Ledakan Nova Membersihkan Debu di Sekelilingnya

Keck Interferometer di W.M Keck Observatory, Mauna Kea Hawaii berhasil mengamati ledakan bintang yang dikenal dengan nama nova dan berhasil memberikan informasi yang cukup spesifik tentang kejadian ini. Pengamatan dilakukan oleh Keck Interferometer dengan menggabungkan 2 teleskop Keck 10 meter menjadi sebuah megateleskop tunggal. Dalam pengamatan ini, Keck Interferometer menggunakan mode null untuk mengambil data nova yang dikenal dengan nama RS Ophiuchi.

Dengan mode “nulling”, Keck Interferometer menekan cahaya dengan kecerlangan yang sangat tinggi dari bintang, sehingga para pengamat bisa mempelajari area disekitarnya. Instrumen ini membantu para pengamat untuk mengamati objek redup yang berada di dekat sumber yang terang.

Nulling mode ini dibangun untuk pencarian area debu di sekitar bintang, di daerah planet mungkin akan terbentuk. Dengan mode ini, cahaya yang cerlang dari bintang akan diblok. Data nova diambil oleh tim dari NASA JPL, sedangkan pengolahan data dilakukan oleh Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

Ledakan bintang katai putih RS Oph.kredit gambar : David A. Hardy & PPARC

Bintang di konstelasi Ophiuchus menjadi nova pada tanggal 12 Februari 2006. Sistem nova tersebut dikenal dengan nama RS Ophiuchi, yang terdiri dari bintang katai putih dan bintang raksasa merah. Bintang raksasa merah dalam sistem tersebut secara bertahap mengalirkan gas masif dari lapisan terluarnya. Sedangkan, bintang katai putih menangkap gas yang dialirkan tersebut dan menambah massanya dari waktu ke waktu. Saat materi semakin banyak yang dibangun di permukaan katai putih, akhirnya tercapailah temperatur kritis yang menyalakan ledakan termonuklir sehingga menyebabkan sistem tersebut menjadi sangat terang hingga 600 fold. Dalam pengamatan sebelumnya, RS Oph terlihat mengembangkan selubungnya pada tahun 1898, 1933, 1958, 1967 dan 1985. Karena itu para astronom sudah mengantisipasi kemungkinan adanya ledakan.

Tiga setengah hari setelah nova dideteksi, tim peneliti melakukan pengamatan menggunakan Keck nuller. Instrumen diset untuk meniadakan cahaya dari nova, sehingga materi disekeliling yang jauh lebih redup bisa terlihat demikian juga area ledakan yang sangat terang. Hasil pengamatan menggunakan nuller mode menunjukan bahwa tidak ada debu di dalam area yang sangat terang. Diperkirakan, ledakan yang terjadi menguapkan partikel debu di area tersebut. Namun, lebih jauh lagi dari katai putih, pada jarak mulai 20 kali jarak Bumi - Matahari, nuller merekam tanda spektrum kimia dari debu silikat. Gelombang ledakan yang terjadi belum mencapai daerah tersebut. Dengan demikian, debu tersebut sudah ada disana sebelum ledakan terjadi.

Para astronom sebelumnya menduga kalau ledakan nova akan menghasilkan debu. Namun, dari hasil pengamatan nova RS Oph, diduga debu terbentuk saat bintang katai putih membelah (atau berada di) angin bintang raksasa merah. Akibatnya, terbentuk pola baling-baling dari daerah dengan kerapatan tinggi yang mengingatkan kita pada galaksi lengan spiral. Di dalam lengan galaksi, atom akan menjadi cukup dingin dan cukup rapat sehingga atom-atom akan saling mengikat dan membentuk partikel debu. Ledakan nova justru merusak pola baling-baling tersebut, namun ia akan kembali terbentuk dalam beberapa tahun ke depan. Dengan demikian, pengamatan lanjutan dari teleskop Spitzer akan bisa melihatnya.

Sebagian besar studi RS Oph dilakukan menggunakan model spektroskopik, yang tidak bisa membedakan berbagai komponen nova secara mendetail seperti yang dilakukan interferometer. Mode nuller dari Keck mengukur satu komponen sistem RS Oph dengan akurasi 4 milli detik busur atau seukuran bola basket yang dilihat dari jarak 7500 mil.

sumber : NASA / JPL

Iklim Global

Secara langsung maupun tidak langsung, angin dan awan di permukaan bumi terkait dengan matahari. Panas dari matahari memproduksi perbedaan temperatur, yang mengarahkan pada perbedaan temperatur. Dan angin selalu bergerak dari tekanan tinggi ke rendah.

Laut menjadi tempat penyimpanan panas matahari, dan arus laut global menggerakkan energi yang tersimpan tersebut, menyebabkan adanya iklim global, dari angin sepoi-sepoi sampai adanya badai lautan. La-nina, el-nino, merupakan salah satu fenomena musiman, yang selalu terjadi setiap tahun, seiring dengan perubahan bumi mengelilingi matahari. Demikian juga dengan interaksi harian antara udara tropis yang hangat-lembab dan udara dingin arktik yang menyebabkan adanya tornado di selatan dan barat-tengah amerika, dan kadang-kadang mengarah ke timur laut. Pergeseran kutub bumi dalam mengelilingi matahari juga merupakan penyebab terjadinya musim.

Studi mendalam juga dilakukan untuk menunjukkan adanya hubungan antara siklus matahari dengan tingkat terjadinya awan. Seperti juga yang telah dilakukan LAPAN, mengenai tingkat terjadinya awan dengan silus 11-tahunan matahari.

Studi mengenai perubahan kecerlangan matahari, memunculkan dugaan adanya kaitan dengan pemanasan global. Meskipun masih lebih dipercaya bahwa pemanasan global lebih disebabkan karena peningkatan kadar karbon dioksida di bumi, tetapi tidak tertutup kemungkinan bahwa matahari-pun memberikan sumbangan pada pemanasan global. Ketika siklus matahari menuju maksimum, matahari menjadi lebih cerlang, terdapat banyak bukti yang mendukung hubungan antara kecerlangan dan tingkat ‘kehangatan’ global. Hubungan ini tidak hanya untuk siklus 11-tahun-an, tetap untuk periode yang lebih panjang dari aktivitas tinggi dan rendah matahari.

Studi cincin pohon dan es glasial masa lalu menjadi petunjuk temperatur global masa lalu, dan dicoba dicari kaitannya dengan siklus matahari dimasa lalu. Terutama, (kembali) pada jaman es kecil, menjadi petunjuk yang sangat berharga mengenai kaitan tersebut. Aktivitas matahari ternyata cukup tinggi sebelum abad ke-13. Meskipun masih menjadi perdebatan mengenai total keluaran matahari apakah cukup untuk mempengaruhi secara kuat iklim di bumi, tetapi tidak dapat disangkal hubungan tersebut memang ada.

Semburan angin matahari dalam bentuk radiasi, berarti juga adanya semburan proton. Ketika terjadi badai, proton membombardir atmosfer atas, memecah molekul gas seperti nitrogen dan uap air. Ketika terbebaskan, atom-atom tersebut bereaksi dengan molekul ozon dan memecah-nya menjadi unsur yang berbeda. Studi menggunakan satelit menunjukkan bahwa efek tersebut memang terjadi, meskipun kecil tetapi terukur. Dengan demikian, matahari memberikan pengaruh pada perubahan lubang ozon di atmosfer bumi.

Es di Greenland dan Global Warming

Tahun 2006, Greenland mengalami hari-hari mencairnya salju pada ketinggian yang lebih tinggi dibanding ketinggian rata-rata selama 18 tahun. Hasil pengamatan harian menunjukkan mencairnya salju di lapisan es Greenland mengalami peningkatan setiap harinya. 

Monitoring terhadap pelelehan saju di lapisan es Greenland secara harian dilakukan dengan Special Sensor Microwave Imaging radiometer (SSM/I) yang berada di pesawat ruang angkasa Defense Meteorological Satellite Program. Sensor akan mengukur sinyal elektromagnetik yang dipancarkan lapisan es dan mendeteksi lelehan salju yang terjadi lebih dari 10 hari lebih lama dari rata-rata yang terjadi pada area tertentu di Greenland.

Dengan adanya hasil pengamatan satelit secara periodik memberikan data dan informasi yang akan membantu para peneliti untuk mengetahui kecepatan alir glacier, banyaknya air dari salju yang mencair dan bergabung dengan lautan disekitarnya, juga untuk mengetahui seberapa banyak radiasi Matahari yang akan dipantulkan kembali ke atmosfer. Jumlah hari dimana terjadi pelelehan di tahun 2006 berada di atas rata-rata proses pelelehan di tahun 1988-2005. Area merah gelap mingindikasikan anomali jumlah hari yang berada di atas rata-rata.

Salju kering dan basah memang terlihat sama jika dilihat untuk pertama kalinya. Tapi salju yang basah dan salju yang mengalami pembekuan kembali, memiliki tingkat penyerapan radiasi sinar Matahari yang lebih tinggi, dan hanya memantulkan 50-60 persen ke atmosfer. Sedangkan salju kering, memantulkan kembali 85 % radiasi Matahari. Dengan kata lain, salju yang meleleh akan menyerap 3-4 kali energi yang sama dibanding salju kering. Ini tentu akan memberi pengaruh yang besar pada persediaan energi di Bumi.

Mencairnya salju di Greenland memberi pengaruh yang sangat besar terhadap luas lapisan es yang terus berkurang dan terhadap tinggi dan dalam lautan diseluruh dunia. Sebagian air yang dihasilkan dari salju yang mencair juga akan mengalir kedalam glacier melalui patahan-patahan dan alur lubang vertikal (moulin), kemudian mencapai lapisan batuan dibawahnya dan melubrikasi (meminyaki, mencairkan) lapisan es diatasnya.

Pengamatan dan studi yang dilakukan sebelumnya oleh Jay Zwally dan Waleed Abdalati dari NASA Goddard menunjukkan, air yang mencair pada musim panas pada dasar lapisan es bisa meningkatkan gerak es dan menyebabkan terjadinya peningkatan level lautan (tinggi dan dalamnya) dengan sangat cepat. Fenomena ini akan mempercepat terjadinya pemanasan global.

Gambar skematik permukaan glacial yang mengilustrasikan bagaimana moulins mentransport air ke dasar glacier.

sumber : NASA

Di Epoh Mana Kita Tinggal?

Sebuah kelompok yang terdiri dari para pakar geologi mengusulkan epoh geologis baru, Anthropocene, yang meliputi sekitar 200 tahun sejarah geologis. Usulan ini dilatarbelakangi oleh pemikiran bahwa aktivitas manusia telah menjadi agen perubahan terbesar bagi topografi dan iklim Bumi selama dua abad terakhir ini.

Tiap-tiap lapisan kerak Bumi mengungkap bagaimana kondisi di masa lampau Bumi. Para peneliti telah menelaah secara teliti sejarah geologis ini, memilah-milah lapisan, dan mengklasifikasikannya ke dalam berbagai durasi seperti eon, era, perioda, dan epoh. Sebagai contoh, periode Carboniferous (360-300 juta tahun lalu) untuk deposit batubara yang luas, terbentuk di daerah berhutan-hutan dan berawa-rawa. Bahkan istilah-istilah juga diambil dari biologi seperti Paleozoic (~kehidupan purba) dan Cenozoic (~kehidupan yang lebih muda).

Bumi telah diterpa berbagai kekuatan alam sepanjang hayatnya, berupa tiupan angin, terpaan gelombang, dan pancaran sinar matahari. Namun, pengaruhnya terhadap kehidupan bervariasi. Kemunculan makhluk yang bisa berfotosintesis sehingga menghasilkan oksigen, berkembangnya tumbuhan daratan, dan peristiwa-peristiwa evolusioner lainnya telah mengubah wujud planet biru kita secara dramatis. Dan kini, giliran manusia yang berperan. Dalam 200 tahun terakhir, semenjak jumlah populasi manusia melonjak hingga 1 milyar, pemanfaatan bahan bakar fosil, tumbuh kembangnya kota-kota metropolitan, dan pengaruh-pengaruh lainnya mulai berdampak pada proses pelapisan-pelapisan tanah serta batuan. Atas dasar itulah sebuah kelompok ilmuwan dari Inggris ingin mengubah tatanan geologis untuk mengakomodasi perubahan tadi.

Pakar geologi dari Universitas Leicester U.K., Jan Zalasiewicz, meminta International Commission on Stratigraphy secara resmi menandai akhir epoh sekarang. Nama yang diajukan adalah Holocene (~seluruhnya baru), dimulai sejak pascazaman es terakhir, sekitar 10.000 tahun yang lalu. Sementara, epoh yang paling anyar dan mutakhir mestinya dinamai Anthropocene. Sebagai landasan argumen, para peneliti tadi mengutip beraneka ragamnya tren sejak awal Holocene hingga saat ini. Tren-tren tersebut menunjukkan tanda-tanda yang jelas dipengaruhi oleh aktivitas manusia, dan beberapa di antaranya telah menjadi nyata dalam rekaman geologi. Sejak tahun 1800-an konsentrasi timbal di air dan tanah telah meningkat drastis, karbondioksida memenuhi atmosfer, dan bendungan-bendungan memerangkap sejumlah endapan. Mereka berpendapat bahwa proses-proses ini mengimbangi, bahkan melebihi, kekuatan alam.

Ahli geologi dari Pennsylvania State University, Richard Alley, menguatkan argumen tadi. Ia menyebutkan impak manusia terhadap air, udara, es, dan ekosistem jelas terlihat, besar, dan terus meningkat. Jauh di masa depan, para ahli geologi akan menarik garis baru dan mulai memakai nama baru untuk suatu masa dan tempat ketika impak kita tampak.

Sumber: AAAS ScienceNOW

Lubang Hitam Pun Berhenti Bertumbuh

Lubang hitam ultra masif mengintip dari pusat galaksi salah satu galaksi cluster terbesar. Kredit gambar : NASA

Alam semesta memang masih menyimpan banyak misteri. Ada sebagian yang telah terungkap namun sebagian besar masih membangun keingintahuan. Namun beberapa waktu lalu para peneliti dari Universitas Yale berhasil menemukan lubang hitam masif yang tampaknya menjadi batas teratas besarnya sebuah lubang hitam.

Lubang hitam dulunya dianggap sebagai objek eksotik yang langka. Namun saat ini telah diketahui kalau lubang hitam adalah objek yang banyak terdapat di seluruh alam semesta ini. Biasanya lubang hitang yang besar dan masif bisa ditemukan di pusat galaksi-galaksi besar. Lubang hitam yang ultra-masif diperkirakan memiliki massa lebih dari 1 milyar kali massa Matahari.

Kali ini, Priyamvada Natarajan dari Yale University dan Radcliffe Institute for Advanced Study beserta Ezequiel Treister dari University of Hawaii menunjukan monster gravitasi terbesar tersebut tidak akan bisa terus tumbuh selamanya. Ada saat dimana mereka menahan laju pertumbuhannya pada saat mereka mencapai akumulasi sekitar 10 milyar kali massa Matahari.

Lubang hitam ultra masif ini ditemukan di pusat galaksi ellips raksasa di dalam galaksi cluster yang sangat besar, dan diketahui sebagai yang terbesar di alam semesta. Bahkan lubang hitam terbesar di pusat Bima Sakti masih ribuan kali kurang masifnya dibanding pemangsa raksasa ini. Namun yang menarik, lubang hitam raksasa yang mengakumulasi massa dengan menghisap materi dari gas, debu dan bintang di area sekelilingnya ternyata tidak mampu bertumbuh melampaui batas yang saat ini tampak di alam semesta. Ini tidak hanya terjadi sekarang, namun di setiap epoch alam semesta mereka akan berhenti bertumbuh saat mencapai batas massa tersebut.

Mengapa lubang hitam itu berhenti berevolusi? Menurut Natarajan, lubang hitam tersebut tampaknya mencapai suatu kondisi ketika lubang hitam meradiasi energinya ketika ia menghisap sekelilingnya, sehingga berakhir dengan mengganggu pasokan gas mereka, yang bisa mengganggu pembentukan bintang di sekitarnya.Penemuan ini memberi implikasi pada studi pembentukan galaksi di masa depan. Hal ini terkait dengan keberadaan lubang hitam yang berada di pusat galaksi dan turut berevolusi bersama.

Sumber : Yale University

Bintang Katai Putih Terpanas!

Bintang katai putih di kluster globul M4, pada foto ini hanya bintang yang sangat redup yang merupakan katai putih. Kredit : NASA and H. Richer - University of British Columbia

Setiap bintang akan mengakhiri masa hidupnya entah sebagai supernova, lubang hitam atau pun katai putih. Matahari adalah salah satu bintang yang kelak akan mengakhiri hidupnya sebagai bintang katai putih, sebuah bintang kompak yang dingin. Tapi apakah bintang katai putih akan jadi bintang yang dingin saja? Ternyata tidak juga.

Belum lama, tim astronom dari Jerman dan Amerika berhasil menemukan sebuah bintang katai putih yang sangat panas dengan temperatur permukaan 200000K. Penemuan ini dihasilkan dari pengamatan ultraviolet jauh pada bintang katai putih KPD 0005+5106 menggunakan perangkat landas angkasa Far-Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) milik NASA.

Bintang katai putih N KPD 0005+5106 yang diamati ini tercatat sebagai salah satu bintang terpanas di antara bintang-bintang terpanas. Saking panasnya, bagian fotosfernya menampakan garis emisi (garis pancaran) pada spektrum ultraviolet, fenomena yang belum pernah terjadi sebelumnya. Tanda keberadaan garis emisi ini berasal dari kalsium yang terionisasi secara ekstrim, yang sekaligus merupakan tahap ionisasi paling tinggi dalam elemen kimia yang pernah ditemukan pada spektrum fotosfer bintang.

Bintang bermassa menengah (1- 8 massa Matahari) akan mengakhiri hidup mereka sebagai objek kompak berukuran Bumi setelah kehabisan energi nuklirnya. Bintang inilah yang kita kenal sebagai bintang katai putih. Selama masa transisi dari bintang yang melakukan pembakaran nuklir ke katai putih, bintang akan menjadi sangat panas. Diperkirakan temperaturnya secara umum akan berkisar pada 100000 K. Teori evolusi bintang memprediksikan kemungkinan bintang pada masa transisi ini akan jadi lebih panas lagi. Sayangnya kemungkinan untuk bisa mengamati bintang ini akan sangat sulit, terutama karena periode hidup bintang pasa fase ini akan sangat singkat.

KPD 0005+5106 ditemukan pada tahun 1985 sebagai bintang biru yang lemah namun berhasil menarik banyak perhatian karena spektrum optik yang diambil dengan teleskop landas bumi menunjukan indikasi sebagai katai putih yang sangat panas. Bintang KPD 0005+5106 tergolong dalam kelas bintang katai putih langka yang atmosfernya didominasi oleh helium. Analisa detil spektrum bintang yang dikombinasi dengan pengamatan ultraviolet yang dilakukan Hubble Space Telescope (HST) berhasil memberi petunjuk kalau temperaturnya mencapai 120000 K. Dengan demikian KPD 0005+5106 menjadi bintang terpanas di kelasnya, bersaing dengan bintang katai putih panas yang ditemukan beberapa tahun lalu dalam Sloan Digital Sky Survey.

Observatorium FUSE melakukan pengamatan spektroskopik pada rentang panjang gelombang ultraviolet jauh yang tidak dapat dilakukan oleh HST. Sepanjang masa bekerjanya (1999-2007), FUSE mengamati KPD 0005+5106 yang juga merupakan target kalibrasi untuk mengetahui performa teleskop. Hasilnya, satu set data dengan kualitas yang luar biasa berhasil disusun dari hasil pengamatan FUSE oleh tim astronom K. Werner, T. Rauch, dan J.W. Kruk.

Inspeksi lanjutan dari tim ini menunjukan keberadaan 2 garis emisi dari kalsium dan detil model atmosfer bintang berhasil menunjukan asal fotosfernya. Hasil analisis menunjukan bintang ini memiliki temperatur 200000 K, yang memungkinkan keberadaan garis emisi tersebut.

Meskipun secara teori diprediksi keberadaan katai putih panas seperti itu memang ada, namun bintang justru memberi tantangan lain pada konsep volusi bintang yang kita ketahui berdasarkan komposisinya. Pengukuran kelimpahan kalsium (1-10 kali Matahari) yang dikominasikan dengan atmosfrnya yang kaya helium menunjukan komposisi kimia permukaan yang tidak diprediksi oleh model evolusi yang ada.

Pertamina: Trendsetter Sumber Energi Terbarukan Ramah Lingkungan (antara wacana, harapan, dan tantangan)

Krisis lingkungan hidup yang menerpa dunia saat ini sedang gencar-gencarnya disuarakan. Mulai dari tingkat bawah sampai tingkat dunia seperti KTT Iklim. Ditambah lagi isu-isu berkurangnya cadangan minyak dunia. Ini memang isu yang memang membuat perbincangan banyak pihak.

Pertamina sebagai salah satu perusahaan energi di dunia, seharusnya tidak hanya menjadikan isu ini sebagai wacana saja. Pertamina harus segera mengambil tindakan cepat untuk menjawab isu ini.

Ada celah untuk Pertamina menguasai pasar dan menjadi trendsetter dengan adanya isu ini. Ketika perusahaan energi lain sibuk berburu lokasi sumber energi baru seperti ladang minyak, Pertamina jangan sampai terlalu cepat mengikuti mereka. Pertamina harus bisa membuat energi baru yang berbeda dari perusahaan lain. Ketika perusahaan lain berebut untuk mendapatkan sumber energi baru yang notabene tidak terbarukan, Pertamina harus mampu membuat produk sumber energi baru yang terbarukan dan ramah lingkungan di samping tetap memproduksi beberapa produk konvensional sampai sumber energi baru tersebut diakui oleh masyarakat baik dalam negeri maupun internasional.

Indonesia dengan segala kekayaan alamnya pasti sanggup untuk menopang Pertamina menjadi perusahaan energi terbarukan yang ramah lingkungan. Lihat saja Brazil yang berhasil mengembangkan bioethanol untuk menggantikan bensin dengan memanfaatkan sari tebu. Beberapa tanaman yang mengandung gula dan pati seperti tebu, singkong, sagu, dan sorgum bisa digunakan sebagai bahan pembuatan ethanol. Sumbe energi alternatif ini patut dicoba dan dikembangkan mengingat bahan-bahan tersebut dapat dengan mudah tumbuh subur di Indonesia. Selain itu, di Indonesia dapat dengan mudah tumbuh subur kelapa sawit yang dapat diolah menjadi biosolar atau biodiesel sebagai pengganti solar konvensional. Mungkin sekarang masih banyak kekurangan, entah pada kualitas produk atau pada beberapa hal lain, tetapi Indonesia memiliki banyak sekali putra-putri cerdas dan kreatif yang siap mengubah segala kekurangan menjadi kelebihan.

Dengan slogannya “Kerja Keras adalah Energi Kita”, didukung oleh sumber daya alam (SDA) Indonesia yang kaya dan sumber daya manusia (SDM) anak bangsa yang tinggi, Pertamina pasti bisa menjadi trendsetter perusahaan energi terbarukan yang ramah lingkungan.

Efek rumah kaca

Efek rumah kaca, yang pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourier pada 1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya.


Mars, Venus, dan benda langit beratmosfer lainnya (seperti satelit alami Saturnus, Titan) memiliki efek rumah kaca, tapi artikel ini hanya membahas pengaruh di Bumi. Efek rumah kaca untuk masing-masing benda langit tadi akan dibahas di masing-masing artikel.

Efek rumah kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda: efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi akibat aktivitas manusia (lihat juga pemanasan global). Yang belakang diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun ada beberapa perbedaan pendapat.



“Penyebab”

Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya.

Energi yang masuk ke bumi mengalami : 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer 25% diserap awan 45% diadsorpsi permukaan bumi 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi

Energi yang diadsoprsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.

Selain gas CO, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah sulfur dioksida , nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana dan khloro fluoro karbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.



“Akibat”

Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrim di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.

Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5 °C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5 °C sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat.

Ketika Es Antartika Terancam Oleh Pulihnya Lubang Ozon

            Kalau lubang ozon sudah terpulihkan, apakah kemudian pemanasan global bisa teratasi? Ternyata studi terkini menunjukkan pulihnya lubang ozon di atas Antartika malah menyebabkan lebih banyak es mencair pada dekade mendatang. Ketika lubang ozon pulih, pola angin yang melindungi interior wilayah kutub dari udara yang hangat menjadi terbuka, mengakibatkan Antartika menghangat, demikian juga kondisi yang lebih hangat dan kering di Australia.

            Kendati suhu global meningkat, interior Antartika mempunyai situasi yang unik karena cenderung mendingin pada musim panas dan gugur selama beberapa dasawarasa belakangan. Ilmuwan mengaitkan pendinginan tersebut dengan adanya lubang pada lapisan ozon yang mempengaruhi pola sirkulasi atmsofer dan memperkuat angin yang mengarah ke barat dan berputar-putar di dalam benua Antartika. Angin tersebut mengisolasi interior Antartika dari pola pemanasan, sebagaimana yang teramati pada semenanjuang Antartika serta bagian lain dunia (Gb.1).

           Upaya untuk mencegah terjadinya lubang pada ozon telah dilakukan semenjak lama. Protokol Montreal tahun 1987 telah berhasil mengupayakan pelarangan bahan-bahan perusak ozon, sehingga kerusakan yang lebih parah bisa terhindarkan. Tetapi permasalahan tidak sesederhana itu. Studi telah dilakukan pada dinamika antara ozon strastosfer dan kondisi atmosfer dari tahun 1950 sampai akhir abad ke dua puluh; hasilnya menunjukkan bahwa ketika tingkat ozon terpulihkan, lapisan bawah stratosfer di atas Antartika - 10-20 km di atas permukaan BUmi - akan menyerap radiasi ungu-ultra, dan menaikkan temperatur sampai 9 derajat C, mengurangi gradien temperatur utara-selatan yang kuat. Kalau sudah begitu, temperatur menjadi lebih ’suam-suam kuku’ di Antartika, bersamaan dengan itu, angin yang mengarah ke barat menjadi lebih lemah dan menghasilkan temperatur yang lebih hangat dan kering di Australia dan meningkatnya presipitasi di Amerika Selatan.

           Model iklim, sebagaimana yang dipergunakan oleh IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change’s) tidak memperhitungkan detil mengenai kimiawi ozon. Banyak model tidak menyertakan situasi pada 30 km di atas permukaan Bumi, sementara untuk menjelaskan stratosfer itu paling tidak membutuhkan ketinggian sampai 60 km. Tentu saja ini menjadi tantangan bagi ilmuwan yang bekerja pada analisis iklim untuk memperhitungkan perubahan ozon dari pengurangan sampai penyembuhannya selama abad dua puluh dan dua puluh satu.

           Jika didapatkan umpan-balik bahwa ternyata pencairan es berdasarkan model yang ada masih kurang tepat, maka tingkat aman karbon-dioksida yang ditetapkan selama ini juga salah. Produktivitas biologi di lautan ditentukan oleh pola sirkulasi lautan dan atmosfer, sehingga studi mendatang harus bisa menggandeng sekaligus dinamika lautan pada kimiawi ozon dan iklim.

Mengapa nuklir tidak termasuk energi terbarukan?

Barangkali pernah muncul di dalam benak kita, mengapa energi nuklir bukan termasuk energi terbarukan ? Padahal mungkin sering kita dengar argumentasi bahwa energi nuklir tidak ada habisnya. Untuk meyakinkan publik, para pendukung energi nuklir mengatakan bahwa matahari (sebagai sumber energi terbarukan di dunia ini) pada dasarnya merupakan pembangkit energi nuklir alam. Tepatkah argumentasi ini ?

Untuk mulai menjawab pertanyaan ini, pertama kita perlu merujuk kembali definisi energi terbarukan. Rupanya ada beberapa definisi mengenai energi terbarukan, diantaranya adalah:

1. Setiap sumber energi yang secara alamiah dapat dibangkitkan kembali dalam waktu yang singkat dan merupakan turunan langsung maupun tidak langsung dari energi dari matahari atau dari energi pergerakan dan mekanisme alamiah lainnya. Energi terbarukan tidak termasuk sumber energi yang dihasilkan dari bahan bakar fosil, atau produk sisa dari fosil, atau produk sisa sumber non-organik.
2. Sumber energi yang secara alamiah tiada habisnya tetapi terbatas dalam alirannya. Energi terbarukan bisa dikatakan tidak akan habis menurut fungsi waktu, akan tetapi energi per satuan waktu yang tersedia terbatas.

Jika merujuk pada pengertian tersebut sekilas ada peluang energi nuklir masuk dalam kategori ini, dengan asumsi bahwa ketersediaan energi nuklir secara virtual tak terbatas.

Pertanyaanya apakah benar bahwa dengan teknologi yang ada saat ini, manusia bisa memanfaatkan energi nuklir dengan tiada habisnya? Jawabannya tenyata tidak. Mengapa?

Teknologi nuklir yang paling banyak digunakan saat ini adalah teknologi fisi dengan bahan bakar sekali pakai (once through). Teknologi ini menggunakan uranium alam sebagai bahan bakar. Dengan jumlah PLTN seperti saat ini, uranium alam yang tersedia akan habis dalam waktu kurang lebih satu abad. Jika jumlah konsumsi energi nuklir meningkat maka tentu akan habis dalam waktu yang lebih singkat.

Ada teknologi yang disebut nuclear spent fuel reprocessing, atau pemrosesan kembali bahan bakar nuklir habis pakai. Dengan teknologi ini sebagian bahan bakar habis pakai dapat digunakan kembali, sehingga cadangan uranium alam yang ada bisa digunakan untuk jangka waktu yang jauh lebih panjang, mungkin hingga ribuan tahun. Namun reprocessing mengandung resiko paparan radiasi yang sangat tinggi karena proses ini dilakukan di luar reaktor dan melibatkan proses kimia yang relatif kompleks serta rentan kecelakaan.

Teknologi yang lain adalah dengan menggunakan reaktor yang disebut fast breeder reactor. Secara teori, teknologi ini bahkan bisa menghasilkan bahan bakar nuklir yang lebih besar dari yang digunakan. Namun demikian, teknologi ini hingga kini masih sekedar konsep. Walaupun sudah dicoba secara experimental, sangat diragukan akan mampu digunakan secara komersial. Disamping itu, teknologi ini mengandung resiko yang sangat besar karena fast breeder reactor membutuhkan pendingin logam cair yang sangat mudah meledak dan jika sampai terjadi kebocoran akan sangat membahayakan lingkungan. Disamping itu pengendalian reactor ini jauh lebih kompleks dari reaktor konvensional, akibatnya, tingkat keandalan reaktor tersebut sangat rendah.

Anggaplah teknologi tersebut dapat direalisasikan, apakah dengan demikian nuklir bisa dikategorikan sebagai energi terbarukan? Jawabnya, sekali lagi tidak.

Kalau kita bandingkan antara sumber energi terbarukan dengan nuklir ada satu perbedaan yang sangat tajam. Energi terbarukan itu bersifat ramah lingkungan sementara dari tinjauan apapun energi nuklir justru mengancam lingkungan dan membahayakan keselamatan. Mulai dari proses penambangan uranium, konversi dan fabrikasi bahan bakar, pengoperasian, pengelolaan limbah hingga penyimpanan akhir limbah nuklir, semuanya mengancam lingkungan dan keselamatan. Disamping itu perlu diingat, bahwa kerusakan yang ditimbulkan oleh kecelakaan nuklir bersifat irreversible (tidak bisa diperbaiki kembali).

Kalau kita telusuri semua proses tersebut maka tidak terbantahkan bahwa nuklir jauh dari sifat-sifat energi terbarukan, bahkan dampakanya jauh lebih buruk dari energi fosil.

Efek rumah kaca

          Efek rumah kaca, yang pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourier pada 1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya.

          Mars, Venus, dan benda langit beratmosfer lainnya (seperti satelit alami Saturnus, Titan) memiliki efek rumah kaca, tapi artikel ini hanya membahas pengaruh di Bumi. Efek rumah kaca untuk masing-masing benda langit tadi akan dibahas di masing-masing artikel.

         Efek rumah kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda: efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi akibat aktivitas manusia (lihat juga pemanasan global). Yang belakang diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun ada beberapa perbedaan pendapat.

“Penyebab”

        Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya.

        Energi yang masuk ke bumi mengalami : 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer 25% diserap awan 45% diadsorpsi permukaan bumi 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi.

        Energi yang diadsoprsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.

        Selain gas CO, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah sulfur dioksida , nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana dan khloro fluoro karbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.

“Akibat”

        Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrim di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.

       Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5 °C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5 °C sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat.

Global Warming - Apa dan mengapa ?

         Sejak dikenalnya ilmu mengenai iklim, para ilmuwan telah mempelajari bahwa ternyata iklim di Bumi selalu berubah. Dari studi tentang jaman es di masa lalu menunjukkan bahwa iklim bisa berubah dengan sendirinya, dan berubah secara radikal. Apa penyebabnya? Meteor jatuh ? Variasi panas Matahari ? Gunung meletus yang menyebabkan awan asap? Perubahan arah angin akibat perubahan struktur muka Bumi dan arus laut ? Atau karena komposisi udara yang berubah ? Atau sebab yang lain?

         Sampai baru pada abad 19, maka studi mengenai iklim mulai mengetahui tentang kandungan gas yang berada di atmosfer, disebut sebagai gas rumah kaca, yang bisa mempengaruhi iklim di Bumi. Apa itu gas rumah kaca?

         Sebetulnya yang dikenal sebagai ‘gas rumah kaca’, adalah suatu efek, dimana molekul-molekul yang ada di atmosfer kita bersifat seperti memberi efek rumah kaca. Efek rumah kaca sendiri, seharusnya merupakan efek yang alamiah untuk menjaga temperatur permukaaan Bumi berada pada temperatur normal, sekitar 30°C, atau kalau tidak, maka tentu saja tidak akan ada kehidupan di muka Bumi ini.

        Pada sekitar tahun 1820, Bapak Fourier menemukan bahwa atmosfer itu sangat bisa diterobos (permeable) oleh cahaya Matahari yang masuk ke permukaan Bumi, tetapi tidak semua cahaya yang dipancarkan ke permukaan Bumi itu bisa dipantulkan keluar, radiasi merah-infra yang seharusnya terpantul terjebak, dengan demikian maka atmosfer Bumi menjebak panas (prinsip rumah kaca).

         Tiga puluh tahun kemudian, Bapak Tyndall menemukan bahwa tipe-tipe gas yang menjebak panas tersebut terutama adalah karbon-dioksida dan uap air, dan molekul-molekul tersebut yang akhirnya dinamai sebagai gas rumah kaca, seperti yang kita kenal sekarang. Arrhenius kemudian memperlihatkan bahwa jika konsentrasi karbon-dioksida dilipatgandakan, maka peningkatan temperatur permukaan menjadi sangat signifikan.

          Semenjak penemuan Fourier, Tyndall dan Arrhenius tersebut, ilmuwan semakin memahami bagaimana gas rumah kaca menyerap radiasi, memungkinkan membuat perhitungan yang lebih baik untuk menghubungkan konsentrasi gas rumah kaca dan peningkatan Temperatur. Jika konsentrasi karbon-dioksida dilipatduakan saja, maka temperatur bisa meningkat sampai 1°C.

          Tetapi, atmosfer tidaklah sesederhana model perhitungan tersebut, kenyataannya peningkatan temperatur bisa lebih dari 1°C karena ada faktor-faktor seperti, sebut saja, perubahan jumlah awan, pemantulan panas yang berbeda antara daratan dan lautan, perubahan kandungan uap air di udara, perubahan permukaan Bumi, baik karena pembukaan lahan, perubahan permukaan, atau sebab-sebab yang lain, alami maupun karena perbuatan manusia. Bukti-bukti yang ada menunjukkan, atmosfer yang ada menjadi lebih panas, dengan atmosfer menyimpan lebih banyak uap air, dan menyimpan lebih banyak panas, memperkuat pemanasan dari perhitungan standar.

          Sejak tahun 2001, studi-studi mengenai dinamika iklim global menunjukkan bahwa paling tidak, dunia telah mengalami pemanasan lebih dari 3°C semenjak jaman pra-industri, itu saja jika bisa menekan konsentrasi gas rumah kaca supaya stabil pada 430 ppm CO2e (ppm = part per million = per satu juta ekivalen CO2 - yang menyatakan rasio jumlah molekul gas CO2 per satu juta udara kering). Yang pasti, sejak 1900, maka Bumi telah mengalami pemanasan sebesar 0,7°C.

         Lalu, jika memang terjadi pemanasan, sebagaimana disebut; yang kemudian dikenal sebagai pemanasan global, (atau dalam istilah populer bahasa Inggris, kita sebut sebagai Global Warming): Apakah merupakan fenomena alam yang tidak terhindarkan? Atau ada suatu sebab yang signfikan, sehingga menjadi ‘populer’ seperti sekarang ini? Apakah karena Al Gore dengan filmnya “An Inconvenient Truth” yang mempopulerkan global warming? Tentunya tidak sesederhana itu.

          Perlu kerja-sama internasional untuk bisa mengatakan bahwa memang manusia-lah yang menjadi penyebab utama terjadinya pemanasan global. Laporan IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) tahun 2007, menunjukkan bahwa secara rata-rata global aktivitas manusia semenjak 1750 menyebabkan adanya pemanasan. Perubahan kelimpahan gas rumah kaca dan aerosol akibat radiasi Matahari dan keseluruhan permukaan Bumi mempengaruhi keseimbangan energi sistem iklim. Dalam besaran yang dinyatakan sebagai Radiative Forcing sebagai alat ukur apakah iklim global menjadi panas atau dingin (warna merah menyatakan nilai positif atau menyebabkan menjadi lebih hangat, dan biru kebalikannya), maka ditemukan bahwa akibat kegiatan manusia-lah (antropogenik) yang menjadi pendorong utama terjadinya pemanasan global (Gb.1).

          Hasil perhitungan perkiraan agen pendorong terjadinya pemanasan global dan mekanismenya (kolom satu), berdasarkan pengaruh radiasi (Radiative Forcing), dalam satuan Watt/m^2, untuk sumber antropogenik dan sumber yang lain, tanda merah dan nilai positif dari kolom dua dan tiga berarti sumbangan pada pemanasan, sedangkan biru adalah efek kebalikannya. Kolom empat menyatakan dampak pada skala geografi, sedangkan kolom kelima menyatakan tingkat pemahaman ilmiah (Level of Scientific Understanding), Sumber: Laporan IPCC, 2007.

          Dari gambar terlihat bahwa karbon-dioksida adalah penyumbang utama gas kaca. Dari masa pra-industri yang sebesar 280 ppm menjadi 379 ppm pada tahun 2005. Angka ini melebihi angka alamiah dari studi perubahan iklim dari masa lalu (paleoklimatologi), dimana selama 650 ribu tahun hanya terjadi peningkatan dari 180-300 ppm. Terutama dalam dasawarsa terakhir (1995-2005), tercatat peningkatan konsentrasi karbon-dioksida terbesar pertahun (1,9 ppm per tahun), jauh lebih besar dari pengukuran atmosfer pada tahun 1960, (1.4 ppm per tahun), kendati masih terdapat variasi tahun per tahun.

         Sumber terutama peningkatan konsentrasi karbon-dioksida adalah penggunaan bahan bakar fosil, ditambah pengaruh perubahan permukaan tanah (pembukaan lahan, penebangan hutan, pembakaran hutan, mencairnya es). Peningkatan konsentrasi metana (CH4), dari 715 ppb (part per billion= satu per milyar) di jaman pra-industri menjadi 1732 ppb di awal 1990-an, dan 1774 pada tahun 2005. Ini melebihi angka yang berubah secara alamiah selama 650 ribu tahun (320 - 790 ppb). Sumber utama peningkatan metana pertanian dan penggunaan bahan bakar fosil. Konsentrasi nitro-oksida (N2O) dari 270 ppb - 319 ppb pada 2005. Seperti juga penyumbang emisi yang lain, sumber utamanya adalah manusia dari agrikultural. Kombinasi ketiga komponen utama tersebut menjadi penyumbang terbesar pada pemanasan global.

          Kontribusi antropogenik pada aerosol (sulfat, karbon organik, karbon hitam, nitrat and debu) memberikan efek mendinginkan, tetapi efeknya masih tidak dominan dibanding terjadinya pemanasan, disamping ketidakpastian perhitungan yang masih sangat besar. Demikian juga dengan perubahan ozon troposper akibat proses kimia pembentukan ozon (nitrogen oksida, karbon monoksida dan hidrokarbon) berkontribusi pada pemanasan global. Kemampuan pemantulan cahaya Matahari (albedo), akibat perubahan permukaan Bumi dan deposisi aerosol karbon hitam dari salju, mengakibatkan perubahan yang bervariasi, dari pendinginan sampai pemanasan. Perubahan dari pancaran sinar Matahari (solar irradiance) tidaklah memberi kontribusi yang besar pada pemanasan global.

           Dengan demikian, maka dapat dipahami bahwa memang manusia yang berperanan bagi nasibnya sendiri, karena pemanasan global terjadi akibat perbuatan manusia sendiri. Lalu bagaimana dampak Global Warming bagi kehidupan? Alur waktu prediksi dan dampak dari perspektif sains dapat dibaca pada bagian kedua tulisan ini.