Oleh Siti Uhti Fauziah
 |
| Badai Matahari |
Badai
matahari atau solar storm adalah siklus kegiatan peledakan dahsyat dari masa
puncak kegiatan bintik matahari (sunspot), biasanya setiap 11 tahun akan
memasuki periode aktivitas badai matahari. Bila sampai ke bumi, pancaran
partikel ini dapat mempengaruhi medan magnet bumi dan mengganggu frekuensi
radio. Badai itu disebabkan oleh flare atau ledakan di atmosfer matahari yang
melontarkan partikel atomik yang menyerupai jilatan api dan mengandung medan
magnet. Solar storm merupakan fenomena alam yang terjadi pada matahari ketika
terlemparnya proton dan elektron akibat aktifitas magnetik matahari. Akibat
aktifitas magnetik tersebut, gelombang magnetik yang mengarah ke bumi
menghalangi sinyal-sinyal komunikasi. Oleh karena itu seluruh alat komunikasi
yang menggunakan sinyal elektromagnetik tidak bisa berfungsi dengan baik.
Ilmuwan
Amerika baru-baru ini memperingatkan bahwa pada tahun 2012 bumi akan mengalami
badai matahari dahsyat (Solar Blast), daya rusakanya akan jauh lebih besar dari
badai angin “Katrina”, dan hampir semua manusia di bumi tidak akan dapat
melepaskan diri dari dampak bencananya. Tanpa mempedulikan ramalan tentang
datangnya kiamat pada tahun 2012, para ilmuwan awalnya sepakat bahwa pada tahun
tersebut memang bakalan terjadi badai matahari. Namun, perkiraan itu belakangan
bergeser, karena bintik hitam matahari sampai sekarang belum muncul.
Bintik hitam
atau secara ilmiah dinamai sunspot adalah tanda-tanda adanya aktivitas
matahari. Banyaknya sunspot yang mengandung medan magnet akan menciptakan
ledakan sehingga aktivitas matahari dianggap telah mencapai puncaknya. Radiasi
gelombang elektromagnetik yang disemburkan oleh ledakan itu dapat mencapai bumi
yang berjarak 150 juta Km dari matahari.
Sesuai
siklus 11 tahunan matahari, puncak aktivitas matahari akan sampai pada siklus
ke-24 pada 2012 nanti. Karena itu, para ilmuwan memperkirakan sunspot akan
mulai muncul pada 2007 lalu dan bertambah banyak pada tahun-tahun sesudahnya.
Namun ternyata sebagian peneliti melihat sekarang ini belum muncul bintik
hitamnya itu, kata Sri Kaloka Prabotosari, Kepala Pusat Pemanfaatan Sains
Antariksa (Pusfatsainsa) Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (Lapan).
Menurut ahli
lain dari LAPAN, bahwa badai Matahari akan terjadi ketika adanya flare dan
Corona Mass Ejection (CME). Flare adalah ledakan besar di atmosfer Matahari
yang dahsyatnya menyamai 66 juta kali ledakan bom atom Hiroshima . Sedang CME
adalah sejenis ledakan sangat besar yang menyebabkan lontaran partikel-partikel
berkecepatan tinggi yakni sekitar 400 km/detik. Fenomena ini masih
dipertanyakan kejelasannya. Apakah benar tanda titik hitam ini yang membuat
matahari menjadi mempunyai gejala-gejala yang sulit untuk kita pelajari.
Membuat para ahli astronomi bingung dibuatnya.
Gangguan
cuaca Matahari ini dapat mempengaruhi kondisi muatan antariksa hingga
mempengaruhi magnet Bumi, selanjutnya berdampak pada sistem kelistrikan,
transportasi yang mengandalkan satelit navigasi global positioning system
(GPS), dan sistem komunikasi yang menggunakan satelit komunikasi dan gelombang
frekuensi tinggi (HF), serta dapat membahayakan kesehatan atau kehidupan
manusia, misal karena magnet Bumi terganggu, maka alat pacu jantung juga akan
terganggu. Menurut penelitiannya, solar storm berpotensi mengganggu 7 persen
sambungan telekomunikasi. Bahkan solar storm dengan energi yang lebih kuat
dapat menimbulkan kerusakan yang cukup parah. Apalagi terhadap perangkat GPS.
Kabarnya solar storm juga berpotensi merusak sinyal satelit yang biasa
digunakan untuk membantu pencarian lokasi karena GPS receiver tidak akan mampu
mencari sinyal satelit yang terhalang oleh radiasi solar storm. Efek solar
storm ini dikabarkan akan berlangsung hingga berhari-hari.
Berdasarkan
akibat-akibat yang ditimbulkannya, maka sangat penting bagi manusia untuk
mempelajari matahari, terutama untuk mengantisipasi dampak-dampak buruk yang
dapat diakibatkan oleh aktivitasnya.
PROSES
TERJADINYA BADAI MATAHARI
Salah satu
indikator aktivitas matahari adalah munculnya bintik-bintik hitam di permukaan
matahari yang disebut sebagai bintik matahari atau sunspot. Bintik matahari
adalah suatu daerah di fotosfer matahari yang mempunyai temperatur lebih rendah
dari pada sekelilingnya sehingga tampak gelap. Banyaknya bintik matahari
menunjukkan tingkat keaktifan matahari. Makin banyak bintik yang muncul
menandakan bahwa matahari makin aktif. Walaupun para ahli tidak mengetahui
persis penyebab Sun- Spot, dapat dipercaya bahwa mereka dibangkitkan oleh medan
magnetik yang sangat besar yang berasal dari dalam matahari. Para ahli juga
tidak mengetahui mengapa dapat terjadi medan magnet dekat pusat matahari itu
berubah secara siklus atau berulang. Medan magnetik matahari dibangkitkan di
bagian dalam matahari, di lapisan tachocline. Medan magnetik terbentuk akibat
aliran ion dan elektron yang bermuatan. Siklus bintik juga merupakan akibat
dari medan magnetik matahari yang berubah. Medan magnetik yang berhubungan
dengan Sun-Spot mempunyai kecenderungan memegang partikel dan gas sekelilingnya
yang menyebabkan pergerakan melingkar yang relatip stabil, yang sangat jauh
berbeda dengan gerak gejolak gas-gas di bagian lain dari permukaan matahari.
Akibat pergerakan yang relatip stabil ini temperatur Sun-Spot lebih rendah dari
pada temperatur sekelilingnya sehingga membuat Sun-Spot kelihatan lebih gelap
dibanding bagian tenang di matahari. Medan magnet pada sunspot menghalangi
konveksi, sehingga transport energi secara konvektif dari bagian dalam matahari
menjadi terhalang.
Medan
magnetik dan gas gas yang terionisasi berinteraksi untuk membangkitkan daerah
aktif matahari. Medan magnetik yang sangat kuat menyebabkan aliran gas
difotosfir menyebabkan noda matahari. Tampak gelap yang telihat pada bintik
hitam matahari disebabkan karena energi yang ada di sunspot itu tidak bisa
dilepaskan. Karena kuatnya medan magnet pula, badai matahari akan berhembus
dari daerah sunspot tersebut. Makin banyak bintik-bintik hitam di matahari,
makin besar pula potensi terjadinya badai matahari.
Sebagai
pusat peredaran planet-planet di tata surya, matahari merupakan sumber energi
bagi makhluk di bumi. Energi itu dihasilkan dari reaksi termonuklir untuk
mengubah hidrogen menjadi helium yang terjadi di dekat inti matahari. Suhu di
bagian pusat matahari yang terdiri dari gas berkerapatan 100 kali kerapatan air
di bumi itu, mencapai 15 juta derajat Celsius.
Dari hasil
penelitian para ilmuwan tampak bahwa makin tinggi aktivitas matahari, yang
ditunjukkan dengan makin banyaknya bintik, makin besar pula iradiasi matahari,
dan sebaliknya. Padahal bintik matahari ini merupakan penghalang aliran panas
dari lapisan di bawahnya, sehingga mestinya radiasi yang terpancar makin kecil.
Karena hal yang terjadi adalah sebaliknya, maka mestinya aliran panas ini dialihkan
ke tempat lain dan muncul di daerah-daerah yang temperaturnya menjadi lebih
tinggi. Fotometri daerah aktif yang dilakukan oleh ilmuwan Hirayama dan Okamoto
tidak berhasil melakukan pencarian daerah-daerah ini di sekitar bintik
matahari. Bila aktivitas matahari dikaitkan dengan fluks magnetik, maka
sebenarnya ada dua tampakan di permukaan matahari yang berbeda. Dari titik
pandang fisika matahari, fluks magnetik muncul dalam dua struktur yang berbeda,
satu gelap dan satunya lagi terang, dengan kerapatan fluks yang berbeda pula.
Tampakan gelap disebut sebagai sunspot, seperti yang telah disinggung
sebelumnya, sedangkan tampakan terang disebut sebagai fakula. Berlawanan dengan
bintik matahari, fakula adalah tampakan terang yang berhubungan dengan medan magnetik
di matahari. Sebuah penelitian menyebutkan bahwa bahwa pada umumnya luas fakula
yang teramati lebih besar dari pada luas total bintik matahari. Satuan luasnya
adalah sepersejuta hemisfer (permukaan) matahari.
Ini yang
menyebabkan iradiasi matahari makin tinggi walaupun jumlah bintik matahari yang
muncul makin banyak. Disebutkan juga bahwa defisit energi oleh bintik matahari
ternyata lebih kecil dari pada ekses energi yang diberikan oleh fakula. Oleh
sebab itu makin banyak bintik yang muncul, iradiasi matahari juga lebih tinggi.
Secara fisis proses pemindahan energi ini masih belum diketahui secara pasti,
apakah ada selang waktu antara emisi energi oleh bintik dan fakula.
Pada saat
puncak aktivitas tersebut, bintik matahari meningkat jumlahnya akibat aktivitas
magnetiknya dan mendadak berpengaruh terhadap ruang antar planet. Pada
saat-saat itu frekuensi kejadian lontaran partikel berenergi tinggi dan emisi
gelombang elektromagnetik berupa percikannya juga meningkat sehingga terjadi
badai matahari. Pelontaran partikel disebabkan oleh garis-garis gaya magnetik
matahari yang tidak teratur. Badai Matahari terjadi ketika muncul flare dan
Coronal Mass Ejection (CME). Flare adalah ledakan besar di atmosfer Matahari
yang dayanya setara dengan 66 juta kali ledakan bom atom Hiroshima. Pada
umumnya flare terjadi di daerah aktif di matahari, yaitu di sekitar bintik
matahari.
Ketika badai
matahari terjadi, partikel kecepatan tinggi serta aliran ion yang terbentuk
oleh partikel bermuatan listrik yang dipancarkan secara besar-besaran oleh
matahari akan berpengaruh terhadap lapisan medan magnit bumi, ionosfir serta
kondisi atmosfir netral. Ledakan ini dapat menyebabkan timbulnya awan masif
yang sangat panas sering disebut sebagai CME (Coronal Mass Ejection). Timbulnya
awan masif ini menyemburkan medan magnetik yang amat sangat tinggi. Pada saat
bintik ini muncul, maka bisa dipastikan bahwa aktivitas medan magnetik menjadi
sangat tinggi dan efeknya dapat mencapai bumi. Fenomena ini dapat muncul dengan
pola 11 tahun sekali, dan CME dapat menyembur dengan kecepatan hingga jutaan
mil per jam. berdasarkan perhitungan para ahli, waktu agar partikel partikel
tersebut mencapai bumi adalah sekitar 5 hari dari waktu kejadian. Partikel itu
sendiri tidak dapat dengan mudah untuk memasuki permukaan bumi, hal ini
dikarenakan bumi masih memiliki lapisan magnetosfer yang berlapis lapis.
sehingga partikel ini hanya dapat masuk melalui celah kecil di kutub utara dan
kutub selatan. jika partikel itu masuk ke bumi maka ia akan terionisasi di atmosfer
dan membentuk tirai cahaya raksasa yang warna-warni dan dikenal sebagai aurora.
Memang sangat indah bentuknya, namun efek yang ditimbulkan sangat besar.
PENGARUH
BADAI MATAHARI TERHADAP KEHIDUPAN DI BUMI
Matahari
membangkitkan energinya dipusatnya, dengan melakukan rekasi nuklir, merubah
inti hidrogen menjadi helium dan seterusnya, sehingga dapat dikatakan sebagai
laboratorium fisika yang sangat besar. Energi yang dibangkitkan ini kemudaian
akan dipancarkan keluar. Energi ini juga akan sampai di bumi, dan akan sangat
mempenaruhi lingkungan bumi. Perubahan iklim dalam jangka panjang ditengarai
juga merupakan akibat aktivitas matahari ini.
Sejumlah
partikel berenergi yang dilepaskan dari matahari, baik itu berupa angin surya,
lontaran massa korona (CME), maupun flare dapat mempengaruhi lingkungan bumi,
baik secara langsung maupun tidak langsung. Komunikasi yang memanfaatkan
lapisan ionosfer bumi, yaitu komunikasi radio frekuensi tinggi dan navigasi
berbasis satelit, juga akan terganggu. Survey geomagnet yang seringkali
digunakan untuk mencari sumber-sumber mineral juga terpengaruh. Aurora yang
terjadi di kutub juga merupakan akibat dari aktivitas matahari.
Flare yang
mengeluarkan partikel kecepatan tinggi dalam badai matahari menyebabkan
timbulnya tekanan pada magnetosfer bumi hingga mengakibatkan badai magnetik di
bumi terganggu. Fenomena ini mengganggu komunikasi radio dan membuat jarum
kompas berputar liar di bumi. Bintik hitam matahari dan flare, menurut Sri
Kaloka, Kepala Pusat Pengamatan Dirgantara Lembaga Penerbangan dan Antariksa
Nasional (Lapan), telah menimbulkan dampak berarti di beberapa wilayah di bumi,
terutama di lintang tinggi karena meningkatnya elektron di lapisan ionosfer.
Tahun 1980-an, misalnya, pembangkit listrik di Quebec, Kanada, padam akibat
terpengaruh badai matahari. Partikel matahari yang masuk ke bumi menyebabkan
induksi pada trafo. Induksi, atau peningkatan muatan listrik tiba-tiba,
membakar trafo secara masif sehingga jaringan listrik mati total. Menurut
Thomas, sejauh ini, belum ada laporan pengaruh badai itu pada peralatan
elektronik selain trafo listrik.
Badai
matahari tidak berdampak langsung pada manusia, namun tetap berdampak pada
benda-benda astronomi yang berada di sekitarnya. Gangguan yang perlu dicermati
hanya pada sistem teknologi yang ditempatkan di antariksa seperti satelit
komunikasi dan navigasi serta sistem teknologi di bumi yang rentan terhadap
induksi partikel energetik dari matahari yang masuk ke bumi lewat kutub. Bila
terjadi badai matahari potensi bahaya kemungkinan rusaknya atau terganggunya
satelit yang mengakibatkan antara lain gangguan telepon, siaran TV yang
memanfaatkan satelit, serta jaringan ATM. Selain itu, navigasi pada sistem
penerima global positioning system (GPS) frekuensi tunggal dan siaran radio
gelombang pendek juga bakal terganggu akibat adanya gangguan ionosfer.
Gangguan di
lapisan ionosfer di ketinggian 60 km-6.000 km dari permukaan bumi ini juga
menyebabkan kekacauan dalam penyampaian sinyal komunikasi frekuensi tinggi,
yang menggunakan lapisan itu sebagai media pemantul sinyal. Sistem navigasi
dengan satelit global positioning sistem menjadi tidak akurat.
Cara hidup
modern secara berlebihan yang sangat tergantung pada ilmu pengetahuan dan teknologi,
secara tidak sengaja membuat kita lebih banyak terperangkap dalam suatu kondisi
yang super berbahaya. Plasma balls yang dipancarkan dalam letusan permukaan
matahari mungkin bisa menghancurkan jaringan listrik kita, sehingga
mengakibatkan bencana dahsyat.
Namun
demikian, ada beberapa ahli yang menyatakan pandangan yang berbeda, mereka
mempertimbangkan dampak badai matahari terutama terkonsentrasi di luar ruang
angkasa, dan karena efek rintangan medan magnetik bumi dan atmosfir, pengaruh
gangguannya tidak akan terlalu nyata terhadap kehidupan di bumi. Para ahli
mengatakan, ketika aktivitas badai matahari aktif, akan terus menerus terjadi
pembakaran dan peledakan pada sunspot, pada saat sejumlah besar sinar
ultraviolet dilepaskan akan menyebabkan densitas lapisan ionosfir di atas
angkasa bumi meningkat mendadak, menyerap habis energi gelombang pendek,
sehingga gelombang pendek sinyal radio terganggu. Tetapi ponsel yang digunakan
dalam kehidupan sehari-hari, termasuk transmisi sinyal radio tidak melalui lapisan
ionosfir, sehingga pada umumnya dampak badai matahari terhadap komunikasi di
permukaan bumi tidak akan signifikan. Secara teori, pada umumnya intensitas
badai matahari tidak akan bisa menerobos perlindungan atmosfer dan medan
magnetik bumi, hingga secara fatal mengancam spesies yang berada di bumi.
Tetapi untuk badai matahari tahun 2012 para ahli khawatir mungkin menjadi
pengecualian.
Para ahli
yang mengeluarkan peringatan mengatakan, dampak badai matahari pada bumi
kemungkinan adalah efek domino. Coba pikirkan, bila jaringan listrik menjadi
rapuh dan tidak stabil, hal-hal yang berhubungan dengan bisnis pasokan listrik
juga akan menjadi korban: peralatan refrigeration berhenti, makanan dan
obat-obatan yang tersimpan dalam ruang berpendingin dalam jumlah besar akan
kehi-langan kondisi penyimpanan dan rusak; pompa tiba-tiba berhenti berfungsi,
air minum pada masyarakat akan menjadi masalah. Selain itu, karena gangguan
pada sinyal satelit, sistem posisi GPS akan menjadi sampah. Sebenarnya pada
awal 1859 pernah terjadi kasus serupa, peledakan badai matahari saat itu bahkan
me-ngakibatkan jaringan telegram terbakar rusak. Tentu saja sekarang ini di
bumi sudah dipenuhi oleh fasilitas kabel dan nirkabel, tetapi fasilitas ini
sulit menahan ujian badai matahari.
Ketika badai
matahari kuat menyerang, umat manusia di bumi akan menghadapi dua masalah
besar. Pertama, adalah tentang masalah jaringan listrik modern sekarang.
Jaringan listrik modern sekarang pada umumnya menggunakan tegangan tinggi untuk
mencakup daerah lebih luas, ini akan memungkinkan operasi jaringan listrik
lebih efisien, Anda bisa mengurangi kerugian selama transmisi listrik, juga
kerugian listrik karena produksi yang berlebihan. Namun, secara bersama ia juga
menjadi lebih rentan terhadap serangan cuaca ruang angkasa. transmisi jaringan
akan menjadi sangat rentan dan tidak stabil, atau bahkan mungkin menyebabkan
terhenti secara total. Dan ini hanya merupakan efek domino yang pertama,
selanjutnya mungkin juga akan menyebabkan lalu lintas lumpuh, komunikasi
terputus, industri keuangan runtuh dan fasilitas umum kacau; pompa berhenti
menyebabkan pasokan air minum terputus, kurangnya fasilitas pendingin, makanan
dan obat-obatan sulit disimpan secara efektif. Para ilmuwan telah memperkirakan
bila ada intensitas badai matahari kuat mungkin dapat menyebabkan kerugian
sosial dan ekonomi manusia, hanya pada tahun pertama saja kerugiannya mencapai
1-2 triliun dollar AS, sementara pemulihan dan rekonstruksinya diperlukan
setidaknya 4-10 tahun.
Isu yang
kedua adalah tentang masalah sistem jaringan listrik yang saling ketergantungan
yang dukungan kehidupan modern kita, seperti masalah air dan penanganan limbah,
masalah infrastruktur logistik supermarket, masalah pengendalian gardu listrik,
pasar keuangan dan lainnya yang tergantung pada listrik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar