Efek Letusan Gunung Berapi Tonga Ditemukan Mencapai Luar Angkasa

Hunga Tonga-Hunga Haʻapai adalah gunung berapi bawah laut. Sebelumnya berbentuk pulau vulkanik tak berpenghuni yang ada di Pasifik Selatan dari 2009 hingga 2022. Letaknya sekitar 30 kilometer di selatan gunung berapi bawah laut Fonuafoʻou, atau 65 kilometer utara Tongatapu, pulau utama Tonga.

Ketika gunung berapi Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ini meletus pada 15 Januari lalu, ia mengirimkan gelombang kejut atmosfer, ledakan sonik, dan gelombang tsunami ke seluruh dunia. Kini, para ilmuwan menemukan bahwa efek gunung berapi tersebut juga mencapai luar angkasa.

Data dari misi Ionospheric Connection Explorer (ICON), NASA, dan satelit Swarm ESA (European Space Agency) telah terhimpun. Para ilmuwan menemukan bahwa dalam beberapa jam setelah letusan, angin berkecepatan badai dan arus listrik yang tidak biasa terbentuk di ionosfer—atmosfer bumi yang dialiri listrik lapisan di tepi ruang angkasa.

“Gunung berapi menciptakan salah satu gangguan terbesar di luar angkasa yang pernah kita lihat di era modern,” kata Brian Harding, fisikawan di University of California, Berkeley. Dia penulis utama makalah baru yang membahas temuan tersebut, yang hasilnya telah diterbitkan di jurnal Geophysical Research Letters pada 10 Mei 2022. Judulnya, Impacts of the January 2022 Tonga Volcanic Eruption on the Ionospheric Dynamo: ICON-MIGHTI and Swarm Observations of Extreme Neutral Winds and Currents.  

“Ini memungkinkan kita untuk menguji hubungan yang kurang dipahami antara atmosfer yang lebih rendah dan ruang angkasa,” tambahnya.

ICON diluncurkan pada 2019 untuk mengidentifikasi bagaimana cuaca Bumi berinteraksi dengan cuaca dari luar angkasa. Gagasan yang relatif baru ini menggantikan asumsi sebelumnya bahwa hanya kekuatan dari Matahari dan luar angkasa yang dapat menciptakan cuaca di tepi ionosfer.

Pada Januari 2022, ketika pesawat ruang angkasa melewati Amerika Selatan, mereka mengamati satu gangguan duniawi di ionosfer yang dipicu oleh gunung berapi Pasifik Selatan.

“Hasil ini adalah pandangan yang menarik tentang bagaimana peristiwa di Bumi dapat memengaruhi cuaca di luar angkasa, selain cuaca luar angkasa yang memengaruhi Bumi,” kata Jim Spann, pemimpin cuaca luar angkasa untuk Divisi Heliofisika NASA di Markas Besar NASA di Washington, D.C, seperti yang dilaporkan Tech Explorist. “Memahami cuaca luar angkasa secara holistik pada akhirnya akan membantu kita mengurangi dampaknya terhadap masyarakat.”

Ketika gunung berapi meletus, ia mendorong gumpalan gas, uap air, dan debu raksasa ke langit. Ledakan itu juga menciptakan gangguan tekanan besar di atmosfer, yang menyebabkan angin kencang. Saat angin meluas ke atas ke lapisan atmosfer yang lebih tipis, mereka mulai bergerak lebih cepat. Setelah mencapai ionosfer dan tepi ruang angkasa, ICON mencatat kecepatan angin hingga 450 mph, menjadikannya angin terkuat di bawah ketinggian 193 kilometer yang diukur oleh misi sejak diluncurkan.

Di ionosfer, angin ekstrem juga memengaruhi arus listrik. Partikel di ionosfer secara teratur membentuk arus listrik yang mengalir ke timur yang disebut electrojet khatulistiwa. Ini ditenagai oleh angin di atmosfer yang lebih rendah. Setelah letusan, elektrojet khatulistiwa melonjak hingga lima kali kekuatan puncak normalnya dan secara dramatis membalik arah, mengalir ke barat untuk waktu yang singkat.

"Sangat mengejutkan melihat elektrojet terbalik dengan sesuatu yang terjadi di permukaan bumi," kata Joanne Wu, fisikawan di University of California, Berkeley, dan rekan penulis studi baru tersebut. “Ini adalah sesuatu yang sebelumnya hanya kita lihat dengan badai geomagnetik yang kuat, yang merupakan bentuk cuaca di ruang angkasa yang disebabkan oleh partikel dan radiasi dari Matahari.”

Penelitian baru ini menambah pemahaman para ilmuwan tentang bagaimana ionosfer dipengaruhi oleh peristiwa di darat dan juga dari luar angkasa. Sebuah electrojet khatulistiwa yang kuat dikaitkan dengan redistribusi material di ionosfer, yang dapat mengganggu sinyal GPS dan radio yang ditransmisikan melalui wilayah tersebut.

Area kompleks atmosfer kita ini bereaksi dalam menghadapi kekuatan kuat dari bawah dan atas inilah yang menjadi bagian penting dari penelitian NASA. Misi Geospace Dynamics Constellation, atau GDC, NASA yang akan datang akan menggunakan armada satelit kecil, seperti sensor cuaca di darat, untuk melacak arus listrik dan angin atmosfer yang mengalir melalui area tersebut. Dengan lebih memahami apa yang mempengaruhi arus listrik di ionosfer, para ilmuwan dapat lebih siap untuk memprediksi masalah parah yang disebabkan oleh gangguan tersebut.