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.

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.

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

Meteor Pasuruan, Antara Video Hoax dan Asal Usul

Tepat kala shalat tarawih hari pertama Ramadhan 1440 H di Indonesia dilaksanakan, sesuatu mengerjap di langit kota Pasuruan (Jawa Timur). Sebuah benda langit yang sangat terang melintas cepat dari arah selatan menuju utara, yang meberi kesan sebagai bintang jatuh atau meteor. Citra (foto) dan video tentangnya pun segera menyebar kemana-mana sebagai bagian kekuatan media sosial. Sebagian beranggapan benda langit tersebut adalah meteor yang menjadi bagian hujan meteor periodik eta Aquarids yang adalah remah-remah komet Halley nan legendaris.

Video Hoax

Saya menerima video fenomena langit Pasuruan berselang sehari kemudian dan segera menyadari itu bukanlah rekaman fenomena meteor yang melintas di langit kota Pasuruan.

Video berdurasi singkat dan nampaknya direkam lewat telepon seluler itu memang menampakkan sebuah benda langit kehijauan yang sangat terang, seakan berekor dan melintas cepat. Itu memberikan kesan sebuah meteor terang (fireball). Akan tetapi di awal dan akhir video tersebut terlihat sumber cahaya lain tak kalah terangnya. Sumber cahaya di awal video dapat diidentifikasi sebagai lampu jalan yang memancarkan cahaya kekuning-kuningan. Sementara sumber cahaya di akhir video memberikan kesan memancarkan cahaya putih, serupa dengan cahaya sang meteor yang melintas di atas tutupan awan. Kesan ini mengindikasikan sumber cahaya putih tersebut juga cukup tinggi, jauh melampaui ketinggian awan dan besar kemungkinannya berasal dari benda langit. Berdasarkan pengalaman, hanya ada satu benda langit yang cukup terang di langit malam yang menyajikan kesan seperti jika direkam dengan telepon seluler, yakni Bulan.

Disinilah persoalannya. Fenomena di langit Pasuruan terjadi pada Minggu malam 5 Mei 2019 TU (Tarikh Umum). Di sore harinya, Indonesia menggelar rukyatul hilaal guna menentukan 1 Ramadhan 1440 H. Perhitungan astronomi menunjukkan bagi kawasan pulau Jawa, pada saat itu Bulan sudah terbenam dalam tempo 25 menit pasca terbenamnya Matahari. Sebaliknya video menunjukkan Bulan dalam kedudukan cukup tinggi. Sehingga mustahil video tersebut direkam pada 5 Mei 2019 TU malam.

Berikutnya, kesan lain dari ketampakan Bulan dalam video tersebut adalah cahayanya cukup terang. Ini menandakan pada saat meteor terang itu melintas, Bulan sedang memiliki fase cukup besar. Lebih spesifik lagi, fase Bulan yang terekam dalam video ini berada di antara kuartir pertama hingga kuartir ketiga, termasuk didalamnya fase Bulan purnama. Jika dikorelasikan ke dalam kalender Hijriyyah, maka rentang waktu tersebut terjadi di antara tanggal 8 hingga 22 bulan Hijriyyah. Sementara fenomena di langit Pasuruan terjadi pada tanggal 1 Ramadhan 1440 H. Jelas tidak pas.

Gambar 1. Hasil análisis yang menunjukkan video rekaman fenomena di langit Pasuruan adalah kabar-bohong (hoaks). Nampak lintasan meteor terang (ditandai panah) dalam dua frame berbeda beserta sumber cahaya lampu (L) dan Bulan (B). Dari analisis ini diketahui rekaman tidak dibuat pada 5 Mei 2019 TU dan tak mungkin berasal dari Pasuruan. Sumber: Sudibyo, 2019.

Yang terakhir, kedudukan Bulan yang relatif rendah dalam rekaman video mengesankan Bulan ada di langit barat (menjelang terbenam) atau di langit timur (baru terbit). Lintasan meteor terang itu ada di sebelah kanan kedudukan Bulan. Sehingga menyajikan imaji bahwa meteor terang tersebut melintas dari tenggara menuju ke barat laut (jika Bulan menjelang terbenam), atau sebaliknya dari barat laut ke tenggara (jika Bulan baru saja terbit). Lintasan ini bertolak belakang dibandingkan laporan saksi mata yang menyatakan fenomena di langit Pasuruan melintas dari selatan menuju utara.

Lewat alasan-alasan tersebut, maka saya menyimpulkan video rekaman fenomena di langit Pasuruan tergolong video kabar-bohong (hoax).

Pecahan Asteroid?

Meski video rekaman fenomena di langit Pasuruan terkategori kabar-bohong (hoax), namun belum tentu dengan peristiwanya sendiri. Jika laporan para saksi mata memang benar adanya, maka memang ada sesuatu di langit Pasuruan pada saat itu. Secara astronomis ada dua kemungkinan yang bisa menyajikan panorama tersebut, yakni fenomena benda jatuh antariksa (masuknya sampah antariksa ke atmosfer Bumi/reentry) maupun meteor.

Katalog benda jatuh antariksa terkini seperti misalnya yang dihimpun JSpOC (Joint Satellite Operations Center) di Amerika Serikat tidak mencatat adanya fenonema benda jatuh antariksa pada 5 Mei 2019 TU. Apalagi dengan orbit yang polar atau orbit berinklinasi tinggi, dua jenis orbit yang memungkinkan bagi sebuah benda langit buatan untuk menempuh lintasan relatif utara – selatan atau sebaliknya. Sehingga hanya tersisa satu kemungkinkan : fenomena di langit Pasuruan adalah meteor.

Sedikitnya informasi membuat kemungkinan untuk memprakirakan asal usul meteor tersebut menjadi terbatas. Hanya diketahui meteor tersebut datang dari arah selatan (azimuth 180º) melintas ke utara. Bilamana kita menggunakan pola umum jatuhnya meteor di Bumi, yang rata-rata memiliki kecepatan awal 20 km/detik dan ketinggian (altitud) 45º di atas horizon, maka dapat diprakirakan meteor tersebut kemungkinan merupakan pecahan kecil dari suatu asteroid.

Gambar 2. Prakiraan orbit Meteor Pasuruan di antara planet-planet terrestrial dalam tata surya kita. Orbit meteor diprakirakan berdasarkan asumsi azimuth kedatangan, altitud kedatangan dan kecepatan awal untuk 5 Mei 2019 TU pukul 19:30 WIB. Sumber : Sudibyo, 2019.

Saya melakukan analisis sederhana dengan menggunakan spreadshet “Calculation of a Meteor Orbit” karya Marco Langbroek dari Dutch Meteor Society, sesama astronom amatir. Hasilnya memperlihatkan pecahan kecil asteroid itu semula mengorbit Matahari dalam sebentuk orbit sangat lonjong. Orbit itu memiliki memiliki eksentrisitas (kelonjongan orbit) 0,62 dengan perihelion 0,96 SA (satuan astronomi), aphelion 4,12 SA dan inklinasi 22º. Sebuah benda langit yang menempuh orbit ini membutuhkan waktu 4 tahun untuk mengedari Matahari sekali putaran. Posisi aphelion mengindikasikan pecahan asteroid ini semula merupakan bagian dari kelompok Asteroid Sabuk Utama yang bergerombol di antara orbit Mars dan Jupiter. Orbit demikian menempatkan pecahan asteroid ini ke dalam populasi Asteroid Dekat Bumi kelas Apollo.

Apakah ada kemungkinan meteor Pasuruan merupakan remah-remah komet, sehingga merupakan bagian dari suatu hujan meteor periodik? Sayangnya tidak. Bila dianggap kecepatan awalnya adalah 25 km/detik saja (yang tergolong lambat untuk kecepatan awal meteor dari sisa komet), maka orbit awal meteor Pasuruan akan berubah dramatis menjadi hiperbola. Ini adalah orbit yang tak mungkin bagi suatu meteor di Bumi. Padahal remah-remah komet yang menjadi meteor di Bumi memiliki rentang kecepatan mulai dari 25 km/detik hingga 72 km/detik. Meteor eta Aquarids sendiri memiliki kecepatan awal luar biasa, yakni 66 km/detik.

Ketidakmungkinan meteor Pasuruan berasal dari remah-remah komet juga membawa implikasi lain, yakni meteor tersebut tak mungkin merupakan bagian hujan meteor periodik eta Aquarids. Musababnya jika dilihat dalam tata koordinat langit, meteor Pasuruan berasal dari koordinat deklinasi -52º dan ascensio recta ~11 jam. Sebaliknya meteor-meteor Eta Aquarids berasal dari koordinat deklinasi -1º dan ascensio recta 22 jam 20 menit. Dan di seluruh paras Bumi, hujan meteor eta Aquarids hanya bisa disaksikan di kala fajar, mulai dari pukul 02:00 setempat hingga fajar merembang.

Melacak Jejak Asteroid yang Jatuh di Atas Laut Bering

Sebuah asteroid-tanpa-nama telah jatuh di atas perairan Laut Bering, bagian dari Samudera Pasifik bagian utara yang berdekatan dengan lingkar Kutub Utara, pada Rabu 19 Desember 2018 TU (Tarikh Umum) tengah hari waktu setempat. Ini disebut Peristiwa Bering 2018. Energinya sungguh besar, totalnya mencapai 173 kiloton TNT atau 8,5 kali lipat lebih dahsyat ketimbang bom nuklir yang dijatuhkan di Nagasaki. Sebanyak 96 kiloton TNT diantaranya dilepaskan sebagai airburst, satu fenomena mirip ledakan di ketinggian udara yang khas bagi asteroid/komet yang memasuki atmosfer Bumi. Saat airburst terjadi, kilatan cahaya yang diprodusinya demikian benderang hingga mencapai sekitar 70 % kecerlangan Matahari. Siang hari Laut Bering saat itu laksana berhias dua Matahari meski hanya untuk sesaat.

Perhitungan menunjukkan asteroid-tanpa-nama itu relatif padat, dengan massa jenis sekitar 4.000 kg/m3. Garis tengahnya, jika dianggap berbentuk bola, adalah 8,8 meter dan memiliki massa 1.400 ton. Umumnya asteroid seukuran ini jika masuk ke atmosfer Bumi akan berubah menjadi boloid karena berkemampuan memproduksi meteorit. Dimana massa meteoritnya minimal 0,1 % dari massa awal asteroid, yang setara dengan 1,4 ton.


Gambar 1. Ketampakan bola api airburst sebagai puncak dari Peristiwa Bering 2018 yang direkam radas MISR pada satelit Terra. Tumbuh kembangnya bola api airburst diiringi dengan pelepasan energi sekitar 96 kiloton TNT, bagian dari energi total 173 kiloton TNT yang dibawa asteroid-tanpa-nama yang memasuki atmosfer Bumi di atas perairan Laut Bering. Sumber: NASA, 2019.

Berdasarkan tingkat energinya, Peristiwa Bering 2018 adalah peristiwa jatuhnya benda langit terdahsyat kedua yang pernah terukur di Bumi sepanjang seperempat abad terakhir. Peringkat pertama diduduki Peristiwa Chelyabinsk 2013 (580 kiloton TNT), yang berdampak kerusakan ringan pada area cukup luas disertai korban luka-luka ringan dan sedang yang berjumlah hingga ribuan orang. Peristiwa yang terjadi di kawasan Chelyabinsk dan sekitarnya, sisi barat Pegunungan Ural (Russia). Sementara peringkat ketiga ditempati Peristiwa Bone 2009 (60 kiloton TNT) yang terjadi di atas Kab. Bone, Sulawesi Selatan (Indonesia). Kejadian ini tidak menyebabkan kerusakan, namun satu korban jiwa jatuh sebagai akibat tak langsung.

Selain problema dampaknya, jatuhnya meteoroid berupa asteroid/komet dalam ukuran tertentu menggamit minat untuk menelusuri asal-usulnya. Penelusuran dapat dilakukan bilamana tersedia informasi lokasi titik jatuh (dalam koordinat geografis), kecepatan awal meteoroid (berupa infinity velocity) serta tinggi (sudut lintasan meteoroid terhadap bidang horizontal) dan azimuth meteoroid tersebut. Untungnya semua itu tersedia bagi asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Bering 2018.

Asteroid kelas Apollo

Satelit mata-mata rahasia milik Amerika Serikat merekam kilatan cahaya Peristiwa Bering 2018 melalui radas bhangmeter-nya. Dari sini diperoleh data koordinat titik jatuh (56º 54′ LU 172º 247 BT) dan kecepatan jatuh meteoroid (32 km/detik) yang setara dengan infinity velocity 30 km/detik. Data lebih lengkap diperoleh dari satelit observasi Terra yang dikelola badan antariksa Amerika Serikat (NASA). Satelit Terra menyajikan citra yang lebih tajam dan kontras ketimbang satelit cuaca Himawari 8. Radas MISR (Multi-angle Imaging Spectro Radiometer) pada satelit ini berhasil merekam jejak lintasan asteroid kala menerobos lapisan atmosfer bagian atas dan saat-saat awal tumbuhkembangnya bola api airburst. Lewat mata tajam MISR satelit Terra dapat diketahui meteoroid penyebab Peristiwa Bering 2018 datang dari arah barat laut. Atau dari sekitar azimuth 315º.

Gambar 2. Orbit asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Bering 2018 di dalam sistem tata surya kita bagian dalam. Terlihat jelas orbit asteroid ini mengikuti karakter orbit asteroid dekat-Bumi kelas Apollo. Sumber: Sudibyo, 2019.

Berbekal data-data tersebut asal-usul asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Bering 2018 dapat dilacak. Memanfaatkan spreadsheet Calculation of a Meteor Orbit yang dikembangkan Marco Langbroek dari Dutch Meteor Society, akhirnya diketahui asteroid itu merupakan bagian kelompok asteroid dekat-Bumi khususnya kelas Apollo. Asteroid kelas Apollo adalah kelompok asteroid dekat Bumi yang beredar mengelilingi Matahari demikian rupa sehingga orbit lonjongnya radius rata-rata (a) lebih dari 1 SA (satuan astronomi), perihelion kurang dari 1,017 SA dan bidang orbitnya memotong orbit Bumi.

asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Bering 2018 memiliki orbit cukup lonjong dengan eksentrisitas (kelonjongan orbit) 0,365. Perihelionnya hanya 0,911 SA atau lebih dekat ke Matahari dibanding orbit Bumi. Akan tetapi aphelionnya melambung hingga 1,96 SA atau menjangkau kawasan Sabuk Asteroid Utama. Praktis orbit asteroid ini melintasi orbit Bumi dan orbit Mars, meski dengan inklinasi orbit sebesar 51,26º sesungguhnya hanya orbit Bumi saja yang dipotong oleh orbit asteroid ini. asteroid-tanpa-nama itu membutuhkan 1,72 tahun untuk bisa menyusuri orbitnya dalam sekali putaran.

Asteroid mencapai titik perihelionnya pada 21 Januari 2019 TU silam sekitar pukul 22:00 WIB. Dalam 36,7 hari kemudian asteroid tiba di titik nodal orbitnya, yakni titik potong antara orbit asteroid dengan bidang orbit Bumi. Pada saat yang sama Bumi pun sedang berada di titik nodal itu. Sehingga tak terelakkan, asteroid pun menjadi meteoroid, lalu memasuki atmosfer dan menjadi Peristiwa Bering 2018. Bila dilihat dari lokasi titik jatuh, maka meteoroid seakan-akan berasal dari titik dengan deklinasi 66,9º dan Ascensio Recta 14 jam 36 menit yang terletak dalam gugusan bintang Ursa Minor.

Hasil ini memberikan gambaran bahwa, sekali lagi, Bumi menderita ancaman permanen dari langit. Salah satunya dari populasi asteroid dekat-Bumi, kawanan asteroid yang semula menghuni Sabuk Asteroid Utama di antara orbit Mars dan Jupiter namun kemudian terlontar mendekati Matahari oleh beragam sebab. Mereka berjibun banyaknya dan bergentayangan di dekat atau bahkan memotong orbit Bumi kita. Dengan energi berbanding lurus terhadap pangkat tiga dimensinya, maka semakin besar ukuran suatu asteroid dekat-Bumi akan semakin beresiko Bumi terhadapnya. Tidak usah jauh-jauh melambung ke masa 65 juta tahun silam, kala dunia dicekam kengerian akibat hantaman asteroid raksasa yang memicu punahnya dinosaurus beserta 75 % kelimpahan makhluk hidup lainnya, abad ke-20 dan 21 TU memiliki contohnya masing-masing. Mulai dari Peristiwa Tunguska 1908 (15 megaton TNT) yang menumbangkan pepohonan di area seluas 2.000 km2 hingga Peristiwa Chelyabinsk 2013. Memitigasi potensi bencana dari langit ini merupakan tantangan bagi umat manusia masakini, agar mampu mereduksi dampak katastrofik sejenis atau bahkan mengeliminasi potensi ancamannya.

Referensi:

Langbroek. 2004. A Spreadsheet that Calculates Meteor Orbits. Journal of IMO, vol. 32 (2004) no. 4 hal 109-110.

Kala Matahari Menjadi Dua, Asteroid Meledak di Udara dekat Kutub Utara

Peristiwa Bering 2018. Itulah namanya. Satu peristiwa ledakan-benda-langit-di-udara (airburst) yang sejatinya telah terjadi pada Rabu 19 Desember 2018 TU (Tarikh Umum) pukul 06:48 WIB mengambil tempat di atas Laut Bering beratus kilometer lepas pantai timur Semenanjung Kamchatka atau tak jauh dari perbatasan Russia dan Amerika Serikat. Tak kurang dari 96 kiloton energi ledakan dilepaskan airburst ini. Sementara energi totalnya sendiri diperhitungkan mencapai 173 kiloton TNT, membuatnya hampir seterang Matahari pada saat airburst terjadi. Andaikata di sekitar ground zero (yakni titik yang tepat berada di bawah lokasi airburst) terdapat pemukiman penduduk, niscaya mereka bakal terkesiap menyaksikan langit siang bolong (tepatnya pukul 11:48 waktu setempat) mendadak laksana berhias dua Matahari.

Gambar 1. Ilustrasi sebuah peristiwa airburst yang memvisualisasikan dengan jelas lintasan benda langit (kiri atas citra) hingga bola api airburst (tengah dan kanan citra) serta hempasan gelombang kejut dan sinar panas airburst ke paras Bumi yang berupa daratan berhutan belantara (bagian bawah citra). Peristiwa Bering 2018 pada dasarnya seperti ini, hanya saja terjadi di atas lautan pada ketinggian yang cukup besar. Sumber: atas perkenan Don Davis, tanpa tahun.

Dan andaikata pula Peristiwa Bering 2018 terjadi tiga dasawarsa silam, di tengah puncak Perang Dingin, niscaya alarm bahaya serangan nuklir Uni Soviet (pendahulu Russia) akan berdering-dering nyaring dan siaga nuklir mungkin akan segera diberlakukan. Dan dunia bakal selangkah lebih dekat lagi ke perang nuklir yang ditakuti siapapun. Beruntung Peristiwa Bering 2018 terjadi di masakini, kala pemantauan langit dan cara membedakan ledakan nuklir terhadap aksi pelepasan berenergi tinggi yang mirip telah bisa dilakukan dengan beragam metode.

Bhangmeter dan Mikrobarometer

Peristiwa Bering 2018 sejatinya langsung terdeteksi oleh setidaknya 3 instrumen (radas) berbeda. Dan segera diketahui oleh para cendekia yang berspesialisasi padanya. Namun memang baru dipublikasikan kepada umum dalam pertengahan Maret 2019 TU ini saja. Dari ketiga radas tersebut, yang pertama adalah satelit mata-mata yang dikelola Departemen Pertahanan Amerika Serikat. Satelit rahasia ini dilengkapi bhangmeter, instrumen pengukur tingkat energi melalui fluks cahaya inframerah yang dipancarkan. Bhangmeter memungkinkan mengukur energi optis dari kilatan cahaya Peristiwa Siberia 2018 sekaligus membedakannya dari kilatan cahaya ledakan nuklir. Pada ledakan nuklir, bhangmeter akan menampilkan kurva khas dengan dua bukit (double-peak) dan sebaliknya pada peristiwa non-nuklir tidak demikian.

Gambar 2. Saat-saat asteroid mini tanpa-nama mengalami airburst di atas Chelyabinsk (Russia) pada 15 Februari 2013 TU. airburst terjadi di ketinggian 30 km dpl dan demikian benderang hingga mencapai 30 kali lipat lebih terang dari Matahari pada puncaknya. Peristiwa Bering 2018 pada dasarnya serupa, hanya pelepasan energinya jauh lebih kecil. Sumber: NASA APOD, 2013.

Radas yang kedua adalah satelit Himawari-8 yang dikelola Badan Meteorologi Jepang, sebuah satelit cuaca berkemampuan tinggi yang dipangkalkan di orbit geostasioner (ketinggian 35.792 km dpl atas garis khatulistiwa) pada lokasi di Samudera Pasifik bagian barat. Sehingga Himawari 8 mampu menyajikan liputan dari sebagian besar daratan Asia, segenap Australia dan segenap perairan Samudera Pasifik. Dan yang ketiga adalah radas mikrobarometer di daratan yang terpsang di sebuah stasiun infrasonik yang bagian jaringan CTBTO (the Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization), lembaga pengawas penegakan larangan ujicoba nuklir segala matra yang berada di bawah payung PBB (Perserikatan Bangsa-Bangsa). Meski sama-sama dirancang mengendus aktivitas peledakan nuklir khususnya matra atmosferik dan paras Bumi, berbeda dengan satelit mata-mata yang dilengkapi bhangmeter, radas mikrobarometer mengandalkan kemampuan mengendus gelombang infrasonik berpola khas. Detonasi senjata nuklir atmosferik dan permukaan bumi melepaskan gelombang kejut ke udara yang sebagian kecil diantaranya lantas bertransformasi menjadi gelombang infrasonik yang menjalar jauh dan bisa dideteksi.

Pada Peristiwa Bering 2018, bhangmeter sebuah satelit mata-mata merekam kilatan cahaya yang setara pancaran energi optis sebesar 130 TeraJoule. Kurva yang diperolehnya tidak mirip ledakan nuklir. Sehingga disimpulkan sebagai kejadian airburst sebuah benda langit, karena hanya tumbukan benda langit (asteroid atau komet) sajalah yang memiliki tingkat energi setara ledakan nuklir.

Peristiwa Bering 2018 juga dideteksi oleh setidaknya 10 stasiun infrasonik di berbagai penjuru, melewati gelombang infrasonik pada durasi lebih dari 10 detik. Misalnya pada stasiun infrasonik IS18 yang terpasang di pulau Greenland (Denmark). Sinyal infrasonik Peristiwa Bering 2018 yang terekam disini memiliki durasi 20 – 25 detik. Radas mikrobarometer tidak bisa menghasilkan perkiraan energi total sebuah peristiwa, mengingat akurasinya buruk. Peristiwa yang sama juga terpantau satelit Himawari 8 khususnya pada kanal cahaya tampak, Meskipun analisis citranya baru dilaksanakan pada pertengahan Maret 2019 TU ini. Pada citra satelit ini, Peristiwa Bering 2018 nampak sebagai garis berwarna kuning-jingga di antara taburan awan yang berwarna putih. Di samping garis kuning-jingga ini terdeteksi juga garis kehitaman, yang mengesankan sebagai jejak lintasan benda langit tersebut sebelum mengalami airburst.

Analisis Departemen Pertahanan Amerika Serikat yang kemudian dipublikasikan badan antariksa AS (NASA), sebagai bagian kerangka kerjasama yang terbentuk pasca Peristiwa Chelyabinsk 2013, menunjukkan Peristiwa Bering 2018 memiliki energi total 173 kiloton TNT. Hal senada juga diperlihatkan dari analisis sinyal infrasonik, yang menjumpai angka mendekati 200 kiloton TNT. Sehingga secara teknis relatif sama, terlebih mengingat akurasi pengukuran energi airburst lewat sinyal infrasonik yang cenderung buruk. Titik airburst terletak di ketinggian 26 km dpl. Dan benda langit yang terlibat melesat secepat 32 km/detik (115.200 km/jam) dengan membentuk sudut 70º terhadap bidang horizontal di titik targetnya.

Asteroid Mini

Apa penyebab Peristiwa Bering 2018?

Dalam hemat saya, asteroid lah biang keladinya. Analisis saya dengan memanfaatkan serangkaian persamaan matematis dari Collins dkk (Collins, 2005) mengindikasikan penyebab Peristiwa Bering 2018 adalah asteroid dengan komposisi menyerupai meteorit akondrit, tepatnya dengan massa jenis 4.000 kg/m3. Meteorit akondrit adalah salah satu tipe meteorit yang diduga berasal dari bagian kerak benda langit terestrial seperti Mars maupun Bulan. Mereka terlempar ke antariksa oleh rangkaian tumbukan benda langit mahadahsyat di masa silam, lantas melayang-layang layaknya asteroid pada umumnya di keluasan antariksa.

Jika dianggap berbentuk bulat seperti bola, asteroid penyebab Peristiwa Bering 2018 memiliki garis tengah 8,8 meter sehingga merupakan asteroid kecil. Maka massanya sekitar 1.400 ton. Statistik memperlihatkan meteoroid seukuran ini (baik asteroid kecil maupun kepingan komet) memasuki atmosfer Bumi sekali dalam rata-rata setiap 28 tahun.

Gambar 3. Potongan citra satelit Himawari 8 pada kanal cahaya tampak untuk kawasan Samudera Pasifik bagian utara. Jejak Peristiwa Bering 2018 nampak jelas sebagai titik-titik cahaya berwarna kuning-jingga membentuk sebuah garis di antara tebaran awan-awan putih (tanda panah). Jejak diperbesar dalam gambar inset. Sumber: Japan Meteorology Agency, 2018.

Saat memasuki atmosfer Bumi bagian atas, gerak dan kecepatan meteoroid ini menyebabkan kolom udara yang dilintasinya mengalami tekanan ram yang kian membesar. Selain membuatnya bertransformasi menjadi meteor super terang (superfireball), tekanan ram yang kian membesar pada akhirnya akan memecah-belah asteroid tersebut mulai dari ketinggian 54 km dpl. Pemecah-belahan ini terus berlangsung dan kian intensif seiring kian jauh superfireball memasuki atmosfer. Hingga pada ketinggian 26 km dpl terjadilah proses pemecah-belahan yang paling intensif, membuat pecahan-pecahan yang terbentuk sontak mengalami deselerasi besar laksana direm di udara. Timbullah airburst yang melepaskan energi hingga 96 kiloton TNT. Pada saat airburst ini terbentuk kilatan cahaya sangat terang dengan tingkat terang (magnitudo semu) setara 70 % Matahari.

Bagaimana Dampaknya?

Seberapa besar sih energi airburst ini? Ledakan bom nuklir Nagasaki berkekuatan 20 kiloton TNT, sehingga airburst tersebut hampir lima kali lipat lebih dahsyat ketimbang bom nuklir Nagasaki. Secara keseluruhan Peristiwa Bering 2018 ini delapan kali lipat lebih dahsyat ketimbang ledakan bom nuklir Nagasaki.

Adakah dampaknya?

Meski energinya terkesan sangat besar bagi kita, namun dengan titik pelepasan energi yang jauh di ketinggian (yakni 26 km dpl) membuat dampaknya ke paras Bumi boleh dikata minimal, bahkan nyaris tidak ada. Pada dasarnya dampak tumbukan benda langit (termasuk dalam peristiwa airburst) mirip dengan dampak ledakan nuklir pada titik yang sama. Dengan mengacu simulasi ledakan nuklir (Dolan dan Glasstone, 1977) maka diperhitungkan pada ground zero saja besarnya tekanan lebih (overpressure) dari gelombang kejut airburst ini hanyalah 183 Pa (atau 19 kg/m2). Ini masih di bawah nilai ambang batas yang besarnya 200 Pa, yakni overpressure minimum yang bisa menghasilkan kerusakan teringan akibat papasan gelombang kejut. Yakni berupa retaknya kaca jendela.

Demikian halnya dengan pelepasan sinar panasnya. Simulasi ledakan nuklir memang memperlihatkan potensi munculnya sinar panas (thermal rays) sebagai imbas terbentuknya bola api airburst. Bola api airburst ini diperhitungkan bergaris tengah 295 meter dan sangat panas (suhu lebih dari 3.000º C) namun umurnya sangat singkat (kurang dari 1 detik). Pada ground zero, fluks panas akibat pembentukan bola api airburst ini diperhitungkan hanya 4,63 kiloJoule/m2. Sementara ambang batas fluks panas bagi luka bakar paling ringan (yakni luka bakar tingkat satu) adalah 5,16 kiloJoule/m2. Sedangkan untuk bisa menghasilkan kerusakan fisik teringan (yakni dalam bentuk terbakarnya/hangusnya kulit batang pohon) dibutuhkan fluks panas minimal 9,93 kiloJoule/m2. Jadi, seperti halnya dalam aspek gelombang kejut, Peristiwa Bering 2018 tidak memberikan dampak dalam hal paparan sinar panasnya.

Gambar 4. Rekaman gelombang infrasonik produk Peristiwa Bering 2018 yang ditangkap oleh stasiun IS8 di pulau Greenland (Denmark), ribuan kilometer jauhnya dari ground zero. Sumber: Peter Brown, 2019.

Sehingga tidak ada dampak lebih lanjut yang dialami kawasan Laut Bering dan sekitarnya akibat Peristiwa Bering 2018. Berbeda halnya dengan Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang memiliki ketinggian airburst relatif sama namun energinya jauh lebih besar (hampir 4 kali lipat lebih besar). Sehingga dampaknya ke ground zero dan sekitarnya cukup signifikan terutama dalam aspek gelombang kejut.

Adakah Meteoritnya?

Karena terjadi di tengah laut maka mustahil untuk mengetahui apakah Peristiwa Bering 2018 memproduksi meteorit yang bisa menjadikannya peristiwa boloid dan bukan hanya sekedar superfireball. Secara teoritis minimal 0,1 % dari massa meteoroid yang berbentuk asteroid mini akan selamat dari proses penghancuran di atmosfer Bumi dan melanjutkan perjalanannya hingga mendarat di paras Bumi sebagai meteorit. Untuk Peristiwa Bering 2018, maka sisa meteoroid itu akan setara dengan massa 1,4 ton. Garis tengahnya akan sebesar 0,88 meter, jika sisa meteoroid itu dianggap berbentuk bola sempurna.

Apabila meteorit itu jatuh sebagai bongkahan tunggal ke perairan Samudera Pasifik, maka kecepatannya saat menyentuh air masih 152 m/detik (546 km/jam). Tumbukan ini akan menciptakan tsunami kecil yang khas dengan panjang gelombang 129 meter dan menjalar melintasi perairan dengan kecepatan sekitar 122 km/jam. Tsunami ini demikian kecil sehingga dalam jarak 3 km saja dari titik tumbukannya hanya akan setinggi 0,15 meter. Faktanya sistem peringatan dini tsunami Pasifik tak mendeteksi usikan khas tsunami di Samudera Pasifik bagian utara. Ini menjadi indikasi bahwa kalaupun Peristiwa Bering 2018 memproduksi meteorit, maka meteorit itu jatuh tercebur ke laut bukn sebagai bongkahan tunggal (seperti halnya dalam peristiwa Chelyabinsk 2013). Melainkan sebagai kepingan-kepingan berukuran kecil yang sangat banyak sehingga tak berdampak serius kepada perairan yang dijatuhinya.

Referensi :

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

Collins dkk. 2017. A Numerical Assessment of Simple Airblast Models of Impact Airbursts. Meteoritics & Planetary Science no. 8 vo. 52 (2017), halaman 1542-1560.

Dolan & Glasstone. 1977. The Effects of Nuclear Weapons. Washington DC (USA), Department of Defense and Energy, 3rd edition.

Asteroid 2018 LA (ZLAF9B2) : Diprediksi Jatuh di Indonesia, Mendarat di Afrika Selatan

Kalender menunjukkan Sabtu 2 Juni 2018 TU (Tarikh Umum) dan kian larut saat kami, saya dan pak Mutoha Arkanuddin, berbincang di markas Jogja Astro Club. Sebagai sesama pegiat di klub astronomi kota Yogyakarta yang kesohor itu, beliau adalah pendiri sekaligus mahagurunya sementara saya ke-dhapuk sebagai salah satu pembinanya, kami ngobrol ngalor-ngidul akan banyak hal. Mulai masalah sehari-hari, ilmu falak, astronomi hingga Gunung Merapi yang sedang menggeliat dan menggamit ingatan peristiwa-peristiwa sebelumnya.

Mendadak satu notifikasi masuk. Astronom mancanegara mengabarkan baru saja ditemukan satu asteroid dengan identitas (sementara saat itu) ZLAF9B2. Diameternya antara 2 hingga 5 meter, jika dianggap berbentuk bola sempurna. Yang mengejutkan, asteroid ini akan melintas sangat dekat dengan Bumi kita. Yakni hanya sejarak orbit satelit geostasioner (36.000 kilometer di atas parasbumi). Dengan memperhitungkan nilai ketidakpastian orbitnya berdasarkan jumlah data yang terkumpul pada saat itu, maka terdapat potensi asteroid mini ini akan jatuh ke Bumi. Atau teknisnya akan masuk ke dalam atmosfer Bumi dan berubah menjadi meteor superterang (superfireball). Dan yang kian mengejutkan lagi, perpotongan lintasan asteroid tersebut dengan ketinggian 120 kilometer di atas parasbumi membentang di sebagian wilayah Indonesia. Jika sebuah benda langit menyentuh batas ketinggian tersebut, hampir pasti ia akan masuk ke dalam atmosfer dengan segala akibatnya.

Gambar 1. Asteroid 2018 LA saat ditemukan melalui teleskop reflektor 1,5 m dilengkapi kamera CCD 10K yang terpasang di Observatorium Gunung Lemmon dalam program Catalina Sky Survey. Asteroid nampak sebagai garis dalam lingkaran berwarna ungu. Titik-titik putih adalah bintang-bintang latar belakang. Sumber: Catalina Sky Survey, 2018.

Tabuh menunjukkan pukul 23:00 WIB saat kami bergegas naik ke anjungan observasi di lantai tiga. Langit malam Yogyakarta sangat cerah. Bulan merajai angkasa, didampingi Mars dan Saturnus serta Jupiter yang agak menjauh. Bintang terang seperti Altair di rasi Aquilla dan Vega di rasi Lyra mudah kami identifikasi. Demikian halnya rasi bintang Pari dan alfa Centauri (rasi Centaurus) yang bertahta di langit selatan. Beberapa meteor sempat melintas. Namun asteroid ZLAF9B2, setidaknya superfireball-nya, tak terdeteksi sama sekali.

Ini wajar. Dengan prakiraan orbit yang masih kasar pada saat itu, selalu tersedia zona ketidakpastian dalam meramal kedudukan asteroid tersebut untuk satu masa. Berselang beberapa jam kemudian kami membaca telah terjadi sesuatu di Botswana. Tepatnya peristiwa langit yang mengambil lokasi di perbatasan antara Botswana dan Afrika Selatan, dua negara yang terletak di ujung selatan benua Afrika.

Asteroid 2018 LA

International Astronomical Union (IA) melabeli asteroid ZLAF9B2 ini sebagai asteroid 2008 LA. Ia baru ditemukan hanya dalam tujuh jam sebelum kami naik ke dek pengamatan, menyapu setiap jengkal langit Yogyakarta. Adalah sistem penyigian langit Catalina Sky Survey yang bersenjatakan teleskop kuat dan sistem identifikasi semi-otomatis di Observatorium Gunung Lemmon di kawasan Pegunungan Catalina, Arizona (Amerika Serikat) yang pertama kali mendeteksinya pada 2 Juni 2018 TU pukul 15:22 WIB. Berbekal hanya 12 data hasil pengamatan yang diperoleh selama hanya 3,5 jam saja dari berbagai penjuru, sebagian sifat asteroid 2018 LA pun terkuak. Ia menjadi bagian asteroid kelas Apollo, kelompok asteroid dekat-Bumi yang bergentayangan di antara orbit Venus dan Mars sehingga punya peluang untuk memotong orbit Bumi. Ia mengelilingi Matahari dengan periode 1,61 tahun dan kemiringan orbit (inklinasi) hanya 4º.

Gambar 2. Prakiraan awal rentang waktu dan rentang lokasi jatuh asteroid 2018 LA, dengan waktu dalam UTC (WIB – 7). Nampak bahwa Indonesia tercakup dalam prakiraan tersebut khususnya bilama asteroid jatuh antara pukul 22:00 WIB hingga 22:30 WIB. Sumber: Bill Gray/ProjectPluto.com, 2018.

Sedari awal ditemukan, pergerakan asteroid 2018 LA terlihat berbeda dibanding asteroid-asteroid yang baru ditemukan lainnya di lingkungan dekat-Bumi. Asteroid terabadikan sebagai garis dengan prakiraan magnitudo +18 (64 kali lebih redup ketimbang Pluto). Jadi bukan berupa bintik cahaya redup. Ketampakan ini mengesankan asteroid 2018 LA bergerak cukup cepat dan mungkin berada sangat dekat dengan Bumi. Analisis lebih lanjut membenarkan hal tersebut, asteroid 2018 LA memang bakal lewat sangat dekat dan bahkan berpotensi besar jatuh ke Bumi, dengan probabilitas jatuh hingga 85 %.

Asteroid 2018 LA berpotensi jatuh di Indonesia pada rentang masa antara pukul 22:00 hingga 22:30 WIB. Prakiraan titik jatuhnya merentang mulai dari pulau Irian di timur hingga di pulau Sumba, untuk kemudian melaju menyeberangi Samudera Indonesia. Diprakirakan saat lewat di selatan pulau Jawa, asteroid ini memiliki magnitudo semua sekitar +11 hingga +12. Jelas, jikalau kami bisa mengarahkan teleskop padanya pun ia akan sangat sulit terdeteksi di tengah penjajahan gelimang cahaya Bulan dan parahnya polusi cahaya bagi langit malam Yogyakarta.

Gambar 3. Jejak meteor terang yang kemudian berkembang menjadi superfireball sebagaimana diabadikan Dhiraj S di Gaborone, Botswana, pada pukul 23:44 WIB. Meteor terang ini dipastikan merupakan asteroid 2018 LA yang sedang menerobos masuk ke atmosfer Bumi. Dipublikasikan oleh American Meteor Society. Sumber: Dhiraj S/AMS, 2018.

Kurang dari 1,5 jam setelah diprediksi menembus langit Indonesia, seorang Dhiraj S di Gaborone (Botswana) melaporkan ke American Meteor Society (AMS) tentang ketampakan sebuah superfireball. Ia berhasil mengabadikannya dalam citra (foto) dengan waktu papar 2 detik pada pukul 23:44 WIB. Citranya memperlihatkan garis terang khas meteor sepanjang sekitar 10º. Yang mengejutkan, namun tak terekam foto, sesaat kemudian meteor ini berkembang menjadi superfireball berwarna kekuning-kuningan, penanda mengandung banyak Natrium, dengan perkiraan magnitudo visual -27 pada puncaknya. Artinya ia sempat lebih terang ketimbang Matahari!

Laporan lain datang dari negeri tetangganya. Barend Swanepoel, pemilik peternakan di Ottosdal (Afrika Selatan) melaporkan sistem kamera sirkuit tertutup (CCTV)-nya merekam peristiwa langit tak biasa. Terdeteksi sebuah benda langit yang bergerak melintas sembari kian terang pada sekitar pukul 23:49 WIB. Pada puncaknya ia demikian benderang, setara atau melebihi terangnya Matahari, manakala hampir mendekati horizon.

Gambar 4. Potongan rekaman kamera sirkuit tertututp (CCTV) pada suatu lahan pertanian di Ottosdal (Afrika Selatan). Bintik cahaya terang di latar belakang adalah superfireball dari asteroid 2018 LA. Dipublikasikan oleh Barend Swanepoel. Sumber: Swanepoel, 2018.

Analisis memperlihatkan apabila lintasan potensi jatuh yang ada di Indonesia dikembangkan ke arah barat, maka perpanjangan tersebut akan tepat bertemu dengan perbatasan Botswana dan Afrika Selatan. Tak ada keraguan, superfireball itu memang asteroid 2018 LA yang jatuh ke Bumi. Berikut adalah rekaman videonya, juga dari CCTV di Ottosdal namun bersumber dari Mellisa Delport di pertanian lain :

Dampak

Pada masakini upaya deteksi peristiwa jatuhnya benda langit ke Bumi tak lagi hanya mengandalkan ketampakan visual. Namun juga memanfaatkan sinyal-sinyal gelombang yang tak kasat mata atau bahkan tak terdengar umat manusia. Inilah yang dilakukan the Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization (CTBTO), institusi di bawah payung Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) yang ditegakkan untuk mengawasi perjanjian internasional larangan ujicoba nuklir segala matra baik di antariksa, atmosfer, parasbumi, bawah tanah dangkal, bawah tanah dalam, bawah laut dangkal dan bawah laut dalam. Meski deikian CTBTO juga sanggup mengendus aneka peristiwa pelepasan energi-mirip-ledakan-nuklir atmosferik. Terutama dengan dua jenis radas (instrumen) andalannya, yakni radas mikrobarometer untuk menangkap sinyal-sinyal gelombang infrasonik dan radas seismometer guna merekam sinyal seismik.

Gambar 5. Sinyal infrasonik produk masuknya asteroid 2018 LA ke dalam atmosfer Bumi sebagaimana terekam mikrobarometer di stasiun IS47, Afrika Selatan. Usikan tersebut berkorelasi dengan pelepasan energi antara 0,3 hingga 0,5 kiloton TNT. Dipublikasikan oleh Peter Brown. Sumber: Brown, 2018.

Itulah yang ditangkap radas mikrobarometer pada stasiun IS47 yang terletak di Afrika selatan. Usikan gelombang infrasonik cukup kuat terekam di stasiun ini pada beberapa saat pasca terekamnya superfireball di Ottosdal. Analisis Peter Brown, astronom yang berspesialisasi pada meteor, menunjukkan usikan tersebut setara dengan pelepasan energi 0,3 hingga 0,5 kiloton TNT.

Dari data ini bisa diperkirakan seberapa besar asteroid 2018 LA. Dari orbitnya kita tahu bahwa asteroid ini memiliki kecepatan bebas (vinf) 15,8 kilometer/detik (56.900 kilometer/jam) sehingga saat tepat masuk ke atmosfer Bumi memiliki kecepatan relatif (vgeo) 19,4 kilometer/detik (69.700 kilometer/jam). Dengan rentang energi kinetik antara 0,3 hingga 0,5 kiloton TNT, maka diameter asteroid 2018 LA adalah antara 1,7 hingga 2 meter. Sementara massanya antara 9,5 hingga 15,5 ton. Diameter dan massa ini diperoleh dengan asumsi bahwa asteroid 2018 LA memiliki komposisi yang identik dengan meteorit kondritik (massa jenis 3,7 gram/cm3).

Analisis lebih lanjut, dengan memanfaatkan persamaan dan model yang dihimpun Collins dkk (2005), memperlihatkan beberapa hal menarik. Misalnya, sebelum memasuki atmosfer Bumi asteroid ini memiliki energi potensial antara 0,4 hingga 0,7 kiloton TNT. Begitu memasuki atmosfer Bumi, kecepatannya melambat akibat gesekan dengan molekul-molekul udara yang sekaligus menghasilkan tekanan ram. Tekanan ini memecah-belah asteroid sekaligus sangat memperlambatnya mulai ketinggian 40 kilometer dari parasbumi. Inilah peristiwa airburst (mirip ledakan-di-udara) yang membuat energi kinetik superfireball pun terbebaskan ke udara sekitar. Transfer energi ini mewujud dalam, salah satunya, energi akustik. Inilah yang direkam oleh radas mikrobarometer di stasiun IS47.

Gambar 6. Orbit asteroid 2018 LA di antara planet-planet terestrial dalam tata surya kita pada waktu sebulan sebelum jatuh ke Bumi. Nampak orbitnya merentang di antara orbit Venus hingga Mars, suatu ciri khas asteroid dekat-Bumi kelas Apollo. Disimulasikan dengan Stellarium.

Dengan energi hanya 0,3 sampai dengan 0,5 kiloton TNT, jatuhnya asteroid 2018 LA tidak menimbulkan dampak fisik yang nyata di parasbumi dibawahnya. Sebab gelombang kejut yang diproduksinya masih cukup lemah untuk bisa menimbulkan kerusakan. Apalagi sinar panasnya yang jauh lebih lemah lagi. Karena itu jatuhnya asteroid 2018 LA tidak berdampak secara nyata pada situasi di parasbumi yang menjadi titik targetnya.

Yang Ketiga

Asteroid 2018 LA adalah asteroid ketiga yang berhasil ditemukan sebelum jatuh mencium Bumi dalam sejarah astronomi kiwari. Dua asteroid sebelumnya masing-masing adalah asteroid 2008 TC3 dan asteroid 2014 AA.

Asteroid 2008 TC3 (diameter 4 meter, massa 83 ton) ditemukan pada 6 Oktober 2008 TU atau 20 jam sebelum jatuh. Ia ditemukan saat berposisi sejarak 500.000 kilometer dari Bumi kita dan diamati oleh tak kurang dari 26 observatorium, membuahkan tak kurang dari 800 data pengamatan yang sangat berharga. Asteroid anggota asteroid-dekat Bumi kelas Apollo ini memasuki atmosfer Bumi juga di atas Afrika, tepatnya di atas perbatasan Sudan dan Mesir. Energi kinetiknya terukur antara 1,1 hingga 2,1 kiloton TNT. Ia menghasilkan meteorit yang sangat banyak, hingga tak kurang dari 600 buah, yang dikenal sebagai meteorit Almahatta Sitta.

Sementara asteroid 2014 AA (diameter 3 meter, massa 38 ton) ditemukan pada 1 Januari 2014 TU dalam 23 jam sebelum jatuh. Ia juga ditemukan saat sejarak 500.000 kilometer dari Bumi kita, namun lebih jarang yang berhasil melakukan pengamatan atasnya. Asteroid ini jugalah anggota asteroid-dekat Bumi kelas Apollo. Ia memasuki atmosfer Bumi di atas Samudera Atlantik dengan energi kinetik sekitar 4 kiloton TNT. Karena jatuh di tengah-tengah keluasan samudera, tak sebutir pun meteoritnya yang ditemukan.

Gambar 7. Lintasan aktual asteroid 2018 LA dan proyeksi lintasannya di parasbumi (groundpath) sebagaimana dipublikasikan Jet Propulsion Laboratory NASA. Sumber: NASA, 2018.

Sukses deteksi ketiga asteroid tersebut menunjukkan kemajuan astronomi dalam mengidentifikasi ancaman tumbukan benda langit. Meski kemampuan ini masihlah terbatas efektivitasnya dan masih banyak yang harus diperbaiki. Keterbatasan tersebut masih menghasilkan celah besar dalam hal deteksi semua asteroid dekat Bumi meskipun mereka akan melintas sangat dekat atau bahkan akan jatuh ke Bumi.

Beberapa kali celah besar ini membawa akibat pelik. Contoh teraktual adalah peristiwa Chelyabinsk, saat asteroid-tanpa-nama yang tak terdeteksi (meski diameternya ~17 meter dengan massa 10.000 ton) mengalami airburst di atas kawasan Siberia (Rusia) pada 13 Februari 2013 TU. Energi kinetik 500 kiloton TNT terlepas, memproduksi gelombang kejut dan gelombang panas ringan yang merusak kota Chelyabinsk dan sekitarnya. Ribuan orang terluka dan ribuan bangunan rusak dengan total kerugian hingga milyaran rupiah. Pun demikian kala asteroid-tanpa-nama lainnya, dengan diameter ~10 meter, mengalami airburst di atas Kabupaten Bone, Sulawesi Selatan (Indonesia) pada 8 Oktober 2009 TU yang melepaskan energi kinetik 60 kiloton TNT. Demikian pula kala asteroid-tanpa-nama lainnya, kali berdiameter ~1 meter, menumbuk paras Bumi pada 15 September 2007 TU. Tumbukan terjadi di dataran tinggi tepian danau Titicaca dan membentuk lubang besar (kawah) seukuran 13,5 meter di tepi desa Carancas (Peru).

Referensi :

NASA. 2018. Tiny Asteroid Discovered Saturday Disintegrates Hours Later Over Southern Africa. NASA Jet Propulsion Laboratory, diakses 4 Juni 2018 TU.

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

Guido. 2018. Small Asteroid 2018 LA impacted Earth on 02 June. Comet & Asteroids, diakses 4 Juni 2018 TU.

American Meteor Society. 2018. Report 1924c (Events 1924 – 2018).

Peter Brown. 2018. komunikasi personal.