Kisah Batu Satam dan Tumbukan Asteroid Terbesar Terakhir di Bumi

Kawah tumbukan benda langit terbesar yang terakhir sebelum datangnya umat manusia itu akhirnya ditemukan. Selama ini ia bersembunyi di tempat terbuka, diselubungi lembaran-lembaran basalt sangat muda yang diletuskan sebuah gunung berapi tak biasa. Dari kawah tumbukan besar inilah tersembur material cair plastis produk tumbukan. Lelehan itu mendingin selama masih terbang di udara, menjadi butiran-butiran tektit. Tektit Australasia, demikian namanya, tersebar demikian luas hingga melingkupi sepersepuluh sampai sepertiga paras Bumi kita. Sebagian kecil diantaranya berjatuhan di pulau Belitung (Indonesia) sebagai batuan permata eksotis yang khas: Batu Satam.

Gambar 1. Kedudukan Kawah Bolaven dan dataran Tinggi Bolaven, dalam citra Google Earth dalam pandangan miring (oblique). Ellips kuning menunjukkan posisi tepi kawah, sementara ellips merah menunjukkan punggungan pusat kawah. Di latar depan nampak alur Sungai Mekong, sungai utama di Semenanjung Indochina. Diadaptasi dari Sieh dkk, 2019.

Granit dan Satam

Berkunjung ke Pulau Belitung (propinsi Bangka Belitung) adalah kesempatan tak terlewatkan, apalagi bagi cendekiawan kebumian. Bongkahan-bongkahan batu granit yang besar-besar dan membulat terserak hampir di setiap sudut, membentuk gambaran lansekap megah yang terabadikan apik dalam rangkaian adegan Laskar Pelangi. Menjadikan tanah Belitung kini pun lebih disebut sebagai Bumi Laskar Pelangi. Bongkah-bongkah batu granit Belitung berusia sangat tua, merentang masa sejak 250 juta tahun silam hingga 65 juta tahun silam. Bongkahan-bongkahan granit tersebut dulunya terbentuk dalam batolit, yang merupakan bagian dapur magma, pada kedalaman berpuluh kilometer dari paras Bumi. Pendinginan perlahan-lahan dan pengangkatan kerak Bumi secara gradual dalam masa berpuluh juta tahun kemudian membuat batolit terangkat ke paras Bumi untuk kemudian terkuak manakala erosi membuka selapis demi selapis tanah penutupnya.

Bongkahan-bongkahan granit Belitung merupakan bagian sabuk timah Asia Tenggara, yang membujur dari Myanmar di utara hingga Kepulauan Bangka Belitung di selatan. Sabuk timah itu mencakup negara-negara Myanmar, Thailand, Malaysia dan Indonesia. Mendapatkan nama sabuk timah karena separuh dari produksi timah dunia pada saat ini disuplai dari kawasan ini, sebagai bijih timah yang terasosiasi granit. Bongkahan-bongkahan granit Belitung juga merupakan tulang punggung pembentuk lansekap dan kekayaan kebumian yang menjadikan daerah ini sebagai taman bumi nasional (Geopark Belitung) dan sedang diajukan menuju geopark global berkelas dunia di bawah UNESCO.

Gambar 2. Bongkah-bongkah granit berukuran raksasa di pantai Tanjung Kelayang, pulau Belitung. Pantai yang populer sebagai tempat pengambilan gambar Laskar Pelangi. Granit di sini cukup tua dan terbentuk di batolit / dapur magma sedalam beberapa puluh kilometer, sebelum kemudian terangkat ke paras Bumi melalui proses geologi berkelanjutan. Sumber: Sudibyo, 2019.

Tetapi selain bongkahan-bongkahan granit, tanah Belitung juga mengandung batuan lain yang tak kalah eksotisnya dan juga jadi salah satu komponen penyokong taman bumi. Berbeda dengan granit yang demikian tua, batuan ini masih sangat muda. Hanya 0,8 juta tahun (tepatnya 790.000 tahun) umurnya. Perbedaan berikutnya, jika granit memiliki warna lebih cerah maka batuan ini jauh lebih gelap. Hitam sekelam arang. Dan perbedaan selanjutnya, bila granit tergolong ke dalam kelompok batuan beku maka batuan yang satu ini dikategorikan ke dalam batuan malihan (metamorf).

Batuan itu adalah Batu Satam. Ukurannya kecil-kecil, umumnya memiliki diameter kurang dari 1 sentimeter. Jarang yang hingga sebesar bola pingpong. Tekstur permukaan Batu Satam mentah sedikit kasar dan mengkilap mirip kaca (glassy). Ia juga memiliki alur-alur dan lekukan-lekukan kecil mirip jejak tekanan jari kita di permukaannya, sebuah ciri khas regmaglypt.

Demikian populernya Batu Satam sehingga kota Tanjung Pandan mendirikan sebuah monumen yang menjadi landmark ikonik, Tugu Batu Satam. Ia menjadi permata Belitung dalam arti yang sesungguhnya, karena betul-betul merupakan bahan mentah yang dapat diolah menjadi batu mulia. Batu Satam umumnya merupakan produk sampingan dari proses melimbang (membasuh) dalam proses penambangan bijih timah. Kekhasan dan kelangkaannya membuat harganya relatif mahal. Adanya regmaglypt, pola khas yang hanya dijumpai di meteorit maupun tektit tertentu, menjadikan orang menganggap Batu Satam merupakan batu meteorit. Meski sesungguhnya bukan.

Gambar 3. Sampel Batu Satam (kiri) dan Granit Belitung (kanan). Dua komponen tulangpunggung taman bumi (Geopark) Belitung. Sumber: Sudibyo/koleksi pribadi, 2019.

Tektit Australasia

Dalam khasanah ilmu kebumian, Batu Satam disebut juga Bilitonit yang dikategorikan sebagai Tektit. Yakni kelompok batuan malihan dinamik produk metamorfosis batuan beku/sedimen akibat tekanan luar biasa besar yang diterima batuan asal kala pembentukannya yang berkaitan dengan tumbukan benda langit. Kala sebuah benda langit, baik komet maupun asteroid, jatuh menumbuk paras Bumi maka energi luar biasa besar dilepaskan dalam tempo sangat singkat ke area target yang tak terlalu luas. Sehingga membangkitkan tekanan luar biasa besar, yang secara artifisial hanya bisa diserupai oleh peristiwa ledakan nuklir pada matra permukaan/bawah permukaan tanah. Tekanan luar biasa besar itu menyebabkan meteorit dan batuan asal di titik target tertekan demikian hebat. Salah satu implikasinya adalah keduanya meleleh lantas terlontar tinggi secara balistik sebagai material produk tumbukan hingga menembus lapisan-lapisan udara.

Gambar 4. Lekukan-lekukan khas regmaglypt pada permukaan Batu Satam (panah merah). Terbentuk akibat proses ablasi oleh lapisan-lapisan udara Bumi manakala material produk tumbukan masih melayang di udara. Hanya pada meteorit dan tektit saja pola seperti ini berada. Sumber: Sudibyo/koleksi pribadi, 2019.

Sepanjang masih melayang di udara, lelehan itu mulai mendingin kembali menjadi butiran-butiran beraneka ukuran. Selagi belum sepenuhnya membeku, atmosfer yang kian memadat seiring kian turunnya ketinggian memberikan efek-efek aerodinamik yang kian menguat. Sehingga paras dari butiran-butiran yang mulai memadat itu dipaksa melunak lagi dan laksana dipahat, menghasilkan bentuk-bentuk membulat mirip bola, mengerucut mirip tetesan air, memanjang laksana tabung dengan sepasang ujung membesar mirip alat angkat beban (dumbell) hingga mirip kancing baju. Semuanya berhiaskan regmaglypt di permukaannya.

Tektit memiliki beberapa sifat unik. Mulai dari komposisinya relatif homogen, sangat rendahnya kandungan air dan senyawa-senyawa mudah menguap (dibandingkan dengan batuan yang lain), melimpahnya kandungan lechatelierit (SiO2 amorf), minimnya kandungan mikrolit dan distribusinya yang spesifik dalam sebuah area serakan (strewnfield) yang selalu berhubungan dengan sebuah kawah tumbukan besar sebagai sumbernya.

Saat ini hanya ada empat area serakan yang secara geografis berukuran besar di paras Bumi kita. Yaitu area serakan Amerika Utara, yang berisikan Bediasit dan Georgiait. Grup tektit Amerika Utara itu berhubungan dengan kawah Chesapeake Bay (diameter 85 kilometer, usia 35 juta tahun) di Amerika Serikat. Lalu area serakan Eropa Tengah, yang berisikan Moldavit. Grup tektit Eropa Tengah ini terhubung dengan kawah Nordlinger Ries (diameter 24 kilometer, usia 15 juta tahun) di Jerman. Lantas area serakan Pantai Gading di Afrika Utara, yang berisikan Ivorit. Grup tektit Pantai Gading tersebut berkaitan dengan kawah Bosumtwi (diameter 10 kilometer, usia 1 juta tahun) di Ghana. Dan yang terakhir adalah area serakan Australasia.

Gambar 5. Tiga macam tektit yang menjadi bagian grup tektit Australasia. a. Agni Mani atau Javanit, yang ditemukan di pulau Jawa. b. Australit sebanyak tiga butir berbentuk dumbell, yang ditemukan di Australia. Dan c. Filipinit, yang ditemukan di Filipina. Semuanya terbentuk dari satu sumber yang sama pada 790.000 tahun silam. Sumber: MeteoriteTimes.Com/Lehrman, 2012 & Tektites.co.uk/Aubrey, 2011.

Bilitonit merupakan bagian grup tektit Australasia, yang terbentuk 790.000 tahun silam. Ia tidaklah sendirian. Di pulau Jawa, misalnya seperti di Sangiran (Jawa Tengah), juga ditemukan bagian grup tektit Australasia yang dinamakan Javanit. Budaya Jawa Kuna mengenal Javanit sebagai Agni Mani, istilah Sansekerta yang bermakna mutiara api (dari surga). Dari kacamata ilmu kebumian, penyebutan Agni Mani ini mengindikasikan Orang Jawa Kuna pun sudah memahami tektit memang datang dari langit meski statusnya berbeda dengan meteorit.

Di mancanegara, bagian grup tektit Australasia juga ditemukan hampir di sekujur Australia sebagai Australit. Suku Aborigin sebagai penduduk asli benua tersebut menamakannya Ooga dan memperlakukannya sebagai benda suci. Di Filipina, bagian grup tektit Australasia disebut Filipinit. Suku Aeta sebagai penduduk asli Filipina memanfaatkan Filipinit sebagai mata panah maupun perhiasan batu. Di masa yang lebih kemudian, yakni pada zaman batu, Filipinit digunakan sebagai jimat dan gelang batu. Dan di kawasan Semenanjung Indochina yang mencakup negara-negara Thailand, Myanmar, Laos, Kamboja dan Vietnam, grup tektit Australasia disebut Indochinit.

Dalam kelompok tektit Indochinit ini terdapat tektit Muong-Nong. Berbeda dengan bagian-bagian grup tektit Australasia lainnya, tektit Muong-Nong memiliki ukuran cukup besar dan cukup massif dengan yang terbesar memiliki massa 29 kilogram. Tektit Muong-Nong juga mengandung anomali lainnya, yakni memiliki struktur berlapis-lapis. Jadi tidak homogen sebagaimana ciri umum sebuah tektit. Tektit unik seperti tektit Muong-Nong ini hanya ditemukan di area serakan Australasia.

Selain pada daratan di negara-negara tersebut, tektit Australasia dalam ukuran yang sangat kecil (mikrotektit) juga banyak ditemukan di dasar Samudera Indonesia (Indian Ocean). Ia juga ditemukan di dasar Samudera Pasifik sisi barat mulai dari Mikronesia hingga Kepulauan Ogasawara (Jepang). Terkini, mikrotektit Australasia juga ditemukan di pantai timur Afrika, pantai timur Antartika serta di Dataran Tinggi Tibet (China). Menjadikan area serakan tektit Australia membentang hingga seluas 150 juta km2 atau setara dengan sepertiga luas paras Bumi kita.

Gambar 6. Peta area serakan tektit Australasia, tektit dengan serakan terluas yang mencakup 30 % paras Bumi. Semenanjung Indochina diperlihatkan lebih detail, karena disinilah ditemukan tektit-tektit istimewa, yakni tektit Muong-Nong. Peta titik-titik penemuan tektit Muong-Nong disajikan bersama dengan peta geologi vulkanik dari zaman Kenozoikum akhir. Sumber: Sieh dkk, 2019.

Bukti dari Indochina

Tektit Australasia memiliki area serakan paling luas sekaligus berusia paling muda, sehingga menjadi tektit paling menarik perhatian. Terlebih dengan misteri yang menyelimutinya. Salah satunya adalah tingginya kandungan isotop Berilium10, khususnya pada Australit, dibandingkan tektit-tektit lain yang telah dikenal. Misteri yang paling menonjol adalah belum jua ditemukannya kawah tumbukan yang menjadi sumbernya. Padahal dengan area serakan demikian luas dan umur demikian muda secara geologis, kawah tumbukan sumbernya seharusnya berukuran cukup besar sehingga relatif mudah ditemukan.

Berdasarkan kandungan mineral Iridium, salah satu penciri khas peristiwa tumbukan benda langit, yang terdeteksi dalam survei sedimen dasar Laut Cina Selatan, Laut Filipina dan Samudera Indonesia bagian tengah maka Schmidt dkk (1993) menduga kawah tumbukan sumber tektit Australasia memiliki garis tengah kurang dari 20 kilometer. Tapi dugaan ini ditantang Glass & Pizzuto (1994) yang mengajukan anggapan baru, kawah tumbukan yang belum ditemukan itu seharusnya memiliki garis tengah antara 32 hingga 114 kilometer! Argumen baru itu didukung Hartung & Koberl (1994), yang mengajukan gagasan kawah tumbukan yang dicari-cari tersebut mungkin kini tergenangi air sebagai Danau Tonle Sap, sebuah danau besar (luas 100 x 35 km2) di Kamboja.

Gambar 7. Sebuah tektit Muong-Nong berukuran kecil. Nampak jelas lapisan-lapisannya. Struktur dan berat tektit Muong-Nong menandakan ia tak bisa terlontar jauh dari sumbernya Sumber: Meteorite.com/Tobin, 2012.

Perburuan kawah tumbukan sumber tektit Australasia menjadi salah satu tantangan ilmu kebumian dan astronomi pada beberapa dasawarsa terakhir. Salah satu kunci melacaknya terletak pada eksistensi tektit Muong-Nong. Ia memiliki ukuran jauh lebih besar, lebih massif dan berstruktur berlapis-lapis. Secara aerodinamis tektit Muong-Nong takkan terlontar jauh dari sumbernya seperti yang dialami tektit-tektit Australasia lainnya. Tektit Muong-Nong hanya ditemukan di Thailand timur, Kamboja, Laos selatan, Vietnam dan pulau Hainan (China). Sehingga lokasi kawah tumbukan sumber tektit Australasia itu nampaknya berada di daratan Semenanjung Indochina.

Sebuah penelitian menarik dilakukan Howard dkk (2000) di Thailand timur, yakni di Dataran Tinggi Khorat. Di sini mereka menemukan beragam fosil kayu dari tumbuhan hutan yang hidup pada masa tektit Australasia terbentuk. Salah satu fosil kayu memiliki batang setebal 2 meter dengan cabang-cabang terpatahkan dan nampak tercerabut paksa dari akarnya. Batang kayu itu juga menampakkan tanda-tanda terbakar parah hingga ke pusatnya. Penelitian lain dari Povenmire dkk (1999) di Lembah Bose yang terletak China bagian selatan berdekatan dengan perbatasan China – Vietnam, juga menemukan lapisan arang yang menjadi pertanda pernah terjadi kebakaran lahan dan hutan berskala besar di sini. Dalam lapisan arang tersebut ditemukan pula butir-butir tektit Australasia, sehingga dapat dipastikan berasal dari masa 790.000 tahun sekali. Cukup menarik bahwa Lembah Bose dipenuhi situs-situs zaman batu tua yang dihuni populasi manusia purba Homo erectus pada masanya.

Gambar 8. Peta anomali gravitasi Bouguer untuk dataran Tinggi Bolaven, setelah memperhitungkan sejumlah koreksi. Nampak konsentrasi material dengan densitas rendah (ditandai dengan ellips), sebuah indikasi adanya cekungan elliptik yang ditimbuni materi lebih ringan. Hal itu merupakan salah satu ciri khas kawah tumbukan benda langit. Sumber: Sieh dkk, 2019.

Batang-batang pohon yang tercerabut paksa dan terbakar parah di hutan belantara menunjukkan bekerjanya hempasan gelombang kejut dan paparan sinar panas. Keduanya adalah dampak khas peristiwa tumbukan benda langit khususnya yang melepaskan energi sangat besar. Jangkauan hempasan gelombang kejut dan paparan sinar panas adalah terbatas, berbanding lurus dengan besarnya energi yang dilepaskan peristiwa tumbukan benda langit. Jika energi tumbukannya sebesar 1 juta megaton TNT, maka radius maksimum paparan sinar panasnya mencapai 600 kilometer, sementara radius maksimum hempasan gelombang kejut yang sanggup merubuhkan batang pohon besar mencapai 400 kilometer. Maka hasil-hasil penelitian Khorat dan Lembah Bose itu kian memperkukuh argumen kawah tumbukan sumber tektit Australasia tersembunyi di daratan Semenanjung Indochina.

Semua temuan tersebut berujung kepada sebuah pertanyaan elementer: dimanakah kawah tumbukan berukuran besar itu berada?

Kawah Bolaven

Pada titik inilah pemeran baru tampil dalam pentas perburuan kawah tumbukan sumber tektit Australasia. Mereka adalah tim peneliti gabungan yang beranggotakan Earth Observatory of Singapore (EOS) dari Singapura, Universitas Wisconsin Madison dari Amerika Serikat, Universitas Chulalongkorn dari Thailand, Kementerian Sumberdaya Alam dan Lingkungan Thailand serta Kementerian Pertambangan dan Energi Laos. Setelah melaksanakan kegiatannya secara komprehensif sepanjang 2017 hingga 2018 TU, mereka menyatakan kawah tumbukan sumber tektit Australasia telah ditemukan.

Dalam memburu kawah tersebut, tim peneliti gabungan ibarat melakukan kerja detektif dengan bersenjatakan ilmu geologi dan geofisika. Mereka berangkat dari asumsi: kawah tumbukan sumber tektit Australasia berusia sangat muda dalam perspektif geologis, sehingga seharusnya masih terkuak di paras Bumi. Kecuali jika tersembunyi karena tertimbun tanah seperti halnya kawah raksasa Chicxulub, misalnya. Curah hujan kawasan memang cukup tinggi, yakni mencapai 1.500 sentimeter per tahun, sehingga erosi harus diperhitungkan. Akan tetapi erosi di Dataran Tinggi Khorat dan di sepanjang lembah Sungai Mekong terbukti kurang intensif. Seharusnya sebagian struktur kawah tersebut masih terkuak meski proses erosi selama 790.000 tahun terakhir mengoyak-oyaknya.

Gambar 9. Peta endapan lava basalt di dataran Tinggi Bolaven, sebagai produk erupsi efusif dari gejala vulkanisme titik-panas yang dimulai sejak 16 juta tahun silam dan berhenti pada 27.000 tahun silam. Titik-titik merah menunjukkan endapan lava yang umurnya lebih muda dari 790.000 tahun, bukti pendukung aktivitas vulkanisme membuat Kawah Bolaven (di bawah kota Paksong) terkubur hingga lenyap dari pandangan mata. Sumber: Sieh dkk, 2019.

Kandidat lain yang berpeluang menyembunyikah kawah tumbukan sumber tektit Australasia adalah vulkanisme. Dataran Tinggi Bolaven di Laos selatan merupakan kawasan vulkanisme titik-panas yang aktif sejak setidaknya 16 juta tahun silam. Layaknya vulkanisme titik-panas di tempat lain, seperti di Islandia maupun Saudi Arabia bagian barat, vulkanisme Bolaven memuntahkan lava basalt melalui erupsi-erupsi efusif dari beragam titik. Tidak dijumpai sebentuk gunung berapi kerucut menjulang tinggi di sini, sebaliknya hanya ada padang lava nan luas dengan hiasan kerucut-kerucut skoria yang rendah di sana-sini yang sebagian diantaranya mengelilingi kota Paksong, kota penting di dataran tinggi ini. Jika erupsi Bolaven sedang terjadi pada saat peristiwa tumbukan benda langit pembentuk tektit Australasia dan tetap aktif hingga beratus ribu tahun kemudian, lava basalt yang dimuntahkannya mampu sepenuhnya mengubur kawah tumbukan itu.

Berangkat dari anggapan itu, tim peneliti gabungan menyelidiki Dataran Tinggi Bolaven lebih lanjut. Diketahui endapan lava basalt Bolaven terhampar di atas batuan sedimen tua (umur minimal 65 juta tahun) berupa batupasir kuarsa berselang-seling batulempung. Lava basalt menutupi area seluas 5.000 km2 dengan volume luar biasa besar, yakni 910 km3, dan ketebalan maksimum 500 meter pada lokasi di barat daya kota Paksong. Uji pertanggalan radioaktif berbasis isotop Argon40 dan Argon39 pada 37 titik menunjukkan erupsi magmatis Bolaven berlangsung secara terus-menerus mulai 16 juta tahun silam sebelum kemudian berhenti pada 27.000 tahun silam. Sehingga kala tumbukan benda langit yang membentuk tektit Australasia terjadi, erupsi masih terjadi di kawasan vulkanik ini dan berlangsung hingga 770.000 tahun kemudian.

Tim peneliti gabungan melaksanakan pengukuran anomali gravitasi Bouguer di 404 titik untuk kemudian dipetakan setelah memperhitungkan aneka koreksi. Hasilnya diperoleh area beranomali gravitasi negatif berbentuk ellips yang panjangnya 17 kilometer dengan lebar 13 kilometer. Area beranomali gravitasi negatif ini mengindikasikan adanya struktur terpendam. Kota Paksong berdiri tepat di atas sisi barat struktur tersebut. Struktur tersebut memiliki sumbu utama (panjang) yang berimpit dengan arah barat laut – tenggara. Anomali gravitasi mengindikasikan struktur terpendam ini berbentuk mirip mangkuk raksasa berisikan timbunan batupasir berpori (volume pori 25 %) setebal maksimum 100 meter. Ukurannya terlalu besar untuk jejak aktivitas vulkanik yang mampu membentuk struktur seperti ini, seperti kawah maar. Sebaliknya justru sesuai dengan dimensi kawah tumbukan benda langit, terlebih dengan adanya ketampakan mirip punggungan pusat kawah. Sehingga struktur tersebut dapatlah disebut Kawah Bolaven, mengacu pada geografi daerah tersebut. Dengan bentuk ellips tersebut maka benda langit (asteroid atau komet) yang membentuknya jatuh dari altitude sangat rendah, yakni sekitar 10º.

Gambar 10. Singkapan batuan produk tumbukan benda langit pembentuk Kawah Bolaven dan tektit Australasia di tebing yang dipotong dalam pembangunan jalan raya. Nampak lapisan-lapisan batuan pada tebing (atas) dan pola garis-garis deformasi datar/PDF (planar deformation feature) pada kristal kuarsa dalam batuan saat diamati dengan mikroskop polarisasi. Sumber: Sieh dkk, 2019.

Seluruh Kawah Bolaven tertimbun sepenuhnya di bawah endapan lava basalt yang tebalnya antara 130 hingga 260 meter. Di permukaan padang lava itu terdapat sedikitnya 18 kerucut skoria, pusat-pusat erupsi efusif yang lebih muda usianya ketimbang tektit Australasia. Cukup menarik seluruh endapan lava basalt yang ada di atas Kawah Bolaven, tepatnya hingga radius 11 kilometer dari pusat kawah, berusia lebih muda ketimbang 790.000 tahun. Inilah yang menjadi dasar bagi tim peneliti gabungan untuk menyatakan bahwa pasca terjadinya tumbukan benda langit pembentuk tektit Australasia, kawah tumbukannya terpendam sepenuhnya di bawah endapan lava basalt yang diletuskan gunung berapi aktif di kawasan tersebut.

Selain berdasar data anomali gravitasi dan umur lava basalt yang menutupi kawah, tim peneliti gabungan masih memiliki dua data pendukung lainnya. Salah satunya bahkan menjadi penentu status Kawah Bolaven. Sejarak 16 kilometer di sebelah tenggara kota Paksong, atau 12 kilometer sebelah tenggara tepi Kawah Bolaven, tim peneliti gabungan menemukan bebatuan menarik tersingkap di tebing yang dipotong sebagian guna membangun jalan raya. Tebing ini relatif cukup tinggi sehingga tak turut terkubur dalam endapan lava basalt Bolaven. Bagian atas tebing merupakan lapisan tanah loess tebal. Di bawahnya terdapat breksi batupasir yang terbagi atas tiga sub-lapisan berdasarkan ukuran butir-butir batupasirnya. Mulai dari yang kecil, besar hingga bongkah. Pola mirip jigsaw-puzzle antara satu bongkah dengan bongkah lainnya menunjukkan mereka tidak dipindahkan dari tempat lain oleh gerakan tanah maupun oleh pelapukan. Ukuran bongkah-bongkahnya juga menunjukkan mereka tidak dipindahkan oleh aliran air sungai kecil yang ada di dekatnya, sebuah sungai yang mempunyai gradien relatif landai.

Tim peneliti gabungan menginterpretasikan baik tanah loess maupun breksi batupasir beraneka ukuran ini merupakan bagian material produk tumbukan. Berdasarkan kedudukan bongkah-bongkahnya, diinterpretasikan mereka mendarat di lokasi ini dalam kecepatan supersonik, yakni minimal 450 meter/detik (1.600 km/jam). Temuan paling signifikan adalah terdapatnya kristal-kristal kuarsa yang menunjukkan jejak permalihan dinamik di dalam fragmen batupasir, baik batupasir yang berukuran kecil hingga bongkah. Jejak permalihan tersebut ditunjukkan oleh pola garis-garis deformasi datar atau PDF (planar deformation feature) dan pola garis-garis datar atau PF (planar feature) saat diamati dengan mikroskop polarisasi. Keberadaan PDF maupun PF merupakan bukti kunci yang mengesahkan status sebuah struktur sebagai kawah tumbukan benda langit. Pola PDF hanya bisa terbentuk oleh tekanan sangat tinggi yang diderita mineral kuarsa, hingga setinggi 10 – 35 GigaPascal (1,1 juta ton/m2 hingga 3,6 juta ton/m2). Secara alamiah pola PDF hanya bisa dibentuk oleh peristiwa tumbukan benda langit, karena hanya dalam peristiwa inilah timbul tekanan luar biasa besar yang secara artifisial menyamai tekanan yang diproduksi ledakan nuklir.

Gambar 11. Hasil analisis PCA antara tektit-tektit yang menjadi bagian grup tektit Australasia dengan batuan dasar (batupasir dan batulempung) dan endapan lava basalt di Dataran Tinggi Bolaven. 94 % variasi kimiawi dalam tektit Australasia dapat dijelaskan oleh terjadinya percampuran antara batupasir – batulempung – endapan lava basalt. Sumber: Sieh dkk, 2019.

Bukti keempat, atau bukti terakhir, adalah komposisi kimiawi tektit Australasia yang diperbandingkan dengan batuan target di Kawah Bolaven. Bertumpu pada analisis PCA (principal componen analysis) terhadap tujuh senyawa oksida utama (SiO2, Al2O3, TiO2, FeO, MgO, CaO dan K2O) antara 241 sampel grup tektit Australasia dengan batupasir tua dan lava basalt Bolaven, ditemukan lebih 90 % variasi komposisi kimiawi di antara tektit-tektit Australasia dapat dijelaskan sebagai akibat terjadinya pencampuran batupasir tua dengan batu basalt Bolaven dalam beragam proporsi.

Dengan kata lain segenap tektit Australasia membawa jejak-jejak kimiawi dari batuan target di lokasi pembentukannya di Laos selatan. Tektit yang terlontar lebih dekat seperti tektit Muong-Nong lebih banyak mengandung jejak kimiawi batupasir dan batulempung, sehingga diinterpretasikan berasal dari bagian dasar Kawah Bolaven. Sementara tektit Indochinit lainnya serta Filipinit, Batu Satam, Agni Mani dan tektit-tektit Australasia yang ditemukan di China bagian selatan memiliki jejak kimiawi yang relatif berimbang antara batupasir dan batu lempung dengan lava basalt Bolaven. Mengindikasikan bahwa tektit-tektit tersebut berasal dari bagian tengah Kawah Bolaven. Dan tektit yang terlontar paling jauh seperti Australit lebih banyak mengandung jejak kimiawi lava basalt Bolaven, yang diinterpretasikan berasal dari bagian atas Kawah Bolaven.

Ragam komposisi tektit-tektit Australasia menunjukkan saat tumbukan benda langit terjadi pada 790.000 tahun silam, batuan dasar di Dataran Tinggi Bolaven yang berupa sedimen tua sudah mulai ditutupi endapan lava basalt dari erupsi-erupsi Bolaven. Sedimen tua itu sudah sangat melapuk, hingga membentuk selapis lempung di permukaannya. Lempung dikenal cukup baik menyerap dan menahan isotop Berilium10,/sup> yang terikut dalam air hujan. Tingginya konsentrasi Berilium10 pada tektit Australasia khususnya pada Australit dapat dijelaskan oleh fenomena tersebut.

Pada akhirnya, dengan penemuan kawah Bolaven ini dapat disimpulkan bahwa tumbukan benda langit terbesar terakhir di wajah Bumi kita, dengan diameter benda langit penumbuk antara 1,4 hingga 1,9 kilometer yang terjadi pada 790.000 tahun silam, memang berlangsung di Asia Tenggara.

Rekonstruksi

Gambar 12. Singkapan endapan lava basalt berusia sangat muda produk vulkanisme Bolaven pasca terjadinya tumbukan benda langit 790.000 tahun silam. Sebagian besar mulai mengalami pelapukan seiring tingginya curah hujan di sini. a. Lava berusia 779.000 tahun, b. Lava berumur 215.000 tahun, d. Lava termuda, berumur 27.000 tahun, berupa goa lava/tabung lava yang ambrol di bagian atap. Sumber: Sieh dkk, 2019.

Berdasarkan penemuan tersebut, apa yang berlangsung di Asia Tenggara 790.000 tahun silam mulai tergambarkan. Saat itu Dataran Tinggi Bolaven telah membara oleh luapan magma seiring erupsi efusif yang terus menggelegak dalam 16 juta tahun terakhir. Erupsi mengalirkan lava basalt kemana-mana menutupi area cukup luas membentuk sebuah padang lava gersang. Di bagian lain, seperti di China bagian selatan dan Indonesia, peradaban manusia purba Homo erectus sedang tumbuh berkembang membentuk zaman batu.

Pada suatu hari, sebuah benda langit laksana meteor mendadak muncul dari arah barat laut. Ia melaju secepat 20 km/detik (74.000 km/jam) dan kian bertambah terang saat ketinggiannya kian merendah. Pada puncaknya benda langit itu bahkan berjuta kali lipat lebih terang ketimbang Matahari siang bolong, yakni antara 3,6 juta hingga 8,4 juta kali lipat lebih benderang. Meteor-sangat-sangat-sangat-terang itu merupakan sebuah asteroid raksasa dengan garis tengah antara 1,4 hingga 1,9 kilometer dan massa antara 5,3 hingga 13,3 milyar ton (bila komposisinya identik dengan meteorit kondritik). Atmosfer Bumi tidak bisa menangani meteor raksasa seukuran ini, meski berhasil memecah-belahkannya mulai dari ketinggian 50 km dpl. Maka tanpa dapat dicegah, monster itu melaju di jalur tumbukannya yang menyudut 10º terhadap paras Bumi di titik target.

Tumbukan benda langit pun terjadi dengan dahsyatnya di Dataran Tinggi Bolaven, melepaskan energi sangat besar. Diperhitungkan energi tumbukan itu mencapai 274.000 hingga 685.000 megaton TNT, setara dengan 18 juta hingga 34 juta butir bom nuklir Nagasaki yang diledakkan bersama-sama di satu tempat. Tingkat energi tersebut menyamai apa yang terjadi dalam Letusan Toba Muda 75.000 tahun silam. Maka dampaknya pun sangat besar.

Tumbukan itu memproduksi kawah kompleks yang bergaris tengah antara 13 hingga 17 kilometer dengan berkedalaman maksimum antara 690 hingga 750 meter. Dari kawah ini tersembur material produk tumbukan sebanyak 140 km3 hingga 287 km3, dengan 81 km3 hingga 182 km3 diantaranya merupakan breksi tumbukan (suevit) yang terlalu berat sehingga tak sanggup terlontar jauh. Tetapi material produk tumbukan yang lebih ringan terlontar jauh hingga mencapai ketinggian ratusan atau bahkan ribuan kilometer di atas paras Bumi, sebelum gravitasi kembali menariknya berjatuhan ke Bumi. Atmosfer Bumi memperlakukan material produk tumbukan ini sebagai meteor. Dan jumlah mereka luar biasa besar, milyaran hingga trilyunan butir yang jatuh bersama-sama pada ruang udara di atas kawasan dalam radius hingga 600 kilometer dari target tumbukan.

Jika meteor-meteor dari material produk tumbukan itu jatuh satu persatu, atmosfer Bumi akan mendisipasikan panas yang dilepaskannya ke lingkungan sehingga tidak menyebabkan gangguan. Namun karena jumlahnya milyaran hingga trilyunan butir dan jatuh dalam rentang waktu singkat, atmosfer Bumi tak bisa menyalurkan akumulasi panasnya dengan cepat. Sehingga suhu udara regional pun naik dan kian memanas hingga akhirnya mampu memicu kebakaran hutan dan lahan dengan spontan. Kebakaran ini, yang dinamakan kebakaran hutan dipicu material produk tumbukan yang masuk kembali (reentry) ke Bumi secara balistik, mulai meletup hanya beberapa jam pasca tumbukan terjadi dan bertahan hingga berminggu-minggu kemudian. Ia melalap area demikian luas hingga sejauh 600 kilometer dari titik tumbukan.

Selain dampak termal yang disebabkan pelepasan sinar panas dan akumulasi panas oleh material produk tumbukan yang masuk kembali ke Bumi secara balistik, tumbukan benda langit ini juga melepaskan dampak mekanik: gelombang kejut. Hempasan gelombang kejut dengan overpressure 1 psi (703 kg/m2) menerpa daerah-daerah hingga sejauh 400 kilometer dari titik tumbukan. Gelombang kejut dengan overpressure sebesar ini sudah cukup mampu untuk mencabut batang-batang pohon dari akarnya. Jelas bahwa dampak termal dan mekanik dari tumbukan Bolaven ini melanda segenap Semenanjung Indochina tanpa ampun.

Gambar 13. Penampang melintang perkiraan bentuk Kawah Bolaven. Sebagai kawah kompleks yang dimensinya cukup besar, maka Kawah Bolaven memiliki cincin pusat yang mengelilingi punggungan pusat kawah. Skala vertikal telah diperbesar. Diadaptasi dari Sieh dkk, 2019.

Dalam jangka panjang, dampak tumbukan Bolaven menyebabkan gangguan sangat serius dalam lingkup regional Asia Tenggara dan ujungnya akan berefek global. Semburan material produk tumbukan tinggi ke atmosfer, hingga mencapai lapisan stratosfer, akan membentuk tabir surya alamiah yang menghalangi pancaran sinar Matahari ke paras Bumi. Suhu udara paras Bumi rata-rata bakal anjlok hingga 8º Celcius di bawah normal selama berminggu-minggu kemudian.

Bagi Asia Tenggara, pemblokiran sinar Matahari menyebabkan siang hari pun terasa gelap laksana berada di bawah naungan mendung yang paling tebal. Pada periode waktu yang sama, oksida nitrogen yang dilepaskan tumbukan benda langit dan pirotoksin dari kebakaran hutan akan membentuk asam nitrat dan asam sulfat. Keduanya menyebabkan terjadinya hujan asam kala turun ke Bumi bersama butir-butir air hujan. Oksida nitrogen yang sama juga bertanggung jawab atas bobolnya lapisan Ozon di atas kawasan Asia Tenggara.

Akumulasi berkurangnya cahaya Matahari yang tiba di paras Bumi, hujan asam dan lubang Ozon di atas Asia Tenggara membuat pertumbuhan tanaman di sini sangat terganggu. Dan berefek kepada kurangnya energi yang diterima populasi hewan dan manusia dalam rantai makanan. Beberapa daerah di Asia Tenggara mungkin mengalami dampak lebih parah yang berujung pada pemusnahan massal dalam lingkup lokal. Beberapa daerah lainnya mungkin mengalami dampak lebih ringan sehingga lebih mampu bertahan. Sedangkan secara global, turunnya suhu udara paras Bumi rata-rata hingga 8º Celcius lebih rendah akan memicu gangguan global yang ditandai oleh menghilangnya musim panas, mirip kejadian pasca Letusan Tambora 1815 namun dengan tingkat keparahan lebih besar. Gangguan global akan berlangsung selama beberapa tahun, sebelum kemudian Bumi berhasil memulihkan dirinya kembali.

Bagaimana populasi manusia purba Homo erectus, apakah turut terdampak? Sejauh ini bukti-bukti dari Lembah Bose menunjukkan Homo erectus menyaksikan terjadinya tumbukan benda langit itu. Dan mereka merasakan dampak tumbukan. Namun bagaimana dampaknya, musti diteliti lebih lanjut. Interaksi manusia, khususnya manusia modern, dengan peristiwa tumbukan benda langit cukup beragam. Mulai dari kemungkinan menghancurkan peradaban lokal di pesisir utara Laut Mati pada masa kenabian Luth AS, lantas kemungkinan menghancurkan sebuah pasukan berkekuatan besar yang bersiap-siap melaksanakan agresi menjelang masa kelahiran Muhammad SAW, hingga kerusakan parah kota-kota dan jatuhnya korban luka-luka yang demikian banyak di sisi barat Pegunungan Ural (Russia) dalam pentas modern.

Referensi :

Sieh dkk. 2019. Australsian Impact Crater buried under the Bolaven Volcanic Field, Southern Laos. Proceeding of National Academy of Sciences (PNAS), vol. 117 no. 3 30 Desember 2019, hal. 1346-1353.

Repihan Sejarah Sudut Nusantara berlatar Gerhana Sang Surya (1): Panjer

Sekeping daerah di Lembah Luk Ulo, di antara Sungai Luk Ulo dan Sungai Kedungbener yang menjadi anak sungai utamanya, di sisi selatan tanah Jawa bagian tengah. Saat itu Rabu 7 April 1502 TU (Tarikh Umum) yang bertepatan dengan 29 Ramadhan 907 H. Penghujung bulan suci. Masyarakat Muslim setempat sedang bersiap-siap merayakan Idul Fitri di bawah natural leader Sayyid Abdul Kahfi al-Hasani yang kelak populer dengan nama Syekh Abdul Kahfi Awwal. Kala waktu telah beranjak memasuki saat Dhuhur, mendadak di langit terjadi peristiwa yang sangat langka dan mengesankan. Selama hampir tiga jam kemudian terjadi Bagowong (Pagowong) atau Coblong, istilah Jawa Kuna untuk Gerhana Matahari Total. Peristiwa langit langka itu nampaknya demikian mempesona dan menginspirasi, hingga diabadikan menjadi nama lokasi.

Gambar 1. Rekonstruksi wilayah Gerhana Matahari Total 7 April 1502 di pulau Jawa dan sekitarnya. Angka-angka menunjukkan jam-jam terjadinya puncak gerhana dalam WIB. Nampak lokasi Panjer (kini Kebumen) berada di sumbu Zona Total gerhana ini. Peristiwa langit tersebut mungkin menginspirasi pemberian nama Panjer. Sumber: Sudibyo, 2019.

Terakhir kalinya Gerhana Matahari Total terjadi bagi daerah di antara Sungai Luk Ulo dan Sungai Kedungbener adalah hampir enam abad sebelumnya. Tepatnya pada 24 Februari 928 TU, kala tanah itu masih dalam naungan Kerajaan Medang yang sedang menjalani masa-masa turbulensi seiring kudeta silih berganti. Manakala Gerhana Matahari Total 7 April 1502 TU terjadi, tanah Jawa pun sedang menjalani metamorfosa dramatis. Di ujung timur Kerajaan Majapahit yang sudah tua masih bertahta namun kian berkeping-keping saja seakan sedang dipercepat menuju masa paripurnanya. Sedangkan di bagian tengah tanah Jawa kekuasaan bercorak lain mulai menanjak. Yakni Kesultanan Demak di bawah pimpinan Raden Patah yang menyandang gelar Sultan Alam Akbar al-Fattah.

Sayyid Abdul Kahfi al-Hasani memegang peranan penting dalam Kesultanan Demak. Datang sebagai pendakwah dari tanah Hadhramaut, beliau memiliki hubungan sangat erat dengan Sunan Ampel dan Sunan Kudus, dua dari Wali Sanga yang menjadi tulang punggung Kesultanan Demak. Pada tepian Sungai Kedungbener, Sayyid Abdul Kahfi al-Hasani babat alas membuka lahan yang disebut tsumma dha’u yang beraroma harum. Disinilah salah satu pondok pesantren tertua di Indonesia masakini, bahkan di Asia Tenggara, berdiri. Pesantren Somalangu secara resmi berdiri pada 25 Sya’ban 879 H (4 Januari 1475 TU) ditandai dengan sebuah prasasti berbahan batu zamrud yang kini masih ada dalam lingkungan pondok pesantren tersebut.

Manjer

Di penghujung suatu bulan Ramadhan, lebih dari seperempat abad setelah Pesantren Somalangu berdiri, peristiwa Gerhana Matahari Total yang mengesankan terjadi di langit setempat. Perhitungan astronomi modern yang termaktub dalam Five Millenium Canon of Solar Eclipses karya Fred Espenak (astronom NASA, Amerika Serikat) menunjukkan gerhana dimulai pada pukul 11:39 WIB. Mulai saat itu langit siang secara berangsur-angsur meredup dan menggelap selagi Matahari secara perlahan-lahan nampak ‘robek.’ Mulai pukul 13:04 WIB langit menjadi betul-betul gelap dimana Matahari berubah menjadi bundaran hitam bermahkota putih lembut. Bintang-bintang pun bertaburan menghiasi langit yang sesungguhnya masih siang bolong. Hal ini berlangsung selama hampir 5 menit kemudian. Setelah itu langit secara berangsur-angsur mulai bertambah terang dan Matahari pun kembali ke bentuk bundarnya sebagai penanda akhir gerhana pada pukul 14:31 WIB.

Perhitungan sederhana guna memprakirakan terjadinya Gerhana Matahari sudah dikenal sejak masa Yunani Kuno lewat Claudius Ptolomeus (100-170 TU) seperti termaktub dalam Almagest. Al-Battani (wafat 929 TU) memperbaikinya sehingga memungkinkan pengembangan prediksi Gerhana Matahari Cincin. Meski demikian belum ada bukti karya-karya ini telah masuk dan dipelajari di tanah Jawa terutama pada era transisi Kerajaan Majapahit – Kesultanan Demak. Sehingga dapat diperkirakan tak ada penduduk yang tinggal di antara Sungai Luk Ulo dan Sungai Kedungbener yang telah memprakirakan kejadian Gerhana Matahari sebelumnya.

Akan tetapi begitu gerhana mulai terjadi dan langit mulai menggelap, orang-orang pun riuh menabuh lesung mengikuti tradisi Jawa akan mitos Batara Kala menelan sang surya. Gerhana Matahari Total yang terjadi pada tengah siang bolong, saat Matahari sedang berkulminasi atas (istiwa’) yang menadai awal waktu Dhuhur, di penghujung bulan suci bagi Umat Islam, nampaknya memberikan kesan sangat mendalam bagi orang-orang yang tinggal di antara Sungai Luk Ulo hingga Sungai Kedungbener. Peristiwa luar biasa itu mungkin menginspirasi pemberian nama sebuah daerah di dekat Pesantren Somalangu sebagai Panjer.

Dalam Bahasa Jawa, kata Panjer memiliki kedudukan dan makna yang sama dengan kata Manjer. Berdasarkan riset pak Widya Sawitar, astronom senior di POJ (Planetarium dan Observatorium Jakarta), Orang Jawa mengenal sekitar 90 nama julukan untuk Matahari. Nama-nama julukan tersebut sebagian merupakan pengaruh dari bahasa Sansekerta dan umumnya terkait kalender pertanian (pranata mangsa), simbolisasi keseharian, penanda rentang waktu serta penanda fenomena alam tertentu. Kata Manjer adalah salah satu diantaranya. Manjer merupakan istilah bagi transit Matahari atau istiwa’, yaitu situasi saat Matahari mencapai titik kulminasi atas dalam peredaran semu hariannya. Nama julukan lain yang memiliki makna serupa Manjer adalah Panengahnikangrawi dan Suryasata.

Kulminasi atas Matahari sesungguhnya merupakan peristiwa langit yang rutin terjadi setiap hari dan tidaklah cukup unik dalam perspektif astronomi. Namun manakala peristiwa Gerhana Matahari Total yang sangat langka terjadi kala sang Surya sedang manjer di penghujung bulan Ramadhan pada daerah yang sebagian besar penduduknya memeluk Islam, kesan yang ditimbulkannya akan luar biasa dan menginspirasi. Analisis astronomi menunjukkan pasca Gerhana Matahari Total 7 April 1502, selama setengah milenium (lima abad) kemudian tanah Panjer hanya mengalami dua Gerhana Matahari Total lainnya. Masing-masing Gerhana Matahari Total 24 Juli 1683 yang terjadi kala Matahari terbit dan Gerhana Matahari Total 11 Juni 1983 yang terjadi di pagi hari.

Lebih dari seabad kemudian pasca Gerhana Matahari Total 7 April 1502 yang bersejarah, Panjer telah berkembang meluas dan terstruktur melampaui ukuran sebuah desa. Panjer kemudian menyeruak ke pentas sejarah di era Kerajaan Mataram manakala Sultan Agung mempersiapkan invasi ke Batavia yang dikuasai VOC. Tersebut nama Ki Bagus Badranala yang menyiapkan keperluan logistik dan sumberdaya manusia guna mendukung invasi tersebut, dalam kurun 1627-1629 TU. Atas jasa-jasanya maka Ki Bagus Badranala dikukuhkan menjadi Ki Gede Panjer Roma pada 21 Agustus 1629 TU. Berselang 13 tahun kemudian Ki Gede Panjer Roma dilantik menjadi sebagai Bupati Panjer yang pertama dan menyandang nama baru: Panembahan Badranala. Bahwa dua abad kemudian terjadi gempa politik tanah Jawa seiring meletusnya Perang Jawa / Perang Dipanegara yang demikian menghancurkan, yang memaksa berubahnya nama Kabupaten Panjer menjadi Kabupaten Kebumen, itu tidak menghilangkan ketokohan Panembahan Badranala. Tanggal 21 Agustus 1629 TU pun kini ditetapkan sebagai Hari Jadi Kab. Kebumen berdasarkan Peraturan Daerah no. 3/2018.

Hingga saat ini belum ditemukan bukti tertulis maupun cerita tutur (lisan) terkait asal-usul nama Panjer dan peristiwa langit langka berupa Gerhana Matahari Total di tengah siang bolong. Namun dalam sudut pandang toponomi, yakni cabang ilmu pengetahuan yang mencari hubungan antara fenomena alam lokal dengan nama daerah setempat, hal itu tetap berterima. Terdapat banyak tempat di tanah Kebumen yang mengandung unsur nama karang- (misalnya Karangsambung, Karanggayam, Karangpoh, Karanganyar, Karangtanjung, Karangkembang dan sebagainya). Tempat-tempat tersebut secara tertulis maupun lisan juga belum diketahui asal-usulnya. Namun dengan pendekatan toponomi, kata karang- yang melekat pada nama tempat-tempat itu terbukti merepresentasikan fenomena alam setempat terkait pegunungan/perbukitan dan formasi-formasi batuan yang khas.

Seperti halnya bangsa-bangsa lainnya di dunia, leluhur manusia Indonesia di masa silam mempelajari astronomi sebagai bagian dari bertahan hidup. Guna mereduksi sebesar mungkin dampak dari fenomena-fenomena alam tertentu yang dipandang merugikan (misalnya musim kemarau) dan sebaliknya mengeksploitasi semaksimal mungkin terjadi fenomena-fenomena alam lainnya yang menguntungkan (misalnya musim hujan) untuk bercocok tanam dan mengembangkan peradaban. Dalam kesempatan yang sama pembelajaran itu juga mewariskan pengetahuan tersebut pada nama-nama daerah dan istilah-istilah unik bagi anak cucunya.

Referensi :

Sawitar. 2016.Tekang Adityamandala. Planetarium dan Observatorium Jakarta, diakses 25 Desember 2019 TU.

Mentari Menjadi Sabit Tebal, Gerhana Matahari 29 Rabiul Akhir 1441 H/26 Desember 2019

Kamis 29 Rabiul Akhir 1441 H atau 26 Desember 2019 TU (Tarikh Umum) akan terjadi peristiwa langit yang jarang terjadi. Gerhana Matahari Cincin atau Gerhana Matahari Annular namanya. Di puncak gerhana, Matahari akan terlihat menyerupai cincin bercahaya kuning-jingga di langit khususnya jika disaksikan dari Zona Antumbra dalam wilayah gerhana. Sedangkan wilayah gerhana lainnya, yakni Zona Penumbra, hanya akan menyaksikan sebagian wajah Matahari tertutupi oleh bundaran Bulan yang gelap di puncak gerhana dengan besarnya penutupan tergantung pada letak setiap tempat.

Kabar baiknya, segenap Indonesia tercakup ke dalam wilayah gerhana Matahari Cincin ini. Bahkan Zona Umbra melintasi sejumlah kabupaten/kota di tujuh propinsi.

Konfigurasi Gerhana

Gambar 1. Wajah Matahari yang nampak sebagian ditutupi bundaran Bulan sepanjang peristiwa Gerhana Matahari Total 9 Maret 2016 silam. Diabadikan di Kebumen, yang nampak sebagai gerhana sebagian. Sumber: Sudibyo, 2016.

Peristiwa Gerhana Matahari terjadi saat Bumi, Bulan dan Matahari benar–benar sejajar pada satu garis lurus dalam perspektif tiga–dimensi dimana Bulan menyelisip di tengah-tengah Bumi dan Matahari. Kesejajaran ini disebut syzygy. Dalam ilmu falak, Gerhana Matahari terjadi pada saat yang sama dengan peristiwa konjungsi Bulan–Matahari (ijtima’), yakni saat Bulan dan Matahari menempati satu garis bujur ekliptika yang sama di langit. Yang membedakan, Bulan dalam peristiwa Gerhana Matahari juga sedang menempati salah satu di antara dua titik nodal dalam orbitnya. Titik nodal adalah titik potong khayali antara orbit Bulan tepat dengan ekliptika (bidang edar Bumi dalam mengelilingi Matahari).

Maka meski dalam setiap tahun Hijriyyah terjadi 12 kali peristiwa konjungsi Bulan-Matahari, tidak setiap konjungsi tersebut menghasilkan Gerhana Matahari. Karena tidak setiap saat konjungsi Bulan-Matahari berlangsung bersamaan dengan Bulan sedang di dekat atau bahkan berada di salah satu titik nodalnya. Dalam setahun Hijriyyah umumnya hanya terjadi minimal 2 dan maksimal 4 peristiwa Gerhana Matahari.

Akibat kesejajaran tersebut maka pancaran sinar Matahari yang mengarah ke Bumi bakal diblokir sedikit oleh bundaran Bulan. Menjadikan peristiwa Gerhana Matahari selalu berlangsung di siang hari. Karena ukuran Bulan lebih kecil dibandingkan Bumi, maka pemblokiran tersebut tidak terjadi secara tidak merata di sekujur paras Bumi yang sedang terpapar sinar Matahari saat itu. Melainkan hanya di sektor–sektor tertentu saja bergantung pada geometri orbit Bulan kala kesejajaran tersebut terjadi.

Gambar 2. Konfigurasi posisi Matahari, Bumi dan Bulan yang melahirkan peristiwa Gerhana Matahari Total dan Gerhana Matahari Cincin (tanpa skala jarak antar benda langit). Sumber: Sudibyo, 2019.

Ada tiga jenis Gerhana Matahari. Yang pertama adalah Gerhana Matahari Total (GMT). Terjadi saat Bulan menempati titik nodal kala konjungsi Bulan-Matahari dan jaraknya relatif dekat ke Bumi, yakni menempati atau berdekatan dengan titik perigee (titik terdekat orbit Bulan ke Bumi). Sehingga ukuran–tampak Bulan relatif sama atau sedikit lebih besar ketimbang Matahari, yakni 0º 30’. Maka cakram Bulan sepenuhnya menutupi cakram Matahari di puncak gerhana dan terbentuk dua bayangan, yaitu umbra (bayangan inti total) dan penumbra (bayangan tambahan). Lokasi yang dilintasi umbra akan menyaksikan Gerhana Matahari Total sementara lokasi penumbra hanya menyaksikan gerhana sebagian.

Yang kedua adalah Gerhana Matahari Cincin (GMC). Konfigurasinya mirip dengan GMT hanya bedanya Bulan berjarak relatif jauh dari Bumi, yakni berdekatan atau bahkan menempati titik apogee (titik terjauh orbit Bulan ke Bumi). Imbasnya ukuran–tampak Bulan lebih kecil ketimbang Matahari, membuat cakram Bulan tidak sepenuhnya menutupi cakram Matahari di puncak gerhana. Pada konfigurasi ini juga terbentuk dua bayangan, yaitu antumbra (bayangan inti cincin) dan penumbra. Lokasi yang dilintasi antumbra akan menyaksikan Gerhana Matahari Cincin sedangkan lokasi penumbra hanya menyaksikan gerhana

Dan yang ketiga, Gerhana Matahari Sebagian (GMS). Berbeda halnya dengan GMT dan GMC, GMS terjadi saat Bulan hanya berdekatan saja dengan salah satu titik nodalnya di saat konjungsi Bulan-Matahari. Sehingga cakram Bulan tidak sepenuhnya menutupi cakram Matahari pada puncak gerhana. Dalam konfigurasi ini cahaya Matahari yang terblokir Bulan hanya akan membentuk satu bayangan, yaitu penumbra. Karenanya dimanapun berada di lokasi penumbra, hanya akan terlihat gerhana sebagian.

Data Perhitungan Gerhana

Perhitungan astronomi menunjukkan wilayah Gerhana Matahari Cincin 29 Rabiul Akhir 1441 H akan meingkupi hampir seluruh benua Asia, sebagian kecil benua Afrika dan sebagian besar benua Australia. Zona antumbranya melintasi daratan Arab Saudi di barat melintasi Qatar, Uni Emirat Arab, India, Sri Lanka, Indonesia, Malaysia, Singapura dan Filipina. Indonesia menjadi negara sentral dalam Gerhana Matahari ini karena ditempati titik greatest eclipse, titik yang memiliki durasi anularitas (durasi Matahari nampak sebagai cincin bercahaya) terpanjang. Titik tersebut terletak di Kab. Siak (propinsi Riau) dengan durasi annularitas 3 menit 40 detik.

Gambar 3. Wilayah Gerhana Matahari Cincin 29 Rabiul Akhir 1441 H di Indonesia. Perhatikan zona antumbra yang disebut Zona Cincin. Sisa wilayah Indonesia yang ada di luar Zona Cincin adalah zona penumbra dan mengalami gerhana sebagian. Garis-garis menunjukkan titik-titik yang mengalami magnitudo gerhana yang sama (dinyatakan dalam persen). Sumber: Sudibyo, 2019.

Selain Kab. Siak, zona umbra Gerhana Matahari ini melintasi sejumlah ibukota kabupaten/kota di Indonesia yang tersebar ke dalam tujuh propinsi. Di propinsi Aceh, zona umbra melewati kota Sinabang (Kab. Simeulue) dan Singkil (Kab. Aceh Singkil). Di propinsi Sumatra Utara, zona umbra melintasi Kota Sibolga, Pandan (Kab. Tapanuli Tengah), Tarutung (Kab. Tapanuli Utara), Sipirok (Kab. Tapanuli Selatan), Panyambungan (Kab. Mandailing Natal),Kota Pinang (Kab. Labuhanbatu Selatan) dan Kota Padang Sidempuan. Di propinsi Riau, selain Siak Sri Indrapura (Kab. Siak) zona umbra juga melewati Pasir Pengaraian (Kab. Rokan Hulu), sebagian Kota Dumai dan sebagian Kota Pekanbaru. Bagi propinsi Kepulauan Riau, zona umbra melewati Kota Batam, Kota Kijang (Kab. Bintan), Tanjung Balai Karimun (Kab. Karimun) dan Kota Tanjung Pinang (ibukota propinsi).

Untuk propinsi Kalimantan Barat, zona umbra melintasi Kota Singkawang, Bengkayang (Kab. Bengkayang), Mempawah (Kab. Mempawah) dan Sambas (Kab. Sambas). Sedangkan di propinsi Kalimantan Timur, zona umbra melewati Berau (Kab. Berau). Dan di propinsi Kalimantan Utara zona umbra melintasi Kota Tanjung Selor (ibukota propinsi). Sisa wilayah Indonesia lainnya tercakup ke dalam Zona Penumbra sehingga hanya akan menyaksikan gerhana sebagian dengan magnitudo gerhana bergantung kepada lokasi masing–masing.

Dari semua tempat tersebut, durasi Gerhana Matahari terpanjang terletak pada kota yang berdekatan dengan titik greatest eclipse, yakni 3 jam 52 menit di Kota Tanjung Pinang dan Siak Sri Indrapura. Sedangkan durasi Gerhana Matahari terpendek terjadi di tempat yang memiliki magnitudo gerhana terkecil, yakni di Merauke (Kab. Merauke propinsi Papua) yang lamanya hanya 2 jam 12 menit. Bagi pulau Jawa, magnitudo gerhana bervariasi mulai dari 68,8 % (durasi 3 jam 24 menit) di Blambangan hingga 79,4 % (durasi 3 jam 41 menit) di Merak (propinsi Banten).

Melihat Gerhana

Dibanding peristiwa Gerhana Bulan, kesempatan mengalami Gerhana Matahari cukup langka. Gerhana Matahari Cincin terakhir dengan zona umbra yang melintasi sebagian besar Indonesia terjadi pada Gerhana Matahari Cincin 29 Januari 2009. Dan setelah itu Gerhana Matahari Cincin serupa baru akan terjadi lagi dalam Gerhana Matahari Cincin 21 Mei 2031 yang akan datang. Kejarangan ini cukup berbeda dibanding peristiwa Gerhana Bulan Total yang lebih sering terjadi.

Beberapa Gerhana Matahari yang nampak sebagai gerhana sebagian memang singgah di Indonesia di antara tahun 2009 hingga 2019 TU ini. Namun tak semuanya memiliki konfigurasi menguntungkan guna diamati. Misalnya Gerhana Matahari Cincin 15 Januari 2010, tak satupun Indonesia yang berada pada zona umbra sementara zona penumbra hanya meliputi pulau Sumatra, Kalimantan, Jawa (sebagian) dan Sulawesi (sebagian). Berikutnya Gerhana Matahari Cincin 10 Mei 2013 yang juga tak menyertakan satupun bagian Indonesia dalam zona umbranya, meski hampir seluruh Indonesia berkesempatan dalam zona penumbra. Namun dengan gerhana terjadi tepat pada saat Matahari terbit, maka upaya mengamatinya juga sulit. Demikian halnya Gerhana Matahari Sebagian 29 April 2014, meski terjadi di tengah hari namun magnitudo gerhananya di Indonesia sangat kecil. Hanya sebagian pulau Jawa dan kepulauan Nusa Tenggara saja yang masuk ke dalam zona penumbra.

Sah–sah saja bila ingin berpartisipasi langsung dalam gerhana dan mengabadikannya dengan kamera. Namun beberapa hal yang harus digarisbawahi. Pada dasarnya kita dilarang menatap langsung ke Matahari, juga mengarahkan kamera secara langsung. Selain intensitas sinarnya begitu besar hingga terlalu benderang menyilaukan, salah satu gelombang elektromagnetik berenergi tinggi yang dipancarkan adalah berkas sinar ultraungu. Dengan tingginya energinya, sinar ultraungu bisa menyebabkan perubahan kimia pada sel–sel retina apabila terpapar terlalu lama. Pada dasarnya menatap Matahari terlalu lama sama merusaknya dengan melihat pengelasan las listrik tanpa pelindung mata sama sekali. Gangguan penglihatan bisa terjadi.

Dalam situasi normal, mata kita memiliki respon spontan untuk menyipit dan mengerjap saat menatap Matahari. Inilah alarm kewaspadaan sekaligus pengaman mata kita. Namun pada saat Gerhana Matahari, khususnya dengan persentase penutupan Matahari yang besar, situasi unik terjadi. Meredupnya Matahari sepanjang durasi gerhana akan membuat langit lebih temaram. Alarm kewaspadaan tubuh pun mengendor. Kini Matahari jadi lebih enak dipandang tanpa harus banyak menyipitkan mata. Pada saat yang sama, temaramnya langit juga membuat mata kita meresponnya dengan membuka pupil lebih lebar untuk memungkinkan lebih banyak sinar yang masuk. Sehingga kualitas penglihatan tetap terjaga. Kombinasi dua hal ini berpotensi membuat lebih banyak sinar ultraungu Matahari yang masuk ke bola mata dibanding normal. Disinilah bahaya itu muncul.

Bagaimana cara melihat Gerhana Matahari yang aman? Pada dasarnya Matahari cukup aman untuk dipandang apabila intensitas sinarnya telah diperlemah hingga minimal 50.000 kali lipat dari semula sebelum memasuki mata kita. Melihat Matahari dengan pantulan sinarnya melalui permukaan air yang tenang sama sekali tak disarankan. Sebab intensitas sinar hasil pemantulan hanyalah diperlemah 50 kali dari semula. Dengan dasar tersebut maka perlu adanya filter (penapis) yang tepat di antara mata kita dan Matahari. Filter yang dianjurkan adalah yang memperlemah sinar Matahari hingga 100.000 kali dari semula (0,001 %), yang teknisnya dikenal sebagai filter ND 5 (neutral density 5). Filter semacam ini secara komersial dipasarkan sebagai kacamata Matahari.

Bagaimana jika tak ada filter ND 5? Kita pun tetap bisa mengamati Gerhana Matahari lewat filter-buatan-sendiri sendiri. Cari negatif film hitam putih yang telah ‘terbakar’ (dipapar sinar Matahari lalu dicuci di studio foto). Potong–potong menjadi 3 helai lalu rekatkan/tumpuk menjadi satu. Agar lebih mudah dipegang, tempatkanlah dalam misalnya kertas karton yang telah dilubangi demikian rupa agar mirip kacamata. Inilah filter Matahari–buatan–sendiri yang tak kalah ampuhnya dengan filter komersial. Bisa juga menggunakan kacamata las bernomor 14. Dengan piranti semacam ini maka mata (atau kamera) anda akan tetap leluasa mengamati Gerhana Matahari tanpa khawatir cedera (atau rusak).

Shalat Gerhana

Gambar 4. Kontur waktu tengah (waktu puncak) Gerhana Matahari Cincin 29 Rabiul Akhir 1441 H di Indonesia. Setiap garis menghubungkan titik-titik yang mengalami puncak gerhana pada saat yang sama, dinyatakan dalam waktu Indonesia bagian barat (WIB). Sumber: Sudibyo, 2019.

Bagi Umat Islam, sangat dianjurkan menyelenggarakan shalat Gerhana Matahari tatkala peristiwa langit yang langka ini terjadi. Tulisan ini tak hendak menyentuh tata cara pelaksanaan shalat gerhana atau contoh khutbah gerhana. Namun hanya mengupas kapan waktunya.

Beberapa kalangan mempertanyakan (sekaligus mempersoalkan) mengapa peristiwa Gerhana Matahari Cincin 29 Rabiul Akhir 1441 H disambut dengan demikian gegap gempita? Mengapa tak mendirikan shalat gerhana saja? Mengapa justru menonjolkan pengamatan?

Sejatinya tak perlu ada dikotomi seperti itu. Durasi Gerhana Matahari Cincin 29 Rabiul Akhir 1441 H di Indonesia cukup lama dengan durasi terpanjang 3 jam 52 menit dan durasi terpendek 2 jam 12 menit. Shalat Gerhana Matahari memang ditegakkan pada saat gerhana sudah terjadi. Sekarang mari kita lihat lamanya waktu yang dibutuhkan guna mendirikan shalat Gerhana Matahari. Shalat dua raka’at itu umumnya bisa dilaksanakan dalam tempo 10 menit. Kemudian khutbah gerhana sesudahnya juga seyogyanya berlaku 10 menit (tidak lebih panjang, sesuai dengan yang disunnahkan). Dengan demikian secara keseluruhan pelaksanaan shalat gerhana membutuhkan waktu sekitar 20 menit. Katakanlah maksimal 30 menit.

Nah dengan waktu maksimum 30 menit maka di daerah yang memiliki durasi terpanjang gerhana masih menyisakan waktu mendekati 3,5 jam sementara di daerah dengan durasi gerhana terpendek pun masih menyisakan waktu mendekati 1,75 jam bukan? Mengapa sisa waktu tersebut tidak dimanfaatkan untuk aneka kegiatan pendukung, mulai dari kegiatan ilmiah hingga kesenian? Terlebih Gerhana Matahari adalah salah satu ayat kauniyah yang perlu diajarkan kepada anak cucu kita. Dalam perpsektif ayat qauliyah sekalipun,bukankah terdapat sekurangnya 750 ayat al–Qur’an yang membahas dan mendeskripsikan beragam fenomena dalam jagat raya seperti dipaparkan oleh Syeh Jauhari Thanthawi sekitar tujuh dasawarsa silam?

Asteroid-mini dari luar Tata Surya

Sebuah meteoroid yang berupa asteroid-mini memasuki atmosfer Bumi pada 9 Januari 2014 TU dinihari waktu Indonesia. Ia menjadi meteor-terang (fireball) dan mencapai puncak kecemerlangannya manakala tiba di ketinggian 19 kilometer di atas paras air laut, di lepas pantai utara pulau Irian. Lima tahun kemudian barulah disadari bahwa asteroid mini tersebut datang dari luar tata surya kita.

Setengah Ton

Asteroid-mini itu tak bernama, tak dikodekan dan tak pernah terdeteksi sebelumnya. Jika dianggap berbentuk bola, diameternya hanya 50 cm. Namun ia hampir sepadat besi dengan massa mencapai setengah ton. Melesat secepat 161.000 km/jam pada lintasan membentuk sudut sekitar 20º terhadap parasbumi yang menjadi titik targetnya, asteroid-mini-tanpa-nama itu sontak berubah menjadi meteor begitu mulai menembus ketinggian 110 kilometer. Puncak kecerlangannya dicapai pada ketinggian 20 kilometer dengan terang mendekati Bulan purnama. Sehingga merupakan meteor-terang (fireball). Secara keseluruhan asteroid-mini-tanpa-nama itu melepaskan energi 0,11 kiloton TNT, setara 1/137 kekuatan ledakan bom nuklir Hiroshima.

Gambar 1. Lokasi terdeteksinya meteor-terang 9 Januari 2014 di lepas pantai utara pulau Irian. Peta berdasarkan Google Earth dikombinasikan dengan data NASA Astrophysics Data System.

Saat mencapai puncak kecerlangannya, meteor-terang berkedudukan sekitar 100 kilometer sebelah timur laut Pulau Manus. Atau 740 kilometer sebelah timur laut kota Jayapura (Indonesia). Di atas kertas, penduduk pulau Manus dapat dengan mudah menyaksikan panorama meteor-terang ini, yang mengemuka setinggi 11º di horizon timur laut. Namun peristiwa tersebut terjadi pada pukul 02:05 WIT sehingga praktis hampir segenap penduduk di kawasan ini telah terlelap.

Beruntung ada satelit mata-mata rahasia Departemen Pertahanan AS yang rajin memelototi selimut udara Bumi dengan radas (instrumen) bhangmeter-nya. Radas tersebut sejatinya bertujuan mengendus kilatan cahaya khas produk ledakan nuklir atmosferik/permukaan, sebagai bagian dari patroli global keamanan negara adidaya. Namun radas yang sama berkemampuan pula mengindra kilatan cahaya dari peristiwa pelepasan energi tinggi sejenis. Termasuk yang dilepaskan meteor-terang, meteor-sangat terang dan juga boloid.

Hasil observasi meteor-terang/sangat-terang dan boloid itu disimpan pada sebuah basisdata terbuka yang dikelola badan antariksa AS (NASA) melalui CNEOS (Center of Near Earth Object Studies). Sering disebut pula sebagai katalog CNEOS, basisdata itu memuat semua data meteor-terang/sangat-terang dan boloid sejak 1988 TU. Lima tahun berselang, barulah diketahui bahwa peristiwa meteor-terang di utara pulau Irian itu bukanlah kejadian biasa.

Sempat Diragukan

Amir Siraj, astronom dari Harvard University (AS), tergelitik oleh pertanyaan menarik pasca penemuan Oumuamua. Seperti diketahui Oumuamua adalah asteroid unik, karena menjadi benda langit pertama yang terdeteksi umat manusia sebagai benda langit yang berasal dari luar tata surya kita sepanjang sejarah peradaban. Siraj mengembangkan mengembangkan euforia penemuan Oumuamua ke konteks lingkungan dekat-Bumi dengan pertanyaan: adakah benda langit dari luar tata surya kita yang terdeteksi jatuh ke Bumi?

Bersama Abraham Loeb yang menjadi mentornya, Siraj mengaduk-aduk katalog CNEOS dengan menerapkan batasan kecepatan sangat tinggi yang bisa dianalisis. Dari batasan tersebut diperoleh tiga kandidat meteor. Namun hanya satu kandidat yang akhirnya disimpulkan benar-benar berasal dari luar tata surya kita. Yakni meteor-terang yang terlihat di utara pulau Irian pada 9 Januari 2014 TU. Data menunjukkan meteor itu memiliki kecepatan 44,8 km/detik relatif terhadap Bumi.

Gambar 2. Asteroid Oumuamua (bintik putih di tengah foto), diamati dengan teleskop William Herschell Observatorium La Palma, Canary (Spanyol). Garis-garis putih diagonal merupakan jejak bintang-bintang di latar belakang seiring teleskop ‘dikunci’ ke posisi asteroid. Inilah benda langit pertama yang dipastikan berasal dari luar tata surya. Sumber: Observatorium La Palma, 2017.

Gambar 2. Asteroid Oumuamua (bintik putih di tengah foto), diamati dengan teleskop William Herschell Observatorium La Palma, Canary (Spanyol). Garis-garis putih diagonal merupakan jejak bintang-bintang di latar belakang seiring teleskop ‘dikunci’ ke posisi asteroid. Inilah benda langit pertama yang dipastikan berasal dari luar tata surya. Sumber: Observatorium La Palma, 2017.

Penggunaan katalog CNEOS sempat dipertanyakan seiring tidak tersajinya nilai ketidakpastian pengukuran. Dalam banyak pengukuran pada katalog CNEOS, ketidakpastian kecepatannya bisa sangat kecil hingga mencapai kurang dari 1 km/detik khususnya untuk meteoroid berdiameter kecil (dalam ukuran hingga beberapa meter). Namun dalam beberapa kejadian nilai ketidakpastiannya bisa melambung hingga 28 %. Pada saat Peristiwa Chelyabinsk 2013, nilai ketidakpastian kecepatan meteor yang dicatat katalog CNEOS adalah 5 %. Dalam kasus meteor-terang di utara pulau Irian ini, jika nilai ketidakpastian pengukuran kecepatannya mencapai 45 % maka penafsirannya sebagai benda langit dari luar tata surya bakal bias dengan benda langit yang terikat secara gravitasional ke tata surya kita.

Keraguan itu membawa Loeb menerobos pagar kerahasiaan yang menyelimuti produksi data dari radas bhangmeter satelit militer AS. Hingga ia bersua pada Los Alamos National Laboratory, salah satu laboratorium penelitian paling prestisius di Amerika Serikat sekaligus tempat dimana senjata nuklir pertama dirakit. Melalui Matt Heavner yang mengepalai pusat data untuk keamanan global dan intelijen di Los Alamos, diketahui bahwa nilai ketidakpastian pengukuran kecepatan meteor-terang di utara pulau Irian itu hanya sebesar 10 % atau kurang.

Gambar 3. Wajah komet Borisov melalui teleskop landas antariksa Hubble pada 12 Oktober 2019 TU lalu. Nampak komet Borisov, komet yang berasal dari luar tata surya namun bersifat selayaknya komet asli tata surya umumnya. Sumber: NASA, 2019.

Gambar 3. Wajah komet Borisov melalui teleskop landas antariksa Hubble pada 12 Oktober 2019 TU lalu. Nampak komet Borisov, komet yang berasal dari luar tata surya namun bersifat selayaknya komet asli tata surya umumnya. Sumber: NASA, 2019.

Maka dapat disimpulkan (dengan tingkat keyakinan sangat tinggi), bahwa meteor-terang di utara pulau Irian pada 9 Januari 2014 TU dinihari itu memang bersumber dari asteroid-mini-tanpa-nama yang berasal dari luar tata surya kita. Asteroid tersebut bermassa setengah ton dengan dimensi hanya 50 cm. Bersama dengan Oumuamua dan komet Borisov, maka asteroid-mini-tanpa-nama ini menjadi bagian dari benda langit yang bukan penduduk asli tata surya.

Pelajaran apa yang dapat diambil dari peristiwa tersebut?

Banyak. Salah satunya, menurut saya, kini kita mengetahui Bumi memiliki potensi ditumbuk benda langit yang berasal dari luar tata surya. Dengan kecepatan mereka yang jauh lebih tinggi dibanding asteroid dan komet asli tata surya, maka benda langit yang lebih kecil pun dapat menimbulkan dampak yang besar. Ambil contoh Peristiwa Chelyabinsk 2013 (energi 560 kiloton TNT), jika disebabkan oleh benda langit seperti ini maka hanya butuh yang dimensinya 8,5 meter saja. Bandingkan dengan dimensi asteroid Chelyabinsk yang mencapai 20 meter. Artinya kewaspadaan akan potensi tumbukan benda langit kini pun harus ditegakkan terhadap benda-benda langit yang datang dari luar tata surya.

Referensi

Siraj & Loeb. 2019. Discovery of a Meteor of a Interstellar Origin. ArXiv 1904.07224, submitted.

Loeb. 2019. It Takes a Village to Declassify an Error Bar. Scientific American blog July 3, 2019, diakses 2 Agustus 2019.

Mengenal Gerhana Bulan, Melihat Gerhana Bulan Sebagian 14 Zulqaidah 1440 H

Akan terjadi sebuah peristiwa Gerhana Bulan (al-kusuf al-qamar) pada Rabu dinihari 14 Zulqaidah 1440 H yang bertepatan dengan 17 Juli 2019 TU (Tarikh Umum). Gerhana Bulan ini merupakan Gerhana Bulan Sebagian, yang mendapatkan namanya karena pada saat puncak gerhana tercapai hanya sebagian dari cakram Bulan yang tergelapkan oleh gerhana. Dalam Gerhana Bulan Sebagian 14 Zulqaidah 1440 H diperhitungkan hanya 65 % cakram Bulan yang akan berubah menjadi gelap. Sehingga Bulan purnama sempurna pada saat itu akan berubah menjadi laksana Bulan sabit tebal.

Gambar 1. Bulan dalam peristiwa Gerhana Bulan fase gerhana sebagian. Diabadikan dengan kamera DSLR pada bukaan rana 70 mm, ISO 200 dan waktu paparan 2 detik. Nampak bagian Bulan yang tergelapkan berwarna kemerahan, imbas pembiasan berkas cahaya Matahari kala menembus atmosfer Bumi. Bagian berwarna kebiruan adalah produk pembiasan cahaya Matahari melalui lapisan Ozon. Bagian berwarna kemerahan dan kebiruan hanya muncul melalui teknik pemotretan yang tepat. Sumber: Sudibyo, 2018.

Periode Bulan

Gerhana Bulan adalah sebuah peristiwa langit dimana Bumi, Bulan dan Matahari menempati sebuah garis lurus dalam perspektif tiga dimensi (syzygy) sehingga berkas cahaya Matahari yang seharusnya jatuh di paras Bulan sebagai Bulan purnama menjadi terhalangi. Dalam Gerhana Bulan, Bumi berkedudukan di tengah diapit oleh Bulan dan Matahari. Gerhana Bulan adalah implikasi dari peredaran Bulan mengelilingi Bumi dan pergerakan Bumi mengelilingi Matahari.

Bulan adalah satu-satunya satelit alamiah Bumi kita. Dimensinya cukup besar, yakni seperempat ukuran Bumi dan tergolong cukup besar diantara satelit-satelit alamiah lainnya di seantero tata surya. Di antara benda-benda langit yang berstatus satelit alamiah planet dalam tata surya, Bulan adalah yang terbesar kelima setelah Ganymede (satelit alamiah Jupiter), Titan (satelit alamiah Saturnus), Callisto dan Io (keduanya satelit alamiah Jupiter).

Gambar 2. Bulan dalam peristiwa Gerhana Bulan fase gerhana penumbral. Diabadikan dengan kamera DSLR pada bukaan rana 70 mm, ISO 200 dan waktu paparan 1/500 detik. Nampak bagian Bulan yang sedikit gelap sebagai pengaruh penumbra. Sumber: Sudibyo, 2018.

Sebagai satu-satunya satelit alamiah di satu-satunya planet yang dihuni umat manusia, maka Bulan sudah dikenal sejak awal peradaban. Termasuk siklus fasenya mulai dari berbentuk sabit, sabit tebal, separo, perbani (benjol) hingga purnama dan seterusnya. Dari perubahan demi perubahan fase Bulan ini yang diamati dalam jangka panjang, umat manusia mengetahui fase-fase Bulan memiliki siklus sepanjang 29,5 hari (rata-rata). Ini disebut periode sinodis (al-fatrah as-sayanudsi), yang merupakan selang waktu diantara dua kejadian berkumpulnya Matahari dan Bulan (konjungsi atau ijtima’) yang berurutan (sinodis : berkumpul). Periode sinodis Bulan berperan penting dalam aneka peradaban, sebab menjadi dasar bagi sistem penanggalan. Baik yang berupa kalender lunar murni (setahun terdiri atas 12 bulan kalender) maupun kalender luni-solar (setahun biasa terdiri atas 12 bulan kalender dan setahun kabisat terdiri atas 13 bulan kalender).

Di sisi lain, besaran periode sinodis Bulan sempat menimbulkan masalah tersendiri pada abad ke-16 TU. Kala Isaac Newton merumuskan hukum gravitasiya yang kesohor dan menerapkannya pada pergerakan benda-benda langit, ia sempat dibuat pusing oleh tidak konsistennya hukum tersebut terhadap Bulan. Dengan memasukkan periode sinodis Bulan ke dalam hukum gravitasi dan berdasar pengetahuan massa Bumi yang diketahui pada zamannya (yakni sepertiga lebih rendah ketimbang nilai sesungguhnya), diperoleh nilai jarak rata-rata Bumi Bulan hanyalah 359.000 km. Padahal hasil pengukuran astronomi berdasarkan fenomena Gerhana Bulan yang telah dilakukan berulang-ulang semenjak zaman Ptolomeus menunjukkan jarak terjauh Bumi Bulan adalah 410.000 km.

Masalah ini terselesaikan detelah disadari bahwa terdapat dua macam periode revolusi benda langit, yakni periode sinodis dan periode sideris. Periode revolusi benda langit yang sesungguhnya adalah periode sideris (al-fatrah al-falakiy), yakni yang mengacu kepada posisi bintang-bintang sangat jauh (sidereal : bintang). Terdapat hubungan antara periode sideris dengan periode sinodis sebagai berikut :

Dalam hal Bulan, maka P1 adalah periode sideris Bulan yang dicari dan P2 adalah periode revolusi Bumi yang besarnya 365,25 hari. Diperoleh besarnya periode sideris Bulan adalah 27,3 hari. Massa Bumi yang lebih akurat baru diketahui satu setengah abad pasca Newton lewat eksperimen Cavendish dan kala hasilnya dimasukkan ke dalam hukum gravitasi beserta dengan nilai periode sideris Bulan, diketahui bahwa jarak rata-rata Bumi Bulan adalah sebesar 384.400 kilometer. Pengukuran modern berdasarkan femomena kulminasi atas Bulan oleh Crommelin (1905-1910 TU) disusul okultasi Bulan oleh O’Keefe (1952 TU) dan radar oleh Laboratorium Angkatan Laut AS (1957 TU) serta laser selama misi penerbangan antariksa Apollo (1969 TU hingga sekarang) mengesahkan nilai jarak rata-rata Bumi Bulan tersebut.

Gambar 3. Panorama klasik Bulan dalam peristiwa Gerhana Bulan fase gerhana sebagian. Diabadikan dengan kamera DSLR pada bukaan rana 70 mm, ISO 200 dan waktu paparan 1/100 detik. Nampak bagian Bulan yang tergelapkan betul-betul berwarna gelap seiring teknik pemotretan standar untuk observasi gerhana. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gerhana

Hanya periode sinodis Bulan saja yang berperan dalam peristiwa Gerhana Bulan. Secara umum pada setiap pertengahan bulan Hijriyyah, yakni saat Bulan purnama, sejatinya Bulan berkedudukan di antara Bumi dan Matahari. Akan tetapi tidak pada setiap saat tersebut terjadi Gerhana Bulan. Sebab lintasan (orbit) Bulan dalam mengelilingi Bumi tidak sama dengan bidang orbit Bumi dalam mengelilingi Matahari yang disebut ekliptika (masar al-syams). Melainkan membentuk sudut 5 derajat. Hanya pada saat Bulan purnama berkedudukan di ekliptikalah maka Gerhana Bulan bisa terjadi. Sehingga dalam setahun Hijriyyah hanya berkemungkinan terjadi dua hingga tiga peristiwa Gerhana Bulan saja.

Gerhana Bulan terjadi manakala cahaya Matahari yang seharusnya tiba di permukaan cakram Bulan terhalangi Bumi akibat konfigurasi syzygy. Penghalangan Bumi menciptakan dua jenis bayangan, yaitu bayangan inti atau umbra dan bayangan tambahan atau penumbra. Umbra dan penumbra terjadi akibat ukuran Matahari yang jauh lebih besar ketimbang Bumi. Saat Bulan melintasi umbra, secara teoritik takkan ada berkas cahaya Matahari yang bisa jatuh ke permukaan Bulan. Itulah yang menjadikan Bulan gelap sepenuhnya di puncak Gerhana Bulan Total, atau gelap sebagian di puncak Gerhana Bulan Sebagian.

Gambar 4. Diagram sederhana sebuah Gerhana Bulan. Bilamana Bulan bergerak dalam lintasan 1 maka yang terjadi adalah Gerhana Bulan Total atau Gerhana Bulan Parsial. Sementara bila Bulan bergerak dalam lintasan 2, akan terjadi Gerhana Bulan Parsial atau Gerhana Bulan Penumbral. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 4. Diagram sederhana sebuah Gerhana Bulan. Bilamana Bulan bergerak dalam lintasan 1 maka yang terjadi adalah Gerhana Bulan Total atau Gerhana Bulan Parsial. Sementara bila Bulan bergerak dalam lintasan 2, akan terjadi Gerhana Bulan Parsial atau Gerhana Bulan Penumbral. Sumber: Sudibyo, 2014.

Sebaliknya bilamana Bulan hanya melintasi penumbra, masih cukup banyak berkas cahaya Matahari yang tiba di permukaan Bulan. Maka dalam peristiwa Gerhana Bulan unik yang disebut Gerhana Bulan Penumbral (Samar), Bulan akan nampak seperti biasa saja laksana purnama sempurna meski sedang terjadi gerhana. Hanya perukyat yang berpengalaman, atau bilamana pengamatan Gerhana Bulan dilaksanakan dengan menggunakan teleskop atau kamera tertentu sajalah maka gerhana dapat diidentifikasi.

Gerhana Bulan Sebagian 14 Zulqaidah 1440 H diperhitungkan akan dimulai pada Rabu dinihari pukul 01:44 WIB. Pada saat itu Bulan tepat mulai bersentuhan dengan penumbra lewat peristiwa kontak awal penumbra (P1). Di menit-menit berikutnya Bulan kian jauh memasuki penumbra, namun secara sangat sulit untuk diidentifikasi. Barulah pada pukul 03:02 WIB berdasarkan hasil perhitungan, Bulan akan tepat bersentuhan dengan umbra lewat peristiwa kontak awal umbra (U1). Mulai saat itulah Gerhana Bulan menjadi kasatmata, ditandai dengan mulai menggelapnya bagian cakram Bulan yang lama kelamaan kian meluas.

Puncak gerhana diperhitungkan akan tercapai pada pukul 04:31 WIB. Pada saat puncak gerhana terjadi, diperhitungkan 65 % cakram Bulan akan menjadi gelap. Begitu puncak gerhana telah berlalu maka luas bagian gelap di cakram Bulan secara berangsur-angsur mulai berkurang dan diperhitungkan akan menghilang sepenuhnya pada pukul 06:00 WIB saat kotak akhir umbra (U4) terjadi. Selanjutnya Bulan kembali memasuki penumbra hingga tepat meninggalkan penumbra dalam kontak akhir penumbra (P4) yang diperhitungkan akan terjadi pada pukul 07:18 WIB.

Gambar 5. Bulan dalam peristiwa Gerhana Bulan fase gerhana total. Diabadikan dengan kamera DSLR pada bukaan rana 70 mm, ISO 200 dan waktu paparan 2 detik. Nampak bagian Bulan yang tergelapkan berwarna kemerahan, imbas pembiasan berkas cahaya Matahari kala menembus atmosfer Bumi. Bagian berwarna kebiruan adalah produk pembiasan cahaya Matahari melalui lapisan Ozon. Bagian berwarna kemerahan dan kebiruan hanya muncul melalui teknik pemotretan yang tepat. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gerhana Bulan Sebagian 14 Zulqaidah 1440 H akan memiliki durasi gerhana 5 jam 34 menit, dihitung dari saat kontak awal penumbra hingga kontak akhir penumbra. Sementara durasi kasatmatanya hanya 2 jam 58 menit, yakni dihitung dari saat kontak awal umbra hingga kontak akhir umbra. Selain durasi gerhana dan durasi kasatmata, ilmu falak juga mengenal adanya istilah durasi nampak gerhana, yang hanya terjadi bilamana Bulan dalam kondisi terbit atau terbenam manakala gerhana terjadi. Durasi nampak akan selalu lebih kecil ketimbang durasi kasatmata.

Hal tersebut akan teramati pada Gerhana Bulan Sebagian 14 Zulqaidah 1440 H. Gerhana bisa disaksikan dari Asia, Afrika dan Eropa. Di Indonesia juga bisa disaksikan namun dalam kondisi yang tak sempurna. Sebab di Indonesia gerhana berlangsung saat Matahari dalam proses terbit. Bagi Jakarta yang akan mengalami kondisi Matahari terbit pada pukul 06:05 WIB, maka berkesempatan menikmati gerhana kasatmata dengan durasi kasatmata-nya. Namun tidak dengan wilayah-wilayah di sebelah timurnya. Di kota Makassar misalnya, dengan Matahari terbit diperhitungkan akan terjadi pada pukul 06:10 WITA (05:10 WIB) maka mengalami gerhana dengan durasi nampak 2 jam 8 menit. Di kota Jayapura, dimana Matahari terbit diperhitungkan akan terjadi pada pukul 05:41 WIT (03:41 WIB) maka durasi nampak gerhana hanyalah 39 menit.

Laut Maluku, Gempa dan Rumit Bumi Para Raja

Laut Maluku adalah sebentuk perairan yang membentang di sebelah timur pulau Sulawesi bagian utara. Pulau-pulau yang bertebaran di perairan ini membentuk kepulauan yang adalah buminya para raja. Yakni Kepulauan Maluku. Nama Maluku diduga berasal dari al-Mulk dalam bahasa Arab yang bermakna negeri para raja, menurut satu pendapat. Sementara dalam pendapat lain, asma Maluku mungkin berasal dari Moloku kie Raha dalam bahasa Ternate yang mengandung arti tanah air dengan empat gunung (negeri). Sejarah mencatat di sini memang pernah berdiri empat negeri besar, yaitu Kesultanan Ternate, kerajaan Tidore, kerajaan Bacan dan kerajaan Jailolo.

Bumi para raja pernah menyandang pusat gravitasi dunia yang menjadi pemicu lahirnya era penjelajahan samudera khususnya bagi bangsa Eropa. Tanah sangat subur produk aktivitas jajaran gunung berapi aktif di kawasan ini menjadikan produksi rempah-rempah melimpah dan bermutu tinggi. Rempah-rempah ini telah dinikmati dunia sejak era Mesir Kuno dan turut mengubah wajah dunia khususnya sepanjang abad pertengahan.

Gambar 1. Rona muka bumi kawasan Laut Maluku. Area di antara sepasang garis merah merupakan mikrolempeng Laut Maluku yang telah terdesak dan terbenam sepenuhnya oleh peristiwa tabrakan antar busur. Di sebelah barat (kiri) terdapat mikrolempeng Sangihe, bagian dari lempeng Eurasia yang mendesak ke arah timur. Sementara di sebelah timur terdapat mikrolempeng Halmahera yang mendesak ke arah barat seiring dorongan lempeng Laut Filipina. Sumber: Hamilton, 1979 dalam PusGen, 2017.

Dari kawasan Laut Maluku inilah sebuah getaran kuat menyeruak pada Minggu 7 Juli 2019 TU (Tarikh Umum) malam pukul 22:08 WIB. Atau tepat pada tengah malam waktu setempat. Episentrum gempa berada di tengah-tengah Laut Maluku. Menurut Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) magnitudo gempa ini 7,0 (versi pembaharuan, dalam versi awal dinyatakan 7,1). Sumber gempa berada pada kedalaman 50 km dengan mekanisme pematahan naik miring (oblique thrust). Gempa Laut Maluku 2019 ini sempat memicu sistem peringatan dini tsunami Indonesia. Status Waspada pun ditegakkan bagi pesisir Kota Ternate, Kota Tidore, Kabupaten Minahasa Utara, Kabupaten Minahasa Selatan dan Kabupaten Boolang Mongondow seiring potensi tsunami setinggi hingga maksimum 50 sentimeter. Sedangkan status Siaga diberlakukan bagi kota Bitung seiring potensi tsunami dengan tinggi antara 50 hingga 100 sentimeter. Status Waspada dan Siaga tersebut dicabut dalam dua jam kemudian, setelah pemantauan dinamika paras air laut di pesisir Laut Maluku melalui satsiun-stasiun pasangsurut yang dikelola Badan Informasi Geospasial (BIG) tidak mendeteksi adanya usikan khas tsunami.

Selain tanpa tsunami, gempa ini juga tak menimbulkan kerusakan fisik baik di pulau Halmahera maupun Sulawesi. Getaran gempa ini memang terasa keras khususnya di propinsi Sulawesi Utara dan Maluku Utara. Intensitas getaran di kedua tempat tersebut mencapai 4 MMI (Modified Mercalli Intensity), sehingga bisa dirasakan oleh hampir setiap orang. Intensitas getaran 4 MMI ditandai oleh suara derik pintu/jendela yang bergoyang akibat getaran hingga dinding yang berbunyi, mirip situasi manakala sebuah kendaraan angkutan berat seperti truk tronton sedang melintas manakala kita berdiri di pinggir jalan. Namun tingkat getaran ini belum cukup kuat guna menyebabkan kerusakan fisik.

Subduksi Ganda

Gempa Laut Maluku 2019 terbit dari kawasan yang statusnya cukup rumit dalam perspektif ilmu kebumian. Bumi Maluku dibentuk oleh jepitan tiga lempeng tektonik utama, masing-masing lempeng Eurasia yang mendorong dari sisi barat, lempeng Laut Filipina dari sisi timur dan lempeng Australia dari sisi selatan. Di bumi Maluku sendiri interaksi ketiga lempeng tektonik tersebut dimanifestasikan oleh tiga mikrolempeng. Di sisi barat ada mikrolempeng Sangihe, yang turut membentuk lengan utara pulau Sulawesi dan kepulauan Sangihe. Sementara di sisi timur bertahta mikrolempeng Halmahera yang menjadi pondasi bagi pulau Halmahera. Baik mikrolempeng Sangihe maupun Halmahera ditumbuhi gunung-gemunung berapi. Tercatat ada 10 buah gunung berapi aktif yang tumbuh di atas mikrolempeng Sangihe dan 6 gunung berapi aktif berdiri atas mikrolempeng Halmahera.

Gambar 2. Sumber Gempa Laut Maluku 2019 berdasarkan analisis seismik cepat IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology). Panjang sumber gempa sekitar 40 km dengan lebar separuhnya. Sumber: IRIS, 2019.

Di bawah kedua mikrolempeng tersebut terdapat lempeng tektonik mikro ketiga, yakni mikrolempeng Laut Maluku. Mikrolempeng Laut Maluku terjebak dan telah terbenam sepenuhnya di bawah mikrolempeng Sangihe dan Halmahera. Jejak-jejak keberadaan mikrolempeng laut Maluku masih bisa ditelusuri berdasarkan distribusi kedalaman sumber gempa-gempa tektonik yang ditimbulkan oleh gerakannya. Di sisi barat, mikrolempeng Laut Maluku masih bisa dilacak keberadaannya hingga sedalam 650 km. Sementara pada sisi timur hanya terlacak hingga sedalam sekitar 150 km. Berdasarkan distribusi sumber gempa-gempa tektoniknya pula, diketahui mikrolempeng Laut Maluku memiliki geometri berbentuk huruf U terbalik.

Bumi Maluku bisa serumit itu karena terjadinya proses benturan antar busur (arc-arc collission) sebagai bagian dari proses menutupnya cekungan samudera. Lempeng Eurasia bergerak ke timur pada kecepatan 2 cm/tahun. Sedangkan lempeng Laut Filipina mendesak ke barat pada laju 7 cm/tahun. Sebagai akibatnya mikrolempeng Sangihe dan Halmahera yang ada di antara keduanya saling berbenturan sembari mendesak mikrolempeng Laut Maluku melesak terbenam. Proses ini menciptakan kompleks benturan Laut Maluku dengan subduksi ganda Sangihe sebagai ciri khasnya. Disebut subduksi ganda, karena satu lempeng yang sama (yakni mikrolempeng laut Maluku) mengalami subduksi dengan dua lempeng yang saling berbatasan dengannya. Pada bagian barat barat subduksi ganda ini terbentuk Parit Sangihe, tempat mikrolempeng Laut Maluku menyelusup di bawah mikrolempeng Sangihe. Sementara bagian timur subduksi ganda itu membentuk Parit Talaud atau Parit Halmahera, dimana mikrolempeng Laut Maluku menyelusup di bawah mikrolempeng Halmahera.

Poros dasar Laut Maluku yang berupa pegunungan bawahlaut berarah utara selatan yang disebut Punggungan Mayo pada hakikatnya berdiri tepat di atas puncak huruf U terbalik dari mikrolempeng Laut Maluku yang terbenam sempurna. Puncak tertinggi dari punggungan itu muncul di atas paras laut sebagai Kepulauan Talaud.

Di Punggungan Mayo inilah Gempa Laut Maluku 2019 bersumber, khususnya pada bagian selatan. Berdasarkan analisis seismik dalam produk finite fault model (FFM), sumber Gempa Laut Maluku 2019 secara empiris memiliki panjang sekitar 40 km. Bilamana berbentuk persegi sederhana, sumber Gempa Laut Maluku 2019 memiliki lebar empiris sekitar 19 km. Pada bagian kulit bumi seluas inilah pematahan terjadi dengan pergerakan/lentingan (slip) sejauh rata-rata sekitar 160 sentimeter. Pergeseran maksimum yang bisa terjadi pada bidang sumber gempa ini mencapai sekitar 200 sentimeter.

Data seismik dari BMKG menunjukkan sumber gempa ini mempunyai sudut dip 61º. Maka pergerakan rata-rata 160 sentimeter itu membuat terjadinya gerak vertikal naik (uplift) sebesar 140 sentimeter. Jika pengangkatan ini mencapai dasar laut tepat di atas sumber gempa maka tsunami bisa terjadi. Jika pengangkatan dasar laut benar-benar terjadi, diperhitungkan kolom air laut sebanyak 0,2 km3 volume air turut terangkat dan bergolak yang bisa menerbitkan tsunami lokal. Perhitungan kasar menunjukkan pesisir kota Ternate dan kota Bitung akan mengalami terpaan tsunami setinggi 25 sentimeter. Tak mengherankan bila peringatan dini tsunami Indonesia sempat aktif. Seiring diakhirinya peringatan dini tsunami dalam dua jam kemudian, ada dua hal yang kemungkinan terjadi. Pertama, gempa ini tidak menyebabkan pengangkatan dasar laut. Atau yang kedua, gempa ini memang menyebabkan pengangkatan dasar laut tapi lebih kecil sehingga volume air laut yang diangkatnya tak signifikan.

Gambar 3. Penampang melintang zona tubrukan antar busur di kawasan Laut Maluku dalam arah barat – timur. Nampak jelas kedudukan lempeng Sangihe dan lempeng Halmahera yang muncul di permukaan serta lempeng laut Maluku yang telah terbenam. Sumber: Zhang dkk, 2017.

Rumitnya bumi para raja selain menjadikannya sebagai kawasan seismik teraktif di Bumi juga membuat kawasan ini memiliki potensi terlanda gempa tektonik besar. Pusat Studi Gempabumi Nasional dalam Peta 2010 menunjukkan subduksi Parit Sangihe memiliki kemampuan membangkitkan gempa bumi tektonik dengan magnitudo maksimum 7,9. Sedangkan subduksi Parit Talaud berkemampuan melepaskan gempa bumi tektonik pada magnitudo maksimum 8,1. Hal ini tentu bukan untuk ditakuti, melainkan untuk diantisipasi.

Referensi :

Pusat studi gempabumi nasional (PusGen). 2017. Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia Tahun 2017. Badan Penelitian dan Pengembangan, Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia.

Zhang dkk. 2017. Geodynamics of Divergent Double Subduction: 3-D Numerical Modelling of a Cenozoic Example in the Molucca Sea Region, Indonesia. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol. 122 no. 5 (May 2017): 3977–3998.

Kisah Asteroid yang Menumbuk Bumi Hanya 12 Jam Pasca Ditemukan

Sebuah asteroid mini telah jatuh ke Bumi hanya dalam 12 jam pasca dilihat manusia untuk pertama kalinya. Inilah untuk keempat kalinya umat manusia berhasil mendeteksi sebuah benda langit yang sedang menuju ke Bumi saat masih berada di antariksa. Kali ini disertai bonus, asteroid ini yang terbesar di antara ketiga asteroid lainnya sehingga memiliki energi terbesar.

Sistem penyigi langit ATLAS (Asteroid Terestrial-impact Last Alert System) di Observatorium Mauna Loa, negara bagian Hawaii (Amerika Serikat) sedang menjalankan tugas rutinnya kala sebintik cahaya redup mengerjap di layar. Waktu saat itu menunjukkan Jumat 21 Juni 2019 TU (Tarikh Umum) jelang tengah malam , yakni pukul 23:30 waktu setempat. Selama setengah jam kemudian bintik cahaya redup dengan magnitudo semu +18 itu (40 kali lebih redup ketimbang Pluto) terus muncul di layar meski beringsut perlahan-lahan, nyaris tak terlihat. Sistem ATLAS segera merekamnya, mencatat posisinya dan melabelinya secara internal sebagai obyek A10eoM1. Astronom Universitas Hawaii yang menjadi pengelolanya lantas mendistribusikan data itu ke segenap penjuru.

Gambar 1. Kilatan cahaya yang terekam di atas Laut Karibia yakni pada 400 km selatan kota San Juan (Puerto Rico) oleh radas deteksi petir (GLM) pada satelit GOES-16. Analisis lebih lanjut memperlihatkan kilatan cahaya ini merupakan kilap cahaya airburst akibat tumbukan asteroid 2019 MO (obyek A10eoM1), asteroid yang baru saja ditemukan. Sumber: NASA, 2019.

Berselang 12 jam kemudian, sesuatu terjadi di atas Laut Karibia sejarak sekitar 400 km sebelah selatan San Juan (Puerto Rico). Sebuah ledakan berkekuatan besar terjadi pada ketinggian 25 km di atas paras Bumi pada Sabtu 22 Juni 2019 TU sore tepatnya pada pukul 17:30 waktu setempat. Tak seorang pun melihat ledakan itu atau merasakan getarannya. Namun radas mikrobarometer teramat peka yang terpasang di stasiun infrasonik Bermuda, sejauh 1.600 km di sebelah utara San Juan, merekam adanya denyutan gelombang infrasonik khas yang menjalar dari ledakan itu. Peter Brown, astrofisikawan yang menganalisisnya, menyimpulkan denyutan infrasonik tersebut dilepaskan dari peristiwa mirip ledakan-di-udara (airburst) yang melepaskan energi sekitar 5 kiloton TNT.

Konfirmasi independen pun datang dari langit. Salah satu satelit cuaca GOES (Geostationary Operational Environment Satellite), yakni GOES-16, merekam adanya kilatan cahaya mirip sambaran kilat cukup intensif lewat radas GLM (Geostationary Lightning Mapper). Satelit GEOS-16 dioperasikan bersama oleh badan antariksa (NASA) serta badan kelautan dan atmosfer Amerika Serikat (NOAA) itu dipangkalkan pada orbit geostasioner di atas Peru utara dan bertugas memantau cuaca di sepertiga belahan Bumi. Cahaya mirip kilat itu terdeteksi pada saat yang sama dengan terekamnya denyutan gelombang infrasonik di Bermuda.

Gambar 2. Denyutan gelombang infrasonik yang terekam di stasiun Bermuda, 2.000 km sebelah utara lokasi Peristiwa Karibia. Dari rekaman ini dapat diketahui bahwa airburst di atas Laut Karibia disebabkan oleh tumbukan asteroid 2019 MO. Sumber: Brown, 2019.

Dan konfirmasi berikutnya datang dari Departemen Pertahanan Amerika Serikat (Pentagon). Radas bhangmeter pada satelit mata-mata rahasia pemantau ledakan nuklir atmosferik dan antariksa mereka merekam kilatan cahaya khas airburst. Dari sini datang data yang lebih lengkap. Airburst itu terjadi pada ketinggian 25 km dpl (dari paras laut) dan disebabkan oleh benda yang bergerak secepat 15 km/detik (54.000 km/jam).

Untuk selanjutnya mari sebut kehebohan di atas Laut Karibia itu sebagai Peristiwa Karibia.

2019 MO

Kala Peristiwa Karibia tersiar hingga ke Hawaii, operator sistem ATLAS curiga itu berhubungan dengan obyek A10eoM1 yang mereka temukan. Namun mereka kekurangan data untuk memastikan dugaanya. Beruntung, Hawaii adalah rumah bagi sejumlah teleskop tercanggih saat ini. Dua jam sebelum ATLAS menyapu langit, sistem penyigi langit yang lain yang disebut Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) sudah beekrja memotret bidang langit yang sama dengan yang dibidik ATLAS. Sistem Pan-STARRS berpangkalan di Observatorium Haleakala, sejauh 160 km dari Maunoa Loa, dan sama-sama dikelola oleh Universitas Hawaii. Kamera Pan-STARRS berhasil merekam obyek A10eoM1 pada tiga kesempatan berbeda secara berturut-turut.

Berbekal hanya tujuh data tersebut, perkiraan orbit obyek tersebut dapat diperbaiki. Dan hasilnya menunjukkan dengan gemilang, obyek tersebut memang memasuki Bumi di atas Laut Karibia dan menjadi penyebab semua kehebohan tersebut. IAU (International Astronomical Union) melalui MPC (Minor Planet Center) kemudian melabeli ulang obyek tersebut menjadi asteroid 2019 MO, sesuai tata nama yang berlaku.

Gambar 3. Orbit asteroid 2019 MO di antara orbit planet-planet terestrial. Asteroid ini beresonansi orbital 3 : 1 terhadap planet Jupiter (tidak digambarkan), sehingga orbitnya cenderung tidak stabil. Sumber: Sudibyo, 2019 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Asteroid 2019 MO memiliki massa sekitar 200 ton sehingga bergaris tengah sekitar 4,5 meter, jika dianggap berkomposisi siderolit atau campuran besi dan nikel (massa jenis 5 gram/cm3). Ia semula merupakan asteroid yang mengorbit Matahari pada orbit lonjong yang memiliki perihelion (titik terdekat ke Matahari) sejarak 0,938 SA dan aphelion (titik terjauh dari Matahari) sebesar 4,01 SA (1 SA = 149,6 juta kilometer). Kemiringan bidang orbit (inklinasi) asteroid 2019 MO hanyalah 1,5º. Asteroid butuh waktu 3,89 tahun untuk sekali mengelilingi Matahari satu putaran penuh.

Tinjauan lebih lanjut memperlihatkan asteroid ini mengalami resonansi orbital 3:1 terhadap planet Jupiter. Dimana asteroid 2019 MO telah tepat mengedari Matahari 3 kali manakala Jupiter tepat sekali mengeilingi sang surya. Resonansi ini menyebabkan orbit asteroid cenderung takstabil sehingga terus berubah secara gradual dari waktu ke waktu. Pada satu masa perubahan orbit tersebut membuatnya tepat berpotongan dengan orbit Bumi. Sehingga asteroid pun mengarah ke Bumi dan bersiap menghadapi kejadian tumbukan benda langit.

Di Laut Karibia, asteroid jatuh dari arah tenggara (tepatnya azimuth 120º) dengan membentuk sudut 43º terhadap paras Bumi. Kecepatan awalnya saat tepat mulai memasuki atmosfer Bumi di ketinggian 120 km dpl adalah 15 km/detik atau 54.000 km/jam. Tapi mulai titik ini asteroid mengalami perlambatan secara dramatis seiring kian menebalnya selimut udara Bumik kala ketinggiannya kian menurun. Perlambatan itu membuat asteroid berpijar sangat terang sebagai meteor-sangat-terang (supefireball). Pada puncaknya, superfireball itu jauh lebih benderang dari Bulan purnama dan sempat mencapai kecerlangan 1/30 kali Matahari, yakni pada magnitudo semu -23.

Pada ketinggian sekitar 34 km dpl, asteroid mulai mengalami pemecah-belahan atau fragmentasi secara intensif. Fragmentasi terus berlangsung hingga akhirnya pada ketinggian 25 kmdpl, kecepatan segenap fragmen mendadak sangat diperlambat, suatu pertanda peristiwa airburst sedang terjadi. Dengan energi total 6 kiloton TNT, hanya separuh yang dilepaskan pada saat airburst terjadi yakni 3,2 kiloton TNT. Sebagai pembanding bom nuklir Nagasaki berkekuatan 20 kiloton TNT, sehingga Peristiwa Karibia ini melepaskan energi setara bom nuklir taktis.

Meski sekilas terkesan mengerikan, namun pelepasan energi di lokasi setinggi itu tidak berdampak apapun pada paras Bumi yang terletak tepat dibawahnya. Pada dasarnya aspek energi tumbukan benda langit dapat disetarakan dengan ledakan nuklir, terkecuali radiasinya. Simulasi berbasis ledakan nuklir untuk energi dan ketinggian tersebut memperlihatkan bahkan gelombang kejut dengan efek terlemah pun (yakni menggetarkan kaca jendela, pada overpressure 200 Pascal) tidak sampai menjangkau paras Bumi.

Gambar 4. Lintasan asteroid 2019 MO saat memasuki atmosfer Bumi. Sumber: University of Hawaii/IfA, 019.

Pasca airburst, mungkin ada sisa-sisa pecahan asteroid yang bisa bertahan dari penghancuran di ketinggian atmosfer selama proses fragmentasi dan mendarat ke Laut Karibia sebagai meteorit. Secara statistik, mungkin masih tersisa 200 kilogram massa asteroid yang lantas menyentuh laut sebagai meteorit dalam puluhan atau bahkan ratusan keping. Namun dengan lokasi jatuh di tengah laut, jelas mustahil untuk bisa menemukannya.

Dengan terjadinya Peristiwa Karibia ini maka asteroid 2019 MO menjadi asteroid keempat yang berhasil dideteksi keberadaannya sebelum memasuki atmosfer Bumi dalam sejarah manusia. Ketiga asteroid sebelumnya adalah asteroid 2008 TC3 (jatuh 8 Oktober 2008 TU), asteroid 2014 AA (jatuh 1 Januari 2014 TU) dan asteroid 2018 LA (jatuh 2 Juni 2018 TU).

Versi singkat artikel ini dipublikasikan di Kompas.com.

Referensi :

Denneau & Gal. 2019. Breakthrough: UH team successfully locates incoming asteroid. Institute for Astronomy University of Hawaii, diakses 27 Juni 2019 TU.

Brown. 2019. komunikasi personal