ILMU PENGETAHUAN DAN SEJARAH: Abad Kegelapan akibat perubahan Iklim yang Dipicu oleh Letusan KRAKATAU tahun 535 M

diposting oleh: Bp.Di Dit

sumber: http://www.ees1.lanl.gov/Wohletz/Krakatau.htm
oleh Ken Wohletz Los Alamos National Laboratory LA-UR 00-4.608 Copyright © 2000 UC

diterjemahkan oleh: Bp.Oman Abdurahman

--------------------

Sejarah modern memiliki asal-usul dalam abad 6-7. Selama periode ini kegagalan pertanian dan munculnya wabah mempunyai andil dalam:

Keruntuhan kota Super kuno, Persia kuno, peradaban Indonesia, budaya Nasca dari Amerika Selatan, dan peradaban Arab selatan,
Perpecahan kekaisaran Roma dengan konsepsi negara bangsa banyak dan kelahiran kembali dari Cina bersatu, dan
Asal-usul dan penyebaran Islam, sementara Kristen Arian menghilang.

Dalam bukunya Bencana, Sebuah Investigasi ke dalam Asal Usul Dunia Modern, penulis David Keys mengeksplorasi sejarah dan arkeologi untuk menghubungkan semua gejolak manusia untuk destabilisasi iklim disebabkan oleh bencana alam, dengan bukti yang kuat dari lingkaran pohon dan inti es Data yang terjadi pada tahun 535 M.
Dengan tidak ada bukti pendukung untuk dampak peristiwa-terkait, daerah studi perlu dipersempit kemungkinan letusan gunung berapi yang dapat mempengaruhi kedua belahan bumi gangguan pola iklim selama beberapa dekade, terutama dingin dan cuaca kering di Eropa dan Asia.
Dideskripsikan bahwa masa2 dengan cahaya matahari berkurang, dingin terus-menerus, dan anomali salju saat musim panas dicatat dalam laporan tertulis abad ke 6 Masehi.
Tulisan-tulisan dari China dan Indonesia menggambarkan fenomena atmosfer langka yang mungkin menunjuk ke sebuah gunung berapi di jalur sabuk api Indonesia.
Meskipun radiokarbon letusan di bagian dunia tidak teridentifikasi, ada bukti batimetri dan vulkanik kuat bahwa Krakatau mungkin pernah mengalami letusan kaldera besar.
Oleh karena itu, studi ini mendorong ekspedisi ilmiah yang akan dipimpin oleh Haraldur Sigurdsson ke daerah.
Ekspedisi menemukan deposit piroklastik tebal, dengan tanggal radiometrik yang tepat, yang merekomendasikan runtuhnya kaldera dari "Proto-Krakatau" memang terjadi mungkin pada abad ke 6.
Batimetri menunjukkan diameter kaldera 40 s.d. 60 km, dengan runtuhnya di bawah permukaan laut, dapat terbentuk Selat Sunda, memisahkan Jawa dari Sumatra, seperti yang dicatat oleh tulisan-tulisan sejarah kuno Jawa.
Seperti runtuhnya kaldera akibat letusan beberapa ratus kilometer kubik puing-puing awan panas, beberapa kali lebih besar dari letusan tahun 1815 dari Tambora.
Letusan ini kemungkinan hipotetis interaksi magma dan air laut , seperti dokumen letusan masa lalu Krakatau, tetapi pada skala yang luar biasa.
Simulasi komputer dari letusan menunjukkan bahwa interaksi bisa menghasilkan plume dari 25 sampai > 50 km tinggi, membawa dari 50 sampai 100 km 3 air laut menguap ke atmosfer.
Meskipun sebagian besar mengembun uap dan jatuh dari ketinggian rendah, masih jumlah besar yang lofted ke stratosfer, membentuk awan es bercampur material super halus (Wohletz KH, 2000).

Apakah Abad Kegelapan dipicu oleh gunung berapi yang berhubungan dengan perubahan iklim pada abad ke-6? EOS Trans Amer Geophys Union 48 (81), F1305. ( Presentasi Kendali dalam format PDF )

Meskipun dampak asteroid/komet tetap sebagai penyebab potensial, kita fokus pada sumber vulkanik yang terletak di dekat katulistiwa.
Lebih dari 100 gunung berapi di khatulistiwa potensial untuk dipertimbangkan, kita menemukan bukti terbaik menguatkan di Indonesia, di mana terputusnyas geo-politik sekitar abad ke 6th didokumentasikan dengan baik.
Uji Carbondating umur Tephra sangat berguna, tapi perlu hati2. Sebagai contoh, beberapa tanggal diterbitkan untuk Rabaul yang tampak seperti cocok ternyata keliru. Itu adalah terjemahan dari "Pustaka Raja Purwa" (Kitab Raja-raja kuno) di Jawa yang memperingatkan Keys David dan kita untuk letusan besar Krakatau pada tahun 338 dari Kalender Shaka, yang dikenal kemungkinan besar akan sejajar dengan Barat tanggal kalender AD 416.
Kita menghabiskan banyak waktu mengidentifikasi dan menerjemahkan teks yang dapat dibuktikan yang tidak "terkontaminasi" sebanyak 1.883 tulisan, dalam teks itu adalah tradisi Jawa kuno pemisahan Jawa dari Sumatera pada bencana yang sesuai deskripsi besar ledakan letusan.
Dengan kata lain, runtuhnya kaldera yang menghasilkan Selat Sunda modern.

Studi Krakatau pra letusan tahun 1883 dari grafik Admiralty Inggris Selat Sunda menunjukkan kedalaman dasar laut dangkal (~ 10 m) di selat, dan pulau-pulau Krakatau, Sebesi, Sebuku, Sertung, dan pegunungan dekat Katimbang (Matius Rajah Bassa), pulau-pulau ini dapat menjadi sisa-sisa ventilasi vulkanik yang mengelilingi sisi-sisi Proto-Krakatau, pendahulu dari gunung berapi Krakatau.
Menghubungkan ventilasi ini menguraikan kaldera dengan diameter permukaan ~ 50 km berpusat di Selat Sunda sekitar 20 km Timur Laut dari Krakatau saat ini.

*[detail: https://fbcdn-sphotos-d-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/s720x720/564965_10151071983771641_1881196917_n.jpg]

*[detail: https://fbcdn-sphotos-f-a.akamaihd.net/hphotos-ak-snc6/s720x720/199272_10151071984136641_711841409_n.jpg]

Menggambar bagian barat-ke-timur silang dari runtuhnya kaldera hipotetis, menunjukkan bagaimana Selat Sunda mungkin telah terbentuk selama letusan abad ke-6 dari Proto Krakatau.

*[detail: https://fbcdn-sphotos-f-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/523224_10151071984806641_1676198542_n.jpg]

Untuk menguji hipotesis ini kaldera Proto-Krakatau, melalui saluran Inggris 4 melakukan penggalangan dana untuk mendanai sebuah ekspedisi pada tahun 1999 untuk Selat Sunda. Aku bertanya Haraldur Sigurdsson dan Steven Carey untuk melakukan upaya ini karena keakraban mereka dengan wilayah tersebut.
Mereka berhasil menemukan deposit batu apung dan abu dari letusan eksplosif besar yang penanggalan karbon tanda kurung antara 6600 SM dan 1.215 Masehi. Tentu saja tidak konklusif, namun indikasi kesulitan dalam mengenali bukti letusan ledakan tua di lingkungan tropis dan / atau kapal selam.

*[detail: https://fbcdn-sphotos-a-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash4/s720x720/425867_10151071988586641_202600985_n.jpg]

Seri berikutnya adalah gambar dari simulasi komputer peristiwa letusan. Letusan pertama adalah dari jenis yang dikenal sebagai "freatik," yang melibatkan magma yang tidak baru, melainkan debu dan batu ditiup keluar dari kawah Proto Krakatau menjadi semburan uap, yang dibentuk seperti merebus air tanah di bawah gunung berapi oleh panas magma saat mendekati permukaan.

*[detail: https://fbcdn-sphotos-c-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash4/425800_10151071990446641_594794754_n.jpg]

*[detail: https://fbcdn-sphotos-f-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/47220_10151071991056641_1169206746_n.jpg]

Awal letusan yang benar-benar raksasa ditandai dengan penampilan kaku, kental, 900 derajat C magma di permukaan yang begitu tinggi, gas itu meledak keluar dari gunung berapi dengan kekuatan ratusan bom nuklir.
Ledakan ini, yang dikenal sebagai letusan "Ultra Plinian" (setelah Pliny tua yang menyaksikan jauh lebih kecil tetapi serupa dalam fenomena penampilan selama letusan Vesuvius AD79), batu apung, abu, dan gas sebagai jet keluar dari gunung berapi, jet meningkat menjadi sekitar 50 km ke stratosfer.
Kecepatan naik gas, batu apung, dan abu cenderung melebihi kecepatan suara, dan mendorong gelombang kejut dengan kecepatan hampir dua kali lipat dari suara (~ 650 m / s ).
Melontarkan batu apung dan abu ke atmosfir dengan kekuatan 100-1000000000 kg per detik, banyak yang jatuh setelah mencapai ketinggian tertentu di langit menjadi selimut setebal beberapa meter diatas tanah sekitarnya, terdiri dari batu apung dan abu (lapisan biru muda pada ilustrasi di bawah).
Lontaran batu apung, abu, dan gas panas tinggi ke stratosfer, melayang di stratosfir terbawa angin mengelilingi bumi dari barat ke timur.

*[detail: https://fbcdn-sphotos-h-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash3/601363_10151071995476641_1235151265_n.jpg]

*[detail: https://fbcdn-sphotos-g-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/564781_10151071995776641_982622838_n.jpg]

Sebagai letusan Plinian Ultra terus tanah di bawah gunung berapi mulai mereda, secara bertahap jatuh ke bagian dievakuasi beberapa km dari dapur magma di bawah.
Dengan penurunan ini, runtuhnya dinding terbuka di sekitar gunung berapi, yang memungkinkan air laut untuk mengisi ke dalam saluran magma yang menghubungkan dapur magma dan gunung berapi.
Air laut ini menguap seketika dengan kekuatan ledakan tambahan, sehingga letusan yang disebut "Phreatoplinian," yang berkonotasi kombinasi letusan Plinian dengan freatik (dekat permukaan) air.
Penambahan sejumlah besar uap air ke kolom letusan menyebabkannya runtuh dengan sendirinya, tumpah keluar awan abu, batu apung, dan uap yang meluncur di lereng sekitarnya dengan kecepatan hingga ratusan meter per detik, melambat untuk puluhan meter per detik setelah perjalanan sekitar 10 km dari gunung berapi, namun terus menerjang apa saja yang ada di lereng hingga 50 km atau lebih dari gunung berapi. "aliran piroklastik" ini benar-benar menghapuskan semua vegetasi dan setiap struktur hunian.

Menganalisis Letusan tersebut
Sedangkan simulasi erupsi sebelumnya memberikan gambaran kualitatif yang baik tentang bagaimana letusan berkembang, kita menginginkan informasi yang lebih rinci, khususnya mengenai parameter fisik letusan.
Beberapa parameter tersebut dapat dibatasi dengan mempertimbangkan skala letusan digambarkan di atas, sementara yang lain harus dihitung.
Dengan menggunakan hasil simulasi superkomputer yang memecahkan persamaan matematika yang mengekspresikan perilaku fisik letusan, kami mendapatkan hasil yang berguna untuk model gelombang atmosfer dan suara.

Durasi Letusan:
Dari ukuran kaldera diasumsikan, kami menunjukkan di atas bahwa ~ 200 km 3 dari magma itu meletus.
Untuk letusan sebesar ini, skala letusan sejarah yang lebih kecil menunjukkan tingkat debit massa 1 miliar kg per detik atau lebih.
Fluks ini setara dengan satu-satu seperseribu 3 km per detik atau 3,6 km 3 per jam.
Semua parameter lainnya sama, letusan akan diambil setidaknya 34 jam, tetapi karena waxing dan waning fluks selama letusan, bagian cataclysmal dari letusan mungkin telah berlangsung selama 10 hari.
Bahkan, letusan tersebut mungkin terjadi di hari-panjang pulsa, yang terjadi selama bertahun-tahun.

Produk Letusan:
Sebagian besar magma sudah terpecah-pecah oleh kekuatan luar biasa dari letusan menjadi potongan-potongan batu apung dan abu.
Terutama selama letusan Phreatoplinian, abu adalah bentuk yang diinginkan dari magma diusir.
Abu ini terdiri dari fragmen kecil dari pecahan batu dan kaca, mulai dari sekitar 1 mikrometer untuk beberapa milimeter dengan diameter.
Selama letusan Phreatoplinian, sebanyak 50% dari abu ini bisa saja terdiri dari fragmen kurang dari 50 mikrometer diameter.
Fragmen kecil tersebut telah sangat lama penduduk kali di atmosfer, dapat disimpan tinggi-tinggi selama berbulan-bulan oleh turbulensi atmosfer normal.
Dengan asumsi bahwa 75% dari total 125 km3 dari magma yang terlibat dengan letusan Phreatoplinian, mungkin sebanyak 30 km3 dari partikel abu halus dimasukkan ke dalam sirkulasi global.
Belerang dari magma kemungkinan kental pada partikel abu tetesan asam sulfat, namun kelimpahannya tidak diketahui.

Kelembaban udara:
Seiring dengan, batu apung dan abu banyak air menguap dan disuntikkan ke dalam atmosfer dan stratosfer, terutama selama fase Phreatoplinian dari letusan, mungkin volumetrically yang paling penting dari fase cataclysmal.
Untuk penguapan air yang optimal, magma cair mengandung cukup panas untuk menguapkan volume kira-kira sama air.
Dengan asumsi bahwa 75 dari 125 km total 3 dari magma berinteraksi dengan air, 75 km 3 yang menguap, yang setelah ekspansi ke tekanan atmosfer mungkin telah menduduki hampir 100.000 km 3 dari atmosfer.
Yang pasti, banyak dari ini uap akan terkondensasi yang jatuh sebagai abu-tersumbat hujan dengan di jam letusan, tapi mungkin sebanyak setengah dari itu dilakukan di seluruh dunia oleh angin stratosfer.
Ini uap akan terkondensasi untuk membentuk kristal es, dan ini kristal es akan menyebar di udara untuk membentuk awan rarified stratus, gelap oleh abu entrained.
Seiring dengan uap air dari klorin laut juga dibawa ke stratosfer, komponen yang berpengaruh penting pada kimia stratosfir.

Jet dan Plume Struktur:
Jet abu, batu apung, dan gas muncul dari ventilasi pada kecepatan supersonik dari 650 m/s, tetapi melambat untuk memperlambat kecepatan kenaikan apung beberapa puluh meter per detik setelah mencapai 10 sampai 15 km ke atmosfer.
Membanggakan apung memiliki energi yang cukup untuk terus meningkat menjadi hampir 50 km sebelum menjadi netral apung dan mulai menyebar lateral.
Lebar jet dan membanggakan selama fase erupsi Plinian mungkin berkisar dari beberapa km pada dasarnya banyak sebanyak 40 km di dekat puncaknya, tepat di bawah tingkat di mana ia menyebar sebagai awan landasan berbentuk raksasa.
Ash konsentrasi dalam bulu-bulu menurun ke atas karena campuran udara ambien ke bulu-bulu seperti naik, tetapi konsentrasi mungkin tinggal di tingkat 1 bagian dalam satu juta volume.
Ini adalah perkiraan yang sangat konservatif volume membanggakan total selama letusan, memberikan nilai lebih dari 100 juta km3 dan kemungkinan mencapai beberapa kali lipat lebih besar.

Ringkasan:
Besarnya

Keruntuhan 100 m lebih dari 50-km kaldera berdiameter dapat melibatkan letusan ~ 200 km3 magma
Scaling serupa berukuran letusan memprediksi fluks massa ~ 10^9 kg/s

Lamanya

Letusan dari 200 km3 dari magma pada 10^9 kg/s membutuhkan setidaknya ~ 60 jam letusan terus menerus
Letusan terus menerus tidak mungkin, sehingga durasi mungkin telah berlangsung dari minggu ke lebih dari satu bulan

Tephra

Dominan batu apung dan abu
Untuk letusan phreatoplinian hingga 50% berat-dari tephra dapat terfragmentasi menjadi abu halus (mm)
Jika 75% dari vol-produk yang meletus adalah phreatoplinian, 75 km3 dari abu halus yang disuntikkan ke atmosfir

Gas

Dominan H 2 O
Untuk kuat air / magma interaksi, volume air menguap hampir sama dengan volume magma dalam interaksi
Jika 75% vol-dari produk meletus mengalami kuat air / magma interaksi kemudian 150 km3 dari air laut yang menguap, menciptakan hingga 200.000 km3 dari uap air di atmosfer
Kemungkinan sebagian besar (50% vol-atau lebih) terkondensasi suatu endapan dari ketinggian rendah
Sisa uap kristal es mungkin terbentuk di stratosfer

Plume Struktur

Meletus dengan kecepatan hingga 650 m/s, kolom letusan mungkin telah melampaui 50 km di ketinggian sebelum mencapai daya apung netral
Dari model numerik, konsentrasi Volume tephra setelah pencampuran dengan atmosfer adalah 10 -6 atau kurang
Jika komponen baik-abu tetap di bulu-bulu dengan uap air yang terbentuk kristal es, maka volume total dapat membanggakan telah mencapai beberapa puluh juta km3

Atmosfer Wonderings

Pertimbangkan volume besar bulu-bulu abu dan uap (10-80000000 km3).
Tropopause luas permukaan bumi adalah ~ 5.2x10 8 km2.
Letusan membanggakan bisa menghasilkan lapisan awan 20-150 m tebal atas seluruh dunia.
Dengan sumber membanggakan dekat khatulistiwa, kedua belahan otak utara dan selatan akan terpengaruh.
Seperti segumpal vulkanik berkekuatan besar belum pernah dipertimbangkan untuk CGMS, dan analog yang hanya mungkin membanggakan ejecta dari dampak KT.
Penerapan model musim dingin nuklir (jelaga) untuk dampak KT mengindikasikan seperti beban partikel di stratosfer akan menyebabkan runtuhnya troposfer.
Selain volume besar uap air dapat menghasilkan awan besar es stratosfir, menyebabkan kerusakan ozon.