PEMBAHASAN PERAN SAINS DALAM PROSES TERJADINYA GUNUNG MELETUS PADA PROJEK UJIAN RUMPUN SAINS PAS FESTIVAL SEMESTER GANJIL

PERAN SAINS TERHADAP PROSES GUNUNG MELETUS 

(Anisah Rosiyah Nabilah, Siswa XI Mia 2 Putri SMA Muhammadiyah 10 Surabaya)

A. Proses Meletusnya Gunung Api!

Letusan gunung api terjadi karena gejala vulkanisme yaitu peristiwa yang berhubungan dengan naiknya magma dari dalam perut bumi. Magma yang mengandung gas, sedikit demi sedikit naik ke permukaan karena massanya yang lebih ringan dibanding batu-batuan padat di sekelilingnya. Magma bagian atas yang lebih dingin, digantikan oleh magma bagian dalam yang lebih panas dalam siklus terus menerus, mirip dengan air mendidih dalam ketel. Konveksi aliran ini banyak terdapat di dalam mantel dan bergerak seperti ban berjalan, mampu bergerak seluas kerak bumi. Saat magma naik, magma tersebut melelehkan batu-batuan di dekatnya sehingga terbentuklah kabin yang besar pada kedalaman sekitar 3 km dari permukaan. Magma chamber inilah yang merupakan gudang (reservoir) dari letusan material-material vulkanik berat Magma yang mengandung gas dalam kabin magma berada dalam kondisi di bawah tekanan batu-batuan berat yang mengelilinginya. Tekanan ini menyebabkan magma meletus atau melelehkan conduit (saluran) pada bagian batuan yang rapuh atau retak. Magma bergerak keluar melalui saluran ini menuju ke permukaan. Saat magma mendekati permukaan, kandungan gas di dalamnya terlepas. Gas dan magma ini bersama-sama meledak dan membentuk lubang yang disebut lubang utama (central vent). Sebagian besar magma dan material vulkanik lainnya kemudian menyembur keluar melalui lubang ini

B. Tanda-tanda awal gunung api akan meletus!

Tanda-tanda gunung api akan meletus antara lain gempa vulkanik, muncul gas vulkanik, perubahan bentuk gunung(deformasi), naiknya suhu sekitar kawah, sumber air mengering, binatang yang ada di puncak gunung api banyak yang berpindah dan berlarian mencari tempat yang dingin, sering terdengar suara gemuruh dari gunung api akibat aktivitas vulkanik, dan tercium bau belerang yang sangat menyengat.


FISIKA DAN MATEMATIKA

Penerapan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Lontaran material ditinjau dari gerak vertikal ke atas

Gambar 1. Material Bermassa m Terlontar dari Puncak Gunung Api dengan Kecepatan Awal v0. 

Ketika material berada dipuncak gunung api dengan ketinggian H terlontar vertikal ke atas dengan kecepatan awal v0 maka material tersebut mempunyai energi

  1. Energi potensial (EP)

          EP=mgh

  1. Energi kinetic (EK)

          EK=mv0²

Gambar 2. Material Bermassa m Berada di Titik Tertinggi (h) dari Puncak Gunung Api. 

Ketika material berada di titik tertinggi dengan ketinggian H + h maka material tersebut mempunyai energi potensial (EP + mg(H+h)). Untuk mencari ketinggian maksimum maka digunakan hukum kekekalan energi mekanik.

  1. Lontaran material ditinjau dari gerak parabola
Gambar 3. Material Bermassa m Terlontar dari Puncak Gunung Api dengan Kecepatan Awal v0 dan Sudut Elevasi . 

Ketika material berada di puncak gunung api dengan ketinggian H terlontar vertikal ke atas dengan kecepatan awal v0 dan sudut elevasi maka material tersebut mempunyai energi:

  1. Energi potensial (EP)

          EP = mgh

      2. Energi kinetic (EK)

          EK  = 1/2 mv²

Gambar 4. Material Bermassa m Berada di Titik Tertinggi (h) dari Puncak Gunung Api. 

Ketika material berada di titik tertinggi dengan ketinggian H + h maka material tersebut mempunyai:

  1. Energi potensial (EP)

          EP mg(H+h)

  1. Energi kinetic (EK)

         EK =  1/2 mv1²

Untuk mencari ketinggian maksimum maka digunakan hukum kekekalan energi mekanik.

EM1 = EM2

EP1 + EK1 = EP2 + EK2

Gambar 5. Material Bermassa m di Lereng Gunung Api.

Ketika material berada di titik lereng gunung api maka material tersebut mempunyai energi kinetik (EK=mv2²). Untuk mencari kecepatan di lereng gunung maka digunakan hukum kekekalan energi mekanik.

EM1 = EM2

EP1 + EK1 = EP2 + EK2

2) Awan panas dan banjir lahar dingin ditinjau dari gerak pada bidang miring Gambar 8. Material Bermassa m Berada di Puncak Gunung Api. Ketika material awan panas atau lahar dingin berada di puncak gunung api dengan ketinggian H mempunyai energi potensial (EP=mgH).

Gambar 6. Material Bermassa m Berada di Lereng Gunung Api. 

Ketika material awan panas atau lahar dingin berada di lereng gunung api dengan kecepatan v mempunyai energi kinetik (EK=mv²). Untuk mencari kecepatan di lereng gunung maka digunakan hukum kekekalan energi mekanik.

Ex

Sebuah batu dengan massa 15 kg terlontar vertikal ke atas dari gunung dengan ketinggian 3000 m dengan kecepatan awal 20 m/s. Tentukan:

  1. Energi ketika di puncak gunung api.
  2. Energi ketika di titik tertinggi,
  3. Ketinggian maksimum batu?


KIMIA DAN BIOLOGI

Di peristiwa ini gunung berapi akan mengeluarkan gas seperti sulfurdioksida (S02), hidrogen sulfida (H2S), karbonmonoksida (CO), nitrogen (NO2), dan karbondioksida (CO2). Nah, zat-zat ini yang membahayakan kesehatan manusia bila terpapar dalam jumlah yang berlebih. 

Hasil Analisis Kimia Penyusun Debu Di bawah ini disajikan grafik dan hasil numerik dari beberapa sampel, sebagai contoh, yaitu sampel1 dan sampel6. Prosiding Seminar Nasional XII “Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi 2017 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta 227 Secara umum, kandungan kimia dari partikel debu tersampel serupa.

Unsur non gas yang mendominasi umumnya adalah karbon (C), silikon (Si), Aluminum (Al), Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg). Dominansi unsur karbon dan silikon terjadi pada semua sampel, yang menunjukkan sifatnya yang secara umum dominan.. Sedang unsur lain dapat bervariasi. Unsur gas utama penyusun partikel debu yang tersampel adalah Oksigen, dan tidak terdeteksi adanya unsur gas lainnya.


Gambar: sebaran berbagai unsur utama penyusun partikel debu vulkanik.

Warna merah adalah dari unsur silikon, hijau unsur karbon, dan unsur oksigen adalah yang berwarna biru. Gambar memperlihatkan sebaran tiga unsur utama penyusun partikel debu vulkanik dari sampel 1. Unsur-unsur itu adalah karbon, yang berwarna hijau, silikon yang berwarna merah, dan oksigen yang berwarna kebiruan. Pada semua sampel yang diteliti, tidak dijumpai unsur fluor, yang biasanya membentuk lapisan yang membungkus partikel debu vulkanik. Ketiadaan unsur fluor ini diduga disebabkan oleh karena sampel yang diambil mungkin telah mengalami pencucian oleh air hujan untuk beberapa lama.

Sementara itu, kandungan abu vulkanik lain lagi ceritanya. Abunya mengandung mineral kuarsa, kristobalit, atau tridimit. Zat ini adalah kristal silika bebas atau silikon dioksida (SiO2) yang bisa menyebabkan penyakit paru yang fatal atau silikosis. Abu silikosis sangat halus dan menyerupai pecahan kaca. 

Hati-hati, penyakit yang umumnya terjadi pada pekerja tambang ini amat berbahaya. Pengidapnya bisa mengalami keluhan seperti batuk, sesak napas, penurunan berat badan, hingga mengi dengan dahak yang berlebihan. 

Abu vulkanik yang kaya akan semen akan mudah menempel pada media yang basah. Jika abu vulkanik terhirup langsung, ia akan menempel dan tercetak di paru-paru kita yang basah dan kandungan oksigennya melimpah. Hal ini dapat menyebabkan permasalahan pernapasan akut,

karena itu para pekerja yang bekerja di tambang memerlukan alat keselamatan seperti:
1. Kacamata Keselamatan

  1. Rompi Pantul
  2. Lampu Tambang
  3. Respirator
  4. Helm keselamatan
  5. Sepatu Keselamatan
  6. SCSR (Self Contained Self Rescuer Emergency Escape Breaing Apparatus)

Alat pelindung diri ini berisi udara segar

  1. Alat Pengaman Telinga
  2. Sarung Tangan

Sumber:

https://jurnal.ugm.ac.id/JML/article/view/18531

https://balittanah.litbang.pertanian.go.id/ind/dokumentasi/lainnya/Makalah%20Merapi%20010.%20revisi%20pa%20Kasno.pdf

https://eprints.uny.ac.id/55113/1/L.%20Tugas%20Akhir%20Skrispsi.pdf

https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-5843897/bahaya-abu-vulkanik-gunung-semeru-pasca-erupsi-ini-penjelasan-pakar-itb

https://www.halodoc.com/artikel/gunung-semeru-meletus-ini-bahaya-abu-vulkanik-bagi-kesehatan

https://duniatambang.co.id/Berita/read/1375/Inilah-APD-Wajib-Pekerja-Tambang-Bawah-Tanah

https://journal.itny.ac.id/index.php/ReTII/article/view/702/605

y

Belum ada Komentar untuk "PEMBAHASAN PERAN SAINS DALAM PROSES TERJADINYA GUNUNG MELETUS PADA PROJEK UJIAN RUMPUN SAINS PAS FESTIVAL SEMESTER GANJIL "

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel