Indonesia ‘Menaklukkan’ Australia (Menyaksikan Letusan Sangeang Api dari Langit)

Sekilas judul tulisan ini kelewat bombastis. Indonesia menaklukkan Australia? Kedua negara tidak sedang dalam keadaan berperang, meski hubungan kita dengan negeri kanguru kerap diterpa gelombang pasang-surut sepanjang sejarah. Pada saat tertentu pasang-surut itu bahkan mencapai titik ekstrimnya. Misalnya kala aksi penyadapan intel Australia terhadap pejabat-pejabat Indonesia terungkap. Jakarta lantas membalasnya dengan memanggil pulang duta besar Indonesia untuk Australia, sebuah tamparan terkeras dalam etika hubungan internasional. Meski demikian belum ada ceritanya militer Indonesia saling berhadap-hadapan dengan Australia dalam teater konfrontasi.

Gambar 1. Laksana ledakan bom nuklir Hiroshima, saat puncak kolom letusan Sangeang Api telah demikian melebar dan membentuk payung/jamur raksasa yang terlihat jelas dari jarak 40 km. Diabadikan oleh M. Taufiqurrahman (twitter @tofifoto) dari pusat kota Bima, Kabupaten Bima (Nusa Tenggara Barat) pada Jumat 30 Mei 2014 sore. Sumber: Taufiqurrahman, 2014.

Gambar 1. Laksana ledakan bom nuklir Hiroshima, saat puncak kolom letusan Sangeang Api telah demikian melebar dan membentuk payung/jamur raksasa yang terlihat jelas dari jarak 40 km. Diabadikan oleh M. Taufiqurrahman (twitter @tofifoto) dari pusat kota Bima, Kabupaten Bima (Nusa Tenggara Barat) pada Jumat 30 Mei 2014 sore. Sumber: Taufiqurrahman, 2014.

Namun penaklukan itu benar adanya, meski dalam bentuk lain yang sungguh tak pernah diduga. Adalah letusan besar Gunung Sangeang Api pada 30 Mei 2014 yang menjadi penyebabnya. Apalagi aktivitas letusan Sangeang Api terus berlanjut hingga dua hari kemudian. Letusan-letusan itu secara akumulatif menyemburkan jutaan meter kubik debu vulkanik ke udara, dalam letusan pertama bahkan mencapai ketinggian sekitar 20.000 meter dpl (dari paras air laut rata-rata), lantas terbawa angin regional ke arah tenggara. Maka debu vulkanik Sangeang Api pun terbawa cukup jauh sampai sejauh sekitar 3.000 km hingga menyerbu udara Australia bagian utara.

Hujan debu yang dialami daratan Australia bagian utara memang tak separah guyuran debu dan pasir yang merejam sebagian propinsi Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur di Indonesia. Namun konsentrasi debu vulkanik Sangeang Api di atas Australia utara tergolong cukup besar dan berpotensi membahayakan lalu lintas penerbangan, baik sipil maupun militer. Di waktu lalu, Australia menyaksikan sendiri bagaimana dampak debu vulkanik terhadap kinerja mesin jet seperti dialami pesawat Boeing-747 British Airways penerbangan 009 (nomor pesawat G-BDXH, kode panggil Speedbird 9, rute London-Auckland) pada 24 Juni 1983. Saat terbang di atas pulau Jawa, pesawat sempat terperangkap dalam kolom debu vulkanik salah satu letusan Gunung Galunggung sehingga terjadi gangguan berat yang sempat mematikan keempat mesinnya. Sehingga pesawat pun terjun bebas dari ketinggian 11.500 meter dpl menuju permukaan Samudera Indonesia (Samudera Hindia) dibawahnya. Beruntung, pada ketinggian lebih rendah satu-persatu mesin jetnya berhasil dinyalakan ulang sehingga pilot berhasil menghindari lautan dan memutuskan untuk mendarat darurat di bandara Halim Perdanakusuma (Jakarta).

Gambar 2. Kiri: pulau Sangeang (puncak Gunung Sangeang Api) yang impresif di tengah-tengah Laut Flores yang permai, diabadikan oleh astronot pesawat ulang-alik Atlantis saat menjalani misi antariksa STS 112 pada 7 hingga 18 Oktober 2001. Kanan: wajah kawah aktif Doro Api dan lingkungan sekitarnya, diabadikan oleh satelit Quickbird dengan warna nyata pada 2 Oktober 2005 dan kemudian diproses oleh LAPAN. Terlihat kubahlava 1985, yang kini telah jebol/hilang dalam letusan 30 Mei 2014 lalu. Sumber: NASA, 2002; LAPAN, 2014.

Gambar 2. Kiri: pulau Sangeang (puncak Gunung Sangeang Api) yang impresif di tengah-tengah Laut Flores yang permai, diabadikan oleh astronot pesawat ulang-alik Atlantis saat menjalani misi antariksa STS 112 pada 7 hingga 18 Oktober 2001. Kanan: wajah kawah aktif Doro Api dan lingkungan sekitarnya, diabadikan oleh satelit Quickbird dengan warna nyata pada 2 Oktober 2005 dan kemudian diproses oleh LAPAN. Terlihat kubahlava 1985, yang kini telah jebol/hilang dalam letusan 30 Mei 2014 lalu. Sumber: NASA, 2002; LAPAN, 2014.

Guna menghindari petaka serupa, maka VAAC (Volcanic Ash Advisory Committee) Darwin pun menerbitkan kode merah bagi ruang udara Australia bagian utara, yang melarang lalu lintas pesawat berawak apapun di sini khususnya untuk penerbangan sipil. Sebagai imbasnya, ratusan penerbangan dari dan ke bandara Darwin pun dibatalkan. Belakangan sejumlah penerbangan lainnya khususnya yang menuju ke Denpasar (Bali), misalnya dari Melbourne, pun turut dibatalkan. Kerugian pun tercetak dan ditaksir mencapai milyaran rupiah. Namun apa boleh buat, hal itu dianggap masih lebih baik ketimbang menjerumuskan lalu lintas udara ke dalam bencana yang bakal menyedot kerugian material jauh lebih besar. Cukup menarik bahwa keputusan ini berdasar atas kerja keras dari langit dalam memantau apa yang terjadi dengan Gunung Sangeang Api dan lingkungannya.

MTSAT-2 dan Landsat-8

Sebelum meletus kemarin, Gunung Sangeang Api telah berulangkali menjadi target menarik untuk dibidik dari langit, baik oleh satelit-satelit penginderaan dan sumberdaya Bumi maupun oleh sejumlah astronot dalam beberapa misi penerbangan antariksa berawak. Ketertarikan itu didasari impresifnya bentuk gunung berapi ini saat dilihat dari langit, yakni sebagai pulau yang membulat yang khas pulau vulkanik. Sejatinya pulau ini memang merupakan puncak sebuah gunung berapi aktif yang menyembul di atas paras air laut.

Gambar 3. Letusan Sangeang Api dalam empat jam pertamanya, diabadikan satelit MTSAT-2 dalam kanal inframerah pada resolusi rendah. Pukul 17:00 WITA nampak titik putih mendekati sferis muncul di atas lokasi Sangeang Api (panah kuning), pertanda puncak kolom letusan membumbung tinggi dan mulai melebar membentuk awan payung/jamur raksasa. Dalam tiga jam berikutnya, awan debu vulkanik tersebut terus melebar dan melonjong sembari beringsut ke arah timur-tenggara. Sumber: JMA, 2014.

Gambar 3. Letusan Sangeang Api dalam empat jam pertamanya, diabadikan satelit MTSAT-2 dalam kanal inframerah pada resolusi rendah. Pukul 17:00 WITA nampak titik putih mendekati sferis muncul di atas lokasi Sangeang Api (panah kuning), pertanda puncak kolom letusan membumbung tinggi dan mulai melebar membentuk awan payung/jamur raksasa. Dalam tiga jam berikutnya, awan debu vulkanik tersebut terus melebar dan melonjong sembari beringsut ke arah timur-tenggara. Sumber: JMA, 2014.

Letusan Sangeang Api pertama kali terdeteksi oleh satelit Himawari-7 atau dikenal juga sebagai satelit MTSAT-2 (Multifunction Transport Satellite-2). MTSAT-2 adalah satelit cuaca dan komunikasi milik Badan Meteorologi Jepang yang ditempatkan di orbit geostasioner, sehingga memiliki periode revolusi yang sama dengan periode rotasi Bumi yang menjadikannya selalu berada di atas permukaan Bumi yang sama. Dengan berkedudukan di atas Samudera Pasifik, maka satelit ini mampu mengamati kawasan Pasifik, Asia Timur, Asia tenggara dan Australia secara terus-menerus.

Pada resolusi rendah, letusan Sangeang Api pertama kali terlihat di citra MTSAT-2 pada pukul 17:00 WITA kanal inframerah sebagai titik putih yang nyaris membulat di atas pulau Sumbawa bagian timur. Titik putih ini cukup kontras bila dibandingkan dengan lingkungan sekitarnya yang nyaris tak berawan, khususnya di hampir seluruh kepulauan Sunda Kecil dan sebagian pulau Jawa. Dalam jam-jam berikutnya titik putih ini terus melebar dan melonjong untuk kemudian bergerak ke arah tenggara mengikuti angin regional. Dalam resolusi yang lebih tinggi, letusan Sangeang Api pertama kali terlihat di citra MTSAT-2 pada pukul 16:32 WITA, juga sebagai obyek putih mirip awan namun lebih padat. Pemandangan ini mengingatkan pada citra Letusan Kelud 2014 kemarin, hanya saja dimensi awan letusan Sangeang Api nampak lebih kecil. Selain itu juga tak terlihat pola bow shock-wave, yakni pola bergelombang yang disebabkan oleh interaksi tekanan gas vulkanik yang sangat tinggi dengan hembusan angin regional yang mencoba menggeser seluruh debu vulkanik menjauh, seperti halnya yang terjadi pada Letusan kelud 2014. Karena itu untuk sementara dapat dikatakan bahwa skala dan muntahan material vulkanik dalam Letusan Sangeang Api 2014 mungkin lebih kecil dibanding Letusan Kelud 2014, setidaknya menurut citra satelit MTSAT-2.

Gambar 4. Perkembangan letusan Sangeang Api pada 30 Mei 2014 pukul 19:32 WITA, diabadikan satelit MTSAT-2 dalam kanal komposit cahaya tampak/inframerah pada resolusi tinggi, dipadukan dengan analisis NOAA/CIMSS Volcanic Ash Height. Nampak debu vulkanik masih terus membumbung dari Gunung Sangeang Api meski letusan telah berlangsung selama 4 jam lebih. Di atas pulau Sumba, debu vulkanik Sangeang Api bahkan membumbung hingga mendekati ketinggian 14.000 meter dpl. Sumber: CIMSS, 2014.

Gambar 4. Perkembangan letusan Sangeang Api pada 30 Mei 2014 pukul 19:32 WITA, diabadikan satelit MTSAT-2 dalam kanal komposit cahaya tampak/inframerah pada resolusi tinggi, dipadukan dengan analisis NOAA/CIMSS Volcanic Ash Height. Nampak debu vulkanik masih terus membumbung dari Gunung Sangeang Api meski letusan telah berlangsung selama 4 jam lebih. Di atas pulau Sumba, debu vulkanik Sangeang Api bahkan membumbung hingga mendekati ketinggian 14.000 meter dpl. Sumber: CIMSS, 2014.

Puncak kolom letusan Sangeang Api jauh menembus ke dalam lapisan atmosfer yang lebih tinggi membuat suhunya merosot dramatis hingga di bawah minus 70 derajat Celcius seperti diperlihatkan oleh pengukuran radiometer. Dengan demikian ia telah memasuki lapisan stratosfer. Berbekal fakta tersebut maka NOAA/CIMSS Volcanic Ash Height memperkirakan debu vulkanik Sangeang Api membumbung hingga mencapai ketinggian setidaknya 14.000 meter dpl. Satelit MTSAT-2 juga memperlihatkan letusan Sangeang Api berlangsung berulang-ulang sepanjang 30 Mei 2014 tersebut. Berselang 10 jam setelah letusan pertama yang cukup besar, tepatnya pada 31 Mei 2014 pukul 02:00 WITA, terpantau debu vulkanik dari letusan berikutnya yang lebih kecil. Letusan kedua ini nampaknya telah terjadi setengah jam sebelumnya, seperti dilaporkan PVMBG (Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi). Dan berselang empat jam kemudian, yakni pada pukul 06:00 WITA, terjadi letusan ketiga yang tergolong cukup besar sehingga kembali melontarkan debu vulkaniknya sampai setinggi 14.000 meter dpl.

Gambar 5. Perkembangan letusan Sangeang Api pada 31 Mei 2014 pukul 07:32 WITA, diabadikan satelit MTSAT-2 dalam kanal komposit cahaya tampak/inframerah pada resolusi tinggi, dipadukan dengan analisis NOAA/CIMSS Volcanic Ash Height. Nampak debu vulkanik kembali membumbung dari Gunung Sangeang hingga mendekati ketinggian 14.000 meter dpl tepat di atas gunung. Debu vulkanik ini merupakan bagian dari letusan ketiga. Sumber: CIMSS, 2014.

Gambar 5. Perkembangan letusan Sangeang Api pada 31 Mei 2014 pukul 07:32 WITA, diabadikan satelit MTSAT-2 dalam kanal komposit cahaya tampak/inframerah pada resolusi tinggi, dipadukan dengan analisis NOAA/CIMSS Volcanic Ash Height. Nampak debu vulkanik kembali membumbung dari Gunung Sangeang hingga mendekati ketinggian 14.000 meter dpl tepat di atas gunung. Debu vulkanik ini merupakan bagian dari letusan ketiga. Sumber: CIMSS, 2014.

Selain MTSAT-2, letusan Sangeang Api juga dipantau melalui satelit Terra, sebuah satelit penginderaan Bumi yang dimiliki Badan Antariksa AS (NASA), khususnya lewat instrumen MODIS dalam kanal cahaya tampak. Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) memanfaatkan sinyal satelit ini untuk merekonstruksi sejauh mana dampak letusan Sangeang Api. Pada 31 Mei 2014 pukul 10:27 WITA, debu vulkanik Sangeang Api terlihat telah menyelimuti sebagian pulau Sumbawa, seluruh pulau Sumba, Flores dan Rote serta ujung barat daya pulau Timor. Sangeang Api sendiri terlihat masih menyemburkan debu vulkanik ke arah tenggara. Tiga jam kemudian Sangeang Api terlihat sudah tak menyemburkan debu vulkanik lagi, namun kawasan yang terselimuti debu vulkanik justru meluas.

Gambar 6. Panorama sebagian kepulauan Nusa tenggara dalam dua kesempatan berbeda, diabadikan oleh instrumen MODIS pada satelit Terra dan kemudian diproses oleh LAPAN, masing-masing pada 31 Mei 2014 pukul 10:27 WITA dan 13:22 WITA. Pada pukul 10:27 WITA, nampak Gunung Sangeang Api menyemburkan debu vulkanik pekat ke arah tenggara, dengan sebaran debu vulkanik menyelimuti sebagian pulau Sumbawa, hampir seluruh pulau Flores, seluruh pulau Sumba dan Rote serta ujung barat daya pulau Timor. Pada pukul 13:22 WITA, semburan debu vulkanik yang sama sudah tak terpantau, namun luas kawasan yang terselimuti debu vulkanik justru makin membesar. Sumber: LAPAN, 2014.

Gambar 6. Panorama sebagian kepulauan Nusa tenggara dalam dua kesempatan berbeda, diabadikan oleh instrumen MODIS pada satelit Terra dan kemudian diproses oleh LAPAN, masing-masing pada 31 Mei 2014 pukul 10:27 WITA dan 13:22 WITA. Pada pukul 10:27 WITA, nampak Gunung Sangeang Api menyemburkan debu vulkanik pekat ke arah tenggara, dengan sebaran debu vulkanik menyelimuti sebagian pulau Sumbawa, hampir seluruh pulau Flores, seluruh pulau Sumba dan Rote serta ujung barat daya pulau Timor. Pada pukul 13:22 WITA, semburan debu vulkanik yang sama sudah tak terpantau, namun luas kawasan yang terselimuti debu vulkanik justru makin membesar. Sumber: LAPAN, 2014.

Sehari berikutnya (1 Juni 2014), LAPAN kembali memantau Gunung Sangeang Api dengan memanfaatkan sinyal satelit penginderaan Bumi lainnya, yakni Landsat-8 yang dioperasikan oleh Badan Survei Geologi AS (USGS). Pada kanal cahaya tampak, berhasil diperoleh citra Gunung Sangeang Api dalam warna nyata. Gunung itu terlihat masih menyemburkan asap tebal namun kini berwarna keputihan ke arah barat-barat daya, atau berkebalikan arah dibanding saat letusan pertamanya. Jejak hempasan awan panas letusan pun terlihat di sisi selatan dan tenggara. Luncuran awan panas ke arah tenggara bahkan sampai ke bibir pantai dan nampaknya terus masuk ke dalam Laut Flores. Meski demikian volumenya mungkin cukup kecil sehingga tak mampu membangkitkan usikan air laut dalam bentuk tsunami.

Gambar 7. Pulau Sangeang (puncak Gunung Sangeang Api), diabadikan oleh satelit Landsat 8 pada 1 Juni 2014 dan kemudian diproses oleh LAPAN. Nampak debu vulkanik bercampur gas vulkanik masih menyembur dari kawah Doro Api, memastikan bahwa pusat Letusan Sangeang Api 2014 memang bersumber dari kawah tersebut. Debu dan gas vulkanik berhembus ke barat, atau berlawanan arah dibanding letusan pertama dua hari sebelumnya. Nampak sisi tenggara gunung berwarna abu-abu, pertanda telah terendapkannya material letusan di sana sebagai awan panas yang meluncur jauh hingga menyentuh bibir pantai. Sumber: LAPAN, 2014.

Gambar 7. Pulau Sangeang (puncak Gunung Sangeang Api), diabadikan oleh satelit Landsat 8 pada 1 Juni 2014 dan kemudian diproses oleh LAPAN. Nampak debu vulkanik bercampur gas vulkanik masih menyembur dari kawah Doro Api, memastikan bahwa pusat Letusan Sangeang Api 2014 memang bersumber dari kawah tersebut. Debu dan gas vulkanik berhembus ke barat, atau berlawanan arah dibanding letusan pertama dua hari sebelumnya. Nampak sisi tenggara gunung berwarna abu-abu, pertanda telah terendapkannya material letusan di sana sebagai awan panas yang meluncur jauh hingga menyentuh bibir pantai. Sumber: LAPAN, 2014.

Sementara Biro Meteorologi Australia khususnya VAAC Darwin memantau letusan Sangeang Api secara menerus dengan memanfaatkan satelit MetOp-A dan MetOp-B, sepasang satelit cuaca milik organisasi Eropa untuk satelit-satelit meteorologi (Eumetsat). Instrumen yang digunakan pada satelit tersebut terutama adalah GOME, yang aslinya digunakan untuk memantau distribusi lapisan Ozon di stratosfer secara kontinu. Namun dalam kasus letusan gunung berapi, GOME juga bisa dimanfaatkan untuk merekam pergerakan aerosol sulfat, yakni gas sulfurdioksida yang lantas bereaksi dengan uap air di atmosfer membentuk butir-butir asam sulfat yang bersifat koloid. Dengan kata lain instrumen GOME pun berkemampuan mendeteksi pergerakan debu vulkanik letusan sebuah gunung berapi dengan lebih baik dibanding instrumen/kamera yang bekerja kanal cahaya tampak.

Hingga 1 Juni 2014, instrumen GOME satelit MetOp-A dan MetOp-B secara berkesinambungan memperlihatkan bahwa aerosol sulfat letusan Sangeang Api masih terbentuk. Aerosol tersebut memang menyebar jauh ke arah timur dan tenggara hingga mencapai daratan Australia. Namun Konsentrasi aerosol sulfat terbesar ada di atas pulau Timor. Sekilas kuantitas aerosol sulfat letusan Sangeang Api memang jauh lebih lemah ketimbang letusan Kelud. Sehingga menguatkan dugaan yang telah terbentuk melalui observasi satelit MTSAT-2, bahwa Letusan Sangeang Api 2014 memang menyemburkan material vulkanik dalam jumlah lebih kecil ketimbang Letusan Kelud 2014.

Gambar 8. Sebaran aerosol sulfat letusan Sangeang Api, diabadikan oleh instrumen GOME pada satelit MetOp-A dan MetOp-B pada 1 Juni 2014. Nampak aerosol tersebar jauh hingga mencapai daratan Australia bagian utara, yang memaksa ditutupnya bandara Darwin untuk sementara. Panah merah dan kurva lonjong dengan garis merah putus-putus menunjukkan estimasi bilamana arah angin regional pada saat letusan terjadi menuju ke barat-barat laut, yang bakal membuat pulau Jawa terselimuti debu vulkanik. Sumber: Eumetsat, 2014.

Gambar 8. Sebaran aerosol sulfat letusan Sangeang Api, diabadikan oleh instrumen GOME pada satelit MetOp-A dan MetOp-B pada 1 Juni 2014. Nampak aerosol tersebar jauh hingga mencapai daratan Australia bagian utara, yang memaksa ditutupnya bandara Darwin untuk sementara. Panah merah dan kurva lonjong dengan garis merah putus-putus menunjukkan estimasi bilamana arah angin regional pada saat letusan terjadi menuju ke barat-barat laut, yang bakal membuat pulau Jawa terselimuti debu vulkanik. Sumber: Eumetsat, 2014.

Dampak

Berselang 3 hari pasca letusan pertamanya, Gunung Sangeang Api berangsur-angsur mereda. Semburan asap dan debu vulkanik memang masih terjadi berkali-kali, namun kini dengan tekanan jauh lebih lemah. Sehingga asap dan debu hanya menyembur hingga beberapa ratus meter saja di atas kawah Doro Api. Hujan debu juga sudah tidak terjadi lagi, baik di Kabupaten Bima maupun kabupaten-kabupaten di Nusa Tenggara yang tepat ada di sebelah tenggara Gunung Sangeang Api seperti Kabupaten Manggarai, Manggarai Barat dan Sumba Timur.

Meski mengejutkan dan tergolong besar, namun letusan Sangeang Api ternyata tidak diikuti dengan pengungsian penduduk khususnya yang bertempat-tinggal di Kecamatan Wera (Kabupaten Bima) yang menjadi lokasi terdekat ke gunung. Sebab selain sebagai gunung berapi laut, kawah aktif Gunung Sangeang Api juga berjarak cukup besar terhadap kampung Sangeang Darat sebagai pemukiman terdekat, yakni hampir 20 km. Sementara dalam status Siaga (Level III), PVMBG menetapkan daerah terlarang bagi Gunung Sangeang adalah hingga radius 5 km saja dari kawah aktif. Pada Sabtu 31 Mei 2014, sekitar 3.000 orang memang mengungsi secara mandiri ke perbukitan setelah letusan kedua dan ketiga terjadi, namun lebih didasari kehawatiran akan timbulnya tsunami. Kekhawatiran ini memang beralasan mengingat citra Landsat-8 memperlihatkan sebagian material vulkanik Letusan Sangeang Api 2014 meluncur sebagai awan panas letusan ke arah tenggara hingga menjangkau bibir pantai. Namun dengan material awan panas yang kecil, tsunami yang dikhawatirkan seperti diperlihatkan Letusan Krakatau 1883 maupun Letusan Tambora 1815 tidak terjadi. Pengungsian mandiri ini sekaligus memperlihatkan bahwa penduduk telah cukup memahami potensi bencana Gunung Sangeang Api.

Setelah dievaluasi lebih lanjut, Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) menyatakan meskipun cukup besar namun letusan ini tidak menimbulkan korban jiwa. Penduduk yang sempat disangka hilang saat berladang di pulau Sangeang akhirnya berhasil ditemukan dalam kondisi selamat. Namun meski tiada pengungsi, dampak letusan Sangeang Api di Kabupaten Bima cukup telak. Selain membuat bandara Bima sempat ditutup (meski akhirnya dibuka kembali pada 1 Juni 2014), ribuan penduduk pun terpapar debu vulkanik yang lumayan pekat. Selain menyebabkan gangguan pernafasan ringan, paparan debu vulkanik juga mencemari sumber air setempat.

Bagaimanapun, patut disyukuri bahwa letusan Sangeang Api 2014 ini tidak menghamburkan debunya ke arah yang berlawanan. Andaikata angin regional pada Jumat sore 30 Mei 2014 itu mengarah ke barat-barat daya, maka niscaya debu vulkanik Sangeang Api akan menyelimuti hingga ke pulau Jawa. Meski tak sedahsyat horor akibat Letusan Kelud 2014, namun paparan debu vulkanik Sangeang Api tersebut jelas bakal bisa melumpuhkan bandara-bandara sibuk di pulau Jawa. Jika hal itu terjadi, lalu lintas udara dari dan ke pulau Jawa akan lumpuh untuk sementara dan berakibat pada kerugian yang luar biasa besar.

Referensi :

CIMSS. 2014. Eruption of the Sangeang Api volcano in Indonesia.

NASA. 2002. The Gateway to Astronaut Photography of Earth. NASA Earth Observatory Laboratory.

Volcano Planet. 2014. Sangeang Api Latest, 1 June 2014.

Pusdatin BNPB. 2014. Ribuan Warga Terdampak Abu Gunung Sangeang Api Membutuhkan Masker. Badan Nasional Penanggulangan Bencana.

LAPAN. 2014. Letusan Gunungapi Sangeang Api. Respon Tanggap Darurat Bencana Berbasis Satelit, Kedeputian Penginderaan Jauh, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional.

Sudibyo. 2014. Mengamati Letusan Kelud dari Angkasa. Majalah Geomagz, vol. 4 no. 1, Maret 2014, hal. 33-35.

Gerhana Bulan Total, Pemanasan Global dan Letusan Gunung Berapi

Gerhana Bulan Total 15 April 2014 usai sudah. Citra-citra mengagumkan dan eksotis Bulan dalam setiap tahap gerhananya mulai muncul dari berbagai tempat. Indonesia, khususnya bagian timur sejatinya pun tercakup ke dalam wilayah gerhana pada zona umbra yang sama dengan Jepang dan Australia (sebagian), yang sama-sama berada di pesisir Samudera Pasifik bagian barat. Yakni sama-sama hanya mengalami separuh tahap gerhana karena sisanya telah terjadi sebelum Bulan terbit.

Gambar 1. Atas: peta global wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 dengan B1 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbit yang mencakup sebagian Asia timur dan tenggara (termasuk Indonesia) dan Australia. NSW = New South Wales, lokasi dimana salah satu citra gerhana dari wilayah B1 diperoleh. Bawah: Bulan pasca puncak gerhana, berdampingan dengan Mars di sebelah kiri dan bintang terang Spica diatasya, diabadikan oleh Alan Dyer dari tepian Danau Macquarie, negara bagian New South Wales (Australia). Sumber: Sudibyo, 2014; Dyer, 2014.

Gambar 1. Atas: peta global wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 dengan B1 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbit yang mencakup sebagian Asia timur dan tenggara (termasuk Indonesia) dan Australia. NSW = New South Wales, lokasi dimana salah satu citra gerhana dari wilayah B1 diperoleh. Bawah: Bulan pasca puncak gerhana, berdampingan dengan Mars di sebelah kiri dan bintang terang Spica diatasya, diabadikan oleh Alan Dyer dari tepian Danau Macquarie, negara bagian New South Wales (Australia). Sumber: Sudibyo, 2014; Dyer, 2014.

Namun sejauh ini belum ada satupun citra Gerhana Bulan Total itu yang berasal dari Indonesia. Ketiadaan ini dapat dipahami mengingat sangat jarangnya astronom amatir maupun komunitas astronomi yang bertempat di Indonesia bagian timur. Maka meskipun kota Jayapura (Papua) secara teoritis dapat menikmati gerhana yang kasat mata (tahap umbra) selama 54 menit terhitung semenjak terbenamnya Matahari, nampaknya tak ada yang melakukan observasi di sana. Apalagi di Ambon (Maluku) yang hanya mengalami gerhana kasat mata selama 5 menit saja sejak terbenamnya Matahari (secara teoritis), maka dalam praktiknya observasi pun sulit dilakukan seiring waktu yang singkat meskipun terdapat komunitas Amboina Astronomy Club di sana. Pun demikian halnya di Jepang.

Hanya di Australia bagian timur, tepatnya kawasan New South Wales, sejumlah citra gerhana berhasil diperoleh. Ini memang kontras sekali dibandingkan dengan banjir citra gerhana dari pesisir timur Samudera Pasifik, seperti dari Amerika Serikat, Canada, Meksiko, Brazil dan sejumlah negara lainnya. Bagaimanapun, secara global dapat diketahui bahwa pada saat puncak gerhana terjadi, yakni saat totalitas berlangsung, cakram Bulan tak benar-benar gelap. Melainkan tetap benderang meski seakan mengenakan jubah kemerah-merahan transparan menyerupai darah. Bulan yang kemerah-merahan di kala puncak gerhana ini menjadi penanda bahwa atmosfer kita relatif bersih dari aerosol sulfat meskipun baru saja terjadi letusan Gunung Kelud pada 13 Februari 2014 lalu. Dalam kurun setidaknya tiga dasawarsa terakhir, atmosfer yang bebas dari aerosol sulfat memiliki makna lain, yakni bahwa Bumi terus memanas seiring peristiwa pemanasan global yang melaju tanpa rem.

Aerosol

Gambar 2. Diagram sederhana yang memperlihatkan bagaimana berkas sinar Matahari yang didominasi cahaya kemerahan tetap dapat sampai ke permukaan Bulan setelah melewati atmosfer Bumi, meskipun sedang dalam puncak Gerhana Bulan Total. Sumber: Keen, 2013 dengan modifikasi seperlunya.

Gambar 2. Diagram sederhana yang memperlihatkan bagaimana berkas sinar Matahari yang didominasi cahaya kemerahan tetap dapat sampai ke permukaan Bulan setelah melewati atmosfer Bumi, meskipun sedang dalam puncak Gerhana Bulan Total. Sumber: Keen, 2013 dengan modifikasi seperlunya.

Mungkin kita beranggapan kala sebuah gerhana Bulan total terjadi, sinar Matahari yang jatuh ke permukaan Bulan akan benar-benar terhalangi Bumi. Sehingga Bulan akan benar-benar gelap akibat tak menerima secercah sinar Matahari sedikitpun. Sesungguhnya tidak demikian. Kala posisi Bumi berada di antara antara Bulan dan Matahari dalam konfigurasi gerhana Bulan total, yang benar-benar terblokir hanyalah sinar Matahari langsung. Sementara sinar Matahari tak langsung, yakni berkas sinar yang lebih dulu melewati atmosfer Bumi, masih dapat mencapai permukaan Bulan setelah mengalami pembiasan oleh lapisan-lapisan atmosfer. Namun atmosfer Bumi membuat berkas-berkas sinar Matahari ini harus mengalami hamburan dan serapan oleh molekul-molekul udara, uap air dan ozon, khususnya pada cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek (warna kebiru-biruan). Sehingga intensitas sinar Matahari yang diteruskan atmosfer menuju ke Bulan di kala puncak gerhana adalah jauh lebih rendah dibanding semula dan didominasi cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang (warna kemerah-merahan).

Fenomena ini sudah dipahami Johannes Kepler semenjak fajar astronomi modern bersemi lebih dari 4 abad silam seperti tertera dalam “Astronomiae pars Optica” (1604). Inilah penyebab mengapa dalam puncak gerhana, Bulan tetap terlihat meski jauh lebih redup dibanding Bulan purnama pada umumnya dan berwarna kemerah-merahan layaknya dilaburi darah. Meski nampak redup bagi kita, namun untuk ukuran benda langit maka Bulan pada saat puncak gerhana tergolong benderang dengan magnitudo semu bisa mendekati -3 atau lebih cerlang ketimbang Jupiter. Di saat yang sama, andaikata kita sedang berada di Bulan pada saat yang sama dan memandang ke arah Bumi, maka Bumi pun tak benar-benar gelap sepenuhnya melainkan nampak dikelilingi lingkaran berwarna kemerah-merahan laksana pemandangan kala puncak gerhana Matahari cincin. Bukti fotografisnya pertama kali muncul pada 1967 berdasarkan citra wahana pendarat Surveyor 3 milik NASA (AS), disusul kemudian dengan citra wahana pengorbit Kaguya milik JAXA (Jepang) pada 2009.

Gambar 3. Bumi terlihat bercincin jika dilihat dari Bulan pada sat-saat puncak gerhana Bulan total, sebagaimana diabadikan wahana pendarat Surveyor 3 pada 1967 (kiri) dan wahana pengorbit Kaguya pada 2009 (kanan). Sumber: NASA, 2003; JAXA, 2009.

Gambar 3. Bumi terlihat bercincin jika dilihat dari Bulan pada sat-saat puncak gerhana Bulan total, sebagaimana diabadikan wahana pendarat Surveyor 3 pada 1967 (kiri) dan wahana pengorbit Kaguya pada 2009 (kanan). Sumber: NASA, 2003; JAXA, 2009.

Persoalannya, atmosfer Bumi tidak selalu bertingkah laku demikian pada setiap peristiwa gerhana Bulan total. Jika atmosfer dalam kondisi “kotor,” yakni dipenuhi oleh aerosol sulfat, transmisi sinar Matahari melalui atmosfer Bumi akan sangat terganggu. Maka berkas sinar Matahari yang sempat diteruskan ke Bulan pada saat puncak gerhana akan memiliki intensitas jauh lebih rendah dibanding dalam kondisi atmosfer “bersih.” Sebab aerosol sulfat merupakan penyerap sinar Matahari yang sangat efektif sehingga dijuluki sebagai tabir surya. Hanya ada tiga peristiwa yang sanggup membuat atmosfer dilimpahi aerosol sulfat dalam jumlah besar, yakni perang nuklir habis-habisan, letusan besar/dahyat gunung berapi dan tumbukan benda langit (komet/asteroid) berdiameter besar.

Dua yang terakhir merupakan peristiwa alamiah. Dan di antara keduanya, kekerapan letusan besar/dahsyat gunung berapi jauh lebih tinggi ketimbang tumbukan benda langit berdiameter besar. Karena itu kelimpahan aerosol sulfat di atmosfer kerap dihubungkan dengan aktivitas gunung berapi. Dimana letusan menghamburkan gas belerang (SO2), sebagai salah satu komponen gas vulkanik, dalam jumlah besar ke atmosfer. Selanjutnya terjadilah reaksi dengan butir-butir uap air dan gas oksigen sehingga terbentuk tetes-tetes asam sulfat yang bersifat koloid sehingga berbentuk aerosol. Aerosol sulfat tak hanya bertebaran di dalam lapisan troposfer saja, melainkan juga membumbung tinggi dan merata di dalam lapisan stratosfer. Aerosol sulfat yang memasuki lapisan stratosfer tak bisa dijangkau proses-proses cuaca sehingga tak turut lurut di kala hujan. Ia akan bertahan hingga beberapa tahun lamanya sebelum gravitasi Bumi secara perlahan-lahan memaksanya turun ke dalam lapisan troposfer dan kemudian jatuh kembali ke permukaan Bumi bersama dengan air hujan.

Penyerapan sinar Matahari yang ditransimisikan atmosfer Bumi menuju Bulan berimplikasi pada lebih gelap/redupnya Bulan di kala puncak gerhana. Warna merah darahnya yang khas pun bahkan bisa lenyap, digantikan oleh warna-warna yang lebih pucat. Secara umum, semakin besar kuantitas aerosol sulfat dalam atmosfer, maka Bulan pun semakin redup di kala puncak gerhananya sehingga kecerlangannya semakin kecil. Dengan mengukur kecerlangan Bulan pada saat puncak gerhana dengan menggunakan instrumen fotometer atau sejenisnya dan membandingkannya dengan kecerlangan Bulan yang diperhitungkan dalam kondisi atmosfer “bersih” (tutupan awan diasumsikan 50 %), maka kuantitas aerosol sulfat di atmosfer yang diistilahkan sebagai AOD (aerosol optical depth) dan dinyatakan dalam parameter tau dapat diketahui. Secara umum besarnya nilai AOD setara dengan penurunan magnitudo semu Bulan di puncak gerhana relatif terhadap kondisi serupa kala atmosfer “bersih” dibagi 40.

Gambar 4. Dramatisnya perbedaan panorama atmosfer Bumi pada situasi saat normal/bersih (kiri) dan "kotor" (kanan), diabadikan melalui pesawat ulang-alik. O = lapisan ozon dan Cb = puncak awan cumulonimbus (awan hujan). Pada saat "kotor", nampak terlihat adanya aerosol sulfat (A) yang membentuk lapisan ganda di bawah lapisan ozon, jauh di ketinggian stratosfer. Sumber: NASA, 1992 & 1997.

Gambar 4. Dramatisnya perbedaan panorama atmosfer Bumi pada situasi saat normal/bersih (kiri) dan “kotor” (kanan), diabadikan melalui pesawat ulang-alik. O = lapisan ozon dan Cb = puncak awan cumulonimbus (awan hujan). Pada saat “kotor”, nampak terlihat adanya aerosol sulfat (A) yang membentuk lapisan ganda di bawah lapisan ozon, jauh di ketinggian stratosfer. Sumber: NASA, 1992 & 1997.

Pemanasan Global

Bulan sangat redup di kala puncak gerhana telah disadari pasca Letusan Tambora 1815 yang bersumber ddari Gunung Tambora, pulau Sumbawa (Indonesia). Letusan Tambora 1815 melepaskan 150 kilometer kubik material vulkanik (skala 7 VEI) dan berdampak global dalam bentuk kacau-balaunya cuaca di segenap penjuru dengan segala imbasnya bagi peradaban manusia saat itu. Namun bukti fotografisnya baru muncul pasca Letusan Krakatau 1883, yang bersumber dari Gunung Krakatau di Selat Sunda (juga di Indonesia). Meski lebih kecil dengan volume material vulkanik yang dimuntahkan ‘hanya’ 20 kilometer kubik (skala 6 VEI), mulai berkembangnya teknologi fotografi memungkinkan Gerhana Bulan Total pasca letusan diabadikan, yakni pada 4 Oktober 1884 dan 28 Januari 1888. Namun pengukuran AOD secara menerus dengan memanfaatkan peristiwa gerhana Bulan total baru mulai berlangsung semenjak 1963, yakni pasca Letusan Agung 1963 yang bersumber dari Gunung Agung di pulau Bali (juga di Indonesia). Letusan Krakatau 1883 menghasilkan nilai AOD maksimum 0,13 yang setara dengan penurunan magnitudo semu Bulan sebesar 5,2. Sementara Letusan Agung 1963 menghasilkan nilai AOD maksimum 0,1 yang setara dengan penurunan magnitudo semu sebesar 4,0.

Apa sih pentingnya mengetahui nilai AOD ?

Aerosol sulfat berlimpah yang bercokol dalam lapisan stratosfer sebagai tabir surya tak hanya menyerap sinar Matahari yang seharusnya ditransmisikan menuju Bulan di puncak gerhana, namun juga menyerap sinar Matahari yang hendak menuju permukaan Bumi. Penyerapan ini menjadikan intensitas penyinaran Matahari di permukaan Bumi menjadi menurun dibanding normalnya. Konsekuensinya suhu rata-rata permukaan Bumi pun turut menurun, fenomena yang dikenal sebagai pendinginan global. Besarnya penurunan suhu berbanding lurus dengan nilai AOD, dimana setiap kenaikan nilai AOD sebesar 0,1 akan berimplikasi pada penurunan suhu (pendinginan global) sebesar 0,4 derajat Celcius. Dengan rumusan ini maka dapat diketahui bahwa Letusan Krakatau 1883 berdampak pada penurunan suhu 0,5 derajat Celcius. Sedangkan Letusan Agung 1963 berdampak pada penurunan suhu 0,4 derajat Celcius.

Gambar 5. Dramatisnya wajah Bulan sesaat setelah puncak gerhana Bulan total pasca Letusan Krakatau 1883. Saat Gerhana Bulan Total 4 Oktober 1884 (kiri), atmosfer masih mengandung aerosol sulfat Krakatau dalam jumlah berlimpah sehingga menyebabkan Bulan cukup redup pasca puncak gerhananya. Aerosol sulfat Krakatau bertahan di atmosfer hingga 4 tahun pasca letusan sebelum kemudian berjatuhan lagi ke permukaan Bumi secara bertahap. Maka pada Gerhana Bulan Total 28 Januari 1888, Bulan relatif lebih terang dan berwarna kemerah-merahan karena atmosfer sudah bersih kembali. Sumber: Keen, 2013.

Gambar 5. Dramatisnya wajah Bulan sesaat setelah puncak gerhana Bulan total pasca Letusan Krakatau 1883. Saat Gerhana Bulan Total 4 Oktober 1884 (kiri), atmosfer masih mengandung aerosol sulfat Krakatau dalam jumlah berlimpah sehingga menyebabkan Bulan cukup redup pasca puncak gerhananya. Aerosol sulfat Krakatau bertahan di atmosfer hingga 4 tahun pasca letusan sebelum kemudian berjatuhan lagi ke permukaan Bumi secara bertahap. Maka pada Gerhana Bulan Total 28 Januari 1888, Bulan relatif lebih terang dan berwarna kemerah-merahan karena atmosfer sudah bersih kembali. Sumber: Keen, 2013.

Pendinginan global akibat letusan besar/dahsyat gunung berapi memang dapat menyebabkan malapetaka berskala luas, seperti terlihat dalam Letusan Tambora 1815. Namun bagi Bumi yang sudah mulai memanas semenjak revolusi industri seiring eksploitasi bahan bakar fosil secara massif beserta dengan emisi gas-gas rumah kaca dalam jumlah besar, pendinginan global itu adalah rahmat tersembunyi yang ditunggu-tunggu. Karena pendinginan global mampu mengurangi kuantitas pemanasan global meski hanya untuk sejenak. Dengan kata lain, letusan besar/dahsyat gunung berapi merupakan faktor yang turut mengerem laju kenaikan suhu rata-rata permukaan Bumi akibat aktivitas manusia, tanpa harus disertai intervensi apapun.

Fakta tersebut dapat dilihat pada pengukuran menerus semenjak 1979 hingga kini. Pada periode 1979 hingga 1995, Bumi direjam oleh serangkaian letusan besar gunung berapi, misalnya Letusan St Helena 1980, Letusan el-Chichon 1982 dan puncaknya adalah Letusan Pinatubo 1991. Letusan St Helena 1980 bersumber dari Gunung St Helena di negara bagian Washington (AS), yang melepaskan 1 kilometer kubik material vulkanik (skala 5 VEI). Sementara Letusan el-Chichon 1985 bersumber dari Gunung el-Chichon (Meksiko) yang melepaskan 2 kilometer kubik material vulkanik (skala 5 VEI). Dan Letusan Pinatubo 1991 bersumber dari Gunung Pinatubo (Filipina) yang melepaskan 10 kilometer kubik material vulkanik (skala 6 VEI). Di antara letusan-letusan besar tersebut patut disebut juga letusan yang sedikit lebih kecil seperti Letusan Galunggung 1982-1983 yang bersumber dari Gunung Galunggung (Indonesia) dengan volume material vulkanik sekitar 0,4 kilometer kubik (skala 4 VEI).

Letusan-letusan tersebut menyebabkan atmosfer Bumi relatif “kotor” seperti terlihat pada nilai AOD rata-rata yang sebesar 0,035. Pasca Pinatubo, tak ada lagi letusan besar/dahsyat gunung berapi hingga saat ini kecuali sejumlah letusan berskala 4 VEI seperti misalnya Letusan Eyjafjallajokull 2010 dan Letusan Merapi 2010. Maka pada periode 1996 hingga 2012, atmosfer Bumi relatif lebih bersih seperti terlihat pada nilai AOD rata-rata sebesar 0,002. Dengan demikian terjadi perubahan nilai sebesar minus 0,033 yang berkorelasi dengan peningkatan suhu 0,13 derajat Celcius. Pada saat yang sama terjadi pula penambahan kuantitas gas-gas rumah kaca yang berkontribusi pada peningkatan suhu 0,11 derajat Celcius. Dari gas-gas rumah kaca tersebut, gas karbondioksida (CO2) saja berkontribusi pada peningkatan suhu 0,08 derajat Celcius. Maka terhitung pada tahun 2012 telah terjadi peningkatan suhu total sebesar 0,27 derajat Celcius dibanding situasi tahun 1995. Separuh diantaranya akibat kian bersihnya atmosfer seiring nihilnya letusan besar/dahsyat gunung berapi.

Kelud

Bagaimana dengan Gerhana Bulan Total 15 April 2014 ?

Tepat dua bulan sebelumnya terjadi Letusan Kelud 2014 yang bersumber di Gunung Kelud, Jawa Timur (Indonesia). Sedikitnya 0,12 kilometer kubik (120 juta meter kubik) material vulkanik dimuntahkan Gunung Kelud dalam letusan bertipe Plinian dan disemburkan hingga setinggi 26 km dari paras laut (dpl). Di atas kertas letusan ini memproduksi 1,4 juta ton aerosol, yang akan berkorelasi dengan nilai AOD maksimum sebesar 0,009. Nilai tersebut sedikit lebih besar dibanding nilai AOD rata-rata periode 1996-2012 yang sebesar 0,002.

Gambar 6. Kiri: dinamika suhu permukaan Bumi secara global dalam periode 1979 hingga 2012, relatif terhadap rata-ratanya dalam 34 tahun terakhir. Batang biru menunjukkan penurunan suhu (suhu lebih rendah dibanding rata-rata), sementara batangmerah adalah kenaikan suhu (suhu lebih tinggi dibanding rata-rata). Kanan: dinamika suhu permukaan Bumi oleh pengaruh aerosol sulfat akibat Letusan el-Chichon 1982 dan Letusan Pinatubo 1991. Sumber: NOAA, 2012 dalam Keen, 2013.

Gambar 6. Kiri: dinamika suhu permukaan Bumi secara global dalam periode 1979 hingga 2012, relatif terhadap rata-ratanya dalam 34 tahun terakhir. Batang biru menunjukkan penurunan suhu (suhu lebih rendah dibanding rata-rata), sementara batangmerah adalah kenaikan suhu (suhu lebih tinggi dibanding rata-rata). Kanan: dinamika suhu permukaan Bumi oleh pengaruh aerosol sulfat akibat Letusan el-Chichon 1982 dan Letusan Pinatubo 1991. Sumber: NOAA, 2012 dalam Keen, 2013.

Dengan AOD maksimum 0,009 maka perubahan magnitudo semu Bulan pada saat puncak gerhananya secara teoritis sebesar 0,4. Kecuali menggunakan fotometer, perubahan magnitudo semu ini sangat sulit diidentifikasi secara kasat mata. Karena itu citra-citra Bulan pada saat puncak gerhana yang tersaji pada saat ini selalu memperlihatkan Bulan berwarna kemerah-merahan dan relatif terang. Dan bila nilai AOD maksimum dibandingkan dengan nilai AOD rata-rata periode 1996-2012, nyatalah bahwa di atas kertas terjadi perubahan sebesar 0,007. Secara teoritis perubahan tersebut bakal berkorelasi dengan penurunan suhu 0,03 derajat Celcius. Penurunan suhu ini cukup kecil sehingga mungkin tak signifikan dalam berhadapan dengan laju pemanasan global. Namun itu semua masih perlu diselidiki lebih lanjut.

Terlepas apapun hasilnya, cukup mengagumkan bahwa peristiwa Gerhana Bulan Total tak hanya sekedar peristiwa langit yang mengesankan. Namun ia juga sarat manfaat. Kini manfaatnya bertambah satu, dimana Gerhana Bulan Total memungkinkan kita untuk mengukur kualitas atmosfer Bumi dalam hubungannya dengan perubahan iklim dalam rupa pemanasan maupun pendinginan global.

Referensi:

1. Keen. 2013. Earth (and Lunar) Based Observations of Volcanic Emmissions to the Stratosphere, an Update through 2011. NOAA Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Annual Conference, May 21-22, 2013.

2. Hofmann dkk. 2003. Surface-based Observations of Volcanic Emission to the Stratosphere. Volcanism & the Earth’s Atmosphere, Geophysical Monograph 139, American Geophysical Union.

Catatan : ditulis juga di Langitselatan.

Update: Gerhana Bulan Total 15 April 2014 ternyata berhasil diamati di Jayapura (Indonesia), simak di sini.

Gerhana Bulan Total 15 April 2014 dan Letusan Gunung Kelud

Catat hari dan tanggalnya: Selasa 15 April 2014. Inilah saat dua raksasa langit kembali menyejajarkan diri dalam satu garis lurus dari segenap arah, setidaknya dalam perspektif kita yang tinggal di Bumi. Keduanya adalah Bulan dan Matahari. Dan planet biru tempat tinggal kita pun tak mau kalah, juga menempatkan dirinya di garis lurus yang sama dengan menyelipkan diri di antara Bulan dan Matahari. Saat hal itu terjadi, praktis Bulan (yang sedang menyandang status purnama) mendadak kehilangan pancaran sinar Matahari kearahnya untuk sementara. Inilah Gerhana Bulan, peristiwa langit yang sarat makna baik dari sisi ilmiah, agama maupun budaya.

Gambar 1. Wajah Bulan dalam puncak Gerhana Bulan Total 30 Januari 1972. Berlawanan dengan persepsi umum, pada saat puncak Gerhana Bulan Total, cakram Bulan tak sepenuhnya lenyap dari pandangan mata melainkan hanya lebih redup dan diselubungi warna kemerahan (merah darah). Sumber: Keen, 2008.

Gambar 1. Wajah Bulan dalam puncak Gerhana Bulan Total 30 Januari 1972. Berlawanan dengan persepsi umum, pada saat puncak Gerhana Bulan Total, cakram Bulan tak sepenuhnya lenyap dari pandangan mata melainkan hanya lebih redup dan diselubungi warna kemerahan (merah darah). Sumber: Keen, 2008.

Sebuah peristiwa gerhana Bulan pada dasarnya terjadi seiring perputaran Bulan mengelilingi Bumi dalam orbitnya yang tidak berimpit dengan ekliptika (bidang orbit Bumi dalam mengelilingi Matahari), melainkan menyudut (berinklinasi). Inklinasi orbit Bulan adalah sebesar 5 derajat. Inilah yang menyebabkan Bulan tak selalu mengalami gerhana Bulan di setiap kesempatan purnamanya. Hanya pada saat-saat tertentu dimana Bulan purnama menempati salah satu dari kedua titik nodalnya, yakni titik potong orbit Bulan terhadap ekliptika, sajalah gerhana Bulan bisa terjadi. Seiring revolusi Bulan mengelilingi Bumi, maka titik-titik nodalnya pun turut mengalami revolusi. Namun setiap 6.585,3 hari sekali titik nodal tersebut akan kembali menempati posisi yang hampir sama sehingga bila terjadi gerhana Bulan maka geometri gerhananya pun hampir sama. Inilah siklus Saros. Maka dapat dikatakan bahwa Gerhana Bulan 15 April 2014 merupakan perulangan dari peristiwa 18 tahun 11 1/3 hari silam, yakni Gerhana Bulan 4 April 1996.

Indonesia

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

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

Gerhana Bulan 15 April 2014 merupakan Gerhana Bulan Total (GBT), dimana Bulan tak terkena sinar Matahari secara langsung pada saat puncak gerhananya. Perhitungan dengan algoritma gerhana Jean Meeus memperlihatkan gerhana ini akan dimulai pada pukul 11:54 WIB saat terjadi kontak awal penumbra (P1). Selanjutnya disusul dengan kontak awal umbra (U1) pada pukul 12:58 WIB. Puncak gerhana bakal dicapai pada pukul 14:47 WIB. Pada saat puncak, magnitudo gerhana adalah 1,295 yang bermakna diameter sudut lingkaran umbra (bayangan inti) adalah 1,295 kali lipat diameter sudut Bulan. Dengan diameter sudut Bulan pada saat itu adalah 30,72 menit busur (0,51 derajat) maka diameter sudut lingkaran umbra adalah 39,78 menit busur (0,66 derajat). Dengan diameter sebesar itu maka totalitas gerhana, yakni durasi tatkala Bulan benar-benar tak terpapar sinar Matahari secara langsung, adalah sebesar 38 menit. Setelah puncak gerhana terlewati, maka berangsur-angsur Bulan mulai keluar dari lingkaran umbra sampai berujung pada terjadinya kontak akhir umbra (U4) pada pukul 16:33 WIB. Selepas Bulan keluar dari lingkaran umbra, maka tinggal lingkaran penumbra (bayangan tambahan) yang harus dilewati Bulan hingga saat terjadi kontak akhir penumbra (P4) pada pukul 17:37 WIB.

Jika dihitung dari saat Bulan memasuki lingkaran penumbra, maka durasi Gerhana Bulan Total ini adalah sebesar 5 jam 43 menit. Sebaliknya Bulan berada dalam lingkaran umbra hanya selama 3 jam 35 menit. Pada dasarnya kita lebih mudah melihat Bulan secara kasat mata (tanpa bantuan alat optik apapun) sedang mengalami gerhana hanya pada saat Bulan berada di dalam lingkaran umbra, sehingga hanya selama 3 jam 35 menit itu saja kita menyaksikan gerhana. Sementara di sisa waktu berikutnya (yakni 2 jam 8 menit), Bulan berada dalam status gerhana namun secara kasat mata kita hanya akan melihatnya sebagai Bulan yang nyaris bundar utuh sebagai ciri khas purnama. Sebab pada saat itu Bulan berada dalam lingkaran penumbra. Hanya dengan menggunakan alat bantu optik yang memadai (misalnya teleskop dilengkapi kamera tertentu) maka gerhana Bulan pada saat penumbra dapat kita saksikan.

Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 secara global. A = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana secara penuh di setiap tahapnya, B1 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbit, B2 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbenam, C = wilayah yang tak dapat menyaksikan gerhana sama sekali. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 secara global. A = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana secara penuh di setiap tahapnya, B1 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbit, B2 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbenam, C = wilayah yang tak dapat menyaksikan gerhana sama sekali. Sumber: Sudibyo, 2014.

Dalam lingkup global, Gerhana Bulan Total ini akan bisa disaksikan mulai dari sebagian Eropa, sebagian Afrika, sebagian Asia serta seluruh Amerika dan Australia. Namun wilayah yang dapat menyaksikan gerhana ini secara penuh dalam setiap tahapnya tanpa terganggu aktivitas terbit ataupun terbenamnya Bulan hanyalah sebagian besar daratan Amerika yang meliputi sebagian besar Canada, hampir seluruh Amerika Serikat, hampir seluruh Amerika Tengah (terkecuali Kuba dan sekitarnya) dan pantai barat Amerika Selatan.

Indonesia dilintasi garis U4 mulai dari pulau Halmahera di utara hingga pulau Timor di selatan. Sementara garis P4 membelah pulau Kalimantan di utara hingga Jawa di selatan. Karena itu sebagian kawasan Indonesia secara teknis tercakup ke dalam wilayah gerhana. Terkecuali seluruh pulau Sumatra, pulau Jawa bagian barat (meliputi propinsi Banten, DKI Jakarta, Jawa Barat dan sebagian Jawa Tengah) dan pulau Kalimantan bagian barat (meliputi sebagian propinsi Kalimantan Barat dan sebagian Kalimantan Tengah) yang harus gigit jari karena berada di luar wilayah gerhana.

Gambar 4. Peta wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 untuk Indonesia. Garis U4 adalah garis dimana kontak akhir umbra bertepatan dengan saat Bulan terbit setempat, sementara garis P4 adalah garis saat kontak akhir penumbra bertepatan dengan saat Bulan terbit setempat. B1-U = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana semenjak Bulan terbit hingga akhir gerhana baik secara kasat mata (umbra) maupun tidak (penumbra). B1-P = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana sejak Bulan terbit hingga akhir gerhana hanya secara tak kasat mata (penumbra). Dan C = wilayah yang tak dapat menyaksikan gerhana sama sekali. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 4. Peta wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 untuk Indonesia. Garis U4 adalah garis dimana kontak akhir umbra bertepatan dengan saat Bulan terbit setempat, sementara garis P4 adalah garis saat kontak akhir penumbra bertepatan dengan saat Bulan terbit setempat. B1-U = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana semenjak Bulan terbit hingga akhir gerhana baik secara kasat mata (umbra) maupun tidak (penumbra). B1-P = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana sejak Bulan terbit hingga akhir gerhana hanya secara tak kasat mata (penumbra). Dan C = wilayah yang tak dapat menyaksikan gerhana sama sekali. Sumber: Sudibyo, 2014.

Secara teknis Gerhana Bulan Total ini akan terlihat secara kasat mata di propinsi Papua, Irian Jaya Barat, Maluku (sebagian besar), Maluku Utara (sebagian) dan Nusa Tenggara Timur (sebagian kecil). Tempat-tempat tersebut berada dalam zona umbra. Namun di sini gerhana takkan dapat dinikmati secara utuh karena saat sebagian tahap gerhana sudah dimulai, Bulan belum terbit di horizon timur setempat. Sementara propinsi Maluku (sebagian kecil), Maluku Utara (sebagian), Sulawesi Utara, Gorontalo, Sulawesi tengah, Sulawesi Barat, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Selatan, Bali, Nusa Tenggara Barat, Nusa tenggara Timur (sebagian besar), Kalimantan Utara, Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan, Kalimantan Tengah (sebagian), Kalimantan Barat (sebagian), Jawa Timur, DIY dan Jawa Tengah (sebagian) akan berada dalam zona penumbra sehingga butuh alat bantu berkualitas baik untuk dapat menikmati gerhana. Dan seperti halnya zona umbra di Indonesia bagian timur, zona penumbra ini pun takkan menikmati gerhana secara utuh karena sebagian tahapnya sudah berlangsung kala Bulan belum terbit di horizon timur setempat.

Tau

Dalam persepsi umum, tatkala Gerhana Bulan Total terjadi maka sinar Matahari yang seharusnya jatuh ke permukaan Bulan benar-benar terhalangi oleh Bumi. Sebenarnya tidak demikian. Yang benar-benar terhalangi hanyalah sinar Matahari langsung. Sementara sinar Matahari tak langsung, yakni yang menuju ke Bumi namun bersinggungan dengan tepi cakram Bumi sehingga dipaksa melewati lapisan atmosfer Bumi, ternyata dapat dibiaskan demikian rupa sehingga akan jatuh ke permukaan Bulan. Bahkan tatkala puncak gerhana sekalipun. Fenomena ini sudah disadari oleh Kepler pada empat abad silam. Saat berkas sinar Matahari (yang berwarna putih) melewati atmosfer Bumi khususnya lapisan troposfer dan stratosfer bawah (di bawah lapisan ozon) yang penuh uap air dan partikulat, maka ia diperlakukan demikian rupa sehingga cahaya kebiruan dihamburkan. Sisanya yang didominasi cahaya kemerahan bakal dibiaskan untuk kemudian diteruskan menuju ke dalam kerucut umbra. Dan tatkala terjadi Gerhana Bulan Total, cahaya kemerahan itu pun jatuh ke permukaan Bulan. Karena itu, pada saat puncak gerhana Bulan Total terjadi, Bulan justru masih bisa dilihat sebagai benda langit berwarna kemerahan (merah darah) nan redup.

Gambar 5. Diagram sederhana yang memperlihatkan bagaimana sinar Matahari yang didominasi cahaya kemerahan tetap dapat tiba di Bulan meskipun sedang dalam puncak Gerhana Bulan Total. Sumber: Keen, 2008 dengan modifikasi seperlunya.

Gambar 5. Diagram sederhana yang memperlihatkan bagaimana sinar Matahari yang didominasi cahaya kemerahan tetap dapat tiba di Bulan meskipun sedang dalam puncak Gerhana Bulan Total. Sumber: Keen, 2008 dengan modifikasi seperlunya.

Permasalahannya situasi tersebut di atas hanya terjadi bilamana atmosfer dalam kondisi “bersih.” Jika terjadi pencemaran aerosol dalam jumlah besar, maka terjadi penyerapan sinar Matahari demikian rupa sehingga intensitas cahaya kemerahan yang hendak diteruskan ke Bulan pun jauh lebih kecil dibanding jika atmosfer dalam kondisi “bersih.” Secara alamiah biang keladi aerosol pengotor atmosfer tersebut bersumber dari letusan dahsyat gunung berapi maupun tumbukan benda langit (komet/asteroid) berdiameter besar (lebih dari 1.000 meter). Terdapat juga sumber aerosol pengotor bikinan manusia, yakni bilamana seluruh hululedak nuklir yang ada diletuskan secara beruntun dalam rentang waktu tertentu yang pendek pada sebuah skenario perang nuklir ugal-ugalan.

Pengurangan intensitas cahaya yang diteruskan ke Bulan membuat Bulan nampak jauh gelap/redup pada saat puncak gerhana. Warna merah darah yang dijumpai saat puncak gerhana bahkan bisa lenyap. Dengan mengukur kecerlangan Bulan pada saat puncak gerhana (menggunakan instrumen seperti fotometer) dan membandingkannya dengan kecerlangan Bulan hasil perhitungan (dalam kondisi troposfer “bersih”) maka dapat diketahui kuantitas aerosol pengotor di atmosfer yang dinyatakan sebagai parameter tau (optical depth). Bilamana atmosfer dalam kondisi “bersih” maka parameter tau bernilai sekitar 0,01. Letusan dahsyat gunung berapi, tumbukan benda langit maupun skenario perang nuklir akan menginjeksikan aerosol asam sulfat dalam jumlah luar biasa banyak ke dalam lapisan troposfer dan stratosfer, sehingga nilai tau akan lebih besar dibanding 0,01. Pada dasarnya semakin besar nilai tau, maka semakin sedikit pancaran sinar Matahari yang diterima permukaan Bumi dan konsekuensinya bakal terjadi pendinginan global (dimana suhu rata-rata permukaan Bumi akan lebih rendah dibanding sebelumnya). Konsensus IPCC (International Panel for Climate Change) 2001 menyepakati setiap kenaikan nilai tau sebesar 0,1 akan berkorespondensi dengan pendinginan global sebesar 0,4 derajat Celcius.

Gambar 6. Wajah Bulan pada saat puncak tiga Gerhana Bulan Total berbeda, masing-masing 30 November 1963 pasca Letusan Agung (kiri), 30 Desember 1982 pasca Letusan el-Chichon (tengah) dan 9 Desember 1992 pasca Letusan Pinatubo (kanan). Pasca letusan Agung, gerhana menghasilkan Bulan sangat redup kala puncak dan menjadi Bulan tergelap semenjak 1816. Bulan sangat redup saat puncak gerhana juga dijumpai pasca letusan el-Chichon, membuat kamera harus disetel pada exposure time cukup lama sehingga bintang-bintang di latar belakang Bulan nampak sebagai garis cahaya. Dan pasca letusan Pinatubo, Bulan tak hanya sangat redup di saat puncak gerhana, namun juga berwarna kebiru-biruan. Ini akibat sangat kotornya atmosfers ehingga cahaya kemerahan diserap aerosol dalam jumlah besar. Akibatnya hanya sinar Matahari yang lewat di puncak lapisan stratosfer  saja yang bisa diteruskan ke Bulan, dimana berkas sinar harus melalui lapisan Ozon yang menyerap cahaya kemerahan sehingga hanya tersisa cahaya kebiruan. Sumber: Keen, 2008.

Gambar 6. Wajah Bulan pada saat puncak tiga Gerhana Bulan Total berbeda, masing-masing 30 November 1963 pasca Letusan Agung (kiri), 30 Desember 1982 pasca Letusan el-Chichon (tengah) dan 9 Desember 1992 pasca Letusan Pinatubo (kanan). Pasca letusan Agung, gerhana menghasilkan Bulan sangat redup kala puncak dan menjadi Bulan tergelap semenjak 1816. Bulan sangat redup saat puncak gerhana juga dijumpai pasca letusan el-Chichon, membuat kamera harus disetel pada exposure time cukup lama sehingga bintang-bintang di latar belakang Bulan nampak sebagai garis cahaya. Dan pasca letusan Pinatubo, Bulan tak hanya sangat redup di saat puncak gerhana, namun juga berwarna kebiru-biruan. Ini akibat sangat kotornya atmosfers ehingga cahaya kemerahan diserap aerosol dalam jumlah besar. Akibatnya hanya sinar Matahari yang lewat di puncak lapisan stratosfer saja yang bisa diteruskan ke Bulan, dimana berkas sinar harus melalui lapisan Ozon yang menyerap cahaya kemerahan sehingga hanya tersisa cahaya kebiruan. Sumber: Keen, 2008.

Pengukuran nilai tau memanfaatkan peristiwa Gerhana Bulan Total telah dilakukan sejak 1963 kala Gunung Agung (Indonesia) meletus. Sebaran aerosol Agung menyebabkan Bulan yang cukup redup, bahkan tergolong paling redup semenjak 1816. Catatan dramatis diperlihatkan Richard Keen dkk dalam tim LUNACE (Lunar Aerosol Climate Experiment) semenjak 1980 hingga sekarang, yang memperlihatkan dampak letusan Gunung el-Chichon (Meksiko) dan Pinatubo (Filipina). Letusan el-Chichon 1982 (skala 5 VEI, rempah letusan 2 kilometer kubik) membentuk aerosol dalam lapisan troposfer dan stratosfer dengan nilai tau 0,09. Sementara Letusan Pinatubo 1991 (skala 6 VEI, rempah letusan 11 kilometer kubik) menghasilkan aerosol dengan nilai tau 0,15. Dengan demikian Letusan el-Chichon 1982 dan Letusan Pinatubo 1991 berkorespondensi dengan pendinginan global sebesar masing-masing 0,4 dan 0,6 derajat Celcius. Maka kedua letusan dahsyat itu cukup signifikan dalam mendinginkan Bumi sekaligus mengerem laju pemanasan global termasuk akibat ulah manusia, meski hanya untuk sementara. Andaikata kedua gunung berapi tersebut tidak meletus dahsyat, maka intensitas pemanasan global sebagai kombinasi dari ulah manusia, aktivitas Matahari, el-Nino dan osilasi Atlantik bakal lebih tinggi dibanding yang kita rasakan saat ini.

Gambar 7. Betapa dramatisnya wajah Bulan yang terlihat pada saat puncak Gerhana Bulan Total 30 Januari 1972 kala atmosfer "bersih" (kiri) dengan saat puncak Gerhana Bulan Total 30 Desember 1982 pasca letusan el-Chichon (kanan). Kedua citra diambil dengan menggunakan teleskop, kamera, film dan exposure time yang sama. Citra Bulan sebelah kiri adalah 400 kali lebih benderang (6,5 magnitudo lebih cerlang) dibanding citra Bulan sebelah kanan. Sumber: Keen, 2008.

Gambar 7. Betapa dramatisnya wajah Bulan yang terlihat pada saat puncak Gerhana Bulan Total 30 Januari 1972 kala atmosfer “bersih” (kiri) dengan saat puncak Gerhana Bulan Total 30 Desember 1982 pasca letusan el-Chichon (kanan). Kedua citra diambil dengan menggunakan teleskop, kamera, film dan exposure time yang sama. Citra Bulan sebelah kiri adalah 400 kali lebih benderang (6,5 magnitudo lebih cerlang) dibanding citra Bulan sebelah kanan. Sumber: Keen, 2008.

Kelud

Tepat dua bulan kalender sebelum Gerhana Bulan Total 15 April 2014 terjadi, Gunung Kelud (Jawa Timur) meletus besar. Inilah letusan terbesar yang pernah disaksikan Indonesia dalam kurun 3,5 tahun terakhir setelah Letusan Merapi 2010. Sedikitnya 0,12 kilometer kubik (120 juta meter kubik) rempah letusan disemburkan dalam letusan bertipe Plinian hingga setinggi 26 km dari paras laut (dpl). Dengan demikian rempah letusan Kelud diinjeksikan hingga jauh memasuki lapisan stratosfer. Berapa banyak aerosol yang terbentuk? Dan apakah jumlahnya cukup signifikan ? Itulah yang ingin diketahui.

Gambar 8. Kawah baru di Gunung Kelud yang terbentuk pasca letusan besar pada 13-14 Februari 2014 lalu, diabadikan dengan pesawat udara nir-awak (PUNA). Bagaimana dampak letusan besar tersebut terhadap iklim Bumi masih diselidiki dengan berbagai cara, termasuk melalui peristiwa Gerhana Bulan Total 15 April 2014. Sumber: PVMBG, 2014.

Gambar 8. Kawah baru di Gunung Kelud yang terbentuk pasca letusan besar pada 13-14 Februari 2014 lalu, diabadikan dengan pesawat udara nir-awak (PUNA). Bagaimana dampak letusan besar tersebut terhadap iklim Bumi masih diselidiki dengan berbagai cara, termasuk melalui peristiwa Gerhana Bulan Total 15 April 2014. Sumber: PVMBG, 2014.

Di atas kertas Letusan Kelud 2014 memproduksi 1,4 juta ton aerosol, jumlah yang tergolong kecil bila dibandingkan dengan Letusan el-Chichon 1982 maupun Letusan Pinatubo 1991. Aerosol sejumlah itu akan berkorelasi dengan nilai tau sebesar 0,009. Nilai tersebut berada di sekitar nilai tau rata-rata untuk atmosfer “bersih”, yakni 0,01. Sehingga kecil kemungkinannya Letusan Kelud 2014 mampu menyebabkan pendinginan global (jjika hanya memperhitungkan Letusan Kelud 2014 saja). Namun benarkah demikian? Gerhana Bulan Total 15 April 2014 menjadi salah satu cara untuk menguji perhitungan-perhitungan di atas kertas tersebut. Mari kita tunggu apakah Bulan dalam puncak gerhananya akan lebih redup sehingga warna merah darahnya kurang dominan? Ataukah akan sama cerlangnya dengan Bulan pada puncak Gerhana Bulan Total 16 Juni 2011 yang terjadi pasca Letusan Merapi 2010 ?

Terlepas dari apapun hasilnya, cukup mengagumkan bahwa peristiwa Gerhana Bulan Total tak hanya sekedar peristiwa langit yang mengesankan dan enak dipandang. Namun ia juga sarat makna dan manfaat. Kini manfaatnya bertambah satu lagi, dimana Gerhana Bulan Total memungkinkan kita untuk mengukur kualitas atmosfer Bumi dalam hubungannya dengan perubahan iklim dalam rupa pemanasan maupun pendinginan global.

Referensi:

1. Keen. 2008. Volcanoes and Climate Change since 1960, What Does the Moon Have to Say? Atmospheric & Oceanic Sciences, Univ. of Colorado, Boulder.

2. Hofmann dkk. 2003. Surface-based Observations of Volcanic Emission to the Stratosphere. Volcanism & the Earth’s Atmosphere, Geophysical Monograph 139, American Geophysical Union.