TELAAH KEMUNGKINAN TUMBUKAN ANTARA BUMI DENGAN NEA DAN PHA DI TAHUN 2007
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai syarat kelulusan tahap Sarjana di Program Studi Astronomi ITB
Oleh : Ninuk Purwanti 10302014
PROGRAM STUDI ASTRONOMI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
“Faith, love and hope are all that matters” ~ Alexandra Feodorovna ~ “Everyone has inside of him a piece of good news.
The good news is you don’t know how great you can be! How much you can love! What you can accomplish! And what your potential is!” ~ Anne Frank ~ “It is our choices, Harry, that show what we truly are, far more than our abilities” ~ Prof. Albus Dumbledore, Harry Potter and the chamber of secrets ~ “First they ignoring you.
Then they laugh at you. Then they fight you. And then you win” ~ Mahatma Gandhi ~
LEMBAR PENGESAHAN
PROGRAM STUDI ASTRONOMI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
Menerangkan bahwa tugas akhir dari Nama : Ninuk Purwanti NIM : 10302014 Dengan judul :
TELAAH KEMUNGKINAN TUMBUKAN ANTARA BUMI DENGAN NEA DAN PHA DI TAHUN 2007
Yang diajukan pada sidang tanggal 26 Juni 2007, dengan tim penguji : 1. Dr. Iratius Radiman
(Ketua tim penguji)
2. Dr. Moedji Raharto
(Penguji 1)
3. Dr. Budi Dermawan
(Penguji 2)
4. Dr. M. Ikbal Arifyanto (Penguji 3) Telah disetujui sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana Astronomi. Menyetujui, Pembimbing
Dr. Iratius Radiman NIP. 130367159
ii
ABSTRAK
Peristiwa tumbukan bukanlah hal yang asing di tata surya. Begitu juga untuk Bumi sebagai anggotanya. Beberapa peristiwa kemusnahan spesies mahluk hidup di Bumi, di massa Cretaceous-Tertiary (K-T) dan Permian-Triassic (P-T), adalah akibat tumbukan benda langit dengan Bumi seperti yang ditunjukkan Alvarez (1983) dan Becker et al. (2004). Benda-benda langit tersebut, yang memiliki kemungkinan menumbuk sekaligus menimbulkan kerusakan besar bagi Bumi, adalah Near Earth Object (NEO). Anggota NEO ini adalah asteroid-asteroid (Near Earth asteroid) dan komet-komet (Near Earth Comet) yang memiliki perihelion q <1,3 AU. Penelitan disini akan dibatasi untuk Near Earth Asteroid dan PHA. PHA (Potentially Hazardous Asteroid) adalah asteroid dengan Minimum Orbital Intersection Distance (MOID) terhadap bumi kurang dari 0,05 AU dan magnitudo mutlaknya lebih terang dari 22 (diameternya biasanya lebih besar dari 150 meter). Hal ini disebabkan komet hanya mencakup 1% dari total resiko NEO yang mendekati Bumi (NEO Science Definition Team (SDT) NASA 2003). Dari 4091 NEA dan 800 PHA yang didapatkan dari website NASA http://neo.jpl.nasa.gov/elements, per 25 Juli 2006, akan dilakukan penentuan diameter menggunakan persamaan dari Bowell et al. (1989) dan massa dengan asumsi asteroidasteroid NEA dan PHA berbentuk bola sempurna dan merupakan tipe S. Kemudian dipilih kembali asteroid-asteroid NEA dan PHA yang di tahun 2007 akan memiliki jarak terdekat <0,05 AU untuk kemudian ditentukan skala potensi tumbukannya menggunakan metode dari Chesley et al. (2002). Didapatkan 32 asteroid yang pada tahun 2007 ini akan mengalami jarak terdekat dengan Bumi <0,05 AU. Rentang jari-jarinya 0,003-1,168 km, dengan rentang massa 3,38E+08-1,73E+16 g. Jarak terdekat adalah 0,006 AU (asteroid 2001 HJ31). Melalui skala potensi tumbukan, didapatkan pada tahun 2007 ini tidak ada asteroid-asteroid yang akan menumbuk Bumi.
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil`aalamin. Yang pertama dan terutama sekali, penulis ucapkan puji dan syukur kepada Allah SWT, pencipta seisi langit, Bumi dan kehidupan didalamnya yang penuh misteri dan tak pernah habis untuk dijelajahi. Hanya karena pertolongan dan kasih sayang-Nya penulis bisa menuntut ilmu sampai ke bangku kuliah, di jurusan astronomi (lagi!) yang dicita-citakan penulis, juga bisa menyelesaikan tugas akhir dan skripsi ini. Thank you Allah for the good and the bad in my life. Your creations is so wonderful, just hope can see them more. Selain itu penulis juga sangat ingin menyatakan rasa terima kasihnya kepada banyak pihak yang telah membantu penulis selama hidup, kuliah dan menyelesaikan tugas akhir ini. Orang-orang yang datang dan mewarnai kehidupan penulis dengan suka, duka, dan warna-warni (merah, kuning, hijau di langit yang biru, pokoknya seperti pelangi). Buat alm. Bapak dan alm. Ibu. Maaf atas semua kesalahan-kesalahan penulis, diantara anak-anak kalian mungkin penulislah yang paling menyusahkan. Selain itu penulis juga tidak sempat memberikan apa-apa. Semoga ini bukan hasil karya penulis yang terakhir yang bisa dipersembahkan. Kakak-kakak di Jakarta atas perhatiannya. Dua keponakanku, Fais dan Salma, you make my life brighter and I love you both. Keluarga di Cimahi yang berkali-kali direpotkan oleh penulis. Terima kasih atas dukungan, perhatian, plus oleh-olehnya setiap kali berkunjung ke sana. Terima kasih...terima kasih. Dr. Iratius Radiman sebagai dosen pembimbing. Merci Beaucoup atas saran, dukungan dan bimbingannya selama mengerjakan tugas akhir ini. Maafkan kalau penulis terkesan lamban dalam menyelesaikannya, bukan maksud hati Pak. Dr. Budi Dermawan, terima kasih sekali Pak atas bantuannya. Penulis telah banyak merepotkan dan menyusahkan Bapak. Terima kasih juga kepada Dr. Chatief
Kunjaya sebagai wali
akademik dan juga Dr. Suryadi Siregar yang memperkenalkan saya pada dunia asteroid ini. Tidak dilupakan juga staf TU, Bu Ati dan terutama sekali Bu Isna, yang selalu ramah dan siap membantu. Terima kasih atas pinjaman korannya ya Bu. Juga Bu Ina yang selalu di perpus tempat saya menitipkan fotokopi buku. Asrama Putri, rumah selama di Bandung dengan segala kenangan dan kucingkucingnya yang menjadi teman penulis, si Putih, si Belang, Bogel dan Bule. Kalian lucu sekali dan bisa membuatku tertawa (sekaligus kesal). Teman-teman di asrama yang sama-
iv
sama berjuang menyelesaikan tugas akhir. Desra, coba saya bisa sesabar dan setoleran seperti Desra. Terima kasih atas ruang, dukungan dan semangatnya. Teh Arni yang selalu mengatakan “ Ayo, kita lulus bareng-bareng.” Ichi atas Matlabnya, Dini atas SPSS dan Microsoft Officenya, Hanna atas deret Bowennya dan Nuni atas laptopnya. Teman-teman di jurusan, Desi dan Chairil yang sering di tanya-tanya penulis di saat menyelesaikan tugas akhir ini, Lia dan Joe (kapan nyusul? Segera ya). Anak-anak 2004, neng Lia makasih atas keramahan dan persahabatannya, Anggi yang selalu bertanya “Ayo Nuk, kapan?”, Komet yang sering digangguin disaat memakai komputer di labkom (tuh namanya dah disebut yak). Mas Dading yang nemenin di ruang sidang dan membantu memasang LCD. Astri dan motornya yang mengantarkan penulis membawa komputernya yang rusak untuk diperbaiki (ya iyalah, masa buat dirusakin lagi). Kapan lagi coba direpotin sama saya? Hehehe. Kak Umi atas persahabatan dan olahraga bulu tangkisnya, semoga bisa membentuk keluarga yang sakinah ma’wadah warohmah sama si ehm..ehm. Seseorang yang sekarang entah dimana, kenangan yang diberikan sangat indah dan selalu menjadi hiburan di saat susah. Semoga diberikan yang terbaik dan selalu berada dalam lindungan-Nya. Terakhir dituliskan tapi tidak kurang penting jasa-jasanya (dengan meminjam katakata dari mas Donny dhirgantoro dalam novelnya 5 cm) SiWordngetik mulu, si Winampnyanyimulu, sikompibaiksekalitemenIan (kalau di sini temen Ninuk). Kalau tidak ada kalian, yang di pakai bekerja, mengetik, memutar lagu (terutama the way you look tonight versi Michael Buble dan lagu-lagu penyemangat lainnya) sampai tengah malam dan berhari-hari buat nemenin penulis wah nggak tahu deh apa jadinya. Terima kasih atas kesabarannya mmuah...mmuah...mmuah. Akhir kata, penulis menyadari kalau tulisan ini masih jauh dari sempurna, untuk itu Penulis menerima saran dan kritik yang bertujuan untuk memperbaiki segala kekurangan dan kesalahan. Bandung, Juni 2007
Penulis
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN....................................................................................................ii ABSTRAK............................................................................................................................iii KATA PENGANTAR……………………………………………………………………...iv KATA PENGANTAR……………………………………………………………………...iv DAFTAR ISI……………………………………………………………………………….vi DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………………..viii DAFTAR TABEL…………………………………………………………………………..x BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………………………...1 1.1 Latar Belakang……………………………………… ………………………………....1 1.2 Rumusan Masalah………………………………………………………………………3 1.3 Tujuan Penelitian………………………………………………………………………..4 1.4 Metodologi……………………………………………………………………………...4 1.5 Sistematika Penulisan……………………………………………………………...……5 BAB II KAWAH-KAWAH SEBAGAI BUKTI TUMBUKAN DAN SUMBER-SUMBER TUMBUKAN……………………………………………………………………………….6 2.1 Kawah-kawah Sebagai Bukti Peristiwa Tumbukan di Tata Surya……………...............6 2.1.1 Kawah-kawah di Planet Terestrial………………………………………………13 2.1.2 Kawah-kawah pada Satelit-satelit Planet Jovian dan Tumbukan Komet Shoemaker-Levy dengan Planet Yupiter........................................................................14 2.1.3. Kawah-kawah Pada Permukaan Bulan………………………………………….16 2.2 Sejarah Tumbukan antara Bumi dengan Benda Langit………………………………..16 2.2.1 Kawah-kawah akibat Tumbukan di Bumi……………………………………….16 2.2.2 Peristiwa Tunguska (Great Siberian Explosian)...................................................21 2.2.3 Kemusnahan Massal K-T (Cretaceous/Tertiary Mass Exctinction).....................24 2.2.4 Kemusnahan P-T (Permian-Triassic Extinction)..................................................28 2.3 Sumber-sumber Penumbuk: Meteorid, Komet, Asteroid...............................................30 2.3.1 Meteorid................................................................................................................30 2.3.2 Komet...................................................................................................................35 2.3.3 Asteroid ………………………………………………………………………...39 2.4. Near earth asteroid (NEA) dan Potentially hazardous asteroid (PHA).........................43
vi
BAB III DAMPAK TUMBUKAN DAN SKALA POTENSI TUMBUKAN ……………47 3.1 Dampak-dampak Tumbukan…………………………………………………………..47 3.2 Skala Potensi Tumbukan antara Bumi dengan Asteroid………………………………54 3.2.1 Energi Tumbukan………………………………………………………………...55 3.2.2 Probabilitas Tumbukan...........................................................................................56 3.2.3 Resiko Intrinsik, Resiko Latar, dan Resiko Relatif ……………………………..57 3.3 Massa Asteroid...............................................................................................................60 3.4 Diameter Asteroid..........................................................................................................63 3.5 Perhitungan Posisi NEA dan PHA................................................................................65 BAB IV HASIL - HASIL PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS...............................67 4.1 Data NEA dan PHA.......................................................................................................67 4.2 Jari-jari Asteroid NEA dan PHA………………………………………………………67 4.3 Massa NEA dan PHA …………………………………………………………………71 4.4 Asteroid-asteroid NEA dan PHA dengan Jarak Mencapai < 0,05 AU terhadap Bumi di Tahun 2007………………………………………………………………………………...74 4.5 Skala Potensi Tumbukan………………………………………………………………80 BAB V KESIMPULAN…………………………………………………………………...85 DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………...88 LAMPIRAN A…………………………………………………………………….............92 LAMPIRAN B…………………………………………………………………………….94 LAMPIRAN C.....................................................................................................................96 LAMPIRAN D.....................................................................................................................98 LAMPIRAN E …………………………………………………………………………...107
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Proses pembentukan kawah, dengan waktu sesudah tumbukan τ, rasio diameter penumbuk dan kecepatan (De Pater dan Lissaeur 2005 diadaptasi dari Melosh 1989)……………………………………………………………………………….12 Gambar 2. Peristiwa Tunguska menyebabkan kerusakan pada wilayah hutan seluas 2150 ± 50 km2 (Farinella et al., 2001) dan perbandingannya kota Washington DC (2.996 km2) dan kota New York City (1.214,4 km2). Foto hak milik Smithsonian Institution, gambar hak milik John Pike (http://impact.arc.nasa.gov/ reports/space guard/index.html).....................................................................................................21 Gambar 3. Kawah Chicxulub. Warna biru menandakan nilai gravitasi terlemah sementara merah adalah yang terkuat. Kawah Chicxulub lingkaran berwarna biru dan hijau yang mengelilingi kota Chicxulub menunjukkan adanya palung (warna biru) dan beberapa cincin konsentris (warna hijau) yang mengelilingi suatu pusat (lingkaran hijau), V. L. Sharpton, LPI (http://www.solarviews.com/raw/earth/chicxulb.gif)..27 Gambar 4. Bumi pada 251 juta tahun yang lalu, masih berupa satu daratan luas, yang disebut pangea, dikelilingi oleh lautan luas. Bujur sangkar menunjukkan posisi kawah Bedout (http://www.mala.bc.ca/~earles/bedout-jun04.htm).........................29 Gambar 5. Distribusi asteroid-asteroid sabuk utama antara 2 AU sampai 4 AU, yang menunjukkan adanya celah-celah
dimana populasi asteroid berkurang (celah
Kirkwood). Plot jarak asteroid-asteroid terhadap periode orbitnya, menunjukkan bahwa celah-celah tersebut mengikuti fraksi sederhana dari periode orbit Yupiter (Norton 2002)……………………………………………………………………...42 Gambar 6. Hubungan antara selang tumbukan dengan diameter penumbuk dan energi tumbukan (Chapman dan Morrison 1994)...............................................................48 Gambar 7. Tumbukan Eltanin, Dibagian ujung tenggara laut Pasifik sekitar 2,15 juta tahun lalu (Steven
Ward/Eric Asphaug, UCal, Santa Cruz dalam Atkinson et al.
2000).........................................................................................................................52 Gambar 8. Contoh kemungkinan perpotongan dalam bidang target. A1 adalah perhitungan pertama kemungkinan orbit, A2 dan A3 perhitungan setelah data pengamatan yang
viii
lebih baik tersedia. Probabilitas tumbukan meningkat dari A1 ke A2, tetapi turun ke nol pada A3…………………………………………………………………….......57 Gambar 9. Perkiraan porositas untuk beberapa asteroid (Britt et al. 2002).........................61 Gambar 10. Perkiraan makroporositas beberapa asteroid (Britt et al. 2002)……………...62 Gambar 11 a. Grafik distribusi jumlah NEA terhadap jari-jari……………………………69 Gambar 11 b. Grafik distribusi jumlah NEA terhadap jari-jari dengan tidak memasukkan asteroid 4954 Eric, (2006 HR30), 433 Eros, 1036 Ganymed……………………...69 Gambar 12. Grafik distribusi jumlah PHA terhadap jari-jari……………………………...70 Gambar 13. Grafik distribusi jumlah NEA terhadap massa.................................................72 Gambar 14. Grafik distribusi jumlah PHA terhadap massa.................................................72 Gambar 15. Grafik jumlah asteroid yang akan dijumpai Bumi dalam jarak < 0,05 AU terhadap bulan dalam satu tahun di tahun 2007.......................................................74
ix
