh suatu pernyataan yang tidak terbantahkan. Asumsi-asumsi ini dapat dipertajam menjadi premis-premis yang dapat mendukung formulasi hipotesis (Hirnawan, 2007).
Premis yang dijadikan dasar bagi penetapan hipotesis dalam penelitian lahar ini adalah : (1) G. Merapi merupakan gunungapi tipe strato yang mengalami perbedaan jenis erupsi, yaitu erupsi letusan yang menghasilkan endapan piroklastika dan erupsi efusif menghasilkan lava. (2) Bentuk G. Merapi menunjukan adanya perbedaan jenis erupsi yang penting dan dalam skala besar, sehingga membentuk sistem yang berbeda, yaitu Sistem Merapi Tua dan Sistem Merapi Muda. (3) Pada setiap sistem terjadi perbedaan jenis erupsi yang menyebabkan setiap lava dan endapan piroklastika yang terbentuk mempunyai karakter yang berbeda. (4) Pada setiap sistem terjadi proses pelaharan, sehingga terbentuk Satuan Lahar Merapi Tua dan Satuan Lahar Merapi Muda. (5) Hipotesis penelitian dikemukakan bahwa karaker lahar yang terbentuk di G. Merapi merupakan respon atas perbedaan jenis erupsi yang terjadi, dan mempunyai hubungan sebab akibat secara kualitatif dan kuantitatif. Karena itu karakter lahar akan dapat ditentukan apabila jenis erupsi tersebut dapat diketahui.
Secara lebih rinci hipotesis dan sub hipotesis penelitian dikemukakan dalam tabel berikut:
Hipotesis Penelitian
Hipotesis 1: G. Merapi sejak Holosen sampai Resen mengalami perbedaan-perbedaan jenis erupsi
Sub-hipotesis 1.1: Terdapat perbedaan komposisi kimia pada masing-masing satuan batuan hasil erupsi
Sub-hipotesis 1.2. Terdapat perbedaan tingkat erodibilitas pada masing-masing satuan batuan hasil erupsi, yang ditunjukkan oleh perbedaan kerapatan sungai
Sub-hipotesis 1.3. Terdapat perbedaan luasan rata-rata struktur rims horblenda hasil erupsi ekplosif dan effusif
Hipotesis 2: Endapan piroklastika sejak Holosen sampai Resen mengalami perubahan karakter akibat perubahan jenis erupsi
Sub-hipotesis 2.1. Terdapat perbedaan rata-rata besar komponen pada setiap endapan piroklastika
Sub-hipotesis 2.2. Terdapat perbedaan rata-rata bentuk komponen pada setiap endapan piroklastika
Sub-hipotesis 2.3. Terdapat perbedaan rata-rata besar komponen batuapung pada setiap endapan piroklastika
Sub-hipotesis 2.4. Terdapat perbedaan rata-rata bentuk komponen batuapung pada setiap endapan piroklastika
Hipotesis 3: Endapan lahar sejak Holosen sampai Resen mengalami perubahan karakter akibat perubahan jenis erupsi
Sub-hipotesis 3.1. Terdapat perbedaan rata-rata besar komponen pada setiap satuan endapan lahar
Sub-hipotesis 3.2. Terdapat perbedaan rata-rata bentuk komponen pada setiap satuan endapan lahar
Hipotesis 4.: Besar dan bentuk rata-rata komponen endapan piroklastika tidak mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan
Sub-hipotesis 4.1. Besar rata-rata komponen endapan piroklastika tidak mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan.
Sub-hipotesis 4.2. Bentuk rata-rata komponen endapan piroklastika tidak mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan
Hipotesis 5.: Besar dan bentuk rata-rata komponen endapan lahar mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan
Sub-hipotesis 5.1. Besar rata-rata komponen endapan lahar mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan.
Sub-hipotesis 5.2 Bentuk rata-rata komponen endapan lahar mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan
Hipotesis 6.: Komponen endapan lahar mempunyai kesamaan karakter dengan komponen endapan piroklastika sumbernya
Sub-hipotesis 6.1. Endapan lahar mempunyai kesamaan besar butir dengan komponen endapan piroklastika sumbernya
Sub-hipotesis 6.2.Komponen endapan lahar mempunyai kesamaan karakter dengan komponen endapan piroklastika sumbernya
3. SUBYEK DAN METODE PENELITIAN
3.1. Subyek Penelitian
Subyek penelitian adalah G. Merapi. Penelitian menggunakan peralatan dan bahan-bahan berupa Peta Geologi Gunungapi Merapi skala 1 : 50.000 (Wirakusumah dkk., 1989), Peta Geologi Lingkungan Lembar Yogyakarta skala 1: 100.000 (Gustiar dan A. Suhirman, 1993), Peta Geologi Lembar Yogyakarta skala 1: 100.000 (Wartono, dkk, 1994), Peta Rupabumi kawasan G. Merapi dan sekitarnya skala 1: 50.000 (lembar Muntilan, Kaliwang, Boyolali, Sleman, Klaten, Pakem, Klaten, Yogyakarta, Timoho, Jabung), Peta Kawasan Rawan Bahaya Gunungapi Merapi skala 1: 50.000 (Hadisantono, dkk, 2002), Citra landsat tahun pengambilan 2001, 2004 dan 2006 (UNOSAT).
Perlengkapan lapangan berupa palu geologi, kompas geologi, kamera digital, global positioning system (GPS), pita ukur, mistar pembanding, kaca pembesar, komparator besar butir, buku catatan, dan alat tulis. Perlengkapan studio berupa laptop Centrino Duo, 1 memory 1 Gb, beserta perangkat lunaknya (OpenOffice, SPSS for Linux, Geolinux). Peralatan Laboratorium Petrologi berupa mikroskop polarisasi.
3.2 Desain Penelitian
Penelitian ini menggunakan pola pikir deducto – hipotetico – verifikatif. Pada pola pikir ini digunakan pendekatan probabilistik, dengan objek penelitian berupa populasi yang akan diuji dengan alat uji statistik. Pengujian dilakukan terhadap aneka variabel yang terkait dengan fenomena hubungan karakter erupsi G. merapi, karakter endapan piroklastika dan karakter endapan lahar yang terbentuk. Metode deduksi menjadikan fenomena yang sudah umum dalam hal pengkajian fenomena erupsi G. Merapi sebagai bahan dasar dalam menginterpretasikan hal yang khusus. Penelitian dipaparkan secara kualitatif dan kuantitatif.
3.2.1. Penyediaan Data Dasar dan Data Sekunder
Sebelum penelitian terhadap karakteristik erupsi, karakteristik piroklastika, dan karakteristik lahar dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan penyediaan data dasar dan data sekunder. Data dasar berupa peta geologi dan kolom stratigrafi gunungapi (volcanostratigrapic collumn) G. Merapi. Data dasar ini diperlukan untuk mengetahui sebaran populasi secara detil, sebelum pengambilan sampel dilakukan.
3.2.2. Variabel Penelitian dan Pengukurannya
Penelitian dilakukan terhadap karakteristik erupsi, karakteristik piroklastika, dan karakteristik lahar. Penelitian karakteristik erupsi dilakukan melalui pengambilan data dengan variabel respon berupa (1) sebaran satuan batuan endapan piroklastika, (2) sebaran satuan batuan lava, (3) nisbah percabangan sungai pada satuan lava dan satuan endapan piroklastika, (4) kerapatan sungai pada satuan lava dan satuan endapan piroklastika (5) komposisi kimia lava dan komponen piroklastika.
Penelitian karakteristik endapan piroklastika dilakukan dengan pengambilan data variabel respon berupa (1) besar dan bentuk komponen endapan piroklastika, (2) bentuk dan besar batuapung pada endapan piroklastika, dan (3) kehadiran struktur zoning pada horblenda dari komponen endapan piroklastika. Penelitian karakteristik endapan lahar dilakukan dengan pengambilan data variabel respon berupa (1) besar dan bentuk komponen endapan lahar, (2) besar dan bentuk batuapung.
3.2.3. Metoda Pengambilan Conto
Diskripsi karakteristik endapan piroklastika dan endapan lahar diambil dari semua data yang tersingkap, baik berupa data primer (eksplorasi lapangan) maupun data sekunder (hasil eksplorasi dokumen). Semua data diambil berbasarkan data dasar kolom stratigrafi gunungapi (volcanostratigrapic collumn) yang dikorelasikan satu dengan lainnya. Penentuan populasi dilakukan dengan pendekatan genetis stratigrafi gunungapi tersebut.
3.2.4. Prosedur Pengumpulan Data
Sebaran endapan piroklastika dan endapan lahar ditentukan dari data dasar korelasi kolom stratigrafi gunungapi. Demikian pula ketebalan setiap unit endapan piroklastika dan endapan lahar.
Pengukuran dan penghitungan komponen endapan lahar maupun piroklastika dilakukan dengan metode pencacahan (point-counting) pada singkapan batuan. Pengukuran terutama dilakukan terhadap komponen endapan aliran piroklastika maupun lahar berukuran kerikil, kerakal dan bongkah dan komponen raksasa (giant fragmen). Pendataan dilengkapi dengan pembuatan sketsa singkapan di lapangan.
3.2.5. Metoda Analisa
Penggunaan metoda statistik dalam analisis data dimaksudkan untuk mendapatkan hasil penelitian dengan tingkat kepercayaan tertentu. Untuk membandingkan rata-rata baik populasi maupun sampel dapat digunakan beberapa uji statistik tergantung dari kasus yang dihadapi. Masing-masing alat uji statistik tersebut merupakan pengembangan dari satu alat uji dengan alat uji lainnya (Johnson & Wichern, 1982). Dalam penelitian ini terdapat kasus univariat dan kasus multivariat. Untuk kasus univariat digunakan t-Test (baik sampel independen maupun sampel berpasangan), sedangkan untuk kasus multivariat digunakan T2-Hottelling. Apabila jumlah sampel atau populasi yang ingin dibandingkan lebih dari dua sampel atau populasi, pada kasus univariat digunakan ANOVA (Analysis of Variance), sedangkan pada kasus multivariat digunakan MANOVA (Multivariat Analysis of Variance). Berdasarkan hal tersebut, maka analisis yang biasa digunakan dalam memecahkan permasalahan di dalam disertasi ini berhubungan dengan analisis multivariat.
3.2.6. Penulisan Laporan
Penulisan laporan merupakan tahap terakhir yang dilakukan dalam penelitian ini. Pada tahap ini, seluruh data yang diperoleh, perhitungan-perhitungan, analisis, dan hasil verifikasi hipotesis-hipotesis dijadikan dalam bentuk tulisan, bagan, tabel, diagram dan gambar.
Pedoman penulisan disertasi penulis mengacu pada ”Pedoman Penulisan Tesis/Disertasi dan Penulisan Artikel Ilmiah Program Pascasarjana Universitas Padjadjaran” yang diterbitkan untuk tahun akademik 2006/2007. Sebagai pendukung buku pedoman tersebut peneliti menggunakan buku ”Riset, Bergulirlah Proses Ilmiah” (Hirnawan, 2007). Sistematika buku ini memperkuat langkah-langkah kongkrit penelitian, khususnya memfasilitasi apabila dilakukan dengan metodologi berbasis paradigma pendekatan probabilistik maupun deterministik.
4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Pendapatkan kesimpulan hasil yang baik, bada bagian pertama akan dibahas terlebih dahulu mengenai geologi G. Merapi sebagai obyek utama penelitian ini. Pembahasan awal ini meliputi (1) geomorfologi, dan (2) stratigrafi gunungapi.
4.1.1. Geomorfologi
Morfologi G. Merapi memiliki empat lereng yang masing-masing dibatasi oleh tekuk-tekuk lereng. Keempat lereng tersebut terdiri dari (1) lereng kerucut puncak, (2) lereng tengah, (3) lereng kaki dan (4) dataran kaki. Setiap lereng dan tekuk lereng mengekspresikan satuan batuan penyusun dominan, fungsi morfologinya terhadap terbentuknya endapan gunungapi, serta proses-proses yang pernah terjadi padanya.
Daerah aliran sungai (DAS) di kawasan G. Merapi tersusun atas 3 sungai utama yaitu S. Progo, S. Opak dan S. Solo, serta terdiri dari 13 Sub DAS. Luas keseluruhan 1.322,84 km2 dengan panjang sungai 2.418,02 km, yang Seluruh sistem sungai membentuk pola pengaliran radial sentrifugal. DAS Progo terdiri 4 Sub-DAS yaitu S. Pabelan, S. Lamat, S. Batang, S. Krasak. DAS Progo mempunyai luas 381.92 km2, dengan panjang sungai 711.22 km sehingga mempunyai nilai kerapatan rata-rata 1,875, dengan nilai tertinggi di DAS S. Batang (1,967) dan terendah DAS S. Krasak (1.775). DAS Opak terdiri dari 4 Sub-DAS yaitu S. Denggung, S. Boyong, S. Kuning, dan S. Gendol. DAS Opak mempunyai luas 380,61 km2, dengan panjang sungai 689,35 km sehingga nilai kerapatan rata-rata 1,81, dengan nilai tertinggi di DAS S. Gendol (2,196) dan terendah DAS S. Denggung (1.794). DAS Solo terdiri dari 5 Sub-DAS yaitu S. Woro, S. Gondang, S. Banyuan, G. Gandul, dan S. Luwuk. DAS Solo mempunyai luas 584,58 km2, dengan panjang sungai 1020,54 km sehingga mempunyai nilai kerapatan rata-rata 1,760 dengan nilai tertinggi di DAS S. Gandul (1,951) dan terendah DAS S. Gondang Timur (1.607). DAS Solo berada pada tubuh G. Merapi Tua.
4.1.2. Stratigrafi gunungapi
Pengkajian stratigrafi G. Merapi dilakukan berdasarkan data sekunder hasil peneliti terdahulu serta data primer hasil pengamatan dan pemetaan langsung di lapangan. Pengamatan litologi dan stratigrafi dilakukan terhadap 350 lokasi pengamatan, yang terdiri dari pengamatan aliran lava, kubah lava, jatuhan piroklastika, aliran piroklastika, dan lahar. Stratigrafi gunungapi G. Merapi berdasarkan respon lahar terhadap perbedaan jenis erupsi, dapat dikelompokkan menjadi 5 tahapan, yaitu: Merapi Baru, Merapi Muda, Merapi Dewasa, Merapi Tua, dan Pra Merapi. Hubungan stratigrafi gunungapi G. Merapi berdasarkan respon lahar terhadap perbedaan erupsi dapat dilihat pada tabel 2.
4.1.2.1. Merapi Baru
Merapi Baru disusun oleh Satuan Lava Merapi 5 (Mlv5) Watugaruda, Satuan Aliran Piroklastika Merapi 4 (Map4) Brubuhan, Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 4 (Mjp4) Pasarbubar, Satuan Lahar Merapi 5 (Mlh5) Kalikrasak dan Satuan Lahar Merapi 4 (Mlh4) Kaliworo.
Satuan Lava Merapi 5 (Mlv5) Watugaruda,
Satuan Lava ini merupakan sekumpulan kubah lava yang dibentuk setelah erupsi tahun 1888, yang keberadaan saling tumpang tindih di sekitar puncak G. Merapi. Satuan lava tersebut mempunyai luas sebaran 1,248 km2 yang terdiri dari kubah-kubah lava dan lidah-lidah lava yang terbentuk sejak tahun 1786. Satuan Lava Merapi 5 (Mlv5) merupakan andesit piroksen yang disusun oleh massa kristal dan gelas berukuran fanerik halus – afanitik, bentuk kristal euhedral hingga subhedral, hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Lava ini memiliki kandungan silika berkisar antara 52,97%–55,52%. Peningkatan kehadiran SiO2 diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, Na2O dan P2O5, serta peningkatan kehadiran MnO dan K2O. Peningkatan kandungan SiO2 memiliki korelasi sangat kuat dengan penurunan kandungan MgO dan CaO. Pada satuan lava ini terdapat ketidaklaziman apabila dibandingkan dengan kecenderungan umum kehadiran unsur-unsur utama dalam batuan (Kienie, Swanson & Pulpen, 1983 dalam Sudradjat 2006). Pada satuan lava ini penurunan kehadiran Na2O merupakan ketidaklaziman. Satuan ini seluruhnya merupakan alkali kapur (Kuno, 1930) dan seri alkali (Irvin & Baragar, 1971).
Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 4 (Mjp4) Pasarbubar
Satuan ini merupakan endapan-endapan jatuhan piroklastika hasil erupsi G. Merapi Muda. Satuan ini terdapat di sektor barat dan barat daya, di DAS S. Pabelan dan Blongkeng, termasuk dalam wilayah Patuk Alap-alap, Selokopo, Gemer dan Keningar dengan luas sebaran 3,51 km2. Andesit piroksen komponen satuan ini disusun oleh massa kristal dan gelas, dengan ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, berbentuk euhedral hingga subhedral. Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik, serta membentuk struktur skoria (20%). Kandungan silika berkisar antara 50,42%–55,90%. Peningkatan kehadiran SiO2 diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, dan CaO, serta peningkatan kehadiran MnO, Na2O, K2O dan P2O5. Terdapat penyimpangan dengan korelasi lemah atas kehadiran P2O5 yang meningkat seiring dengan meningkatnya SiO2. Satuan ini seluruhnya merupakan toleitik (Kuno, 1930) dengan seri alkali (Irvin & Baragar, 1971)
Satuan Aliran Piroklastika Merapi 4 (Map4) Brubuhan
Satuan ini merupakan endapan-endapan aliran piroklastika hasil erupsi Merapi Baru yang dierupsikan sejak tahun 1888 sampai sekarang. Satuan ini mempunyai sebaran seluas 28,82 km2, terutama wilayah di sektor barat dan barat daya, meliputi wilayah-wilayah Brubuhan, Ngargomulyo, Geneng, Batur duwur, Batur ngisor dan G. Maron yang merupakan bagian hulu DAS S. Krasak dan S. Batang. Satuan ini juga terdapat di sektor barat laut dan selatan, mengisi lembah-lembah S. Krasak, S. Bedog, S. Batang, dan S. Woro; serta sedikit di S. Boyong, S. Kuning, S. Gendol . Satuan di S. Krasak paling atas merupakan endapan aliran piroklastika tahun 1994, limpasan dari G. Turgo. Komponen andesit piroksen berukuran kerakal sampai bongkah, bentuk menyudut sampai menyudut tanggung, yang sebagian menunjukan struktur kerak roti. Menerus di bawahnya perulangan endapan aliran-aliran piroklastika dan lahar heterolitik dengan matriks kecoklatan, terdapat struktur laminasi sejajar dan struktur silangsiur.
Satuan teratas di S. Bedog merupakan endapan aliran piroklastika tahun 1995, dengan komponen menyudut yang sebagian menunjukan struktur kerak roti. Tidak menerus di bawahnya perulangan endapan aliran-aliran piroklastika dan lahar heterolitik yang tidak menerus dengan komponen berupa andesit piroksen dan andesit basaltik berukuran kerikil sampai kerakal dengan lubang-lubang akar.
Di S. Boyong aliran piroklastika tahun 1995 merupakan endapan paling muda dengan komponen menyudut yang sebagian menunjukan struktur kerak roti. Menerus di bawahnya perulangan endapan aliran-aliran piroklastika dan lahar yang tidak menerus dengan komponen berupa andesit piroksen dan andesit basaltik berukuran kerikil sampai bongkah. Arang kayu penyusun pada salah satu lapisan ini berumur 470±30 tahun (Newhall, et al. 2000).
Andesit piroksen komponen satuan ini memiliki struktur vasikular (±10%), disusun oleh massa kristal dan gelas, dengan ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, dengan bentuk kristal euhedral hingga subhedral. Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Satuan Lahar Merapi 4 (Mlh4) Kaliworo
Satuan ini mempunyai luas 17.70 km2, terdapat di sepanjang S. Woro; merupakan hasil proses pelaharan endapan-endapan Satuan Aliran Piroklastika Merapi 4 (Map4) Brubuhan dan Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 4 (Mjp4) Pasarbubar serta didukung komponen dari Satuan Lava Merapi 3 (Mlv3) Batulawang dan Satuan Merapi Merapi 5 (Mlv5) Watugarudo yang mengarah ke arah selatan. Jejak erupsi sumber lahar ini diketahui hasil erupsi tahun 870, 1811 dan 1930.
Satuan ini terdiri dari debris-flow dan mud-flow. Lahar debris – flow dengan matriks dominan, dan kehadiran komponen 20 – 40%. Besar komponen maksimum rata-rata mencapai 0,6 meter, dengan komponen raksasa mencapai 1.7 meter sebagai komponen mengambang dengan distribusi merata. Bentuk komponen compact sampai bladed dengan derajat kebundaran menyudut tanggung sampai membulat tanggung. Hubungan antar butir cenderung kemas terbuka. Pemilahan komponen penyusun lahar buruk – sangat buruk. Struktur sedimen yang terbentuk umumnya setempat-setempat, berupa penjajaran komponen, gradasi terbalik ke normal dan gradasi terbalik. Struktur penjajaran komponen hadir pada endapan lahar tebal.
Endapan lahar mud-flow secara umum menunjukkan kenampakan masif. Struktur berlapis laminasi sejajar, laminasi bergelombang dan gradasi normal terdapat seempt-setempat pada endapan peralihan antara aliran lahar debris-flow dan mud-flow. Pada bagian bawah lapisan pasir tersebut dijumpai pula akumulasi kerikil. Berdasarkan ciri – ciri tersebut, lapisan ini dengan mudah dapat dibedakan dengan endapan lahar yang terdapat diatas dan bawahnya. Komponen arang kayu banyak dijumpai di bagian dasar lahar mud-flow di S. Woro ini.
Satuan Lahar Merapi 5 (Mlh 5) Kalikrasak
Satuan ini mempunyai luas 55,55 km2 tersebar di sepanjang S. Krasak dan S. Batang; merupakan hasil proses pelaharan endapan-endapan Satuan Aliran Piroklastika Merapi 4 (Map4) Brubuhan dan Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 4 (Mjp4) Pasarbubar serta didukung komponen dari Satuan Lava Merapi 3 (Mlv3) Batulawang dan Satuan Merapi Merapi 5 (Mlv5) Watugarudo yang mengarah ke sektor baratdaya. Sumber lahar ini merupakan kegiatan erupsi mulai tahun 1930 yang jejak erupsinya didapatkan di S. Krasak, S. Batang, dan S. Blongkeng.
Satuan ini terdiri dari debris-flow dan mud-flow. Lahar debris – flow dengan matriks dominan, dan kehadiran komponen 25 – 55%. Besar komponen maksimum rata-rata mencapai 0,6 meter, dengan komponen raksasa mencapai 2 meter sebagai komponen mengambang dengan distribusi merata. Bentuk komponen compact sampai bladed dengan derajat kebundaran menyudut tanggung sampai membulat. Hubungan antar butir cenderung kemas terbuka sampai tertutup dengan membentuk sentuhan point contact. Pemilahan komponen penyusun lahar buruk – sangat buruk. Struktur sedimen yang terbentuk umumnya setempat-setempat, berupa penjajaran komponen, gradasi terbalik ke normal dan gradasi terbalik. Struktur penjajaran komponen hadir pada endapan lahar tebal.
Satuan Aliran Piroklastika Merapi 5 (Map5) Kaliadem
Hasil termuda dari satuan ini adalah endapan aliran piroklastika di Kaliadem merupakan endapan aliran piroklastika hasil erupsi Merapi Baru yang dierupsikan pada tanggal 15 Juni 2006 dengan jumlah sekitar 9 juta m3. Ujung lidah aliran piroklastika berada di S. Gendol pada jarak 7 km dari puncak G. Merapi. Satuan ini mempunyai sebaran seluas 28,82 km2, terutama wilayah di sektor selatan dan barat daya, meliputi wilayah-wilayah Kaliadem, Kinahreja, yang merupakan bagian hulu DAS S. Krasak, S. Bedog, dan S. Gendol.
Endapan aliran piroklastika ini didominasi oleh andesit piroksen. Dari sayatan petrografi terlihat berwarna coklat keputihan, memiliki struktur skoria (±12%), membentuk tekstur khusus gloumerofirik, disusun oleh massa kristal dan gelas. Kristal berukuran fanerik halus sampai afanitik, berbentuk subhedral hingga anhedral, Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
4.1.2.2. Merapi Muda
Merapi Muda disusun oleh Satuan Lava Merapi 4 (Mlv4) Alap-alap, Satuan Aliran Piroklastika Merapi 3 (Map3) Kaliurang, Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 3 (Mjp3) Sumber, dan Satuan Lahar Merapi 3 (Mlh3) Kalikuning.
Satuan Lava Merapi 4 (Mlv4) Alap-alap
Satuan ini merupakan aliran lava pembentuk struktur lereng puncak yang dierupsikan sebelum tahun 1888. Satuan ini membentuk punggungan-punggungan berpola radial yang berporos pada puncak G. Merapi saat ini. Satuan ini menempati luasan 4,47 km2 dan tersebar pada 11 lokasi yang tersebar pada sektor barat-laut, barat, barat-daya dan selatan pada lereng puncak. Satuan ini tersingkap dengan baik di Selokopo, Patuk Alap-alap, Bukit Dengkeng dan hulu S. Kuning.
Satuan ini disusun oleh batuan andesit piroksen yang memiliki struktur masif dan membentuk tekstur khusus gloumerofirik. Penyusun berupa massa kristal dan gelas (hipokristalin) berukuran fanerik halus sampai afanitik, dengan bentuk kristal subhedral hingga anhedral. Hubungan antar inequigranular, pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Kandungan silika satuan ini berkisar antara 48,69%–55,71%. Peningkatan kehadiran SiO2 akan diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Fe2O3, CaO dan MgO, serta peningkatan kehadiran Na2O, Al2O3, MnO, P205, dan K2O. Peningkatan kandungan SiO2 mempunyai korelasi yang sangat kuat dengan penurunan kandungan FeO dan MgO. Kecenderungan meningkatnya kandungan Al2O3 walaupun dengan korelasi sangat lemah merupakan ketidaklaziman yang terdapat dalam satuan lava ini. Batuan ini seluruhnya termasuk alkali kapur (Kuno, 1930), serta sebagian besar merupakan alkali (Irvin & Baragar, 1971).
Satuan Jatuhan piroklastika Merapi 3 (Mjp3) Sumber
Satuan Jatuhan piroklastika Merapi 3 (Mjp3) Sumber merupakan endapan-endapan jatuhan piroklastika hasil erupsi G. Merapi Muda. Satuan ini tersebar di sektor barat laut, selatan dan tenggara dengan luas sebaran 49,74 km2. Terdapat di wilayah-wilayah Sengi, Krinjing, Babadan, Gowok, Kinahreja, Pelem, Petung, Kaliadem, Jambu, Srunen, Deles, Balerante, Dadapan, Gongang, Ngaliyan, Pandeyan, Lemahombo, dan Sangup yang masuk DAS S. Pabelan, S. Blongkeng, S. Krasak, S. Koteng, S. Bedog, S. Kuning, S. Tepus, S. Gendol, S. Woro, S. Krasak dan S. Banyuan.
Andesit piroksen satuan ini memiliki struktur skoria (lubang gas 20%), tersusun oleh massa kristal dan gelas, ukuran kristal fanerik halus - afanitik, bentuk kristal euhedral hingga subhedral, hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Satuan ini memiliki kandungan silika berkisar antara 49.52%–54.80%. Peningkatan kehadiran SiO2 akan diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO dan K2O, serta peningkatan kehadiran Na2O, K2O, dan P2O5. Penurunan P2O, Mgo dan CaO mempunyai korelasi sangat kuat dengan peningkatan kandungan SiO2. Pada lava ini terdapat penyimpangan dengan korelasi lemah dengan adanya kecenderungan kehadiran MnO2 dan K2O yang turun. Seluruh komponen tersebut merupakan batuan toleit (Kuno, 1930) dari seri alkali tinggi (Irvin & Baragar, 1971).
Satuan Aliran Piroklastika Merapi 3 (Map3) Kaliurang
Satuan ini merupakan endapan-endapan aliran piroklastika hasil erupsi Merapi Muda antara tahun 1888 M sampai abad 9 M. Satuan ini mempunyai sebaran seluas 16.02 km2 terutama di sektor barat dan barat daya, meliputi wilayah-wilayah Kaliurang, Tritis, Pusung Bendo, Gemer Lor, dan Keningar. Wilayah-wilayah ini merupakan DAS S. Lamat, S. Pabelan, S. Denggung, S. Boyong, S. Kuning. Kawasan ini merupakan rendahan akibat debris avalanche besar yang terjadi pada abad 9 M (Voight, 2000).
Satuan ini di S. Boyong didominasi oleh endapan aliran piroklastika karena longsoran kubah-kubah lava dengan komponen andesit horblende dan breksi polimik berdiameter mencapai 1 meter. Satuan aliran piroklastika ini berselingan dengan endapan lahar tidak menerus yang mengandung arang kayu dengan umur 3390±90 tahun (Paripurno, 2006). Satuan tertua di alur sungai ini merupakan lava yang diperkirakan seumur dengan lava Telagamuncar.
Di Kalikuning, di bagian atas tidak merata terdapat aliran piroklastika kerena longsoran kubah, dengan komponen raksasa mencapai > 1 meter, kaya arang kayu berumur 360±100 tahun (Newhall, et al. 2000). Beberapa menujukkan pipa-pipa fumarol. Di bagian bawahnya terdapat aliran piroklastika dengan matriks dominan berukuran lapili yang terpadatkan dengan baik, serta di beberapa tempat membentuk struktur silangsiur. Terdapat akumulasi arang kayu berumur 1700±120 tahun serta 1640±120 tahun (Paripurno, 2006). Paling bawah merupakan endapan aliran piroklastika andesit dengan didukung matriks andesit horblende & piroksen dengan arang kayu berumur 1840±150 tahun (Newhall, et al. 2000). Di S. Jueh satuan ini terdiri dari breksi piroklastika abu-abu cerah dengan komponen menyudut sampai membulat tanggung dalam matriks lepas. Komponen kayu yang sebagian terarangkan mempunyai umur 880±60 tahun (Paripurno, 2006).
Andesit piroksen komponen satuan ini berwarna putih kecoklatan, memiliki struktur vasikuler (±6%), disusun oleh massa kristal dan gelas. Ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, bentuk euhedral hingga subhedral, hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Andesit basaltik komponen satuan ini berwarna putih kecoklatan, memiliki struktur vasikuler (±6%), membentuk tekstur khusus gloumerofirik, disusun oleh massa kristal dan gelas, ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, bentuk kristal eubhedral hingga anhedral, hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Satuan Lahar Merapi 3 (Mlh3) Kalikuning
Satuan ini mempunyai luas 81,59 km2, tersebar di sektor barat, termasuk di DAS S. Lamat, S. Pabelan, S. Boyong, S. Denggung, dan S. Kuning. Satuan lahar ini merupakan hasil proses pelaharan endapan-endapan Satuan Aliran Piroklastika Merapi 3 (Map3) Kaliurang dan Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 3 (Mjp3) Sumber serta didukung komponen dari Satuan Lava Merapi 4 (Mlv4) Alapalap.
Satuan ini terdiri dari debris-flow dan mud-flow. Lahar debris – flow dengan matriks dominan, dan kehadiran komponen antara 15 – 45%. Besar komponen maksimum mencapai 0,8 meter, dengan komponen raksasa (giant component) mencapai 2 meter sebagai komponen mengambang dengan distribusi merata. Bentuk komponen sebagian besar compact sampai bladed dengan derajat kebundaran menyudut tanggung sampai membulat tanggung. Hubungan antar butir penyusun lahar bervariasi antara kemas terbuka dan kemas tertutup, dengan menunjukkan kontak jenis point contact. Hubungan ini terdapat pada permukaan lahar yang disusun oleh komponen-komponen sangat besar pada endapan lahar debris flow yang membentuk struktur sedimen gradasi terbalik. Pemilahan komponen penyusun lahar buruk sampai sangat buruk. Struktur sedimen yang terbentuk umumnya setempat-setempat, berupa penjajaran komponen, gradasi terbalik ke normal dan gradasi terbalik. Struktur penjajaran komponen hadir pada endapan lahar tebal. Di S. Kuning dan S. Boyong arang kayu sebagai komponen lahar mud-flow banyak dijumpai.
Endapan lahar mud-flow secara umum menunjukkan kenampakan struktur berlapis laminasi sejajar, laminasi bergelombang dan gradasi normal setempat-setempat pada endapan peralihan antara aliran lahar debris-flow dan mud-flow. Pada bagian bawah lapisan pasir tersebut dijumpai pula akumulasi kerikil. Di S. Kuning dan S. Boyong arang kayu sebagai komponen lahar mud-flow banyak dijumpai.
4.1.2.3. Merapi Dewasa
Merapi Dewasa disusun oleh endapan Satuan Lahar Merapi 2 (Mlh2) Gendol, hasil pengendapan ulang Satuan Aliran Piroklastika Merapi 2 (Map2) Deles dan Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 2 (Mjp2) Kinahreja, serta retas dari Satuan Lava Merapi 3 (Mlv3) Batulawang.
Satuan Lava Merapi 3 (Mlv3) Batulawang
Satuan ini merupakan aliran lava yang membentuk punggungan berpola radier yang berporos pada puncak G. Merapi. Satuan ini mempunyai luas sebaran 18,60 km2 yang tersingkap pada 10 lokasi, yang tersebar di sektor utara, timur-laut, timur, tenggara dan selatan. Sebaran terluas satuan ini membentuk tubuh Bukit Batulawang dan Bukit Kendil, yang melebar sampai hulu S. Gendol dan S. Kuning.
Satuan ini terdiri dari batuan andesit pioksen; disusun oleh massa kristal dan gelas (hipokristalin) dengan struktur masif. Ukuran kristal fanerik sedang - afanitik, bentuk kristal euhedral hingga subhedral, hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik (porfiroafanitik).
Kandungan silika berkisar antara 52,66–55,65. Peningkatan kehadiran SiO2 akan diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, P2O5, Na2O dan MnO, serta peningkatan kehadiran K2O. Seperti pada satuan lava lain, pada lava ini terdapat penyimpangan dengan adanya kecenderungan kehadiran Na2O yang turun. Seluruh satuan ini merupakan alkali kapur (Kuno, 1930), yang sebagian besar merupakan alkali tinggi (Irvin & Baragar, 1971).
Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 2 (Mjp2) Kinahreja
Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 2 (Mjp2) Kinahreja merupakan endapan-endapan jatuhan piroklastika G. Merapi Tua. Satuan ini tersebar di sektor utara dengan luas sebaran 9,53 km2. Satuan ini dijumpai di wilayah-wilayah di Kadisepi, Bakalan, Kedung, Ngablak, Selo dan Suroteleng, yang merupakan bagian hulu dari DAS S. Pabelan dan S. Blongkeng.
Endapan satuan ini di S. Kuning maupun S. Gendol hanya merupakan sisipan-sisipan tipis tepra dan abu vulkanik dengan ketebalan 5 sampai 15 cm. Sisipan berupa lapisan didominasi pumis kekuningan dengan diameter komponen andesit piroksen abu-abu keputihan berukuran kerikil, dengan diameter komponen litik mencapai 5 cm. Terdapat perulangan gradasi normal sampai gradasi terbalik, dari andesit horblende berukuran kerakal sampai pasir lempungan berwarna abu-abu gelap, dan kembali ke pasir kerikil dengan tuf lapili di bagian atasnya. Di bagian bawah terdapat lensa-lensa abu vulkanik dengan lapili tuf yang tidak menerus. Bidang tidak menerus antar lapisan terdiri dari lapisan soil dari abu gunungapi, berukuran pasir, berwarna kuning dan berangsur menjadi abu-abu di bagian atas. Di beberapa tempat bidang diskontinyu ini menunjukan adanya bioturbasi dan sisa arang kayu.
Satuan ini memiliki kandungan silika berkisar antara 50,98%–55,85%. Peningkatan kehadiran SiO2 akan diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, dan P2O5, serta peningkatan kehadiran MnO, K2O dan P2O5. Peningkatan kandungan silika terhadap TiO2, Cao dan Mgo dan penurunan Na2O, K2O dan P2O5 menunjukkan korelasi kuat. Pada lava ini penyimpangan terdapat pada kecenderungan kehadiran P2O5 yang meningkat.
Batuan andesit piroksen satuan ini memiliki struktur skoria (20%), disusun oleh massa kristal dan gelas, ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, bentuk kristal euhedral hingga subhedral. Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik. Seluruh batuan ini merupakan seri toleitik (Kuno, 1930) dan alkali (Irvin & Baragar, 1971).
Satuan Aliran Piroklastika Merapi 2 (Map2) Deles
Satuan ini merupakan endapan-endapan aliran piroklastika hasil erupsi Merapi Tua yang dierupsikan sebelum abad 9 M. Satuan ini mempunyai sebaran seluas 31.33 km2 terutama di sektor barat laut, selatan dan tenggara, meliputi wilayah-wilayah Paten, Gondang, Gowok, Gowoksabrang, Takeran, Pencar, Stabelan, Kaliadem, Deles, Ngaglik, Kaliwuluh, dan Kedungsriti. Wilayah-wilayah ini merupakan daerah hulu aliran S. Gondang, dan S. Gendol.
Satuan-satuan yang terdapat di S. Gondang sebagian besar dibentuk oleh lapisan-lapisan endapan aliran piroklastika yang bergradasi normal. Pada setiap lapisan di bagian bawah tersusun atas komponen litik andesit horblenda, yang bergradasi dengan lapili pumisan di bagian tengah dan menerus sampai pasir dengan sisipan arang kayu.
Endapan yang tersingkap di S. Gendol secara umum tersusun atas komponen berukuran pasir sampai bongkah. Secara tidak menerus terdapat komponen-komponen besar dengan diameter lebih dari 1 meter, yang merupakan hasil sekali lempar maupun longsoran kubah lava. Di bagian atas terdapat endapan awan panas dan abu vulkanik halus abu-abu dengan lapili yang terlaskan serta blok pumis berdiameter mencapai 5 cm. arang kayu menunjukkan umur 2190±50 tahun, serta 2240±50 tahun (Newhall, et al. 2000).
Di S. Gondang aliran piroklastika kaya bom dengan struktur kerak roti dan arang kayu berumur 2240±50 dijumpai di Dusun Blorong, Desa Sidorejo, Kecamatan Kemalang (Paripurno, 2006). Lapisan kaya arang kayu terjauh terdapat di Dusun Bulaksalak, Desa Wukirsari, Kecamatan Cangkringan, cabang S. Gendol hulu S. Tepus (STA 240). Arang kayu ini terdapat dalam endapan piroklastika dengan beberapa komponen terlaskan lemah.
Andesit piroksen komponen satuan ini memiliki struktur skoria (±16%), disusun oleh massa kristal dan gelas, dengan ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, dengan bentuk kristal euhedral hingga subhedral. Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Andesit hornblenda komponen satuan ini berwarna coklat keputihan, memiliki struktur masif, membentuk tekstur porfiritik, disusun oleh massa kristal dan gelas, ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, dengan bentuk kristal euhedral hingga anhedral. Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Satuan Lahar Merapi 2 (Mlh2) Kaligendol
Satuan ini mempunyai luas 93,26 km2 tersebar di sektor selatan, terutama S. Gendol dan S. Gondang dengan cabang-cabangnya berupa S. Opak, S. Terasi. Satuan lahar ini merupakan hasil proses pelaharan endapan-endapan Satuan Aliran Piroklastika Merapi 2 (Map2) Deles dan Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 2 (Mjp2) Kinahrejo serta didukung komponen dari Satuan Lava Merapi 3 (Mlv3) Batulawang; terutama hasil erupsi sebelum terjadi longsoran gravitasi besar yang terjadi pada abad 9, yaitu berdasarkan. Jejak erupsi sumber lahar ini didapatkan di beberapa lokasi, yaitu di Sidorejo 120, S. Gendol 20, S. Jueh 190 SM, Deles 200 SM (Newhall, 2000, Paripurno 2006)
Satuan ini terdiri dari debris-flow dan mud-flow. Lahar debris – flow dengan matriks dominan, dan kehadiran komponen 20 – 40%. Besar komponen maksimum rata-rata mencapai 0,8 meter, dengan komponen raksasa mencapai 2 meter sebagai komponen mengambang dengan distribusi merata. Bentuk komponen compact sampai bladed dengan derajat kebundaran menyudut tanggung sampai membulat. Hubungan antar butir mulai kemas terbuka sampai tertutup dengan menghadirkan point contact. Pemilahan komponen penyusun lahar sedang sampai sangat buruk. Struktur sedimen hadir setempat-setempat, berupa penjajaran komponen, gradasi terbalik ke normal dan gradasi terbalik. Struktur penjajaran komponen hadir pada endapan lahar tebal.
Endapan lahar mud-flow secara umum menunjukkan kenampakan masif. Struktur berlapis laminasi sejajar, laminasi bergelombang dan gradasi normal terdapat setempat-setempat pada endapan peralihan antara aliran lahar debris-flow dan mud-flow. Pada bagian bawah lapisan pasir tersebut dijumpai pula akumulasi kerikil. Berdasarkan ciri – ciri tersebut, lapisan ini dengan mudah dapat dibedakan dengan endapan lahar yang terdapat diatas dan bawahnya.
4.1.2.4. Merapi Tua
Merapi Tua disusun oleh endapan Satuan Lahar Merapi 1 (Mlh1) Luwuk, hasil pengendapan ulang Satuan Aliran Piroklastika Merapi 1 (Map1) Rogobelah dan Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 1 (Mjp1) Sela, serta retas dari Satuan Lava Merapi 3 (Mlv3) Watulawang.
Satuan Jatuhan piroklastika Merapi 1 (Mjp1) Selo
Endapan jatuhan piroklastika yang tersingkap di S. Luwuk, S. Gondang dan sekitarnya merupakan bagian dari satuan Mjp1. Secara umum terdapati dalam kondisi lapuk. Merupakan perulangan perlapisan lapili dan abu gunungapi dengan ketebalan perlapisan 5 sampai 25 cm. Komponen didominasi oleh lapili litik dan sedikit pumis dalam kondisi lapuk, dengan diameter maksimum pumis 5 cm dan litik 4 cm, sortasi sedang, kemas tertutup. Litik secara umum terdiri dari andesit horblende abu-abu dan menunjukkan kenampakan vesikuler. Lapisan menunjukkan struktur bergradasi terbalik dijumpai di beberapa tempat, terdiri dari lapili kasar sampai kerikil, dengan komponen mengambang berukuran krakal. Bidang-bidang ketidakmenerusan biasanya merupakan soil atau gejala pelapukan berwarna kuning kecoklatan. Di beberapa tempat yang tidak mengalami erosi intensif ketebalan soil mencapai 10 cm.
Satuan ini tersebar di sektor timur dengan luas sebaran 40,28 km2. Satuan ini dijumpai di wilayah-wilayah Sumberpedut, Gatakan, Prawan, Karangnongko, Gedangan, Sumbung, Trosobo, Montong, Semongko, Sruni, Manggung, Brongkol, dan Bendosari, yang merupakan hulu DAS S. Luwuk, S. Gandul. S. Kiu dan S. Banyuan.
Andesit komponen Satuan Jatuhan piroklastika Merapi 1 (Mjp1) Selo memiliki struktur skoria (18%), yang disusun oleh massa kristal dan gelas berukuran fanerik halus sampai afanitik, dengan kristal euhedral hingga subhedral. Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik.
Satuan ini memiliki kandungan silika berkisar antara 55,11%–62.19%. Peningkatan kehadiran SiO2 akan diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Al2O3, P2O5, dan MnO, serta peningkatan kehadiran Fe2O3, CaO, dan K2O. Seperti pada satuan lava lain, pada lava ini terdapat penyimpangan dengan adanya kecenderungan meningkatnya kehadiran Fe2O3, MgO dan CaO, dan P2O5, serta menurunnya kehadiran K2O. Satuan ini seluruhnya merupaka batuan toleitik (Kuno, 1930) toleitik dan sebagian besar merupakan seri alkali (Irvin & Baragar, 1971).
Satuan Aliran Piroklastika Merapi 1 (Map1) Rogobelah
Satuan ini mempunyai sebaran seluas 9,01 km2 terutama di sektor timur dan timur laut, meliputi wilayah-wilayah Rogobelah, Wonojoyo, Sidopekso, dan Purwosari. Satuan ini menempati hulu DAS S. Luwuk, S. Gandul. dan S. Kiu.
Endapan aliran piroklastika berada di bagian bawah, sebagai endapan aliran massa yang didukung butiran (grain supported), dengan komponen penyusun andesit piroksen dan andesit hornblende, menyudut tanggung berukuran sampai 2 meter. Sortasi buruk sampai sangat buruk, dengan komponen menyudut sampai menyudut tanggung yang telah menunjukkan warna-warna lapuk, serta struktur mengulit bawang. Kemas terbuka dan didukung matriks, degan kehadiran matriks lebih dari 55%. Hampir semua singkapan aliran piroklastika bagian atas dan bidang diskontinyu menunjukkan kenampakan soil di bagian atasnya, sebagai sebuah bidang-bidang diskontiyu. Bidang diskontinyu juga menunjukkan gejala pelapukan berwarna kuning kecoklatan. Di beberapa tempat yang tidak mengalami erosi intensif ketebalan soil mencapai 10 cm. Satuan ini kaya komponen raksasa yang berasal dari retas aliran lava atau kubah lava berukuran sampai 2 meter, berbentuk menyudut – menyudut tanggung, yang beberapa diantaranya menujukkan kekar prismatik. Komponen arang kayu menunjukkan umur 6100±120 tahun (Paripurno, 2006). Satuan ini diselingi oleh perulangan tepra berukuran lapili sampai kerikil yang biasanya di bagian atas lapuk membentuk soil.
Lava andesit piroksen komponen satuan ini disusun oleh massa kristal dan gelas, dengan ukuran kristal fanerik halus sampai afanitik, berbentuk euhedral hingga anbhedral. Hubungan antar kristal inequigranular, pada massa dasar gelas dan kristal afanitik. Terdapat struktur vasikuler (±4%) serta memiliki tekstur khusus pilotaksitik.
Satuan Lahar Merapi 1 (Mlh1) Kaliluwuk
Satuan ini mempunyai luas 103,04 km2 tersebar di sektor timur, terutama S. Banyuan, S. Gandul dan S. Luwuk, serta cabang-cabangnya berupa S. Kapuk dan S. Kiu. Satuan lahar ini merupakan hasil proses pelaharan endapan-endapan Satuan Aliran Piroklastika Merapi 1 (Map1) Rogobelah dan Satuan Jatuhan Piroklastika Merapi 1 (Mjp1) Selo serta didukung komponen dari Satuan Lava Merapi 3 (Mlv3) Batulawang.
Lahar di S. Luwuk hadir sangat tipis, dengan kenampakan jejak-jejak aliran jenuh air yang merupakan perubahan lahar jenis aliran lumpur ke endapan sungai Komponen lahar terdari abu gunungapi berawarna abu-abu tua dengan fosil keong dan karbonasi daun dan seresah. Kehadiran komponen < 45%. Lahar ini merupakan pengendapan ulang dari endapan piroklastika yang jejak erupsinya didapatkan di beberapa lokasi, yaitu Montong 1010 SM, Kemirikebo 1300 SM, Boyolali 3620 SM, Mriyan, 5040 SM, Cepogo 8787 SM, 600 SM.
Satuan ini terdiri dari debris-flow dan mud-flow. Lahar debris – flow dengan matriks dominan, dan kehadiran komponen 20 – 50%. Besar komponen maksimum rata-rata mencapai 0,6 meter, dengan komponen raksasa (giant component) mencapai 1.5 meter sebagai komponen mengambang. Bentuk komponen compact sampai bladed dengan derajat kebundaran menyudut tanggung sampai membulat. Hubungan antar butir cenderung kemas sedang sampai terbuka. Pemilahan komponen penyusun lahar sedang sampai buruk. Struktur sedimen yang terbentuk umumnya setempat-setempat, berupa penjajaran komponen (alignment), gradasi terbalik ke normal (reverse to normal graded) dan gradasi terbalik (reverse graded).
Endapan lahar mud-flow secara umum menunjukkan kenampakan masif. Struktur berlapis laminasi sejajar, laminasi bergelombang dan gradasi normal terdapat seempt-setempat pada endapan peralihan antara aliran lahar debris-flow dan mud-flow. Pada bagian bawah lapisan pasir tersebut dijumpai pula akumulasi kerikil dan kerakal. Berdasarkan ciri – ciri tersebut, lapisan ini dengan mudah dapat dibedakan dengan endapan lahar yang terdapat diatas dan bawahnya.
4.1.2.5. Pra Merapi
Pra Merapi disusun oleh tubuh Satuan Lava Merapi 1 (Mlv1) Plawangan dan Satuan Lava Merapi 2 (Mlv2) Bibi. Satuan Lava Merapi 1 (Mlv1) Plawangan merupakan sisa tubuh G. Merapi Tua, yang pada saat ini merupakan pembentuk utama tubuh G. Turgo dan G. Plawangan yang terletak 6 kilometer di sebelah selatan puncak G. Merapi. Satuan ini mempunyai luas sebaran 1,52 km2.
Satuan Lava Merapi 1 (Mlv1) Plawangan
Lava ini terdiri dari batuan andesit piroksen berwarna abu-abu gelap. Lava ini memiliki struktur masif, terdapat tekstur khusus pilotaksitik, disusun oleh massa kristal dan gelas dengan ukuran kristal fanerik halus - afanitik, serta bentuk kristal euhedral – anhedral.
Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik. Mineral penyusun terdiri dari plagioklas, olivin, piroksen, mineral opak dan gelas. Plagioklas (±38%), euhedral–subhedral, memiliki kembaran kaldsbad dan albit dengan An-30 jenis andesin yang hadir menyebar sebagai fenokris dan mikrolit. Olivin (±6%), subhedral hingga anhedral, sebagai fenokris. Piroksen (±16%) berbentuk subhedral, mempunyai kembaran baveno, hadir di sebagai fenokris, Mineral opak (±6%), euhedral–subhedral, hadir hanya di beberapa tempat. Gelas (±32%), afanitik, hadir merata sebagai massa dasar.
Data kimia elemen-elemen utama menunjukkan prosentase kehadiran silika berkisar antara 48,47% – 54,96%. Seluruh lava menunjukkan termasuk alkali kapur (Kuno, 1930), sebagian besar alkali (Irvin & Baragar, 1971). Peningkatan kehadiran SiO2 akan diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O dan P2O5, serta peningkatan kehadiran Al2O2 dan MnO. Pada satuan lava ini kehadiran Al2O3 yang meningkat, penurunan Na2O dan K2O merupakan hal yang tidak lazim.
Satuan Lava Merapi 2 (Mlv2) Bibi
Lava ini merupakan pembentuk utama tubuh G. Bibi yang terletak 3 kilometer di sebelah timur-laut puncak G. Merapi. Satuan ini mempunyai sebaran 0,73 km2. Satuan ini merupakan batuan andesit piroksen, memiliki struktur masif, yang disusun oleh massa kristal dan gelas. Kristal berukuran fanerik halus-afanitik, dengan bentuk kristal subhedral hingga anhedral. Hubungan antar kristal inequigranular pada massa dasar gelas dan kristal afanitik. Mineral penyusun terdiri dari plagioklas, piroksen, hornblende, olivin, mineral opek dan gelas.
Kehadiran silika berkisar antara 49,02%–55,69%. Peningkatan kehadiran SiO2 akan diikuti oleh penurunan kehadiran TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, K2O dan MnO, serta peningkatan kehadiran Na2O dan P2O5. Penurunan kehadiran K2O di dalam satuan lava ini merupakan ketidaklaziman. Seluruh lava termasuk alkali kapur (Kuno, 1930), dan sebagian besar merupakan alkali (Irvin & Baragar, 1971).
4.2. Verifikasi Hipotesis
Pengkajian secara eksploratif menunjukkan bahwa selama Holosen telah terjadi proses erupsi secara meleler dan meletus. Masing-masing proses erupsi menghasilkan satuan-satuan batuan yang berbeda. Satuan-satuan tersebut merupakan hasil respon perbedaan erupsi G. Merapi selama Holosen, dengan verifikasi hipotesis sebagai berikut:
Hipotesis Penelitian
Kesimpulan
1. G. Merapi sejak Holosen sampai Resen mengalami perubahan jenis erupsi.
1.1. Terdapat perbedaan komposisi kimia pada masing-masing satuan batuan hasil erupsi. Uji beda rata-rata multivariat dua populasi (T2-Hottelling) terhadap unsur kimia utama pembentuk batuan hasil erupsi letusan dan leleran membuktikan bahwa keduanya berbeda nyata satu dengan lainnya, dengan unsur kimia utama pembeda terdiri dari TiO2, Fe2O3, MgO, CaO, dan K2O
1.2. Terdapat perbedaan tingkat erodibilitas pada masing-masing satuan batuan hasil erupsi, yang dicirikan oleh perbedaan rata-rata kerapatan sungai. Uji beda rata-rata dua populasi (Kruskal-Wallis) terhadap kerapatan sungai tiap satuan batuan hasil erupsi membuktikan bahwa masing-masing batuan mempunyai tingkat erodibilitas yang berbeda.
1.3. Terdapat perbedaan luasan rata-rata rims horblenda hasil erupsi ekplosif dan effusif. Uji beda rata-rata dua populasi (Kruskal-Wallis) terhadap luasan rims horblenda batuan hasil erupsi letusan dan leleran membuktikan bahwa keduanya berbeda nyata satu dengan lainnya.
2. Endapan piroklastika sejak Holosen sampai Resen mengalami perubahan karakter akibat perubahan jenis erupsi
2.1. Terdapat perbedaan rata-rata besar komponen pada setiap satuan piroklastika. Uji beda rata-rata sampel independen (t – test) dan ANAVA satu arah teruji pada besar komponen piroklastika membuktikan bahwa satuan batuan piroklastika mempunyai perbedaan besar komponen bongkah, kerakal dan kerikil; serta mempunyai kesamaan besar komponen raksasa
2.2. Terdapat perbedaan rata-rata bentuk komponen pada setiap satuan piroklastika. Uji beda rata-rata sampel independen (t – test) dan ANAVA satu arah teruji pada bentuk komponen piroklastika membuktikan bahwa satuan piroklastika mempunyai perbedaan bentuk komponen bongkah, kerakal dan kerikil; serta mempunyai kesamaan bentuk komponen raksasa
2.3. Terdapat perbedaan rata-rata besar komponen batuapung pada setiap satuan piroklastika. Uji beda rata-rata sampel independen (t – test) dan ANAVA satu arah teruji pada besar komponen batuapung membuktikan bahwa satuan piroklastika mempunyai perbedaan besar komponen kerikil; serta mempunyai kesamaan besar komponen komponen berukuran kerakal.
2.4. Terdapat perbedaan rata-rata bentuk komponen batuapung pada setiap satuan piroklastika. Uji beda rata-rata sampel independen (t – test) dan ANAVA satu arah teruji pada besar komponen batuapung membuktikan bahwa satuan piroklastika mempunyai perbedaan bentuk komponen kerikil; serta mempunyai kesamaan bentuk komponen berukuran kerakal.
3. Endapan lahar sejak Holosen sampai Resen mengalami perubahan karakter akibat perubahan jenis erupsi
3.1. Terdapat perbedaan rata-rata besar komponen pada setiap satuan lahar . Uji beda rata-rata dua populasi (Kruskal-Wallis) dan ANAVA satu arah pada besar komponen lahar membuktikan bahwa satuan lahar mempunyai perbedaan besar komponen bongkah, kerakal dan kerikil; serta mempunyai kesamaan besar komponen raksasa
3.2. Terdapat perbedaan rata-rata bentuk komponen pada setiap satuan lahar.
Uji beda rata-rata dua populasi (Kruskal-Wallis) dan ANAVA satu arah pada bentuk komponen lahar membuktikan bahwa satuan lahar mempunyai perbedaan bentuk komponen bongkah, kerakal dan kerikil; serta mempunyai kesamaan bentuk komponen raksasa
3.2.Terdapat perbedaan rata-rata bentuk komponen pada setiap satuan lahar. Uji beda rata-rata dua populasi (Kruskal-Wallis) dan ANAVA satu arah pada bentuk komponen lahar membuktikan bahwa satuan lahar mempunyai perbedaan bentuk komponen bongkah, kerakal dan kerikil; serta mempunyai kesamaan bentuk komponen raksasa
4. Besar dan bentuk rata-rata komponen pada satuan aliran piroklastika tidak mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan
4.1. Besar rata-rata komponen pada satuan aliran piroklastika tidak mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan.
Analisis regresi – korelasi menyimpulkan bahwa pada proses pengendapan aliran piroklastika tidak terdapat korelasi antara besar komponen dengan jarak pengendapan.
4.2. Bentuk rata-rata komponen pada satuan aliran piroklastika tidak mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan.
Analisis regresi – korelasi menyimpulkan bahwa pada pada proses pengendapan aliran piroklastika tidak terdapat korelasi antara bentuk komponen dengan jarak pengendapan.
5. Besar dan bentuk rata-rata komponen pada satuan lahar mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan
5.1. Besar rata-rata komponen pada satuan lahar mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan. Analisis regresi – korelasi menyimpulkan bahwa pada pada proses pengendapan lahar terdapat korelasi (negatif) antara besar komponen dengan jarak pengendapan. Pengendapan pada satu DAS menujukkan korelasi lebih kuat dibanding pengendapan pada lintas DAS.
5.2. Bentuk rata-rata komponen pada satuan lahar mempunyai korelasi dengan jarak pengendapan. Analisis regresi – korelasi menyimpulkan bahwa pada pada proses pengendapan lahar tidak terdapat korelasi antara besar komponen dengan jarak pengendapan. Pengendapan pada satu DAS menujukkan korelasi lebih kuat dibanding pengendapan pada lintas DAS.
6. Terdapat kesamaan antara komponen lahar dan piroklastika dalam sumbernya
6.1. Besar komponen endapan lahar memiliki kesamaan dengan besar komponen piroklastika sumbernya
Uji beda rata-rata sampel independen (t – test) terhadap besar komponen satuan lahar dan piroklastika membuktikan bahwa besar komponen berukuran raksasa dan kerikil pada seluruh satuan lahar tidak berbeda dengan satuan piroklastika sumbernya. Di sisi lain terjadi perbedaan besar komponen pada bongkah dan kerakal. Perbedaan yang terjadi pada komponen berukuran bongkah dan kerakal berupa kecenderungan pengurangan ukuran.
6.2. Bentuk komponen endapan lahar memiliki kesamaan dengan besar komponen piroklastika sumbernya
Uji beda rata-rata sampel independen (t – test) terhadap bentuk komponen satuan lahar dan piroklastika membuktikan bahwa bentuk komponen berukuran raksasa pada seluruh satuan lahar tidak berbeda dengan satuan piroklastika sumbernya. Di sisi lain pada bentuk komponen bongkah, kerakal dan kerikil terjadi anekaragam kondisi dari berbeda dan tidak berbeda. Dominan tidak berbeda terdapat pada satuan lahar Mlh2
4.3. Pembahasan
Penelitian terhadap G. Merapi telah memperjelas fenomena bahwa proses perubahan karakteristik lahar merupakan respon perbedaan erupsi. Paparan mengenai hal tersebut dikemukakan dalam alur berikut:
4.3.1. Perbedaan Jenis Erupsi
G. Merapi selama Holosen sampai Resen, atau selama 10.000 tahun terakhir telah terjadi perbedaan jenis erupsi. Secara fisik perbedaan tersebut dapat dikenali melalui keterdapatan dan sebaran masing-masing jenis batuan hasil erupsi. Erupsi leleran telah menghadirkan aliran lava, lidah lava maupun kubah lava. Kehadiran jatuhan piroklastika sebagai hasil erupsi letusan, serta kehadiran aliran piroklastika sebagai hasil erupsi letusan maupun guguran kubah lava merupakan fakta bahwa perbedaan jenis erupsi telah terjadi.
Selain memberikan jejak fisik, proses erupsi letusan dan leleran telah memberikan jejak kimia pada masing-masing batuan. Deskripsi petrologi megaskopis dan mikroskopis telah dapat menunjukkan bahwa proses erupsi G. merapi telah menghasilkan beberapa jenis batuan penyusun tubuh gunungapi yaitu andesit piroksen, andesit horblenda dan andesit basaltis dari seri toleit, alkali dan alkalai kapur.
Jejak fisik pada batuan dapat dilihat dari kehadiran tekstur khusus pilotaksitik dan struktur scoria pada aliran lava. Hadirnya tekstur khusus pilotaksitika pada sebagian besar komponen endapan aliran piroklastika maupun struktur kerak roti bada beberapa komponen raksasa, mengindikasikan bahwa telah terjadi erupsi dalam bentuk leleran lava, lidah lava maupun kubah lava yang seanjutnya sebagai penyusun utama komponen raksasa tersebut. Di sisi lain, hadirnya batu apung hasil erupsi letusan, terutama pada satuan jatuhan piroklastika juga menunjukkan adanya perbedaan jenis erupsi tersebut. Perbedaaan besar komponen penyusun endapan aliran piroklastika maupun jatuhan piroklastika antara satu sektor dengan sektor lain pada G. Merapi juga merupakan indikasi adanya perbedaaan jenis erupsi terebut.
Uji statistik dilakukan untuk mengenalpasti perbedaan-perbedaan tersebut, melalui unit-unit terukur yang penting. Uji statistik terhadap unsur kimia utama yang dilakukan terhadap lava sebagai hasil erupsi leleran, serta komponen jatuhan piroklastika sebagai hasil erupsi letusan, telah menegaskan kembali fenomena tersebut, bahwa terjadi perbedaan erupsi selama Holosen. Perbedaan erupsi tersebut bukan hanya jenisnya yang letusan dan leleran, tetapi juga hadirnya unsur kimia pembeda masing-masing satuan batuan. Secara kimia teruji bahwa unsur kimia utama TiO2, Fe2O3, MgO, CaO, dan K2O merupakan unsur pembeda untuk masing-masing hasil letusan dan leleran.
Setiap batuan hasil erupsi mempunyai daya tahan terhadap erosi. Jejak erosi secara umum adalah terbentuknya pola tekuk lereng pada gunungapi. Setiap tekuk lereng mencerminkan litologi dominan, sistem vulkanoklastik yang bekerja, dan pada akhirnya dapat menjelaskan fasies gunungapi tersebut. Litologi dan sistem vulkanoklastik yang bekerja tercerminkan dalam kerapatan sungai yang berbeda satu dengan lainnya.
Struktur tepi (rims) pada horblenda merupakan jejak proses perjalanan magma dari kantung magma ke permukaan. Semakin lambat proses perjalanan magma, maka struktur tepi yang terbentuk semakin tebal. Uji statistik terhadap struktur tepi dari batuan hasil erupsi letusan yang diwakili komponen satuan jatuhan piroklastika, dan hasil erupsi leleran yang diwakili oleh satuan lava, memperlihatkan bahwa luasan rims hasil erupsi letusan dan leleran berbeda satu dengan lainnya.
4.3.2. Perubahan Karakter Piroklastika
Pengujian perubahan karakter piroklastika dilakukan melalui perubahan besar dan bentuk komponen. Perubahan karakter aliran piroklastika tercermin pada perubahan besar dan bentuk komponen terjadi pada bongkah, kerakal, dan kerikil serta tidak terjadi pada komponen raksasa. Kondisi tersebut menegaskan bahwa proses pengendapan aliran piroklastika merupakan kondisi ideal dari aliran massa tipe debris-flow dan debris avalanche yang selanjutnya diendapkan melalui mekanisme pembekuan (en masse freezing). Aliran massa ini merupakan aliran yang terjadi dalam kondisi cohesive matrix strengh.
Komponen berukuran bongkah, kerakal dan kerikil yang bertindak sebagai matriks “pembawa” yang saling menggerus satu dengan lainnya dan mengalami pemilahan. Sementara, komponen raksasa yang selalu dijumpai dalam kondisi komponen mengambang, menjadikan massa yang dibawa, sehingga penggerusan dan pemilahan besar butir tidak terjadi padanya.
Komponen batuapung yang tidak hadir pada setiap satuan piroklastika menunjukkan gejala serupa. Perubahan besar dan bentuk terjadi pada komponen kerikil (kecil), dan kesamaan besar dan bentuk terjadi pada komponen berukuran kerakal (besar).
Seperti lazimnya aliran massa, perubahan bentuk di atas tidak memunculkan keteraturan. Posisi aliran piroklastika sebagai aliran massa dengan ketidakteraturannya ini didukung oleh analisis regresi-korelasi yang tidak menunjukkan adanya korelasi antara besar dan bentuk komponen dengan jarak pengendapan, baik di dalam satu DAS maupun antar DAS.
4.3.3. Perubahan Karakter Lahar
Pengujian perubahan karakter lahar dilakukan melalui perubahan besar dan bentuk komponen. Perubahan karakter lahar tercermin pada perubahan besar komponen berukuran bongkah, kerakal dan kerikil, serta tidak terjadi pada komponen raksasa. Pada lahar perubahan besar butir juga terjadi pada ukuran kerikil. Pertanyaan yang muncul dari kondisi ini adalah “diambil alihnya” fungsi kerikil sebagai massa pembawa pada aliran piroklastika, oleh air pada lahar.
Penambahan massa air menyebabkan kondisi lahar dari hulu ke hilir mengalami perubahan sifat fisik; akan mengalir secara plastis non-newtonian sebagai debris-flow di bagian hulu dan berangsur menjadi hyperconcentrated flow di bagian hilir. Kondisi ini menjadikan komponen raksasa menjadi komponen yang tidak berubah, sampai batas kemampuan massa lahar mampu membawanya. Atau dengan kata lain, selama lahar masih merupakan debris-flow. Dengan demikian kemampuan lahar dalam mengangkut komponen raksasa tersebut sangat tergantung kepada konsentrasi lahar yang ada.
Perubahan karakter komponen lahar dari hulu ke hilir, sebagai perubahan lahar dari debris-flow ke hyperconcentrated flow dapat dilihat dari hasil analisis regresi-korelasi. Dari analisis tersebut diketahui adanya korelasi lemah sampai sangat kuat antara besar komponen dan jarak pengendapan terdapat pada satuan lahar antar DAS, yaitu pada Satuan Lahar Merapi 1 (Mlh1) Kaliluwuk, Satuan Lahar Merapi 4 (Mlh4) Kaliworo dan Satuan Lahar Merapi 5 (Mlh5) Kalikrasak. Selanjutnya, korelasi akan semakin menguat, menjadi sedang sampai sangat kuat terdapat pada sebagian besar lahar dalam satu DAS, yaitu pada Satuan Lahar Merapi 1 (Mlh1) Kaliluwuk, Satuan Lahar Merapi 2 (Mlh2) Kaligendol, Satuan Lahar Merapi 4 (Mlh4) Kaliworo dan Satuan Lahar Merapi 5 (Mlh5) Kalikrasak. Korelasi yang menunjukkan adanya pengurangan besar komponen pada penambahan jarak pengendapan merupakan proses perubahan dari debris-flow ke hyperconcentrated flow.
4.3.4. Kesamaan Karakter Lahar dengan Sumbernya
Dengan uji beda rata-rata terhadap besar komponen satuan lahar dan piroklastika menunjukan bahwa besar komponen berukuran raksasa dan kerikil pada seluruh satuan lahar tidak berbeda dengan satuan piroklastika sumbernya. Di sisi lain terjadi perbedaan besar komponen pada bongkah dan kerakal. Perbedaan yang terjadi pada komponen berukuran bongkah dan kerakal berupa kecenderungan pengurangan ukuran. Selanjutnya terhadap bentuk komponen satuan lahar dan piroklastika diketahui bahwa bentuk komponen berukuran raksasa pada seluruh satuan lahar tidak berbeda dengan satuan piroklastika sumbernya. Di sisi lain pada bentuk komponen bongkah, kerakal dan kerikil terjadi anekaragam kondisi dari berbeda dan tidak berbeda. Dominan tidak berbeda terdapat pada satuan lahar Satuan Lahar Merapi 2 (Mlh2) Kaligendol.
Komponen raksasa yang tidak berubah pada lahar dan piroklastika sumbernya berasal dari litologi yang sama. Sebagian besar komponen raksasa merupakan potongan kubah lava atau aliran lava.
4.3.5. Hubungan dan Sebaran Antar Satuan
Dari pembahasan tersebut terlihat bahwa pelaharan yang terjadi sangat bergantung pada pross-proses sebelumnya, berupa jenis erupsi dan hasil erupsi. Jenis erupsi merupakan kontrol terhadap proses pelaharan dan endapan lahar yang dibentuk, sebaliknya, endapan lahar merupakan respon atas jenis erupsi dan proses yang mendahuluinya. Oleh karena itu pola sebaran endapan lahar sangat dipengaruhi oleh perbedaan jenis letusan gunungapi.
5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. G. Merapi selama Neogen telah mengalami perubahan jenis erupsi dengan perbedaan unsur kimia utama TiO2, Fe2O3, MgO, CaO, dan K2O, perbedaaan tingkat erodibilitas dan prosentase struktur rims sebagai pembeda untuk masing-masing hasil erupsi letusan dan leleran.
2. Perubahan karakter piroklastika ditentukan oleh besar dan bentuk komponen berukuran bongkah, kerakal dan kerikil; tidak oleh komponen berukuran raksasa. Perubahan besar dan bentuk komponen piroklastika tidak beraturan; tidak berkorelasi dengan jarak pengendapan.
3. Perubahan karakter lahar ditentukan oleh besar dan bentuk komponen berukuran bongkah, kerakal dan kerikil; tidak oleh komponen berukuran raksasa. Perubahan besar komponen lahar beraturan; berkorelasi sedang sampai sangat kuat dengan jarak pengendapan. Terdapat pengurangan besar komponen pada penambahan jarak pengendapan. Korelasi semakin kuat pada pelaharan dalam satu daerah aliran sungai. Perubahan bentuk komponen lahar tidak beraturan; tidak berkorelasi dengan jarak pengendapan.
4. Kesamaan karakter lahar dengan sumbernya ditujukkan oleh komponen berukuran raksasa dan kerikil. Proses pelaharan menyebabkan berkurangnya besar komponen berukuran bongkah dan kerakal.
5. Kesamaan karakteristik lahar dan piroklastika pada komponen raksasa menyebabkan perlunya adaptasi pengurangan risiko ancaman lahar lebih ditekankan pada pengelolaan komponen raksasa.
6. Berbasarkan karakter hasil erupsi letusan dan leleran serta proses pelaharan, G. Merapi terbentuk atas lima satuan lava, empat piroklastika dan lima satuhan lahar.
5.2. Saran
Penelitian ini telah berusaha menjawab 6 (enam) hipotesis, 15 (limabelas) sub-hipotesis, serta lebih dari 100 uji verifikasi, yang ingin digunakan untuk memahami fenomena pelaharan G. Merapi, khususnya karakteristik lahar sebagai respon perbedaaan jenis erupsi. Selanjutnya untuk lebih baiknya perlu dilakukan:
1. Menerapkan metoda ini untuk pemetaan geologi pada gunungapi yang lain
2. Melakukan penelitian geologi gunungapi dengan melakukan mencermati karakter lahar dengan lebih rinci.
3. Mempertimbangkan posisi lahar sebagai respon jenis erupsi pada pemetaan pembuatan Peta Kawaran Rawan Bencana G. Merapi maupun Peta Risiko Bencana Letusan G. Merapi
4. Mengevaluasi pengelolaan lahar dan aliran piroklastika dengan melakukan pengelolaan komponen raksasa.
Bandung, September 2008
