TEMPO.CO, Jakarta - Pada tanggal 15 Januari 2022, letusan gunung api bawah laut Hunga Tonga-Hunga Ha'apai di Samudera Pasifik selatan memicu tsunami laut sampai sejauh pantai barat Amerika Serikat. Efek gelombang bukan hanya di air namun juga di udara. Gelombang tekanan di atmosfer dengan cepat menyebar dari Tonga ke seluruh dunia.

Dari pengamatan satelit dengan sensor infra merah di atas Bumi, gelombang itu tampak seperti riak yang dihasilkan dengan menjatuhkan batu di kolam. "Gelombang menjalar mengikuti lekuk Bumi yang bulat, bukan terlepas begitu saja ke luar atmosfer," kata Kevin Hamilton, profesor ilmu atmosferik di University of Hawaii.

Pola gelombang itu kompleks saat awal terjadinya, tak lama setelah letusan. Tapi, pada jarak ribuan mil dari Tonga, kelihatan sebagai sebuah fron gelombang terisolasi yang menjalar horizontal menyapu seluruh muka Bumi dengan kecepatan 650 mil per jam.

James Garvin, ketua tim ilmuwan di Goddard Space Flight Center, NASA, memperkirakan letusan gunung api di Tonga pada hari itu berkekuatan setara sekitar 10 megaton TNT. Atau, sekitar 500 kali lebih kuat daripada bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima, Jepang, di era Perang Dunia II.

Perluasan muka gelombang dari letusan gunung api Tonga itu adalah contoh yang sangat spektakuler dari fenomena propagasi global gelombang atmosfer. "Letusan ini begitu kuat sehingga menyebabkan atmosfer berdentang seperti lonceng, meskipun pada frekuensi yang terlalu rendah untuk didengar," kata Hamilton.

Foto udara menunjukkan kepulan asap dari gunung berapi bawah laut beberapa hari sebelum erupsi di Tonga, 7 Januari 2022. Letusan gunung berapi pada 15 Januari 2022 tersebut membuat tsunami menghantam Tonga dan memicu peringatan tsunami di beberapa negara di kawasan Pasifik Selatan. Planet Labs PBC/via REUTERS

Fenomena gelombang tekanan di atmosfer pertama kali diteorikan dari letusan Gunung Krakatau di Selat Sunda, Indonesia, pada 1883. Menurut Hamilton, denyut gelombang dari letusan Krakatau terdeteksi dalam pengamatan barometrik di seluruh dunia. Royal Society of London menerbitkan serangkaian peta yang menggambarkan propagasi muka gelombang dalam laporan tahun 1888 yang terkenal tentang letusan tersebut.

Gelombang yang menjalar setelah Krakatau atau Hunga Tonga-Hunga Ha'apai meletus adalah gelombang suara berfrekuensi sangat rendah. Propagasi terjadi ketika perubahan tekanan lokal menghasilkan gaya pada udara yang berdekatan, yang kemudian berakselerasi, menyebabkan ekspansi atau kompresi dengan perubahan tekanan yang menyertainya, yang pada gilirannya memaksa udara lebih jauh di sepanjang jalur gelombang.

"Pada pengalaman normal kita dengan gelombang suara berfrekuensi lebih tinggi, kita mengharapkan suara merambat dalam garis luru," kata Hamilton. Dia memisalkan, dari roket kembang api yang meledak langsung ke telinga penonton di tanah. "Tapi, tekanan global ini memiliki kekhasan menyebar hanya secara horizontal, dan mengikuti kelengkungan Bumi," katanya membandingkan.

Lebih dari 200 tahun yang lalu, Hamilton memaparkan, matematikawan, fisikawan, dan astronom Prancis, Pierre-Simon de Laplace, meramalkan perilaku seperti itu. Laplace mendasarkan teorinya pada persamaan fisik yang mengatur gerakan atmosfer dalam skala global.

Gunung Anak Krakatau pada 11 Januari 2019. Gunung itu tumbuh di bekas kawah Gunung Krakatau yang telah meletus 1883 . REUTERS/DigitalGlobe

Dia meramalkan bahwa harus ada kelas gerakan di atmosfer yang menyebar dengan cepat tetapi memeluk permukaan bumi. Laplace menunjukkan bahwa gaya gravitasi dan daya apung atmosfer mendukung gerakan udara horizontal relatif terhadap gerakan udara vertikal, dan salah satu efeknya adalah memungkinkan beberapa gelombang atmosfer mengikuti lengkungan Bumi.

Untuk sebagian besar abad ke-19, tampaknya itu ide yang agak abstrak. Tetapi data tekanan setelah letusan Krakatau 1883 dan Hunga Tonga-Hung Ha'apai 2022 menunjukkan secara dramatis bahwa Laplace benar dan bahwa gerakan memeluk Bumi ini dapat tereksitasi dan akan menyebar melalui jarak yang sangat jauh.

Getaran global ini, yang dianalogikan dengan air yang mengalir bolak-balik di bak mandi, baru-baru ini terdeteksi secara meyakinkan. Gelombang dapat menghubungkan atmosfer dengan cepat di seluruh dunia, seperti gelombang yang merambat melalui alat musik, seperti senar biola, kulit gendang, atau bel logam. Atmosfer dapat dan memang "berdering" pada serangkaian frekuensi yang berbeda.

SPACE

Baca juga:
Peregangan Jawa-Sumatera Berdampak ke Anak Krakatau dan Gempa Selat Sunda