Danau Toba dan Bubur Batu Membara di Perutbuminya

Sebuah penelitian yang telah berlangsung selama enam tahun terakhir telah mengungkap hal mencengangkan di perutbumi Danau Toba (propinsi Sumatra Utara). Menggunakan 40 seismometer (radas/instrumen perekam gempa) yang dipasang di sekeliling Danau Toba selama kurun Mei hingga Oktober 2008 Tarikh Umum (TU yang dianalisis hingga bertahun kemudian, tim peneliti gabungan Russia, Perancis dan Jerman mengungkap bahwa di perutbumi Danau Toba ini masih tersimpan magma. Bubur batu yang panas membara dalam jumlah relatif besar itu dijumpai berada di kedalaman lebih dari 7 kilometer dari paras air laut rata-rata (dpl).

Gambar 1. Pemandangan sisi selatan Danau Toba yang permai. Nampak pulau Pardepur yang seakan mengapung di air danau. Pulau ini sejatinya merupakan salah satu kubah lava yang menyembul di paras danau, dari sejumlah kubah lava di sini yang terbentuk pasca letusan sangat dahsyat dalam kurun 74.000 tahun silam. Sumber: Sutawidjaja, 2008 dalam Warta Geologi, 2008.

Gambar 1. Pemandangan sisi selatan Danau Toba yang permai. Nampak pulau Pardepur yang seakan mengapung di air danau. Pulau ini sejatinya merupakan salah satu kubah lava yang menyembul di paras danau, dari sejumlah kubah lava di sini yang terbentuk pasca letusan sangat dahsyat dalam kurun 74.000 tahun silam. Sumber: Sutawidjaja, 2008 dalam Warta Geologi, 2008.

Magma di bawah danau itu dijumpai secara tak langsung lewat analisis gelombang gempa-gempa tektonik kecil yang rutin terjadi di kawasan ini seiring eksistensi patahan besar Sumatra dan cabang-cabangnya. Tim peneliti memusatkan perhatian pada gelombang permukaan, yakni gelombang Rayleigh dan gelombang Love, dengan melacak perbedaan kecepatannya. Mereka menemukan gelombang Rayleigh yang melintas di bawah Danau Toba (periode 5 dan 15 detik) memiliki kecepatan lebih rendah dibanding yang melewati area lain disekitarnya. Hal sejenis juga dijumpai pada gelombang Love namun hanya pada periode kecil (5 detik) dan pada kedalaman lebih rendah. Guna menafsirkan perbedaan antara perilaku gelombang Rayleigh dan Love di bawah Danau Toba, tim peneliti memutuskan untuk ‘melihat’ melalui gelombang sekunder terpolarisasi baik secara horizontal (SH) maupun vertikal (SV). Mereka juga kembali menjumpai keanehan lagi, gelombang sekunder SV pada kedalaman antara 7 hingga 20 kilometer dpl di bawah Danau Toba memiliki kecepatan lebih rendah. Sebaliknya gelombang sekunder SH berkecepatan lebih rendah hanya pada kedalaman lebih dangkal dari 7 kilometer dpl.

Pada dasarnya gelombang gempa akan melaju lebih cepat jika melintasi media yang padat (batuan) ketimbang media yang cair/setengah cair (magma). Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pada kerak bumi di bawah Danau Toba terdapat magma, yang tersekap dalam kantung magma. Namun tak puas jika hanya menyimpulkan seperti itu. Mereka mencoba melangkah lebih jauh untuk mengetahui strukturnya. Setelah melakukan serangkaian perhitungan dan pemodelan matematis yang rumit dan meninjau juga hasil-hasil penelitian sebelumnya, mereka berani menyimpulkan bahwa magma di bawah Danau Toba tersimpan dalam sejumlah lapisan mendatar (sill) yang bertumpuk mirip kue lapis, tertata pada kedalaman antara 7 hingga 20 kilometer dpl. Pada kedalaman lebih besar dari 20 kilometer dpl pun diduga masih seperti itu yang menerus hingga kedalaman sekitar 30 kilometer dpl, tempat kerak bumi setempat berbatasan dengan selubung atas. Sebaliknya pada kedalaman yang lebih dangkal dari 7 kilometer dpl magmanya tidak tertata seperti itu, melainkan menyelusup di sela-sela kerak bumi dengan geometri yang kacau-balau. Tim menyimpulkan kawasan kacau-balau ini adalah pertanda jelas dari masa silam, dari sebuah letusan gunung berapi yang sangat dahsyat.

Gambar 2. Penampang melintang kerak bumi di bawah Danau Toba dalam dua dimensi, dengan perkiraan kantung magma raksasanya berdasarkan penelitian gabungan Rusia, Perancis dan Jerman. Terdapat lapisan-lapisan mendatar berisi magma (sill) mulai dari kedalaman 7 hingga 20 kilometer dpl dan kemungkinan menerus hingga 30 kilometer dpl. Pada kedalaman lebih dangkal dari 7 kilometer dpl terdapat zona kacau-balau, yakni bagian kerak bumi di bawah Danau Toba yang terimbas langsung letusan sangat dahsyat 74.000 tahun silam. Sumber: Jaxybulatov dkk, 2014.

Gambar 2. Penampang melintang kerak bumi di bawah Danau Toba dalam dua dimensi, dengan perkiraan kantung magma raksasanya berdasarkan penelitian gabungan Rusia, Perancis dan Jerman. Terdapat lapisan-lapisan mendatar berisi magma (sill) mulai dari kedalaman 7 hingga 20 kilometer dpl dan kemungkinan menerus hingga 30 kilometer dpl. Pada kedalaman lebih dangkal dari 7 kilometer dpl terdapat zona kacau-balau, yakni bagian kerak bumi di bawah Danau Toba yang terimbas langsung letusan sangat dahsyat 74.000 tahun silam. Sumber: Jaxybulatov dkk, 2014.

Apa pentingnya penelitian ini? Tak lain dan tak bukan ia menegaskan bahwa Danau Toba sejatinya adalah sebuah gunung berapi. Dan dengan struktur kantung magmanya yang demikian, ia bukanlah gunung berapi biasa. Ya. Danau Toba adalah sebuah gunung berapi super (supervolcano), yang aksinya di masa silam sanggup membuat bulu kuduk kita meremang.

Letusan Toba Muda

Danau Toba. Rasanya tak ada manusia Indonesia, terlebih yang pernah mengenyam bangku sekolah, yang tak pernah mendengar namanya. Inilah perairan tawar terbesar se-Indonesia bahkan seantero Asia Tenggara. Danau ini memiliki luas 1.130 kilometer persegi yang menampung air hingga sebanyak 240 kilometer kubik, bersumber dari aneka mata air disekelilingnya seiring curah hujan tahunan lebih dari 2.100 mm/tahun (rata-rata). Paras air danau terletak di ketinggian 906 meter dpl dengan kedalaman maksimum 530 meter dari paras. Ini menjadikannya sebagai danau terdalam ke-2 di Indonesia (setelah Danau Matano di Sulawesi) dan juga danau terdalam keempatbelas di seantero Bumi. Perairan luas ini dipagari oleh tebing-tebing curam yang ketinggiannya bervariasi antara 400 hingga 1.200 meter dari paras danau, dengan puncak tertinggi menyembul 1.700 meter di atas paras danau. Air danau ini mengalir di sudut tenggara sebagai Sungai Asahan dengan debit rata-rata 155 meter kubik/detik. Besarnya debit air dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik lewat dibangunnya waduk Sigura–gura (tinggi bendungan 47 meter) dan waduk Tangga (tinggi bendungan 82 meter) dengan total produksi 426 megawatt listrik.

Gambar 3. Topografi Danau Toba dan lingkungan sekelilingnya beserta kedalaman perairannya. Tersaji pula lubang-lubang letusan yang dibentuk oleh keempat letusan sangat dahsyat Gunung Toba di masa silam. Sumber: Chesner, 2011 dengan labelisasi oleh Sudibyo, 2014.

Gambar 3. Topografi Danau Toba dan lingkungan sekelilingnya beserta kedalaman perairannya. Tersaji pula lubang-lubang letusan yang dibentuk oleh keempat letusan sangat dahsyat Gunung Toba di masa silam. Sumber: Chesner, 2011 dengan labelisasi oleh Sudibyo, 2014.

Di tengah-tengah danau terdapat Pulau Samosir (panjang 45 kilometer, lebar 20 kilometer), yang sejatinya bukan pulau. Dahulu Samosir tersambung langsung dengan daratan Sumatra lewat jembatan alamiah (tanah genting) di sisi barat. Namun romantisme era Hindia Belanda membuat tanah genting ini dikeruk demikian rupa sehingga Samosir pun akhirnya benar-benar terpisah dan menjadi pulau yang berdiri sendiri. Di pulau terdapat dua danau kecil yakni Danau Sidihoni dan Danau Aek Natonang, membuatnya kerap disebut sebagai danau di atas danau. Selain keunikan ini, pemandangan indah di sekujur Danau Toba juga disokong oleh sejumlah air terjun seperti air terjun Sipiso-piso maupun air terjun Sigura-gura. Sigura-gura adalah air terjun setinggi 250 meter, menjadikannya air terjun tertinggi se-Indonesia. Panorama yang indah dan udara yang sejuk menjadikan danau raksasa yang juga jantung masyarakat Batak ini menjadi tujuan wisata yang populer.

Di balik keindahannya, ada misteri yang tersembunyi di danau ini semenjak awal peradaban umat manusia. Misteri yang menggetarkan itu baru terkuak kurang dari seabad silam. Ternyata danau raksasa ini adalah sebuah gunung berapi. Adalah RW van Bemmelen, geolog legendaris era Hindia Belanda, yang mengungkapnya pada masa antara 1930 hingga 1939 TU. Geolog yang sangat populer dengan opus magnumnya The Geology of Indonesia, buku yang wajib dibaca dalam pembelajaran geologi Indonesia, awalnya curiga dengan kehadiran ignimbrit yang tersebar pada area luas di Sumatra bagian utara. Ignimbrit adalah campuran antara debu vulkanik yang mengeras (tuff) dengan butir-butir batuapung yang bersifat asam (kaya silikat) demikian rupa hingga membatu. Ignimbrit hanya bisa hadir kala terjadi letusan gunung berapi yang eksplosif dan berskala besar sehingga menghempaskan awan panas dalam jumlah besar. Kian mendekat ke Danau Toba, ignimbrit yang dijumpai kian menebal saja. Bahkan dijumpai pula tuff yang terlaskan (welded tuff) yang berlimpah, lagi-lagi petunjuk terjadinya letusan berskala besar di masa silam.

Gambar 4. Singkapan ignimbrit tepat di tepi jalan di pinggiran Danau Toba. Ignimbrit ini kaya akan besi dan telah teroksidasi sehingga berwarna kemerah-merahan mirip karat. Ignimbrit inilah jejak dari letusan gunung berapi yang dahsyat di masa silam, yang menghasilkan kaldera raksasa dan kini digenangi air menjadi Danau Toba. Diabadikan oleh Ridwan Hutagalung dalam rangka Geotrek Danau Toba 2-4 November 2012 TU. Sumber: Hutagalung, 2012.

Gambar 4. Singkapan ignimbrit tepat di tepi jalan di pinggiran Danau Toba. Ignimbrit ini kaya akan besi dan telah teroksidasi sehingga berwarna kemerah-merahan mirip karat. Ignimbrit inilah jejak dari letusan gunung berapi yang dahsyat di masa silam, yang menghasilkan kaldera raksasa dan kini digenangi air menjadi Danau Toba. Diabadikan oleh Ridwan Hutagalung dalam rangka Geotrek Danau Toba 2-4 November 2012 TU. Sumber: Hutagalung, 2012.

Ignimbrit yang tebal di sekitar Danau Toba namun menipis begitu jaraknya lebih jauh mengesankan bahwa batuan vulkanik itu bersumber dari tempat yang kini menjadi Danau Toba. Jelas sudah. Danau Toba adalah perairan tawar raksasa yang menempati sebuah cekungan sangat besar produk letusan gunung berapi yang sangat dahsyat. Dengan luas cekungan 2.270 kilometer persegi (panjang sekitar 100 kilometer dan lebar sekitar 30 kilometer), maka jelaslah bahwa ia berkualifikasi kaldera. Danau Toba merupakan perairan tawar yang menempati kaldera tersebut meski genangannya tak sampai mencakup separuh luas kaldera. Sehingga Danau Toba adalah danau vulkanik. Ukuran Kaldera Toba yang demikian raksasa membuat kaldera-kaldera produk letusan dahsyat gunung berapi dalam era sejarah di Indonesia seperti kaldera Rinjani, Tambora dan Krakatau menjadi terasa kerdil. Andaikata kaldera raksasa Toba ditempatkan di pulau Jawa bagian tengah, maka ia akan membentang mulai dari Gunung Slamet di barat hingga Gunung Sumbing-Sindoro di timur.

Gambar 5. Bagaimana jika kaldera raksasa Toba dengan Danau Toba di tengah-tengahnya ditempatkan di pulau Jawa bagian tengah dan disejajarkan dengan orientasi pulau. Nampak jelas kaldera raksasa itu membentang dari Gunung Slamet di barat hingga Gunung Sumbing di timur. Sumber: Sudibyo, 2014 berbasis Google Maps.

Gambar 5. Bagaimana jika kaldera raksasa Toba dengan Danau Toba di tengah-tengahnya ditempatkan di pulau Jawa bagian tengah dan disejajarkan dengan orientasi pulau. Nampak jelas kaldera raksasa itu membentang dari Gunung Slamet di barat hingga Gunung Sumbing di timur. Sumber: Sudibyo, 2014 berbasis Google Maps.

Van Bemmelen pula yang memopulerkan istilah Tumor Batak, yakni gundukan sangat besar tempat dimana Danau Toba berada yang terpisah dari Pegunungan Bukit Barisan. Dengan Danau Toba sebagai perairan di dalam kaldera, maka Tumor Batak yang menopangnya pada hakikatnya adalah gunung berapi yang disebut Gunung Toba. Gunung Toba menjadi salah satu gunung berapi yang berdekatan/berdiri di atas sistem patahan besar Sumatra. Patahan besar ini, yang secara kasat mata nampak sebagai Pegunungan Bukit Barisan, terbentuk seiring tunjaman miring lempeng India dan Australia yang oseanik terhadap lempeng Sunda yang kontinental dan menjadi alas berdirinya pulau Sumatra. Patahan ini sekaligus adalah zona lemah di kerak bumi Sumatra yang memudahkan magma produk pelelehan sebagian di bidang kontak tunjaman merangsek ke atas.

Di kemudian hari kita kian mengetahui bagaimana lasaknya Gunung Toba ini yang menjadikannya sebagai gunung berapi super. Dalam kurun 1,2 juta tahun terakhir telah terjadi empat letusan dahsyat. Letusan terakhir sekaligus yang paling dahsyat sepanjang sejarahnya adalah Letusan Toba Muda, yang terjadi 74.000 tahun silam. Letusan Toba Muda juga adalah letusan terdahsyat yang pernah terjadi di Bumi dalam kurun 27,8 juta tahun terakhir. Ia memuntahkan tak kurang dari 2.800 kilometer kubik material vulkanik, lewat letusan dahsyat sedahsyat-dahsyatnya yang berlangsung selama sekitar dua minggu berturut–turut tanpa hentu. Dapat dikatakan setiap detiknya Gunung Toba menyemburkan tak kurang dari 4,6 juta meter kubik material vulkanik. Jika suhu magmanya saat tepat keluar dari lubang letusan berkisar 700 hingga 780 derajat Celcius, maka energi termal yang dilepaskannya mencapai 500 ribu megaton TNT. Ini setara dengan 21 juta butir bom nuklir Hiroshima diledakkan secara bersama-sama di satu titik.

toba-magma_tabel-1_letusan-tobAndaikata seluruh material vulkanik ini dituang demikian rupa mengubur wilayah DKI Jakarta, propinsi yang juga ibukota Indonesia itu akan terbenam di bawah timbunan batu, pasir dan debu vulkanik setebal 4,2 kilometer. Letusan yang sedemikian dahsyat dengan muntahan material vulkanik sedemikian besar membuat sejumlah letusan dahsyat gunung berapi Indonesia di era sejarah seperti Letusan Tambora 1815 maupun Letusan Krakatau 1883 menjadi terasa kerdil. Bahkan Letusan Kelud 2014 yang terasa demikian menghentak di tahun 2014 TU ini ibarat semut disandingkan dengan gajah bila dibandingkan dengan kedahsyatan Gunung Toba saat itu.

Dari 2.800 kilometer kubik material vulkanik yang diletuskannya, 1.000 kilometer kubik diantaranya meluncur deras sebagai awan panas yang mengalir ke barat dan timur. Awan panas Toba membanjiri kawasan sangat luas yang membentang dari pantai Selat Malaka di timur hingga pesisir Samudera Hindia di barat. Meski sudah menjalar jauh dari kaldera, suhunya masih tinggi, mungkin hingga 500 derajat Celcius. Akibatnya daratan Sumatra bagian utara pun diubah menjadi segersang Bulan. Segala kehidupan yang ada tersapu pun terpanggang dan musnah. Endapan awan panas gigantis inilah yang kini tersingkap sebagai ignimbrit di area seluas 20.000 kilometer persegi. Ketebalan rata-ratanya 50 meter, namun sesungguhnya bervariasi tergantung jauh dekatnya dengan Gunung Toba. Di tepi Danau Toba, ketebalan ignimbritnya mencapai 400 meter. Awan panas yang mengalir jauh tersebut dipastikan juga ada yang terjun ke Selat Malaka dan Samudera Hindia, memicu tsunami di kedua perairan itu. Namun seberapa besar tsunaminya belum diketahui, seiring volume awan panas yang masuk ke dalam kedua perairan tersebut pun belum diketahui.

toba-magma_tabel-2_perbandingan-letusanLetusan Toba Muda yang dahsyat itu membentuk kaldera raksasa dengan kedalaman sekitar 2 kilometer dpl akibat kosongnya kantung magma raksasa Toba, sehingga tak sanggup lagi menahan bobot tubuh gunung. Namun kaldera sedalam ini segera ditimbuni kembali oleh 1.000 kilometer kubik material vulkanik lainnya, yang terlalu berat baik untuk mengalir jauh maupun membumbung tinggi ke udara. Di dasar kaldera ini ketebalan ignimbritnya diperkirakan mencapai 600 meter. Dan 800 kilometer kubik material vulkanik sisanya berupa debu vulkanik halus yang terlontar sangat tinggi ke udara hingga menembus ketinggian 70 kilometer dpl. Sebagian debu vulkanik tersebut lantas tertiup angin ke barat dan berjatuhan menyelimuti area seluas lebih dari 4 juta kilometer persegi. Kawasan tersebut meliputi India, Semenanjung Malaya, Teluk Benggala, Samudera Hindia bagian utara, Laut Arab dan Semenanjung Arabia. Ketebalan endapan debu vulkanik di sini mencapai 10 cm (rata-rata), atau setara dengan 400 kilometer kubik material. Sisanya terbawa oleh sirkulasi angin di dalam lapisan stratosfer hingga tersebar ke segenap penjuru. Tanpa bisa dipengaruhi oleh proses-proses cuaca, debu vulkanik ini bertahan hingga bertahun-tahun di dalam lapisan stratosfer sebelum jatuh kembali ke permukaan Bumi di bawah pengaruh gravitasi. Sepanjang waktu itu ia menimbulkan efek lanjutan yang mencekik kehidupan di permukaan Bumi hingga ke titik yang paling kritis.

Musim Dingin Vulkanik

Masalah terbesar akibat Letusan Toba Muda terletak pada tebaran debu vulkaniknya ke dalam lapisan stratosfer. Umumnya 10 hingga 30 % dari material vulkanik yang disemburkan gunung berapi dalam sebuah letusan dahsyat, terlebih jika tinggi kolom semburannya melebihi 30 kilometer dpl, akan tetap bertahan di udara karena sudah terlanjur masuk jauh ke dalam lapisan stratosfer, khususnya jika berupa debu halus. Di saat yang sama, belerang yang turut terbawa sebagai gas sulfurdioksida akan bereaksi dengan butir–butir air di udara hingga membentuk tetes–tetes asam sullfat dalam rupa aerosol. Apa yang selanjutnya terjadi baru bisa kita pahami setelah dunia memasuki era nuklir lebih dari setengah abad silam.

Di tengah kancah perang urat-syaraf yang dikenal sebagai Perang Dingin, dua negara adidaya yang terlibat yakni Amerika Serikat dan Uni Soviet berlomba–lomba memproduksi senjata nuklir dalam beragam ukuran dan kekuatan. Untuk menyimulasikan dampaknya dalam berbagai kondisi, rangkaian eksperimen peledakan nuklir pun diselenggarakan. Selama masa ujicoba nuklir yang riuh itu diketahui bila senjata nuklir diledakkan di permukaan tanah ataupun bawah tanah dangkal, ledakannya akan menghembuskan material ledakan berupa debu dan batu beragam ukuran ke atmosfer. Ketinggian semburan material ledakan bergantung pada kekuatan ledakan, semakin semakin besar ledakan nuklirnya maka semakin berlimpah material ledakannya dan semakin tinggi pula mereka dihembuskan ke langit bahkan bisa memasuki lapisan stratosfer. Tebaran material ledakan sanggup memblokir cahaya Matahari selama waktu tertentu sehingga permukaan Bumi di sekitar lokasi ledakan berubah menjadi remang–remang atau bahkan gelap gulita. Apalagi jika kekuatan ledakan nuklir itu juga mengenai benda–benda mudah terbakar seperti minyak, kayu, gas, kertas dan batubara sekaligus. Asap hasil pembakaran besar–besaran akan melimpahkan jelaga ke udara yang malah kian memperparah situasi.

Dengan memanfaatkan data–data hasil ujicoba nuklir itu maka pada dekade 1980–an lima serangkai cendekiawan dengan latar belakang keilmuan berbeda mencoba merumuskan model matematika komprehensif dan serangkaian persamaan matematika kompleks yang memprediksikan bagaimana perilaku sebaran debu dan tetes–tetes asam sulfat dalam jumlah besar di lapisan stratosfer. Model ini disebut model TTAPS, berdasarkan pada huruf depan dari lima cendekiawan penyusunnya masing-masing Turco, Toon, Pollack, Ackerman dan Sagan. Model TTAPS memperlihatkan, karena berada di dalam lapisan stratosfer maka butuh waktu bertahun–tahun bagi debu dan tetes–tetes asam sulfat itu untuk turun kembali ke permukaan Bumi di bawah pengaruh gravitasi Bumi. Selagi masih melayang di lapisan stratosfer, pada dasarnya debu halus dan tetes–tetes asam sulfat itu menjadi tabir surya, terutama karena asam sulfat sangat efektif dalam menyerap cahaya Matahari. Di samping itu tabir surya juga bisa memantulkan kembali sebagian cahaya Matahari ke langit. Akibatnya albedo Bumi bakal meningkat dan cahaya Matahari yang diteruskan ke permukaan Bumi berkurang.

Akibatnya sungguh pelik mengingat cahaya Matahari membawa energi Matahari yang adalah motor penggerak utama sistem cuaca dan iklim Bumi sekaligus sumber energi utama makhluk hidup. Berkurangnya intensitas pencahayaan Matahari akan menimbulkan anomali suhu permukaan, dimana suhu rata–rata permukaan Bumi bakal merosot dibawah nilai normalnya. Sehingga Bumi akan lebih dingin, fenomena yang disebut sebagai musim dingin nuklir. Es meluas dimana-mana, baik di laut maupun di sungai/danau yang berada di kawasan subtropis. Konsekuensinya tingkat penguapan pun menurun yang bakal berlanjut pada kacau-balaunya sistem cuaca. Salah satu dampaknya adalah penurunan jumlah hujan. Ada cukup banyak tanaman bahan pangan yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu dimana penurunan suhu 1 derajat Celcius saja bisa menyebabkan penurunan produksi atau malah bahkan bisa gagal panen. Ditambah penurunan jumlah hujan, maka eksistensi tabir surya di lapisan stratosfer itu bakal berdampak pada kekurangan bahan pangan yang akan menimbulkan bencana kelaparan massal dengan segala dampak berantainya.

Gambar 6. Ilustrasi saat-saat Gunung Toba meletus dengan dahsyatnya di hari pertamanya pada 74.000 tahun silam, yang menghembuskan debu vulkanik hingga setinggi 70 kilometer dpl sembari menghempaskan awan panas ke segenap Sumatra bagian utara. Arah pandang adalah ke tenggara. Sumber: Anynobody, 2009 dalam Wikipedia, 2009.

Gambar 6. Ilustrasi saat-saat Gunung Toba meletus dengan dahsyatnya di hari pertamanya pada 74.000 tahun silam, yang menghembuskan debu vulkanik hingga setinggi 70 kilometer dpl sembari menghempaskan awan panas ke segenap Sumatra bagian utara. Arah pandang adalah ke tenggara. Sumber: Anynobody, 2009 dalam Wikipedia, 2009.

Bagaimana jika skenario musim dingin nuklir ala model TTAPS diterapkan pada Letusan Toba Muda?

Letusan Toba Muda menyemburkan tak kurang dari 6 milyar ton gas sulfurdioksida ke atmosfer. Begitu bertemu dengan uap air di udara, gas tersebut berubah menjadi 3 milyar ton aerosol asam sulfat. Koalisi tetes-tetes asam sulfat ini dengan debu vulkanik di dalam lapisan stratosfer membentuk tabir surya vulkanik yang cukup tebal, hingga setebal paling tidak 500 meter. Tabir surya ini diperhitungkan memblokir cahaya Matahari demikian rupa sehingga jumlah cahaya Matahari yang berhasil diteruskan ke permukaan Bumi kurang dari 1 % terhadap normalnya. Akibatnya di siang hari bolong pun situasi tetap meremang. Matahari akan nampak memerah seperti situasi dalam setengah jam jelang terbenam, meski di tengah hari yang seharusnya terik. Intensitas pencahayaannya juga anjlok drastis hingga 120 watt per meter persegi di bawah normalnya. Albedo Bumi pun meroket ke posisi 70 % dari normalnya 30 % dan bertahan hingga sedikitnya 10 tahun pasca letusan. Dalam situasi tersebut, model TTAPS memperlihatkan suhu rata-rata permukaan Bumi anjlok hingga bisa mencapai 17 derajat Celcius di bawah normal. Musim dingin pun berkecamuk, yang bisa disebut sebagai musim dingin vulkanik. Suhu dingin ini memang hanya bertahan selama sekitar 1.000 tahun pasca letusan. Namun kombinasinya dengan siklus Milankovitch dan faktor–faktor tak menguntungkan lainnya menyebabkan Bumi seisinya terseret ke dalam zaman es Wurm utama, meski Bumi baru saja keluar dari zaman es Wurm awal 20.000 tahun sebelumnya. Zaman es Wurm utama berkecamuk selama sekitar 50.000 tahun kemudian dan baru berakhir pada sekitar 20.000 tahun yang lalu.

Kurangnya cahaya Matahari juga menyebabkan tingkat penguapan global terjun bebas hingga 45 % di bawah normal. Konsekuensinya jumlah uap di atmosfer pun anjlok hingga 50 % dibawah normal untuk lapisan troposfer dan hingga 25 % di bawah normal di lapisan stratosfer. Maka curah hujan pun merosot, yang dalam puncaknya sampai merosot drastis hingga 44 cm/tahun di bawah normal. Berkurangnya hujan amat menyengsarakan kawasan–kawasan yang dalam keadaan normal pun curah hujannya sudah kecil. Bahkan hal ini turut mendorong anjloknya paras air laut hingga 40 meter di bawah paras sebelumnya dan bertahan selama 7.000 tahun kemudian.

Musim dingin vulkanik akibat Letusan Toba Muda berimbas sangat buruk bagi kehidupan. Dengan intensitas cahaya Matahari kurang dari 1 % terhadap normalnya, praktis mayoritas tumbuh-tumbuhan berhenti menyelenggarakan fotosintesis. Ditambah dengan suhu yang teramat dingin, mereka pun mati perlahan-lahan. Bencana segera menjalar melalui rantai makanan. Mayoritas binatang juga kelaparan dan pada akhirnya mati bertumbangan. Anjloknya populasi hewan pun terjadilah, seperti diperlihatkan dalam analisis genetik yang menimpa populasi simpanse Afrika timur, orangutan Kalimantan, kera India, harimau dan cheetah. Manusia, khususnya populasi Homo sapiens arkhaik, turut terkena dampaknya jua. Analisis genetik memperlihatkan sekitar 60 % dari mereka tewas dalam bencana ini dan hanya tersisa sekitar 15.000 populasi saja yang terus berjuang untuk bertahan hidup.

Gambar 7. Bagaimana letusan dahsyat gunung berapi berdampak ke lingkungan sekitar dengan memicu musim dingin vulkanik dalam lingkup regional hingga global. Sumber: Max Planck Institute fur Meteorologie, 2014 dengan labelisasi oleh Sudibyo, 2014.

Gambar 7. Bagaimana letusan dahsyat gunung berapi berdampak ke lingkungan sekitar dengan memicu musim dingin vulkanik dalam lingkup regional hingga global. Sumber: Max Planck Institute fur Meteorologie, 2014 dengan labelisasi oleh Sudibyo, 2014.

Masihkah Aktif?

Pasca Letusan Toba Muda, kaldera raksasanya mulai tergenangi air. Dengan curah hujan tahunan masa kini 2.100 mm/tahun dan tingkat penguapan tahunan masa kini 1.350 mm/tahun, butuh waktu sekitar 1.500 tahun saja untuk menggenangi kaldera ini sebagai Danau Toba. Namun jika memperhitungkan air bawah tanah dan aliran permukaan dari kawasan sekitarnya, waktu terbentuknya Danau Toba mungkin saja berlangsung lebih cepat ketimbang 1.500 tahun pasca Letusan Toba Muda.

Di perutbuminya, kantung magma raksasa Toba hingga kedalaman 7 kilometer dpl nyaris kosong setelah isinya nyaris dikuras habis dalam Letusan Toba Muda. Namun secara perlahan-lahan magma segar kembali mengalir ke sini dari dalam lapisan selubung, kemungkinan dari bidang kontak tunjaman antarlempeng tektonik, dan mengisinya. Lama-kelamaan jumlah magma segarnya telah cukup signifikan untuk yang mengalir dari bidang kontak tunjaman. Pengisian magma secara terus–menerus menyebabkan lapisan-lapisan kantung magma raksasa mulai menggelembung kembali dan mengangkat massa batuan diatasnya. Proses vulkano–tektonik pun terjadilah. Lantai kaldera terangkat naik secara asimetris mulai sekitar 33.000 tahun silam pada kecepatan sekitar 1,8/cm. Sehingga lantai kaldera sisi barat akhirnya menyembul di atas paras danau menjadi Pulau Samosir. Karena itu di Pulau Samosir masih dijumpai lapisan-lapisan endapan khas dasar danau. Pengangkatan asimetris ini membuat lapisan-lapisan endapan tersebut berkedudukan miring antara 5 hingga 8 derajat ke arah barat. Pengangkatan sejenis juga terjadi di lantai kaldera sisi timur, membentuk blok Uluan. Namun kecepatan pengangkatannya lebih rendah, yakni hanya 0,5 cm/tahun sehingga ia tidaklah setinggi Pulau Samosir meski tetap menyembul di atas paras danau. Kemiringan lapisan-lapisan endapan di blok Uluan pun berlawanan dengan Pulau Samosir, yakni miring ke timur. Sebagai akibat dari pengangkatan Pulau Samosir dan blok Uluan maka lantai kaldera di antara keduanya berubah menjadi lembah sangat curam yang tetap tergenang air. Kini lembah itu dikenal sebagai Selat Latung.

Gambar 8. Bagaimana dampak Letusan Toba Muda terhadap tumbuh-tumbuhan hutan hujan tropis terlihat dalam simulasi ini. Bila semula hutan hujan tropis masih cukup rapat di kawasan Amerika selatan, Afrika, Asia selatan dan Asia tenggara sebelum letusan (atas), maka hanya dalam empat tahun pasca letusan hampir semuanya telah musnah. Sumber: Robock dll, 2008.

Gambar 8. Bagaimana dampak Letusan Toba Muda terhadap tumbuh-tumbuhan hutan hujan tropis terlihat dalam simulasi ini. Bila semula hutan hujan tropis masih cukup rapat di kawasan Amerika selatan, Afrika, Asia selatan dan Asia tenggara sebelum letusan (atas), maka hanya dalam empat tahun pasca letusan hampir semuanya telah musnah (bawah). Sumber: Robock dll, 2008.

Selain mengangkat lantai kaldera hingga membentuk Pulau Samosir dan blok Uluan, magma segar yang mengisi kembali kantung magma raksasa Toba juga sempat keluar ke permukaan Bumi di beberapa titik. Di tepi kaldera sisi barat magma itu membentuk Gunung Pusukbukit (1.982 meter dpl) yang kini diklasifikasikan ke dalam gunung berapi aktif tipe B seiring adanya sumber uap air (fumarol), sumber gas sulfurdioksida (solfatara) dan mata air panas di lereng utaranya. Sementara di tepi sebelah utara terbentuk Gunung Tandukbenua (1.860 meter dpl) yang juga digolongkan ke dalam gunung berapi tipe B. Sedangkan di tepi selatan terbentuk kompleks kubahlava Pardepur yang terdiri dari sedikitnya empat kubah lava. Mata air panas juga dijumpai di sini. Dan di Pulau Samosir sisi barat, tepanya di antara Gunung Pusukbukit dan kompleks Pardepur, dijumpai bagian-bagian yang membumbung sedikit, mengindikasikan adanya kubah lava tersembunyi (cryptodome). Sementara di sisi timurnya khususnya di Semenanjung Tuktuk dan sebelah utaranya juga dijumpai kubah lava.

Apakah saat ini Gunung Toba masih aktif?

Gambar 9. Panorama Gunung Pusukbukit (kiri), salah satu gunung berapi yang terbentuk jauh hari setelah Letusan Toba Muda, tepatnya kala kantung magma raksasa Gunung Toba mulai terisi kembali. Ada beberapa titik fumarol di gunung ini, salah satunya di lereng utaranya (kanan). Sumber: Sutawidjaja, 2008 dalam Warta Geologi, 2008.

Gambar 9. Panorama Gunung Pusukbukit (kiri), salah satu gunung berapi yang terbentuk jauh hari setelah Letusan Toba Muda, tepatnya kala kantung magma raksasa Gunung Toba mulai terisi kembali. Ada beberapa titik fumarol di gunung ini, salah satunya di lereng utaranya (kanan). Sumber: Sutawidjaja, 2008 dalam Warta Geologi, 2008.

Antara ya dan tidak. Pada satu sisi Gunung Toba dikategorikan masih aktif. Hal itu ditegaskan lagi oleh hasil penelitian gabungan Rusia, Inggris dan Jerman barusan. Ia masih menyimpan magma di kantung-kantung magma raksasanya. Namun di sisi lain, Gunung Toba tidaklah seagresif gunung berapi super lainnya seperti Yellowstone (Amerika Serikat). Kaldera Yellowstone telah berkali-kali diguncang rentetan gempa dan naiknya lantai kaldera, indikasi dari pergerakan fluida di perutbuminya entah berupa magma ataupun cairan hidrotermal lainnya. Sementara kaldera raksasa Danau Toba tidaklah seperti itu. Dan jika mengacu kepada sejarah letusan dahsyatnya, Gunung Toba membutuhkan waktu paling tidak antara 340.000 hingga 765.000 tahun untuk beristirahat dan menghimpun tenaga sebelum meletus sangat dahsyat kembali. Dengan Letusan Toba Muda terjadi pada 74.000 tahun silam, letusan dahsyat Gunung Toba yang selanjutnya barangkali akan terjadi 266.000 hingga 691.000 tahun dari sekarang.

Referensi :

Chesner. 2011. The Toba Caldera Complex. Quaternary International (2011) pp 1–14.

Petraglia dkk. 2007. Middle Paleolithic Assemblages from the Indian Subcontinent Before and After the Toba Super–eruption. Science vol. 137 (2007) pp 114–116.

Chesner dkk. 1991. Eruptive History of Earth’s Largest Quaternary Caldera (Toba, Indonesia) Clarified. Geology vol. 19 (1991), pp. 200–203.

Rampino & Self. 1992. Volcanic Winter and Accelerated Glaciation Following the Toba Super–eruption. Nature, vol 359 (1992), pp. 50–52.

Rampino & Self. 1993. Climate–Volcanism Feedback and the Toba Eruption of ~74.000 Years Ago. Quaternary Research vol 40 (1993), pp. 269–280.

Rose & Chesner. 1987. Dispersal of Ash in the Great Toba Eruption, 75 ka. Geology, vol 15 (1987), pp. 913–917.

Schulz dkk. 1998. Correlation Between Arabian Sea and Greenland Climate Oscillation of the Past 110.000 Years. Nature, vol. 393 (1998), pp. 54–57.

Rampino. 2002. Super–eruptions as a Threat to Civilizations on Earth–like Planet. Icarus, vol. 156 (2002), pp. 562–569.

Robock dkk. 2008. Did the Toba Volcanic Eruption of ~74 k BP Produce Widespread Glaciation? Journal of Geophysical Research, submitted.

Sutawidjaja. 2008. Kaldera “Supervolcano” Toba. Majalah Warta Geologi vol. 3 no. 4 (2008) halaman 20–25.

Jaxybulatov dkk. 2014. A Large Magmatic Sill Complex Beneath the Toba Caldera. Science, vol 346 no. 6209 (31 October 2014), pp. 617-619.

60 Jam Hidup Singkat (di Inti Komet) Setelah Mendarat Tanpa Penambat dan Sempat Melompat

Drama tujuh jam itu akhirnya berakhir (separuh) bahagia. Setelah berharap-harap cemas semenjak robot pendarat Philae melepaskan diri dan melayang pelan dari wahana takberawak Rosetta, para pengendali misi di pusat operasi European Space Agency (ESA) di Darmstadt (Jerman) bersorak gembira dalam suasana emosional. Badan antariksa gabungan negara-negara Eropa tersebut secara resmi menyatakan bahwa pada Rabu 12 November 2014 Tarikh Umum (TU) pukul 23:08 WIB robot Philae telah berlabuh dengan selamat di tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko. Inilah momen bersejarah, untuk pertama kalinya sebuah obyek cerdas buatan manusia berhasil melabuhkan diri secara perlahan (soft-landing) ke permukaan intikomet dan tetap berfungsi. Kini kita hidup di bawah bayang-bayang mendarat dan beroperasinya sebuah robot semi-otomatis di intikomet.

Gambar 1. Simulasi saat-saat robot pendarat Philae tepat menyentuh tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko untuk berlabuh. Dalam kenyataannya, akibat tidak berfungsinya dua unit pembantu pendaratan membuat Philae langsung melompat (terpental) kembali ke angkasa hingga dua kali begitu menyentuh tanah intikomet. Philae akhirnya benar-benar berlabuh pada titik yang jauhnya sekitar 1.000 meter dari lokasi yang direncanakan. Sumber: ESA, 2014.

Gambar 1. Simulasi saat-saat robot pendarat Philae tepat menyentuh tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko untuk berlabuh. Dalam kenyataannya, akibat tidak berfungsinya dua unit pembantu pendaratan membuat Philae langsung melompat (terpental) kembali ke angkasa hingga dua kali begitu menyentuh tanah intikomet. Philae akhirnya benar-benar berlabuh pada titik yang jauhnya sekitar 1.000 meter dari lokasi yang direncanakan. Sumber: ESA, 2014.

Berlabuhnya Philae bukanlah pendaratan yang sempurna. Kala ESA melakukan pengecekan jarak jauh terakhir sebelum pelepasan Rosetta dan Philae, baru ketahuan sistem pendorong mini di punggung Philae tak berfungsi. Padahal perannya krusial. Seharusnya saat Philae tepat menyentuh tanah intikomet, sistem pendorong akan otomatis menyala selama beberapa saat. Sehingga Philae tetap tertekan ke tanah dan tak berpotensi melompat (terpental) kembali ke langit. Namun begitu pengendali misi tetap memberikan lampu hijau bagi Philae untuk berangkat ke tujuan. Problem ini segera disusul masalah berikutnya yang tak kalah peliknya, yakni tidak berfungsinya sistem penambat otomatis. Seharusnya saat Philae tepat menyentuh tanah intikomet dan sedang tertekan ke bawah seiring aktifnya sistem pendorong punggung, ketiga kakinya akan otomatis menancapkan jangkar tombak berpengait ke tanah. Maka begitu sistem pendorong punggung berhenti beroperasi, Philae telah kokoh berlabuh.

Tak berfungsinya dua unit pembantu pendaratan ini membuat Philae ibarat katak. Begitu menyentuh tanah intikomet, ia melompat-lompat hingga sedikitnya dua kali sebelum benar-benar berhenti. Philae sesungguhnya telah menyentuh tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko pukul 22:33 WIB, atau 30 menit lebih awal dari pengumuman resmi ESA. Namun segera ia melesat lagi ke angkasa pada kecepatan 38 cm/detik (1,4 km/jam) untuk melambung setinggi sekitar 1.000 meter di atas tanah intikomet sebelum turun kembali. Begitu menyentuh tanah intikomet yang kedua kalinya, Philae kembali melenting. Namun kali ini dengan kecepatan jauh lebih rendah yakni hanya 3 cm/detik (0,11 km/jam) dan melambung hingga setinggi 20 meter di atas tanah intikomet. Barulah saat turun kembali, Philae sepenuhnya berhenti di posisi terakhirnya, meski dalam kondisi miring dan salah satu kakinya tak menapak tanah. Pendaratan yang melompat-lompat ini juga membuat posisi terakhir Philae meleset hingga sedikitnya 1.000 meter dari titik target pendaratannya semula.

Gambar 2. Estimasi lintasan yang ditempuh Philae kala dua kali melompat di atas tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko sebelum benar-benar berlabuh. Dimodelkan melalui gerak parabola dengan asumsi nilai percepatan gravitasi setempatnya tetap meski melambung hingga ketinggian tertentu di atas intikomet. Dalam kenyataannya mungkin tidak demikian. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari ESA.

Gambar 2. Estimasi lintasan yang ditempuh Philae kala dua kali melompat di atas tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko sebelum benar-benar berlabuh. Dimodelkan melalui gerak parabola dengan asumsi nilai percepatan gravitasi setempatnya tetap meski melambung hingga ketinggian tertentu di atas intikomet. Dalam kenyataannya mungkin tidak demikian. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari ESA.

Awalnya Philae direncanakan berlabuh di titik J yang belakangan diberi nama titik Agilkia/Agilika. Namun akibat lompatan-lompatan tersebut, kini Philae diyakini berada di sekitar titik B. Titik B adalah cekungan besar yang dasarnya relatif datar dipagari tebing-tebing melingkar di tepinya yang relatif curam. Sesungguhnya tempat ini ideal untuk pendaratan Philae. Tetapi kombinasi lokasi geografisnya dengan posisi komet Churyumov-Gerasimenko saat ini terhadap Matahari membuat kondisi pencahayaan Matahari di sini sangat buruk, dibandingkan di titik Agilkia.

Hibernasi

Meski dimana persisnya Philae berlabuh belum benar-benar diketahui, namun sejauh ini (hingga Sabtu 15 November 2014 TU) robot pendarat itu dalam kondisi normal. Sejumlah radas ilmiahnya diketahui berfungsi dengan baik. Salah satunya adalah radas MUPUS (Multi Purpose Sensor for Surface and Subsurface Science) yang membawa pasak sehingga akhirnya salah satu kaki Philae bisa tertambat ke tanah setelah pasak berhasil dibenamkan. Radas bor SD2 (drill sample and distribution subsystem) juga berfungsi dan bekerja mengebor hingga kedalaman 23 cm, membuat Philae kian kokoh tertambat. Radas-radas kamera pun berfungsi.

Dari citra-citra yang berhasil dikirimkan diketahui bahwa Philae mendarat di lereng sebuah tebing tinggi di sisi titik B. Ini mendatangkan masalah sangat serius, sebab Philae hanya tersinari cahaya Matahari selama sekitar 1,5 jam saja dari seharusnya 6 jam (periode rotasi intikomet Churyumov-Gerasimenko 12 jam). Akibatnya ia kekurangan sinar Matahari yang mencukupi guna mengisi baterenya lewat panel surya. Tanpa diisi memadai, batere Philae akan kehabisan daya listrik. Problem ini diperparah oleh lokasi titik B yang demikian rupa, sehingga ia baru akan mendapatkan pencahayaan Matahari penuh mulai Agustus 2015 TU mendatang.

Gambar 3. Sekuens citra (foto) yang diambil wahana Rosetta melalui radas kamera NavCam antara sebelum dan sesudah robot Philae menyentuh tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko untuk pertama kalinya (12 November 2014 TU pukul 22:33 WIB). Philae menyentuh tanah intikomet tepat di sebelah kiri bongkahan batu besar di tengah citra ini. Philae akhirnya baru benar-benar berlabuh di titik sejauh sekitar 1.000 kilometer dari titik ini setelah melompat (melambung) hingga dua kali. Sumber: ESA, 2014.

Gambar 3. Sekuens citra (foto) yang diambil wahana Rosetta melalui radas kamera NavCam antara sebelum dan sesudah robot Philae menyentuh tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko untuk pertama kalinya (12 November 2014 TU pukul 22:33 WIB). Philae menyentuh tanah intikomet tepat di sebelah kiri bongkahan batu besar di tengah citra ini. Philae akhirnya baru benar-benar berlabuh di titik sejauh sekitar 1.000 kilometer dari titik ini setelah melompat (melambung) hingga dua kali. Sumber: ESA, 2014.

Maka dalam kondisi tak tersinari cahaya Matahari mencukupi, Philae bakal berhibernasi di permukaan tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko begitu tenaga baterenya sangat menipis. Ini bakal terjadi di sekitar 64 jam pasca berlabuh. Tak menutup kemungkinan Philae bisa mati beku, mengingat permukaan intikomet Churyumov-Gerasimenko demikian dinginnya dengan suhu bervariasi antara minus 68 hingga minus 43 derajat Celcius. Sedangkan pemanas di tubuh Philae bergantung pasokan listrik dari baterenya. Bila misalnya pencahayaan Matahari tidak berubah hingga Agustus 2015 TU mendatang, tenaga listrik yang tersimpan di batere Philae bisa terkuras habis. Pertimbangan politis membuat Philae tak bisa membawa pemanas independen (yang tak tergantung listrik) semisal RHU (radioisotope heater unit) sebagaimana digunakan robot-robot pendarat/penjelajah dari Amerika Serikat. Pertimbangan yang sama juga membuat Philae bergantung sepenuhnya pada cahaya Matahari guna memasok listrik dan mengisi baterenya, ketimbang sumber listrik independen seperti RTG (radioisotope thermoelectric generator). Berhadapan dengan seluruh situasi tak menguntungkan ini, pengendali misi di Darmstadt telah menyiapkan diri untuk mengantisipasi bilamana Sabtu 15 November 2014 TU menjadi hari terakhir Philae dalam kondisi hidup. Pengendali misi telah mengirimkan perintah kepada robot semi-otomatis itu untuk berputar sedikit (hingga 35 derajat) guna memperbesar kemungkinan mengoptimalkan panel suryanya menghadap ke Matahari.

Meski nampaknya bakal berumur singkat, namun robot Philae bersama wahana Rosetta bakal menulis bab baru yang mempertebal buku pengetahuan tata surya kita khususnya bagi salah satu anggota eksotisnya, komet. Lewat radas APXS (Alpha Proton X-ray Spectrometer), kita akan mengetahui komposisi unsur-unsur secara langsung di tanah intikomet. Dengan radas Ptolemy, rasio isotop-isotop stabil dalam substansi mudah menguap (volatil) di tanah komet bisa diketahui. Bagaimana sifat-sifat fisis tanah intikomet bisa terkuak melalui kinerja radas-radas MUPUS dan SD2. Struktur internal intikomet pun bisa diungkap melalui aksi radas CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission), dengan mendeteksi gelombang radar yang dipancarkan wahana Rosetta dan dipantulkan oleh internal inti komet. Dan seperti apa karakteristik medan magnet lemah di intikomet beserta interaksinya dengan angin Matahari menjadi subyek penyelidikan radas ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor). Serta bagaimana panorama permukaan intikomet Churyumov-Gerasimenko telah diabadikan oleh radas kamera CIVA (Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer) dan ROLIS (Rosetta Lander Imaging System). Seluruh radas tadi telah bekerja dan telah mengirim data-data hasil kerjanya ke Bumi.

Gambar 4. Pemandangan di sekitar titik berlabuhnya Philae di permukaan intikomet Churyumov-Gerasimenko seperti diabadikan radas kamera CIVA. Karena kedudukan Philae miring dengan salah satu kakinya tidak menapak tanah, maka salah satu dari 6 kamera CIVA mengarah ke langit. Ia memperlihatkan butir-butir debu yang beterbangan dari tanah, sebuah ciri khas intikomet. Citra ini pun memperlihatkan betapa Philae mendarat di lokasi yang remang-remang, dengan sinar Matahari hanya terlihat di bagian kanan bawah citra. Sumber: ESA, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.

Gambar 4. Pemandangan di sekitar titik berlabuhnya Philae di permukaan intikomet Churyumov-Gerasimenko seperti diabadikan radas kamera CIVA. Karena kedudukan Philae miring dengan salah satu kakinya tidak menapak tanah, maka salah satu dari 6 kamera CIVA mengarah ke langit. Ia memperlihatkan butir-butir debu yang beterbangan dari tanah, sebuah ciri khas intikomet. Citra ini pun memperlihatkan betapa Philae mendarat di lokasi yang remang-remang, dengan sinar Matahari hanya terlihat di bagian kanan bawah citra. Sumber: ESA, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.

Butuh waktu berbulan-bulan ke depan bagi para astronom dan geolog keplanetan untuk menganalisis seluruh data yang dikirim Philae tersebut sebelum dipublikasikan. Namun jika dihitung semenjak Juni 2014 TU, yakni semenjak wahana Rosetta mulai mendekati inti komet Churyumov-Gerasimenko hingga sedekat 100 kilometer atau lebih dekat lagi, sejumlah fakta baru yang menarik tentangnya telah terungkap. Benda langit ini terkesan sebagai dua bulatan besar yang melekat menjadi satu membentuk geometri mirip bebek. Bulatan yang kecil berperan sebagai ‘kepala bebek’ yang dimensinya 2,5 km 2,5 km x 2 km. Sedangkan bulatan yang besar membentuk ‘badan bebek’ dan berukuran 4,1 km x 3,2 km x 1,3 km. Antara ‘kepala bebek’ dan ‘badan bebek’ dihubungkan oleh ‘leher’ yang adalah kawasan yang paling aktif mengemisikan gas dan debu di intikomet itu. Akankah bentuk unik ini dikarenakan ia sebagai benda langit kembar dempet (contact binary) ataukah sebagai benda langit biasa (tunggal) yang terpahat bagian tengahnya oleh semburan gas dan debu yang terfokus di sini sampai membentuk ‘leher’, masih menjadi bahan perdebatan.

Rosetta menunjukkan intikomet Churyumov-Gerasimenko bermassa sekitar 10 milyar metrik ton. Namun kerapatannya (massa jenisnya) cukup kecil, yakni hanya 4 gram 0,4 gram dalam setiap sentimeter kubiknya. Maka bila benda langit ini dibawa ke Bumi dan diletakkan dengan hati-hati di perairan Samudera Indonesia (Hindia) ataupun Pasifik, ia akan terapung. Sebagai imbasnya percepatan gravitasi di permukaan intikomet Churyumov-Gerasimenko ini pun sangat kecil. Akibat bentuknya yang mirip bebek, gravitasinya bervariasi di setiap titik di permukaanya. Konsekuensinya kecepatan lepas dari intikomet ini pun kecil, yakni sekitar 40 cm/detik (1,5 km/jam) atau lebih sedikit.

Gambar 5. Geometri intikomet Churyumov-Gerasimenko yang mirip bebek lengkap dengan 'kepala', 'leher' dan 'badan'-nya, berdasarkan observasi wahana Rosetta melalui radas kamerta NavCam. Agilkia terlerak di 'kepala' dan menjadi lokasi yang paling diunggulkan untuk berlabuhnya Philae. Namun tidak berfungsinya dua unit pembantu pendaratan membuat Philae berlabuh di luar dari kawasan ideal ini dan justru kemungkinan berlokasi di lereng tebing terjal sejauh sekitar 1.000 meter dari pusat Agilkia. Sumber: ESA, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.

Gambar 5. Geometri intikomet Churyumov-Gerasimenko yang mirip bebek lengkap dengan ‘kepala’, ‘leher’ dan ‘badan’-nya, berdasarkan observasi wahana Rosetta melalui radas kamerta NavCam. Agilkia terlerak di ‘kepala’ dan menjadi lokasi yang paling diunggulkan untuk berlabuhnya Philae. Namun tidak berfungsinya dua unit pembantu pendaratan membuat Philae berlabuh di luar dari kawasan ideal ini dan justru kemungkinan berlokasi di lereng tebing terjal sejauh sekitar 1.000 meter dari pusat Agilkia. Sumber: ESA, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.

Morfologi intikomet Churyumov-Gerasimenko terdiri atas lima bagian utama, yakni depresi (cekungan) berskala besar, kawasan terkonsolidasi, kawasan singkapan, kawasan dataran halus dan kawasan rapuh yang tertutupi debu tipis. Kekuatan tarik tanahnya sangat kecil yakni hanya sekitar 20 Pascal. Kolam-kolam material terlihat dimana-mana, mengingatkan pada bentuk gunung lumpur (mud volcano) di Bumi. Terdapat banyak retakan panjang hingga sepanjang ratusan meter, yang diduga terbentuk akibat pemuaian termal. Namun tidak terjadi perubahan bentang lahan di intikomet ini sepanjang kurun Juni hingga Oktober 2014 TU. Ada juga sejumlah bukit pasir, yang nampaknya terbentuk melalui proses saltasi saat debu-debu halus tertiup aliran gas hingga melayang ke satu tempat. Tapi tak ada singkapan/massa es di permukaan tanah intikomet. Bongkahan-bongkahan es hanya terlihat tatkala terjadi tanah longsor di lereng. Dan sebagai ciri khasnya, tanah intikomet Churyumov-Gerasimenko pun melepaskan uap air dalam jumlah jumlah yang dinamis, sebanding dengan jaraknya ke Matahari.

Pada Juni 2014 TU silam, Rosetta mendeteksi intikomet Churyumov-Gerasimenko melepaskan 0,3 liter uap air dalam setiap detiknya. Dua bulan kemudian, yakni Agustus 2014 TU saat komet berjarak 538 juta kilometer (3,6 SA) dari Matahari, uap air yang diproduksi setiap detiknya meningkat menjadi 1 liter. Dan dalam tiga bulan kemudian yakni November 2014 TU, jumlah uap air setiap detiknya melonjak jadi 6 liter, dengan komet berjarak 431 juta kilometer (2,9 SA) dari Matahari. Rosetta juga memperlihatkan produksi uap air ini dipengaruhi oleh kondisi siang ataupun malam di intikomet, dengan produksi uap air di kala siang lebih besar. Uniknya, benda langit ini memiliki albedo 5,3 % atau hanya memantulkan 5,3 % cahaya Matahari yang menerpanya. Dengan demikian intikomet Churyumov-Gerasimenko sama gelapnya dengan batubara ataupun aspal di jalan raya. Ini juga menjadikan benda langit ini sebagai salah satu benda langit tergelap dalam tata surya kita. Sebagai pembanding, Bulan masih memantulkan 12 % cahaya Matahari yang mengenainya sementara Bumi bahkan lebih besar lagi, yakni 30 %.

Perjalanan Panjang

Berlabuhnya Philae menjadi kulminasi dari perjuangan panjang dalam seperempat abad terakhir guna mewujudkannya dari mimpi menjadi nyata. Perjuangan keras itu secara akumulatif melibatkan tak kurang dari 2.000 orang serta terus-menerus berhadapan dengan perubahan konsep, cekaknya anggaran, problem teknis, berbagai penundaan, rute yang kompleks, manuver-manuver yang menyerempet bahaya dan waktu yang panjang dalam mengarungi langit sebelum tiba di tujuan.

Gambar 6. Lintasan kompleks yang harus ditempuh wahana Rosetta dan robot pendarat Philae semenjak diluncurkan dari Bumi hingga tiba di intikomet Churyumov-Gerasimenko. Perjalanan panjang ini menempuh jarak tak kurang dari 7.100 juta kilometer dan memakan waktu tak kurang dari 10,5 tahun. Sumber: ESA, 2014 dengan modifikasi ke bahasa Indonesia oleh Sudibyo, 2014.

Gambar 6. Lintasan kompleks yang harus ditempuh wahana Rosetta dan robot pendarat Philae semenjak diluncurkan dari Bumi hingga tiba di intikomet Churyumov-Gerasimenko. Perjalanan panjang ini menempuh jarak tak kurang dari 7.100 juta kilometer dan memakan waktu tak kurang dari 10,5 tahun. Sumber: ESA, 2014 dengan modifikasi ke bahasa Indonesia oleh Sudibyo, 2014.

Semula ESA merancang misi antariksa ke komet sebagai program yang lebih ambisius, yakni pergi ke intikomet lantas mengebor tanahnya untuk mengambil sampel dan membawanya pulang kembali ke Bumi sehingga sampel tersebut bisa dianalisis leluasa. Namun pada 1993 TU ambisi ini berbenturan dengan terbatasnya dana. Sementara di seberang Samudera Atlantik badan antariksa Amerika Serikat (NASA) yang sedang mengembangkan misi antariksa sejenis di bawah tajuk CRAF (Comet Rendezvous Asteroid Flyby) bahkan memutuskan untuk membatalkan rencananya, juga atas alasan terbatasnya dana. Situasi ini memaksa ESA mengubah desain misi antariksanya secara radikal, sehingga hanya akan mendarat dan menganalisis sampel di tempat (in-situ) saja. Mulai saat inilah misi tersebut menemukan bentuknya dan diberi nama Rosetta, mengacu pada prasasti berhuruf hiroglif yang ditemukan di kota Rosetta (Mesir) dan menjadi kunci terpenting guna memahami peradaban Mesir Kuno. Sementara robot pendaratnya diberi nama Philae, yang merujuk pada nama sebuah pulau kecil di tengah-tengah Sungai Nil, di kompleks Bendungan Aswan, yang kaya akan bangunan-bangunan purbakala era Mesir Kuno namun kini sudah terendam air. Jauh kemudian hari, sebuah titik di intikomet dimana Philae direncanakan hendak berlabuh pun diberi nama Agilkia/Agilika, berdasarkan nama sebuah pulau kecil di dekat pulau Philae yang menjadi tempat bangunan-bangunan kuno dari pulau Philae dipindahkan dan direkonstruksi.

Masalah berikutnya yang menghantam Rosetta adalah bencana yang menimpa roket Ariane 5 pada 11 Desember 2002 TU, saat roket jumbo ini terpaksa diledakkan kala terbang hingga ketinggian 69 km akibat gangguan mesin. Padahal roket ini yang akan mengantar Rosetta menuju orbit Bumi pada 12 Januari 2003 TU. Akibatnya peluncuran Rosetta terpaksa ditunda hingga dua kali guna memastikan masalah yang menghinggapi Ariane 5 bisa dibereskan. Penundaan ini memaksa pengendali misi mengubah sasaran Rosetta dari semula komet Wirtanen (46P) menjadi komet Churyumov-Gerasimenko (67P), dengan waktu berlabuh pun berubah dari semula 2011 TU menjadi 2014 TU.

Gambar 7. Wajah intikomet Churyumov-Gerasimenko dari dekat khususnya pada kawasan 'leher'-nya, diabadikan oleh wahana Rosetta dengan radas kamera Osiris yang beresolusi tinggi. Nampak tebing curam dengan garis-garis paralel membatasi 'kepala' dengan 'leher.' Garis-garis tersebut adalah retakan dan diduga merupakan kekar kolom. Didasarnya terdapat kolam-kolam material yang mengesankan menyerupai tumpukan sedimen gunung lumpur (mud volcano) di Bumi. Sumber: ESA, 2014.

Gambar 7. Wajah intikomet Churyumov-Gerasimenko dari dekat khususnya pada kawasan ‘leher’-nya, diabadikan oleh wahana Rosetta dengan radas kamera Osiris yang beresolusi tinggi. Nampak tebing curam dengan garis-garis paralel membatasi ‘kepala’ dengan ‘leher.’ Garis-garis tersebut adalah retakan dan diduga merupakan kekar kolom. Didasarnya terdapat kolam-kolam material yang mengesankan menyerupai tumpukan sedimen gunung lumpur (mud volcano) di Bumi. Sumber: ESA, 2014.

Wahana Rosetta dan robot pendarat Philae akhirnya terbang ke langit dengan digendong roket Ariane 5 pada 2 Maret 2004 TU, setahun lebih telat dari jadwal semula. Awalnya menempati orbit lonjong dengan perigee 200 km dan apogee 4.000 km, mesin roket pendorong lantas dinyalakan penuh yang membawa Rosetta keluar dari pengaruh gravitasi Bumi. Namun kecepatannya tidaklah cukup untuk menjangkau komet Churyumov-Gerasimenko. Rosetta harus bolak-balik di antara Bumi dan Mars guna memperoleh tambahan kecepatan dengan memanfaatkan gravitasi kedua planet tersebut, dimana Rosetta layaknya dilontarkan dari ketapel dan melesat lebih cepat tanpa harus menyalakan mesin roketnya. Rosetta harus lewat di dekat Bumi hingga tiga kali (masing-masing 4 Maret 2005 TU, 13 November 2007 TU dan 13 November 2009 TU) serta sekali di dekat Mars (25 Februari 2007 TU). Barulah selepas perlintasan dekat Bumi-nya yang ketiga, Rosetta menyusuri orbit yang langsung mengantarnya ke komet Churyumov-Gerasimenko. Saat itu Rosetta mendapatkan tambahan kecepatan 13.000 km/jam dan telah menempuh 4.500 juta kilometer dari 7.100 juta kilometer jarak yang harus direngkuhnya untuk tiba di tujuan.

Pada 7 Mei 2014 TU silam, saat tinggal berjarak 2 juta kilometer saja dari intikomet Churyumov-Gerasimenko, kecepatan relatif Rosetta terhadap sang komet masih sebesar 775 meter/detik (2.790 km/jam). Mulailah Rosetta menyalakan mesin roketnya yang diposisikan berlawanan dengan arah gerak Rosetta, sehingga kecepatannya melambat. Secara keseluruhan Rosetta menyalakan dan mematikan mesin roketnya secara berulang-ulang hingga 8 kali, sehingga pada 23 Juli 2014 TU kecepatan relatifnya terhadap intikomet tinggal 7,9 meter/detik (28,5 km/jam) dengan jarak tinggal 4.000 km. Pengereman terakhir berlangsung pada 6 Agustus 2014 TU, sehingga kecepatan relatif Rosetta tinggal 1 meter/detik (3,6 km/jam) terhadap intikomet dengan jarak tinggal 100 km.

Gambar 8. Ukuran intikomet Churyumov-Gerasimenko jika dibandingkan dengan sebagian bentang lahan Jakarta. Bila komet ini dianggap bisa 'diapungkan' di atas pesisir utara Jakarta dan dipandang dari arah puncak Monumen Nasional. Dengan panjang 4 kilometer, maka praktis intikomet ini telah menutupi segenap kawasan Ancol. Sumber: Mutoha Arkanuddin, 2014.

Gambar 8. Ukuran intikomet Churyumov-Gerasimenko jika dibandingkan dengan sebagian bentang lahan Jakarta. Bila komet ini dianggap bisa ‘diapungkan’ di atas pesisir utara Jakarta dan dipandang dari arah puncak Monumen Nasional. Dengan panjang 4 kilometer, maka praktis intikomet ini telah menutupi segenap kawasan Ancol. Sumber: Mutoha Arkanuddin, 2014.

Meski kini Philae telah terlelap dalam hibernasinya dan bahkan berkemungkinan akan tertidur hingga mati, namun Rosetta akan terus melanjutkan penyelidikannya hingga setahun mendatang. Wahana ini akan terus mengawal intikomet Churyumov-Gerasimenko hingga setahun ke depan sembari memonitor segala perubahan di sang intikomet kala ia terus mendekat ke Matahari hingga melintasi titik perihelionnya.

Tulisan sebelumnya.

Mission Impossible, Mendarat di Inti Komet.

Inti Komet yang Mirip Bebek.

Mengedari Busa Padat Kosmik, Jelang Rosetta Mendarat di Komet Churyumov-Gerasimenko.

Referensi :

Lakdawalla. 2014. Report from Darmstadt: Philae Status and Early Rosetta Results from DPS. Planetary.org, 11 November 2014.

Amos. 2014. Rosetta: Battery Will Limit Life of Philae Comet Lander. BBC News, 13 November 2014.

ESA. 2014. Rosetta, Press Kit 12 November 2014 Landing on a Comet.

Bila Mars Diterpa Badai Meteor Spektakuler

Ia berdiri di tempat yang tepat di permukaan planet Mars pada Minggu 19 Oktober 2014 Tarikh Umum (TU) lalu, tentu saja dengan peralatan pendukung kehidupan yang memadai. Begitu Matahari merembang petang, segera ia dibuat terkesiap oleh pemandangan menakjubkan di langit Mars. Ada sebintik cahaya yang taktegas namun terang, lebih benderang ketimbang planet Venus yang pernah disaksikannya saat dilihat dari Bumi. Begitu langit kian menggelap, badai seakan-akan mengguyur dari langit. Namun bukan air yang dicurahkan darinya, melainkan titik-titik cahaya yang melesat cepat saling berkejaran dan susul menyusul sebagai meteor demi meteor. Ribuan meteor seakan membanjir langit malam Mars saat itu dalam setiap jamnya. Dalam beberapa jam kemudian badai meteor ini mereda. Namun di hari berikutnya, kala Matahari kembali terbenam di tempatnya berdiri, langit Mars menyajikan pemandangan menakjubkan lainnya dalam rupa cahaya kekuning-kuningan aneh yang menyemburat di ufuk. Ini mirip dengan panorama semburat cahaya senja yang tak biasa di Bumi, yang pernah terdokumentasikan pasca letusan dahsyat gunung berapi seperti Letusan Krakatau 1883 dan Letusan Pinatubo 1991.

Gambar 1. Sebuah ilustrasi dari Robert King yang menggambarkan langit malam Mars di lokasi pendaratan robot Curiosity dipenuhi ribuan meteor perjamnya sebagai imbas dari melintas-dekatnya komet Siding-Spring. Badai meteor tersebut memang sungguh-sungguh terjadi, namun tak ada seorang pun yang berkesempatan menyaksikannya. Sumber: King, 2014.

Gambar 1. Sebuah ilustrasi dari Robert King yang menggambarkan langit malam Mars di lokasi pendaratan robot Curiosity dipenuhi ribuan meteor perjamnya sebagai imbas dari melintas-dekatnya komet Siding-Spring. Badai meteor tersebut memang sungguh-sungguh terjadi, namun tak ada seorang pun yang berkesempatan menyaksikannya. Sumber: King, 2014.

Narasi di atas separuhnya fiktif. Hingga kini belum ada satupun manusia yang pernah didaratkan di planet Mars. Langkah menuju ke sana pun masih jauh. Planet Mars memang menjadi target eksplorasi antariksa masa kini yang paling seksi. Tapi sejauh ini umat manusia lebih suka mengirimkan wahana takberawak yang mengedari planet ini, ataupun robot penjelajah yang menyusuri daratan berdebu di permukaannya. Meski kemampuannya terbatas, eksplorasi Mars model ini menelan biaya jauh lebih murah dan memiliki durasi jauh lebih lama ketimbang mendaratkan sesosok manusia di Mars. Maka hingga saat ini impian umat manusia untuk melangkahkan kakinya di daratan planet Mars masih sebatas angan.

Gambar 2. Komet Siding-Spring dan planet Mars dalam warna nyata, diabadikan dari observatorium Imah Noong oleh astronom amatir Muflih Arisa Adnan dalam 18 jam pasca komet mencapai titik terdekatnya ke planet Mars. Komet ditandai dengan panah, sementara Mars adalah obyek sangat terang di kiri atas bidang foto. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 2. Komet Siding-Spring dan planet Mars dalam warna nyata, diabadikan dari observatorium Imah Noong oleh astronom amatir Muflih Arisa Adnan dalam 18 jam pasca komet mencapai titik terdekatnya ke planet Mars. Komet ditandai dengan panah, sementara Mars adalah obyek sangat terang di kiri atas bidang foto. Sumber: Imah Noong, 2014.

Namun sebagian narasi tersebut adalah fakta. Planet ini memang baru saja diguyur meteor-meteor dalam jumlah teramat banyak hingga mencapai ribuan per jamnya dalam sebuah kejadian badai meteor. Tak ada seorang pun yang sempat menyaksikan peristiwa ini. Pun demikian wahana-wahana takberawak penyelidik Mars yang masih aktif seperti Mars Odyssey, Mars Reconaissance Orbiter (MRO), Mars Express, Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) maupun Manglayaan/Mars Orbiter Mission (MOM). Juga robot-robot penjelajah aktif di Mars seperti Opportunity (Mars Exploration Rover-B) dan Curiosity (Mars Science Laboratory). Memang tak satupun dari mereka yang menyaksikan secara langsung apalagi memfoto (mencitra) kilatan cahaya meteor di langit Mars saat itu. Sebaliknya beberapa dari mereka, khususnya wahana MAVEN, MRO dan Mars Express, menyajikan bukti tak langsung yang berlimpah akan peristiwa badai meteor ini.

Gambar 3. Komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan saat komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu oleh teleskop landasbumi Hubble melalui kamera WFPC-3 (Wide Field & Planetary Camera-3) dan UVIS (Ultraviolet Imaging Spectograph). Pada saat itu Mars sesungguhnya 10.000 kali lebih terang dibanding sang komet, sehingga citra ini dibuat lewat dua observasi berbeda pada panjang gelombang 7.750 Angstrom (komet) serta 4.100 dan 6.730 Angstrom (Mars) untuk digabungkan secara digital sebagai citra komposit. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 3. Komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan saat komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu oleh teleskop landasbumi Hubble melalui kamera WFPC-3 (Wide Field & Planetary Camera-3) dan UVIS (Ultraviolet Imaging Spectograph). Pada saat itu Mars sesungguhnya 10.000 kali lebih terang dibanding sang komet, sehingga citra ini dibuat lewat dua observasi berbeda pada panjang gelombang 7.750 Angstrom (komet) serta 4.100 dan 6.730 Angstrom (Mars) untuk digabungkan secara digital sebagai citra komposit. Sumber: NASA, 2014.

Inilah badai meteor yang disebabkan oleh melintasnya komet Siding-Spring (C/2013 A1). Sang komet melintas hingga jarak yang teramat dekat ke planet Mars, setidaknya dalam skala astronomi. Yakni hanya 131.800 kilometer di atas paras planet merah itu. Badai meteor tersebut sungguh spektakuler. Di Bumi kejadian tersebut hanya hanya bisa disebandingkan dengan badai meteor Leonids 1866 dengan tak kurang dari 5.000 meteor mengerjap di langit malam dalam setiap jamnya.

Debu dan Ion

Kala pada Jumat 7 November 2014 TU lalu memublikasikan hasil awal sejumlah wahana penyelidik dan robot penjelajah Mars-nya yang khusus memonitor ‘duet maut’ planet Mars dan komet Siding-Spring, badan antariksa Amerika Serikat (NASA) menyebut komet Siding-Spring ternyata menyemburkan debu dan kerikil dalam jumlah lebih banyak ketimbang semula diduga. Partikel debu dan kerikil komet yang memasuki atmosfer Mars saja minimal berjumlah hingga beberapa ton. Debu dan kerikil yang disemburkan komet itu memiliki ukuran beragam, seperti diperlihatkan oleh radas spektrometer CRISM yang ditenteng wahana MRO. Secara umum mereka berukuran mulai dari sekecil 1/1.000 milimeter hingga sebesar 10 milimeter. Meski mengguyur sangat intensif, namun seluruh wahana penyelidik NASA, juga milik NASA dan India, tetap berfungsi normal. Inilah buah keberhasilan dari strategi ‘menyembunyikan’ semua wahana di hemisfer Mars yang berbeda kala komet mencapai titik terdekatnya.

Gambar 4. Dua jenis partikel berbeda ukuran yang disemburkan komet Siding-Spring sebagaimana dicitrakan oleh radas spektrometer CRISM di wahana MRO, masing-masing dalam warna merah dan biru. Komet ini menghamburkan partikel seukuran debu 1/1.000 milimeter hingga kerikil sebesar 10 milimeter. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 4. Dua jenis partikel berbeda ukuran yang disemburkan komet Siding-Spring sebagaimana dicitrakan oleh radas spektrometer CRISM di wahana MRO, masing-masing dalam warna merah dan biru. Komet ini menghamburkan partikel seukuran debu 1/1.000 milimeter hingga kerikil sebesar 10 milimeter. Sumber: NASA, 2014.

Dengan beberapa ton debu dan kerikil komet memasuki atmosfer Mars, maka timbul meteor dalam jumlah yang sangat besar. Adanya meteor dalam jumlah spektakuler pada saat bersamaan menjadikan peristiwa itu memiliki kualifikasi sebagai badai meteor, jenis hujan meteor yang tergolong amat langka. Meski sangat intensif, badai meteor dalam ‘duet maut’ komet Siding-Spring dan planet Mars ini hanya terjadi selama beberapa jam saja. Meteor yang berasal dari debu tergerus menjadi bubuk di lapisan udara Mars yang lebih tinggi. Sebaliknya meteor yang berasal dari kerikil akan menembus lebih jauh ke dalam atmosfer Mars, namun pada akhirnya hancur tergerus juga di ketinggian. Sebagai hasilnya maka udara Mars pun ketambahan partikel-partikel debu mikroskopis. Awalnya mereka terserak di sepanjang lintasan tiap meteor, namun arus-arus udara menjadikan debu-debu mikroskopis ini tersebar ke segenap penjuru dalam selimut udara Mars.

Wahana MAVEN melalui radas (instrumen) spektroskop ultraungu (IUVS) serta spektrometer gas netral dan ion (NGIMS) berhasil mendeteksi eksistensi debu mikroskopis ini kala bermanuver ‘mencicipi’ lapisan atas atmosfer Mars pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring. Wahana MAVEN memang dirancang bisa menyusuri orbit sangat lonjong sehingga ia berkemampuan lewat di dalam lapisan atmosfer atas Mars yang kandungan udaranya sangat tipis. Dengan cara ini MAVEN melalui radas-radasnya dapat memerikan (mendeskripsikan) komposisi atmosfer atas Mars secara langsung pada saat itu. Sehingga dinamikanya dari waktu ke waktu dapat diketahui.

Gambar 5. Delapan jenis atom logam beserta isotop-isotopnya yang berhasil dideteksi di udara Mars oleh wahana MAVEN pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring. Normalnya logam-logam ini tidak ada dalam atmosfer Mars. Seluruh atom logam ini menghilang dari udara Mars sekitar 24 jam setelah perlintasan dekat sang komet. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 5. Delapan jenis atom logam beserta isotop-isotopnya yang berhasil dideteksi di udara Mars oleh wahana MAVEN pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring. Normalnya logam-logam ini tidak ada dalam atmosfer Mars. Seluruh atom logam ini menghilang dari udara Mars sekitar 24 jam setelah perlintasan dekat sang komet. Sumber: NASA, 2014.

Jejak debu mikroskopis yang terbentuk dari badai meteor Siding-Spring ini diendus wahana MAVEN lewat lonjakan kadar atom-atom logam tertentu. Pasca mendekatnya komet Siding-Spring hingga berbelas jam kemudian, MAVEN mendeteksi keberadaan logam-logam Natrium, Kalium, Mangan, Nikel, Magnesium, Kromium, Besi dan Seng di udara Mars. Normalnya logam-logam tersebut tidak ada dalam atmosfer Mars. Di antara kedelapan logam itu, Magnesium adalah yang paling berlimpah disusul dengan Besi. Baik Magnesium maupun Besi merupakan atom logam yang umum dijumpai dalam meteorit, sehingga memperkuat kesimpulan bahwa logam-logam tersebut hadir di udara Mars lewat meteor-meteor Siding-Spring. Menariknya, kedelapan logam ini menghilang dari udara Mars hanya dalam waktu sekitar 24 jam setelah komet Siding-Spring melintas dekat. Fenomena ini berbeda dengan di Bumi kita, yang mengindikasikan bahwa proses-proses kimiawi yang bekerja dalam atmosfer Mars berbeda dengan di Bumi.

Gambar 6. Atas: spektrum atmosfer Mars yang diindra radas IUVS wahana MAVEN antara sebelum dan sesudah perlintasan dekat komet Siding-Spring. Sebelum komet melintas, kurva spektrumnya diberi warna biru. Sementara setelah komet melintas, kurva spektrumnya diwarnai merah. Nampak kedua kurva nyaris berimpit, kecuali pada sejumlah puncak dengan dua diantaranya menunjukkan kehadiran logam Magnesium dan Besi dari komet Siding-Spring. Bawah: Sebaran ion-ion Magnesium dalam udara Mars pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring seperti diindra wahana MAVEN. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 6. Atas: spektrum atmosfer Mars yang diindra radas IUVS wahana MAVEN antara sebelum dan sesudah perlintasan dekat komet Siding-Spring. Sebelum komet melintas, kurva spektrumnya diberi warna biru. Sementara setelah komet melintas, kurva spektrumnya diwarnai merah. Nampak kedua kurva nyaris berimpit, kecuali pada sejumlah puncak dengan dua diantaranya menunjukkan kehadiran logam Magnesium dan Besi dari komet Siding-Spring. Bawah: Sebaran ion-ion Magnesium dalam udara Mars pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring seperti diindra wahana MAVEN. Sumber: NASA, 2014.

Selain dari komposisi logam-logamnya, eksistensi debu mikroskopis meteor-meteor Siding-Spring juga terendus melalui ion-ionnya. Benturan dengan sesamanya dan dengan molekul-molekul udara Mars yang ditambah rejaman sinar dan angin Matahari membuat atom-atom dalam partikel debu mikroskopis tersebut terionisasi. Terbentuklah ion-ion positif dan elektron-elektron bebas khususnya pada ketinggian 100 hingga 400 kilometer dari paras Mars. Normalnya lapisan udara Mars di ketinggian tersebut memang mengandung ion-ion yang membentuk ionosfer Mars. Namun begitu radar yang ditenteng wahana MRO dan Mars Express berhasil merekam adanya lapisan tambahan dalam ionosfer Mars, yang hanya bisa dideteksi lewat gelombang radio berfrekuensi sangat rendah. Lapisan tambahan ini muncul sekitar 7 jam pasca komet Siding-Spring melintas dekat planet merah itu dan bertahan hingga berbelas jam kemudian untuk kemudian lenyap. Dapat dipastikan lapisan tambahan yang temporer dalam ionosfer Mars ini adalah ion-ion dalam debu-debu mikroskopis dari meteor-meteor Siding-Spring.

Sepanjang debu mikroskopis ini masih berada di udara Mars, ia mengemisikan cahaya berwarna kekuning-kuningan tatkala tersinari Matahari. Cahaya ini berasal dari atom-atom Natrium yang tereksitasi. Di siang hari ia tak kelihatan, kalah jauh dengan benderangnya cahaya Matahari. Namun begitu sang surya menuju ke peraduannya di balik cakrawala, semburat cahaya kekuning-kuningan ini pun mulai terlihat dan mendominasi langit hingga beberapa lama. Gemerap cahaya kekuning-kuningan yang mewarnai langit Mars di dekat cakrawala inilah yang nampaknya menjadi penyebab mengapa robot Curiosity tidak bisa mencitra komet Siding-Spring dengan leluasa. Padahal robot penjelajah ini berada di tempat terbaik untuk mengabadikan sang komet.

Gambar 7. Komet Siding-Spring diabadikan dari robot penjelajah Curiosity (Mars Science Laboratory) pada saat komet mencapai titik terdekatnya ke Mars. Meski berada di tempat terbaik, namun Curiosity nyaris gagal mengamati komet ini (tanda panah, diperbesar dalam kotak). Kemungkinan semburat cahaya kekuning-kuningan yang merajai langit Mars, yang bersumber dari debu-debu mikroskopis meteor Siding-Spring, membuat langit tetap benderang meski Matahari telah terbenam. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 7. Komet Siding-Spring diabadikan dari robot penjelajah Curiosity (Mars Science Laboratory) pada saat komet mencapai titik terdekatnya ke Mars. Meski berada di tempat terbaik, namun Curiosity nyaris gagal mengamati komet ini (tanda panah, diperbesar dalam kotak). Kemungkinan semburat cahaya kekuning-kuningan yang merajai langit Mars, yang bersumber dari debu-debu mikroskopis meteor Siding-Spring, membuat langit tetap benderang meski Matahari telah terbenam. Sumber: NASA, 2014.

Kesempatan Unik

Selain berhasil mengungkap adanya badai meteor spektakuler di Mars, karakteristik komet Siding-Spring kini pun telah diketahui lebih baik. Lewat radas kamera HiRISE yang ditenteng wahana MRO dan sanggup menyajikan citra beresolusi tinggi, diketahui bahwa inti komet Siding-Spring berotasi pada sumbunya dengan periode rotasi sekitar 8 jam. Sehingga sehari semalam di inti komet ini hanya berlangsung selama 8 jam saja. Namun tidak demikian dengan ukuran sang inti komet. Sebelumnya NASA cukup percaya diri dengan menyebut dimensi inti komet Siding-Spring berkisar 400 meter atau kurang (dari terkaan semula 700 meter berdasarkan observasi berbasis teleskop landasbumi Swift). Namun kini tidak demikian. Diameter inti komet ini tak bisa ditentukan dengan pasti seiring pekatnya debu dan kerikil yang menyelimutinya, namun diperkirakan antara 300 hingga 1.200 meter.

Gambar 8. Inti komet Siding-Spring diabadikan kamera resolusi tinggi Hi-RISE di wahana MRO dalam kesempatan berbeda di sekitar saat-saat komet mencapai titik terdekatnya dengan planet Mars. Dari sekuensi citra ini diketahui komet berotasi dengan periode 8 jam. Namun ukuran inti komet belum bisa ditentukan dengan pasti, hanya diperkirakan antara 300 hingga 1.200 meter. SUmber: NASA, 2014.

Gambar 8. Inti komet Siding-Spring diabadikan kamera resolusi tinggi Hi-RISE di wahana MRO dalam kesempatan berbeda di sekitar saat-saat komet mencapai titik terdekatnya dengan planet Mars. Dari sekuensi citra ini diketahui komet berotasi dengan periode 8 jam. Namun ukuran inti komet belum bisa ditentukan dengan pasti, hanya diperkirakan antara 300 hingga 1.200 meter. SUmber: NASA, 2014.

Para astronom masih akan melanjutkan analisis mereka berbasis data-data yang diproduksi para wahana dan robot penjelajah Mars ini selama observasi komet Siding-Spring. Hasilnya mungkin akan dipublikasikan dalam beberapa bulan mendatang dan bakal menambah pengetahuan kita tentang salah satu benda langit unik anggota tata surya ini. Namun yang istimewa, melintas-dekatnya komet Siding-Spring ke planet Mars menjadikan umat manusia untuk pertama kalinya (dan secara tak terduga) mampu mengeksplorasi sebuah komet yang datang dari wilayah paling pinggir dalam tata surya kita: awan komet Opok-Oort.

Referensi :

King. 2014. Spectacular Meteor Storm Lights up Mars during Recent Comet Flyby. AstroBob.

Semburan Lumpur Pati dan Selat Muria yang Telah Mati

Warga RT 01 RW 11 Dukuh Sarimulyo Desa Wotan Kecamatan Sukolilo Kabupaten Pati (Jawa Tengah) barangkali tak pernah menyangka upaya mereka untuk mendapatkan air bersih berlimpah guna mengatasi kekeringan akibat kemarau berkepanjangan ternyata berujung peristiwa menghebohkan Sabtu 1 November 2014 Tarikh Umum (TU) lalu. Tak hanya membikin gempar penduduk sedesa, bahkan hingga sekecamatan dan sekabupaten sekaligus. Semenjak dua minggu sebelumnya mereka telah berusaha mengebor sumur dalam, sebagai upaya menawarkah dahaga warga dari 110 KK (kepala keluarga) setelah sumur-sumur dangkal mereka mengering dan berubah menjadi kumpulan air keruh. Pengeboran pertama bersua dengan air asin, sementara pengeboran kedua yang mengambil lokasi berbeda hanya menghasilkan air berlumpur. Dan saat pengeboran ketiga dilakukan di halaman rumah pak Sabar, lumpur kembali ditemukan dan kali ini justru menyembur sangat tinggi.

Gambar 1. Saat air dan lumpur menyembur dari sumur hasil pengeboran yang sedang dikerjakan warga 01 RW 11 Dukuh Sarimulyo Desa Wotan, Kecamatan Sukolilo Kabupaten Pati (Jawa Tengah) dalam kejadian yang dinamakan Semburan lumpur Pati. Semburan berlangsung selama 28 jam kemudian dan mengeluarkan gas yang didominasi metana. Sumber: Tribun Jogja, 2014.

Gambar 1. Saat air dan lumpur menyembur dari sumur hasil pengeboran yang sedang dikerjakan warga 01 RW 11 Dukuh Sarimulyo Desa Wotan, Kecamatan Sukolilo Kabupaten Pati (Jawa Tengah) dalam kejadian yang dinamakan Semburan lumpur Pati. Semburan berlangsung selama 28 jam kemudian dan mengeluarkan gas yang didominasi metana. Sumber: Tribun Jogja, 2014.

Semburan terjadi mulai pukul 15:15 WIB kala pengeboran telah mencapai kedalaman 140 meter. Di hari pertama air bercampur lumpur menyembur setinggi sekitar 20 hingga 25 meter bersamaan dengan bau gas menyengat yang menyergap. Di hari kedua, tinggi semburan menurun menjadi sekitar 15 meter dengan air yang lebih jernih. Semburan akhirnya berhenti dengan sendirinya di kala petang hari kedua, yakni pada Minggu 2 November 2014 TU pukul 19:00 WIB. Selepas itu air tinggal mengalir saja tanpa menyembur. Meski demikian semburan air bercampur lumpur ini telah berdampak pada rumah-rumah penduduk yang berjarak hingga 20 meter dari titik semburan. Rumah-rumah itu sempat berhias timbunan lumpur setebal hingga 20 sentimeter. Tak pelak penduduk pun segera mengungsi semenjak hari pertama. terlebih setelah terdengarnya suara gemuruh dan desisan menyerupai kembang api yang dinyalakan.

Tanpa bisa dicegah, kegemparan pun merebak. Kekhawatiran pun terbit. Sebagian mengira peristiwa ini akan kian masif dan meluas seperti halnya semburan lumpur Lapindo (Sidoarjo) yang muncul semenjak 2006 TU silam dan tak menunjukkan tanda-tanda bakal berhenti hingga kini. Kosakata semburan lumpur Pati pun bermunculan di laman-laman media massa maupun media sosial.

Apa yang sebenarnya terjadi?

Metana

Tim Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral RI telah melakukan pengukuran lapangan sehari pasca semburan berhenti. Dalam penuturan pak Surono, Kepala Badai Geologi, air yang keluar dari sumur bor cenderung bersifat basa dengan pH 8,4 dan bersuhu rendah (yakni 31,1 derajat Celcius). Pengukuran komposisi gas dengan menggunakan radas Draeger memperlihatkan dominannya kadar gas metana, yakni maksimum 76 % LEL (low explosive level) dan rata-rata 35 % LEL. Gas-gas lain seperti karbondioksida, sulfurdioksida dan hidrogen sulfida absen/tak terdeteksi. Meski semburan sudah berhenti, namun tim menemukan di lokasi masih terjadi gelembung-gelembung gas berintensitas rendah.

Gambar 2. Api yang menyala dari mulut sumur hasil pengeboran di desa Lubang Kidul, Kecamatan Butuh Kabupaten Purworejo (juga di Jawa Tengah) yang terjadi pada 5 September 2013 TU silam. Semburan lumpur Pati pada dasarnya sama dengan semburan lumpur Butuh. Bedanya, gas yang menyembur di Butuh memang sengaja dibakar. Sumber: Urip Widodo, 2013.

Gambar 2. Api yang menyala dari mulut sumur hasil pengeboran di desa Lubang Kidul, Kecamatan Butuh Kabupaten Purworejo (juga di Jawa Tengah) yang terjadi pada 5 September 2013 TU silam. Semburan lumpur Pati pada dasarnya sama dengan semburan lumpur Butuh. Bedanya, gas yang menyembur di Butuh memang sengaja dibakar. Sumber: Urip Widodo, 2013.

Bila dominannya gas metana dipadukan dengan singkatnya durasi semburan (yakni hanya ~28 jam), maka jelas bahwa semburan lumpur Pati ini ditenagai oleh gas metana atau gas rawa. Sehingga kejadian ini lebih mungkin merupakan perulangan dari apa yang pernah terjadi di desa Lubang Kidul, Kecamatan Butuh Kabupaten Purworejo lebih dari setahun silam, tepatnya pada 5 September 2013 TU. Nampaknya pengeboran itu menembus kantung gas metana bertekanan tinggi di dalam tanah. Sehingga gas metana pun mengalir deras ke permukaan tanah melalui lubang bor sembari membawa serta air dan butir-butir tanah yang menyertainya. Tekanan gas metana dalam semburan lumpur Pati nampaknya lebih besar dibanding dalam semburan lumpur Butuh, terlihat dari tingginya lumpur yang tersembur. Namun seperti halnya kasus Butuh, ukuran kantung gas metana ini nampaknya relatif kecil yang membuatnya cepat terkuras habis. Sehingga semburan pun berlangsung hanya dalam waktu yang relatif singkat saja. Meski demikian masih ada aliran gas metana ke permukaan, seperti terlihat dari gelembung-gelembung gas berintensitas rendah yang ditemukan tim.

Sumur sedalam sekitar 140 meter yang dibor warga Sarimulyo itu nampaknya telah menembus lapisan sedimen formasi Bulu. Formasi ini terdiri dari batu gamping berpasir dengan sisipan napal di antaranya. Formasi ini menyebar cukup luas mulai dari dataran Rembang-Pati di sebelah barat hingga Madura di sebelah timur, dengan ketebalan antara 50 hingga 200 meter. Berdasarnya kandungan fosilnya, diketahui batuan-batuan sedimen dalam formasi ini diendapkan di dataran pesisir purba (zona litoral). Hal ini diperlihatkan pula oleh sifat air semburan yang basa dan bersuhu rendah. Ini menandakan air semburan tidak berasal dari lingkungan geotermal sehingga tidak mendapatkan pengaruh gunung berapi. Sebab air yang berasal dari lingkungan geotermal umumnya bersuhu tinggi (lebih dari 40 derajat Celcius) dan cenderung asam seiring tingginya kadar silikat dan sulfat. Sedangkan air yang cenderung basa umumnya berasal dari lapisan-lapisan batuan sedimen yang dahulunya diendapkan di laut sehingga kaya akan logam khususnya Natrium.

Kawasan pesisir purba tersebut nampaknya berawa-rawa. Seiring waktu, kawasan ini berubah menjadi daratan akibat sedimentasi masif disertai gerak pengangkatan kerak bumi setempat. Sehingga tumbuh-tumbuhan yang merajai rawa-rawa tersebut perlahan-lahan tertimbun di bawah sedimen tebal. Saat membusuk, gas metana pun terlepaskan. Namun berada jauh di dalam tanah, gas-gas metana ini terperangkap tanpa tak bisa keluar menuju permukaan tanah. Terbentuklah kantung-kantung gas metana yang bercampur bersama air bawah tanah. Saat kantung semacam ini tertembus, baik oleh sebab alamiah maupun aktivitas manusia, gas pun mengalir keluar sembari menyeret air dan partikel-partikel tanah yang dilintasinya.

Meski sempat mengkhawatirkan, semburan lumpur Pati ini nampaknya membawa berkah bagi warga Sarimulyo. Sebab pengeboran tersebut nampaknya menembus akuifer air bawah tanah dalam yang bisa dimanfaatkan sebagai air baku untuk berbagai keperluan (termasuk air minum) dalam jumlah relatif besar. Penawar dahaga yang selama ini dicari-cari nampaknya sudah ditemukan. Kabar baiknya lagi, dengan gas metana sebagai pendorong utama semburan ini, maka semburan lumpur Pati takkan berkembang meluas hingga menjadi bencana layaknya semburan lumpur Lapindo (Sidoarjo).

Selat Muria

Gambar 3. Selat Muria (warna biru muda) pada masa 1.500 tahun silam. Nampak selat ini membentang luas di antara Semarang hingga Pati, sekaligus memisahkan pulau Jawa dengan kompleks Gunung Muria (pulau Muria). Lokasi semburan lumpur Pati di desa Wotan berada di pesisir selat ini. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Google Earth dan data dari Noerwidi, 2002.

Gambar 3. Selat Muria (warna biru muda) pada masa 1.500 tahun silam. Nampak selat ini membentang luas di antara Semarang hingga Pati, sekaligus memisahkan pulau Jawa dengan kompleks Gunung Muria (pulau Muria). Lokasi semburan lumpur Pati di desa Wotan berada di pesisir selat ini. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Google Earth dan data dari Noerwidi, 2002.

Kejadian semburan lumpur Pati menjadi pengingat bagi kita untuk menguak sejarah kawasan ini hingga beribu tahun silam, khususnya dalam ranah geologi. Dahulu kawasan ini adalah rawa-rawa di pesisir purba yang menjadi bagian dari sebuah laut dangkal yang membentang dari kota Semarang sekarang di sebelah barat hingga ke kota kecil Lasem sekarang di sebelah timur. Maka jika kini kita berkendara menyusuri jalan raya utama penghubung kota-kota Semarang, Demak, Kudus, Pati hingga Rembang, bayangkanlah bahwa hingga sekitar 1.500 tahun silam daratan yang mengalasi jalan raya ini belumlah ada. Semuanya masih berupa perairan laut dangkal yang terhubung langsung dengan Laut Jawa purba. Kini kita menyebut perairan dangkal purba ini sebagai Selat Muria. Disebut selat, sebab ia memisahkan daratan utama pulau Jawa purba di sebelah selatan dengan sebuah gunung berapi laut besar yang menyembul di atas paras air laut rata-rata sebagai pulau vulkanis, sebut namanya pulau Muria. Kini pulau vulkanis itu telah menyatu dengan daratan pulau Jawa menjadi semenanjung Muria. Sebentuk bentang lahan gunung berapi padam yang telah tererosi tingkat dewasa di semenanjung ini pun dikenal sebagai Gunung Muria.

Selat Muria dan Gunung Muria adalah salah satu keajaiban geologis di kawasan ini. Tariklah sepasang garis imajiner yang diposisikan sejajar dengan garis pantai utara pulau Jawa dari lokasi Gunung Muria, masing-masing ke arah barat dan timur, akan kita lihat bahwa di sepanjang lintasan garis imajiner ini, tak ada satupun gunung berapi yang terlihat, entah yang sudah padam dan tererosi (baik tingkat dewasa maupun lanjut) apalagi yang masih aktif. Ya. Gunung Muria adalah gunung berapi yang menyendiri dan terletak paling utara di pulau Jawa, atau paling jauh dari zona subduksi.

Dalam penuturan pak Awang Satyana, gunung berapi ini muncul sebagai imbas dari relatif lemahnya kerak bumi di sini akibat eksistensi patahan besar Kebumen-Muria-Meratus. Patahan besar sepanjang lebih dari 1.000 kilometer yang mengambil lintasan barat daya-timur laut ini aktif sekitar 65 juta tahun silam. Ia memahat bumi Jawa Tengah demikian rupa sehingga mengangkat daratan setempat yang melahirkan Pegunungan Karangbolong dan kawasan geologi Karangsambung (keduanya di Kebumen) sekaligus menenggelamkan segmen Pegunungan Selatan di sini. Sehingga bentang lahan di antara Bantul hingga Cilacap sangat bertolak belakang dibanding kawasan pesisir selatan pulau Jawa pada umumnya, karena di sini berupa dataran rendah. Patahan besar ini telah lama mati dalam berjuta-juta tahun silam, namun jejaknya memungkinkan magma untuk menyeruak naik dan keluar di permukaan Bumi sebagai gunung berapi. Termasuk di Muria.

Pada masanya pulau Muria terdiri dari tiga buah gunung berapi masing-masing Gunung Muria yang besar beserta Gunung Genuk dan Gunung Patiayam (keduanya relatif berukuran kecil). Gunung-gunung berapi ini mulai terbentuk sekitar 2 juta tahun silam dan terus aktif memuntahkan magmanya menjadi lava dan lahar hingga masa setidaknya 320.000 tahun yang lalu. Mengikuti naik turunnya paras air laut akibat siklus glasial-interglasial dalam 650.000 tahun terakhir, Selat Muria pun telah berulang-kali mengering dan kemudian terisi air laut kembali. Sehingga pulau Muria pun telah sedikitnya 12 kali terpisah dan menyatu lagi dengan daratan utama pulau Jawa purba. Karena itu tak mengherankan bila di sini dijumpai fosil-fosil makhluk hidup masa silam. Termasuk diantaranya fosil Homo erectus yang diduga berasal dari kurun 850.000 tahun yang lalu yang dijumpai di situs Patiayam (sebelah timur laut kota Kudus sekarang).

Gambar 4. Gambar 3. Selat Muria (warna biru muda) pada 500 tahun silam di masa kerajaan Demak. Dibanding 1.000 tahun sebelumnya, selat ini telah lebih sempit akibat sedimentasi besar-besaran. Hanya di ujung barat selat ini masih relatif luas dan nampak menyerupai corong (estuaria). Demak dan Juwana merupakan dua pelabuhan penting di selat ini. Lokasi semburan lumpur Pati di desa Wotan kini sudah berada di daratan hasil sedimentasi Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Google Earth dan data dari Noerwidi, 2002.

Gambar 4. Gambar 3. Selat Muria (warna biru muda) pada 500 tahun silam di masa kerajaan Demak. Dibanding 1.000 tahun sebelumnya, selat ini telah lebih sempit akibat sedimentasi besar-besaran. Hanya di ujung barat selat ini masih relatif luas dan nampak menyerupai corong (estuaria). Demak dan Juwana merupakan dua pelabuhan penting di selat ini. Lokasi semburan lumpur Pati di desa Wotan kini sudah berada di daratan hasil sedimentasi Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Google Earth dan data dari Noerwidi, 2002.

Hingga setidaknya 1.500 tahun silam, Selat Muria ini masih ada dan masih cukup lebar. Di puncak kejayaan kerajaan Medang (Mataram Hindu), selat ini menempati posisi cukup penting seiring diletakkannya pelabuhan utama kerajaan di sini. Tepatnya di ujung barat, yakni di kawasan Bergota (bagian dari kota Semarang) sekarang. Namun pada masa itu pun orang-orang Medang mulai berhadapan dengan tantangan alamiah Selat Muria, berupa sedimentasi yang sangat intensif. Dengan garis pantai pulau Jawa bagian utara bergeser rata-rata 100 meter per tahun, sulit untuk mempertahankan pelabuhan Bergota bagi kapal-kapal berukuran besar. Mundurnya peran pelabuhan Bergota ini disebut-sebut menjadi salah satu faktor yang memaksa Mpu Sindok memindahkan pusat kerajaan dari Jawa Tengah ke Jawa Timur, di samping faktor-faktor lain. Sedimentasi yang masif pun membuat Selat Muria kian menyempit.

Hingga sekitar 500 tahun silam, tepatnya di penghujung era kerajaan Majapahit, Selat Muria masih ada namun telah demikian sempit sehingga mirip sungai besar. Atau mirip dengan terusan. Sisanya telah tertimbun baik sebagai daratan yang kering maupun lahan rawa yang setengah basah. Hanya ujung baratnya yang masih relatif lebar sehingga membentuk semacam corong (estuaria). di sisi selatan corong ini terdapat rawa-rawa yang ditumbuhi tanaman gelagah beraroma wangi, membuat kawasan ini dikenal dengan nama Gelagah Wangi. Kelak di awal abad ke-16 TU pangeran Jimbun (atau Jin bun) mendirikan pemukiman yang kemudian terus berkembang menjadi sebuah kerajaan Islam pertama di tanah Jawa, kerajaan Demak atau Demak Bintara. Sang pangeran pun menjadi raja pertamanya yang bergelar Sultan Alam Akbar al-Fatah, yang populer dengan sebutan Raden Fatah atau Raden Patah. Sebuah pelabuhan besar pun didirikan di sini, sementara di ujung timur Selat Muria pun telah berdiri pelabuhan Juwana. Maka Selat Muria, meski sempit, kian ramai dihilir mudiki perahu-perahu yang mengangkut aneka barang dan orang. Keramaian ini terus berlangsung meski di kemudian hari kerajaan Demak hancur dan pusat kekuasaan berpindah ke Pajang, untuk kemudian ke Mataram (Islam).

Namun keramaian ini harus purna sekitar seabad setelah Demak sirna. Sedimentasi yang kian massif membuat Selat Muria akhirnya menyerah dan mati. Pada pertengahan abad ke-17 TU selat yang telah menyempit itu sudah terputus, tertutup oleh sedimen di antara Demak dan Pati sekarang. Karenanya pada tahun 1657 TU Tumenggung Pati mengumumkan rencananya untuk menggali kembali sebuah terusan yang menghubungkan Demak dan Pati, sebagai upaya untuk menghidupkan kembali Selat Muria dan tetap menjaga arus lalu lintas perdagangan lewat laut. Upaya ini nampaknya tak berhasil. Selat Muria tetap mati, pun demikian pelabuhan-pelabuhan di sepanjang alurnya termasuk pelabuhan Demak. Peran pelabuhan Demak kemudian diambil-alih oleh pelabuhan Jepara. Bagian Selat Muria lainnya yang masih tersisa pun lama-kelamaan tertutup juga oleh sedimentasi yang masif. Pulau Muria pun kini bersatu dengan daratan utama pulau Jawa sebagai semenanjung Muria.

Matinya Selat Muria membuat rawa-rawa yang tersebar di sepanjang pesisirnya menjadi tertimbun sedimen. Gas-gas metana yang diproduksi pun membentuk kantung-kantung gas metana dangkal di dalam tanah. Saat ia tertembus, maka gas pun mengalir keluar. Seperti dalam semburan lumpur Pati barusan.

Referensi:

Surono. 2014. komunikasi personal.

Satyana. 2009. Kerajaan Demak dan Geologi Selat Muria. Arsip Iagi.net.

Noerwidi & Susanto. 2012. Sangiran-Patiayam Perbandingan Karakter Dua Situs Plestosen di Jawa, dalam Kehidupan Purba Sangiran. Jakarta, Pusat Arkeologi Nasional.

Bronto & Mulyaningsih. 2007. Gunung Api Maar di Semenanjung Muria. Jurnal Geologi Indonesia vol. 2 no. 1 (Maret 2007), 43-54.

Adhi N. 2014. Semburan di Pati Berbeda dengan di Sidoarjo. AntaraNews.

Mengerem Terlalu Dini Dan Hancur? Temuan Awal Bencana SpaceShipTwo

Dua hari pasca bencana tragis yang membuat pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo berkeping-keping di udara dan berjatuhan ke Gurun Mojave, California (Amerika Serikat), NTSB (National Transportation Safety Board atau sejenis KNKT di Indonesia) melansir temuan awalnya pada Senin 3 November 2014 Tarikh Umum (TU) lalu. Temuan ini didasarkan atas tinjauan lapangan terhadap keempat sudut penting pesawat naas tersebut, yang dipadukan dengan rekaman video sejumlah kamera (seperti kamera darat jarak jauh di Pangkalan AU Edwards, 6 kamera di SpaceShipTwo dan kamera di pesawat pendamping) serta data telemetri yang mencakup lebih dari 1.000 parameter.

Gambar 1. Pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) dalam salah satu penerbangan tanpa penyalaan mesinnya. Keempat sudut penting pesawat nampak jelas beserta bdan dan tanki bahan bakar. Sumber: Virgin Galactic, 2014.

Gambar 1. Pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) dalam salah satu penerbangan tanpa penyalaan mesinnya. Keempat sudut penting pesawat nampak jelas beserta bdan dan tanki bahan bakar. Sumber: Virgin Galactic, 2014.

Secara umum dalam penyelidikan kecelakaan sebuah pesawat terbang, langkah pertama yang dilakukan penyelidik adalah menemukan keempat sudut penting pesawat, yakni mencakup ujung sayap kiri, ujung sayap kanan, hidung/kokpit dan ekor pesawat. Hal serupa pun berlaku dalam bencana SpaceShipTwo ini. Namun karena struktur inovatif pesawat SpaceShipTwo berbeda dibanding pesawat-pesawat terbang pada umumnya, maka keempat sudut pentingnya pun berbeda. Yakni meliputi ekor kiri, ekor kanan, hidung/kokpit dan mesin roketnya. Seluruh sudut penting SpaceShipTwo (VSS Enterprise) ditemukan terserak pada lintasan sepanjang 8 kilometer yang bermula dari dekat kota kecil Cantil dan memanjang ke arah barat daya. Posisi keempat sudut penting dan mayoritas reruntuhan SpaceShipTwo berjarak sekitar 24 kilometer dari bandara Mojave, dimana pesawat ini semula lepas landas dengan digendong pesawat induk WhiteKnightTwo (VSS Eve).Tetapi ada juga kepingan-kepingan yang ditemukan jauh di luar area ini, yakni sejarak 48 hingga 56 kilometer sebelah timur laut. Masih ditelusuri kenapa kepingan-kepingan ringan ini terpisah demikian jauh, apakah karena hembusan angin atau faktor lain.

Gambar 2. Posisi reruntuhan keempat sudut penting pesawat ulang-alik SpaceShipTwo di lantai Gurun Mojave berdekatan dengan kota kecil Cantil. Garis merah menunjukkan lintasan penerbangan SpaceShipTwo menurut FlightRadar24.com. Panah merah menunjukkan arah gerak pesawat. Jarak antara reruntuhan ekor dan mesin roket adalah 8 kilometer. Mayoritas reruntuhan terletak sejauh sekitar 24 kilometer dari kota kecil Mojave, dimana bandara Mojave berada. Sumber: Sudibyo, 2014 berbasis Google Maps dan FlightRadar24.com.

Gambar 2. Posisi reruntuhan keempat sudut penting pesawat ulang-alik SpaceShipTwo di lantai Gurun Mojave berdekatan dengan kota kecil Cantil. Garis merah menunjukkan lintasan penerbangan SpaceShipTwo menurut FlightRadar24.com. Panah merah menunjukkan arah gerak pesawat. Jarak antara reruntuhan ekor dan mesin roket adalah 8 kilometer. Mayoritas reruntuhan terletak sejauh sekitar 24 kilometer dari kota kecil Mojave, dimana bandara Mojave berada. Sumber: Sudibyo, 2014 berbasis Google Maps dan FlightRadar24.com.

Data telemetri yang diperkuat dengan rekaman transponder ADS-B (automatic dependent surveilance-broadcast) yang dihimpun laman FlightRadar24.com menunjukkan pesawat ulang-alik SpaceShipTwo ini sedang menyusuri lintasan ke arah barat daya saat bencana terjadi. Sehingga reruntuhan ekornya menjadi sudut penting terdekat ke titik dimana pesawat mulai terpecah-belah. Sedangkan reruntuhan mesin roketnya menjadi sudut penting yang terjauh. Yang mengejutkan, reruntuhan mesin roket dan kedua tanki bahan bakarnya ditemukan relatif mulus, menunjukkan tidak adanya tanda-tanda ledakan. Ini menggugurkan anggapan semula mengenai mesin roket hibdrida yang bahan bakarnya diganti sebagai penyebab bencana.

Reruntuhan ekor yang berposisi terdekat ke titik pesawat mulai terpecah belah menjadi petunjuk bahwa bagian ini nampaknya terlepas lebih dulu dari badan SpaceShipTwo dibanding bagian-bagian lainnya. Data telemetri pun berbicara mendukung temuan tersebut. Rupanya, entah bagaimana ceritanya, kedua ekor SpaceShipTwo ini mendadak berubah posisi menjadi naik (feathered) dari yang semula datar (normal). Hanya berselang 2 detik setelah sepasang ekornya berubah posisi, pesawat ini pun mulai berkeping di udara.

Dalam penerbangan ujicoba tersebut (dan kelak juga pada setiap penerbangan komersialnya), sepasang ekor SpaceShipTwo memang bakal menempati posisi naik. Namun hal itu hanya terjadi kala pesawat telah melampaui ambang batas kecepatan tertentu atau telah mencapai titik tertingginya. Ekor berposisi naik bakal memberikan gaya hambat udara yang dibutuhkan untuk memperlambat pesawat tersebut saat mulai turun dari batas langit. Sehingga ia dapat melayang mulus layaknya kapsul Apollo, Soyuz maupun Shenzou yang baru saja memasuki atmosfer dari langit. Tetapi karena penerbangan ujicoba ini tidak bertujuan untuk mencapai puncak ketinggian 100 kilometer dpl, maka ekor hanya akan ditempatkan dalam posisi naik kala mesin roket sudah dimatikan. Yakni pada kecepatan 1,4 Mach (1 Mach = 1 kali kecepatan suara). Sehingga ekor berposisi naik berfungsi sebagai rem untuk melambatkan kecepatan SpaceShipTwo kala terbang melayang agar bisa mendarat dengan mulus. Guna menempatkan ekor dalam posisi naik, maka pilot harus melakukan dua langkah sekaligus. Pertama, ia harus menggeser pengungkit dari kondisi terkunci ke terbuka. Dan kedua, ia harus menarik gagang. Jika satu saja tak dilakukan, maka ekor (seharusnya) takkan berubah posisi.

Gambar 3. Ilustrasi urutan kejadian bencana SpaceShipTwo. Sumber: Space.com, 2014.

Gambar 3. Ilustrasi urutan kejadian bencana SpaceShipTwo. Sumber: Space.com, 2014.

Namun dalam bencana tersebut, secara tak terduga kedua ekor pesawat justru bergerak ke posisi naik kala co-pilot hanya menggeser pengungkit (tanpa menarik gagang). Padahal saat itu mesin roket masih menyala penuh dan pesawat masih berakselerasi dengan kecepatan 1,02 Mach. Akibatnya sepasang ekor itu nampaknya menerima gaya gesek udara cukup besar dan akselerasi sekaligus yang menghancurkan. Patah dan lepasnya sepasang ekot membuat keseimbangan pesawat hancur sehingga ia mulai jatuh sambil terguling-guling di udara pada percepatan yang menghancurkan struktur pesawat tersebut. Nampaknya itulah yang terjadi.

Dengan menyatukan data telemetri dan rekaman video kamera internal SpaceShipTwo, maka urutan kejadian yang berujung pada bencana SpaceShipTwo yang dapat diketahui hingga saat ini adalah sebagai berikut :

antares-ss2_menit-menit-bencana

Referensi :

Spaceflight101.com. NTSB Provides Initial Insights into SpaceShipTwo Accident. 3 November 2014.

Bencana Ganda Penerbangan Antariksa, Meledaknya Roket Antares dan Pesawat Ulang-Alik SpaceShipTwo

Penghujung Oktober 2014 Tarikh Umum (TU) bakal selalu dikenang sebagai salah satu periode tergelap dalam era penerbangan antariksa inovatif. Inilah saat-saat dimana dua penerbangan antariksa komersial yang diselenggarakan korporasi swasta berakhir dalam bencana, hanya berselisih tiga hari. Keduanya meledak di udara dan hancur berkeping-keping begitu menghunjam Bumi dengan derasnya. Seorang meninggal dunia sementara seorang lagi masih berjuang mengatasi masa kritisnya di ruang perawatan intensif rumah sakit. Ratusan juta dollar, setara trilyunan rupiah di Indonesia, pun musnah bersamanya. Bencana ganda ini pun mengingatkan kita kembali betapa penerbangan antariksa apapun, baik berawak maupun takberawak, bukanlah rutinitas biasa meski seakan telah menjadi hal yang umum dalam tiga dasawarsa terakhir. Penerbangan antariksa memungkinkan umat manusia melaju ke perbatasan terakhir: ruang angkasa. Namun hal itu hanya bisa ditempuh dengan memacu kemampuan kita ke tingkat tertinggi, dengan bahaya yang selalu mengintai.

Gambar 1. Kiri: roket Antares dengan wahana Cygnus Orb-3 (Deke Slayton) di hidungnya berdiri tegak di landaspacu 0A di samping menara air kompleks MARS, pulau Wallops, Virginia (Amerika Serikat) di bawah bayang-bayang Matahari senja, dua hari sebelum bencana. Kanan: pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) melaju cepat dengan mesin RocketMotorTwo menyala dan berfungsi normal pada uji terbang perdana penyalaan roketnya, satu setengah tahun sebelum bencana. Sumber: NASA, 2014; Virgin Galactic, 2013.

Gambar 1. Kiri: roket Antares dengan wahana Cygnus Orb-3 (Deke Slayton) di hidungnya berdiri tegak di landaspacu 0A di samping menara air kompleks MARS, pulau Wallops, Virginia (Amerika Serikat) di bawah bayang-bayang Matahari senja, dua hari sebelum bencana. Kanan: pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) melaju cepat dengan mesin RocketMotorTwo menyala dan berfungsi normal pada uji terbang perdana penyalaan roketnya, satu setengah tahun sebelum bencana. Sumber: NASA, 2014; Virgin Galactic, 2013.

Antares

Bencana ganda tersebut diawali oleh meledak dahsyatnya roket Antares selagi mencoba mengangkasa dari landaspacu 0A di kompleks MARS (Mid-Atlantic Regional Spaceport) di fasilitas badan antariksa Amerika Serikat (NASA) pulau Wallops, Virginia (Amerika Serikat) pada Selasa 28 Oktober 2014 TU petang hari pukul 18:22 setempat, atau dinihari Rabu 29 Oktober 2014 TU pukul 05:22 WIB. Roket takberawak setinggi 42,5 meter yang berdiameter 3,9 meter dan berbobot 296 ton milik perusahaan Orbital Sciences Corporation itu ditenagai oleh Kerosin (sejenis minyak tanah) dan Oksigen cair. Ia mendadak berhenti dan memijar terang hanya dalam 20 detik setelah melejit dari landaspacu. Tak pelak seluruh tubuh roket pun segera jatuh ke landaspacunya meski pengendali misi, sesuai prosedur kedaruratan, telah mencoba menghancurkan roket yang terbakar kala masih melayang di udara.

Gambar 2. Bola api ledakan (fireball) memijar terang bersama gumpalan asap pekat saat roket Antares meledak di detik-detik awal bencana, diabadikan di tengah-tengah kepanikan di pusat media yang berjarak hampir 2 kilometer dari landaspacu. Di latar belakang nampak menara air kompleks MARS, sementara di latar depan adalah jembatan gantung yang menghubungkan pulau Wallops dengan daratan Amerika Serikat. Sumber: Eduardo Encina, 2014.

Gambar 2. Bola api ledakan (fireball) memijar terang bersama gumpalan asap pekat saat roket Antares meledak di detik-detik awal bencana, diabadikan di tengah-tengah kepanikan di pusat media yang berjarak hampir 2 kilometer dari landaspacu. Di latar belakang nampak menara air kompleks MARS, sementara di latar depan adalah jembatan gantung yang menghubungkan pulau Wallops dengan daratan Amerika Serikat. Sumber: Eduardo Encina, 2014.

Ledakan dahsyat pun menggelegar diiringi kobaran api selama berjam-jam kemudian. Ledakannya memproduksi suara bergemuruh yang menjalar jauh. Gelombang infrasonik yang menjadi bagian dari gelombang kejut ledakan terekam jelas di radas mikrobarometer stasiun S61A milik konsorsium IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology) yang terletak sejauh 25 kilometer sebelah barat daya kompleks MARS. Kepulan asap pekat dari kebakaran hebat yang menyusul pun terekam jelas di radar cuaca. Seluruh landaspacu dan kawasan sekitarnya dilalap api. Bahkan panas pijaran apinya masih bisa dirasakan oleh para penonton di pusat media yang berjarak hampir 2 kilometer dari landaspacu. Segera setelah api padam, terlihat jejak-jejak hangus menghiasi hampir segenap fasilitas di landaspacu ini. Sebuah kawah sferis selebar sekitar 10 meter tercetak di tanah, jejak nyata dari ledakan dahsyat Oksigen cair dan Kerosin.

Seluruh tubuh roket komersial yang mengemban misi angkutan logistik NASA ke stasiun antariksa internasional (ISS) itu pun hancur berantakan. Termasuk wahana takberawak Cygnus Orb-3 (Deke Slayton) yang digendongnya. Kargo berbobot 2.294 kilogram milik NASA dalam wahana tersebut pun turut musnah. Kargo itu meliputi muatan ilmiah (milik Amerika Serikat dan internasional), logistik (peralatan, makanan siap saji dan buku-buku), perangkat keras (milik Amerika Serikat dan Jepang), perlengkapan spacewalk (berjalan di antariksa) untuk astronot, komputer dan kamera. Termasuk di dalam kargo tersebut adalah 27 satelit mini kubikel yang seharusnya diluncurkan dari ISS, masing-masing 26 satelit mini Flock-1d milik PlanetLabs dan 1 satelit mini Arkyd-3 milik Planetary Resources. Flock-1d merupakan bagian dari armada satelit-satelit mini observasi Bumi sementara Arkyd-3 adalah platform ujicoba untuk eksplorasi asteroid di masa depan. Total kerugian masih dihitung. Namun jika hanya memperhitungkan roket dan muatannya yang hancur berantakan serta landaspacu yang rusak, angka kerugian sementara mencapai sekitar US $ 320 juta. Itu setara dengan Rp. 3,84 trilyun uang yang terbakar percuma (pada kurs US $ 1 = Rp 12.000). Beruntung, meski menyebabkan kerugian cukup besar bencana ini tidak merenggut nyawa ataupun melukai seorang pun.

Gambar 3. Dahsyatnya bencana Antares terlihat dari bagaimana gumpalan asap pekatnya terekam dalam radar cuaca (atas) sementara gemuruh ledakannya dalam gelombang infrasonik terekam oleh radas mikrobarometer di stasiun sejauh 25 kilometer dari landaspacu (bawah). Sumber: Matt Daniel, 2014 & IRIS, 2014.

Gambar 3. Dahsyatnya bencana Antares terlihat dari bagaimana gumpalan asap pekatnya terekam dalam radar cuaca (atas) sementara gemuruh ledakannya dalam gelombang infrasonik terekam oleh radas mikrobarometer di stasiun sejauh 25 kilometer dari landaspacu (bawah). Sumber: Matt Daniel, 2014 & IRIS, 2014.

SpaceShipTwo

Berselisih tiga hari kemudian, terjadilah bencana penerbangan antariksa yang kedua. Petaka menimpa pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo milik korporasi Virgin Galactic pada Jumat 31 Oktober 2014 TU pukul 10:04 setempat, atau Sabtu dinihari 1 November 2014 TU pukul 00:04 WIB. Pesawat yang diberi nama VSS Enterprise itu hancur berkeping-keping hanya dalam beberapa detik setelah roket pendorongnya dinyalakan pada ketinggian 15 kilometer dari paras laut rata-rata (dpl) dalam ujicoba penerbangan ke-55 untuk meningkatkan kualitas pesawat antariksa tersebut sebelum memasuki penerbangan komersial. Seluruh kepingannya berjatuhan ke Gurun Mojave, California (Amerika Serikat) dan terserak dalam area sepanjang 8 kilometer. Seorang pilot uji yang bertindak sebagai co-pilot (first officer) tewas terjebak dalam kabin yang hancur. Sementara satu pilot uji lainnya ditemukan masih bernafas di luar kabin, berhasil melejitkan kursi lontarnya namun kini terus berjuang mengatasi masa kritisnya di rumah sakit. Nama-nama kedua pilot uji awalnya tidak dipublikasikan. Namun sehari kemudian diinformasikan bahwa keduanya adalah Michael Alsbury (tewas) dan Peter Siebold (luka berat).

Gambar 4. Detik-detik bencana SpaceShipTwo. Kiri: pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) mulai menyalakan mesin roketnya setelah melepaskan diri dari pesawat induk WhiteKnightTwo (VSS Eve). Tengah: Mesin roket mulai tersendat dan mati. Kanan: ledakan yang menghancurkan VSS Enterprise di udara setelah mesin roket dinyalakan ulang kembali. Sumber: Leila Pontes, 2014.

Gambar 4. Detik-detik bencana SpaceShipTwo. Kiri: pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) mulai menyalakan mesin roketnya setelah melepaskan diri dari pesawat induk WhiteKnightTwo (VSS Eve). Tengah: Mesin roket mulai tersendat dan mati. Kanan: ledakan yang menghancurkan VSS Enterprise di udara setelah mesin roket dinyalakan ulang kembali. Sumber: Leila Pontes, 2014.

SpaceShipTwo merupakan pesawat eksperimental yang bertujuan menggapai batas antariksa dengan biaya terjangkau dalam era baru penerbangan antariksa. Pesawat inovatif ini merupakan turunan langsung dari SpaceShipOne, pesawat bersejarah yang berhasil mendemonstrasikan kemungkinan mencapai batas antariksa (ketinggian 100 kilometer dpl atau lebih sedikit) dan merasakan sensasi tanpa bobot selama kurang lebih 3 menit dalam lintasan penerbangan parabolik (sub-orbital). SpaceShipOne dibangun oleh perancang pesawat-pesawat inovatif Burt Rutan melalui korporasi Scaled Composite-nya atas pembiayaan milyarder Paul Allen, salah satu pendiri raksasa komputer Microsoft. SpaceShipOne mendemonstrasikan penerbangan bersejarah tepat satu dekade silam, yakni pada 29 September dan 4 Oktober 2004 TU, saat secara berturut-turut terbang melampaui ketinggian 100 kilometer dpl, masing-masing selama 24 menit, dengan puncak kecepatannya nyaris menjangkau 3 kali lipat laju suara.

Sukses ini membuat SpaceShipOne meraih penghargaan Ansari X Prize dan membuatnya diabadikan dalam galeri utama Museum Udara dan Antariksa Nasional Amerika Serikat di Smithsonian Institution, berdampingan dengan pelaku sejarah seperti pesawat Spirit of St. Louis (penerbangan lintas Atlantik pertama), pesawat Bell-X1 (penerbangan supersonik pertama) dan kapsul Columbia Apollo 11 (penerbangan pendaratan manusia pertama ke Bulan). Sukses SpaceShipOne juga menggamit minat milyarder penerbangan Richard Branson untuk membangun pesawat sejenis yang lebih besar sehingga mampu melayani penerbangan komersial sub-orbital dalam rangka turisme antariksa. Turisme jenis baru ini akan melayani hasrat orang-orang yang memenuhi syarat untuk menggapai tepi langit menjadi turis antariksa, merasakan sensasi tanpa bobot selama kurang lebih 4 menit dan mendarat kembali ke Bumi dengan selamat sebagai astronot komersial. Untuk itu setiap orang yang berminat dipersilahkan membeli tiket dengan harga 100 kali lipat lebih rendah dibanding biaya penerbangan astronot komersial dengan wahana Soyuz yang beberapa kali pernah dilakukan dengan tujuan stasiun antariksa ISS.

Gambar 5. Reruntuhan badan pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) di lantai Gurun Mojave, California (Amerika Serikat) dalam kondisi hancur dan terbalik. Reruntuhan pesawat eksperimental ini terserak di area sepanjang 8 kilometer. Sumber: Shuttle Almanac, 2014.

Gambar 5. Reruntuhan badan pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipTwo (VSS Enterprise) di lantai Gurun Mojave, California (Amerika Serikat) dalam kondisi hancur dan terbalik. Reruntuhan pesawat eksperimental ini terserak di area sepanjang 8 kilometer. Sumber: Shuttle Almanac, 2014.

Seperti pendahulunya, SpaceShipTwo bertumpu pada prinsip air-launch (peluncuran di udara) sehingga mesin roketnya tidaklah dinyalakan selagi pesawat masih di darat. Maka ia harus digendong dulu oleh sebuah pesawat induk WhiteKnightTwo hingga ketinggian tertentu untuk kemudian dilepaskan, barulah mesin roketnya dinyalakan. Meski ribet, langkah ini amat menghemat jumlah bahan bakar roket yang harus diangkut. Sebab jika sebuah roket diluncurkan dari darat, bagian terbesar dari bahan bakarnya digunakan untuk memaksa roket melayang di udara dan melawan gaya hambat/gesek lapisan udara yang lebih padat di dekat paras Bumi. Atas dasar inilah SpaceShipTwo diterbangkan oleh pesawat induk WhiteKnightTwo hingga ke batas lapisan troposfer-stratosfer di ketinggian 15 kilometer dpl. Sebagai pendorongnya, SpaceShipTwo menggunakan mesin roket hibrida yang memanfaatkan bahan bakar padat dan cair sekaligus. Mesin roket bakal dinyalakan selama 1 menit untuk melajukan pesawat pada percepatan maksimum 3G (3 kali percepatan gravitasi Bumi) dengan kecepatan maksimum 3 kali lipat laju suara. Saat tiba di puncak ketinggiannya, sayapnya akan ditekuk ke atas sehingga kala ia turun kembali memasuki lapisan termosfer dan stratosfer perilakunya mirip kapsul Apollo maupun Soyuz. Barulah setelah tiba di lapisan troposfer, sayapnya kembali diluruskan dan bakal mendarat kembali seperti pesawat biasa.

Bencana 31 Oktober 2014 TU merupakan uji terbang ke-55. Dari 54 uji terbang sebelumnya yang sukses, 20 penerbangan adalah bersama-sama WhiteKnightTwo (tanpa dilepas), 31 penerbangan melayang (tanpa dorongan mesin) dan hanya 3 penerbangan dengan mesin roket dinyalakan. Semula jika uji terbang ini sukses, Virgin Galactic bakal menggelar penerbangan komersial dengan pesawat sepanjang 18,3 meter dengan rentang sayap 8,2 meter, tinggi (ekor) 4,6 meter dan bobot 10 ton yang berpenumpang 8 orang (2 pilot dan 6 turis) ini pada 2015 TU mendatang. Sejauh ini sudah 700 orang yang siap diterbangkan setelah lolos kualifikasi (khususnya uji percepatan 6 hingga 8G) dan membayar tiket US $ 200.000 (Rp 2,4 milyar).

Kemungkinan Penyebab

Dua bencana ini menjadi tamparan keras bagi industri penerbangan antariksa komersial di Amerika Serikat. Betapa tidak, selama ini Amerika Serikat memiliki catatan keamanan yang relatif lebih baik dibanding para kompetitornya khususnya Rusia. Dalam empat tahun terakhir Rusia terus berkutat dengan aneka masalah pada roket-roketnya yang berujung pada sejumlah kegagalan khususnya di roket tingkat tiga (upperstage). Sejumlah satelit telah menjadi korbannya, nyasar ke orbit yang tak dikehendaki dan tak berguna. Salah satunya adalah satelit Telkom-3 milik Indonesia, yang rencananya bakal dioperasikan PT Telkom sebagai bagian tulangpunggung komunikasi nasional bersama satelit Telkom-1 dan Telkom-2, namun hilang di langit setelah diluncurkan pada 6 Agustus 2012 TU.

Penyelidikan terhadap dua bencana penerbangan antariksa ini dilaksanakan oleh tim yang berbeda. Dalam bencana Antares, penyelidikan diselenggarakan oleh AIB (Accident Investigation Board) yang telah dibentuk dan melibatkan NASA, NTSB (KNKT-nya Amerika Serikat) dan FAA (otoritas penerbangan sipil Amerika Serikat). Sedangkan bencana SpaceShipTwo ditangani sepenuhnya oleh NTSB. Meski demikian dalam kedua kasus tersebut, layaknya penyelidikan kecelakaan pesawat terbang pada umumnya, penyelidik harus mencermati keping demi keping reruntuhan roket/pesawat yang tersisa sekaligus mencermati setiap rekaman baik visual maupun audio yang ada. Maka untuk mengetahui penyebab kedua bencana tersebut secara komprehensif bisa memakan waktu berbulan-bulan ke depan lamanya.

Gambar 6. Sepasang mesin roket AJ-26, rekondisi dari mesin roket NK-33 di yang menjadi bagian program roket Bulan era eks-Uni Soviet, saat dirakit bersama dengan tubuh tingkat satu roket Antares di fasilitas perakitan Orbital Sciences. Rekaman video peluncuran Antares dan wahana Cygnus Orb-3 mengindikasikan bencana bermula dari salah satu atau kedua mesin roket ini. Sumber: Orbital, 2014.

Gambar 6. Sepasang mesin roket AJ-26, rekondisi dari mesin roket NK-33 di yang menjadi bagian program roket Bulan era eks-Uni Soviet, saat dirakit bersama dengan tubuh tingkat satu roket Antares di fasilitas perakitan Orbital Sciences. Rekaman video peluncuran Antares dan wahana Cygnus Orb-3 mengindikasikan bencana bermula dari salah satu atau kedua mesin roket ini. Sumber: Orbital, 2014.

Maka pada saat ini masih terlalu dini untuk mengatakan apa yang memicu dan menyebabkan kedua bencana ini. Namun beberapa petunjuk sudah menyeruak. Dalam bencana Antares, rekaman NASA TV yang menyiarkan detik-detik peluncuran roket ini secara langsung memberikan petunjuk berharga akan masalah pada mesin roketnya. Analisis Patrik Blau (SpaceFlight101.com) menunjukkan awalnya semua terlihat berjalan mulus kala sepasang mesin AJ-26 dinyalakan hampir berurutan dan menghasilkan daya dorong 332 ton. Pada T + 9,1 (9,1 detik pasca mulai mengangkasa), Antares terlihat masih beroperasi normal dan tepat telah meninggalkan penopang TEL (Transporter, Erector and Launch). Perubahan mulai terlihat pada T + 14,7 saat secara mendadak warna gasbuang Antares berubah dari semula putih menjadi kuning pekat. Perubahan ini menandakan salah satu atau bahkan mungkin kedua mesin roketnya mendadak kehilangan pasokan Oksigen cair. Sehingga ruang pembakaran dibanjiri Kerosin (sejenis minyak tanah) yang kala terbakar memang menghasilkan warna kuning pekat.

Setengah detik kemudian (T + 15,2) terlihat semburan jet kegelapan mengalir sangat cepat ke arah bawah. Semburan ini nampaknya berasal dari unit pembangkitan gas dalam mesin, mengindikasikan mungkin mulai terjadi kerusakan. Sececah kemudian (T + 15,5 atau kurang) bagian bawah Antares mulai terlihat bertambah benderang di tengah asap pekat yang menggumpal. Ini indikasi salah satu mesin sudah hancur sehingga terjadi kegagalan mesin. Karena kedua mesin berdampingan, hancurnya salah satu mesin bakal berimbas pada kegagalan pasangannya. Pada titik ini tak ada lagi daya yang mendorong Antares sehingga tubuh roket pun mulai jatuh. Ledakan dahsyat terjadi pada T + 22 saat roket telah jatuh menghantam landaspacunya dengan telak.

Kegagalan mesin pula yang nampaknya terlibat dalam bencana SpaceShipTwo. Tim penyelidik menemukan reruntuhan pesawat ini terserak sepanjang 8 kilometer dari timur laut ke barat daya, sebuah indikasi kuat bahwa pesawat terfragmentasi (terpecah-belah) jauh tinggi di udara. Wawancara dengan sejumlah saksi mata yang diperkuat dengan bukti-bukti fotografis memperlihatkan bahwa setelah dilepaskan dari pesawat induk WhiteKnightTwo (yang diberi nama VSS Eve), VSS Enterprise terlihat kesulitan dalam menyalakan mesin roketnya. Setelah sempat menyala sebentar, mesin mati lalu menyala lagi dan kemudian terlihat meledak diikuti dengan berkepingnya pesawat. Pesawat berkeping di udara dalam tempo sekitar 2 menit setelah dilepaskan dari VSS Eve.

Gambar 7. Mesin roket hibrida bersejarah yang pernah digunakan untuk menerbangkan pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipOne ke batas langit satu dekade silam, kini tersimpan di bengkel Scaled Composite. SpaceShipTwo juga menggunakan mesin roket sejenis yang berbahan bakar campuran butir-butir karet dan cairan nitrogen oksidul. Namun karena kurang efisien dan cenderung kurang stabil, maka campuran tersebut diganti dengan butir-butir plastik dan cairan nitrogen oksidul. Bencana terjadi saat mesin baru dengan campuran baru ini diujicoba untuk pertama kalinya. Sumber: Scaled Composite, 2004.

Gambar 7. Mesin roket hibrida bersejarah yang pernah digunakan untuk menerbangkan pesawat ulang-alik sub-orbital SpaceShipOne ke batas langit satu dekade silam, kini tersimpan di bengkel Scaled Composite. SpaceShipTwo juga menggunakan mesin roket sejenis yang berbahan bakar campuran butir-butir karet dan cairan nitrogen oksidul. Namun karena kurang efisien dan cenderung kurang stabil, maka campuran tersebut diganti dengan butir-butir plastik dan cairan nitrogen oksidul. Bencana terjadi saat mesin baru dengan campuran baru ini diujicoba untuk pertama kalinya. Sumber: Scaled Composite, 2004.

Apa penyebab kegagalan mesin dalam dua bencana tersebut?

Sangat banyak kemungkinan penyebabnya. Dalam bencana Antares, kemungkinan itu mulai dari adanya benda asing dalam saluran bahan bakar (yang terhisap masuk ke ruang pembakaran), putusnya saluran bahan bakar, bolongnya tanki bahan bakar, hilangnya tekanan mesin dan sebagainya. Cukup menarik bahwa mesin roket AJ-26 ini tak dibangun Orbital Sciences sendiri, melainkan diimpor dari Rusia pada dekade 1990-an. Mesin hasil rancangan biro desain Kuznetsov di akhir dekade 1960-an semula merupakan mesin NK-33 bagi program roket Bulan eks-Uni Soviet yang ambisius, yakni roket jumbo N-1. Uni Soviet lempar handuk setelah menyaksikan sukses demi sukses Amerika Serikat mendaratkan 12 astronot di Bulan lewat Apollo 11 hingga Apollo 17 (kecuali Apollo 13). Sementara sebaliknya seluruh keempat penerbangan roket N-1 berujung kegagalan. Program roket Bulan Uni Soviet pun dibatalkan. Seluruh perangkat keras bagi roket N-1 pun diperintahkan dihancurkan, termasuk ratusan mesin NK-33. Namun seorang birokrat berinisiatif menyimpan seluruh mesin itu di sebuah gudang secara diam-diam dan menyembunyikan keberadaannya otoritas keantariksaan eks-Uni Soviet. Bertahun kemudian, tepatnya pasca bubarnya Uni Soviet, 150 mesin itu ditemukan. Kabar pun menyebar ke daratan Amerika Serikat. Setelah lolos dalam ujicoba penyalaan, korporasi Aerojet General mengimpor 36 mesin NK-33 sekaligus membeli lisensinya dari Rusia dalam transaksi saling menguntungkan pada pertengahan 1990-an. Lewat transaksi ini Rusia mendapatkan dana segar minimal US $ 40 juta dollar, yang sangat berarti bagi negeri yang saat itu nyaris bangkrut. Sementara Amerika Serikat (melalui Aerojet) memperoleh mesin roket siap pakai yang tinggal direkondisi menjadi AJ-26.

Mesin rekondisi inilah tulangpunggung roket Antares (Taurus 2), yang sukses menjalani terbang perdananya pada 21 April 2013 TU silam dalam tajuk Antares A-ONE. Roket tiga tingkat ini sengaja dibangun Orbital Sciences guna melayani kebutuhan NASA akan penerbangan logistik takberawak ke stasiun ISS pasca dipensiunkannya seluruh armada pesawat ulang-alik NASA pada 2011 TU silam. Orbital Sciences telah mengikat kontrak senilai US $ 1,9 milyar dengan NASA guna menerbangkan minimal 8 kargo ke stasiun ISS mulai 2012 hingga 2016 TU. Sejauh ini telah tiga kargo diluncurkan ke stasiun ISS dengan selamat, masing-masing Orb-D1 (18 September 2013 TU), CRS Orb-1 (9 Januari 2014 TU) dan CRS Orb-2 (13 Juli 2014 TU). Namun pada uji penyalaan 26 Mei 2014 TU silam, salah satu mesin (yang ditujukan untuk peluncuran Antares di tahun 2015 TU kelak) meledak dan rusak berat. Akibatnya penyalaan mesin terpaksa dihentikan dalam 30 detik dari rencana semula 54 detik. Apa penyebabnya belum dipublikasikan. Kegagalan serupa juga pernah terjadi 2011 TU silam, kala mesin terbakar akibat Kerosin bocor lewat karat kecil di sistem tekanan tingginya. Masalah mesin dan tingkat satu dari roket ini yang hendak dicermati AIA guna menguak penyebab bencana Antares.

Sementara dalam bencana SpaceShipTwo, sedari awal mesin roket hibrida memang menjadi pilihan. Roket ini dipilih karena relatif lebih mudah ditangani, sederhana, bisa dinyalakan dan dimatikan sesuai keinginan pilot (layaknya mesin roket berbahan bakar cair) dan bisa cepat diganti untuk penerbangan berikutnya. Awalnya digunakan mesin RocketMotorTwo yang dibangun Sierra Nevada Corporation (SNC), sub-kontraktor Scaled Composite, yang menggunakan bahan bakar campuran butir-butir karet padat (tepatnya HTPB/hydroxy terminated poly butadiene) dengan Nitrogen Oksidul (dinitrogen monoksida atau gas tawa) cair. Campuran ini pula yang digunakan dalam penerbangan SpaceShipOne yang merengkuh sukses. Dalam uji terbang penyalaan roket perdana VSS Enterprise pada 29 April 2013 TU silam, RocketMotorTwo berfungsi dengan baik. Namun dalam dua uji terbang berikutnya disadari bahwa performa mesin roket ini dibawah harapan. Kinerjanya tak stabil dan relatif sulit dikontrol, yang berujung pada sulit (atau bahkan hampir mustahil) bagi VSS Enterprise untuk mencapai ketinggian 100 kilometer dpl.

Virgin Galactic pun memutuskan mendepak SNC dan mengganti mesin VSS Enterprise dengan roket hibrida rancangan mereka sendiri. Roket ini mengganti butir-butir karet dengan butir-butir nilon termoplastik (poliamida). Ujicoba penyalaan di darat nampaknya memberikan harapan, karena mesin roket baru ini relatif lebih stabil dan lebih bertenaga dibanding RocketMotorTwo. Namun saat dipasang di VSS Enterprise untuk ujicoba penyalaan di udara, bencana pun menerpa. Faktor non teknis nampaknya juga perlu dipertimbangkan. Mengingat Virgin Galactic sudah sangat mundur dari jadwal. Awalnya mereka menyebut SpaceShipTwo bakal operasional pada 2008 TU silam dengan ongkos pembangunan sekitar US $ 107 juta. Namun hingga kini pun mereka belum juga siap, dengan ongkos pembangunan melambung tinggi hampir lima kali lipat mencapai sekitar US $ 500 juta. Virgin Galactic lantas memasang jadwal baru untuk mengoperasionalkan SpaceShipTwo pada 2015 TU. Untuk itu pada Agustus 2014 TU mereka meminta FAA untuk memulai meninjau kesiapan Virgin Galactic sebagai operator penerbangan antariksa sub-orbital selama 180 hari kemudian. Namun selama periode itu VSS Enterprise tidak kunjung memenuhi harapan. Hal-hal ini yang nampaknya akan dicermati NTSB dalam penyelidikannya guna menguak penyebab sesungguhnya.

Dampak

Bencana ganda ini berpotensi menghasilkan dampak yang berbeda. Dalam hal bencana Antares, penyelidikan mungkin akan berlangsung berbulan-bulan. Konsekuensinya penerbangan Antares berikutnya harus ditunda. Penundaan ini berpotensi mengganggu jadwal suplai logistik NASA ke stasiun ISS, apalagi jika terbukti bahwa penyebabnya adalah masalah pada mesin AJ-26 di tingkat satu roket ini. Sementara dalam bencana SpaceShipTwo, dampaknya lebih dalam. Hancurnya VSS Enterprise membuat Virgin Galactic kehilangan satu-satunya prototip pesawat sejenis. Sehingga mereka setengahnya harus mulai lagi dari awal, khususnya membangun SpaceShipTwo lagi sembari mengindahkan faktor-faktor penyebab bencana VSS Enterprise yang kelak akan dipublikasikan NTSB. Virgin Galactic juga masih harus melanjutkan uji-uji terbang yang seharusnya dijalani VSS Enterprise sebelum siap melayani penerbangan komersial. Hal ini akan berakibat mereka mundur lagi dari tenggat waktu yang telah ditetapkan untuk memulai penerbangan antariksa sub-orbital komersial. Penundaan berulang ini jelas akan mempengaruhi minat para calon penumpangnya, yang sejauh ini diklaim telah berjumlah 700 orang.

Namun di atas potensi dampak tersebut, semua yang terlibat dan bergumul dalam dunia peroketan menyadari bahwa bencana ganda ini akan memberikan pelajaran yang sangat berharga untuk meningkatkan mutu penerbangan antariksa sejenis di masa depan. Lewat bencana inilah apa yang salah dan kurang dalam roket Antares dan pesawat ulang-alik SpaceShipTwo dapat diketahui dan diperbaiki ke depan. Bencana ganda ini sekaligus menegaskan bahwa penerbangan antariksa memang bukanlah rutinitas biasa, tidak seperti perjalanan darat maupun udara yang kita kenal pada saat ini. Ada banyak faktor yang saling mempengaruhi dan hanya memberikan toleransi yang tipis. Saat satu saja batas toleransi ini terlanggar, bencana pun datanglah. Namun sejarah menunjukkan betapa umat manusia telah belajar demikian banyak dari sejumlah bencana penerbangan antariksa untuk melangkah maju ke depan dan merengkuh sukses yang semula tak dikira siapapun. Saat Apollo 1 terbakar pada 27 Januari 1967 TU dan menewaskan ketiga astronotnya, tak satupun mengira bahwa hanya dalam 17 bulan berikutnya Apollo 11 sukses mendaratkan Neil Armstrong dan Edwin Aldrin ke Bulan.

Referensi :

Spaceflight101.com, 2014, Picking up the Pieces – Antares Failure Investigation Begins.

Spaceflight101.com, 2014, Tragic End of Powered Test Flight – Virgin Galactic’s SpaceShipTwo Crashes.

Kala Asteroid Sebesar Rumah Lewat di Atas Indonesia

Bagaimana perasaan anda jika mengetahui sebongkah batu besar, sebesar sebuah rumah kecil, melejit cepat laksana kilat dalam senyap di atas Indonesia dalam malam gelap gulita? Takjub? Terkaget-kaget? Atau malah menggigil ketakutan dan membayangkan bakal terjadi apa yang digambarkan Hollywood dalam film “Deep Impact” ?

Gambar 1. Asteroid 2014 UF56 (bintik redup di titik potong garis kuning horizontal dan vertikal), diabadikan pada 25 Oktober 2014 TU dengan teleskop reflektor 43 cm VirtualTelescope di Italia. Dua hari kemudian asteroid ini lewat dalam jarak yang cukup dekat dengan Bumi kita, dalam skala astronomi. Sumber: Gianluca Masi, 2014.

Gambar 1. Asteroid 2014 UF56 (bintik redup di titik potong garis kuning horizontal dan vertikal), diabadikan pada 25 Oktober 2014 TU dengan teleskop reflektor 43 cm VirtualTelescope di Italia. Dua hari kemudian asteroid ini lewat dalam jarak yang cukup dekat dengan Bumi kita, dalam skala astronomi. Sumber: Gianluca Masi, 2014.

Peristiwa tersebut benar-benar terjadi pada Senin 27 Oktober 2014 Tarikh Umum (TU) lalu, tepatnya di malam hari waktu Indonesia. Bongkahan batu besar itu adalah sebuah asteroid tanpa-nama yang diberi kode 2014 UF56. Diameternya 14 meter, dengan massa diperkirakan antara 2.900 hingga 5.800 ton. Ia baru ditemukan dua hari sebelumnya, tepatnya Sabtu 25 Oktober 2014 TU, lewat teleskop reflektor 180 cm (f-ratio 2,7) di Observatorium Kitt Peak, Arizona (Amerika Serikat) selagi menyisir langit dalam program penyigian Spacewatch. Segera diketahui asteroid 2014 UF56 ini adalah bagian dari asteroid yang gemar berdekat-dekat ke Bumi dalam skala astronomi, tepatnya asteroid dekat Bumi (ADB) kelas Apollo. Orbitnya melonjong dan melambung di antara orbit Venus hingga kawasan sabuk asteroid. Tepatnya dengan perihelion 0,87 SA (satuan astronomi) atau 130 juta kilometer dari Matahari dan aphelion 3,38 SA atau 506 juta kilometer dari Matahari. Ia membutuhkan waktu hingga 3,1 tahun lamanya guna mengelilingi Matahari sekali putaran.

Konfigurasi orbitnya demikian rupa sehingga pada Selasa 28 Oktober 2014 TU dinihari, tepatnya pada pukul 04:22 WIB, sang asteroid akan menempati titik terdekatnya ke Bumi dengan jarak ‘hanya’ 158.000 kilometer. Maka pada saat itu asteroid 2014 UF56 adalah 2,3 kali lipat lebih dekat ketimbang Bulan kita. Kala menempati titik terdekatnya ke Bumi, saat itu asteroid 2014 UF56 berada di atas Samudera Pasifik lepas pantai Peru, Amerika Selatan. Antara 9 hingga 7 jam sebelumnya, tepatnya pada Senin 27 Oktober 2014 TU pukul 19:00 hingga 21:00 WIB, asteroid 2014 UF56 praktis melayang di atas Indonesia. Saat itu ia melejit pada ketinggian mulai 457.000 hingga 382.000 kilometer di atas paras laut Indonesia, atau masih lebih jauh ketimbang Bulan. Ia melintas mulai dari di atas pulau Halmahera, pulau Sulawesi bagian utara, pulau Kalimantan hingga akhirnya keluar dari Indonesia setelah lewat di atas pulau Sumatra. Asteroid ini praktis lewat tepat di atas kepala penduduk kota Gorontalo dan Pontianak. Sejam setelah meninggalkan kepulauan Nusantara, barulah bongkahan asteroid ini mulai menempuh lintasan yang menjadikannya lebih dekat ke Bumi dibanding Bulan dan bertahan hingga berjam-jam kemudian.

Gambar 2. Peta proyeksi lintasan asteroid 2014 UF56 di Indonesia pada 27 Oktober 2014 mulai pukul 19:00 WIB. Asteroid bergerak ke arah barat. Garis putus-putus menunjukkan proyeksi lintasan yang diestimasikan. Nampak asteroid melintas di atas pulau Halmahera, Sulawesi, Kalimantan dan Sumatra. Disimulasikan dengan Starry Night Backyard 3.0 berdasarkan data dari NASA Solar System Dynamics. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 2. Peta proyeksi lintasan asteroid 2014 UF56 di Indonesia pada 27 Oktober 2014 mulai pukul 19:00 WIB. Asteroid bergerak ke arah barat. Garis putus-putus menunjukkan proyeksi lintasan yang diestimasikan. Nampak asteroid melintas di atas pulau Halmahera, Sulawesi, Kalimantan dan Sumatra. Disimulasikan dengan Starry Night Backyard 3.0 berdasarkan data dari NASA Solar System Dynamics. Sumber: Sudibyo, 2014.

Dimensi asteroid 2014 UF56 ini sekitar satu setengah kali lebih besar dibanding asteroid-tanpa-nama yang memasuki atmosfer Bumi dalam Peristiwa Bone (8 Oktober 2009 TU) di atas Sulawesi Selatan (Indonesia). Sebaliknya ukurannya pun satu setengah kali lebih kecil ketimbang asteroid-tanpa-nama lainnya yang juga menerobos atmosfer, kali ini dalam Peristiwa Chelyabinsk (13 Februari 2013 TU) di Siberia (Russia). Namun berbeda dengan keduanya, asteroid 2014 UF56 tidak memiliki potensi untuk jatuh ke Bumi setidaknya hingga 100 tahun mendatang. Ketiadaan potensi inilah yang membuat asteroid 2014 UF56 tak pernah tercantum dalam Sentry Risk Table NASA, sebuah tabel yang memeringkatkan seluruh asteroid-asteroid dekat Bumi yang sudah teramati berdasarkan peluang tumbukan, skala Palermo dan skala Torino-nya. Karena itu meski ia lewat pada jarak yang relatif cukup dekat ke Bumi kita, khususnya dalam skala astronomi, ia tidak mendatangkan petaka.

Apa yang akan terjadi jika asteroid 2014 UF56 mengalami nasib sebaliknya, yakni benar-benar jatuh ke Bumi?

Asteroid ini akan menjadi meteroroid dan selanjutnya menjadi meteor-terang (fireball) begitu menerobos masuk ke lapisan-lapisan udara Bumi kita. Namun ia takkan sampai ke daratan, kecuali hanya sebagian sangat kecil (kurang lebih 0,1 % massa awal). Selagi melesat cepat dalam atmosfer kita, ia akan memijar hingga pada puncaknya bakal seterang hingga dua kali lipat lebih terang dibanding Bulan purnama. Meteor-terang ini takkan sanggup menahan tekanan besar sajian atmosfer sehingga akan terfragmentasi (terpecah-belah) pada ketinggian antara 44 hingga 65 kilometer dpl (dari paras laut rata-rata). Selanjutnya pada ketinggian antara 22 hingga 30 kilometer dpl, mayoritas fragmen meteor-terang ini akan sangat terlambatkan hingga melepaskan hampir seluruh energi kinetiknya dalam peristiwa mirip ledakan di udara (airburst). Energi yang dilepaskan berkisar antara 91 hingga 182 kiloton TNT. Ini setara dengan 5 hingga 9 butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan serempak.

Gambar 3. Peta proyeksi lintasan asteroid 2014 UF56 dalam lingkup global semenjak 27 Oktober 2014 pukul 19:00 WIB hingga 13 jam kemudian. Asteroid bergerak ke arah barat melintasi Indonesia, Afrika bagian tengah dan Amerika Selatan. Tanda bintang (*) adalah proyeksi dimana asteroid 2014 UF56 mencapai titik terdekatnya ke Bumi kita, yakni 'hanya' sejauh 158.000 kilometer di atas paras Samudera Pasifik. Disimulasikan dengan Starry Night Backyar 3.0 berdasarkan data dari NASA Solar System Dynamics. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 3. Peta proyeksi lintasan asteroid 2014 UF56 dalam lingkup global semenjak 27 Oktober 2014 pukul 19:00 WIB hingga 13 jam kemudian. Asteroid bergerak ke arah barat melintasi Indonesia, Afrika bagian tengah dan Amerika Selatan. Tanda bintang (*) adalah proyeksi dimana asteroid 2014 UF56 mencapai titik terdekatnya ke Bumi kita, yakni ‘hanya’ sejauh 158.000 kilometer di atas paras Samudera Pasifik. Disimulasikan dengan Starry Night Backyar 3.0 berdasarkan data dari NASA Solar System Dynamics. Sumber: Sudibyo, 2014.

Apa dampaknya? Pelepasan energi setinggi 91 kiloton TNT pada ketinggian 30 kilometer dpl takkan berdampak ke daratan yang tepat berada dibawahnya. Namun pelepasan energi sebesar 182 kiloton TNT pada ketinggian yang lebih rendah, yakni 22 kilometer dpl, masih sanggup membuat kaca-kaca jendela pada bangunan di daratan yang tepat ada dibawahnya bergetar atau bahkan retak akibat hempasan gelombang kejutnya. Sekilas dampak ini mirip dengan apa yang terjadi dalam Peristiwa Bone. Jika mau dibandingkan lagi, dampaknya bakal jauh lebih ringan ketimbang Peristiwa Chelyabinsk yang melukai ribuan orang dan merusak ratusan bangunan dengan total kerugian puluhan milyar rupiah itu. Jadi, andaikata asteroid 2014 UF56 benar-benar jatuh ke Bumi, dampaknya relatif minimal.

Sukses deteksi asteroid 2014 UF56 merupakan bagian dari upaya umat manusia mengenali dan memitigasi potensi bencana dari langit dalam wujud tumbukan benda langit (komet dan asteroid). Kini lewat sistem-sistem penyigi langit, baik yang masih maupun yang pernah aktif, kita telah mampu memetakan sekurang-kurangnya 90 % populasi asteroid dekat Bumi yang diameternya melebihi 1.000 meter. Asteroid seukuran ini menjadi target untuk dipetakan karena potensi bahayanya yang mengerikan, dapat menyebabkan bencana dalam lingkup global di Bumi. Setelah asteroid besar ini relatif terpetakan, target selanjutnya adalah menyisir dan memetakan asteroid-asteroid yang lebih kecil. Yakni yang berukuran antara 140 meter hingga 1.000 meter. Sebab disadari asteroid yang berukuran menengah pun masih sanggup mendatangkan bencana dalam lingkup lokal hingga regional kala menubruk Bumi. Tantangannya cukup besar dan berat, mengingat jumlah asteroid berukuran menengah ini diestimasikan mencapai jutaan hingga puluhan juta butir. Dengan terpetakannya populasi asteroid besar maupun menengah, maka potensi bahaya dari mereka relatif dapat dideteksi secara lebih dini. Sehingga langkah-langkah mitigasi pun diharapkan dapat disusun dan dilaksanakan.

Referensi :

Collins dkk. 2005. Earth Impact Effects Program : A Web–based Computer Program for Calculating the Regional Environmental Consequences of a Meteoroid Impact on Earth. Meteoritics & Planetary Science 40, no. 6 (2005), 817–840.