Karakteristik Gangguan Medan Magnet Bumi Akibat Ledakan Bom Hidrogen di Korea Utara

Transkripsi

1 Karakteristik Gangguan Medan Magnet Bumi Akibat Ledakan Bom Hidrogen di Korea Utara Yosi Setiawan, 1 Suaidi Ahadi 2 1 Stasiun Geofisika Klas I Tuntungan, BMKG 2 Kepala Sub Bidang Analisis Geofisika Potensial dan Tanda Waktu, BMKG korespondensi; yosi.setiawan@bmkg.go.id Pada tanggal 3 September 2017 yang lalu, sebanyak 166 sensor seismik BMKG mencatat aktivitas seismik tidak lazim di Korea Utara yang kemudian diidentifikasi sebagai sebuah ledakan bom hidrogen. Ledakan tersebut mengakibatkan gempa bumi dengan magnitudo 6.2 Mw(mB). BMKG mencatat aktivitas seismik tersebut terjadi pada pukul 10:30:04 WIB (03:30:04 UTC) dengan lokasi episenter pada koordinat BT LU dengan kedalaman hanya 1 km. Artinya ledakan bom dilakukan di bawah permukan tanah. Uji coba ledakan bom atom yang pernah dilakukan di Johnston Island pada 19 Juli 1962 dilaporkan menyebabkan gangguan magnet bumi yang terekam oleh banyak stasiun magnet bumi di dunia, bahkan oleh stasiun magnet bumi pada jarak lebih dari km[3]. Namun uji coba ledakan pada saat itu dilakukan di atas permukaan tanah, tepatnya pada ketinggian 400 km. Selain itu kekuatan bom tahun 1962 juga jauh lebih besar yaitu setara dengan 1.4 megaton TNT[2]. Sedangkan menurut informasi dari kantor berita BBC, kekuatan ledakan di Korea Utara berkekuatan sekitar 100 kiloton TNT atau sekitar 5 kali lebih kuat dibandingkan bom Fat Man yang dijatuhkan Amerika Serikat di Nagasaki, Jepang pada tahun 1945[4]. Gangguan medan magnet akibat ledakan bom atom disebut dengan Nuclear Electromagnetic Pulse atau biasa disingkat Nuclear EMP/NEMP. Gangguan ini terlihat berupa perubahan nilai kemagnetan secara cepat dan mendadak. Gangguan ini bisa menyebabkan kerusakan pada peralatan elektronik. NEMP dipengaruhi oleh beberapa faktor, namun yang paling penting adalah ketinggian dimana bom diledakkan[1]. Pada tanggal 3 September 2017 uji coba ledakan dilakukan di bawah tanah sehingga gangguan elektromagnetik akibat ledakan bom bisa teredam. Hal ini terlihat pada perbandingan rekaman magnetogram antara Stasiun Magnet Bumi Cheongyang (CYG), Korea Selatan dengan Stasiun Magnet Bumi Tuntungan (TUN), Indonesia. Stasiun Magnet Bumi Cheongyang, Korea Selatan terletak pada koordinat BT LU, atau berjarak sekitar km dari episenter sedangkan Stasiun Magnet Bumi Tuntungan, Indonesia terletak pada koordinat BT LU atau berjarak sekitar 5185 km dari episenter. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik gangguan medan magnet bumi akibat ledakan bom hidrogen di Korea Utara. Data yang digunakan adalah data magnet bumi dengan resolusi 1 detik dari Stasiun Magnet Bumi Cheongyang, Korea Selatan dan Stasiun Magnet Bumi Tuntungan, Indonesia. Data magnet bumi Stasiun Magnet Bumi Cheongyang diperoleh dari Intermagnet. Analisis data dilakukan dengan membandingkan rekaman magnetogram komponen X,Y,Z satu jam sebelum dan sesudah ledakan serta magnetogram komponen X,Y,Z yang sudah di bandpass filter pada frekuensi

2 Hz. Selanjutnya dari magnetogram yang sudah di bandpass dicari frekuensi dominan dan dibuat spektrogramnya untuk tiap-tiap komponen di masing-masing stasiun. Gambar 1: Peta lokasi Stasiun Magnet Bumi Tuntungan dan Cheongyang serta lokasi episenter Rekaman magnetogram komponen X,Y,Z satu jam sebelum dan sesudah ledakan serta magnetogram komponen X,Y,Z yang sudah di bandpass filter pada frekuensi Hz untuk Cheongyang ditampilkan pada gambar 2 dan Tuntungan pada gambar 3. Pada gambar 2 terlihat adanya perubahan nilai kemagnetan di CYG beberapa menit setelah ledakan. Ini berbeda dengan nilai kemagnetan di TUN yang tetap stabil. Artinya gangguan medan magnet bumi hanya berdampak di wilayah sekitar ledakan. Analisis yang sama juga dilakukan terhadap beberapa stasiun magnet bumi seperti Kanoya, Kakioka, dan Memambetsu di Jepang. Namun hasilnya tidak ditampilkan disini karena rekaman magnetogram di stasiun tersebut juga tidak menunjukkan adanya gangguan nilai kemagnetan bumi. Di Cheongyang gangguan terekam selama 250 detik yaitu dari sekitar pukul 03:31:20-03:35:30 UTC atau 76 detik dari origin time ledakan. Pada komponen X amplitudo gangguan magnet bumi bernilai sekitar 2.8 nt, pada komponen Y sekitar 1.6 nt, dan komponen Z sekitar 2.3 nt. Gambar 4 menampilkan durasi dan amplitudo gangguan magnet bumi di Cheongyang. Setelah diketahui durasi dan amplitudo gangguan medan magnet bumi, selanjutnya dicari frekuensi dominan pada data satu jam sebelum dan sesudah ledakan di CYG dan TUN serta dibuat spektrogramnya. Hasil analisis spektrum menunjukkan bahwa di CYG satu jam sebelum dan sesudah ledakan, frekuensi dominan untuk komponen X adalah Hz, komponen Y Hz dan komponen Z Hz sebagaimana ditunjukkan pada gambar 5. Sedangkan di TUN satu jam sebelum dan sesudah ledakan, frekuensi dominan untuk komponen X adalah Hz, komponen Y Hz, dan komponen Z Hz sebagaimana ditunjukkan pada gambar 6. Spektrogram untuk data CYG menunjukkan perubahan nilai yang sangat jelas pada sekitar pukul UTC. 2

3 Gambar 2: Rekaman magnetogram sebelum dan sesudah bandpass filter Hz di Cheongyang satu jam sebelum dan sesudah ledakan Gambar 3: Rekaman magnetogram sebelum dan sesudah bandpass filter Hz di Tuntungan satu jam sebelum dan sesudah ledakan 3

4 Gambar 4: Durasi dan amplitudo gangguan magnet bumi di Cheongyang Kesimpulan dari penelitian ini adalah diketahui karakteristik gangguan medan magnet bumi akibat ledakan bom hidrogen di Korea Utara. Gangguan ini berupa perubahan nilai secara cepat dan mendadak dan bersifat regional karena gangguan hanya terlihat pada stasiun magnet bumi dengan jarak sekitar km dari episenter, sedangkan stasiun magnet bumi yang lebih jauh tidak merekam adanya gangguan. Durasi gangguan diketahui sekitar 250 detik dan gangguan muncul sekitar 76 detik setelah origin time ledakan. Amplitudo gangguan relatif kecil yaitu sekitar 2.8 nt pada komponen X, sekitar 1.6 nt pada komponen Y, dan sekitar 2.3 nt pada komponen Z. Selain itu didapatkan nilai frekuensi dominan untuk data satu jam sebelum dan sesudah ledakan untuk komponen X adalah Hz, komponen Y Hz dan komponen Z Hz di Cheongyang dan komponen X Hz, komponen Y Hz, dan komponen Z Hz di Tuntungan. Gangguan terlihat secara jelas di spektrogram Cheongyang. Pustaka [1] Encyclopaedia Britannica. Nuclear electromagnetic pulse (emp), [2] Bernard Caner. Prompt world-wide geomagnetic effects of high-altitude nuclear explosions. [3] S.A.A. Kazmi. The geomagnetic effects of the johnston island nuclear explosion of july 9, 1962 at quetta. 17(2). [4] BBC News. The most powerful nuclear blasts ever,

5 Gambar 5: Single sided amplitude spectrum dan spektrogram di CYG satu jam sebelum dan sesudah ledakan Gambar 6: Single sided amplitude spectrum dan spektrogram di TUN satu jam sebelum dan sesudah ledakan 5

6 Medan, 8 September 2017 Mengetahui,, Kepala Seksi Data dan Informasi Stasiun Geofisika Tuntungan Sugeng Prayitno, ST NIP Yosi Setiawan NIP