Beberapa Catatan Terkait Gempa Kebumen 25 Januari 2014

Sebuah gempa tektonik kuat terjadi di Samudera Hindia lepas pantai selatan Jawa Tengah pada Sabtu 25 Januari 2014 pukul 12:14 WIB. Berdasarkan rilis pendahuluan National Earthquake Information United States Geological Survey (USGS, semacam BMKG-nya AS), episentrum gempa berada di koordinat 8,004 LS 109,238 BT dengan kedalaman 83 km dari dasar laut dan magnitudo (mb) 6,1 skala Richter. Sementara rilis pendahuluan Pusat Gempa Nasional Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) dalam rilis awalnya menyatakan koordinat episentrum adalah 8,48 LS 109,17 BT dengan kedalaman 48 km dari dasar laut dan magnitudo (mb) 6,5 skala Richter.

Rilis pendahuluan tersebut sifatnya hanya sementara, sebab dalam beberapa waktu kemudian terjadi pembaharuan. Dalam versi USGS, koordinat episentrum adalah 7,976 LS 109,246 BT dengan kedalaman 89 km dengan magnitudo tetap 6,1 skala Richter. Sementara versi pembaharuan BMKG menempatkan episentrum di koordinat 8,22 LS 109,22 BT dengan kedalaman 79 km dan magnitudo sedikit berubah, yakni 6,2 skala Richter.

Gambar 1. Rekaman getaran gempa utama dalam Gempa Kebumen 25 Januari 2014 yang tercatat dalam stasiun seismometer di Pos Pengamatan Gunung Merapi. Sumber: BPPTKG, 2014.

Gambar 1. Rekaman getaran gempa utama dalam Gempa Kebumen 25 Januari 2014 yang tercatat dalam stasiun seismometer di Pos Pengamatan Gunung Merapi. Sumber: BPPTKG, 2014.

Secara geografis sumber gempa ada di dasar Samudera Hindia lepas pantai Jawa Tengah bagian selatan tepatnya di perbatasan Kabupaten Kebumen dan Cilacap. Posisi episentrum gempa berdasarkan versi pembaharuan USGS dan BMKG sejatinya lebih dekat ke kota Cilacap dibanding dengan kota Kebumen, sebagai acuan terdekat. Namun BMKG menyebut gempa ini sebagai gempa Kebumen, lengkapnya Gempa Kebumen 25 Januari 2014.

Energi dan Susulan

Salah satu pertanyaan yang sering muncul dalam pemberitaan gempa bumi adalah perbedaan nilai magnitudo (kekuatan) gempa antara satu sumber dengan sumber yang lainnya. Pun demikian pada gempa Kebumen 25 Januari 2014 ini (demikian menurut penamaan BMKG). Meski sudah diperbaharui seiring kian banyaknya data yang terkumpul, posisi episentrum versi BMKG dan USGS masih berselisih jarak sebesar 27 km, suatu jarak yang cukup besar untuk ukuran manusia. Nilai magnitudonya pun sedikit berbeda, antara 6,1 (USGS) dan 6,2 (BMKG). Pun demikian kedalamannya, antara 89 km (USGS) dan 79 km (BMKG). Bagaimana selisih ini bisa terjadi?

Perbedaan semacam ini sebenarnya wajar dan masih bisa diterima dalam koridor ilmiah. Mengingat masing-masing sumber mengambil data dari stasiun-stasiun seismometer (pengukur) gempa yang berbeda-beda serta menggunakan metode perhitungan yang berbeda pula. Selain itu BMKG umumnya memilih memublikasikan data sebuah gempa dengan mendasarkan jenis magnitudo mb (body-wave magnitude). Selain cukup efektif untuk mendeskripsikan gempa-gempa berkekuatan kecil, menengah hingga kuat, jenis magnitudo ini juga memenuhi harapan yang dibebankan pada BMKG agar bisa merilis data sebuah gempa dalam tempo secepat mungkin. Ini mengingat mayoritas kawasan pesisir di Indonesia merupakan kawasan rawan tsunami. Pada umumnya tsunami yang dihipotesiskan terbentuk menyertai sebuah gempa tektonik di Indonesia hanya butuh waktu setengah jam saja sebelum tiba di garis pantai terdekat. Untuk kepentingan peringatan dini, maka BMKG harus bisa memublikasikan data sebuah gempa secepat mungkin. Pada saat ini BMKG merilis data gempa hanya dalam waktu 5 menit pasca gempa bumi itu sendiri mulai terjadi.

Sementara USGS umumnya lebih memilih jenis magnitudo lainnya yakni Mw (moment-magnitude). Jenis magnitudo ini adalah jawaban untuk mengatasi problema alamiah yang sering dihadapi jenis magnitudo mb, yakni tersaturasi (terjenuhkan) kala merekam gempa-gempa besar. Akibat saturasi, sebuah gempa besar mungkin hanya akan terekam sebagai gempa dengan magnitudo mb 6,4 skala Richter saja seperti dalam kasus gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 silam (gempa Aceh). Padahal jika menurut jenis magnitudo Mw gempa tersebut memiliki kekuatan hingga 9,0 (dan kemudian direvisi menjadi 9,2). Karena itu jenis magnitudo Mw cukup efektif dalam mendeskripsikan gempa-gempa besar. Kelemahannya, jenis magnitudo Mw secara alamiah membutuhkan waktu lebih lama untuk ditentukan ketimbang jenis magnitudo mb. Sehingga untuk ukuran Indonesia, jenis magnitudo Mw kurang layak untuk dimasukkan sebagai bagian sistem peringatan dini tsunami.

Gempa Kebumen 25 Januari 2014 ditentukan sebagai gempa dengan magnitudo mb 6,1 skala Richter (USGS) atau 6,2 skala Richter (BMKG) dalam versi pembaharuannya. Selisih antara keduanya terhitung kecil, yakni hanya 0,1 magnitudo dan secara umum bisa diterima. Pun demikian ukuran kedalaman sumbernya, secara umum juga relatif bisa diterima karena selisihnya terhitung kecil jika dibandingkan dengan ketebalan lapisan kerak bumi dan asthenosfer. Demikian pula selisih dalam koordinat episentrumnya. Sumber perbedaan antara data BMKG dengan USGS mungkin terletak pada stasiun-stasiun seismometer yang digunakan. BMKG menggunakan stasiun-stasiun seismometer di Indonesia, yang jaraknya jauh lebih dekat dengan sumber gempa sehingga menyajikan bacaan yang lebih teliti. Sementara mayoritas stasiun seismometer yang digunakan USGS tidak berada di Indonesia, sehingga pembacaannya tidak seteliti stasiun yang berlokasi di Indonesia.

Gambar 2. Rekaman salah satu gempa susulan dalam Gempa Kebumen 25 Januari 2014 yang tercatat dalam stasiun seismometer broadband di Pos Pengamatan Gunung Merapi. Sumber: BPPTKG, 2014.

Gambar 2. Rekaman salah satu gempa susulan dalam Gempa Kebumen 25 Januari 2014 yang tercatat dalam stasiun seismometer broadband di Pos Pengamatan Gunung Merapi. Sumber: BPPTKG, 2014.

Magnitudo gempa sejatinya merefleksikan energi yang dilepaskan sebuah gempa dalam bentuk energi seismik, yakni energi yang dihantarkan sebagai gelombang-gelombang gempa. Dengan magnitudo 6,1 hingga 6,2 skala Richter, maka Gempa Kebumen melepaskan energi sebesar 21 hingga 30 kiloton TNT. Sebagai pembanding, kekuatan bom nuklir yang diledakkan di atas Hiroshima pada akhir Perang Dunia 2 adalah 20 kiloton TNT. Sehingga energi seismik yang terlibat dalam Gempa Kebumen setara dengan 1 hingga 1,5 kali lipat kekuatan bom nuklir Hiroshima !

Untuk ukuran manusia, energi seismik tersebut tergolong besar dan menakutkan. Namun energi seismik ini sejatinya hanyalah bagian sangat kecil dari keseluruhan energi yang terlibat dalam sebuah gempa tektonik, yang bisa kita sebut sebagai energi total. Energi total sebuah gempa tektonik bergantung kepada momen seismiknya. Dan momen seismik bergantung kepada magnitudo Mw-nya. Sejauh ini belum ada publikasi mengenai nilai magnitudo Mw Gempa Kebumen. Namun jika kita menganggapnya sama nilainya dengan magnitudo mb, yakni 6,1 hingga 6,2 maka energi total Gempa Kebumen mencapai 425.000 hingga 600.000 kiloton TNT alias setara 21.240 hingga 30.000 butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan secara serentak! Jadi apa yang kita rasakan dalam Gempa Kebumen sejatinya merupakan pucuk dari sebuah “gunung es” energi yang demikian besar. Untungnya mayoritas energi ini memang tak dirambatkan ke permukaan Bumi sehingga tidak menjadi masalah berarti bagi manusia.

Gambar 3. Kiri : posisi episentrum Gempa Kebumen 25 Januari 2014 berdasarkan data BMKG setelah diperbaharui lewat perhitungan Dimas Salomo Sianipar. Tanda bintang menunjukkan posisi episentrum, yang menurut hasil perhitungan ada di kedalaman 89 km sementara panah menunjukkan arah gerakan lempeng Australia. Kanan: diagram melintang penampang interaksi lempeng Australia dan Eurasia yang membentuk pulau Jawa. Tanda bintang menunjukkan sumber Gempa Kebumen 25 Januari 2014. Sumber: Sianipar, 2014 dan Natawidjaja, 2007 dengan adaptasi seperlunya.

Gambar 3. Kiri : posisi episentrum Gempa Kebumen 25 Januari 2014 berdasarkan data BMKG setelah diperbaharui lewat perhitungan Dimas Salomo Sianipar. Tanda bintang menunjukkan posisi episentrum, yang menurut hasil perhitungan ada di kedalaman 89 km sementara panah menunjukkan arah gerakan lempeng Australia. Kanan: diagram melintang penampang interaksi lempeng Australia dan Eurasia yang membentuk pulau Jawa. Tanda bintang menunjukkan sumber Gempa Kebumen 25 Januari 2014. Sumber: Sianipar, 2014 dan Natawidjaja, 2007 dengan adaptasi seperlunya.

Gempa bumi tektonik secara alamiah tak pernah berdiri sendiri. Setelah gempa pertama, yang disebut gempa utama (mainshock), maka akan terjadi gempa-gempa susulan (aftershock). Gempa-gempa susulan tetap bersumber dari area yang sama dengan gempa utamanya dan sejatinya menjadi bagian dari upaya segmen batuan yang terpatahkan dalam sumber gempa untuk menemukan titik keseimbangan baru pasca pelepasan energinya. Secara umum Gempa Kebumen terbentuk saat sebuah segmen batuan seluas sekitar 20 x 10 kilometer persegi mendadak terpatahkan dan bergeser hingga hampir setengah meter. Dalam area seluas 20 x 10 kilometer persegi ini pulalah gempa-gempa susulannya bersumber. Pada umumnya untuk magnitudo 6 skala Richter, gempa-gempa susulan akan terus terjadi hingga seminggu pasca gempa utama. Untungnya, magnitudo gempa susulan selalu lebih rendah dibandingkan dengan gempa utama dan terus-menerus menjadi lebih rendah seiring berjalannya waktu. Hingga 24 jam pasca gempa utama meletup, telah terjadi 23 kali gempa susulan. Beberapa diantaranya ada yang dirasakan oleh manusia, namun mayoritas hanya bisa dideteksi oleh instrumen seismometer.

Area Terdampak

Magnitudo gempa Kebumen masih berada di bawah nilai ambang batas 7,0 skala Richter sehingga tidak memicu aktifnya sistem peringatan dini tsunami. Secara teori gempa ini hanya menghasilkan gelombang setinggi 5 cm saja di pantai terdekat (yakni pantai Logending, Kabupaten Kebumen) sehingga terlalu kecil untuk bisa menghasilkan efek merusak. Di sisi lain, Gempa Kebumen secara teoritis akan menyebabkan tanah bergetar selama 10 detik saja. Namun dalam praktiknya durasi getaran tanah di suatu tempat sangat bergantung kepada karakteristik lapisan-lapisan batuan penyusunnya. Semakin lemah batuannya, atau semakin muda usianya (secara geologis), maka getarannya akan semakin lama dibanding waktu getaran teoritisnya sekaligus semakin besar pula daya amplifikasinya (faktor penguat gelombang gempa). Karena itu tidak mengherankan jika di dataran rendah alluvial seperti beberapa bagian Kabupaten Kebumen, gempa ini menggetarkan tanah hingga lebih dari 20 detik. Pun di kota Purwokerto, yang meskipun berada di dataran tinggi (elevasi 75 meter dpl) namun tersusun oleh endapan lahar berusia muda dari Gunung Slamet, maka getaran di sini berlangsung selama 60 detik.

Besarnya getaran menjadi masalah utama yang ditimbulkan Gempa Kebumen. Secara teoritis gempa ini menggetarkan permukaan Bumi hingga sejauh 800 km dari episentrum. Namun getaran yang benar-benar dirasakan oleh manusia, yakni dengan intensitas 3 MMI (Modified Mercalli Intensity) yang setara dengan getaran akibat melintasnya truk besar kala kita berdiri di pinggir jalan, terasa hingga 380 km dari sumber gempa. Karena hampir sekujur pulau Jawa merasakan getaran gempa ini, mulai dari propinsi Banten di sebelah barat hingga sebagian propinsi Jawa Timur (yakni hingga kawasan Surabaya-Malang). Dalam catatan USGS PAGER (Prompt Assessment of Global Earthquake for Response, yakni sistem otomatis produk USGS yang memprakirakan dampak suatu gempa bumi terhadap populasi manusia secara geografis) sebanyak 117,3 juta penduduk pulau Jawa merasakan getaran gempa ini meski dalam intensitas yang berbeda-beda. Kian dekat ke sumber gempa, kian besar getaran yang terjadi sehingga kian besar pula intensitasnya.

Gambar 4. Peta sederhana tentang intensitas getaran teoritik yang bisa ditimbulkan oleh Gempa Kebumen 25 Januari 2014 dalam skala MMI (Modified Mercalli Intensity). Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 4. Peta sederhana tentang intensitas getaran teoritik yang bisa ditimbulkan oleh Gempa Kebumen 25 Januari 2014 dalam skala MMI (Modified Mercalli Intensity). Sumber: Sudibyo, 2014.

Sebagai kawasan terdekat dengan sumber gempa, maka Kabupaten Kebumen dan Cilacap serta kota Cilacap menjadi kawasan yang mengalami getaran terbesar dengan intensitas tertinggi. Skala intensitas yang dirasakan di sini mencapai 6 MMI, yakni getaran yang dirasakan oleh semua orang termasuk mereka yang tidur dan spontan membuat mereka keluar. Getaran 6 MMI secara umum mampu menyebabkan kerusakan ringan seperti retaknya plester di tembok maupun jatuhnya buku dari rak. Meski demikian untuk bangunan bermutu rendah ataupun yang terletak di lokasi-lokasi yang memiliki faktor amplifikasi tinggi, getaran yang dirasakan lebih besar sehingga mampu menyebabkan kerusakan bangunan dalam tingkat sedang hingga berat. Inilah yang menyebabkan ratusan rumah di Kabupaten Banyumas dan Cilacap rusak berat dan ringan. Kerusakan pun dijumpai pada beberapa rumah di Kabupaten Purworejo, bahkan juga pada beberapa rumah di Kabupaten Bantul dan Magelang yang terhitung berjarak cukup jauh dari sumber gempa. Kerugian material pun mencapai milyaran rupiah.

Di Kabupaten Kebumen sendiri, sejauh ini telah diidentifikasi ada dua rumah di kecamatan Adimulyo rusak berat sementara beberapa rumah di kecamatan Rowokele mengalami retak-retak. Intensitas getaran bahkan mampu merontokkan bongkahan-bongkahan batuan di Pegunungan karst Gombong Selatan hingga berjatuhan ke daratan dibawahnya, meski tak sampai menghasilkan longsoran berskala sedang/besar.

Kewaspadaan di Masa Depan

Namun terlepas dari kerusakan tersebut, patut disyukuri bahwa Gempa Kebumen tidak menimbulkan korban jiwa ataupun luka-luka. Kepanikan memang sempat ada, khususnya di masyarakat pesisir seiring kekhawatiran terjadinya tsunami. Namun kawasan ini telah belajar dari kejadian Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 yang tsunaminya merenggut nyawa hingga lebih dari 600 orang. Tatkala getaran keras terasa apalagi dengan durasi yang terasa cukup lama, tak ada lagi masyarakat yang mencoba mendekat ke pantai. Mungkin inilah salah satu hikmah yang bisa diambil dari kejadian Gempa Kebumen 25 Januari 2014. Kewaspadaan masyarakat sudah mulai terbentuk. Kesiapsiagaan akan tsunami sudah mulai terpupuk dalam memori publik. Jika di sana-sini masih banyak kekurangan, itu hal yang wajar dan masih bisa diperbaiki lagi di masa depan.

Membicarakan Gempa Kebumen tak lepas dari perbincangan tentang apa yang berkemungkinan terjadi bagi kawasan ini di masa depan. Gempa ini terjadi pada kedalaman menengah sehingga sudah terlepas dari zona subduksi dimana lempeng Australia yang oseanik (lempeng samudera) saling bertemu dengan lempeng Eurasia yang bersifat kontinental (lempeng benua). Karena berat jenisnya lebih besar maka lempeng Australia melekuk/menelusup ke bawah lempeng Eurasia dan terus bergerak menuju ke dalam lapisan selubung bumi. Zona subduksi terbentuk mulai dari palung Jawa, dimana lempeng Australia mulai melekuk, hingga ke kedalaman maksimum 60 km. Dengan kedalaman sumber Gempa Kebumen sebesar 79 km (BMKG) hingga 89 km (USGS), jelas ia sudah lebih dalam dibanding zona subduksi. Sehingga penyebab gempa ini sebenarnya hanya lempeng Australia saja, khususnya bagian yang mengalami pematahan (faulting). Karena itu Gempa Kebumen tergolong sebagai gempa intralempeng (intraplate), atau sekeluarga dengan Gempa Tasikmalaya 2 September 2009 (Mw = 7,0) ataupun Gempa Padang 30 September 2009 (Mw = 7,6).

Pada titik ini kembali kita harus bersyukur. Sebab walaupun sama-sama gempa intralempeng, namun kekuatan Gempa Kebumen masih lebih kecil dibanding apa yang terjadi dalam Gempa Tasikmalaya 2009 dan gempa Padang 2009. Sebab andaikata kekuatannya setara dengan Gempa Tasikmalaya 2009 dan dengan pola penjalaran gelombang seismik menyamai Gempa Kebumen 25 Januari 2014 ini maka Kabupaten Banyumas dan Cilacap serta Kota Cilacap dan sebagian Kabupaten Kebumen akan porak-poranda akibat getaran berintensitas 7 MMI yang dialaminya, tingkat getaran yang mampu membuat bangunan rusak berat hingga rubuh. Sedangkan bila kekuatannya menyamai Gempa Padang 2009, akibatnya akan lebih parah lagi karena separuh wilayah propinsi Jawa Tengah khususnya bagian barat akan porak-poranda olehnya. Korban jiwa dan luka-luka tentu bakal tak terelakkan, disamping kerugian material yang sangat besar. Sekali lagi, kita harus bersyukur.

Gambar 5. Peta titik-titik episentrum gempa bumi tektonik di Indonesia bagian barat semenjak 1964 hingga 2007. Nampak beberapa segmen seismic gap, seperti Mentawai (M), Selat Sunda (SS), Jawa Tengah (JT 1) dan Bali (B). Nampak juga segmen seismic gap yang lebih dekat ke daratans eperti Jawa Tengah 2 (JT2) yang tepat berada di lepas pantai Kabupaten Purworejo-Kebumen-Cilacap. Angka-angka "2004", "2005" dan seterusnya menunjukkan lokasi dimana terjadi pelepasan energi dari segmen bersangkutan dalam bentuk gempa besar/akbar. Sumber: Natawidjaja, 2007 dengan adaptasi seperlunya oleh Sudibyo, 2014.

Gambar 5. Peta titik-titik episentrum gempa bumi tektonik di Indonesia bagian barat semenjak 1964 hingga 2007. Nampak beberapa segmen seismic gap, seperti Mentawai (M), Selat Sunda (SS), Jawa Tengah (JT 1) dan Bali (B). Nampak juga segmen seismic gap yang lebih dekat ke daratans eperti Jawa Tengah 2 (JT2) yang tepat berada di lepas pantai Kabupaten Purworejo-Kebumen-Cilacap. Angka-angka “2004”, “2005” dan seterusnya menunjukkan lokasi dimana terjadi pelepasan energi dari segmen bersangkutan dalam bentuk gempa besar/akbar. Sumber: Natawidjaja, 2007 dengan adaptasi seperlunya oleh Sudibyo, 2014.

Namun di tengah rasa syukur ini, mari jadikan pengalaman Gempa Kebumen sebagai bagian dari menjaga kewaspadaan. Sebab potensi gempa bumi tektonik yang bersumber dari segmen lepas pantai selatan Jawa Tengah masih tinggi. Jika kita melihat peta kegempaan tektonik di Indonesia semenjak 1964, akan kita lihat bahwa segmen lepas pantai selatan Jawa Tengah memiliki jumlah gempa tektonik yang jauh lebih sedikit dibanding segmen sebelah-menyebelahnya. Padahal seluruhnya sama-sama berada di zona subduksi yang sama, tempat lempeng Australia dan Eurasia berinteraksi secara konvergen. Jarangnya gempa di sini memang bisa saja mungkin terjadi karena segmen ini tidak seaktif segmen sebelah-menyebelahnya. Namun ada kemungkinan yang jauh lebih berpeluang, yakni jarangnya gempa karena segmen ini tergolong seismic gap, yakni segmen yang sedang mengalami kuncian dalam zona subduksinya sehingga sedang menimbun energi secara konsisten. Sebagai seismic gap, segmen ini setara dengan apa yang sedang dialami segmen Mentawai di pesisir barat Sumatra yang juga sangat jarang mengalami gempa. Sudah menjadi pengetahuan umum bahwa segmen Mentawai merupakan segmen yang bersiap menerbitkan gempa besar bahkan akbar dengan kekuatan bisa mencapai Mw 9,0 atau setara Gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 (Gempa Aceh).

Bagaimana dengan segmen lepas pantai selatan Jawa Tengah? Jika segmen ini memang seismic gap dan kita hanya berfokus hingga 50 km saja ke lepas pantai, maka potensi gempa bumi tektonik yang tersimpan di sini mungkin bisa berkekuatan Mw 7 hingga 7,5 skala Richter. Namun jika difokuskan pada segmen yang tepat berada di tepi palung Jawa, maka potensi gempanya mungkin bisa sampai berkekuatan Mw 8 skala Richter atau lebih. Segmen yang tepat berada di tepi palung Jawa ini perlu mendapat kewaspadaan lebih karena pengalaman sejarah. Tepat di sisi baratnya terdapat segmen Jawa Barat, yang telah melepaskan energinya pada Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 (Mw 7,7) yang melepaskan tsunami perusak cukup dahsyat ke sekujur pesisir Jawa Barat dan Jawa Tengah, hingga menelan korban jiwa lebih dari 600 orang. Sementara segmen sebelah timurnya juga telah melepaskan energinya lebih dulu dalam Gempa Jawa Timur 2 Juni 1994 (Mw 7,6) hingga menewaskan lebih dari 200 orang. Maka patut diduga bahwa segmen Jawa Tengah, yang sampai saat ini masih kalem, kelak pun akan melepaskan energinya sembari membentuk tsunami perusak yang dahsyat.

Jadi, mari tetap waspada.

Melacak Jejak Apollo 11 di Bulan

Apollo 11 adalah ikon dari pendaratan manusia di Bulan yang fenomenal. Nama Neil Armstrong dan Edwin Aldrin, sepasang astronot Apollo 11 yang mendapat tugas mendarat di Bulan, pun melambung tinggi meski sejatinya masih terdapat 10 astronot lainnya yang juga pernah melangkahkan kaki di permukaan satelit alamiah Bumi itu. Popularitas itu terus bertahan hingga bertahun kemudian, bahkan setelah Armstrong berpulang pada 2012 silam.

Gambar 1. Modul Bulan Apollo 11 beberapa jam pasca mendarat di Mare Transquilitatis. Astronot Edwin Aldrin nampak membuka ruang bagasinya untuk mengeluarkan instrumen seismometer dan cermin retroreflektor yang tersimpan didalamnya. Modul Bulan ini terdiri dari dua bagian yakni bagian atas dan bawah. Saat para astronot hendak mengangkasa kembali dan bergabung dengan modul Komando guna pulang ke Bumi, bagian atas diluncurkan dan terpisah dari bagian bawah. Sumber: NASA, 1969.

Gambar 1. Modul Bulan Apollo 11 beberapa jam pasca mendarat di Mare Transquilitatis. Astronot Edwin Aldrin nampak membuka ruang bagasinya untuk mengeluarkan instrumen seismometer dan cermin retroreflektor yang tersimpan didalamnya. Modul Bulan ini terdiri dari dua bagian yakni bagian atas dan bawah. Saat para astronot hendak mengangkasa kembali dan bergabung dengan modul Komando guna pulang ke Bumi, bagian atas diluncurkan dan terpisah dari bagian bawah. Sumber: NASA, 1969.

Apollo 11 merupakan bagian dari program Apollo, proyek politik yang dikibarkan Amerika Serikat (AS) sebagai jawaban atas tantangan yang diajukan Uni Soviet dalam perlombaan antariksa yang adalah bagian dari perang dingin di antara kedua negara adidaya. Sebelum Apollo 11 mengangkasa, AS sudah kalah dalam segala hal. Mereka telah ketinggalan dalam meluncurkan astronot pertama ke langit, astronot perempuan pertama dan pejalan antariksa pertama. Mereka pun tertinggal dalam hal peluncuran satelit pertama, wahana penyelidik Bulan pertama dan wahana pendarat Bulan yang pertama pula. Kemunduran ini membikin geram Presiden John F Kennedy yangs ebelumnya tak begitu peduli dengan eksplorasi langit kala masih menjabat senator. Sehingga ia pun mencanangkan Amerika Serikat harus bisa mendaratkan manusia ke Bulan dan membawanya pulang kembali dengan selamat sebelum tahun 1970 bermula. Sebagai perwujudannya, NASA pun dibangun dan dikucuri dana dalam jumlah sangat besar. Pada puncaknya dana yang diterima NASA bahkan setara dengan 4 % nilai APBN AS 1966. Ambisi itulah yang diemban oleh Apollo 11.

Apollo 11 meluncur dari landasan 39 di kompleks pusat antariksa Kennedy yang terletak di pulau Merritt, Semenanjung Florida (AS) pada 16 Juli 1969 dengan digendong roket raksasa Saturnus V. Demikian bertenaganya roket raksasa ini sehingga getaran yang ditimbulkannya kala mencurahkan segenap energinya guna lepas landas terekam ke seluruh penjuru daratan AS oleh instrumen-instrumen pengukur gempa bumi (seismometer). Dalam 12 menit kemudian Apollo 11 telah mengorbit Bumi dalam orbit rendah dengan ketinggian hanya 170 km dari permukaan Bumi. Setelah seluruh awak memastikan semua instrumen Apollo 11 berfungsi normal mereka pun melejit ke Bulan dalam 2,5 jam kemudian. Butuh waktu hingga 73 jam lamanya sebelum Apollo 11 berhasil mengorbit Bulan dengan mulus.

Dan pendaratan yang bersejarah itu pun berlangsung pada 20 Juli 1969 pukul 20:17 UT (GMT) yang mengambil lokasi Mare Transquilitatis. Pendaratan ini didului drama menegangkan yang membuat para petugas pengendali misi di Houston, Texas (AS) menahan nafas. Sedikit kesalahan teknis membuat modul Bulan terbang melampaui titik pendaratan yang direncanakan. Dan saat Armstrong menyaksikan modul Bulan-nya melayang rendah di atas dataran penuh bongkahan batuan di kawah West (diameter 180 meter) yang menjadi alternatif titik pendaratan, sontak ia mengambil alih kendali semi-otomatis menjadi manual. Ia pun menerbangkan modul Bulan lebih jauh meski dengan jumlah bahan bakar yang amat tipis. Pendaratan akhirnya berlangsung di sebelah barat kawah Little West tepatnya pada garis lintang 0,674 LUB (lintang utara Bulan) dan garis bujur 23,473 BTB (bujur timur Bulan). Titik pendaratan ini melenceng hingga 6 km dari yang semula direncanakan. Akibat pergeseran ini sisa bahan bakar pendaratan di modul Bulan sudah cukup tipis, yakni hanya untuk 25 detik saja. Dan dibutuhkan waktu 6,5 jam lagi sebelum Armstrong menapakkan kakinya di tanah Bulan yang sangat lembut, yang “sehalus bedak,” kenang Armstrong di kemudian hari.

Gambar 2. Ilustrasi satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) saat bekerja di orbit Bulan dengan Bumi di latar belakang. Sumber: NASA, 2010.

Gambar 2. Ilustrasi satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) saat bekerja di orbit Bulan dengan Bumi di latar belakang. Sumber: NASA, 2010.

Bersama Aldrin, ia memasang instrumen pengukur gempa bulan (seismometer) yang panel surya, memasang sejumlah kamera televisi khusus hitam putih yang memungkinkan pengendali misi memonitor aktivitas mereka selama di Bulan, memasang cermin retroreflektor untuk keperluan pengukuran jarak Bumi-Bulan dengan akurasi sangat tinggi, memasang plakat kenangan di kaki modul Bulan dan tak lupa pula memasang bendera AS pada tiang khusus. Selama 2,5 jam kemudian Armstrong dan Aldrin menjelajahi tanah Bulan. Armstrong berjalan, tepatnya melompat-lompat, hingga 60 meter jauhnya menuju tepian kawah Little West. Sementara Aldrin mengumpulkan bebatuan Bulan yang telah dipecah dengan palu geologi serta tanah Bulan yang disekop ke dalam tabung khusus. Secara keseluruhan mereka mengambil 21,5 kg batuan dan tanah Bulan. Di dalam bebatuan ini kelak ditemukan sejumlah mineral khas. Salah satunya adalah mineral kaya Titanium yang diberi nama armalcolit, mengambil huruf-huruf depan Armstrong, Aldrin dan Collins. Sempat dilanda kecemasan terjebak di permukaan Bulan untuk seterusnya kala Aldrin secara tak sengaja mematahkan saklar untuk menyalakan mesin bagian atas modul Bulan yang menjadi satu-satunya jalan untuk kembali ke Bumi, Armstrong dengan jitu berinovasi menggunakan ujung pulpennya guna mengaktifkan saklar yang rusak itu. Dan akhirnya mereka pun kembali ke Bumi dengan selamat

LRO

Pendaratan Apollo 11 menyisakan banyak perangkat keras yang sengaja ditinggal di permukaan Bulan untuk memudahkan perjalanan pulang kembali ke Bumi. Yang terbesar adalah bagian bawah modul Bulan yang berupa tabung besar berdiameter 4,3 meter ditopang 4 kaki sehingga memiliki bentangan hingga 9,5 meter. Juga ada seismometer dan retroreflektor. Selama bertahun-tahun kemudian selalu muncul pertanyaan, dapatkan kita di Bumi menyaksikan kembali perangkat-perangkat tersebut?

Sebelum 2009 jawabannya adalah tidak mungkin meski menggunakan teleskop terkuat sekalipun. Berdasarkan teori difraksi cahaya dengan menggunakan ketentuan kriteria Dawes, maka untuk bisa menyaksikan benda berdiameter 4,3 meter di permukaan Bulan maka idealnya dibutuhkan teleskop raksasa dengan cermin obyektif berdiameter 46 hingga 53 meter yang bekerja pada spektrum cahaya tampak dengan panjang gelombang 5.500 Angstrom, seperti diperlihatkan dalam aplikasi kriteria Dawes berikut :

apollo_11_dawes

Harap dicatat bahwa kriteria Dawes menyaratkan kondisi ideal. Dalam kondisi non-ideal, diameter teleskopnya bisa dua kali lipat lebih besar dibanding ideal. Dengan kata lain, kita membutuhkan teleskop dengan cermin raksasa berdiameter 92 hingga 106 meter untuk bisa menyaksikan bagian bawah modul Bulan Apollo 11. Hingga saat ini manusia belum memiliki teleskop seukuran itu.

Di sisi lain perkembangan teknologi memang memungkinkan teleskop dengan cermin obyektif yang lebih kecil mendeteksi benda langit seukuran bagian bawah modul Bulan Apollo 11. Ini dipertontonkan oleh teleskop 1,5 meter di Observatorium Gunung Lemmon, Arizona (AS) yang menjadi tulang punggung program penyigian langit Catalina Sky Survey. Teleskop semi-otomatik dengan kamera CCD tersebut berhasil merekam asteroid 2014 AA (diameter ~3 meter) dan asteroid 2008 TC3 (diameter ~4 meter) meski keduanya masih berjarak 500.000 km dari Bumi atau lebih jauh ketimbang Bulan.

Namun memotret (mencitra) benda yang mengapung bebas di langit berlatar belakang bintang-bintang sangat berbeda dibandingkan benda yang ada di permukaan Bulan, meskipun keduanya berdiameter sama. Tanah Bulan begitu cerah sehingga memantulkan cahaya Matahari dalam kuantitas cukup banyak yang membuatnya cukup terang jika dipotret. Sifat ini yang mendasari pemotretan di permukaan Bulan yang dilakukan astronot-astronot Apollo 11 berlangsung dengan waktu paparan (exposure) kamera cukup singkat. Sebab jika terlalu lama maka hasil pemotretan hanya akan berupa warna putih merata di segenap bagian seiring saturasi cahaya, yakni terlalu banyaknya jumlah foton yang tertangkap kamera hingga jauh melampaui ambang batas. Inilah yang menjadikan bintang-bintang di langit Bulan tak pernah terlihat, entah dalam foto-foto yang dibuat astronot Apollo 11 lebih dari 40 tahun silam maupun di foto-foto terkini dari penjelajah Bulan seperti robot Yutu dan pendarat Chang’e 3 (Cina). Sifat tersebut pula yang membuat pemotretan sisa modul Bulan Apollo 11 menjadi tak mungkin dilakukan dengan menggunakan teleskop penyigi langit Catalina Sky Survey atau sejenisnya. Jauh berbeda dengan deteksi asteroid asing yang ada di dekat Bumi, yang dilakukan dengan waktu paparan kamera cukup besar, mulai dari 30 detik hingga lebih dari 2 menit. Hingga saat itu ketidakmungkinan mengamati perangkat-perangkat sisa Apollo 11 dengan segala instrumen dari Bumi membuat misi ini dan juga misi-misi Apollo berikutnya menjadi bulan-bulanan pemuja teori konspirasi.

Situasi berubah dramatis pada 2009 saat AS meluncurkan satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) untuk memetakan Bulan dengan resolusi sangat tinggi yang belum pernah ada pembandingnya sepanjang sejarah. Satelit LRO mengedari Bulan semenjak 23 Juni 2009 dalam orbit polar (kutub) yang berbentuk lonjong dengan periluna (titik terdekat ke Bulan) hanya setinggi 30 km dari permukaan Bulan sementara apoluna (titik terjauh ke Bulan) setinggi 216 km dari permukaan Bulan. Hanya dalam dua tahun kemudian satelit ini telah memproduksi data sangat besar hingga mencapai lebih dari 192 terabyte. Sebagai pembanding, teleskop antariksa Hubble saja hanya memproduksi sekitar 45 terabyte data selama 20 tahun pertama masa operasinya. Citra permukaan Bulan dalam jumlah sangat besar inilah yang kemudian membentuk peta global Bulan terkini. Resolusi peta ini rata-rata 100 meter per piksel, namun untuk kawasan tertentu resolusinya sangat tinggi hingga mencapai 0,5 meter per piksel sesuai dengan kemampuan kamera LRO saat berada di titik periluna.

Sukses LRO disusul satelit Chang’e 2 (Cina) yang mulai mengorbit Bulan semenjak 6 Oktober 2010. Kamera Chang’e 2 pun memiliki resolusi sangat tinggi hingga 1 meter per piksel. Chang’e 2 pun berhasil membentuk peta global Bulan beresolusi tinggi, yang menjadi dasar untuk misi pendaratan Chang’e 3 dan robot penjelajah Yutu pada Desember 2013 lalu. Bedanya satelit Chang’e 2 tidak bertahan lama di Bulan seperti halnya satelit LRO. Ia meninggalkan Bulan pada 6 Juni 2011 untuk melanjutkan perjalannya menuju asteroid 4179 Toutatis.

Gambar 3. Tampilan laman peta WMS Image dengan menu dan panel-panelnya. Sumber: Arizona State University, 2013.

Gambar 3. Tampilan laman peta WMS Image dengan menu dan panel-panelnya. Sumber: Arizona State University, 2013.

Perbedaan lainnya, peta Bulan yang dihasilkan misi Chang’e 2 adalah rahasia dan hanya bisa diakses oleh kalangan terbatas di Cina khususnya pihak militer. Sebaliknya peta Bulan produk misi LRO tersedia untuk umum hingga batas resolusi cukup tinggi dan dapat diakses oleh siapa pun yang menghendakinya. Meski peta ini tak sepopuler peta bumi semacam Google Maps atau laman-laman peta sejenis demikian pula program seperti Google Earth, namun peta Bulan produk misi LRO relatif mudah dijelajahi hingga tingkat resolusi tertentu. Bahkan peta Bulan itu juga menyajikan opsi untuk memperoleh citra Bulan dengan resolusi lebih tinggi. Dua dari peta Bulan produk misi LRO adalah QuickMap dan WMS Image. Ketersediaan peta-peta Bulan tersebut memungkinkan kita melacak jejak yang ditinggalkan Apollo 11 di Bulan.

Jejak Masa Kini

Di sini penulis menggunakan peta WMS Image yang disajikan School of Earth & Planetary Exploration di Arizona State University, Arizona (AS). Peta ini menyediakan opsi menjejak permukaan Bulan pada koordinat yang dikehendaki dan pada resolusi yang lebih tinggi dibanding 100 meter per piksel dengan memanfaatkan menu-menunya seperti “Map Options” dan “Layers“. Saat laman peta WMS Image dibuka, maka akan muncul menu “Map Options“. Dalam menu ini terdapat sub-menu “Projection“, yang perlu dipilih sebagai “Ortographic“, sementara sub-menu “Latitude” (lintang) dan “Longitude” (bujur) masing-masing dituliskan angka +0,674 dan +23,473. Selanjutnya sub-menu “Single-click action” kita pilih “Get footprint info.”

Gambar 4. Tampilan peta WMS Image saat batang skala menunjukkan angka 4 km dan kemudian diedit. Nampak kawah West. Tanda bintang (*) menunjukkan lokasi dimana seharusnya Apollo 11 mendarat, namun terlewati oleh sebuah kesalahan teknis. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Arizona State University, 2013.

Gambar 4. Tampilan peta WMS Image saat batang skala menunjukkan angka 4 km dan kemudian diedit. Nampak kawah West. Tanda bintang (*) menunjukkan lokasi dimana seharusnya Apollo 11 mendarat, namun terlewati oleh sebuah kesalahan teknis. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Arizona State University, 2013.

Beralih ke menu “Layers“, kita buka sub-menu “LROC NAC Data” dan tandai pilihan “No NAC footprints“. Setelah diisi/ditandai, geser kedua menu tersebut ke bawah dengan menggunakan kursor agar tak mengganggu pandangan kita akan peta Bulan yang segera tersaji. Lalu arahkan kursor ke panel navigasi di sebelah kiri layar untuk memperbesar resolusi hingga maksimum. Begitu batang skala (di pojok kiri bawah) menunjukkan angka 6 km atau kurang, lihat kembali menu “Layers” pada sub-menu “LROC NAC Data” dan kini centang kotak di depan pilihan “LROC NAC overlay (available only at 100 m/px or closer).”

Setelah menu-menu tersebut diisi dan resolusi terus diperbesar secara bertahap, maka saat batang skala menunjukkan angka 4 km kita sudah bisa mengidentifikasi posisi kawah West yang terletak tepat di tengah-tengah peta, meski hanya sebagai lubang yang cukup kecil dibanding kawah-kawah besar lainnya yang bertaburan disekelilingnya. Yang membedakan, kawah West nampak lebih curam dibanding sebagian besar kawah lainnya, yang menandakan bahwa kawah itu adalah kawah muda (dalam skala waktu geologi). Sebagai kawah muda, struktur kawah West tentu masih berhias bongkahan-bongkahan materi produk tumbukan (ejecta) dalam beraneka ragam ukuran yang menjadikannya bukan tempat ideal untuk didarati manusia. Maka mengapa Armstrong memutuskan untuk terus menerbangkan modul Bulan-nya ke arah barat melampaui dataran berbatu ini bisa dipahami, meski mengandung resiko besar seiring amat terbatasnya jumlah bahan bakar pendaratan di modul Bulan.

Gambar 5. Tampilan peta WMS Image saat batang skala menunjukkan angka 472 meter dan kemudian diedit. Kawah West dan  Little West terlihat jelas. Bahkan bagian bawah modul Bulan Apollo 11 pun sudah terlihat meski sekilas terlihat masih sulit dibedakan dengan lingkungan sekitarnya. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Arizona State University, 2013.

Gambar 5. Tampilan peta WMS Image saat batang skala menunjukkan angka 472 meter dan kemudian diedit. Kawah West dan Little West terlihat jelas. Bahkan bagian bawah modul Bulan Apollo 11 pun sudah terlihat meski sekilas terlihat masih sulit dibedakan dengan lingkungan sekitarnya. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Arizona State University, 2013.

Saat resolusi kembali ditingkatkan, kawah Little West pun mulai terlihat sebagai bintik kecil tatkala batang skala menunjukkan angka 1.700 meter. Ketika ditingkatkan kembali, kawah makin terlihat jelas dan menunjukkan ciri-ciri yang sama dengan kawah West sebagai kawah muda, hanya diameternya jauh lebih kecil. Pada saat batang skala berada di angka 700 meter, bagian bawah modul bulan Apollo 11 mulai terlihat meski hanya sebagai bintik kecil yang sulit dibedakan dengan fitur-fitur permukaan Bulan lainnya disekelilingnya. Namun hanya pada resolusi terbesar, yakni saat batang skala menunjuukkan angka 200 meter, saja bagian bawah modul Bulan terlihat dengan jelas. Menjulang setinggi 3 meter di bawah penyinaran Matahari yang condong ke barat membentuk bayang-bayangnya yang cukup jelas, bagian bawah modul Bulan Apollo 11 ini cukup menonjol di tengah lingkungannya. Samar-samar jejak langkah Armstrong yang mengarah ke timur (menuju tepi kawah Little West) dan kemudian kembali lagi untuk memasang seismometer dan cermin retroreflektor pun terlihat.

Gambar 6. Perbandingan antara sketsa situasi sekitar lokasi pendaratan Apollo 11 (atas) dengan citra LRO berlabel M129133239R (bawah). Penanda geografis seperti kawah Little West dan kawah Double nampak jelas dalam citra. Pun sejumlah perangkat Apollo 11 seperti bagian bawah modul Bulan (LM), kamera televisi hitam putih (TV), cermin retroreflektor (LRRR) dan seismometer (PSE). Bahkan lintasan jejak kaki astronot pun terlihat jelas, demikian pula tangga yang digunakan para astronot untuk turun ke permukaan Bulan (anak panah tebal di LM). Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 1970; Arizona State University, 2013.

Gambar 6. Perbandingan antara sketsa situasi sekitar lokasi pendaratan Apollo 11 (atas) dengan citra LRO berlabel M129133239R (bawah). Penanda geografis seperti kawah Little West dan kawah Double nampak jelas dalam citra. Pun sejumlah perangkat Apollo 11 seperti bagian bawah modul Bulan (LM), kamera televisi hitam putih (TV), cermin retroreflektor (LRRR) dan seismometer (PSE). Bahkan lintasan jejak kaki astronot pun terlihat jelas, demikian pula tangga yang digunakan para astronot untuk turun ke permukaan Bulan (anak panah tebal di LM). Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 1970; Arizona State University, 2013.

Jika kita arahkan kursor pada titik koordinat dimana bagian bawah modul Bulan Apollo 11 berada dan di klik, maka akan tampil menu “Query Results” yang menunjukkan citra-citra LRO yang pernah diambil untuk kawasan di sekitar koordinat tersebut. Kita bisa memilih salah satu diantaranya misalnya citra berlabel M129133239R. Citra ini diambil satelit LRO pada 21 Mei 2010 pukul 19:06 UT (GMT) saat satelit berada di ketinggian 40 km dari permukaan Bulan. Dengan memperbesar resolusi dan melacak posisi modul Bulan Apollo 11, akan kita dapatkan lebih detil akan bagian bawah modul Bulan ini. Ia terlihat sebagai tabung kecil berbayang yang ditopang tiga kaki (kaki keempat tidak terlihat). Darinya membentang garis-garis irregular meuju ke kawah Little West di sebelah timur, yang adalah jejak langkah Armstrong. Garis-garis irregular juga terlihat mengarah ke selatan, titik dimana Armstrong dan Aldrin meletakkan seismometer dan cermin retroreflektor. Kedua instrumen itu pun dapat diidentifikasi. Saat tampilan peta WMS Image dibandingkan dengan sketsa situasi lokasi pendaratan yang dibuat Armstrong dan Aldrin, jelas terlihat bahwa tampilan peta memiliki kesamaan dengan sketsa.

Jadi, apakah Apollo 11 memang benar-benar mendarat di Bulan? Saat menelusuri dengan menggunakan peta WMS Image produk misi LRO ini kita bisa menjawabnya dengan pasti. Ya!

Catatan: dipublikasikan juga di Langitselatan

Meteor, Pasukan Gajah dan Maulid Nabi

Lebih dari 14 abad silam, tepatnya sekitar 55 hingga 52 hari sebelum Maulid Nabi Muhammad SAW, terjadi peristiwa yang menggemparkan penduduk Jazirah Arabia hingga ke segenap sudutnya. Inilah saat pasukan yang berkekuatan sangat besar untuk ukuran zamannya, yang berkekuatan 60.000 prajurit infanteri dan 15.000 prajurit kavaleri dibawah pimpinan langsung panglima Abrahah al-Asyram (gubernur pendudukan imperium Aksumit di Yaman) mendadak berantakan di halaman kota suci Makkah sebelum sempat meraih tujuannya. Pasukan besar ini membawa serta 15 ekor gajah sebagai simbol, hewan tunggangan yang belum pernah dilihat bangsa Arab. Maka pasukan itu pun lebih populer sebagai pasukan Gajah.

Kehancuran pasukan Gajah membuyarkan rencana invasi jantung Arabia Deserta yang didasari motif religius bercampur politis-ekonomis. Yakni menghancurkan Ka’bah yang menjadi episentrum spiritual bangsa Arab. Sehingga diharapkan mereka akan terdemoralisasi dan selanjutnya terlemahkan, yang pada gilirannya bakal memuluskan jalan pendudukan Arabia Deserta dan sekitarnya. Pada akhirnya jalur perdagangan yang membentang di pesisir timur Laut Merah mulai dari Arabia Petraea (Syria dan sekitarnya) di utara, Arabia Deserta (Makkah dan sekitarnya) di tengah hingga Arabia Felix (Yaman dan sekitarnya) di selatan dapat dibulatkan sepenuhnya di bawah penguasaan imperium Aksumit dan Romawi yang saling berkoalisi.

Gambar 1. Peta topografi kotasuci Makkah dan sekitarnya mencakup Mina, Muzdalifah dan padang Arafah. Lokasi Ka'bah dan Masjidil Haram beserta posisi kota Makkah pada masa 14 abad silam ditandai dengan kotak. Sementara Wadi Muhassir, yang menjadi tempat hancurnya pasukan Gajah, berada di antara Muzdalifah dan Mina. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari Google Maps.

Gambar 1. Peta topografi kotasuci Makkah dan sekitarnya mencakup Mina, Muzdalifah dan padang Arafah. Lokasi Ka’bah dan Masjidil Haram beserta posisi kota Makkah pada masa 14 abad silam ditandai dengan kotak. Sementara Wadi Muhassir, yang menjadi tempat hancurnya pasukan Gajah, berada di antara Muzdalifah dan Mina. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari Google Maps.

Sebelum kehancuran itu manuver pasukan Gajah seakan tak tertahankan meski sebagian bangsa Arab, yang terpecah-belah dalam sejumlah suku kecil dan kadang saling bermusuhan, mencoba melakukan perlawanan sporadis dan kecil-kecilan. Semuanya berhasil ditangkis sehingga mereka pun memasuki tapalbatas kotasuci Makkah, lalu bersiaga di lembah al-Mughammas sembari mengintimidasi penduduk Makkah. Didahului insiden perampasan ternak Abdul Muththalib, pemimpin kotasuci Makkah saat itu, maka pasukan berkekuatan besar ini pun bermanuver mewujudkan rencananya. Namun setibanya di lembah Wadi Muhassir (Wadi an-Nar), yang terletak di antara Muzdalifah dan Mina sekarang atau hanya berjarak 6 km di sebelah tenggara pusat kotasuci Makkah, pasukan ini mendadak hancur berantakan oleh peristiwa yang dalam kitab suci al-Qur’an diabadikan dalam surat al-Fiil (Gajah). Pasukan besar tersebut dihancurkan oleh guyuran batu panas (sijjil) yang dijatuhkan burung berbondong-bondong (thayran ababil). Hantaman batu itu berdampak cukup mengerikan, sehingga tubuh-tubuh pasukan itu bergelimpangan dengan tulang bersembulan laksana dedaunan yang dimakan ulat. Sisa pasukan yang selamat dari bencana ini menyusul bersua dengan maut kala mereka lari terbirit-birit kembali ke Yaman, termasuk Abrahah.

Kaspia Dzufari dan Meteorit

Apakah hujan batu panas yang menghancurkan pasukan Gajah itu? Ahli tafsir berbeda pendapat mengenainya. Sebagian menyebutnya sebagai tamsil bagi peristiwa seperti persebaran penyakit yang amat cepat dan ganas. Sementara sebagian lainnya berpendapat itu adalah benar-benar hujan batu panas dalam arti yang sesungguhnya. Mereka yang berpendapat demikian misalnya Fahrur Razi, Jalaluddin al-Mahalli dan Jalaluddin as-Suyuti (dikenal sebagai Jalalain) serta Muhammad Abduh. Batu panas itu disebut berukuran sedikit lebih besar dari biji adas namun lebih kecil dari biji kacang hummus, sehingga dimensinya sekitar 1 hingga 2 cm. Deskripsi lebih detil ada dalam penuturan Fakhtihah binti Abi Thalib RA atau lebih dikenal sebagai Ummi Hani’, dimana batu-batu panas itu di kemudian hari (setelah mendingin) terlihat kemerahan layaknya Kaspia Dzufari, yakni batu-batu merah yang banyak dijumpai di Dzufar (Yaman).

Guna mengetahui hakikat Kaspia Dzufari, perlu kita tinjau tempat bernama Dzufar atau Zafar, yakni kota-kuno di propinsi Ibb (Yaman) yang terletak pada koordinat 14° 12’ LU 44° 24’ BT pada elevasi 2.600 meter dari permukaan laut. Kota kuno ini berdiri sejak awal milenium dan pada puncaknya pernah berperan sebagai ibukota kerajaan Himyar sebelum dipindahkan 130 km ke utara, yakni ke kota San’a. Meski demikian Zafar tetap berperan penting bahkan hingga masa pendudukan Aksumit seiring lintasan jalur perdagangan pesisir timur Laut Merah di sini. Jalur ini pula yang dihilir-mudiki penduduk Makkah secara rutin saban tahun dalam perniagaannya, khususnya pada hari-hari musim dingin. Sehingga kota kuno ini bukanlah tempat yang asing bagi bangsa Arab.

Gambar 2. Detik-detik saat sebongkah asteroid melejit sebagai meteor-terang (fireball) menjelang peristiwa airburst di atas Chelyabinsk, Siberia (Russia) pada 15 Februari 2013 lalu. Inilah contoh terkini betapa peristiwa tumbukan benda langit berpotensi merusak meski yang terjadi pada saat itu hanyalah peristiwa airburst. Sumber : Popova dkk, 2013.

Gambar 2. Detik-detik saat sebongkah asteroid melejit sebagai meteor-terang (fireball) menjelang peristiwa airburst di atas Chelyabinsk, Siberia (Russia) pada 15 Februari 2013 lalu. Inilah contoh terkini betapa peristiwa tumbukan benda langit berpotensi merusak meski yang terjadi pada saat itu hanyalah peristiwa airburst. Sumber : Popova dkk, 2013.

Secara geologis Zafar berdiri di atas Tameng Arabia-Nubia, bagian kerak bumi berusia sangat tua (lebih dari 600 juta tahun) yang menyusun kedua belah tepian Laut Merah. Mengikuti siklus geologisnya, Tameng Arabia-Nubia sedang mengawali proses pembentukan samudera baru lewat pembentukan dan perluasan Laut Merah melalui luapan magma dari lapisan selubung. Sebagai konsekuensinya terbentuklah retakan-retakan memanjang di sekujur sisi daratan pengapit Laut Merah. Di Yaman, luapan ini terjadi secara bertahap semenjak 32 juta tahun silam hingga era modern, namun puncaknya berlangsung antara 31 hingga 26 juta tahun silam. Magma yang keluar di permukaan bumi Yaman menjadi lava, yang tersebar menutupi daerah seluas hingga 5.000 kilometer persegi sebagai padang lava (al-harrah) yang ketebalannya hingga 3.000 meter.

Berbeda dengan vulkanisme umumnya, lava tersebut adalah lava basaltik yang banyak mengandung besi sebagai ferit (Fe3+). Jika lava basaltik membeku, terbentuklah batuan beku basalt. Jika telah cukup tua, basalt akan melapuk dan menghasilkan butir-butir batuan lebih kecil ataupun partikel-partikel tanah yang berwarna kemerah-merahan sebagai akibat teroksidasinya ferit di udara, sebuah proses yang serupa dengan besi berkarat. Selain dari pelapukan dan oksidasi basalt, batu berwarna merah atau kemerah-merahan juga bisa berasal dari turmalin, jasper maupun batuan yang banyak mengandung ortoklas. Namun turmalin dan jasper adalah batu mulia (permata) dan sangat jarang dijumpai di Yaman, sementara batuan berkristal ortoklas hanya terbentuk dari pembekuan lava andesitik, bukan basaltik, yang tidak dijumpai di Zafar dan sekitarnya. Karena itu pengertian Kaspia Dzufari lebih cenderung kepada bebatuan kemerah-merahan yang kaya besi, mirip dengan bebatuan basalt yang telah melapuk dan umum dijumpai di Zafar.

Darimana batuan kaya besi dan (semula) panas itu berasal? Secara umum ada di Bumi ada dua sumber batuan panas, yakni : 1). magma/lava beserta turunannya yang dilontarkan letusan gunung berapi, dan 2). meteoroid yang telah memasuki atmosfer sebagai meteor. Jazirah Arabia khususnya area di pesisir timur Laut Merah memang menjadi rumah bagi sejumlah gunung berapi dan beberapa diantaranya berukuran sangat besar. Beberapa diantaranya dikenal aktif dan memiliki catatan pernah meletus. Namun jaraknya terhadap kota suci Makkah cukup jauh. Gunung berapi terdekat, yakni Harrat Kishb (aktif namun catatan letusan tak diketahui), masih berjarak 230 km dari kota suci Makkah. Sementara gunung berapi teraktif sekaligus terbesar, yakni Harrat Rahat (meletus terakhir tahun 1256), bahkan berjarak 235 km dari kota suci Makkah. Agar bisa melontarkan kerikil panas (lapili) hingga ke kota suci Makkah, kedua gunung berapi tersebut harus meletus sangat dahsyat dengan skala kedahsyatan lebih besar ketimbang letusan Krakatau 1883. Konsekuensinya dampak yang ditimbulkan letusannya harus terasakan di kawasan cukup luas, bahkan jauh dari gunung. Tiadanya catatan dampak letusan sedahsyat Krakatau dari gunung-gunung berapi di Jazirah Arabia menunjukkan bahwa bebatuan panas yang menghancurkan pasukan Gajah kemungkinan besar tidak berasal dari letusan gunung berapi.

Meteor dan Ledakan Nuklir

Gambar 3. Peta area terdampak gelombang kejut hasil simulasi ledakan nuklir berkekuatan 28 kiloton TNT dengan titik ledak 600 meter di atas Wadi Muhassir. Tanda bintang menunjukkan posisi ground zero, sementara kotak menunjukkan kotasuci Makkah 14 abad silam. Lingkaran biru tua merupakan area terdampak gelombang kejut yang mampu memecahkan gendang telinga, melengkungkan logam dan menjatuhkan manusia. Sementara lingkaran ungu menunjukkan area terdampak gelombang kejut yang mampu melengkungkan logam dan menjatuhkan manusia. Dan lingkaran biru tua menunjukkan area terdampak gelombang kejut yang hanya bisa menjatuhkan manusia. Garis putus-putus adalah proyeksi lintasan asteroid 1.600 ton sementara tanda panah menunjukkan lintasan asteroid dalam 8 km terakhir. Panduan arah, atas = utara. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari Google Maps.

Gambar 3. Peta area terdampak gelombang kejut hasil simulasi ledakan nuklir berkekuatan 28 kiloton TNT dengan titik ledak 600 meter di atas Wadi Muhassir. Tanda bintang menunjukkan posisi ground zero, sementara kotak menunjukkan kotasuci Makkah 14 abad silam. Lingkaran biru tua merupakan area terdampak gelombang kejut yang mampu memecahkan gendang telinga, melengkungkan logam dan menjatuhkan manusia. Sementara lingkaran ungu menunjukkan area terdampak gelombang kejut yang mampu melengkungkan logam dan menjatuhkan manusia. Dan lingkaran biru tua muda menunjukkan area terdampak gelombang kejut yang hanya bisa menjatuhkan manusia. Garis putus-putus adalah proyeksi lintasan asteroid 1.600 ton sementara tanda panah menunjukkan lintasan asteroid dalam 8 km terakhir. Panduan arah, atas = utara. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari Google Maps.

Sehingga tersisa satu sumber potensial, yakni meteoroid yang telah memasuki atmosfer sebagai meteor dalam peristiwa yang dikenal sebagai tumbukan benda langit. Berbeda dengan letusan gunung berapi, dampak tumbukan benda langit dapat terlokalisir hanya di bagian tertentu dari sebuah wilayah terutama jika benda langitnya berukuran kecil.

Ada empat syarat yang harus dipenuhi bila batu-batu panas penghancur pasukan Gajah itu bersumber dari meteoroid. Yang pertama, karena batu itu berwarna kemerah-merahan maka meteoroidnya haruslah berasal dari asteroid yang sangat kaya akan besi dan nikel. Kedua, jika batu itu berukuran setara kerikil maka mereka berasal dari meteoroid kaya besi-nikel yang terpecah-belah saat melintasi atmosfer sebagai meteor-terang (fireball). Ketiga, jika batu itu masih panas saat berjatuhan di Wadi Muhassir, padahal meteorit kecil pada umumnya sudah mendingin kala tiba di permukaan Bumi, maka tumbukan itu disertai peristiwa pelepasan hampir seluruh energi kinetiknya di udara (airburst) dengan titik airburst di ketinggian cukup rendah sehingga jatuhnya keping-keping meteor yang tersisa tak punya waktu mencukupi untuk mendingin selama masih di udara. Dan yang keempat, energi yang dilepaskan airburst cukup kecil sehingga dampak sinar panas dan gelombang kejutnya terbatasi hanya di Wadi Muhassir saja tanpa keluar dari kawasan tersebut.

Saat meteoroid memasuki atmosfer Bumi sebagai meteor dan mengalami airburst, ia melepaskan energi kinetik dalam jumlah tertentu sesuai dimensi (massa)-nya dan kecepatannya. Pelepasan energi kinetik dalam airburst mirip dengan ledakan. Dan jika kuantitas energi kinetiknya cukup besar, yakni lebih besar dari 4.184 GigaJoule (1 kiloton TNT), maka pola ledakannya menyerupai ledakan nuklir, terkecuali radiasinya. Sehingga airburst berenergi tinggi pun melepaskan gelombang kejut (shockwave) dan panas (thermal rays) dengan segala akibatnya, termasuk bila mengenai manusia. Contoh terkini bagaimana airburst berenergi tinggi berdampak cukup signifikan pada manusia terlihat pada Peristiwa Chelyabinsk (Russia) 15 Februari 2013 silam, yang melepaskan energi 500 kiloton TNT hingga mengakibatkan kerusakan signifikan dan jatuhnya korban luka-luka akibat hempasan gelombang kejutnya. Sebagai pembanding, energi ledakan bom nuklir di Hiroshima pada akhir Perang Dunia 2 adalah 20 kiloton TNT.

Gambar 4. Peta area terdampak paparan panas hasil simulasi ledakan nuklir berkekuatan 28 kiloton TNT dengan titik ledak 600 meter di atas Wadi Muhassir. Tanda bintang menunjukkan posisi ground zero, sementara kotak menunjukkan kotasuci Makkah 14 abad silam. Lingkaran jingga merupakan area terdampak paparan panas penyebab luka bakar tingkat tiga, dua dan satu. Sementara lingkaran coklat menunjukkan area terdampak paparan panas penyebab luka bakar tingkat dua dan satu. Dan lingkaran kuning menunjukkan area terdampak paparan panas yang hanya menyebabkan luka bakar tingkat satu. Garis putus-putus adalah proyeksi lintasan asteroid 1.600 ton sementara tanda panah menunjukkan lintasan asteroid dalam 8 km terakhir. Panduan arah, atas = utara. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari Google Maps.

Gambar 4. Peta area terdampak paparan panas hasil simulasi ledakan nuklir berkekuatan 28 kiloton TNT dengan titik ledak 600 meter di atas Wadi Muhassir. Tanda bintang menunjukkan posisi ground zero, sementara kotak menunjukkan kotasuci Makkah 14 abad silam. Lingkaran jingga merupakan area terdampak paparan panas penyebab luka bakar tingkat tiga, dua dan satu. Sementara lingkaran coklat menunjukkan area terdampak paparan panas penyebab luka bakar tingkat dua dan satu. Dan lingkaran kuning menunjukkan area terdampak paparan panas yang hanya menyebabkan luka bakar tingkat satu. Garis putus-putus adalah proyeksi lintasan asteroid 1.600 ton sementara tanda panah menunjukkan lintasan asteroid dalam 8 km terakhir. Panduan arah, atas = utara. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari Google Maps.

Bagaimana dengan Wadi Muhassir? Simulasi berbasis ledakan nuklir menunjukkan bahwa airburst pada ketinggian 1.000 meter dari permukaan laut, atau 600 meter di atas Wadi Muhassir, mampu melepaskan gelombang kejut dan panas yang berdampak signifikan bagi daratan Wadi Muhassir jika energi kinetik yang dilepaskan sebesar 28 kiloton TNT atau 1,4 kali lipat kekuatan bom nuklir Hiroshima. Dampak gelombang kejut dan panas bagi manusia bergantung kepada jarak mendatarnya terhadap ground zero (titik di permukaan Bumi yang tepat ada di bawah titik airburst). Gelombang kejut bisa memecahkan memecahkan paru-paru bagi orang yang ada di sekitar ground zero, memecahkan gendang telinga untuk orang yang berada hingga jarak 1,5 km dari ground zero, sanggup melengkungkan logam hingga jarak 3,4 km dari ground zero dan bahkan masih sanggup menjatuhkan sesosok manusia yang berdiri meski berada pada jarak hingga 3,8 km dari ground zero. Terlihat bahwa tingkat kerusakan akibat hempasan gelombang kejut ini bervariasi mulai dari luka ringan-menengah (jatuhnya orang yang semula berdiri) hingga berat-mematikan (pecahnya gendang telinga dan paru-paru).

Sementara panas produk airburst mampu menciptakan luka bakar tingkat tiga bagi manusia hingga jarak 2,2 km dari ground zero, menghasilkan luka bakar tingkat dua hingga sejauh 2,6 km dari ground zero dan memproduksi luka bakar tingkat satu hingga jarak 3,5 km dari ground zero. Tingkatan kerusakan akibat hempasan panas juga bervariasi mulai dari ringan (luka bakar tingkat satu) hingga berat dan mematikan (luka bakar tingkat tiga). Luka bakar tingkat satu berciri khas memerahnya permukaan kulit akibat paparan panas dan mudah sembuh. Sementara pada luka bakar tingkat tiga, tak hanya permukaan kulit namun jaringan kulit dibawahnya dan bahkan jaringan otot/pembuluh darah pun terpengaruh. Proporsi bagian tubuh yang terbakar dalam luka bakar tingkat tiga mencapai lebih dari 50 % sehingga cukup berpotensi fatal. Panas yang menyebabkan luka bakar tingkat tiga setara dengan panas yang sanggup menghanguskan batang-batang tanaman keras, juga setara dengan panas yang mampu membakar kertas secara spontan.

Gambar 5. Ilustrasi (bukan simulasi) saat-saat gelombang kejut mulai terbentuk di udara sesaat pasca airburst dengan mengacu pada peristiwa Chelyabinsk 2013. Segitiga menunjukkan posisi Wadi Muhassir. Gelombang kejut nampak masih kecil dan masih berada di sekitar lintasan asteroid, dengan kuat tekanan yang besar. Panduan arah, kiri = barat. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 5. Ilustrasi (bukan simulasi) saat-saat gelombang kejut mulai terbentuk di udara sesaat pasca airburst dengan mengacu pada peristiwa Chelyabinsk 2013. Segitiga menunjukkan posisi Wadi Muhassir. Gelombang kejut nampak masih kecil dan masih berada di sekitar lintasan asteroid, dengan kuat tekanan yang besar. Panduan arah, kiri = barat. Sumber: Popova dkk, 2013.

Secara geografis Wadi Muhassir merupakan bagian dari lembah besar yang semi tertutup dan dipagari oleh jajaran perbukitan berbatu nan tandus di sisi utara, timur dan baratnya. Lembah besar itu hanya terbuka di ujung selatannya saja, dimana padang Arafah berada. Seluruh kawasan Mina dan Muzdalifah terletak di dalam lembah besar ini. Maka meskipun hanya berjarak 6 km saja dari pusat kotasuci Makkah, namun antara Wadi Muhassir dan kotasuci tersebut dipisahkan oleh perbukitan berbatu yang menjulang hingga setinggi 150 meter. Karakter geografis Wadi Muhassir yang demikian membuat gelombang kejut dan panas yang diproduksi airburst maupun peristiwa mirip ledakan nuklir lainnya hanya berdampak di dalam lembah tanpa bisa keluar darinya karena halangan alamiah dari perbukitan berbatu yang menjulang tinggi. Hal ini mirip dengan apa yang terjadi pada kota Nagasaki saat dibom nuklir pada 9 Agustus 1945 menjelang berakhirnya Perang Dunia 2. Meski kekuatan bom nuklir Nagasaki lebih besar ketimbang Hiroshima, namun dengan kota yang berada di dasar lembah dipagari perbukitan di sekelilingnya, maka luas area yang terhantam gelombang kejut maupun panas di Nagasaki justru lebih kecil dibanding Hiroshima. Implikasinya korban jiwa yang jatuh di Nagasaki pun lebih terbatas.

Perhitungan lebih lanjut dengan menggunakan persamaan-persamaan dari Collins (2005) menunjukkan airburst berenergi 28 kiloton TNT bisa terjadi jika ada asteroid kaya besi-nikel (massa jenis 7.900 kg per meter kubik) berdiameter 7,25 meter yang menuju ke Bumi sebagai meteoroid. Saat memasuki atmosfer Bumi, asteroid bermassa 1.600 ton itu melejit pada kecepatan 12,2 km/detik (44.100 km/jam), kecepatan yang sangat tinggi untuk ukuran manusia namun tergolong lambat untuk ukuran benda langit seperti asteroid dan komet pengancam Bumi. Begitu memasuki atmosfer, meteoroid ini berubah menjadi meteor-terang (fireball). Jika lintasan meteoroid membentuk sudut zenith 70° terhadap permukaan Wadi Muhassir (atau datang dari ketinggian rendah yakni hanya 20°), maka meteor-terang itu akan memijar hingga hampir sama terangnya dengan Bulan purnama, sehingga mudah dilihat manusia meski di pagi hari. Di sepanjang lintasannya meteor-terang itumemproduksi jejak asap tebal diiringi gemuruh dentuman sonik.

Gambar 6. Ilustrasi (bukan simulasi) saat-saat gelombang kejut mulai berkembang di udara dalam beberapa detik pasca airburst dengan mengacu pada peristiwa Chelyabinsk 2013. Segitiga menunjukkan posisi Wadi Muhassir. Gelombang kejut nampak mulai mengembang meski masih berada di sekitar lintasan asteroid, dengan kuat tekanan mulai sedikit menurun. Panduan arah, kiri = barat. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 6. Ilustrasi (bukan simulasi) saat-saat gelombang kejut mulai berkembang di udara dalam beberapa detik pasca airburst dengan mengacu pada peristiwa Chelyabinsk 2013. Segitiga menunjukkan posisi Wadi Muhassir. Gelombang kejut nampak mulai mengembang meski masih berada di sekitar lintasan asteroid, dengan kuat tekanan mulai sedikit menurun. Panduan arah, kiri = barat. Sumber: Popova dkk, 2013.

Pada ketinggian sekitar 2.300 meter dari permukaan laut, besarnya tekanan ram akibat tingginya kecepatan meteor membuat struktur materi penyusun asteroid tak sanggup lagi mempertahankan kekuatannya. Maka terjadilah awal pemecah-belahan yang membuat meteor-terang menjadi berkeping-keping. Reaksi pemecah-belahan terus berlangsung hingga kepingan-kepingan tersebut sampai di ketinggian 1.000 meter dari permukaan laut, saat airburst terjadi dan menghasilkan kilatan cahaya yang nyaris seterang Matahari. Selain menghempaskan gelombang kejut dan panas, airburst juga meremukkan sebagian keping meteor dan mengubahnya menjadi bubuk debu yang melayang di udara. Sebagian lainnya tetap bertahan dan melanjutkan perjalanan ke permukaan Bumi. Namun dengan titik airburst yang sangat rendah, maka keping-keping meteor yang tersisa ini hanya menempuh jarak 3.000 meter lagi di udara sebelum kemudian menjatuhi Wadi Muhassir. Akibatnya keping-keping meteor tersebut masih sangat panas dan berkecepatan tinggi, sehingga saat jatuh di Wadi Muhassir bisa diibaratkan laksana guyuran peluru kaliber besar.

Kehancuran oleh Meteor

Dapat dilihat bahwa peristiwa airburst sebuah asteroid kaya besi-nikel, yang adalah induk meteorit siderit (besi), akan menghasilkan tiga dampak signifikan yang berdaya bunuh bagi manusia. Pertama adalah hempasan gelombang kejutnya. Kemudian yang kedua, paparan panasnya. Dan yang terakhir adalah hantaman keping-keping meteornya yang masih tersisa sebagai meteorit.

Dengan dampak semacam itu kita bisa membayangkan apa yang terjadi pada pasukan Gajah saat mendadak terlihat adanya meteor-terang mendekat dengan cepat di langit barat. Awalnya mereka tercengang oleh pemandangan aneh di langit yang dipenuhi kilatan cahaya terang, percikan api mirip kembang api, jejak asap tebal kelabu yang bergulung-gulung dan sama sekali tak mirip awan serta gemuruh suara menderu laksana ribuan burung yang sedang mencicit di langit. Terpana oleh semua pemandangan yang tak pernah disaksikan tersebut, tak satupun yang sempat bereaksi. Hingga terjadilah kilatan cahaya sangat terang menyamai Matahari yang disertai dentuman suara menggelegar yang memicu kepanikan luar biasa. Namun belum sempat bereaksi lebih jauh, mendadak udara terasa memanas hebat bersamaan dengan terjadinya hempasan angin luar biasa kencang sebagai manifestasi dari panas dan gelombang kejut. Panas dibawa oleh sinar inframerah sehingga melaju dengan kecepatan cahaya sementara gelombang kejut menjalar dengan kecepatan supersonik.

Hantaman gelombang kejut membuat para prajurit bertumbangan beserta hewan kendaraannya. Pada saat bersamaan panas tinggi pun menebar petaka. Akibatnya mereka yang sudah menderita luka-luka fisik dalam beragam tingkat akibat hempasan gelombang kejut kini mendapatkan tambahan luka-luka bakar dalam beragam tingkat akibat paparan panas. Sebagian mereka mungkin langsung menghangus akibat luka bakar tingkat tiga yang fatal. Sementara sebagian lainnya harus menahan perih menderita luka-luka fisik akibat hantaman gelombang kejut dan luka bakar tingkat dua maupun satu. Di tengah kekacauan itu mendadak langit mengguyurkan batu-batu panas seukuran kerikil yang melejit cepat laksana peluru kaliber besar, yang kini kita kenal sebagai peluru khusus untuk berburu binatang besar. Tubuh-tubuh yang terluka itu pun terhantam batu-batu itu secara beruntun. Maka tersungkurlah sebagian besar mereka hingga menemui ajalnya. Sisanya yang luput dari kematian di Wadi Muhassir dan lari terbirit-birit pulang ke Yaman masih merasakan penderitaan dengan luka-luka bakar dan fisik di sekujur tubuhnya. Tanpa perawatan memadai, luka-luka tersebut akan menjadi tempat hinggap dan berpesta poranya bakteri patogen hingga timbul infeksi dalam beragam tingkat keparahan. Tanpa penanganan medis memadai, maka satu persatu dari mereka yang berhasil menyelamatkan diri pun menyusul tewas berjatuhan di sepanjang perjalanan pulang ke Yaman. Bahkan meskipun telah tiba di Yaman, seperti Abrahah.

Gambar 7. Ilustrasi (bukan simulasi) saat-saat gelombang kejut sudah demikian meluas di udara dan mulai menyentuh tanah dalam beberapa belas detik pasca airburst dengan mengacu pada peristiwa Chelyabinsk 2013. Segitiga menunjukkan posisi Wadi Muhassir. Gelombang kejut telah demikian meluas hingga seakan membentuk tabung, dengan kuat tekanan lebih menurun dibanding beberapa detik sebelumnya. Meski demikian saat menyentuh tanah gelombang kejut itu masih cukup mampu menimbulkan kerusakan dan mematikan bagi manusia. Panduan arah, kiri = barat. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 7. Ilustrasi (bukan simulasi) saat-saat gelombang kejut sudah demikian meluas di udara dan mulai menyentuh tanah dalam beberapa belas detik pasca airburst dengan mengacu pada peristiwa Chelyabinsk 2013. Segitiga menunjukkan posisi Wadi Muhassir. Gelombang kejut telah demikian meluas hingga seakan membentuk tabung, dengan kuat tekanan lebih menurun dibanding beberapa detik sebelumnya. Meski demikian saat menyentuh tanah gelombang kejut itu masih cukup mampu menimbulkan kerusakan dan mematikan bagi manusia. Panduan arah, kiri = barat. Sumber: Popova dkk, 2013.

Dalam sejarah umat manusia, bencana akibat hantaman benda langit (meteor) telah beberapa kali terjadi. Misalnya di Cina pada tahun 1490 yang disebut-sebut menewaskan hingga 10.000 orang, meski jumlah korban jiwa ini dianggap terlalu dibesar-besarkan. Juga di pulau Saarema di Teluk Riga (Estonia) pada 7.000 tahun silam, saat sebongkah asteroid kaya besi-nikel menghantam dengan titik target tepat berimpit dengan pemukiman suku Nordik di sini. Tumbukan itu melepaskan energi 1,5 kiloton TNT dan sontak mengubah pemukiman menjadi daratan gersang berhias lubang-lubang kawah yang salah satunya kini tergenangi air sebagai Danau Kaali (Kaalijarv). Hubungan tumbukan benda langit dengan hancurnya pasukan Gajah akan terbukti jika pada lapisan-lapisan batuan di Wadi Muhassir dijumpai jejak meteorit besi-nikel dari masa 14 abad silam. Namun kalaupun benar demikian, maka mengapa terdapat sebutir asteroid yang memiliki massa demikian tepat dan pada waktu yang tepat jatuh ke Wadi Muhassir di antara milyaran asteroid lainnya yang bergentayangan di dalam tata surya adalah pertanyaan yang tak bisa dijawab perhitungan-perhitungan ini sebagai bagian dari rahasia Allah SWT. Wallahua’lam bishshawab.

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.

Kawah Meteor Baru di Bulan

Sebuah kawah meteor yang baru telah terbentuk di permukaan Bulan pada 17 Maret 2013 lalu. Kawah meteor tersebut mampu ‘menelan’ sepasang rumah tipe 36 dengan mudah. Namun siapa sangka, kawah sebesar ini ternyata terbentuk oleh hantaman meteoroid yang dimensinya tak lebih besar dari roda sepeda motor kita?

Gambar 1. Ilustrasi saat-saat jatuhnya sebutir meteoroid di permukaan Bulan, yang menghamburkan material produk tumbukan (ejecta) bersuhu tinggi ke lingkungan sekelilingnya, sementara Bumi nampak mengapung di antara bintang-bintang di latar belakang. Sumber: NASA, 2005.

Gambar 1. Ilustrasi saat-saat jatuhnya sebutir meteoroid di permukaan Bulan, yang menghamburkan material produk tumbukan (ejecta) bersuhu tinggi ke lingkungan sekelilingnya, sementara Bumi nampak mengapung di antara bintang-bintang di latar belakang. Sumber: NASA, 2005.

Rob Suggs mendadak terlonjak dari kursinya saat seberkas cahaya terang benderang mendadak muncul di layar monitor di meja kerjanya di NASA Marshall Flight Space Center, Alabama (AS) pada Sabtu 16 Maret 2013 pukul 09:50 waktu setempat (atau Minggu 17 Maret 2013 pukul 10:50 WIB). Sebagai sosok di balik program Lunar Impact Monitoring yang bertugas memantau peristiwa tumbukan meteoroid di permukaan Bulan semenjak 2005, Suggs sejatinya tak asing dengan kilatan cahaya sejenis. Tapi, “itulah kilatan cahaya paling terang yang pernah saya saksikan,” kenangnya.

Kilatan cahaya itu mengerjap dari sisi dekat Bulan yang masih gulita karena berada di luar area sabit Bulan. Pada saat itu Bulan memiliki fase hanya 27 % sehingga masih berbentuk sabit (catatan: saat fase Bulan 50 %, maka ia berbentuk separuh lingkaran sementara saat fasenya maksimum maka wajah Bulan berupa lingkaran utuh sebagai purnama). Kilatan cahaya yang terbentuk saat meteoroid menghantam Bulan itu demikian terang, setara terangnya dengan bintang bermagnitudo semu +4, sehingga siapapun yang menatap Bulan pada saat itu akan mampu melihatnya bahkan meski tidak menggunakan alat bantu optik apapun, sepanjang berada di lingkungan yang cukup gelap. Dalam catatan Suggs, inilah kilatan cahaya tumbukan meteor terterang yang pernah teramati program Lunar Impact Monitoring, program pemantauan NASA yang bersenjatakan teleskop 355 mm dengan panjang fokus efektif 94 cm. Pada umumnya kilatan produk tumbukan meteoroid di Bulan hanya memiliki magnitudo semu +7 sehingga cukup gelap untuk bisa disaksikan oleh mata manusia bila tak menggunakan alat bantu optik apapun.

Gambar 2. Bagian dari rekaman video yang menunjukkan peristiwa tumbukan meteor di Bulan pada 17 Maret 2013 silam. Kilatan cahaya produk tumbukan nampak mengerjap dari area Mare Imbrium (kanan bawah). Sumber: NASA, 2013.

Gambar 2. Bagian dari rekaman video yang menunjukkan peristiwa tumbukan meteor di Bulan pada 17 Maret 2013 silam. Kilatan cahaya produk tumbukan nampak mengerjap dari area Mare Imbrium (kanan bawah). Sumber: NASA, 2013.

Perbandingan antara rekaman video yang memuat detik-detik terjadinya kilatan cahaya benderang tersebut dengan peta Bulan memastikan bahwa posisi tumbukan meteoroid ada di sisi selatan Mare Imbrium, tepatnya di dekat kawah Pytheas. Berselang 4 bulan kemudian, satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) memastikan keberadaan jejak dari tumbukan tersebut. Mata tajam kamera LRO, yang dirancang untuk bisa menjejak obyek di permukaan Bulan dengan resolusi sangat tinggi hingga sebesar 35 cm per piksel, mendeteksi kehadiran sebentuk kawah baru yang sebelumnya tak pernah ada. Kawah baru tersebut terletak di koordinat 20,6 LU 23,9 BB di permukaan Bulan. Kamera LRO memperlihatkan kawah baru tersebut sebagai kawah kecil dengan garis tengah 18 meter yang berhiaskan tumpukan material segar sebagai produk tumbukan yang terlontar kesekelilingnya. Material tersebut tidak tersebar secara merata di sekeliling kawah melainkan lebih dominan ke arah timur laut, yang menandakan bahwa meteoroid pembentuknya datang dari arah barat daya. Namun butuh waktu hingga 9 bulan pasca tumbukan sebelum hasil-hasil bidikan satelit LRO dipublikasikan, yakni melalui momen pertemuan Perhimpunan Geofisika Amerika Serikat (AGU/American Gephysical Union) pada Desember 2013 lalu.

Analisis

Dalam waktu yang hampir bersamaan dengan kejadian tumbukan meteor di Bulan itu, kamera pemantau NASA di program Meteoroid Environment juga mendeteksi adanya 5 meteoroid tak biasa yang memasuki atmosfer Bumi sebagai meteor-terang (fireball). Selain NASA, fireball yang sama juga terekam kamera pemantau University of Western Ontario. Analisis menunjukkan bahwa semua fireball itu merupakan bagian hujan meteor eta Virginids, yakni jenis hujan meteor periodik yang berlangsung semenjak 24 Februari hingga 27 Maret setiap tahun. Puncak hujan meteor ini terjadi pada 18 Maret dengan intensitas sangat kecil, hanya 1 sampai 2 meteor per jam. Meteoroid-meteoroid eta Virginids berasal dari sisa-sisa komet tak dikenal yang nampaknya sempat teramati pada 30 September 1833 dan 16 hari kemudian. Meteoroid-meteoroid tersebut mengorbit Matahari dalam lintasannya masing-masing yang berbentuk lonjong serta merentang di antara orbit Venus dan Jupiter. Meteoroid eta Virginids memasuki atmosfer Bumi pada kecepatan yang cukup tinggi untuk ukuran manusia, yakni 25,5 km/detik (92.000 km/jam). Namun untuk ukuran meteoroid yang berasal dari sisa komet, kecepatan eta Virginids masih tergolong rendah. Waktu kejadian yang hampir bersamaan mengindikasikan bahwa meteor yang membentuk kawah di Bulan pada 17 Maret 2013 itu pun merupakan meteoroid eta Virginids.

Gambar 3. Titik jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan dalam peristiwa 17 Maret 2013 silam (ditandai dengan anak panah kuning) dalam citra satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter). Fitur topografis Bulan terdekat dengannya adalah kawah Pytheas (diameter 20 km). Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 3. Titik jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan dalam peristiwa 17 Maret 2013 silam (ditandai dengan anak panah kuning) dalam citra satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter). Fitur topografis Bulan terdekat dengannya adalah kawah Pytheas (diameter 20 km). Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Pada saat kejadian, sumber hujan meteor Virginids terletak pada altitud 70 derajat di arah barat daya jika ditinjau dari titik targetnya di Bulan. Dengan memanfaatkan data ini dan kecepatan meteoroid, maka perhitungan yang penulis lakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan matematis dari Collins (2005) yang dimodifikasi memperlihatkan kawah meteor baru yang bergaris tengah 18 meter di Bulan itu bisa dibentuk oleh sebongkah meteoroid dengan diameter ‘hanya’ 40 cm dan massa ‘hanya’ 40 kg. Dengan demikian dimensi meteoroidnya tak lebih besar ketimbang roda sepeda motor yang biasa kita naiki di Bumi. Analisis lebih lanjut memperlihatkan saat meteoroid tersebut menghantam titik targetnya, terjadi pelepasan energi kinetik sebesar 13 GigaJoule atau 3 ton TNT. Dengan demikian energi tumbukan ini setara dengan ledakan dari 3.000 kg batang dinamit. Pelepasan energi ini menyebabkan suhu titik target melonjak hingga sekitar 10.000 derajat Celcius sembari menghamburkan lebih dari 550 meter kubik batuan dan pasir Bulan sebagai materi produk tumbukan (ejecta) dengan massa lebih dari 830 ton. Karena meteoroid datang dari arah barat daya, maka mayoritas ejecta-nya terlempar ke arah berseberangan yakni timur laut.

Resiko bagi Manusia di Bulan

Bagaimana jika meteoroid 40 cm itu jatuh ke Bumi? Simulasi menunjukkan jika hal itu terjadi, maka meteoroid itu takkan menimbulkan masalah berarti. Saat meteoroid memasuki atmosfer Bumi, ia berubah menjadi fireball yang memijar terang hingga mencapai puncak kecerlangannya pada ketinggian sekitar 85 km dari permukaan laut dengan magnitudo semu -6,5 atau 6 kali lipat lebih benderang dibanding Venus. Namun dalam beberapa detik kemudian, tepatnya kala fireball telah memasuki ketinggian 75 km dari permukaan laut, ia akan lenyap karena materi penyusunnya telah tergerus habis dan menguap oleh kombinasi tekanan dan panas sangat tinggi. Dengan kata lain, selimut udara yang menyelubungi Bumi menjadi berkah yang membuat meteoroid tak sanggup mencapai permukaan Bumi. Berkah ini yang tak dimiliki oleh Bulan.

Gambar 4. Perbandingan antara citra satelit LRO yang diambil pada 12 Februari 2012 (atas) dengan yang diambil pada 28 Juli 2013 (bawah) untuk lokasi jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan. Kawah meteor baru nampak jelas terekam, yang berdiameter 18 meter dengan hamburan ejecta didominasi ke arah timur laut. Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 4. Perbandingan antara citra satelit LRO yang diambil pada 12 Februari 2012 (atas) dengan yang diambil pada 28 Juli 2013 (bawah) untuk lokasi jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan. Kawah meteor baru nampak jelas terekam, yang berdiameter 18 meter dengan hamburan ejecta didominasi ke arah timur laut. Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Bulan memang sudah kita eksplorasi semenjak fajar abad antariksa menyingsing lebih dari setengah abad silam. 12 orang bahkan telah menapakkan kakinya di Bulan melalui program Apollo, yang berakhir lebih dari empat dasawarsa silam. Namun hingga kini tak satupun yang tahu seberapa banyak meteoroid yang berjatuhan ke Bulan dalam setiap harinya. Padahal Bulan jauh lebih rentan terhadap ancaman tumbukan benda langit (meteor) bahkan untuk dimensi yang kecil sekalipun seiring tiadanya selubung udara yang tebal dan signifikan di sana.

Kejadian 17 Maret 2013 menjadi contoh telanjang bagaimana meteoroid yang tergolong kecil mampu berdampak signifikan (untuk ukuran manusia) di Bulan, dimana meteoroid seukuran ‘hanya’ 40 cm saja mampu membentuk kawah selebar 18 meter. Padahal diameter wahana-wahana antariksa yang dikirimkan manusia ke Bulan, termasuk modul bulan yang digunakan sebagai wahana pendarat manusia dalam program Apollo, tak sampai lebih dari 8 meter. Maka sebutir meteoroid kecil yang menghantam Bulan adalah mimpi buruk bagi manusia terutama pada momen pendaratan manusia dan kolonisasi (penghunian) Bulan kelak. Pendaratan manusia dalam program Apollo di masa silam boleh dikata beruntung melewati momen-momen mengerikan hantaman meteor di Bulan karena bernasib mujur.

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.

2014 AA dan Asteroid yang Terdeteksi Sebelum Mencium Bumi

Asteroid 2014 AA (diameter ~3 meter, massa ~38 ton) telah musnah di atas Samudera Atlantik pada Kamis 2 Januari 2014 sekitar pukul 11:00 WIB lalu tatkala mengalami peristiwa airburst, yakni pelepasan hampir seluruh energi kinetik yang diembannya setelah berjuang keras menembus selubung atmosfer Bumi hingga berkeping-keping untuk kemudian terdeselerasi secara mendadak. Sebagian kecil kepingnya yang tersisa sebagai meteorit kini telah bersemayam di dasar samudera nan dingin, sejauh sekitar 3.000 km di sebelah timur kota Caracas (Venezuela). Namun gema yang ditimbulkan oleh kehadirannya masih berdentang keras di telinga sebagian manusia. Betapa tidak? Airburst asteroid 2014 AA terjadi hanya berselang 11 bulan pasca airburst dengan energi jauh lebih tinggi yang dialami asteroid-tanpa-nama dalam Peristiwa Chelyabinsk di atas kawasan Siberia (Russia). Peristiwa Chelyabinsk disebabkan oleh asteroid berdiameter ~17 meter (massa 10.000 ton) yang mengalami airburst hingga menghasilkan gelombang kejut (shockwave) kuat dan panas (thermal rays) berintensitas rendah. Ribuan orang mengalami luka-luka dan ribuan bangunan mengalami kerusakan dengan total kerugian hingga milyaran rupiah. Peristiwa Chelyabinsk mendemonstrasikan bagaimana ancaman sesungguhnya dari peristiwa tumbukan benda langit, yakni saat komet/asteroid jatuh ke Bumi.

Gambar 1. Asteroid-tanpa-nama saat melaju di dalam atmosfer Bumi menjelang airburst di atas Chelyabinsk, Siberia (Russia) pada 15 Februari 2013 lalu. Inilah contoh terkini betapa peristiwa tumbukan benda langit berpotensi merusak meski yang terjadi baru sebatas peristiwa airburst. Sumber : Popova dkk, 2013.

Gambar 1. Asteroid-tanpa-nama saat melaju di dalam atmosfer Bumi menjelang airburst di atas Chelyabinsk, Siberia (Russia) pada 15 Februari 2013 lalu. Inilah contoh terkini betapa peristiwa tumbukan benda langit berpotensi merusak meski yang terjadi baru sebatas peristiwa airburst. Sumber : Popova dkk, 2013.

Simulasi kasar yang penulis lakukan menunjukkan asteroid 2014 AA mulai memasuki atmosfer Bumi pada kecepatan 15 km/detik (54.200 km/jam) dengan sudut zenith hanya ~5 derajat, sehingga lintasannya nyaris tegaklurus terhadap titik targetnya. Tingginya kecepatan asteroid menghasilkan penekanan ram (ram pressure) sehingga suhu kolom udara yang tertekan hebat di depan asteroid menjadi sangat tinggi. Akibatnya permukaan asteroid pun mulai berpijar membara dan tergerus hingga terbentuklah meteor-terang (fireball) dengan magnitudo semu hingga -10 pada puncaknya. Tekanan ram yang kian menghebat seiring kian jauhnya meteor-terang menembus atmosfer menyebabkan terjadinya pemecah-belahan (fragmentasi) kala besarnya tekanan mulai melampaui ketahanan material asteroid. Pemecah-belahan mulai terjadi semenjak ketinggian 45 km dari permukaan laut dan terus berlangsung hingga ketinggian 35 km saat airburst terjadi. Airburst melepaskan energi hingga 4,18 GigaJoule atau sebesar 1 kiloton TNT. Sebagai pembanding, energi ledakan bom nuklir di Hiroshima pada akhir Perang Dunia 2 adalah 20 kiloton TNT. Sebagian kecil energi ini, yakni sekitar 10 %, dilepaskan sebagai cahaya dalam bentuk kilatan dengan magnitudo semu sekitar -18 atau -19, merujuk pada kejadian sejenis.

Gambar 2. Atas: citra asteroid 2014 AA (dalam lingkaran kuning) yang diabadikan Observatorium Gunung Lemmon (AS) pada 1 Januari 2014. A, B dan C adalah bintang-bintang dalam rasi Waluku (Orion). Bawah: titik lokasi airburst asteroid 2014 AA berdasarkan deteksi gelombang infrasonik dari mikrobarometer di stasiun IMS Kep. Bermuda, Bolivia dan Brazil. Sumber: NASA, 2014; Brown, 2014.

Gambar 2. Atas: citra asteroid 2014 AA (dalam lingkaran kuning) yang diabadikan Observatorium Gunung Lemmon (AS) pada 1 Januari 2014. A, B dan C adalah bintang-bintang dalam rasi Waluku (Orion). Bawah: titik lokasi airburst asteroid 2014 AA berdasarkan deteksi gelombang infrasonik dari mikrobarometer di stasiun IMS Kep. Bermuda, Bolivia dan Brazil. Sumber: NASA, 2014; Brown, 2014.

Berdasarkan gelombang infrasonik yang direkam instrumen mikrobarometer di 3 stasiun IMS (International Monitoring Systems) berbeda, yakni di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda, maka lokasi airburst terletak di koordinat 12 LU 40 BB. Stasiun IMS merupakan bagian jejaring pengawas larangan ujicoba nuklir menyeluruh dalam kerangka CTBTO (Comprehensive nuclear Tes Ban Treaty Organization) di bawah kontrol Perserikatan Bangsa-Bangsa, sehingga memiliki kemampuan untuk mendeteksi pelepasan energi besar dan singkat baik di atmosfer, permukaan Bumi maupun di bawah tanah.

Bukan yang Pertama

Asteroid 2014 AA telah terdeteksi dalam 23 jam sebelum menumbuk Bumi oleh Richard Kowalski melalui teleskop 150 cm di Observatorium Gunung Lemmon Arizona (AS), tulangpunggung sistem penyigian langit Catalina Sky Survey. Penyigian ini yang bertujuan melacak benda langit pelintas dekat Bumi, khususnya asteroid dan komet. Asteroid terdeteksi saat masih berjarak hampir 500.000 km dari Bumi sebagai benda langit sangat redup dengan magnitudo semu hanya +19. Namun keberhasilan deteksi asteroid ini sebelum jatuh ke Bumi bukanlah kisah sukses pertama. Asteroid 2014 AA didului oleh asteroid 2008 TC3, yang telah terdeteksi pada 6 Oktober 2008 pukul 13:39 WIB atau hanya 20 jam sebelum menumbuk Bumi. Uniknya, asteroid 2008 TC3 juga pertama kali dideteksi oleh Kowalski menggunakan teleskop yang sama dan observatorium yang sama dengan yang digunakan dalam penemuan asteroid 2014 AA. Uniknya lagi, 2008 TC3 juga terdeteksi saat masih berjarak ~500.000 km dari Bumi.

Gambar 3. Orbit asteroid 2014 AA dan 2008 TC3 di antara orbit Venus, Bumi dan Mars, disimulasikan dengan Starry Night dari atas kutub utara Matahari pada 2 Januari 2014 pukul 07:00 WIB. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Gambar 3. Orbit asteroid 2014 AA dan 2008 TC3 di antara orbit Venus, Bumi dan Mars, disimulasikan dengan Starry Night dari atas kutub utara Matahari pada 2 Januari 2014 pukul 07:00 WIB. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Namun berbeda dengan asteroid 2014 AAA yang relatif ‘sepi’ dari sambutan, asteroid 2008 TC3 menyedot perhatian besar. Tak kurang dari 26 observatorium turut berpartisipasi dalam pengamatan yang membuahkan hingga 570 data. Berlimpahnya data membuat hasil perhitungan menjadi lebih akurat dan titik lokasi tumbukan pun dapat diperkirakan sebelumnya, yakni di ruang udara gurun Nubia yang secara administratif berada di Sudan bagian utara berdekatan dengan perbatasan Mesir. Akurasi ini memungkinkan observasi berlanjut dengan menggunakan satelit pengindera Bumi. Maskapai penerbangan komersial yang pesawatnya melintas di dekat prediksi titik tumbukan pun dikontak guna memastikan peristiwa tersebut.

Dan tumbukan pun akhirnya benar-benar terjadi. Asteroid 2008 TC3 (diameter ~4 meter, massa ~83 ton) melejit memasuki atmosfer Bumi pada kecepatan 12,4 km/detik (44.600 km/jam) pada sudut zenith 70 derajat. Satelit mata-mata AS merekam fragmentasi mulai terjadi pada saat asteroid, yang telah berubah menjadi meteor-terang, berada pada ketinggian 65 km. Satelit yang sama dan juga satelit cuaca Meteosat-8/Eumetsat merekam airburst terjadi pada ketinggian 37 km di koordinat 20,6 LU 33,1 BT. Airburst ini melepaskan energi 1,1 hingga 2,1 kiloton TNT dengan 10 % diantaranya berubah menjadi cahaya, sehingga padang pasir Nubia yang semula gelap mendadak benderang mengingat airburst nampak sebagai kilatan dengan magnitudo semu hingga -20 atau 800 kali lipat lebih benderang dibanding Bulan purnama. Kilatan cahaya ini mengejutkan penduduk setempat, yang sedang bersiap menunaikan shalat Shubuh. Kilatan cahaya yang sama juga teramati oleh pilot Ron de Poorter dan kopilot Coen van Uden, awak jumbo jet Boeing-747 penerbangan 592 milik maskapai KLM (Belanda) yang melayani rute Johannesburg (Afrika Selatan) – Amsterdam (Belanda) saat mereka berjarak sejauh 1.400 km dari titik airburst. Kilatan yang sama pun sempat terekam oleh kamera keamanan salah satu villa di di kota resor el-Gouna (Mesir) di pesisir Laut Merah, sejauh 725 km dari titik airburst.

Gambar 4. Atas: citra asteroid 2008 TC3 (dalam lingkaran kuning) yang diabadikan Observatorium Gunung Lemmon (AS) pada 6 Oktober 2008. Bawah: titik lokasi airburst asteroid 2008 TC3 berdasarkan citra inframerah satelit Meteosat-8. Panah menunjukkan lintasan asteroid, garis biru menunjukkan Sungai Nil. Sumber: NASA, 2008; Shaddad dkk, 2010.

Gambar 4. Atas: citra asteroid 2008 TC3 (dalam lingkaran kuning) yang diabadikan Observatorium Gunung Lemmon (AS) pada 6 Oktober 2008. Bawah: titik lokasi airburst asteroid 2008 TC3 berdasarkan citra inframerah satelit Meteosat-8. Panah menunjukkan lintasan asteroid, garis biru menunjukkan Sungai Nil. Sumber: NASA, 2008; Shaddad dkk, 2010.

Seperti halnya asteroid 2014 AA, peristiwa airburst asteroid 2008 TC3 pun tidak menyebabkan masalah pada permukaan Bumi dibawahnya meski merupakan daratan yang berpenduduk. Pelepasan energi hingga 2,1 kiloton TNT memang menghasilkan gelombang kejut (shockwave). Namun dengan titik airburst yang setinggi 37 km, kekuatan gelombang kejutnya telah sangat melemah kala tiba di permukaan Bumi dibawahnya sehingga tak berdampak merusak sama sekali. Gelombang kejut lemah inilah yang terekam sebagai gelombang infrasonik oleh instrumen mikrobarometer di stasiun IMS Kenya. Pasca kejadian, di kawasan padang pasir Nubia khususnya di sekitar titik koordinat airburst sepanjang proyeksi lintasan asteroid dijumpai banyak meteorit. Secara akumulatif telah ditemukan lebih dari 600 buah meteorit dengan massa akumulatif sebesar 10,5 kg yang kemudian dinamakan meteorit Almahata Sitta, merujuk pada nama Almahata Sitta (Stasiun KA no. 6 dalam bahasa Sudan) yang berlokasi di dekat titik airburst. Seperti halnya gelombang kejutnya, guyuran meteorit ini pun tak berdampak merusak, terlebih dengan jarangnya pemukiman penduduk di sini.

Keterbatasan

Baik asteroid 2008 TC3 maupun 2014 AA merupakan bagian keluarga asteroid dekat Bumi (near earth asteroid) kelas Apollo sehingga orbitnya, sebelum jatuh ke Bumi, merentang di antara orbit Venus hingga Mars. Tetapi perbandingan parameter orbit kedua asteroid menunjukkan meskipun keduanya sekeluarga, namun mereka adalah asteroid yang sama sekali berbeda sehingga tidak berasal dari satu induk yang sama.

Gambar 5. Perbandingan parameter orbit asteroid 2014 AA dan 2008 TC3. nampak perbedaan yang sangat besar pada parameter titik nodal menaik dan argumen perihelion, yang menandakan bahwa kedua asteroid ini tidak memiliki induk yang sama. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Gambar 5. Perbandingan parameter orbit asteroid 2014 AA dan 2008 TC3. nampak perbedaan yang sangat besar pada parameter titik nodal menaik dan argumen perihelion, yang menandakan bahwa kedua asteroid ini tidak memiliki induk yang sama. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Sukses deteksi asteroid 2008 TC3 dan 2014 AA mendemonstrasikan bagaimana kemampuan sistem penyigi langit terkini. Pada saat ini terdapat 14 sistem penyigi langit yang dioperasikan oleh sejumlah negara. Selain CSS (Catalina Sky Survey), Amerika Serikat juga mengoperasikan LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroids Research), Spacewatch, Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) dan WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Negara-negara Eropa juga berpartisipasi entah sebagai Uni Eropa dengan EUNASO (European NEA Search Observatories) dan EURONEAR (European Near Earth Asteroid Research) maupun atas nama sejumlah negara seperti Spanyol lewat TOTAS (Teide Observatory Tenerife Asteroid Survey) dan LSSS (La Sagra Sky Survey), Italia lewat CINEOS (Campo Imperatore Near Earth Object Survey) serta kerjasama Italia-Jerman dalam bentuk ADAS (Asiago DLR Asteroid Survey). Di Asia terdapat Cina yang mengoperasikan CNEOS/NEOST (China NEO Survey/NEO Survey Telescope) dan Jepang dengan JSGA (Japanese Space Guard Association). Dan di Amerika Selatan ada Brazil dengan IMPACTON. Kecuali WISE yang berpangkal pada satelit, semuanya sistem penyigi langit tersebut berbasiskan teleskop robotik di permukaan Bumi yang dilengkapi instrumen CCD sensitif, seperangkat pengolah citra, kecerdasan buatan dan seperangkat basis data yang memungkinkan mereka mendeteksi asteroid dekat Bumi yang baru secara semi-otomatis.

Sistem-sistem penyigi langit itu cukup andal sehingga sebongkah batu seukuran 3 hingga 4 meter saja telah bisa dideteksi saat masih berjarak 500.000 km dari Bumi, atau lebih jauh dari Bulan, seperti didemonstrasikan dalam deteksi asteroid 2008 TC3 dan 2014 AA. Bahkan bongkahan batu sekecil 1 meter pun bisa dideteksi, seperti asteroid 2011 CQ1 yang ditemukan pada 4 Februari 2011 dalam jarak 366.000 km dari Bumi. Asteroid 2011 CQ1 kemudian melintas-sangat dekat, yakni pada jarak hanya 5.500 km di atas Samudera Pasifik hanya dalam 14 jam kemudian.

Namun demikian efektivitas sistem penyigian langit terbatas. Sistem tidak bisa memantau langit secara terus-menerus selama 24 jam penuh sehari karena sama sekali tak bisa bekerja di siang hari akibat terangnya Matahari. Dan di malam-malam tertentu pun kinerja sistem sangat terganggu oleh terangnya cahaya Bulan apalagi di sekitar Bulan purnama. Kemampuan sistem penyigi langit untuk menemukan asteroid dekat Bumi yang belum dikenali sebelumnya sangat bergantung pada geometri orbit asteroid tersebut. Pada umumnya asteroid dekat Bumi yang belum dikenal akan berhasil terdeteksi oleh sistem tersebut bila geometri orbitnya demikian rupa sehingga asteroid akan lebih benderang dibanding magnitudo semu +19 dalam beberapa belas/puluh jam sebelum ia benar-benar melintas dekat/menumbuk Bumi. Dan yang terakhir, kemampuan sistem penyigi langit terbatasi oleh penyebarannya yang tak merata. Hampir seluruh sistem penyigi terkonsentrasi di hemisfer utara dan hanya beberapa saja yang berpangkalan di belahan Bumi selatan. Ketidakseimbangan ini membuat pemantauan langit hemisfer selatan tidak lebih ketat dibanding hemisfer utara.

Gambar 6. Jejak terkini yang ditinggalkan dari peristiwa tumbukan asteroid-tanpa-nama yang tak terdeteksi sistem penyigian langit aktif masa kini. Atas: lubang selebar ~7 meter di permukaan es Danau Cherbakul, Chelyabinsk (Russia) yang dibentuk oleh meteorit berbobot ~600 kg pasca mengalami airburst dalam peristiwa Chelyabinsk. Bawah: kawah selebar 13,5 meter produk tumbukan asteroid berdiameter ~1 meter di Carancas (Peru). Sumber: Popova dkk, 2013; Tancredi dkk, 2009.

Gambar 6. Jejak terkini yang ditinggalkan dari peristiwa tumbukan asteroid-tanpa-nama yang tak terdeteksi sistem penyigian langit aktif masa kini. Atas: lubang selebar ~7 meter di permukaan es Danau Cherbakul, Chelyabinsk (Russia) yang dibentuk oleh meteorit berbobot ~600 kg pasca mengalami airburst dalam peristiwa Chelyabinsk. Bawah: kawah selebar 13,5 meter produk tumbukan asteroid berdiameter ~1 meter di Carancas (Peru). Sumber: Popova dkk, 2013; Tancredi dkk, 2009.

Terbatasnya efektivitas sistem menghasilkan celah besar dalam upaya mendeteksi semua asteroid dekat Bumi yang belum dikenali meskipun mereka akan melintas sangat dekat atau bahkan menuju ke Bumi sekalipun. Tidak semuanya bisa terdeteksi. Celah inilah yang kerap berakibat pelik. Contoh teraktual adalah peristiwa Chelyabinsk, saat asteroid-tanpa-nama yang tak terdeteksi (meski diameternya ~17 meter) mengalami airburst di atas kawasan Siberia (Rusia) dan melepaskan energi 500 kiloton TNT dengan gelombang kejut yang merusak kota Chelyabinsk dan sekitarnya. Pun demikian kala asteroid-tanpa-nama lainnya, dengan diameter ~10 meter, mengalami airburst di atas Kabupaten Bone, Sulawesi Selatan (Indonesia) pada 8 Oktober 2009 yang melepaskan energi 60 kiloton TNT. Demikian pula kala asteroid-tanpa-nama yang lain, kali berdiameter ~1 meter, melejit menumbuk permukaan Bumi di dataran tinggi tepian danau Titicaca dan membentuk lubang besar (kawah) seukuran 13,5 meter di tepi desa Carancas (Peru).

Catatan: juga ditulis di Langitselatan.

Asteroid Meledak di Atas Samudera Atlantik di Awal 2014

Astronom Richard Kowalski sedang menghabiskan menit-menit awal tahun baru 2014 di tengah kedinginan Observatorium Gunung Lemmon, dekat kota Tucson, Arizona (AS). Malam itu sebagian besar manusia sedang berpesta-pora merayakan pergantian tahun , termasuk di AS. Kowalski pun tergoda untuk turut serta. Namun langit malam yang mendukung disertai absennya Bulan yang sedang menua menanti saat-saat konjungsi Bulan-Matahari menjadikannya ideal untuk berburu benda langit asing, khususnya asteroid/komet yang melintas di dekat Bumi. Dan Kowalski enggan menyia-nyiakan kesempatan baik ini. Selain karena hobi, di pundaknyalah salah satu misi penyigian langit semi-otomatik teraktif dengan pencapaian mengesankan yang bernama program Catalina Sky Survey berada. Dan Observatorium Gunung Lemmon adalah salah satu tulang punggung Catalina Sky Survey.

Gambar 1. Sepasang citra (foto) asteroid 2014 AA (dalam lingkaran ungu) saat ditemukan melalui penyigian langit Catalina Sky Survey di Observatorium Gunung Lemmon, Arizona (AS) pada 1 Januari 2014 dinihari waktu setempat. Teleskop disetel untuk mengikuti gerakan bintang sehingga bintang-bintang (A, B, C) nampak tetap di posisinya masing-masing. Sepasang citra ini adalah bagian dari 7 citra bersejarah yang diambil hanya dalam selang waktu 69 menit, yang memastikan asteroid 2014 AA bakal menumbuk Bumi. Sumber: Catalina Sky Survey, 2014.

Gambar 1. Sepasang citra (foto) asteroid 2014 AA (dalam lingkaran ungu) saat ditemukan melalui penyigian langit Catalina Sky Survey di Observatorium Gunung Lemmon, Arizona (AS) pada 1 Januari 2014 dinihari waktu setempat. Teleskop disetel untuk mengikuti gerakan bintang sehingga bintang-bintang (A, B, C) nampak tetap di posisinya masing-masing. Sepasang citra ini adalah bagian dari 7 citra bersejarah yang diambil hanya dalam selang waktu 69 menit, yang memastikan asteroid 2014 AA bakal menumbuk Bumi. Sumber: Catalina Sky Survey, 2014.

Tatkala sistem semi-otomatik bersenjatakan teleskop 150 cm dengan kamera CCD ini menyisir gugusan bintang Waluku (Orion) pada 1 Januari 2014 dinihari pukul 01:18 waktu Arizona (atau pukul 13:18 WIB), matanya bersirobok dengan bintik cahaya tak biasa. Kowalski memang kerap menjumpai bintik serupa, yang kemudian selalu diidentifikasi sebagai asteroid atau komet baru yang belum pernah dikenal sebelumnya melalui observasi demi observasi lebih lanjut. Namun bintik ini aneh, karena melintas cukup cepat di antara bintang-bintang di latar belakangnya. Pemandangan itu mengingatkannya pada bintik aneh sejenis yang pernah dijumpainya lebih dari 5 tahun silam, yang lantas diidentifikasi sebagai asteroid 2008 TC3 yang kemudian menghebohkan. Apakah bintik cahaya aneh ini juga asteroid sejenis?

Selama 69 menit berikutnya Kowalski berhasil mengabadikannya ke dalam 7 citra yang berbeda. Bintik cahaya aneh itu sejatinya sangat redup, sebab dengan magnitudo semu +19 maka ia 100 kali lipat lebih redup ketimbang planet kerdil Pluto. Untuk itu Kowalski harus mengatur kamera CCD-nya dengan waktu paparan 30 detik agar cahaya dari bintik aneh bisa tertangkap sensor kameranya dalam jumlah mencukupi. Meskipun konsekuensinya bintik cahaya aneh itu lantas terlihat seperti garis pendek. Bersama sesama astronom lainnya di program Catalina Sky Survey seperti Boattini, Christensen, Gibbs, Grauer, Hill, Johnson, Larson dan Shelly, analisis data pun segera dilaksanakan. Tujuan utamanya adalah untuk memperoleh kepastian sebenarnya bintik cahaya aneh ini apa? Apakah asteroid/komet baru atau benda buatan manusia? Jika asteroid/komet baru, apakah ia melintas di dekat Bumi dan apakah memiliki potensi bertumbukan dengan Bumi?

Gambar 2. Orbit asteroid 2014 AA di antara orbit Venus, Bumi dan Mars dilihat dari atas kutub utara Matahari sejauh 1,4 SA pada 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB lalu. Nampak dalam pandangan 2-dimensi orbit asteroid 2014 AA berpotongan dengan orbit Bumi dan Mars. Namun dalam perspektif 3-dimensi, orbit asteroid ini sejatinya hanya memotong orbit Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan Starry Night dan data dari NASA Solar System Dynamics.

Gambar 2. Orbit asteroid 2014 AA di antara orbit Venus, Bumi dan Mars dilihat dari atas kutub utara Matahari sejauh 1,4 SA pada 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB lalu. Nampak dalam pandangan 2-dimensi orbit asteroid 2014 AA berpotongan dengan orbit Bumi dan Mars. Namun dalam perspektif 3-dimensi, orbit asteroid ini sejatinya hanya memotong orbit Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan Starry Night dan data dari NASA Solar System Dynamics.

Hasilnya mengejutkan. Bintik cahaya aneh ini ternyata sebutir asteroid berukuran kecil, dengan dimensi hanya sekitar 3 meter saja. Asteroid ini tergolong kelas Apollo, yakni kawanan asteroid yang gemar melintas di antara orbit Venus dan Mars sehingga orbitnya kerap berdekatan atau bahkan berpotongan dengan orbit Bumi. Dengan demikian asteroid kelas Apollo memiliki potensi untuk bertumbukan dengan Bumi. Berdasar tatanama yang telah diformalkan IAU (International Astronomical Union) melalui MPC (Minor Planet Center), asteroid ini dikodekan sebagai 2014 AA dan menjadi asteroid yang pertama kali ditemukan pada 2014. Asteroid 2014 AA beredar mengelilingi Matahari dalam orbit lonjong yang memiliki perihelion (titik terdekat ke Matahari) sejarak 0,92 SA dan aphelion sejarak 1,41 SA (SA : satuan astronomi, 1 SA : 150 juta km) dengan inklinasi 1,4 derajat serta periode orbital 1,2 tahun. Bila dibandingkan dengan Bumi yang mengorbit Matahari pada jarak rata-rata 1 SA dan inklinasi 0 derajat, maka orbit asteroid 2014 AA pada hakikatnya berpotongan dengan orbit Bumi di dua titik yang berbeda, yang masing-masing dinamakan titik nodal.

Kabar mengejutkan berikutnya yang sekaligus memastikan kecurigaan awal Kowalski adalah baik Bumi maupun asteroid 2014 AA ini ternyata bakal menempati salah satu titik nodal tersebut. Dalam perhitungan Chesley (NASA) dan Jenniskens (SETI Insititute) secara bersama-sama diketahui bahwa pertemuan tersebut akan terjadi dalam waktu 21 hingga 23 jam pasca penemuan asteroid 2014 AA. Dengan kata lain, asteroid 2014 AA akan menumbuk Bumi pada Kamis 2 Januari 2014 antara pukul 10:00 hingga 12:00 WIB. Sedikitnya data, yang hanya berjumlah 7 data saja, membuat prediksi tumbukan asteroid 2014 AA yang dikerjakan Chesley dan Jenniskens memiliki akurasi relatif rendah. Titik tumbukan diprediksi berada pada koordinat 11,7 LU 40,3 BB yang secara geografis terletak di tengah-tengah Samudera Atlantik. Namun dengan ketidakpastian waktu tumbukan cukup besar, yakni hingga +/- 1 jam sendiri, maka asteroid 2014 AA sejatinya dapat jatuh kapan saja di sepanjang proyeksi lintasannya pada permukaan Bumi yang merentang mulai dari Afrika bagian timur (yakni di Laut Merah) hingga Samudera Pasifik lepas pantai barat Panama.

Menumbuk Bumi

Maka benarlah dugaan awal Kowalski, bahwa asteroid 2014 AA ini memang bakal bertumbukan dengan Bumi sebagaimana halnya asteroid 2008 TC3 yang ia temukan lebih dari lima tahun silam. Asteroid 2008 TC3 juga menumbuk Bumi hanya dalam tempo 19 jam setelah penemuannya, tepatnya pada 7 Oktober 2008, dengan titik tumbuk di ruang udara Sudan bagian utara tepatnya di atas Stasiun KA no. 6 yang terletak di kawasan padang pasir Nubia. Tumbukan asteroid 2008 TC3 menjadi peristiwa bersejarah sebab untuk pertama kalinya manusia berhasil melacak keberadaan benda langit pengancam Bumi sebelum ia benar-benar jatuh menumbuk. Begitu memasuki atmosfer Bumi asteroid 2008 TC3 (massa 80 ton dan diameter 4,1 meter) lantas berubah menjadi meteor-terang (fireball) yang terfragmentasi. Pada akhirnya meteor-terang itu melepaskan seluruh energi kinetiknya di atmosfer dalam peristiwa mirip ledakan (airburst). Energi yang terlepaskan sebesar 1,1 hingga 2,1 kiloton TNT pada ketinggian 37 km dari permukaan laut. Sebagai pembanding, energi ledakan bom nuklir di Hiroshima pada akhir Perang Dunia 2 adalah 20 kiloton TNT. Ledakan tersebut membuat langit fajar Nubia mendadak benderang layaknya disinari Bulan purnama. Kilatan ledakan teramati pula oleh kru jumbo jet Boeing-747 maskapai KLM penerbangan 592 yang melayani rute Johannesburg (Afrika Selatan) – Amsterdam (Belanda) saat mereka mengudara sejauh 1.400 km dari titik ledakan. Kilatan ledakan juga terekam kamera keamanan salah satu villa di di el-Gouna (Mesir) yang terletak di pesisir Laut Merah sejauh 725 km dari episentrum titik ledakan.

Gambar 3. Jejak ekor yang tersisa dari peristiwa tumbukan asteroid 2008 TC3 di Sudan utara pada 7 Oktober 2008 jelang fajar, beberapa belas menit setelah asteroid mengalami airburst. Inilah asteroid pertama yang berhasil dideteksi sebelum benar-benar menumbuk Bumi. Asteroid 2014 AA pun serupa, hanya saja ia menumbuk dan mengalami airburst di atas Samudera Atlantik. Sumber: ElHasan, 2008.

Gambar 3. Jejak ekor yang tersisa dari peristiwa tumbukan asteroid 2008 TC3 di Sudan utara pada 7 Oktober 2008 jelang fajar, beberapa belas menit setelah asteroid mengalami airburst. Inilah asteroid pertama yang berhasil dideteksi sebelum benar-benar menumbuk Bumi. Asteroid 2014 AA pun serupa, hanya saja ia menumbuk dan mengalami airburst di atas Samudera Atlantik. Sumber: ElHasan, 2008.

Selain itu ledakan juga terekam oleh detektor infrasonik di stasiun IMS (International Monitoring Systems) Kenya yang menjadi bagian jejaring pengawas larangan ujicoba nuklir menyeluruh dalam kerangka CTBTO (Comprehensive nuclear Tes Ban Treaty Organization) di bawah kontrol Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB). Kilatan juga teramati dari langit, misalnya melalui satelit cuaca Eumetsat/Meteosat-8 maupun satelit rahasia milik departemen Pertahanan AS (Pentagon) yang sejatinya berfungsi sebagai alat deteksi dini ledakan nuklir/yang melepaskan energi setara ledakan nuklir di atmosfer. Pasca airburst, di kawasan padang pasir Nubia khususnya di sepanjang proyeksi lintasan asteroid 2008 TC3 banyak ditemukan butir-butir meteorit. Meteorit itu mencapai sekitar 600 buah dengan massa akumulatif sebesar 10,5 kg yang kemudian dikenal sebagai meteorit Almahata Sitta.

Gambar 4. Titik-titik stasiun IMS di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda yang mendeteksi lonjakan gelombang infrasonik seiring tumbukan asteroid 2014 AA. Lokasi tumbukan digambarkan dalam lingkaran kuning. Sumber: Brown, 2014.

Gambar 4. Titik-titik stasiun IMS di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda yang mendeteksi lonjakan gelombang infrasonik seiring tumbukan asteroid 2014 AA. Lokasi tumbukan digambarkan dalam lingkaran kuning. Sumber: Brown, 2014.

Dengan demikian asteroid 2011 AA menjadi asteroid kedua yang berhasil dideteksi manusia sebelum benar-benar jatuh ke Bumi. Namun berbeda dengan pendahulunya, asteroid 2014 AA relatif sepi dari pengamatan manusia pada saat mulai menembus atmosfer Bumi. Tak ada pilot pesawat terbang, kamera keamanan atau bahkan satelit yang merekam kejadian ini dari langit. Hanya ada detektor-detektor infrasonik di 3 stasiun IMS yang berbeda, masing-masing di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda. Ketiga stasiun merekam adanya pancaran gelombang infrasonik lemah dengan sumber pada koordinat 12 LU 40 BB. Posisi ini sama dengan yang diramalkan Chesley dan Jenniskens, dalam batas-batas ketelitian pengukuran. Koordinat tersebut terletak di tengah-tengah Samudera Atlantik sejauh 3.000 km sebelah timur kota Caracas (ibukota Venezuela) atau sekitar 3.100 km sebelah barat daya kepulauan Canary (Spanyol), gugusan kepulauan kecil di lepas pantai barat Afrika utara. Dari gelombang infrasonik yang berhasil direkam, dipastikan terjadi peristiwa airburst yang melepaskan energi sekitar 1 kiloton TNT. Dengan demikian terjadi peristiwa yang serupa dengan Peristiwa Chelyabinsk (Rusia) pada 15 Februari 2013 silam, namun dengan energi hanya 1/500-nya saja.

Simulasi dan Airburst

Apa yang terjadi dengan asteroid 2014 AA ini? Dengan menggunakan karakteristik orbit dan sifat fisis asteroid 2014 AA yang dipublikasikan NASA Solar System Dynamics serta perhitungan energi dari P. Brown berdasarkan data infrasonik, maka penulis mencoba merekonstruksi bagaimana pergerakan benda langit pengancam ini dalam jam-jam terakhir kehidupannya hingga kemudian menumbuk Bumi. Asteroid ini berukuran sekitar 2,7 meter yang dianggap berbentuk bola sempurna dan memiliki komposisi yang sama dengan meteorit kondritik sehingga memiliki massa sekitar 38 ton. Dalam 12 jam sebelum menumbuk, asteroid 2014 AA melintas di atas Samudera Pasifik. Jam demi jam berikutnya asteroid melaju ke barat melintas di atas kepulauan Filipina bagian utara, Vietnam, Laos, Thailand bagian utara dan Myanmar dengan ketinggian yang terus menurun. Asteroid terus melaju ke barat menyeberangi Teluk Benggala dan dalam 7 jam sebelum menumbuk sudah berada di atas India pada ketinggian 145.000 km dari permukaan laut. Asteroid selanjutnya terus melaju ke barat melintasi Laut Arab, Teluk Aden dan benua Afrika. Sehingga dalam 3 jam sebelum tumbukan terjadi, asteroid 2014 AA telah berada di atas benua Afrika dengan ketinggian tinggal 61.000 km dari permukaan laut.

Gambar 5. Proyeksi lintasan asteroid 2014 AA di atas permukaan Bumi dalam 12 jam sebelum tumbukan. Asteroid melaju ke arah barat dengan kecepatan tinggi. Bintik-bintik kuning mewakili posisi asteroid setiap setengah jam sekali hingga 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB. Tanda bintang (*) merupakan titik airburst yang terekam oleh detektor infrasonik di 3 stasiun IMS. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA dan Brown, 2014.

Gambar 5. Proyeksi lintasan asteroid 2014 AA di atas permukaan Bumi dalam 12 jam sebelum tumbukan. Asteroid melaju ke arah barat dengan kecepatan tinggi. Bintik-bintik kuning mewakili posisi asteroid setiap setengah jam sekali hingga 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB. Tanda bintang (*) merupakan titik airburst yang terekam oleh detektor infrasonik di 3 stasiun IMS. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA dan Brown, 2014.

Tepat pada saat mulai memasuki atmosfer Bumi di ketinggian 120 km dari permukaan laut, asteroid 2014 AA melaju dengan kecepatan 15 km/detik (52.200 km/jam) dengan lintasan membentuk sudut 85 derajat (nyaris tegak lurus) terhadap permukaan Samudera Atlantik dibawahnya. Cepatnya gerakan asteroid menyebabkan molekul-molekul udara yang ada dihadapannya tertekan hebat lewat proses penekanan ram, sehingga suhunya melonjak sangat tinggi. Pada gilirannya suhu sangat tinggi ini menyebabkan permukaan asteroid mulai berpijar membara hingga permukaan asteroid mulai tergerus. Terbentuklah meteor-terang (fireball) dan nampak pula memiliki ekor. Pada puncaknya diperkirakan meteor-terang ini mencapai magnitudo semu -9,8 atau setara dengan 1/8 kali terangnya Bulan purnama. Semakin jauh meteor-terang ini menembus atmosfer Bumi, semakin ia berhadapan dengan lapisan-lapisan udara yang lebih padat sehingga tekanan ram yang dialaminya kian meningkat. Pada puncaknya tekanan ram ini melampaui kekuatan material penyuysun asteroid, sehingga meteor-terang pun terpecah-belah mulai dari ketinggian 45 km terhadap permukaan laut. Pemecah-belahan berlangsung secara terus-menerus dan intensif, yang diikuti dengan menurunnya kecepatan kepingan-kepingan produk pemecahan. Pada akhirnya seluruh kepingan mengalami perlambatan mendadak di ketinggian 35 km dari permukaan laut, sehingga sebagian besar energi kinetiknya terlepas ke udara sebagai peristiwa airburst. Pasca airburst, masih tersisa ratusan keping yang membawa sekitar 1 % massa asteroid yang terus melaju menuju permukaan Samudera Atlantik. Namun semuanya telah kehilangan energinya dan kini sepenuhnya berada di bawah kontrol gravitasi Bumi. Maka tatkala kepingan-kepingan tersebut menjatuhi Samudera Atlantik sebagai meteorit, tak ada kejadian luarbiasa (misalnya tsunami) yang terbentuk.

Gambar 6. Ilustrasi peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan komet/asteroid berukuran kecil ke Bumi. Asteroid datang dari langit dan menjadi meteor-terang dengan ekor yang tebal, untuk kemudian terpecah-belah dan lantas mendadak terlambatkan di ketinggian tertentu sehingga melepaskan mayoritas energi kinetiknya ke udara layaknya ledakan nuklir. Sumber: Neisius, 2004.

Gambar 6. Ilustrasi peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan komet/asteroid berukuran kecil ke Bumi. Asteroid datang dari langit dan menjadi meteor-terang dengan ekor yang tebal, untuk kemudian terpecah-belah dan lantas mendadak terlambatkan di ketinggian tertentu sehingga melepaskan mayoritas energi kinetiknya ke udara layaknya ledakan nuklir. Sumber: Neisius, 2004.

Untuk ukuran manusia, energi ledakan itu tergolong besar. Energi 1 kiloton TNT itu setara dengan energi yang dilepaskan oleh 1.000 ton bahan peledak dinamit yang diledakkan secara bersama-sama. Itu jumlah yang cukup besar, jauh lebih besar dibandingkan energi bom konvensional terkuat yang pernah diciptakan manusia hingga kini, yakni FOAB (Russia), yang ‘hanya’ setara 44 ton TNT. Namun untuk ukuran asteroid/komet pengancam Bumi, energi 1 kiloton TNT itu tergolong sangat kecil. Maka yang bisa ditimbulkannya hanyalah peristiwa airburst, bukan tumbukan pencipta kawah di permukaan Bumi. Dan dengan titik pelepasan energi pada ketinggian 35 km dari permukaan laut, maka dampak yang ditimbulkannya bagi permukaan Bumi yang ada dibawahnya tidak ada. Bahkan di titik episentrum, yakni titik di permukaan Bumi tepat di bawah titik airburst, pun dampak ledakan baik dalam rupa gelombang kejut (shockwave) maupun panas (thermal rays) tidak terjadi.

Jatuhnya asteroid 2014 AA terjadi hanya dalam 11 bulan pasca peristiwa Chelyabinsk (Russia). Bedanya peristiwa Chelyabinsk jauh lebih merusak seiring ukuran asteroidnya yang jauh besar sehingga energi kinetiknya jauh lebih tinggi. Statistik memperlihatkan bahwa peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan asteroid seukuran asteroid 2014 AA bukanlah hal yang jarang, rata-rata terjadi setiap setengah tahun sekali. Sebaliknya kejadian yang mirip dengan peristiwa Chelyabinsk jauh lebih jarang. Namun baik tumbukan asteroid 2014 AA maupun peristiwa Chelyabinsk menjadi pengingat bahwa Bumi kita pun senantiasa ditumbuk oleh asteroid/komet pengancam, sebagaimana yang dialami oleh planet-planet lainnya. Dalam aras tertentu, peristiwa tumbukan asteroid/komet dapat berdampak cukup dahsyat dan bahkan memusnahkan kehidupan di Bumi.