Catat hari dan tanggalnya: Selasa 15 April 2014. Inilah saat dua raksasa langit kembali menyejajarkan diri dalam satu garis lurus dari segenap arah, setidaknya dalam perspektif kita yang tinggal di Bumi. Keduanya adalah Bulan dan Matahari. Dan planet biru tempat tinggal kita pun tak mau kalah, juga menempatkan dirinya di garis lurus yang sama dengan menyelipkan diri di antara Bulan dan Matahari. Saat hal itu terjadi, praktis Bulan (yang sedang menyandang status purnama) mendadak kehilangan pancaran sinar Matahari kearahnya untuk sementara. Inilah Gerhana Bulan, peristiwa langit yang sarat makna baik dari sisi ilmiah, agama maupun budaya.
[caption id="attachment_331460" align="alignnone" width="575" caption="Gambar 1. Wajah Bulan dalam puncak Gerhana Bulan Total 30 Januari 1972. Berlawanan dengan persepsi umum, pada saat puncak Gerhana Bulan Total, cakram Bulan tak sepenuhnya lenyap dari pandangan mata melainkan hanya lebih redup dan diselubungi warna kemerahan (merah darah). Sumber: Keen, 2008. "][/caption]
Sebuah peristiwa gerhana Bulan pada dasarnya terjadi seiring perputaran Bulan mengelilingi Bumi dalam orbitnya yang tidak berimpit dengan ekliptika (bidang orbit Bumi dalam mengelilingi Matahari), melainkan menyudut (berinklinasi). Inklinasi orbit Bulan adalah sebesar 5 derajat. Inilah yang menyebabkan Bulan tak selalu mengalami gerhana Bulan di setiap kesempatan purnamanya. Hanya pada saat-saat tertentu dimana Bulan purnama menempati salah satu dari kedua titik nodalnya, yakni titik potong orbit Bulan terhadap ekliptika, sajalah gerhana Bulan bisa terjadi. Seiring revolusi Bulan mengelilingi Bumi, maka titik-titik nodalnya pun turut mengalami revolusi. Namun setiap 6.585,3 hari sekali titik nodal tersebut akan kembali menempati posisi yang hampir sama sehingga bila terjadi gerhana Bulan maka geometri gerhananya pun hampir sama. Inilah siklus Saros. Maka dapat dikatakan bahwa Gerhana Bulan 15 April 2014 merupakan perulangan dari peristiwa 18 tahun 11 1/3 hari silam, yakni Gerhana Bulan 4 April 1996.
Indonesia
[caption id="attachment_331461" align="alignnone" width="521" caption="Gambar 2. Diagram sederhana sebuah Gerhana Bulan. Bilamana Bulan bergerak dalam lintasan 1, maka yang terjadi adalah Gerhana Bulan Total. Sementara bila Bulan bergerak dalam lintasan 2, akan terjadi Gerhana Bulan Parsial. Sumber: Sudibyo, 2014. "]
Gerhana Bulan 15 April 2014 merupakan Gerhana Bulan Total (GBT), dimana Bulan tak terkena sinar Matahari secara langsung pada saat puncak gerhananya. Perhitungan dengan algoritma gerhana Jean Meeus memperlihatkan gerhana ini akan dimulai pada pukul 11:54 WIB saat terjadi kontak awal penumbra (P1). Selanjutnya disusul dengan kontak awal umbra (U1) pada pukul 12:58 WIB. Puncak gerhana bakal dicapai pada pukul 14:47 WIB. Pada saat puncak, magnitudo gerhana adalah 1,295 yang bermakna diameter sudut lingkaran umbra (bayangan inti) adalah 1,295 kali lipat diameter sudut Bulan. Dengan diameter sudut Bulan pada saat itu adalah 30,72 menit busur (0,51 derajat) maka diameter sudut lingkaran umbra adalah 39,78 menit busur (0,66 derajat). Dengan diameter sebesar itu maka totalitas gerhana, yakni durasi tatkala Bulan benar-benar tak terpapar sinar Matahari secara langsung, adalah sebesar 38 menit. Setelah puncak gerhana terlewati, maka berangsur-angsur Bulan mulai keluar dari lingkaran umbra sampai berujung pada terjadinya kontak akhir umbra (U4) pada pukul 16:33 WIB. Selepas Bulan keluar dari lingkaran umbra, maka tinggal lingkaran penumbra (bayangan tambahan) yang harus dilewati Bulan hingga saat terjadi kontak akhir penumbra (P4) pada pukul 17:37 WIB.
Jika dihitung dari saat Bulan memasuki lingkaran penumbra, maka durasi Gerhana Bulan Total ini adalah sebesar 5 jam 43 menit. Sebaliknya Bulan berada dalam lingkaran umbra hanya selama 3 jam 35 menit. Pada dasarnya kita lebih mudah melihat Bulan secara kasat mata (tanpa bantuan alat optik apapun) sedang mengalami gerhana hanya pada saat Bulan berada di dalam lingkaran umbra, sehingga hanya selama 3 jam 35 menit itu saja kita menyaksikan gerhana. Sementara di sisa waktu berikutnya (yakni 2 jam 8 menit), Bulan berada dalam status gerhana namun secara kasat mata kita hanya akan melihatnya sebagai Bulan yang nyaris bundar utuh sebagai ciri khas purnama. Sebab pada saat itu Bulan berada dalam lingkaran penumbra. Hanya dengan menggunakan alat bantu optik yang memadai (misalnya teleskop dilengkapi kamera tertentu) maka gerhana Bulan pada saat penumbra dapat kita saksikan.
[caption id="attachment_331463" align="alignnone" width="630" caption="Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 secara global. A = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana secara penuh di setiap tahapnya, B1 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbit, B2 = wilayah yang hanya dapat menyaksikan sebagian tahap gerhana kala Bulan terbenam, C = wilayah yang tak dapat menyaksikan gerhana sama sekali. Sumber: Sudibyo, 2014. "]
Dalam lingkup global, Gerhana Bulan Total ini akan bisa disaksikan mulai dari sebagian Eropa, sebagian Afrika, sebagian Asia serta seluruh Amerika dan Australia. Namun wilayah yang dapat menyaksikan gerhana ini secara penuh dalam setiap tahapnya tanpa terganggu aktivitas terbit ataupun terbenamnya Bulan hanyalah sebagian besar daratan Amerika yang meliputi sebagian besar Canada, hampir seluruh Amerika Serikat, hampir seluruh Amerika Tengah (terkecuali Kuba dan sekitarnya) dan pantai barat Amerika Selatan.
Indonesia dilintasi garis U4 mulai dari pulau Halmahera di utara hingga pulau Timor di selatan. Sementara garis P4 membelah pulau Kalimantan di utara hingga Jawa di selatan. Karena itu sebagian kawasan Indonesia secara teknis tercakup ke dalam wilayah gerhana. Terkecuali seluruh pulau Sumatra, pulau Jawa bagian barat (meliputi propinsi Banten, DKI Jakarta, Jawa Barat dan sebagian Jawa Tengah) dan pulau Kalimantan bagian barat (meliputi sebagian propinsi Kalimantan Barat dan sebagian Kalimantan Tengah) yang harus gigit jari karena berada di luar wilayah gerhana.
[caption id="attachment_331466" align="alignnone" width="607" caption="Gambar 4. Peta wilayah Gerhana Bulan Total 15 April 2014 untuk Indonesia. Garis U4 adalah garis dimana kontak akhir umbra bertepatan dengan saat Bulan terbit setempat, sementara garis P4 adalah garis saat kontak akhir penumbra bertepatan dengan saat Bulan terbit setempat. B1-U = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana semenjak Bulan terbit hingga akhir gerhana baik secara kasat mata (umbra) maupun tidak (penumbra). B1-P = wilayah yang dapat menyaksikan gerhana sejak Bulan terbit hingga akhir gerhana hanya secara tak kasat mata (penumbra). Dan C = wilayah yang tak dapat menyaksikan gerhana sama sekali. Sumber: Sudibyo, 2014. "]
Secara teknis Gerhana Bulan Total ini akan terlihat secara kasat mata di propinsi Papua, Irian Jaya Barat, Maluku (sebagian besar), Maluku Utara (sebagian) dan Nusa Tenggara Timur (sebagian kecil). Tempat-tempat tersebut berada dalam zona umbra. Namun di sini gerhana takkan dapat dinikmati secara utuh karena saat sebagian tahap gerhana sudah dimulai, Bulan belum terbit di horizon timur setempat. Sementara propinsi Maluku (sebagian kecil), Maluku Utara (sebagian), Sulawesi Utara, Gorontalo, Sulawesi tengah, Sulawesi Barat, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Selatan, Bali, Nusa Tenggara Barat, Nusa tenggara Timur (sebagian besar), Kalimantan Utara, Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan, Kalimantan Tengah (sebagian), Kalimantan Barat (sebagian), Jawa Timur, DIY dan Jawa Tengah (sebagian) akan berada dalam zona penumbra sehingga butuh alat bantu berkualitas baik untuk dapat menikmati gerhana. Dan seperti halnya zona umbra di Indonesia bagian timur, zona penumbra ini pun takkan menikmati gerhana secara utuh karena sebagian tahapnya sudah berlangsung kala Bulan belum terbit di horizon timur setempat.
Tau
Dalam persepsi umum, tatkala Gerhana Bulan Total terjadi maka sinar Matahari yang seharusnya jatuh ke permukaan Bulan benar-benar terhalangi oleh Bumi. Sebenarnya tidak demikian. Yang benar-benar terhalangi hanyalah sinar Matahari langsung. Sementara sinar Matahari tak langsung, yakni yang menuju ke Bumi namun bersinggungan dengan tepi cakram Bumi sehingga dipaksa melewati lapisan atmosfer Bumi, ternyata dapat dibiaskan demikian rupa sehingga akan jatuh ke permukaan Bulan. Bahkan tatkala puncak gerhana sekalipun. Fenomena ini sudah disadari oleh Kepler pada empat abad silam. Saat berkas sinar Matahari (yang berwarna putih) melewati atmosfer Bumi khususnya lapisan troposfer dan stratosfer bawah (di bawah lapisan ozon) yang penuh uap air dan partikulat, maka ia diperlakukan demikian rupa sehingga cahaya kebiruan dihamburkan. Sisanya yang didominasi cahaya kemerahan bakal dibiaskan untuk kemudian diteruskan menuju ke dalam kerucut umbra. Dan tatkala terjadi Gerhana Bulan Total, cahaya kemerahan itu pun jatuh ke permukaan Bulan. Karena itu, pada saat puncak gerhana Bulan Total terjadi, Bulan justru masih bisa dilihat sebagai benda langit berwarna kemerahan (merah darah) nan redup.
[caption id="attachment_331469" align="alignnone" width="649" caption="Gambar 5. Diagram sederhana yang memperlihatkan bagaimana sinar Matahari yang didominasi cahaya kemerahan tetap dapat tiba di Bulan meskipun sedang dalam puncak Gerhana Bulan Total. Sumber: Keen, 2008 dengan modifikasi seperlunya. "]
Permasalahannya situasi tersebut di atas hanya terjadi bilamana atmosfer dalam kondisi "bersih." Jika terjadi pencemaran aerosol dalam jumlah besar, maka terjadi penyerapan sinar Matahari demikian rupa sehingga intensitas cahaya kemerahan yang hendak diteruskan ke Bulan pun jauh lebih kecil dibanding jika atmosfer dalam kondisi "bersih." Secara alamiah biang keladi aerosol pengotor atmosfer tersebut bersumber dari letusan dahsyat gunung berapi maupun tumbukan benda langit (komet/asteroid) berdiameter besar (lebih dari 1.000 meter). Terdapat juga sumber aerosol pengotor bikinan manusia, yakni bilamana seluruh hululedak nuklir yang ada diletuskan secara beruntun dalam rentang waktu tertentu yang pendek pada sebuah skenario perang nuklir ugal-ugalan.
Pengurangan intensitas cahaya yang diteruskan ke Bulan membuat Bulan nampak jauh gelap/redup pada saat puncak gerhana. Warna merah darah yang dijumpai saat puncak gerhana bahkan bisa lenyap. Dengan mengukur kecerlangan Bulan pada saat puncak gerhana (menggunakan instrumen seperti fotometer) dan membandingkannya dengan kecerlangan Bulan hasil perhitungan (dalam kondisi troposfer "bersih") maka dapat diketahui kuantitas aerosol pengotor di atmosfer yang dinyatakan sebagai parameter tau (optical depth). Bilamana atmosfer dalam kondisi "bersih" maka parameter tau bernilai sekitar 0,01. Letusan dahsyat gunung berapi, tumbukan benda langit maupun skenario perang nuklir akan menginjeksikan aerosol asam sulfat dalam jumlah luar biasa banyak ke dalam lapisan troposfer dan stratosfer, sehingga nilai tau akan lebih besar dibanding 0,01. Pada dasarnya semakin besar nilai tau, maka semakin sedikit pancaran sinar Matahari yang diterima permukaan Bumi dan konsekuensinya bakal terjadi pendinginan global (dimana suhu rata-rata permukaan Bumi akan lebih rendah dibanding sebelumnya). Konsensus IPCC (International Panel for Climate Change) 2001 menyepakati setiap kenaikan nilai tau sebesar 0,1 akan berkorespondensi dengan pendinginan global sebesar 0,4 derajat Celcius.
[caption id="attachment_331470" align="alignnone" width="612" caption="Gambar 6. Wajah Bulan pada saat puncak tiga Gerhana Bulan Total berbeda, masing-masing 30 November 1963 pasca Letusan Agung (kiri), 30 Desember 1982 pasca Letusan el-Chichon (tengah) dan 9 Desember 1992 pasca Letusan Pinatubo (kanan). Pasca letusan Agung, gerhana menghasilkan Bulan sangat redup kala puncak dan menjadi Bulan tergelap semenjak 1816. Bulan sangat redup saat puncak gerhana juga dijumpai pasca letusan el-Chichon, membuat kamera harus disetel pada exposure time cukup lama sehingga bintang-bintang di latar belakang Bulan nampak sebagai garis cahaya. Dan pasca letusan Pinatubo, Bulan tak hanya sangat redup di saat puncak gerhana, namun juga berwarna kebiru-biruan. Ini akibat sangat kotornya atmosfers ehingga cahaya kemerahan diserap aerosol dalam jumlah besar. Akibatnya hanya sinar Matahari yang lewat di puncak lapisan stratosfer saja yang bisa diteruskan ke Bulan, dimana berkas sinar harus melalui lapisan Ozon yang menyerap cahaya kemerahan sehingga hanya tersisa cahaya kebiruan. Sumber: Keen, 2008"]
Pengukuran nilai tau memanfaatkan peristiwa Gerhana Bulan Total telah dilakukan sejak 1963 kala Gunung Agung (Indonesia) meletus. Sebaran aerosol Agung menyebabkan Bulan yang cukup redup, bahkan tergolong paling redup semenjak 1816. Catatan dramatis diperlihatkan Richard Keen dkk dalam tim LUNACE (Lunar Aerosol Climate Experiment) semenjak 1980 hingga sekarang, yang memperlihatkan dampak letusan Gunung el-Chichon (Meksiko) dan Pinatubo (Filipina). Letusan el-Chichon 1982 (skala 5 VEI, rempah letusan 2 kilometer kubik) membentuk aerosol dalam lapisan troposfer dan stratosfer dengan nilai tau 0,09. Sementara Letusan Pinatubo 1991 (skala 6 VEI, rempah letusan 11 kilometer kubik) menghasilkan aerosol dengan nilai tau 0,15. Dengan demikian Letusan el-Chichon 1982 dan Letusan Pinatubo 1991 berkorespondensi dengan pendinginan global sebesar masing-masing 0,4 dan 0,6 derajat Celcius. Maka kedua letusan dahsyat itu cukup signifikan dalam mendinginkan Bumi sekaligus mengerem laju pemanasan global termasuk akibat ulah manusia, meski hanya untuk sementara. Andaikata kedua gunung berapi tersebut tidak meletus dahsyat, maka intensitas pemanasan global sebagai kombinasi dari ulah manusia, aktivitas Matahari, el-Nino dan osilasi Atlantik bakal lebih tinggi dibanding yang kita rasakan saat ini.
[caption id="attachment_331471" align="alignnone" width="565" caption="Gambar 7. Betapa dramatisnya wajah Bulan yang terlihat pada saat puncak Gerhana Bulan Total 30 Januari 1972 kala atmosfer "]
Kelud
Tepat dua bulan kalender sebelum Gerhana Bulan Total 15 April 2014 terjadi, Gunung Kelud (Jawa Timur) meletus besar . Inilah letusan terbesar yang pernah disaksikan Indonesia dalam kurun 3,5 tahun terakhir setelah Letusan Merapi 2010. Sedikitnya 0,12 kilometer kubik (120 juta meter kubik) rempah letusan disemburkan dalam letusan bertipe Plinian hingga setinggi 26 km dari paras laut (dpl). Dengan demikian rempah letusan Kelud diinjeksikan hingga jauh memasuki lapisan stratosfer. Berapa banyak aerosol yang terbentuk? Dan apakah jumlahnya cukup signifikan ? Itulah yang ingin diketahui.
Di atas kertas Letusan Kelud 2014 memproduksi 1,4 juta ton aerosol, jumlah yang tergolong kecil bila dibandingkan dengan Letusan el-Chichon 1982 maupun Letusan Pinatubo 1991. Aerosol sejumlah itu akan berkorelasi dengan nilai tau sebesar 0,009. Nilai tersebut berada di sekitar nilai tau rata-rata untuk atmosfer "bersih", yakni 0,01. Sehingga kecil kemungkinannya Letusan Kelud 2014 mampu menyebabkan pendinginan global (jjika hanya memperhitungkan Letusan Kelud 2014 saja). Namun benarkah demikian? Gerhana Bulan Total 15 April 2014 menjadi salah satu cara untuk menguji perhitungan-perhitungan di atas kertas tersebut. Mari kita tunggu apakah Bulan dalam puncak gerhananya akan lebih redup sehingga warna merah darahnya kurang dominan? Ataukah akan sama cerlangnya dengan Bulan pada puncak Gerhana Bulan Total 16 Juni 2011 yang terjadi pasca Letusan Merapi 2010 ?
[caption id="attachment_331472" align="alignnone" width="648" caption="Gambar 8. Kawah baru di Gunung Kelud yang terbentuk pasca letusan besar pada 13-14 Februari 2014 lalu, diabadikan dengan pesawat udara nir-awak (PUNA). Bagaimana dampak letusan besar tersebut terhadap iklim Bumi masih diselidiki dengan berbagai cara, termasuk melalui peristiwa Gerhana Bulan Total 15 April 2014. Sumber: PVMBG, 2014. "]
Terlepas dari apapun hasilnya, cukup mengagumkan bahwa peristiwa Gerhana Bulan Total tak hanya sekedar peristiwa langit yang mengesankan dan enak dipandang. Namun ia juga sarat makna dan manfaat. Kini manfaatnya bertambah satu lagi, dimana Gerhana Bulan Total memungkinkan kita untuk mengukur kualitas atmosfer Bumi dalam hubungannya dengan perubahan iklim dalam rupa pemanasan maupun pendinginan global.
Referensi:1. Keen. 2008. Volcanoes and Climate Change since 1960, What Does the Moon Have to Say? Atmospheric & Oceanic Sciences, Univ. of Colorado, Boulder.
2. Hofmann dkk. 2003. Surface-based Observations of Volcanic Emission to the Stratosphere. Volcanism & the Earth's Atmosphere, Geophysical Monograph 139, American Geophysical Union.
