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.

Dua Tahun Peristiwa Tumbukan Asteroid di Russia, Apa yang Telah Kita Ketahui?

Dua tahun sudah terlewat dari sebuah masa pada Jumat 15 Februari 2013 Tarikh Umum (TU). Dua tahun yang lalu, jagat astronomi dibikin terhenyak oleh sebuah peristiwa luar biasa yang mengambil lokasi di sisi barat Pegunungan Ural (Russia). Tepatnya di Chelyabinsk dan sekitarnya, kawasan yang di masa Perang Dunia 2 hingga puncak Perang Dingin menjadi tempat Uni Soviet (pendahulu Russia) mengencangkan otot-ototnya lewat industri militer berkelas raksasa. Di Jumat pagi tersebut, tepatnya pada pukul 09:20 waktu setempat (10:20 WIB), rutinitas harian kota Chelyabinsk sontak terhenti oleh sebuah peristiwa aneh. Langit pagi yang cerah meski dingin, saat itu musim dingin belum usai di Russia, mendadak sontak berganti dengan munculnya cahaya terang-benderang dalam sekejap. Demikian terangnya sehingga melebihi benderangnya Matahari. Sejurus kemudian tanah mulai bergetar. Udara seperti ditekan, hingga kabel-kabel yang bergelantungan pun mulai berayun-ayun. Kaca-kaca jendela mulai pecah berkeping-keping. Menghujani siapapun yang ada didekatnya tanpa ampun. Alarm mobil-mobil yang diparkir pun mulai meraung-raung. Kekacauan merajalela dimana-mana.

Gambar 1. Salah satu gambar ikonik Peristiwa Chelyabinsk 2013, yakni kala asteroid-tanpa-nama telah memasuki atmosfer Bumi dan mengalami kilatan cahaya pertama hingga lebih terang ketimbang Matahari. Kilatan cahaya ini terjadi saat asteroid, yang telah berubah menjadi boloid, sampai di ketinggian 29,7 kilometer dpl. Garis putih tebal lurus dibelakangnya adalah awan debu lurus (train) yang dibentuk boloid mulai dari ketinggian 97 kilometer dpl. Sumber: NASA APOD, 2013.

Gambar 1. Salah satu gambar ikonik Peristiwa Chelyabinsk 2013, yakni kala asteroid-tanpa-nama telah memasuki atmosfer Bumi dan mengalami kilatan cahaya pertama hingga lebih terang ketimbang Matahari. Kilatan cahaya ini terjadi saat asteroid, yang telah berubah menjadi boloid, sampai di ketinggian 29,7 kilometer dpl. Garis putih tebal lurus dibelakangnya adalah awan debu lurus (train) yang dibentuk boloid mulai dari ketinggian 97 kilometer dpl. Sumber: NASA APOD, 2013.

Dalam beberapa jam kemudian kekacauan di Chelyabinsk dan sekitarnya mendunia. Kekacauan ini merupakan akibat dari peristiwa tumbukan benda langit. Yakni melesat jatuhnya benda langit mini anggota tata surya (asteroid atau komet) ke permukaan Bumi dengan segala imbasnya. Kejadian di Chelyabinsk dan sekitarnya secara formal kemudian disebut sebagai Peristiwa Tumbukan benda langit Chelyabinsk 2013, atau disingkat sebagai Peristiwa Chelyabinsk 2013 saja. Secara kronologis Peristiwa Chelyabinsk 2013 merupakan peristiwa tumbukan benda langit paling energetik yang pernah disaksikan umat manusia modern dalam kurun 80 tahun terakhir, setelah Peristiwa Curuca (Brazil) 1930. Dan sepanjang abad ke-21 TU ini, Peristiwa Chelyabinsk 2013 hingga saat ini merupakan peristiwa tumbukan benda langit terenergetik, menumbangkan rekor yang semula dipegang Peristiwa Bone (Indonesia) 2008.

Besar dan kompleksnya Peristiwa Chelyabinsk 2013 menggamit minat ilmuwan dari beragam disiplin ilmu. Semangat mereka demikian besarnya, hal yang tak pernah dialami bagi peristiwa sejenis sebelumnya. Mereka datang dari kalangan astronomi, astrofisika, geofisika, geologi dan bahkan kedokteran. Tak hanya dari Russia, para ilmuwan itu berduyun-duyun datang dari Eropa, Amerika dan bahkan Asia. Sebagian diantaranya lantas menyatukan diri dalam sebuah konsorsium yang menamakan dirinya sebagai The Chelyabinsk Airburst Consortium. Kini, dua tahun setelah semua kehebohan itu, kerja keras para ilmuwan konsorsium itu telah membuahkan hasil. Tulisan ini pun didasarkan atas hasil kerja keras mereka, 59 ilmuwan The Chelyabinsk Airburst Consortium dengan penulis pertama Olga P. Popova, yang dimuat dalam jurnal ilmu pengetahuan Science setahun silam.

Peristiwa Chelyabinsk 2013 menjadi peristiwa tumbukan benda langit yang sarat data, hal yang juga belum pernah terjadi sebelumnya. Puluhan, bahkan mungkin ratusan, rekaman video mengabadikannya. Baik melalui radas (instrumen) semi-otomatis seperti kamera dasbor mobil dan kamera keamanan sirkuit tertutup (CCTV) maupun manual yang harus mendapat sentuhan langsung tangan manusia seperti kamera digital, kamera ponsel pintar dan yang lainnya. Peristiwa ini juga membuat ribuan bangunan rusak, sehingga memungkinkan dilakukannya analisis mendetail akan posisi dan dinamika penyebab kerusakannya. Rekaman tak kasat mata lainnya, dalam bentuk rekaman seismik dan rekaman infrasonik pun melimpah. Getaran di kerak bumi seiring peristiwa tersebut direkam oleh seismometer-seismometer yang berlokasi hingga ratusan kilometer jauhnya dari kawasan Chelyabinsk. Sementara rekaman infrasoniknya bahkan lebih spektakuler. Salah satu dari 11 stasiun infrasonik dalam jejaring CTBTO (the Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization) bahkan berada di kawasan Antartika, ribuan kilometer dari Chelyabinsk.

Apa yang sesungguhnya terjadi di ketinggian udara Pegunungan Ural hingga berdampak ke daratan kawasan Chelyabinsk dan sekitarnya mulai bisa kita pahami. Informasi ini tak hanya sekedar memuaskan rasa keingintahuan umat manusia semata. Namun lebih jauh dari itu, juga sangat bermanfaat untuk mengantisipasi bilamana kelak benda langit sejenis ‘menyerang’ kita lagi. Dan harapan berikutnya, semoga saja informasi tersebut juga turut membantu umat manusia berinovasi mengembangkan ‘payung’ (sistem pertahanan) untuk mengeliminasi ‘serangan’ benda langit sejenis kelak. Bukan hanya sekedar duduk diam dan menunggu nasib.

Asteroid

Peristiwa Chelyabinsk 2013 merupakan tumbukan sebuah asteroid-tanpa-nama. Berdasarkan meteorit yang tersisa, asteroid-tanpa-nama itu memiliki kerapatan 3,3 gram dalam setiap sentimeter kubiknya. Ini lebih padat dibandingkan batuan beku yang kita kenal di Bumi, misalnya andesit (2,5 hingga 2,8 gram dalam tiap sentimeter kubik). Jika berbentuk bulat seperti bola, maka asteroid itu merupakan bongkahan batuan padat dengan garis tengah 19,8 meter. Massanya 13.000 ton. Sebelum jatuh menumbuk Bumi, asteroid beredar mengelilingi Matahari dalam sebentuk orbit lonjong di antara orbit Venus dan orbit Jupiter. Perihelionnya (yakni titik terdekat ke Matahari) berdekatan dengan orbit Venus, yakni hanya sejarak 110,5 juta kilometer. Sebaliknya titik aphelionnya (yakni titik terjauh dari Matahari) berjarak 417 juta kilometer atau tepat di tengah-tengah kawasan Sabuk Asteroid. Orbit asteroid memiliki kemiringan (inklinasi) 4,9 derajat terhadap ekliptika (bidang edar Bumi mengelilingi Matahari). Asteroid-tanpa-nama ini butuh waktu 2,34 tahun untuk menyusuri orbitnya beredar mengelilingi Matahari sekali putaran. Sebelum jatuh menumbuk Bumi sebagai Peristiwa Chelyabinsk 2013, ia tiba di titik perihelionnya tepat pada detik-detik pergantian tahun 2012 ke 2013 TU.

Gambar 2. Orbit asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013, dibandingkan dengan orbit planet-planet terestrial saat dilihat dari jarak 3 satuan astronomis di atas kutub utara Matahari. Dibandingkan orbit planet-planet, orbit asteroid tersebut jauh lebih lonjong, yang merentang di antara orbit Venus hingga kawasan Sabuk Asteroid. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan basis Starry Night Backyard 3.0 dan data dari Popova dkk, 2013.

Gambar 2. Orbit asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013, dibandingkan dengan orbit planet-planet terestrial saat dilihat dari jarak 3 satuan astronomis di atas kutub utara Matahari. Dibandingkan orbit planet-planet, orbit asteroid tersebut jauh lebih lonjong, yang merentang di antara orbit Venus hingga kawasan Sabuk Asteroid. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan basis Starry Night Backyard 3.0 dan data dari Popova dkk, 2013.

Dengan demikian asteroid ini merupakan asteroid dekat Bumi kelas Apollo, karena perihelionnya lebih kecil ketimbang orbit Bumi sebaliknya aphelionnya lebih besar. Perbandingan dengan basisdata jumbo yang memuat ratusan ribu data asteroid yang telah kita temukan menunjukkan asteroid-tanpa-nama ini masih berkerabat dengan asteroid 86039 (1999 NC43). Asteroid 86039 (1999 NC43) adalah asteroid besar (garis tengah 2,2 kilometer) yang ditemukan pada 4 Juli 1999 TU silam lewat sistem penyigi langit semi-otomatis LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research). Penyusuran lebih lanjut memperlihatkan baik asteroid 86039 (1999 NC43) maupun asteroid-tanpa-nama tersebut kemungkinan berasal dari satu induk yang sama dalam keluarga asteroid Flora yang bermukim di sisi dalam kawasan Sabuk Asteroid. Keduanya terlempar dari kawasan setelah mengalami resonansi sekular akibat gangguan gravitasi Jupiter. Setelah keduanya terdorong memasuki kawasan tata surya bagian dalam, giliran gangguan gravitasi Mars dan Bumi yang lambat laun mengubah orbit kedua asteroid sedikit demi sedikit. Perubahan gradual ini membuat keduanya menjadi asteroid dekat Bumi. Bedanya orbit asteroid-tanpa-nama kemudian berpotongan dengan orbit Bumi, sementara orbit asteroid 86039 (1999 NC43) tidak.

Asteroid-tanpa-nama ini juga diduga adalah bagian keluarga asteroid Baptistina. Alasannya kadar mineral piroksen dan olivinnya setara dengan kadar rata-rata piroksen dan olivin keluarga asteroid Baptistina. Yakni 23 % dan 28 %. Keluarga asteroid Baptistina berasal dari sebuah asteroid raksasa (garis tengah 170 kilometer) penghuni bagian tengah yang berkeping-keping dalam kurun antara 90 hingga 160 juta tahun silam. Salah satu anggota keluarga asteroid Baptistina yang terkenal adalah asteroid-tanpa-nama berdiameter 10 kilometer yang jatuh menumbuk Bumi 65 juta tahun silam. Tumbukannya melepaskan energi teramat besar dan dampak teramat merusak ke segenap penjuru hingga melenyapkan 75 % kelimpahan spesies makhluk hidup saat itu. Termasuk kawanan dinosaurus. Maka, apabila dugaan itu benar, asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 masih berkerabat dengan asteroid raksasa pemusnah dinosaurus.

Gambar 3. Kawah raksasa Chicxulub (diameter 170 kilometer) di batas Semenanjung Yucatan dan Teluk Meksiko, berdasarkan peta gradien gravitasi Bouguer. Kawah raksasa ini terbentuk 65 juta tahun silam akibat hantaman asteroid raksasa bergaris tengah 10 kilometer. Terbentuknya kawah raksasa ini menandai bencana ekologis mahadahsyat di Bumi akibat tumbukan benda langit. Bencana tersebut turut melenyapkan populasi dinosaurus. Berdasarkam komposisi mineral piroksen dan olivinnya, ada dugaan bahwa asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 masih berkerabat dengan asteroid pembentuk kawah raksasa Chicxulub. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Gambar 3. Kawah raksasa Chicxulub (diameter 170 kilometer) di batas Semenanjung Yucatan dan Teluk Meksiko, berdasarkan peta gradien gravitasi Bouguer. Kawah raksasa ini terbentuk 65 juta tahun silam akibat hantaman asteroid raksasa bergaris tengah 10 kilometer. Terbentuknya kawah raksasa ini menandai bencana ekologis mahadahsyat di Bumi akibat tumbukan benda langit. Bencana tersebut turut melenyapkan populasi dinosaurus. Berdasarkam komposisi mineral piroksen dan olivinnya, ada dugaan bahwa asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 masih berkerabat dengan asteroid pembentuk kawah raksasa Chicxulub. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Airburst

Pada Jumat pagi 15 Februari 2013 TU, asteroid-tanpa-nama ini berada di salah satu titik nodalnya, yakni titik potong orbitnya dengan orbit Bumi. Pada saat yang sama Bumi-pun sedang berada di titik nodal tersebut. Maka tak terelakkan lagi, asteroid pun menumbuk Bumi. Asteroid memasuki atmosfer Bumi pada kecepatan 19,16 km/detik (~69.000 km/jam) dengan lintasan membentuk sudut 18,3° terhadap paras Bumi. Segera ia bergesekan dengan molekul-molekul udara, serupa dengan yang diderita setiap benda apapun (baik alamiah maupun buatan) yang mencoba menerobos atmosfer. Gesekan kuat menghasilkan tekanan ram yang cukup tinggi dibarengi dengan suhu tinggi pula, yang segera menggerus permukaan asteroid. Maka asteroid pun berubah menjadi meteor. Karena besarnya ukurannya, meteor yang dihasilkannya pun demikian terang hingga bisa dikategorikan sebagai boloid.

Sejumlah kamera mulai merekam boloid ini sebagai titik cahaya mulai dari ketinggian 97 kilometer dpl (dari paras air laut rata-rata). Semakin jauh boloid menembus atmosfer maka lapisan-lapisan udara yang dihadapinya kian menebal. Dorongan kuat seiring penetrasi boloid menyebabkan gelombang tekanan udara atau gelombang kejut mulai terbentuk. Gelombang kejut terbentuk sejak boloid berada di ketinggian 90 kilometer dpl. Semakin jauh boloid menembus atmosfer, tekanan ram-nya kian membesar. Maka permukaan boloid mulai tergerus (menguap) membentuk partikel-partikel debu. Akumulasi partikel-partikel tersebut membentuk awan debu di sepanjang lintasan yang telah dilaluinya, sehingga nampak sebagai awan lurus (train) yang khas. Selain teramati dengan jelas dari darat, awan lurus tersebut juga berhasil dipantau oleh sejumlah satelit.

Gambar 4. Dinamika boloid dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari detik ke detik, seperti direkam oleh A. Ivanov di Kamensk-Uralskiy. A: tepat saat kilatan cahaya pertamanya (yang lebih terang dari Matahari). B: pasca pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. C: jelang kilatan cahaya yang kedua. D: pasca kilatan cahaya yang kedua. E: dua bongkahan besar tersisa, terjadi kilatan cahaya yang ketiga. F: bongkahan kedua lenyap, tinggal bongkahan pertama yang masih bercahaya. G: bongkahan kedua mulai meredup, namun masih melaju. H: bongkahan kedua kian redup meski masih melaju. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 4. Dinamika boloid dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari detik ke detik, seperti direkam oleh A. Ivanov di Kamensk-Uralskiy. A: tepat saat kilatan cahaya pertamanya (yang lebih terang dari Matahari). B: pasca pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. C: jelang kilatan cahaya yang kedua. D: pasca kilatan cahaya yang kedua. E: dua bongkahan besar tersisa, terjadi kilatan cahaya yang ketiga. F: bongkahan kedua lenyap, tinggal bongkahan pertama yang masih bercahaya. G: bongkahan kedua mulai meredup, namun masih melaju. H: bongkahan kedua kian redup meski masih melaju. Sumber: Popova dkk, 2013.

Produksi debu berlangsung kontinu, untuk kemudian mendadak melonjak hebat sejak di ketinggian 54 kilometer dpl. Boloid juga kian benderang. Dari yang semula hanya seterang Venus, kecemerlangannya terus meningkat menjadi seterang dan bahkan ratusan kali lipat lebih terang dari Bulan purnama. Kini cahayanya bahkan telah sanggup menciptakan bayang-bayang pada benda-benda di paras Bumi yang tersinarinya. Pada ketinggian 29,7 kilometer dpl terjadi kilatan cahaya (flare) yang menghasilkan cahaya lebih benderang dari Matahari (!) meski hanya sesaat. Dari kota Chelyabinsk, saat kilatan itu terjadi boloid terlihat memiliki magnitudo visual -28,8 atau 13 kali lebih terang dari Matahari. Bahkan di kota kecil Korkino, yang tepat berada di bawah lintasan boloid, ia hampir 30 kali lebih benderang ketimbang Matahari!

Pasca terjadinya kilatan pertama, boloid mengalami pemecah-belahan brutal pada ketinggian 27 kilometer dpl. Pasca pemecah-belahan brutal ini, terjadilah kilatan cahaya kedua pada ketinggian 23,9 kilometer dpl. Magnitudo semu kilatan kedua ini adalah -20,5 sehingga 1.300 kali lebih terang ketimbang Bulan purnama. Pada pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl, dua bongkahan besar melejit dalam lintasannya masing-masing, kumplit dengan awan debu lurusnya sendiri. Kedua bongkahan kemudian melanjutkan perjalanannya hingga bongkahan kedua tiba di ketinggian 18,5 kilometer dpl. Di sinilah terjadi kembali sebuah kilatan cahaya yang ketiga. Kilatan ketiga ini memiliki magnitudo semu -16,5 sehingga 30 kali lebih terang dari Bulan purnama. Bongkahan kedua kemudian lenyap dari pandangan mata pasca kilatan ketiga. Sementara bongkahan pertama, yang melaju sedikit lebih cepat tak mengalami kilatan semenjak dari ketinggian 23,9 kilometer dpl, terus melanjutkan perjalanannya hingga mencapai ketinggian 13,6 kilometer dpl untuk kemudian tak nampak lagi. Dengan tiga kilatan cahaya terjadi tinggi di udara tanpa disertai terbentuknya kawah tumbukan di Bumi, jelas Peristiwa Chelyabinsk 2013 tergolong sebagai peristiwa airburst (ledakan di udara).

Gambar 5. Bagaimana Peristiwa Chelyabinsk 2013 menghasilkan bayang-bayang yang sangat tegas pada benda-benda yang tersinarinya kala terjadi kilatan cahaya pertama, seperti direkam oleh sejumlah kamera keamanan. A: bayang-bayang tiang lampu (tanda panah) di Lapangan Revolusi Chelyabinsk. Lintasan boloid berada di arah pandang kamera. B: bayang-bayang pohon, patung dan tiang lampu (tanda panah) bangunan administratif Cherbakul. Lintasan boloid berada di belakang arah pandang kamera. Disajikan oleh Eduard Kalinin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 5. Bagaimana Peristiwa Chelyabinsk 2013 menghasilkan bayang-bayang yang sangat tegas pada benda-benda yang tersinarinya kala terjadi kilatan cahaya pertama, seperti direkam oleh sejumlah kamera keamanan. A: bayang-bayang tiang lampu (tanda panah) di Lapangan Revolusi Chelyabinsk. Lintasan boloid berada di arah pandang kamera. B: bayang-bayang pohon, patung dan tiang lampu (tanda panah) bangunan administratif Cherbakul. Lintasan boloid berada di belakang arah pandang kamera. Disajikan oleh Eduard Kalinin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Pantauan satelit memperlihatkan energi kinetik boloid yang berubah menjadi cahaya dalam segenap lintasannya, termasuk ketiga kilatan tersebut, adalah 90 kiloton TNT (trinitrotoluena). Secara keseluruhan hingga ketinggian tersebut boloid telah melepaskan 590 kiloton TNT energi kinetik. Itu setara dengan 29 butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan serempak. Tekanan ram yang kian membesar saat boloid menembus atmosfer yang lebih rendah membuat boloid tak sekedar tergerus, namun juga membuatnya terpecah-belah. Terutama saat besarnya tekanan telah melampaui daya tahan mineral-mineral penyusun tubuh asteroid-tanpa-nama yang menjadi boloid tersebut. Pemecah-belahan mulai berlangsung di sekitar ketinggian 40 kilometer dpl. Namun pemecah-belahan yang sangat intensif terjadi di antara ketinggian 32 hingga 29 kilometer dpl, atau tepat sebelum boloid mengalami kilatan pertamanya. Pemecah-belahan intensif tersebut menghasilkan ribuan keping meteor. Masing-masing keping terus melaju namun dengan kecepatan jauh lebih lambat. Pemecah-belahan yang sangat intensif dibarengi dengan boloid yang mencapai puncak kecemerlangannya segera menimbulkan implikasi lanjutan yang lebih serius.

Saat tiba di ketinggian 29,7 kilometer dpl kecepatan boloid masih sebesar 18,6 km/detik ( ~67.000 km/jam). Jelas terlihat ia mengalami perlambatan (deselerasi) meski kecil. Namun setelah terpecah-belah demikian massif dan kecemerlangannya mencapai puncaknya, boloid masih terus terfragmentasi hingga tiba di ketinggian 27 kilometer dpl. Produksi debunya berhenti di ketinggian 26,2 kilometer dpl. Hingga ketinggian tersebut, sebanyak 76 % massa awal boloid berubah menjadi awan debu lurus yang khas dan pekat. Sementara 24 % sisanya, yang setara dengan 3.120 ton, menjadi ribuan keping meteor yang mayoritas berukuran kecil. Keping-keping tersebut melesat pada lintasannya masing-masing. Namun pada ketinggian 27 hingga 23 kilometer dpl, keping-keping itu kembali mengalami perlambatan hebat dan tergerus. Partikel-partikel debu pun kembali terbentuk. Dalam beberapa kasus, keping-keping meteor yang terlalu kecil bahkan tergerus hingga habis. Maka keping-keping meteor yang tersisa tinggal bermassa antara 4 hingga 6 ton.

Gambar 6. Awan debu lurus (train) yang khas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari waktu ke waktu. Angka-angka menunjukkan perkiraan ketinggian dalam kilometer dpl. A: 5 detik setelah terbentuk, awan masih sempit dan pekat dengan emisi warna merah dan merah jingga. B: 35 detik setelah terbentuk, masih tersisa warna jingga yang kemungkinan adalah emisi cahaya dari molekul-molekul NO. C: 46 hingga 73 detik setelah terbentuk, warna merah jingga masih tersisa. D: 1,5 menit pasca terbentuk, awan debu lurus mulai melebar dan menipis. Berdasarkan pada pemotretan yang dilakukan Marat Ahmetvaleev dan Evgueny Tvogorov. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 6. Awan debu lurus (train) yang khas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari waktu ke waktu. Angka-angka menunjukkan perkiraan ketinggian dalam kilometer dpl. A: 5 detik setelah terbentuk, awan masih sempit dan pekat dengan emisi warna merah dan merah jingga. B: 35 detik setelah terbentuk, masih tersisa warna jingga yang kemungkinan adalah emisi cahaya dari molekul-molekul NO. C: 46 hingga 73 detik setelah terbentuk, warna merah jingga masih tersisa. D: 1,5 menit pasca terbentuk, awan debu lurus mulai melebar dan menipis. Berdasarkan pada pemotretan yang dilakukan Marat Ahmetvaleev dan Evgueny Tvogorov. Sumber: Popova dkk, 2013.

Dalam peristiwa ini separuh energi kinetik boloid, yakni sebesar 295 kiloton TNT, terlepas di sepanjang lintasannya hingga ke titik terjadinya kilatan pertama. Sementara kilatan pertama melepaskan 30 % energi kinetik boloid, setara dengan 177 kiloton TNT. Kilatan kedua melepaskan 15 % energi kinetik, setara 88,5 kiloton TNT. Dan kilatan ketiga melepaskan hanya 5 % energi kinetik boloid, setara dengan 29,5 kiloton TNT. Pelepasan energi kinetik boloid secara bertahap disusul dengan tiga kilatan berturut-turut melipatgandakan intensitas gelombang kejutnya. Selagi menjalar di udara, gelombang tekanan udara ini memproduksi juga gelombang akustik dengan gelombang infrasonik sebagai salah stau komponennya. Gelombang infrasonik berkemampuan menjalar jauh. Bahkan hingga mencapai Antartika, seperti yang direkam radar mikrobarometer stasiun CTBTO disana. Saat gelombang akustik menyentuh daratan tepat di bawah lintasan boloid, terjadi konversi menjadi gelombang seismik dalam rupa gelombang Rayleigh (gelombang permukaan).

Sinar Panas

Tumbukan benda langit memang bukanlah peristiwa ledakan senjata nuklir. Tumbukan benda langit tak pernah memandarkan sinar radioaktif ataupun memproduksi sampah radioaktif layaknya ledakan senjata nuklir. Namun keduanya memiliki beberapa ciri khas yang sama, misalnya dalam hal pelepasan energi sangat besar pada tempo sangat singkat. Karena itu dampak peristiwa tumbukan terhadap Bumi kerap dianalisis dengan pendekatan dampak ledakan nuklir, khususnya jika energi kinetik asteroid/komet itu cukup besar. Termasuk dalam peristiwa airburst. Dampak sebuah airburst dapat dianalisis berdasarkan pendekatan dampak ledakan nuklir atmosferik (titik ledaknya berada di udara), khususnya pada ketinggian cukup besar (eksoatmosferik). Energi sangat besar yang dilepaskan dalam peledakan senjata nuklir strategis secara eksoatmosferik akan menghasilkan dua dampak utama, yakni sinar panas dan gelombang kejut. Dua dampak utama tersebut pun teramati dalam airburst Peristiwa Chelyabinsk 2013.

Gambar 7. Peta area yang terkena dampak sinar panas Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran ungu mewakili lokasi para korban yang merasakan sensasi terbakar di kulit (sunburn). Lingkaran merah mewakili lokasi para korban yang mengalami sensasi terbakar di retina. Lingkaran kuning mewakili lokasi para korban yang merasa terbutakan untuk sementara waktu. Dan lingkaran jingga mewakili lokasi para korban yang matanya teriritasi. Garis hitam berujung panah merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 7. Peta area yang terkena dampak sinar panas Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran ungu mewakili lokasi para korban yang merasakan sensasi terbakar di kulit (sunburn). Lingkaran merah mewakili lokasi para korban yang mengalami sensasi terbakar di retina. Lingkaran kuning mewakili lokasi para korban yang merasa terbutakan untuk sementara waktu. Dan lingkaran jingga mewakili lokasi para korban yang matanya teriritasi. Garis hitam berujung panah merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Dampak sinar panas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 mewujud pada mata pedih (disamping silau) dari orang-orang yang menatap boloid ini secara langsung. Sebagai hasilnya, ada 180 orang yang matanya teriritasi, 70 orang merasa terbutakan untuk sesaat dan 11 orang merasakan sensasi retina yang terbakar. Namun tidak ada kasus kerusakan mata permanen bagi orang-orang tersebut, baik di lensa mata maupun kornea. Di luar dari dampak pada mata, terdapat 20 orang yang melaporkan sensasi terbakar pada kulit (sunburn). Beberapa mereka merasakan sensasi tersebut di leher bagian belakang kala membelakangi boloid. Juga terdapat 315 orang yang merasa mendadak panas dan 415 orang yang merasa mendadak hangat. Jika dibandingkan dengan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi, maka area yang terdampak sinar panas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah hingga garis paralel 200 kilometer di sebelah utara dan hingga garis paralel 120 kilometer di selatan. Korban terparah dampak sinar panas terdapat di Korkino, 30 kilometer dari proyeksi titik kilatan pertama. Di sini seseorang mengalami luka-luka menengah akibat sunburn di wajahnya yang disusul mengelupasnya sebagian kulit wajah.

Sinar panas merupakan imbas langsung dari terjadinya airburst dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Sinar panas merupakan gelombang elektromagnetik dalam rentang frekuensi tertentu, yang didominasi sinar ultraungu, yang dipancarkan dari sebuah sumber dan memiliki intensitas sangat tinggi. Tingginya intensitas membuatnya mampu menimbulkan aneka efek fisis saat mengenai manusia/benda. Jika melampaui ambang batas tertentu, sinar panas mampu menimbulkan luka-luka bakar dalam aneka tingkat, mulai dari tingkat satu (paling ringan) hingga tingkat tiga (paling parah dan berpotensi fatal). Ia juga mampu membuat benda-benda terbakar spontan, mulai dari kertas koran (paling ringan) hingga kain (paling parah), bergantung pada intensitasnya.

Dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, sinar panas dipancarkan kala boloid mengalami kilatan pertama sekaligus meraih puncak kecemerlangannya sehingga boloid sempat lebih benderang dari Matahari. Intensitas tertinggi dari sinar panas produk airburst Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah 200 Joule per meter persegi, yang terjadi di Korkino. Intensitas tersebut masih jauh dari ambang intensitas untuk menyebabkan luka bakar tingkat satu (127,94 kiloJoule per meter persegi) maupun terbakarnya kertas koran (258,74 kiloJoule per meter persegi). Sehingga nyaris tak ada efek fisis yang ditimbulkannya, kecuali sensasi rasa terbakar. Korban terparah di Korkino merupakan kasus khusus, karena ia tak hanya menerima paparan sinar panas langsung dari boloid yang sedang dalam tahap kilatan pertamanya namun juga dari hasil pemantulan sinar panas oleh lapisan-lapisan salju yang mengitarinya. Sebagai akibatnya ia menerima paparan total sinar panas hingga sekitar 1.000 Joule per meter persegi, sehingga terjadi kasus eritema (sebagian kulit wajah mengelupas).

Gelombang Kejut

Dampak paling kasat mata Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah gelombang kejutnya. Kaca-kaca jendela dari total 7.320 buah bangunan pecah akibat hempasan gelombang kejut. Bangunan-bangunan tersebut meliputi 740 buah gedung sekolah dan universitas, 296 buah gedung fasilitas kesehatan, 110 buah gedung organisasi kebudayaan, 48 gedung olahraga serta 6.097 buah gedung apartemen dan rumah. Serpihan kaca-kaca jendela yang melesat beterbangan melukai ribuan orang dalam bentuk luka iris. Selain itu hempasan gelombang kejut juga mampu menjatuhkan orang yang berdiri tegak, khususnya di dekat proyeksi lintasan boloid. Sehingga luka-luka memar pun terjadi. Tercatat 1.613 orang mendatangi fasilitas medis untuk perawatan luka-lukanya. 112 orang diantaranya harus menjalani rawat inap dengan 2 diantaranya menderita luka berat.

Gambar 8. Kerusakan akibat dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013 di Yemanzhelinsk. A: kaca jendela yang pecah. B dan D: pembersihan dan perbaikan sementara. C: kerangka jendela yang terdorong masuk. E, F dan H: jendela yang hilang di gedung sekolah. G: eternit yang jebol. Foto-foto dari Victor I. Gubar. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 8. Kerusakan akibat dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013 di Yemanzhelinsk. A: kaca jendela yang pecah. B dan D: pembersihan dan perbaikan sementara. C: kerangka jendela yang terdorong masuk. E, F dan H: jendela yang hilang di gedung sekolah. G: eternit yang jebol. Foto-foto dari Victor I. Gubar. Sumber: Popova dkk, 2013.

Selain menyebabkan ribuan orang luka-luka, hempasan gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013 juga menyebabkan sejumlah kerusakan fisik dan masalah lainnya. Atap sebuah pabrik seng di Chelyabinsk ambruk. Kerangka jendela sejumlah bangunan yang tepat berada di bawah lintasan boloid melesak ke dalam. Bahkan ada eternit yang jebol, meski atapnya sendiri tidak mengalami masalah serius. Disamping itu ribuan alarm mobil dibuat meraung-raung, menambah suasana menjadi hiruk pikuk. Getaran yang ditimbulkan papasan gelombang kejut juga membuat aliran listrik di berbagai tempat sempat terputus. Juga sambungan telepon seluler. Getaran juga membuat katup pemutus otomatis pada sistem pipa gas kota terpicu. Sehingga aliran gas sempat terputus.

Gambar 9. Peta area yang terkena dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran merah mewakili lokasi bangunan yang mengalami kerusakan berdasarkan temuan Popova dkk. Sementara lingkaran ungu mewakili bangunan yang rusak berdasarkan data badan layanan darurat setempat. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 9. Peta area yang terkena dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran merah mewakili lokasi bangunan yang mengalami kerusakan berdasarkan temuan Popova dkk. Sementara lingkaran ungu mewakili bangunan yang rusak berdasarkan data badan layanan darurat setempat. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Seperti halnya dampak sinar panas, dampak gelombang kejut pun menjalar cukup jauh. Pemetaan menunjukkan, jika dibandingkan dengan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi maka area yang terdampak gelombang kejut dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah hingga garis paralel 120 kilometer di sebelah utara dan selatan. Pecahnya kaca-kaca jendela diakibatkan oleh tekanan lebih (overpressure) lebih besar dari 500 Pascal. Perhitungan menunjukkan dampak gelombang kejut yang diperlihatkan dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 konsisten dengan ledakan nuklir berkekuatan 520 kiloton TNT dengan titik ledak dinamis yang berpindah-pindah antara ketinggian 34 hingga 27 kilometer dpl dan antara ketinggian 24 hingga 19 kilometer dpl menyusuri lintasan boloid. Dengan demikian 88 % dari energi kinetik boloid diubah menjadi gelombang kejut sementara sisanya menjadi cahaya (termasuk sinar panas).

Ada sedikit perbedaan antara gelombang kejut produk ledakan nuklir atmosferik dengan boloid. Gelombang kejut produk ledakan nuklir eksoatmosferik umumnya menjalar sebagai bentuk sferis (mirip bola) karena berasal dari sumber ledakan titik. Ini karena titik ledaknya relatif tidak bergerak atau terpatok pada ketinggian tertentu. Sebaliknya gelombang kejut boloid pada awalnya berbentuk kerucut, sebagai imbas dari tekanan ram yang diproduksinya semenjak mulai memasuki lapisan atmosfer yang lebih padat. Yakni mulai dari ketinggian 90 atau 100 kilometer dpl. Seiring penjalaran gelombang kejut, maka bentuk kerucut ini pun melebar mengikuti waktu. Namun bila terjadi peristiwa airburst, ujung kerucut ini segera menumpul akibat penjalaran gelombang kejut baru dari titik-titik pelepasan energi (titik-titik kilatan cahaya).

Gambar 10. Model gelombang kejut dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 sebagai distribusi nilai P/Po (Po = tekanan udara di paras Bumi) dengan energi 520 kiloton TNT dan gelombang kejut dilepaskan di sepanjang lintasan boloid, bukan hanya di satu titik. Sumbu vertikal mewakili ketinggian (dalam kilometer dpl). Sementara sumbu horizontal mewakili jarak relatif dari proyeksi titik kilatan cahaya pertama di paras Bumi. Atas: distribusi gelombang kejut saat boloid tepat telah lenyap di ketinggian 13,6 kilometer dpl. Nampak gelombang kejut masih berbentuk kerucut sangat ramping. Tengah: 25 detik kemudian, gelombang kejut sudah melebar dengan ujung lebih tumpul sebagai imbas terjadinya tiga peristiwa kilatan cahaya (sekaligus pelepasan energi). Bawah: 90 detik kemudian, sebagian gelombang kejut sudah tiba di daratan. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 10. Model gelombang kejut dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 sebagai distribusi nilai P/Po (Po = tekanan udara di paras Bumi) dengan energi 520 kiloton TNT dan gelombang kejut dilepaskan di sepanjang lintasan boloid, bukan hanya di satu titik. Sumbu vertikal mewakili ketinggian (dalam kilometer dpl). Sementara sumbu horizontal mewakili jarak relatif dari proyeksi titik kilatan cahaya pertama di paras Bumi. Atas: distribusi gelombang kejut saat boloid tepat telah lenyap di ketinggian 13,6 kilometer dpl. Nampak gelombang kejut masih berbentuk kerucut sangat ramping. Tengah: 25 detik kemudian, gelombang kejut sudah melebar dengan ujung lebih tumpul sebagai imbas terjadinya tiga peristiwa kilatan cahaya (sekaligus pelepasan energi). Bawah: 90 detik kemudian, sebagian gelombang kejut sudah tiba di daratan. Sumber: Popova dkk, 2013.

Meteorit

Selain sinar panas dan gelombang kejutnya, Peristiwa Chelyabinsk 2013 juga menghasilkan guyuran meteorit ke daratan dibawahnya. Ukuran dan bobot meteoritnya beragam. Namun dibandingkan sinar panas dan gelombang kejut, guyuran meteorit nyaris tak berdampak pada bangunan, apalagi manusia. Hanya ada satu bangunan, milik keluarga Biryukovy di Emazhelinska, yang atapnya berlubang kecil akibat hantaman meteorit kecil. Meteor tersebut ditemukan di dekat lantai. Tak ada yang terluka olehnya.

Gambar 11. Satu-satunya bangunan yang mengalami kerusakan akibat hantaman meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Sebutir meteorit kecil, nampak dipegang Popova dengan tangan kiri, menghantam pinggir atap bangunan ini. Akibatnya pinggiran atap itu pun berlubang (tanda panah). Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 11. Satu-satunya bangunan yang mengalami kerusakan akibat hantaman meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Sebutir meteorit kecil, nampak dipegang Popova dengan tangan kiri, menghantam pinggir atap bangunan ini. Akibatnya pinggiran atap itu pun berlubang (tanda panah). Sumber: Popova dkk, 2013.

Meteorit-meteorit yang dijumpai dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 terserak di sekitar proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Meteorit yang lebih ringan mengalami hambatan udara lebih besar dan lebih mudah tertiup angin. Sehingga ia butuh waktu lebih lama untuk mendarat dan mendarat dengan kecepatan kecil. Sebaliknya meteorit-meteorit yang lebih berat tidak demikian, sehingga mereka lebih cepat mendarat dan dengan kecepatan lebih besar. Meteorit-meteorit yang lebih ringan mendarat pada jarak yang lebih dekat terhadap proyeksi titik kilatan cahaya pertama di paras Bumi dibandingkan dengan meteorit yang lebih jauh. Maka meteorit dengan massa 10 gram sudah ditemukan pada jarak 18 kilometer dari proyeksi titik kilatan cahaya pertama, sementara meteorit 100 gram pada jarak 33 kilometer dan meteorit 1 kilogram pada jarak 43 kilometer. Perhitungan menunjukkan masing-masing meteorit tersebut jatuh pada kecepatan 37 meter/detik (133 km/jam), 55 meter/detik (198 km/jam) dan 82 meter/detik (295 km/jam). Perhitungan juga menunjukkan meteorit-meteorit tersebut jatuh dalam waktu 347 detik, 235 detik dan 158 detik pasca kilatan cahaya pertama.

Gambar 12. Peta area temuan meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang ditandai dengan lingkaran kuning. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Angka 14, 18, 24 dan seterusnya di sisi garis hitam menunjukkan ketinggian boloid pada saat melintas. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 12. Peta area temuan meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang ditandai dengan lingkaran kuning. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Angka 14, 18, 24 dan seterusnya di sisi garis hitam menunjukkan ketinggian boloid pada saat melintas. Sumber: Popova dkk, 2013.

Salah satu aspek menarik Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah ditemukannya meteorit cukup besar sekaligus cukup berat. Segera setelah semua kehebohan di kawasan Chelyabinsk dan sekitarnya, penduduk di sekitar Danau Cherbakul dikejutkan dengan adanya sebentuk lubang aneh di dataran es permukaan danau. Danau ini terletak 40 kilometer di sebelah barat-barat laut kota Chelyabinsk. Perhitungan menunjukkan danau ini terletak di sekitar ujung lintasan boloid Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lubang aneh tersebut berbentuk lonjong dengan ukuran 7 x 8 meter persegi. Semula lubang aneh ini diduga hadir akibat ulah manusia, yang iseng membentuk lubang di dataran es setebal 70 cm dengan kapak es. Namun di sekeliling lubang ini lalu dijumpai banyak meteorit kecil-kecil. Seluruhnya terdapat 51 buah meteorit kecil, yang terserak dalam radius 5 hingga 50 meter dari lubang aneh itu. Muncul kecurigaan bahwa lubang aneh tersebut terbentuk secara alamiah, akibat hantaman meteorit yang berukuran besar. Apalagi setelah kamera keamanan sirkuit tertutup di kediaman Nikolaj Mel’nikov yang menghadap ke danau memperlihatkan memang ada obyek besar jatuh ke danau. Hanya 1 menit 2,5 detik pasca kamera merekam permukaan danau yang mendadak lebih terang (akibat paparan cahaya boloid), gumpalan asap putih menyeruak dari sebuah titik di tengah-tengah danau lantas terbawa angin. Gumpalan asap putih itu nampaknya butir-butir es atau salju yang terhambur ke udara akibat jatuhnya meteorit besar. Karena resolusinya, kamera tersebut tak menangkap obyek meteorit saat hendak jatuh ke danau.

Gambar 13. Dinamika dataran es di permukaan Danau Cherbakul pada saat Peristiwa Chelyabinsk 2013, seperti direkam kamera keamanan di kediaman Nikolaj Mel'nikov. Waktu dalam GMT (UTC). 03:20:32,20: lansekap danau diterangi oelh cahaya boloid khususnya dari kilatan cahaya pertamanya. 03:21:34,72: gumpalan asap putih yang adalah titik-titik es atau salju yang terhambur ke udara akibat hantaman meteorit besar ke permukaan danau mulai terbentuk (tanda panah). 03:22:44,20: gumpalan asap putih (tanda panah) telah membesar dan bergeser ke kanan akibat hembusan angin. 03:26:52,20: gumpalan asap putih (tanda panah) kian bergeser ke kanan oleh hembusan angin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 13. Dinamika dataran es di permukaan Danau Cherbakul pada saat Peristiwa Chelyabinsk 2013, seperti direkam kamera keamanan di kediaman Nikolaj Mel’nikov. Waktu dalam GMT (UTC). 03:20:32,20: lansekap danau diterangi oleh cahaya boloid khususnya dari kilatan cahaya pertamanya. 03:21:34,72: gumpalan asap putih yang adalah titik-titik es atau salju yang terhambur ke udara akibat hantaman meteorit besar ke permukaan danau mulai terbentuk (tanda panah). 03:22:44,20: gumpalan asap putih (tanda panah) telah membesar dan bergeser ke kanan akibat hembusan angin. 03:26:52,20: gumpalan asap putih (tanda panah) kian bergeser ke kanan oleh hembusan angin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Pengukuran dengan radas magnetometer-gradiometer menunjukkan adanya sebentuk obyek besar padat dan kaya besi terbenam di dasar danau. Obyek padat dan kaya besi adalah salah satu ciri khas meteorit. Namun saat danau diselami di awal mula, hasilnya mengecewakan. Penyelam hanya menemukan sebentuk cekungan lumayan besar di lumpur tebal di dasar danau. Butuh lebih dari setengah tahun kemudian, setelah lapisan es mencair sepenuhnya dan menghilang di musim panas, untuk dapat menemukan meteorit besar tersebut. Pada 24 September 2013 TU penyelam Alexei Lyahov menemukan bongkahan 1,5 kilogram, yang adalah meteorit dan diyakini merupakan bagian dari meteorit besar tersebut. Pencarian mencapai puncaknya pada 16 Oktober 2013 TU kala sebongkah batu besar dengan volume 0,1533 meter kubik dan massa 500 kilogram berhasil diangkat dari dasar danau. Inilah meteorit terbesar produk Peristiwa Chelyabinsk 2013.

Perhitungan menunjukkan meteorit besar ini jatuh dengan kecepatan 225 meter/detik (810 km/jam) pada saat menyentuh permukaan es Danau Cherbakul. Meteorit besar ini adalah bagian dari bongkahan pertama, yang terbentuk saat boloid mengalami pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. Tak seperti bongkahan kedua yang hancur berkeping-keping dalam kilatan cahaya ketiga di ketinggian 18,5 kilometer dpl, bongkahan pertama terus melaju tanpa mengalami kilatan maupun pemecah-belahan signifikan lagi hingga tiba di ketinggian 13,6 kilometer dpl. Setelah itu bongkahan pertama lenyap dari pandangan mata. Namun ia masih melanjutkan perjalanannya hingga akhirnya tercebur di Danau Cherbakul.

Gambar 14. Lubang yang dibentuk oleh hantaman meteorit besar di dataran es permukaan Danau Cherbakul dilihat dari udara (kanan) beserta sejumlah meteorit kecil yang ditemukan disekitar lubang (kiri). Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 14. Lubang yang dibentuk oleh hantaman meteorit besar di dataran es permukaan Danau Cherbakul dilihat dari udara (kanan) beserta sejumlah meteorit kecil yang ditemukan disekitar lubang (kiri). Sumber: Popova dkk, 2013.

Perhitungan juga menunjukkan, andaikata meteorit besar ini jatuh ke tanah dampaknya pun lumayan. Dengan kecepatan 810 km/jam maka tanah yang ditumbuknya akan berubah menjadi cekungan kawah tumbukan bergaris tengah 5 meter dengan kedalaman maksimum 1 meter. Dari cekungan ini akan terhambur tanah produk tumbukan sebanyak 9 meter kubik. Dapat dibayangkan apa yang akan terjadi jika meteorit besar ini menghantam sebidang tanah yang terdapat bangunan atau aktivitas manusia. Korban jiwa bakal tak terelakkan.

Epilog

Lebih dari seabad sebelum kejadian di Chelyabinsk, Russia (saat itu masih kekaisaran Russia) juga didera oleh peristiwa serupa. Kilatan cahaya yang sangat benderang diiringi suara gemuruh khas ledakan yang sangat besar (dan misterius) terjadi di kawasan Tunguska, Siberia, pada 30 Juni 1908 TU. Segera setelah itu diketahui bahwa lebih dari 80 juta pepohonan yang terserak di kawasan seluas 2.000 kilometer persegi di tengah-tengah belantara Siberia ambruk. Arah jatuhnya pohon-pohon tersebut pun khas. Di tengah-tengah kawasan ini masih tersisa area kecil dengan pepohonan yang masih tegak, namun telah kehilangan cabang-cabang dan ranting-rantingnya. Getaran seismik yang setara dengan gempa 5,0 skala Richter pun mengguncang seismometer-seismometer di sekujur Eurasia. Perubahan tekanan udaranya terekam hingga ke stasiun di Inggris Raya. Selama beberapa hari kemudian langit senja Eropa dan Asia terlihat lebih terang, pemandangan yang mengingatkan pada langit senja pasca Letusan Krakatau 1883 maupun pasca Letusan Tambora 1815. Pengukuran di observatorium Gunung Wilson (Amerika Serikat) memperlihatkan bahwa semenjak peristiwa tersebut langit belahan Bumi utara cenderung lebih kotor, yang bertahan hingga berbulan-bulan kemudian. Situasi tersebut lagi-lagi mengingatkan kembali pada langit pasca Letusan Krakatau 1883 dan pasca Letusan Tambora 1815.

Gambar 15. Atas: dua bongkahan besar nampak melejit dari titik dimana boloid Peristiwa Chelyabinsk 2013 mengalami pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. Masing-masing adalah bongkahan pertama (1) dan bongkahan kedua (2). Bongkahan kedua lenyap di ketinggian 18,5 kilometer dpl bersamaan dengan kilatan cahaya ketiga. Bawah: meteorit terbesar dan terberat dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang berhasil diangkat dari dasar Danau Cherbakul lebih dari setengah tahun setelah kejatuhannya. Meteorit besar ini adalah bongkahan pertama yang berhasil selamat tiba di paras Bumi dan membentur permukaan danau dengan kecepatan 810 km/jam. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 15. Atas: dua bongkahan besar nampak melejit dari titik dimana boloid Peristiwa Chelyabinsk 2013 mengalami pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. Masing-masing adalah bongkahan pertama (1) dan bongkahan kedua (2). Bongkahan kedua lenyap di ketinggian 18,5 kilometer dpl bersamaan dengan kilatan cahaya ketiga. Bawah: meteorit terbesar dan terberat dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang berhasil diangkat dari dasar Danau Cherbakul lebih dari setengah tahun setelah kejatuhannya. Meteorit besar ini adalah bongkahan pertama yang berhasil selamat tiba di paras Bumi dan membentur permukaan danau dengan kecepatan 810 km/jam. Sumber: Popova dkk, 2013.

Kini kita menyebut kejadian itu sebagai Peristiwa Tunguska 1908. Seperti halnya peristiwa Chelyabinsk, kejadian di Tunguka pun disebabkan oleh tumbukan benda langit yang berujung pada peristiwa airburst. Hanya saja energi kinetik boloid yang terlepas di Tunguska jauh lebih besar, yakni antara 10 hingga 15 megaton TNT dengan estimasi tertinggi hingga 30 megaton TNT. Dengan demikian ia 17 hingga 25 kali lebih energetik (maksimum 51 kali lebih energetik) ketimbang Peristiwa Chelyabinsk 2013. Ketinggian lokasi airburst-nya pun lebih rendah, yakni antara 6 hingga 10 kilometer dpl. Mujur bahwa Peristiwa Tunguska 1908 terjadi tepat di jantung hutan belantara Siberia yang tak berpenghuni (manusia). Bila berlangsung di pusat pemukiman manusia apalagi di pusat peradaban modern, entah apa jadinya.

Secara umum Peristiwa Chelyabinsk 2013, bersama dengan Peristiwa Tunguska 1908, mendemonstrasikan dengan telanjang apa yang selama ini menjadi kekhawatiran para ilmuwan, khususnya astronom dan astrofisikawan. Yakni bahwa tumbukan benda langit khususnya yang melepaskan energi kinetik besar, hingga berada dalam rentang kekuatan ledakan senjata nuklir taktis maupun strategis, memproduksi dampak perusak yang sama dengan ledakan nuklir (minus radiasinya). Termasuk jika sebuah tumbukan benda langit berujung hanya pada kejadian airburst tanpa terbentuknya kawah tumbukan. Peristiwa Chelyabinsk 2013 memperlihatkan betapa sebutir asteroid yang garis tengahnya 20 meter sanggup menghasilkan kerusakan ringan-sedang dalam wilayah yang cukup luas di Bumi. Ini memperlihatkan betapa rentannya peradaban manusia modern dalam menghadapi ancaman bahaya tumbukan benda langit, mengingat asteroid berdiameter 20 meter adalah terhitung kecil bila dibandingkan dengan dimensi asteroid pada umumnya. Termasuk di kalangan populasi asteroid dekat Bumi.

Apa yang harus dilakukan? Sejauh ini sistem penyigian langit semi-otomatis yang kita miliki sejatinya telah sanggup mendeteksi asteroid dekat-Bumi seukuran 20 meter atau lebih yang melintas di dekat Bumi. Dalam beberapa kasus khusus, asteroid yang berukuran lebih kecil pun sanggup diendus, bahkan hingga sekecil 1 meter! namun keberhasilan tersebut dibatasi oleh banyak faktor. Salah satunya kurang meratanya distribusi teleskop/observatorium yang terlibat dalam sistem penyigian langit saat ini, yang masih terkonsentrasi di belahan Bumi utara dan di benua-benua tertentu saja. Di sisi lain keampuhan sistem penyigian langit tersebut juga sangat terbatasi bila berhadapan dengan asteroid/komet yang geometri orbitnya demikian rupa sehingga magnitudo semu asteroid/komet baru akan mencapai ambang batas deteksi hanya dalam beberapa jam sebelum jatuh menumbuk Bumi. Asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 pun demikian.

Jika upaya deteksi benda langit yang berpotensi menumbuk Bumi telah mendapat kemajuan besar, tak demikian dengan upaya antisipasinya. Sejauh ini belum ada satu perangkat teknis yang memadai dan teruji untuk mengeliminasi potensi ancaman sebuah benda langit. Baik kala benda langit tersebut masih cukup jauh dan sedang menyusuri orbitnya untuk menuju ke Bumi. Ataupun kala ia sudah menjadi boloid di lapisan atmosfer atas. Pun demikian bagaimana mereduksi bahayanya. Meski dampak tumbukan benda langit menyerupai dampak ledakan senjata nuklir (minus radiasinya), sejauh ini hanya negara-negara adidaya seperti Russia dan Amerika Serikat yang telah memperkenalkan mitigasi bencana ledakan nuklir. Begitupun, Peristiwa Chelyabinsk 2013 memperlihatkan betapa mitigasi bencana ledakan nuklir masih harus dikembangkan lagi jika hendak diaplikasikan ke dalam mitigasi bencana tumbukan benda langit. Jalan masih panjang, pekerjaan rumah masih banyak.

Referensi :

Popova dkk. 2013. Chelyabinsk Airburst, Damage Assessment, Meteorite Recovery and Characterization. Science no. 342 (2013) October 2013 + Supplementary Materials.

Hildebrand dkk. 1990. Chicxulub Crater Size and Structure as Revealed by Horizontal Bouguer Gravity Gradients and Cenote Distribution. Lunar & Planetary Science XXVI, 603-604.

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.

Meteor, Pasukan Gajah dan Maulid Nabi

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

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

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

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

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

Kaspia Dzufari dan Meteorit

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

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

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

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

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

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

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

Meteor dan Ledakan Nuklir

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Kehancuran oleh Meteor

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

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

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

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

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

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

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

Asteroid Meledak di Atas Samudera Atlantik di Awal 2014

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Menumbuk Bumi

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

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

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

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

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

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

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

Simulasi dan Airburst

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

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

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

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

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

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

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

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