Sumber ilustrasi: Unsplash
03 Juni 2026 11.15 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [03.06.2026] Kehidupan di Grand Canyon diketahui sangat bergantung pada sejumlah mata air yang tersembunyi di dalam sistem gua bawah tanah. Salah satu sumber air terpenting adalah Roaring Springs, mata air yang muncul dari dalam gua di North Rim dan menjadi pemasok utama air bagi jutaan pengunjung, tumbuhan, hewan, serta ekosistem yang ada di kawasan tersebut. Meskipun keberadaan mata air ini telah lama diketahui, jalur yang dilalui air dari permukaan menuju sistem bawah tanah masih menyimpan banyak misteri.
Seiring meningkatnya suhu dan semakin keringnya wilayah Arizona utara, perlindungan terhadap sumber air tersebut menjadi semakin penting. Para peneliti dari Northern Arizona University berupaya memahami bagaimana salju yang mencair di permukaan dapat mengalir melalui jaringan batuan bawah tanah sebelum akhirnya muncul kembali sebagai mata air. Upaya tersebut didukung oleh hibah penelitian dari Grand Canyon National Park.
Mahasiswa doktoral bidang ecoinformatika, Blase LaSala, menjelaskan bahwa pemahaman mengenai lokasi masuknya air sangat penting bagi infrastruktur, hewan, tumbuhan, dan berbagai ekosistem yang bergantung pada mata air tersebut. Menurut Blase LaSala, mata air di Grand Canyon berfungsi seperti oasis di tengah lingkungan yang keras.
Temuan awal dari proyek tersebut telah dipublikasikan dalam jurnal Scientific Reports. Penelitian terbaru bertujuan memperluas pemetaan sistem air bawah tanah serta menyelidiki hubungan antara pencairan salju dengan mata air yang muncul di dalam ngarai.
Sebagian besar masyarakat tidak pernah memasuki gua-gua yang memasok air ke mata air Grand Canyon. Gua-gua tersebut tertutup untuk umum dan banyak yang berada jauh dari jalur pendakian resmi. Akibatnya, sebagian besar pengetahuan mengenai sistem tersebut berasal dari proyek pemetaan khusus yang dilakukan para ilmuwan.
Dalam penelitian doktoralnya, Blase LaSala bekerja sama dengan profesor Temuulen “Teki” Sankey, seorang ahli penginderaan jauh, untuk membuat peta rinci dari beberapa sistem gua. Dengan memanfaatkan pemindai lidar bergerak, para peneliti berhasil menghasilkan model tiga dimensi beresolusi tinggi yang memperlihatkan dinding, lorong, langit-langit, dan ruangan gua dengan detail yang sangat tinggi.
Selama 45 hari, para peneliti, relawan, dan staf taman nasional mendokumentasikan lebih dari 10 kilometer lorong serta ruangan bawah tanah. Data tersebut memberikan gambaran yang jauh lebih lengkap dibandingkan yang pernah tersedia sebelumnya.
Teki Sankey mengungkapkan bahwa ukuran dan panjang gua-gua tersebut jauh lebih besar daripada yang sebelumnya dibayangkan. Menurut Teki Sankey, kemampuan menghasilkan peta tiga dimensi dengan resolusi sangat tinggi menjadi aspek yang unik dalam penelitian tersebut, mengingat gua-gua Grand Canyon belum pernah dipetakan secara tiga dimensi sebelumnya.
Pekerjaan lapangan membutuhkan usaha yang tidak sedikit. Para anggota tim membawa perlengkapan dengan berat mencapai sekitar 25 kilogram sambil menempuh perjalanan menuju pintu masuk gua yang dapat memakan waktu hingga dua hari. Setelah memasuki gua, para peneliti harus memanjat, turun menggunakan tali, merangkak, bahkan mengapung melewati bagian yang tergenang air sambil terus merekam bentuk serta pola retakan batuan.
Informasi mengenai lorong dan retakan tersebut memiliki nilai penting karena pembentukan gua mengikuti proses geologi tertentu. Susunan lorong, celah, dan bukaan dapat memberikan petunjuk mengenai bagaimana air bergerak melalui lapisan batuan di bawah Grand Canyon.
Penjelasan paling sederhana mengenai asal air yang muncul di Roaring Springs mengarah pada pencairan salju di Dataran Tinggi Kaibab. Pertanyaan yang lebih sulit dijawab adalah bagaimana air tersebut dapat bergerak melalui lapisan bawah tanah sebelum muncul kembali sebagai mata air.
Mata air yang terhubung dengan gua berada di dalam formasi batu kapur Redwall dan Muav. Beberapa lapisan batuan lain berada di antara mata air dan permukaan tanah. Eksperimen pelacakan menggunakan zat pewarna yang sebelumnya dilakukan oleh pihak taman nasional menunjukkan bahwa air dapat bergerak dengan kecepatan yang mengejutkan melalui sistem bawah tanah tersebut.
Profesor Abe Springer dari School of Earth and Sustainability NAU, yang juga terlibat dalam proyek ini, telah bekerja sama dengan taman nasional dalam penelitian pelacakan menggunakan zat pewarna. Dalam beberapa percobaan, zat pewarna yang dituangkan ke dalam sinkhole di dataran tinggi dapat menempuh jarak sekitar 20 kilometer dan mencapai mata air hanya dalam waktu sekitar satu minggu.
Meskipun demikian, mekanisme pasti perpindahan air di bawah permukaan masih belum sepenuhnya dipahami. Faktor seperti retakan batuan, sesar geologi, permeabilitas batuan, dan jalur bawah tanah turut memengaruhi perjalanan air tersebut.
Teki Sankey menjelaskan bahwa penelitian disertasi tersebut bertujuan membangun hubungan geologis antara apa yang terlihat di permukaan dengan kondisi yang berada ratusan hingga ribuan kaki di bawah tanah.
Blase LaSala menggambarkan sistem tersebut seperti sebuah kotak hitam. Menurut Blase LaSala, para peneliti dapat melihat apa yang masuk dan apa yang keluar, tetapi sangat sulit mengetahui secara pasti apa yang terjadi di dalamnya. Dengan semakin dipahaminya pola-pola yang ada, para peneliti kini dapat mulai menghubungkan data tersebut dengan perubahan mata air dari waktu ke waktu.
Pemahaman terhadap jalur air bawah tanah tidak hanya penting bagi ilmu pengetahuan. Pengetahuan tersebut juga memiliki implikasi langsung terhadap kualitas air dan keselamatan masyarakat.
Mata air terbesar di Grand Canyon berasal dari sistem karst. Teki Sankey membandingkan sistem tersebut dengan keju Swiss karena memiliki banyak rongga, saluran, dan bukaan pada batuannya. Struktur semacam itu memungkinkan air bergerak dengan cepat dan mengurangi kesempatan terjadinya penyaringan alami.
Akibatnya, berbagai kontaminan juga dapat bergerak dengan cepat. Limpasan dari wilayah bekas kebakaran hutan atau bakteri seperti E. coli dapat memasuki sinkhole yang terhubung dengan Gua Roaring Springs dan akhirnya mencapai pasokan air. Jika pencemaran terdeteksi, pengelola taman nasional mungkin harus menghentikan sementara operasi pemompaan hingga masalah tersebut dapat diatasi.
Dengan mengetahui lokasi masuknya air dan memahami jalur pergerakannya, para peneliti berharap dapat membantu pengelola taman mengidentifikasi sumber pencemaran dan mengurangi risiko gangguan pada pasokan air di masa depan.
Tahap berikutnya dari penelitian dijadwalkan dimulai pada awal tahun 2026. Dengan memanfaatkan survei lidar dari udara dan data satelit selama beberapa dekade, Blase LaSala dan Teki Sankey berencana memetakan sinkhole di kedua sisi Grand Canyon sambil mempelajari pola akumulasi salju dan pencairannya selama empat puluh tahun terakhir.
Sebagian besar penelitian mendatang akan difokuskan pada fitur-fitur permukaan, walaupun para peneliti tetap tertarik menjelajahi gua-gua baru apabila terdapat kesempatan untuk melakukannya.
Tujuan utama penelitian tersebut adalah memahami proses geologi yang memengaruhi pembentukan sinkhole, menghilangnya aliran sungai, serta pergerakan air bawah tanah. Temuan dari permukaan akan dibandingkan dengan pola yang ditemukan di dalam gua dan digunakan sebagai panduan bagi eksperimen pelacakan berikutnya.
Pencairan salju menjadi fokus penting karena Arizona mengalami penurunan jumlah salju dari waktu ke waktu, dan kawasan Grand Canyon mengikuti tren yang sama. Perubahan tersebut dapat memengaruhi ketersediaan air bagi seluruh ekosistem di wilayah tersebut.
Proyek ini juga akan menghasilkan arsip data lingkungan yang luas. Data tersebut nantinya dapat digabungkan dengan hasil lidar dan berbagai sumber pencitraan lainnya untuk meningkatkan pemahaman mengenai sistem air di seluruh kawasan.
Meskipun penelitian ini secara langsung memberikan manfaat bagi Grand Canyon National Park, dampaknya tidak terbatas pada Arizona utara. Lebih dari satu miliar orang di seluruh dunia bergantung pada air yang berasal dari mata air karst. Pemahaman yang lebih baik mengenai sistem bawah tanah yang kompleks tersebut dapat membantu pengelolaan sumber daya air di berbagai negara.
Temuan tersebut juga berpotensi memberikan manfaat bagi suku-suku penduduk asli Amerika yang tinggal di dalam maupun di sekitar kawasan taman nasional.
Blase LaSala menyatakan bahwa penemuan pola-pola baru yang mendukung hipotesis yang diajukan lebih dari lima puluh tahun lalu menjadi sesuatu yang sangat menarik. Menurut Blase LaSala, kombinasi berbagai jenis data yang tersedia saat ini membuka peluang besar untuk menemukan informasi yang berguna bagi banyak wilayah lain.
Para peneliti juga memperkirakan bahwa Dragon Bravo Fire akan memengaruhi pengamatan di masa mendatang. Akan tetapi kebakaran tersebut dipandang sebagai faktor tambahan yang perlu dimasukkan ke dalam analisis, bukan sebagai hambatan yang mengubah tujuan utama penelitian.
Teki Sankey menjelaskan bahwa perkembangan yang tidak terduga merupakan bagian yang umum dalam penelitian ilmiah. Menurut Teki Sankey, kebakaran tersebut menghadirkan dinamika baru dalam studi yang sedang berlangsung.
Perubahan kondisi lingkungan di Dataran Tinggi Kaibab akibat kebakaran diperkirakan akan dimasukkan ke dalam analisis selanjutnya. Tim peneliti juga berencana membantu pihak taman nasional dalam memahami dampak kebakaran tersebut terhadap sistem lingkungan dan sumber daya air.
Temuan terbaru menunjukkan bahwa jaringan gua bawah tanah Grand Canyon memainkan peran penting dalam menjaga keberlangsungan sumber air yang menopang kehidupan di kawasan tersebut. Dengan memanfaatkan teknologi pemetaan tiga dimensi, pelacakan aliran air, serta data satelit jangka panjang, para ilmuwan berupaya mengungkap jalur tersembunyi yang menghubungkan pencairan salju dengan mata air penting seperti Roaring Springs. Pemahaman yang lebih baik mengenai sistem tersebut diharapkan dapat membantu melindungi kualitas air, mengurangi risiko pencemaran, serta mendukung pengelolaan sumber daya air bagi masyarakat dan ekosistem yang bergantung padanya.
Diolah dari artikel:
“The secret underground system keeping the Grand Canyon alive” oleh Northern Arizona University, ditulis oleh Heidi Toth. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260602021648.htm
