Pelajaran bagi Bumi: Pemacuan Efek Rumah Kaca di Venus

T. Djamaluddin, Peneliti  Matahari dan Antariksa, LAPAN Bandung

(Dimuat di PR 3 Mei 1996, direvisi sesuai kondisi saat ini)

Pada senja hari kita sering melihat sebuah “bintang” terang di langit Barat. Orang menyebutnya itu Bintang Kejora. Bila muncul di timur pada dini hari orang menyebutnya Bintang Timur. Sebenarnya itu bukan bintang, tetapi sebuah planet. Karena sangat terangnya, planet ini sangat mudah dikenali. Sesaat setelah Matahari terbenam, sebelum bintang-bintang lain terlihat, planet itu tampak terang. Semakin malam semakin cemerlang. Bila dilihat dengan teleskop, yang tampak adalah benda terang berbentuk sabit, seperti bulan sabit. Sama seperti bulan sabit, cahaya Venus sabit pun berasal dari cahaya Matahari.

Karena ukuran dan sifatnya yang hampir sama dengan Bumi, planet ini sering disebut saudara kembar Bumi. Namun, saudara Bumi ini jauh lebih panas daripada Bumi. Bukan hanya karena jaraknya ke Matahari lebih dekat daripada Bumi, tetapi juga karena efek rumah kaca (GRK, green house effect). Bumi bisa belajar banyak tentang akibat efek rumah kaca pada saudara kembarnya, Venus.

Efek Rumah Kaca

Global warming (pemanasan global) belakangan ini menjadi topik pembicaraan hangat. Dunia makin menghangat suhunya. Penyebabnya adalah efek rumah kaca. Namun banyak yang salah menafsirkanya. Seolah-olah efek rumah kaca adalah efek pemanasan akibat banyaknya gedung-gedung berkaca di kota-kota besar yang memantulkan cahaya
Matahari ke lingkungan sekitarnya. Tetapi pengertian sebenarnya bukan itu, walaupun tampaknya secara logika efek pemanasan terjadi juga pada lingkungan terbatas di sekitarnya. Efek rumah kaca bersifat global, seluruh tempat di permukaan bumi  merasakannya.

Efek rumah kaca adalah efek pemanasan akibat terperangkapnya panas yang tidak dapat dilepaskan ke luar angkasa. Penamaan itu untuk memberikan gambaran prosesnya seperti yang terjadi pada rumah kaca yang biasa digunakan untuk melindungi tanaman (bunga-bungaan atau sayur-sayuran) di daerah pegunungan atau negara bermusim dingin agar tetap hangat. Cahaya Matahari masuk menembus kaca dan menghangatkan tanah dan udara di dalamnya. Namun panas itu tidak bisa ke luar karena terperangkap oleh kaca itu. Makin lama suhu di dalam rumah kaca itu akan makin panas.

Venus kini mengalami efek seperti itu. Bumi juga merasakannya. Bukan kaca yang menyebabkan panas di Venus atau di Bumi itu terperangkap tetapi awan, uap air, dan gas-gas penyerap panas yang disebut “gas rumah kaca” (GRK) seperti CO2 (karbon dioksida), CH4 (metan), CFC (klorofluorkarbon), dan NOx (oksida Nitrogen).

Planet terpanas

Venus letaknya lebih dekat ke Matahari daripada Bumi. Jaraknya ke Matahari sekitar 105 juta km. Sedangkan jarak Bumi dari Matahari sekitar 150 juta km. Karena itu Venus lebih panas daripada Bumi. Tetapi yang menjadikan Venus sangat panas bukan karena jaraknya relatif dekat dengan Matahari. Planet Merkurius yang paling dekat dengan Matahari panasnya hanya sekitar 430 derajat C. Sedangkan Venus panasnya mencapai 460 derajat C.

Carl Sagan dalam desertasi doktornya tahun 1960-an menjelaskan bahwa ada proses efek rumah kaca yang sangat hebat di Venus yang menyebabkan planet ini makin lama makin panas. Hasil pengamatan pesawat antariksa yang dikirim meneliti Venus, Venera dan Pioneer, menunjukkan bahwa atmosfer Venus hampir seluruhnya terdiri dari CO2 (96,5 %). Bandingkan dengan CO2 di atmosfer Bumi yang hanya sekitar 0,05 %. Awan tebal yang selalu menyelimuti Venus berada pada ketinggian 30-60 km dan terdiri dari awan asam sulfat (H2SO4, sejenis dengan air keras pada aki).

Kandungan CO2 yang sangat tinggi menyebabkan hebatnya efek rumah kaca. Cahaya Matahari yang menerobos sela-sela awan tebal kemudian memanaskan permukaan Venus. Panasnya yang dipantulkan lagi tidak bisa ke luar ke angkasa tetapi segera diserap oleh CO2 yang menyebabkan suhu atmosfernya makin panas.

Dari berbagai penelitian disimpulkan bahwa Venus pada awalnya mungkin mempunyai air seperti halnya bumi. Efek rumah kaca akibat kandungan uap air dan CO2 menyebabkan suhu atmosfer Venus makin panas. Akibatnya, uap air makin banyak di udara. Tambahan uap air menyebabkan penyerapan panas lebih banyak lagi sehingga suhunya atmosfer makin panas.

Karena pemanasan yang makin hebat batuan kapur (CaCO3) pun mengalami perubahan menjadi CaO dan melepaskan CO2. Semakin banyak CO2 dan uap air di udara pemanasan oleh efek rumah kaca semakin hebat. Dan seterusnya pemanasan menyebabkan semakin banyak uap air dan CO2. Terjadilah pemacuan efek rumah kaca (runaway greenhouse effect) yang menyebabkan pemanasan makin cepat.

Uap air bereaksi dengan gas SO2 yang mungkin dilepaskan oleh gunung berapi di Venus. Akibatnya terjadilah awan asam sulfat. Sementara itu uap air (H2O) dengan pengaruh sinar ultra violet Matahari akan pecah menjadi atom Hidrogen (H) dan Oksigen (O). Atom Hidrogen akan lepas ke luar angkasa, kecuali yang bermassa besar yang disebut Deutorium. Sedangkan oksigen bereaksi dengan batuan di permukaan Venus. Karena uap air tidak berproses lagi menjadi awan dan hujan, air di Venus makin hilang.

Pelajaran bagi Bumi

Bumi menerima panas dari Matahari. Tetapi hanya sekitar 45 % yang mencapai  permukaan Bumi. Sebanyak 40 % dipantulkan lagi ke angkasa luar oleh awan dan debu-debu di atmosfer atas, terutama debu-debu dari letusan gunung berapi. Dan 15 % lainnya diserap oleh atmosfer. Sinar ultra violet diserap oleh lapisan ozon. Sinar infra merah
terutama diserap oleh uap air dan CO2.

Bumi yang terpanasi kemudian akan memancarkan lagi panas (dalam bentuk sinar infra merah) ke atas. Panas itu sebagian diserap oleh uap air, gas-gas GRK (terutama CO2), dan awan. Sebagian sisanya dilepaskan ke luar angkasa. Awan yang menghangat juga kemudian akan memancarkan lagi panasnya ke bawah. Inilah proses efek rumah kaca yang menyebabkan pada malam hari pun atmosfer Bumi terasa masih cukup hangat. Tanpa efek rumah kaca, panas Matahari tidak tersimpan yang bisa mengakibatkan perubahan suhu yang drastis antara siang dan malam.

Masalahnya bila efek rumah kaca terjadi peningkatan. Bila panas yang diserap oleh uap air dan GRK meningkat, suhu atmosfer akan meningkat. Ini akan mengakibatkan melelehnya gunung es di kutub yang akan menaikkan ketinggian air laut. Kalau itu terjadi, banyak pulau dan daerah pantai yang tenggelam.

Di samping itu, peningkatan efek rumah kaca bisa mengubah iklim secara global. Bukan hanya suhu atmosfer yang meningkat, pola curah hujan pun akan berubah. Karena itu pemantauan dan penelitian tentang efek rumah kaca serta dampaknya pada perubahan iklim kini makin digiatkan. Di Indonesia, LAPAN (Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional) Bandung sangat peduli dengan penelitian GRK dan pengaruhnya pada perubahan iklim. Pemantauan GRK dan penelitian model iklim yang dipengaruhinya,
khususnya di Indonesia, merupakan salah satu bagian penelitiannya.

Berbagai hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan suhu di permukaan Bumi selama ribuan tahun sangat dipengaruhi oleh konsentrasi CO2 dan metan dalam kurun waktu itu. Sementara itu penelitian lain menunjukkan bahwa peningkatan 15% CO2 selama seabad ini telah meningkatkan suhu rata-rata atmosfer di permukaan Bumi sekitar 0,25 – 0,50 derajat C.

Perkembangan industri dan pemakaian kendaraan bermotor memacu peningkatan jumlah CO2 di atmosfer. Penelitian di Mauna Loa, Hawaii, dalam waktu lebih dari 30 tahun menunjukkan bahwa konsentrasi CO2 terus mengingkat dengan laju peningkatan 0,4 persen per tahun. Jika keadaan ini terus berlangsung, pada awal abad 21 mendatang konsentrasi CO2 di atmosfer akan menjadi dua kali lipat dari konsentrasinya sebelum zaman industri.

Di Indonesia peningkatan GRK juga terjadi sebagai hasil dampak perkembangan indistri dan pemakaian kendaraan bermotor. Salah satu hasil pemantauan yang dilakukan LAPAN Bandung sejak 1989 menunjukkan kecenderungan peningkatan konsentrasi CO2 di kota Bandung. baik pada musim kemarau (Juni) maupun musim hujan (Desember). Walaupun pengaruhnya pada peningkatan suhu kota Bandung belum terlihat untuk jangka pendek ini, namun dalam jangka panjang perubahan suhu itu akan terasa. Bandung yang terkenal sejuk, makin lama akan makin panas bila efek rumah kaca terus meningkat (Catatan: tulisan ini dibuat 1996, saat ini data satelit yang dianalisis peneliti LAPAN menunjukkan ada efek “urban heat island”, yaitu efek pemanasan kota di Bandung).

Dari berbagai skenario perubahan iklim yang mungkin terjadi akibat pelepasan GRK oleh aktivitas manusia, disimpulkan bahwa suhu global pada abad mendatang akan naik sekitar 0,1 – 0,3 derajat per dekade. Suhu di negara-negara industri di Eropa dan Amerika Utara mungkin akan meningkat lebih tinggi dari rata-rata itu yang diikuti dengan penurunan curah hujan dan tanah relatif lebih kering.

Untuk Indonesia, termasuk juga daerah tropik dan negara-negara di belahan Bumi selatan, belum banyak diketahui skenario perubahannya. Peneliti-peneliti di LAPAN Bandung, dengan menggunakan model iklim yang ada dan yang akan dikembangkan, berusaha mengetahui scenario perubahan iklim di Indonesia akibat peningkatan efek rumah kaca dan faktor-faktor lainnya. Pengaruh variabilitas Matahari pada perubahan iklim merupakan faktor lain yang turut diperhitungkan.

Peningkatan suhu global pada abad 21 mendatang, diperkirakan akan meningkatkan tinggi pemukaan air laut sekitar 6 cm per dekade, terutama akibat pengembangan air laut dan pencairan lapisan es di kutub. Menjelang tahun 2030 tinggi air laut rata-rata dunia meningkat sekitar 20 cm dibandingkan saat ini. Di beberapa wilayah mungkin lebih dari itu dan di wilayah lain mungkin kurang dari itu. Namun itu cukup mengkhawatirkan. Dalam jangka panjang beberapa pulau akan hilang dan laut menggenangi daerah pinggiran pantai.

Hal yang dikhawatirkan adalah terjadinya pemacuan efek rumah kaca di Bumi. Kenaikan suhu atmosfer bukan hanya menaikkan ketinggian air laut, tetapi juga menyebabkan makin cepatnya penguapan dan kekeringan. Uap air di atmosfer merupakan penyerap panas yang baik seperti GRK lainnya. Bila itu ditambah dengan pelepasan CO2 yang tak terkendali dari kendaraan bermotor, industri, dan kebakaran hutan, efek rumah kaca akan dipacu makin cepat. Akibatnya, suhu akan makin cepat meningkat.

Belajar pada Venus, saudara kembar Bumi, pemacuan efek rumah kaca berdampak sangat hebat. Dengan pemacuan efek rumah kaca, bukan tidak mungkin Bumi kita bisa menjadi seperti Venus.

BINTANG-BINTANG BERMAKNA

Astronomi dan keluarga tak terpisahkan. Nama-nama astronomi saya lekatkan pada nama ketiga anak saya: Vega, Gingga, dan Venus. Nuansa Jepang saya tambahkan untuk mengenang masa menimba ilmu di Departemen Astronomi Universitas Kyoto. Nama Islami tidak dilupakan sebagai identitas Muslim. Nama adalah doa dan harapan, semoga Allah membimbing mereka menuju ridha-Nya.

VEGA merupakan salah satu dari segitiga musim panas. Di Jepang penampakan VEGA berkaitan dengan festival bintang (Tanabata Matsuri). Bintang VEGA adalah bintang standar  astronomi, paling baik diamati pada bulan Juli. VEGA ISMA ZAKIAH lahir di Kyoto, Jepang, 10 Juli 1992. Itulah nama sebagai doa semoga secemerlang bintang VEGA, rendah hati menyadari kekecilan dirinya bagai debu materi antarbintang (InterStellar Matter, ISMA) yang senantiasa menjaga kesucian (ZAKIAH) lahir dan batin.

GINGGA dalam bahasa Jepang berarti sungai perak atau galaksi Bimasakti, tempat ratusan milyar bintang. Pada bulan Juli, GINGGA tampak cemerlang di langit berdampingan dengan VEGA,  terbentang  di langit dari selatan ke utara. GINGGA ISMU MUTTAQIN lahir di Bandung, 7 Juli 1996. Itulah nama sebagai doa semoga, cemerlang seperti galaksi GINGGA, merendah menyadari dirinya kecil di tengah keluasan ruang antarbintang (InterStellar MediUm, ISMU), dan senantiasa menjaga ketaqwaan (MUTTAQIN).

VENUS, bintang Kejora, atau bintang timur adalah “bintang” (sesungguhnya planet) yang paling terang. Tampak cemerlang di ufuk barat saat maghrib atau di ufuk timur saat pagi. Shubuh Oktober 1999 VENUS tampak cemerlang di langit timur. VENUS HIKARU AISYAH lahir di Bandung, 13 Oktober 1999. Itulah nama sebagai doa, semoga anggun cemerlang seperti VENUS, bersinar (HIKARU dalam bahasa Jepang)  meneladani Ummul Mu’minin Siti AISYAH.

Badai Matahari dan Isu Kiamat

T. Djamaluddin, LAPAN

Berawal dari kalender suku Maya yang siklus panjangnya berakhir pada 21 Desember 2012, berkembang ramalan kiamat 2012 (lalu dimanfaatkan menjadi dasar pembuatan film fiksi ”2012”). Lalu berkembang interpretasi yang mengaitkannya dengan badai matahari besar pada 2012. Ada yang harus diluruskan terkait isu kiamat 2012. Tahun 2011 – 2012 (belakangan prakiraan bergeser lagi ke 2013) adalah puncak aktivitas matahari siklus 24. Siklus aktivitas matahari mempunyai periode sekitar 11 tahun. Puncak aktivitas matahari sebelumnya 1979, 1989, dan 2000. Pada saat puncak aktivitas itu, bintik matahari akibat aktivitas magnetiknya meningkat jumlahnya. Pada saat-saat itu badai matahari berupa lontaran partikel berenergi tinggi dan emisi gelombang elektromagnetik (berupa flare) frekuensi kejadianya juga meningkat. Tetapi badai matahari tidaklah berakibat kiamat.

Gangguan yang perlu dicermati hanya pada sistem teknologi yang ditempatkan di antariksa (satelit komunikasi dan navigasi) serta sistem teknologi di bumi yang rentang terhadap induksi partikel energetik dari matahari yang masuk ke bumi lewat kutub. Bila terjadi badai matahari potensi bahaya hanyalah kemungkinan rusaknya atau terganggunya satelit. Akibatnya antara lain gangguan telepon, siaran TV yang memanfaatkan satelit, jaringan ATM. Juga navigasi pada sistem penerima GPS frekuensi tunggal akibat adanya gangguan ionosfer. Gangguan ionosfer juga berakibat gangguan siaran radio gelombang pendek (HF). Transformator listrik di negara-negara dekat kutub juga rentan kena induksi yang bisa mematikan jaringan listrik dalam wilayah yang luas (seperti pernah terjadi 1989 di Kanada).

Terkait isu kiamat 2012 dan puncak aktivitas matahari 2011-2013 tersebut (dan juga pasca penyangan fil ”2012”),  beberapa wartawan mewawancarai saya via telepon dan via e-mail. Berikut kutipan wawancara tertulis dan jawaban saya untuk melengkapi catatan saya tersebut.

T: Apa yang dimaksud aktivitas matahari dan badai matahari?

J: Aktivitas matahari adalah kondisi dinamik di matahari akibat perubahan medan magnetiknya yang terutama ditunjukkan dengan variasi jumlah bintik matahari (sunspot), termasuk ledakan matahari (flare), semburan gas matahari (prominensa atau filamen), dan lontaran materi korona (CME, Coronal mass ejection). Ledakan di matahari (flare) dan lontaran materi korona (CME) tersebut yang biasa disebut dalam bahasa populer sebagai ”badai matahari”.

T: Apa yang dimaksud dengan siklus matahari? Bagaimana cara mengamati dan menentukan siklus matahari?

J: Jumlah bintik mataharidiketahui bervariasi dengan periode sekitar 11 tahun (kenyataannya antara 9 – 12 tahun). Variasi periodik ini disebut siklus matahari (solar cycle). Pengamatan siklus matahari terutama dari bintik matahari dan pancaran gelombang radio dari matahari (fluks radio matahari). Bilangan bintik matahari (sunspot number = R) didefinisikan dengan R=k (10g+s), k faktor koreksi tergantung teleskop dan pengamatnya — untuk standarisasi internasional, g jumlah kelompok bintik matahari, s jumlah bintik individual di seluruh kelompok. R diamati setiap hari di seluruh dunia, termasuk di LAPAN, kemudian akan digabungkan untuk mendapatkan R internasional.

T: Apa yang dimaksud dengan aktivitas matahari maksimum?

J: Aktivitas matahari maksimum (solar maximum) terjadi saat puncak aktivitas magnetiknya. Pada saat itu bilangan bintik matahari maksimum. Pada rentang waktu 1900 – sekarang bilangan bintik matahari saat matahari maksimum sekitar 63 – 190.

T: Apa karakteristik matahari pada titik maksimum? Misalnya Flare itu apa? Sunspots? coronal mass ejections (CME’s)?

J: Pada saat matahari maksimum karakteristik utamanya adalah jumlah bilangan bintik matahari maksimum, radiasi matahari maksimum, fluks radio juga maksimum. Pada saat itu frekuensi kejadian flare dan CME juga meningkat. Badai matahari adalah kondisi ketika terjadi flare atau CME tersebut. Sehingga dapat dikatakan bahwa saat matahari maksimum itu frekuensi kejadian badai matahari juga mencapai maksimum.

T: Adakah partikel yang dihasilkan saat terjadi titik maksimum tersebut?

J: Partikel berenergi yang dilontarkan dari matahari terutama proton dan elektron.

T: Sebelumnya kapan itu terjadi? Diperkirakan akan terjadi kapan lagi?

Tahun-tahun puncak aktivitas matahari 1905, 1917, 1928, 1937, 1947, 1957,
1968, 1979, 1989, dan 2000. Diperkirakan siklus berikutnya (disebut siklus 24) maksimum tahun 2013.

T: Dampak (badai matahari)? Bagi bumi dan ruang antar planet?

J: Pada saat terjadi badaimatahari dengan lontaran proton dan elektron berenergi tinggi berpotensi mengganggu satelit dan membahayakan astronot. Operasional satelit bisa terganggu pada saat itu. Karena lontaran partikel itu juga membawa medan magnetik matahari, kejadian itu juga bisa mengganggu medan magnetik bumi dan ionosfer. Gangguan pada medan magnetik bumi dapat menyebabkan terbukanya celah medan magnetik bumi sekitar kutub sehingga partikel bermuatan itu (proton dan elektron) dapat masuk ke atmosfer bumi yang dapat membentuk aurora dan dapat menginduksi jaringan listrik di negara-negara dekat kutub. Tahun 1989 trafo di Quebec Kanada terkena induksi hingga terbakar dan mematikan listrik di daerah yang luas. Induksi terhadap jaringan listrik tidak mungkin terjadi di wilayah ekuator, seperti di Indonesia. Gangguan medan megnetik juga mengganggu migrasi burung yang menggunakan medan magnetik sebagai pemandu arahnya. Gangguan ionosfer mengganggu komunikasi radio gelombang pendek yang menggunakan ionosfer sebagai pemantul, sehingga komunikasi radio bisa terputus.

T: Apa yang harus diwaspadai?

J: Pada saat itu kemungkinan gangguan satelit mungkin saja terjadi sehingga semua fasilitas yang memanfaatkan satelit bisa saja terganggu. Jadi, harus waspada kemungkinan terganggunya siaran televisi, komunikasi telepon, dan jaringan ATM.

T: Apa antisipasinya?

J: Untuk mengantisipasi kemungkinan dampak negatif itu, operator satelit harus mengikuti terus prakiraan badai matahari dan mengambil langkah-langkah pengamanan. Beberapa satelit sistemnya dimatikan pada saat terjadi badai matahari untuk mengantisipasi kemungkinan kerusakan instrumennya yang peka terhadap masuknya partikel bermuatan.

T: Mengapa pucak titik maksimum dari aktivitas matahari yang diperediksi pada 2012  begitu heboh dari sebelumnya?

J: Bisa jadi karena dikaitkan dengan interpretasi akhir kalender panjang suku Maya pada 21 Desember 2012 yang dikaitkan dengan ramalan akan terjadi kiamat yang banyak dirujuk media massa. Secara saintifik dan akidah agama, prakiraan kiamat tidak mempunyai dasar.

T: Apa yang dimaksud dengan aktivitas matahari pada titik minimum? Karakteristik dari matahari pada titik minimum?

J: Aktivitas matahari minimum (solar minimum) adalah kondisi tenang matahari, yang ditandai dengan sedikitnya atau tidak adanya bintik matahari di permukaannya. Pada saat  itu tidak ada flare, CME, dan radiasi matahari pun minimum.

T: Sebelumnya kapan itu terjadi? Diperkirakan akan terjadi kapan lagi?

J: Tahun-tahun matahari minimum 1901, 1913, 1923, 1933, 1944, 1954, 1964, 1976, 1986, 1996, dan 2009. Diperkirakan selanjutnya 2016.

T: Manfaatnya?

J: Pada saat matahari minimum potensi gangguan badai matahari tidak ada. Sehingga aktivitas astronot dan eksperimen antariksa yang memerlukan kondisi tenang banyak dilakukan. Pada saat itu kerapatan atmosfer bumi juga minimum sehingga hambatan udara pada satelit juga minimum, sehingga satelit orbit rendah yang diluncurkan saat  matahari minimum berpotensi lebih lama mengorbit.

Tulisan terkait:

https://tdjamaluddin.wordpress.com/2010/09/21/badai-matahari-dan-badai-geomagnetik-bukan-badainya-yang-mematikan-tetapi-teknologi-manusia-yang-rentan-badai-antariksa/

https://tdjamaluddin.wordpress.com/2010/06/17/badai-matahari-2013-tidak-hancurkan-bumi/

https://tdjamaluddin.wordpress.com/2010/04/21/badai-matahari-dan-isu-kiamat-2012/

Gerhana matahari cincin: Rasulullah Hanya Sekali Salat Gerhana Matahari

T. Djamaluddin, Peneliti Matahari dan  Antariksa, LAPAN Bandung

(Dimuat di Pikiran Rakyat, 22 Agustus 1998

Gerhana matahari cincin 22 Agustus 1998 melintasi Indonesia. Namun tidak semua daerah bisa menyaksikannya. Daerah yang terlintasi hanya Sumatra Utara, Semenanjung Malaysia, Kalimantan bagian utara, Maluku utara, dan Papua Nugini bagian utara. Sebagian besar wilayah Indonesia akan mengalami gerhana matahari sebagian.

Dari segi ilmiah, gerhana matahari cincin kurang menarik bila dibandingkan dengan gerhana matahari total. Tetapi, dari segi sejarah Islam, ada hal yang menarik. Dari analisis astronomis, ternyata gerhana matahari cincinlah yang terjadi pada zaman Rasulullah s.a.w. pada saat putra tercintanya, Ibrahim, wafat. Saat itu pula satu-satunya salat gerhana matahari yang dilakukan Rasulullah dengan khutbahnya yang terekam dalam hadits: “Matahari dan bulan adalah sebagian tanda-tanda kekuasaan Allah. Terjadinya gerhana bukan karena kematian atau kehidupan seseorang. Maka bila melihatnya berdzikirlah kepada Allah dengan mengerjakan shalat” (H. R. Bukhari-Muslim dari Aisyah dan Ibnu Abbas).

Gerhana Matahari Cincin

Gerhana matahari cincin pada hakikatnya sama dengan gerhana matahari total. Keduanya tergolong gerhana sentral, artinya pusat piringan matahari dan bulan hampir berimpitan pada saat puncak gerhana. Hal yang membedakan adalah piringan bulan pada saat gerhana matahari total menutup penuh piringan matahari. Sedangkan pada gerhana matahari cincin piringan bulan hanya menutup bagian tengah piringan matahari dan menyisakan bagian tepinya sehingga tampak seperti cincin.

Gerhana matahari cincin terjadi bila piringan matahari tampak lebih besar dari piringan bulan. Hal itu dipengaruhi oleh jarak matahari dan bulan dari bumi. Pada saat gerhana matahari cincin 1998, jarak bumi matahari 151,3 juta km sehingga diameter sudut piringan matahari 31′ 40″. Sedangkan jarak bumi bulan 394.063 km sehingga diameter sudutnya 30′ 19″, lebih kecil daripada diameter sudut matahari.

Gerhana matahari cincin pada zaman Rasulullah terjadi pada 27 Januari 632. Pada saat itu jarak bumi matahari 148 juta km sehingga diameter sudut piringan matahari 32′ 23″. Sedangkan jarak bumi bulan 392.788 km dengan diameter sudutnya 30′ 25″.

Gerhana Matahari pada Zaman Rasul

Sejak menerima risalah kenabian 17 Ramadan tahun Gajah ke-41 (Agustus 610 M) sampai beliau wafat 12 Rabiul awal 11 H (Juni 632) hanya ada lima kali gerhana matahari di Mekkah-Madinah (lihat tabel). Itu pun hanya gerhana sebagian yang teramati di sana. Jalur gerhana matahari total/cincin tidak melintasi kedua kota suci itu. Hanya gerhana matahari total 613 M (10 tahun sebelum hijrah, 10 SH) yang melintas tidak jauh di sebelah selatan Mekkah.

Empat gerhana terjadi sebelum Nabi hijrah ke Madinah dan hanya satu yang terjadi setelah Nabi hijrah ke Madinah. Dalam kaitannya dengan salat gerhana, Nabi melaksanakannya setelah isra mi’raj (27 Rajab 1 SH) yang membawa perintah salat wajib. Hadits-hadits tentang salat gerhana mengisyaratkan bahwa pada saat itu telah ada salat wajib. Misalnya, hadits riwayat Ahmad dan Nasai menyatakan perintah Nabi, “Bila kamu melihat gerhana maka salatlah sebagaimana salat wajib yang biasa kamu kerjakan.”

Hadits yang dianggap paling sahih yang menerangkan tata cara salat gerhana diakhiri dengan khutbah Nabi yang dikutip pada awal tulisan ini. Khutbah itu, menurut riwayat berkaitan dengan dugaan banyak orang bahwa gerhana yang terjadi saat itu berkaitan dengan wafatnya putra Rasulullah, Ibrahim bin Muhammad yang baru berumur 16 bulan. Itu terjadi pada tahun 10 Hijrah, sebelum beliau melaksakana haji wada’.

Analisis astronomis menunjukkan bahwa gerhana yang terjadi di Madinah pada tahun 10 H adalah gerhana cincin pada pagi 27 Januari 632 (menjelang awal Dzulqaidah 10 H). Pada saat itu di Madinah mengalami gerhana sebagian dengan kegelapan sekitar 85%.

Dari kronologi riwayat, tampaknya Ibrahim bin Muhammad dimakamkan di pemakaman Baqi pada pagi hari. Kemudian sekitar pukul 9 terjadi gerhana matahari. Orang-orang mengira gerhana matahari sebagai mu’jizat atau tanda matahari pun turut bersedih atas wafatnya putra Rasulullah. Maka, seusai salat gerhana Nabi menjelaskan dalam khutbahnya bahwa gerhana semata-mata bukti kekuasaan Allah, tidak ada kaitannya dengan kematian seseorang.

Jadi, salat gerhana itu merupakan salat gerhana matahari yang pertama dan yang terakhir yang dilaksanakan Rasulullah. Sebab sekitar 4 bulan setelah itu, 12 Rabiul awal 11 H (Juni 632 M), Rasulullah s. a. w. wafat.

Tunguska 30 Juni 1908: PECAHAN KOMET MENABRAK BUMI

T. Djamaluddin, Peneliti Matahari dan Antariksa, LAPAN Bandung

(Dimuat Pikiran Rakyat, 2 Juli 1996)

Delapan puluh delapan tahun lalu, 30 Juni 1908 terjadi ledakan besar di sekitar sungai Tunguska, Siberia Tengah, Rusia. Pukul 07:17 pagi sebuah bola api raksasa meluncur dari langit sangat cepat. Belum sempat mencapai bumi, pada ketinggian sekitar 8 km terjadilah ledakan dahsyat. Pepohonan di bawah titik ledakan terbakar dan sekitar 2000 km persegi hutan diratakan oleh hempasan gelombang kejut. Selama dua hari setelah itu debu-debu halus masih tersisa di angkasa yang menyebabkan langit malam tampak terang. Dikabarkan pada malam sesudah ledakan orang-orang di London masih bisa membaca koran di luar rumah karena terangnya langit akibat hamburan cahaya di atmosfer atas.

Ledakan itu diakibatkan oleh pecahan komet yang menabrak Bumi. Peristiwa itu terjadi 88 tahun lalu. Tetapi itu memberikan pelajaran betapa hebatnya dampak yang diakibatkan oleh komet bila menabrak Bumi. Mungkin situasi serupa atau yang lebih hebat akan terjadi di Bumi bila komet Swift-Tuttle benar akan menabrak Bumi 14 Agustus 2126.

88 Tahun Lalu

Pagi pukul tujuh lebih terdengar suara desingan keras. Terlihat di langit sebuah bola api meluncur cepat. Nampaknya jauh lebih besar dari matahari tetapi lebih redup. Jejak di belakangnya tampak seperti debu berwarna biru. Segera setelah bola api lenyap terdengar ledakan keras, sangat keras. Bumi terasa bergetar.

Saksi mata pada jarak 80 km dari pusat ledakan merasakan embusan angin panas dan terlempar dari kursinya. Saksi mata lainnya menyatakan orang-orang ketakutan berkumpul di jalanan tidak mengerti apa yang terjadi. Sebagian ada yang pingsan. Kuda-kuda berlarian tak tentu arah.

Hutan di sekitar pusat ledakan terbakar. Embusan anginnya sangat kuat seperti topan hebat yang menyebabkan pepohonan pada radius sekitar 25 km tumbang. Suara ledakannya terdengar dari jarak 800 km (kira-kira jarak lurus Serang – Surabaya). Umat manusia masih beruntung karena pusat ledakan berada di daerah tak berpenduduk.

Pecahan Komet

Peristiwa itu tidak segera diselidiki oleh pihak Rusia. Baru setelah sepuluh tahun kemudian ada tim ekspedisi yang mengumpulkan berbagai bukti di lokasi itu dan kesaksian para saksi mata di berbagai daerah sekitarnya.

Ada yang menduga ledakan itu disebabkan oleh pertemuan antimateri dan materi yang berakibat keduanya lenyap tetapi memancarkan sinar gamma. Tetapi tidak adanya bukti radioaktivitas di lokasi ledakan menggugurkan dugaan tersebut.

Dugaan lain menyatakan bahwa mungkin itu disebabkan blackhole mini yang menembus bumi di wilayah Tunguska dari arah tenggara dan keluar lagi di lautan Atlantik utara. Blackhole (“lubang hitam”) adalah benda alam semesta yang paling padat yang berasal dari sisa ledakan bintang (disebut supernova). Inti bintang yang tersisa akan memadat dan terus memadat karena tidak ada energi di inti bintang yang mampu menahan keruntuhan akibat gravitasinya sendiri. Karena luar biasa padatnya sehingga gravitasinya sangat besar. Cahaya pun ditariknya yang menyebabkannya benda itu tidak tampak sama sekali sehingga disebut “lubang hitam”. Namun jika benar ledakan di Tunguska itu disebabkan oleh blackhole mini, mestinya ada gelombang kejut yang hampir mirip terjadi di lautan Atlantik utara ketika blackhole itu keluar lagi dari bumi. Tanda-tanda gelombang kejut seperti itu tidak terdeteksi sehingga dugaan itu pun tertolak.

Ada dugaan yang lebih bersifat spekulatif, bahwa mungkin saja ledakan itu berasal dari pesawat luar angkasa dari planet lain yang meledak karena sesuatu sebab. Dugaan ini dilontarkan oleh orang-orang yang mempercayai UFO sebagai piring terbang berpenumpang makhluk cerdas dari luar angkasa. Namun tidak adanya bukti reruntuhan benda semacam pesawat atau sejenisnya mematahkan dugaan spekulatif tersebut.

Bukti-bukti yang ada menyatakan bahwa terjadi ledakan hebat, gelombang kejutnya mampu merobahkan pepohonan pada areal yang luas, hutang di daerah pusat ledakan terbakar, tetapi tidak ada kawah yang terjadi di pusat ledakan itu. Bukti-bukti terbaru menunjukkan ditemukannya butiran-butiran intan halus tersebar di sekitar pusat ledakan. Bukti-bukti itu menunjukkan bahwa penyebab ledakan yang sangat mungkin adalah pecahan komet yang menabrak Bumi.

Komet sebagian besar terdiri dari es (campuran air, metana, dan amoniak) dan sedikit butiran batuan halus. Karena itu komet sering disebut sebagai tersusun dari es berdebu. Butiran batuan itu mungkin juga mengadung intan seperti yang dijumpai pada meteorit. Ketika komet menembus atmosfer Bumi, gesekan dengan udara menimbulkan panas dan terlihat seperti bola api raksasa. Es akan menguap. Uap dan debu membentuk ekor pada bola api itu. Pengereman oleh atmosfer bumi dan pelepasan energi oleh komet menyebabkan timbulnya ledakan hebat di atmosfer. Sisa-sisa butiran intan pada inti komet tidak terbakar dan jatuh ke bumi. Energi dari bola api itu mampu membakar hutan di bawahnya dan gelombang kejut ledakkannya mampu menumbangkan pepohonan pada area yang sangat luas.

Ditaksir komet itu berukuran 100 meter dengan berat sejuta ton dan bergerak dengan kecepatan 30 km/detik (108.000 km/jam). Diduga pecahan itu berasal dari komet Encke. Menurut perhitungan orbitnya, Bumi setiap tahun melintasi orbit komet Encke dua kali: sekitar 2 Juli dan sekitar 1 November. Pada saat perjumpaan sekitar 2 Juli, lintasan komet Encke berada di selatan Bumi dan komet datang dari arah Matahari. Itulah yang menyebabkan pecahan komet yang jatuh di Tunguska nampak berasal dari arah tenggara karena pengaruh rotasi Bumi dan tumbukan terjadi bukan pada malam hari.

Komet Encke pertama kali ditemukan oleh Jean Louis Pons di Merseille 26 November 1918. Johann Franz Encke, astronom Jerman menghitung periode orbit komet tersebut dan mendapatkan periodenya 3,3 tahun, periode komet terpendek. Berdasarkan perhitungan tersebut, J. F. Encke memprakirakan dengan tepat kemunculan komet tersebut 1822, 1825, dam seterusnya. Keberhasilan itu yang menjadikan namanya diabadikan sebagai nama komet tersebut. Hasil perhitungan yang lebih teliti dari berbagai penampakan disimpulkan bahwa periode komet semakin singkat sekitar 2,5 jam setiap kali mendekati Matahari.

Walaupun belum ada informasi pasti tentang pecahnya komet ini menjelang peristiwa Tunguska 1908, namun berdasarkan analisis orbitnya diduga kuat pecahan komet yang menyebabkan ledakan Tunguska memang berasal dari komet Encke. Komet Encke sendiri sampai sekarang masih mengorbit. Komet itu terakhir kali teramati pada 1994.

Punahnya Kehidupan

Bila yang menabrak Bumi 1908 bukan sekedar pecahan komet, tetapi asteroid (planet kecil) atau komet yang ukurannya lebih besar, dampak tumbukannya akan lebih fatal. Mungkin sebagian makhluk hidup akan punah, termasuk sebagian besar manusia akan tewas. Kepunahan makhluk hidup akibat komet atau asteroid menabrak bumi pernah terjadi. Sebuah asteoroid atau komet yang jatuh di Semanjung Yukatan, Meksiko, 65 juta tahun lalu diduga menyebabkan punahnya Dinosaurus.

Sebuah asteroid yang ditaksir berukuran sekitar 10 kilometer seberat setriliun ton menabrak Bumi jatuh di Semenanjung Yukatan di tepi teluk Meksiko. Ini menyebabkan terbentuknya kawah raksasa berdiameter 180 km (hampir sebesar Jawa Barat), menyebabkan gelombang raksasa di laut Karibia, dan menghamburkan debu ke atmosfer seluruh dunia. Asteroid langsung menembus bumi sehingga sisa-sisanya tidak tampak lagi.

Energi ledakannya setara dengan ledakan 5 miliar bom atom Hiroshima. Debu yang dihamburkan ke atmosfer ditaksir sekitar 100 triliun ton berdasarkan ketebalan endapan debu bercampur Iridium di seluruh dunia. Adanya logam Iridium yang jarang terdapat di Bumi, tetapi melimpah pada asteroid menjadi kunci pembuka tabir rahasia bahwa benda langit yang jatuh adalah asteorid.

Debu-debu yang dihamburkan ke atmosfer sedemikian tebalnya sehingga menghambat masuknya cahaya Matahari. Hilangnya pemanasan Matahari menyebabkan Bumi dilanda musim dingin panjang yang dikenal sebagai “musim dingin tumbukan” (impact winter). Inilah penyebab musnahnya hampir setengah makhluk hidup di Bumi, termasuk Dinosaurus.

Nuklir dan Komet

Ambisi manusia pun bisa menyebabkan kepunahan seperti pada peristiwa Yukatan itu itu. Belajar dari peristiwa di Semenanjung Yukatan tersebut (atau biasa disebut peristiwa K/T, batas masa Kretaseus dan Tertiari dalam sejarah geologi) para ilmuwan telah pula menaksir dampak perang nuklir. Energi ledakannya bila terjadi perang nuklir memang jauh lebih kecil daripada energi ledakan akibat asteroid atau komet menabrak bumi. Tetapi asap dan jelaga yang ditimbulkan dari kebakaran seratus kota dan hutan akan setara dengan dampak debu pada peristiwa K/T dalam menghambat cahaya Matahari. Bila itu terjadi, akan timbullah “musim dingin nuklir” (nuclear winter) yang mungkin memusnahkan sebagian besar kehidupan di Bumi.

Kini perang nuklir nampaknya mulai bisa diredam. Namun ada ancaman komet Swift-Tuttle yang diperhitungkan akan menabrak Bumi pada 2126. Walaupun itu masih lama, para astronom berusaha memantaunya pergerakannya. Perhitungan orbit yang lebih teliti diperlukan sebelum memastikan benar tidaknya komet Swift-Tuttle mengancam Bumi. Bila benar akan menabrak Bumi, mungkin manusia generasi mendatang mesti menyiapkan penangkal yang ampuh. Barangkali senjata nuklir akan digunakan untuk menghancurkan komet itu di angkasa luar sebelum menabrak Bumi. Manusia harus lebih arif memanfaatkan nuklir untuk mencegah nuclear winter dan sekaligus impact winter.