BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Magnet, satu kata ini mungkin tak asing lagi di telinga kita. Apalagi bagi orang-orang yang kesehariannya berkutat dengan ilmu fisika pastilah sudah tahu jika berbicara mengenai magnet maka pasti akan berhubungan dengan fisika.
Mungkin beberapa dari kita yang mendengar kata magnet , pikirannya akan langsung terlintas ke masa kecil. Ya, masa kanak-kanak yang dengan asyiknya akan riang gembira ketika bermain dengan dua benda berbentuk batangan atau bulatan berwarna hitam pekat apabila didekatkan akan saling tarik menarik atau saling tolak menolak. Di masa kanak-kanak, sungguh hal semacam ini dianggap sebagai sebuah permainan yang sangat menyenangkan. Namun, tentu saja sebagai anak-anak belum tahu bahwa itu adalah benda magnetik dan belum sempat terfikir mengapa hal itu bisa terjadi. Kejadian yang dianggap menyenangkan bagi anak-anak itu adalah karena adanya efek yang ditimbulkan oleh medan magnet di sekitar dua batangan logam besi tersebut.
Medan Magnet Bumi berfungsi untuk melindungi bumi dari bahaya radiasi kosmis oleh matahari. Radiasi kosmis sebagai sebagian direfleksikan oleh medan magnet bumi dan sebagian lagi akan terus kedaerah kutub yang mengakibatkan peristiwa auror. Proses perubahan medan magnet berasal dari mekanisme alami dan juga aktivitas manusia yang terlalu mengeksploitasi alam. Selain itu Magnetisme bumi juga berfungsi sebagai kemajuan teknologi dan juga membantu hean khusunya burung dalam bermigrasi. Oleh karena itu pembelajaran tentang Magnetisme Bumi sangat penting kita pelajari supaya keseimbangan alam tetap terjaga.
Fenomena aurora merupakan gejala alam berupa pacaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer, yang berakibat dengan terjadinya interaksi antara medan magnetik dengan partikel yang memiliki muatan, kemudian
dipancarkan oleh matahari. Proses terjadinya aurora ini, karena ion mengalami penumbukkan terhadap angin matahari dan partikel magnetospheric yang disalurkan sepanjang garis magnet di bumi.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan Kemagnetan Bumi?
2. Bagaimana magnet Bumi bisa terbentuk?
3. Apa itu fenomena Aurora?
4. Bagaimana Aurora bisa terbentuk?
5. Dimana dan Kapan terjadinya Aurora?
6. Apa dampak dari fenomena Aurora?
1.3 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah supaya mahasiswa dapat memahami mengenai pengaruh Magnet Bumi terhadap terbentuknya fenomena Aurora.
1.4 Manfaat
Manfaat dari pembuatan makalah ini adalah supaya mahasiswa lebih tahu tentang Magnetisme Bumi serta pengaruh dari magnet Bumi terhadap Fenomena Lingkungan.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Kemagnetan Bumi
Pada zaman dahulu kala, terdapat batu-batuan berwarna gelap yang ditemukan di Asia Kecil, tepatnya di daerah Magnesia. Batu-batuan itu disebut magnet karena ditemukan di Magnesia, sesuai dengan nama tempat ditemukannya. Batu-batuan magnet tersebut dapat menarik benda-benda yang terbuat dari besi dan beberapa bahan lainnya. Berdasarkan sejarah ditemukannya magnet ini, dapat disimpulkan bahwa magnet adalah kemampuan suatu benda untuk menarik benda-benda lain yang berada disekitarnya.
Selain memiliki medan, magnet juga memiliki garis gaya yang disebut dengan garis gaya magnet. Garis gaya magnet adalah garis yang berasal dari kutub utara menuju kutub selatan. Untuk membuktikan hal ini, mungkin beberapa di antara kita yang membaca esay ini pernah melakukan eksperimen sederhana sewaktu SD atau SMP, yaitu dengan cara menyebarkan serbuk besi di atas sebuah kertas. Di bawah kertas tersebut kita dekatkan sebuah benda magnetik. Maka kita akan melihat bahwa serbuk besi tersebut akan mengatur posisinya sendiri secara langsung dengan jelas membentuk garis di sekitar magnet yang menggambarkan garis gaya. Semakin kuat pemusatan serbuk besi tersebut, maka akan semakin kuat pula daya magnetnya. Maka, kita dapat menyimpulkan bahwa kekuatan medan magnet bertindak sebagai sejumlah garis gaya per unit area. Salah satu sifat menarik dari garis gaya magnet itu adalah mereka tidak saling berpotongan satu sama lain atau bertabrakan pada satu titik.
Garis gaya magnet (spektrum magnetik) Sumber: sepenggal.wordpress.com
Selama ini jika berbicara mengenai benda-benda magnetik maka yang terbayang di pikiran kita adalah logam-logam besi berwarna hitam. Padahal, ada benda sangat besar yang juga merupakan benda magnetik. Bumi ! Ya, tanpa kita sadari bumi yang merupakan tempat kita berpijak ini mempunyai sifat magnetik.
Bumi diibaratkan sebagai magnet raksasa. Layaknya sebuah magnet, maka bumi pun memiliki dua kutub magnet, yaitu kutub utara dan selatan. Sebagai kutub bumi yang berlawanan dan saling tarik menarik satu sama lainnya, maka garis gaya magnet akan selalu bergerak dari kutub utara ke kutub selatan. Kutub magnet bumi dengan kutub geografis bumi belawanan. Kutub utara magnet merupakan kutub selatan bumi, sedangkan kutub selatan magnet merupakan kutub utara bumi. Karena bentuk bumi bulat, maka sumbu bumi dapat kita anggap sebagai magnet batang yang besar.
Kutub utara dan kutub selatan magnet bumi tidak akan berhimpit dengan kutub utara dan kutub selatan bumi. Hal ini menyebabkan kutub utara dan kutub selatan magnet jarum kompas tidak menunjukkan arah utara dan selatan geografis, sehingga hal ini akan membentuk sebuah sudut yang disebut Deklinasi (D). Sudut deklinasi merupakan sudut yang dibentuk oleh kutub utara- selatan jarum kompas terhadap arah utara-selatan geografis.
Berikut gambar bumi, medan magnet bumi dan hubungannya dengan arah jarum kompas :
Di daerah yang letaknya tepat di atas garis khatulistiwa, akan terlihat bahwa posisi jarum kompas berada dalam keadaan seimbang. Tetapi, jika
kompas dibawa mendekati kutub geografis bumi maka jarum kompas akan condong ke atas atau ke bawah. Saat kompas dibawa mendekati kutub utara geografis bumi, maka kutub utara jarum kompas akan condong ke bawah karena tertarik oleh kutub selatan magnet bumi. Sedangakan saat kompas dibawa mendekati kutub selatan geofrafis bumi, kutub selatan jarum kompas condong ke bawah karena tertarik oleh kutub utara magnet bumi. Kemiringan jarum kompas itu akan membentuk sudut inklinasi. Sudut inklinasi merupakan sudut yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap permukaan bumi.
Medan magnet yang terbentuk akan menimbulkan magnetosfer.
Magnetosfer merupakan lapisan medan magnet yang menyelubungi benda angkasa, termasuk bumi. Molekul di dalam inti bumi yang pada umumnya berwujud ion selalu bergerak dengan sangat cepat karena suhu dan pengaruh medan gravitasi serta gerak rotasi bumi. Hal ini akan menimbulkan arus listrik yang menciptakan medan magnet raksasa yang disebut magnetosfer.
Lantas, kita pantas mengajukan sebuah pertanyaan, apa sebenarnya tujuan sang pencipta menciptakan magnetosfer ini? Sebab segala sesuatu di alam jagad raya ini pasti memiliki tujuan diciptakan. Magnetosfer berfungsi sebagai penangkal petir bagi bumi. Artinya, lapisan ini berfungsi untuk menangkal radiasi berbahaya yang berasal dari matahari seperti : partikel alpha, beta, atau angin surya dan semburan massa korona (coronal mass ejection, CME). Ketika radiasi- radiasi itu menghujani bumi, magnetosfer akan memantulkan sebagian besar radiasi dan menyerap sisanya dan akan langsung diarahkan menuju kutub, akibatnya terjadi reaksi tumbukan dengan lapisan atmosfer dan akan muncullah sebuah fenomena indah, yakni aurora.
Jika ditinjau dari fungsi magnetosfer ini , maka sungguh mulia tujuan sang khalik menciptakan magnetosfer. Lapisan magnetik ini merupakan pelindung bagi semua makhluk dari serangan partikel berbahaya, termasuk badai matahari. Magnetosfer bekerja layaknya seperti tameng, yakni membelokkan setiap partikel yang menghampirinya. Badai matahari itu sendiri nantinya akan dibelokkan ke arah kutub bumi. Di sinilah tameng kedua sudah menunggu dan siap untuk menghancurkan badai kiriman matahari. Tameng kedua tersebut adalah lapisan atmosfer yang terdapat pada ketinggian 80 kilometer di atas bumi.
Di daerah ini, badai matahari akan disaring oleh medan magnet bumi.
Akibatnya, badai yang semula berbahaya akan melepaskan energinya melalui cahaya dengan berbagai warna yang selanjutnya dikenal dengan aurora.
Bumi ini bagaikan magnet yang berukuran sangat besar, dengan kutub- kutub magnetnya hampir berdekatan dengan kutub geografis bumi. Sehingga bumi ini dilapisi oleh medan magnet (magnetosfer) yang berbentuk sebuah perisai yang mirip dengan buah apel, dimana bumi berada pada inti buahnya dan magnetosfer berada pada kulit buah apel.magnetosfer ini terdiri dari beberapa lapisan, dengan lapisan terbawahnya, sabuk radiasi van allen yang berada di sekitar ekuator (khatulistuwa). Layaknya sebuah perisai, magnetosfer dan sabuk van allen melindungi bumi dari terpaan partikel angin matahari.
Angin matahari ditunjukkan pada garis kuning sedang medan magnet bumi ditunjukkan pada garis biru.
2.2 Proses terbentuknya Magnet Bumi
Bumi mempunyai sistem pertahanan yang dapat melindungi bumi dari radiasi sinar matahari misalnya sinar ultraviolet. Lapisan tersebut dinamakan atmosfer bumi. Selain lapisan atmosfer yang tersusun atas gas-gas, bumi juga memiliki sistem pertahanan terhadap aktivitas antariksa yaitu medan magnet bumi. Fungsi dari medan magnet bumi sebagai pelindung pancaran radiasi kosmis yang berasal dari luar angkasa. Medan magnetik bumi dapat memantulkan sebagian besar angin matahari, yaitu arus partikel bermuatan dari matahari yang mampu mengionisasi lapisan atmosfer bumi.
Ada beberapa teori yang menjelaskan asal dari medan magnet bumi, antara lain : 1. Teori Geomagnet
Seorang fisikawan Inggris bernama Sir William Gilbert menganalogikan bumi sebagai dipole magnetik raksasa dalam bukunya yang berjudul “de magnete”. Pernyataan ini menjadi cikal bakal dipelajarinya suatu teori bernama geomagnet atau kemagnetan bumi. Selanjutnya Gilbert mengatakan bahwa bumi adalah sebuah magnet raksasa dengan sebuah kutub magnet utara dan sebuah kutub magnet selatan.
Penjelasan kemagnetan bumi (geomagnetism) terjadi karena adanya arus listrik di dalam inti bumi yang berbentuk cair dan mudah bergerak. Pergerakan bumi menimbulkan pergerakan relatif dari ion-ion di dalam materi. Ion-ion yang bergerak itu menimbulkan arus listrik dalam inti bumi dan arus yang berputar menimbulkan medan magnet disekitarnya.
Bumi terbagi atas lapisan inti-dalam yang padat dan diatasnya adalah lapisan inti-luar yang cair. Dari segi kandungan kimia, kandungan bagian inti bumi adalah paduan besi-nikel. Struktur bumi dapat dijelaskan dari faktor suhu dan tekanan. Pada inti bumi, panas yang ditimbulkan oleh peluruhan radioaktif akan melelehkan batuan. Tekanan tinggi, sebaliknya akan cenderung memadatkan batuan. Dengan demikian, walaupun pada inti-dalam suhunya paling tinggi, mencapai 3.000 derajat Celcius, tekanan dari lapisan batuan diatasnya lebih kuat pengaruhnya sehingga inti-dalam berwujud padat. Di lapisan inti-luar, tekanan lapisan batuan diatasnya tidak cukup tinggi untuk mengimbangi kekuatan faktor suhu sehingga dihasilkan wujud cair.
Menurut Gillbert, sifat magnet bumi ditimbulkan karena adanya arus listrik di lapisan inti luar. Seperti pernyataan di atas, lapisan inti-luar berwujud cair. Suhu permukaan cairan inti-luar yang bersentuhan dengan inti-dalam jauh lebih tinggi daripada lapisan cairan inti-luar yang bersentuhan dengan mantel. Akibatya, seperti memanaskan air, akan terjadi arus konveksi cairan pada inti-luar dan arus konveksi ini menimbulkan arus listrik. Arus listrik inilah yang menimbulkan sifat magnet bumi (Irwan Suhanda, 2013).
2. Teori Dinamo
Teori dynamo adalah teori pertama kali diajukan oleh Joseph Larmor pada tahun 1919. Teori Dinamo menjelaskan bahwa di dalam perut bumi terdapat besi dalam wujud cair yang bertindak sebagai objek yang sangat konduktif, disebut sebagai dinamo (dynamo). Cairan panas ini mengalir di dalam bumi karena perputaran bumi sejak terbentuknya tata surya.
Pada kasus ini medan magnet diyakini dihasilkan dari peristiwa konveksi besi cair, di dalam cairan inti bagian luar, sejalan dengan efek coriolis (Coriolis effect) yang disebabkan oleh rotasi planet yang mengarahkan arus bergulung sejajar dengan kutub utara-selatan. Saat cairan konduktif mengalir, arus listrik akan terinduksikan, yang kemudian kembali menghasilkan medan magnet yang lain. Saat medan magnet ini menguatkan medan magnet yang sebelumnya, dinamo terbentuk dan menjadi stabil.
Medan magnet bumi ternyata bersumber dari dalam bumi itu sendiri dan medan magnet ini berubah berdasarkan waktunya. Berdasarkan teori yang dikemukakan oleh W.M. Elasasser dan E.C. Bullard yang disebut dengan teori magnetohidrodinamik menyatakan bahwa di dalam inti bumi terdapat aliran fluida yang terionisasi, sehingga menimbulkan aksi dinamo oleh dirinya sendiri (Self-exiting dynamo action) yang dapat menimbulkan medan magnet bumi.
3. Analogi dengan Teori Efek Termolistik
Peristiwa terjadinya medan magnet bumi yang terjadi dari inti bumi yang panas dijelaskan dengan teori Efek termolistrik. Gejala termolistrik tidak lain
ialah suatu gejala pemanasan dan pendinginan akibat dari pengaliran arus listrik di dalam bahan lewat suatu beda potensial yang bukan berasal dari sumber daya luar, melainkan berasal dari bahan itu sendiri akibat tidak meratanya kerapatan muatan di dalam bahan, sedang sumber daya luar yang dikenakan adalah untuk memaksakan pengaliran arus listrik dalam bahan.
Suatu contoh misalnya jika satu ujung kawat dipanaskan sedang satu ujung lainnya didinginkan, maka terjadi gradien suhu sepanjang kawat tersebut dan terdapat gradien kerapatan elektron bebas didalamnya. Gradien kerapatan elektron ini menyebabkan gradien kerapatan muatan dan mengakibatkan terjadinya gradien potensial sepanjang kawat (Peter Soedojo, 1985).
Analogi dengan teori tersebut inti bumi terdiri dari lapisan inti dalam yang berbentuk padatan dan lapisan inti luar yang berupa cairan mempunyai temperatur yang berbeda. Pada bumi terdapat aliran fluida berasal dari cairan material bumi dan terdapat material berupa padatan yang berbeda konduktivitasnya. Menurut prinsip termolistrik, jika terdapat dua lempeng berbeda konduktivitasnya saling didekatkan dan antar kedua bagian bertemu dengan temperatur yang berbeda mengakibatkan muncul arus elektron. Maka terjadilah tenaga kelistrikan yang berasal dari gerakan zarah bermuatan listrik yakni elektron-elektron melalui suatu beda potensial sehingga di sekelilingnya akan terbentuk medan magnet.
2.3 Fenomena Aurora
Aurora adalah fenomena pancaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer dari sebuah planet sebagai akibat adanya interaksi antara medan magnetik yang dimiliki planet tersebut dengan partikel bermuatan yang dipancarkan oleh matahari (angin matahari). Di bumi, aurora terjadi di daerah di sekitar kutub Utara dan kutub Selatan magnetiknya. Hal ini dikarenakan pada daerah kutub, baik utara maupun selatan memiliki medan magnet yang sangat kuat. Aurora ini diperkirakan terjadi 11 tahun sekali, ketika terjadi peningkatan aktifitas pada matahari. Aurora yang terjadi di daerah sebelah Utara dikenal dengan nama Aurora Borealis, yang dinamai Dewi Fajar Rom, Aurora, dan
nama Yunani untuk angin utara, Boreas. Ini karena di Eropa, aurora sering terlihat kemerah-merahan di ufuk utara seolah-olah matahari akan terbit dari arah tersebut. Aurora borealis selalu terjadi di antara September dan Oktober dan Maret dan April. Fenomena aurora di sebelah Selatan yang dikenal dengan Aurora Australis mempunyai sifat-sifat yang serupa. Aurora ini adalah Fenomena unik yang seringkali terjadi pada langit malam yang gelap tiba-tiba menjadi terang benderang di belahan bumi utara terutama Alaska dianggap sebagian orang sebagai peristiwa yang mengandung unsur-unsur kepercayaan kuno.
Aurora diartikan secara berbeda oleh setiap budaya yang berbeda. Orang Viking berpikir bahwa aurora adalah refleksi dari perlengkapan senjata mitos Valkyrie. Untuk Penduduk asli Eskimo di Greenland dan dekat Kanada, aurora adalah komunikasi antara orang mati. Untuk orang Indian Amerika, aurora adalah cahaya dari api unggun besar jauh di utara. Pada abad pertengahan, aurora menjadi pertanda perang atau bencana, seperti wabah. Hari ini, kita tahu bahwa aurora adalah fenomena cahaya yang disebabkan oleh partikel berenergi tinggi dari angin surya matahari yang berinteraksi dengan medan magnet bumi.
2.4 Proses Terjadinya Aurora
Ketika angin matahari menerpa magnetosfer, partikel-partikel angin matahari dibelokkan dan tertarik menuju kutub medan magnet bumi. Semakin tinggi energi partikel, maka semakin dalam lapisan magnetosfer yang berhasil ditembus olehnya. Aliran partikel yang tertarik ke kutub medan magnet bumi akan bertumbukan dengan atom-atom yang ada di atmosfer. Energi yang dilepaskan akibat reaksi dari proton dan elektron yang bersinggungan dengan atom-atom di atmosfer, dapat dilihat secara visual melalui pendar cahaya yang berwarna-warni di langit, atau yang kita kenal sebagai Aurora.
Interaksi antara angin matahari dengan medan magnet bumi. Sebagian partikel-partikel matahari tertarik menuju kutub.
Reaksi antara partikel angin matahari dengan atmosfer bumi, menghasilkan berbagai macam warna pada aurora. Perbedaan warna ini dipengaruhi oleh jenis atom yang berinteraksi dengan proton dan elektron, mengingat pada ketinggian-ketinggian tertentu, jenis atom penyusun atmosfer tidaklah sama. Pada ketinggian di atas 300 km, partikel angin matahari akan bertumbukan dengan atom-atom hidrogen sehingga terbentuk warna aurora kemerah-merahan. Semakin turun, yakni pada ketinggian 140 km, partikel angin matahari bereaksi dengan atom oksigen yang membentuk cahaya aurora berwarna biru atau ungu. Sementara itu, pada ketinggian 100 km proton dan elektron bersinggungan dengan atom oksigen dan nitrogen sehingga aurora tervisualisasikan dengan warna hijau dan merah muda.
Terdapat dua gas utama yang ada di atmosfer yang paling berpengaruh pada pembentukan cahaya aurora:
Oksigen, dapat menghasilkan dua warna utama aurora, yaitu hijau-kuning yang memiliki panjang gelombang 557,7 nm, warna ini paling sering terlihat,dan merah yang memiliki panjang gelombang 630 nm, namun warna ini jarang terlihat.
Nitrogen, yang pada keadaan terionisasi akan menghasilkan warna biru muda.
Pada keadaan netral, molekul nitrogen menghasilkan warna merah keunguan
Perbedaan warna-wanBeberapa warna yang dihasilkan karena fenomena aurora, yaitu :
• Aurora hijau – Hal ini terjadi akibat benturan partikel elektron dengan molekul nitrogen.
• Aurora merah – akibat terjadinya benturan antara partikel elektron dengan atom oksigen.
• Aurora hijau dan kuning – Terjadi karena partikel dengan muatan bertabrakan dengan oksigen
• Aurora biru – Ketika terjadi tabrakan antara partikel dengan nitrogen
Aurora terjadi karena atom-atom dan molekul yang bertumbukan dengan partikel-partikel bermuatan, terutama elektron dan proton yang berasal dari matahari. Partikel-partikel tersebut terlempar dari matahari dengan kecepatan lebih dari 500 mil per detik dan terhisap medan magnet bumi di sekitar kutub Utara dan Selatan. Warna-warna yang dihasilkan disebabkan benturan partikel dan molekul atau atom yang berbeda. Misalnya, aurora hijau terbentuk oleh benturan partikel elektron dengan molekul nitrogen. Aurora merah terjadi akibat benturan antara partikel elektron dan atom oksigen.
Bagian penting dari mekanisme aurora adalah “angin matahari”, yaitu sebuah aliran partikel yang keluar dari matahari. Angin matahari menggerakkan sejumlah besar listrik di atmosfer (Sabuk Van Allen). Energi ini akan mempercepat partikel ke atmosfer bagian atas yang kemudian akan bertabrakkan dengan berbagai gas. Hasilnya adalah warna- warna di angkasa yang bergerak-gerak. Tekanan listrik mengeluarkan molekul gas menjadi keadaan energi yang lebih tinggi, yang mengakibatkan lepasnya foton. Warna tergantung pada frekuensi tumbukkan antara partikel-partikel dan gas-gas.
Mekanisme ini hampir sama dengan nyala lampu berpendar atau lampu neon.
Beberapa hal penting yang berkaitan dengan terbentuknya aurora yaitu : a. Medan magnetik suatu planet, (dalam hal ini bumi)
b. Angin Matahari, adalah suatu aliran partikel bermuatan (yakni plasma),yang menyebar ke segala arah dari atmosfer terluar matahari (korona),tersusun
dari elektron berenergi tinggi dan proton, yang mampu melepaskan diri dari gravitasi sebuah bintang, karena energi panasnya yang sangat tinggi. Plasma adalah partikel sejenis gas yang telah terionisasi. Pada umumnya gas tidak bermuatan, tetapi karena suhu yang sangat panas di matahari menyebabkan partikel gas terionisasi maka terbentuklah plasma, biasanya pada saat terjadi aktivitas matahari pancaran plasma bertambah.
c. Interaksi partikel-partikel atmosfer bumi dengan partikel bermuatan dari matahari (plasma), kemudian saat mendekati medan magnet bumi (yang terpusat di kutub utara dan selatan) maka plasma akan tertarik ke kutub- kutub bumi, saat bertemu dengan partikel atmosfer bumi terjadi eksitasi- relaksasi elektron sehingga memendarkan warna yang indah. Dengan kata lain, Angin matahari yang membawa pancaran plasma mendekati bumi, lalu plasma ini tertarik atau dibelokan ke pusat magnet bumi (kutub utara dan selatan), saat plasma ini bertemu partikel atmosfer bumi terjadilah interaksi di antara keduanya sehingga memendarkan warna yang indah, itulah Aurora.
Berikut ini proses terjadinya Aurora :
1. Adanya daerah dengan medan magnetic tinggi di suatu planet, dalam hal ini terdapat di sekitar wilayah kutub utara dan selatan bumi. Ketika ditanya kenapa tidak terjadi di daerah khatulistiwa? Karena poros magnetic planet bumi hanya terdapat di daerah kutub.
2. Terdapat angin Matahari yang merupakan suatu aliran bermuatan yang terpancar dari Korona atau bagian terluar dari bagian bagian matahari.
Angin surya ini di penuhi dengan proton yang mampu terlepas karena adanya bagian yang sangat panas pada Matahari yang dikenal dengan nama
Sunspot. Bintik Matahari adalah nama lain dari Sunspot yang terbentuk karena adanya aliran konveksi dari pusat Matahari tempat terjadinya reaksi termonuklir dan mengalir menuju permukaan korona.
3. Tingginya intensitas aliran konveksi tersebut menyebabkan munculnya bagian lebih gelap dan bersuhu lebih dingin sehingga pada bagian sekitar area gelap itu suhunya meningkat. Tekanan arus yang terjadi terus menerus membuat Sunspot jebol sehingga terbentuk flare atau lidah api dan melepaskan partikel bermuatan yang dikenal dengan angin Surya atau jika ukurannya besar dapat menjadi badai Matahari.
4. Matahari memiliki siklus dimana jumlah bintik pada permukaannya semakin banyak dan hal itu rata-rata terjadi setiap sebelas tahun. Pada kondisi ini jumlah partikel bermuatan yang dilepaskan semakin besar sehingga dapat memicu terjadinya badai matahari yang akan mempengaruhi aktivitas manusia di bumi seperti terganggunya sinyal satelit dan telekomunikasi serta jaringan listrik.
5. Kecepatan lontaran angin matahari yang berbentuk plasma itu berkisar antara 20 km/detik hingga 2000 km perdetik namun kecepatan rata rata berada pada angka 350 km/detik. Sehingga perlu waktu 1 hingga 3 hari untuk mencapai bumi. Energi yang dilepaskan dari semburan Korona itu sangatlah besar yaitu 6 x 10^24 Joule untuk sekali lontaran.
6. Setelah energy bermuatan dari Matahari tersebut sampai ke Bumi lantas langsung berinteraksi dengan partikel partikel atmosfer Bumi, kemudian saat mendekati pusat magnetic yang berada di wilayah kutub sehingga terjadi eksitasi-relaksasi dari electron dan menyebabkan terbentuknya pedaran warna yang indah yang dikenal dengan Aurora.
7. Aurora dapat menjadi Indikator yang mengukur Intensitas angin Matahari yang mana jika Aurora muncul lebih lama dan bercahaya lebih terang dari biasanya itu artinya semakin kuat gangguan energy dari Matahari dan hal ini sering terjadi ketika aktifikas Matahari berada pada puncaknya yang terjadi setiap 11 tahun sekali. Selain itu terdapat juga gangguan lanjutan pada medan kutub bumi, yang sering disebut Badai Magnet (Magnetic Strom), sehingga bisa memicu perubahan medan magnet secara mendadak.
Medan magnet bumi yang tiba tiba berubah itu menyebabkan jumlah partikel pada unsur unsur geosfer seperti lapisan ionosfer meningkat drastis, selain itu Aurora juga bisa terbentuk oval dan simetris apabila terjadi fenomena lanjutan pada magnetosfer bumi, kejadian ini sering disebut dengan Magnetic Sub Strom. Sebenarnya banyak ilmuwan yang sudah menduga fenomena tersebut sejak lama, namun baru bisa dibuktikan kebenaran teori ini pada tahun 2001 melalui serangkaian penelitian dan pengamatan yang dilakukan Badan Antariksa Nasional Amerika Serikat (NASA).
2.5 Lokasi dan Waktu Fenomena Aurora
Aurora terjadi pada belahan bumi kutub utara dan kutub selatan yang memiliki perbedaan, seperti berikut :
1. Aurora Borealis
Borealis adalah kata Yunani untuk angin utara. Pada bagian belahan bumi utara, gejala alam yang sama ini disebut sebagai Northern Lights atau aurora borealis. Aurora Northern Lights hanya dapat dilihat pada wilayah Lingkaran Arktik, di sebelah utara Kanada, Alaska, Rusia, dan Skandinavia.
Pada belahan bumi bagian bumi utara, Aurora Baroealis terjadi seringkali terlihat dengan warna kemerahan di ufuk utara. Seolah-olah menunjukkan matahari akan terbit dari bagian itu. Aurora Borealis kerap kali terjadi pada waktu tertentu pada bulan september dan oktober, kemudian antara bulan Maret dan April .
Jika Anda sedang berkemah dekat perbatasan Amerika Serikat dan Kanada atau tempat lebih jauh ke utara, Anda mungkin melihat cahaya mengerikan di langit malam. Kadang-kadang bisa terlihat seperti senja. Di lain waktu dapat terlihat seperti bersinar, pita cahaya yang menari-nari. Cahaya tersebut mungkin berwarna hijau, merah, biru atau kombinasi dari warna-warna ini. Apa yang Anda lihat disebut aurora borealis, atau hanya aurora.
2. Aurora Australis
Pada aurora Australis mendapatkan namanya yang disesuaikan dengan dewa fajar Romawi, Aurora, yang juga merupakan kata Latin untuk fajar.
Kemudian Australis berasal dari bahasa Latin yang berarti Selatan, sedangkan Aurora Australis secara harfiah berarti fajar, atau cahaya selatan.
Aurora Australis yang terjadi pada belahan bumi bagian selatan (Antartika) yang memiliki sifat yang hampir sama dengan Aurora Borealis. Namun Aurora Australis kadang-kadang mulai tampak pada puncak gunung iklim tropis, contohnya pada gunung tertinggi di Indonesia.
Proses Terjadinya Aurora
Aurora mengikuti siklus matahari dan cenderung lebih sering terjadi pada akhir musim gugur dan awal musim semi (Oktober, Februari, dan Maret adalah bulan-bulan terbaik untuk melihat aurora). Disekitar Lingkaran Arktik di utara Norwegia dan Alaska, Anda dapat melihat aurora hampir setiap malam. Jika Anda bergerak ke selatan, frekuensi aurora berkurang. Disekitar bagian selatan Alaska, Norwegia selatan, Skotlandia dan Inggris, aurora mungkin muncul sekitar satu sampai 10 kali per bulan. Dekat perbatasan antara Amerika Serikat dan Kanada, Anda mungkin dapat melihat aurora dua sampai empat kali setahun.
Satu atau dua kali dalam satu abad, mereka mungkin muncul di Amerika Serikat bagian selatan, Meksiko, dan daerah khatulistiwa.
Selanjutnya pasti sering muncul pertanyaan, mengapa aurora hanya terjadi di kedua kutub saja? Sedangkan dibagian bumi lain tidak muncul aurora?
Aurora terbentuk karena interaksi partikel-partikel atmosfer bumi dengan partikel bermuatan dari matahari yang disebut dengan plasma. Plasma adalah partikel sejenis gas yang telah terionisasi. Pada umumnya gas tidak bermuatan,
tetapi karena suhu yang sangat panas di matahari menyebabkan partikel gas terionisasi, maka terbetuklah plasma. Plasma ini dipancarkan matahari ke segala arah (biasanya pada saat terjadi aktivitas matahari pancaran plasma bertambah), kemudian saat mendekati medan magnet bumi (yang terpusat di kutub utara dan selatan) maka plasma akan tertarik ke kutub-kutub bumi ( gejala ini disebut
"angin matahari"/solar wind), saat bertemu dengan partikel atmosfer bumi terjadi eksitasi-relaksasi elektron sehingga memendarkan warna yang sangat indah.
Munculnya aurora harus memiliki dua prasyarat, pertama suhu harus rendah, kedua cuaca harus cerah.
Berikut ini adalah tempat-tempat yang dapat dikunjungi untuk melihat aurora.
Namun uniknya, ditempat ini kita bisa melihat aurora sepanjang tahun, bukan dibulan-bulan tertentu seperti tempat lainnya.
1. Tromso, Norwegia
Anda bisa ikut tur yang memang mengejar sinar aurora. Lembaga turisme Norwegia, Mona Ravndal merekomendasikan perjalanan ke Hurtigruten, daerah Norwegian Coastal Steamer untuk meilhat aurora.
Sebuah pelayaran bernama "Northern Lights Cruise" biasanya hanya dilakukan pada bulan Desember, namun tur perjalanan selama 7 hari ke kota Tromso dan North Cape, daerah yang konon paling terang untuk melihat aurora, tersedia sepanjang tahun.
2. Yellowknife, Kanada
Melihat aurora sambil menginap di kemah ala orang Indian, kunjungi taman Aurora Village di Yellowknife, Kanada. Hanya 25 menit perjalanan dari pusat kota, anda dapat menikmati pemandangan fenomena sinar dengan latar belakang langit hitam.
3. Fairbanks, Alaska, Amerika Serikat
Salah satu cara paling menyenangkan untuk menikmati Aurora di Amerika Serikat adalah dengan sambil berendam di kolam air panas.
Fairbanks juga merupakan lokasi Geophysical Institute di University of Alaska, Fairbanks. Mereka merekomendasikan resor bernama Chena dan Manley Spring.
Chena memberi kemudahan perlengkapan dan konektivitas dengan bandara Fairbanks dengan shuttle bus. Hotel-hotel di daerah ini juga menyediakan layanan alarm untuk membangunkan para tamu di malam hari yang berniat melihat aurora.
4. Kangerlussuaq, Greenland
Wilayah dengan iklim cukup stabil dan langit cerah sepanjang tahun ini memberikan kesempatan untuk banyak orang menikmati indahnya cahaya aurora.
World of Greenland -- Arctic Circle (Wogac) menawarkan tur melihat cahaya utara ini mulai dari bulan Oktober hingga April. Di bulan Februari - April, mereka juga menawarkan ekspedisi dengan tarikan anjing ke daerah barat kota Sisimiut.
Menginap di Hotel Kangerlussuaq di bandara cukup nyaman, namun cenderung mahal. Hotel ini juga menawarkan tur ke arah puncak es. Jangan tutup tirai kamar Anda, karena kadang cahaya aurora bisa terlihat dengan jelas.
5. Wilayah selatan
Menjadi lokasi terbaik untuk melihat Aurora Australis, Antartika adalah yang paling sulit untuk didatangi, kecuali orang-orang tertentu yang memang datang untuk membantu penelitian dan peneliti itu sendiri.
Anda bisa melihat sedikit cahaya aurora di Stewart Island, atau dikenal dengan pulau Rakiura oleh suku Maori. Dengan penghuni kurang lebih 400 orang, wilayah ini menawarkan pemandangan alam memukau.
Proses memudarnya cahaya aurora
Cahaya dari Aurora akan semakin jelas terlihat pada tengah malam dan mulai memudar menjelang fajar, formasi yang sering terbentuk menyerupai pita pita
dengan warna hijau, kuning, biru dan merah tua. Perbedaan warna tersebut tergantung dari ketinggian lokasi tempat terjadi relaksasi antar partikel, selain itu jenis molekul atmosfer saat itu juga akan menyebabkan perbedaan warna yang dihasilkan.
2.6 Dampak dari fenomena Aurora
Aurora merupakan peristiwa yang lazim ditemui di daerah kutub. Bahaya aurora terhadap manusia sampai saat ini belum pernah dibuktikan. Akan tetapi fenomena ini dapat mengganggu jaringan telekomunikasi. Pengaruh proton- proton yang bertumbukkan dengan atom di atmosfer dapat mengganggu penerimaan radio, televisi dan telegram. Hal ini disebabkan karena saat titik-titik di atmosfer terganggu oleh proton dari matahari, atmosfer tidak lagi menahan sinyal dan memantulkannya ke bumi. Sinyal tersebut justru diteruskan ke luar angkasa. Akibatnya tidak ada sinyal yang diterima televisi, radio atau telegram.
Partikel yang bermuatan dalam angin matahari, magnetometer dan ionosfer membawa aliran listrik berskala besar. Jika aliran ini berubah di dekat bumi, dapat menyebabkan kerusakan peralatan listrik.
Gangguan aurora pada kawat telegraf yang paling menakjubkan terjadi di Amerika Serikat. Sebuah aurora fantastis yang terjadi pada bulan September 1851, telah mengganggu seluruh saluran telegraf di New England dan memporak porandakan transaksi bisnis. Pada tanggal 19 Februari 1852, aurora lainnya tercatat dalam sejarah telekomunikasi. Para ilmuwan percaya bahwa aurora mencerminkan apa yang terjadi di magnetosfer, yaitu daerah yang partikel bermuatannya terperangkap oleh medan magnet bumi. Angin matahari menjepit magnetosfer di dekat bumi di siang hari, dan menyeretnya hingga jutaan kilometer pada malam hari.
Jadi seindah-indahnya sebuah fenomena, pasti ada dampak yang berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup walaupun hanya seditkit. Demikianlah karangan nyata dari saya.
Cahaya kutub terjadi karena adanya aliran partikel energi tinggi dari matahari yang memasuki kawasan kutub-kutub medan magnet bumi. Gangguan pada medan magnet bumi ini dinamakan magnetic storm (Badai magnet). Aurora juga bisa muncul bila terjadi fenomena lanjutan pada magnetosfer yang dikenal sebagai magnetic sub-storm. Peristiwa ini memunculkan aurora oval di kutub- kutub bumi yang simetri satu sama lain. Meski fenomena ini telah diduga oleh para ahli sejak lama, bukti observasi baru diperoleh pada tahun 2001 melalui pengamatan satelit NASA.
BAB III PENUTUP 1.1 Kesimpulan
Pada mitologi romawi kuno,Aurora adalah Dewi Fajar yang muncul setiap hari dan terbang melintasi langit untuk menyambut terbitnya Matahari.
Aurora adalah fenomena alam yang menyerupai pancaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer pada sebuah planet sebagai akibat dari adanya interaksi antara medan magnetik yang dimiliki planet tersebut dengan partikel bermuatan yang dipancarkan oleh matahari.
Warna Aurora bisa bermacam-macam, biasanya hijau, merah biru dan lembayung. Di Bumi ini Aurora terjadi di kutub Utara dan Selatan, dan tidak jarang terlihat di daerah katulistiwa. Nama Aurora sendiri dipakai oleh Pierre Gassend, seorang ilmuwan dari abad 17.
Aurora dapat mengganggu gelombang radio. Ini terjadi saat titik-titik di atmosfer terganggu oleh proton dari matahari, atmosfer tidak lagi menahan sinyal dan menatulkannya ke bumi, tetapi sinyal tersebut justru diteuskanke luar angkasa, sehingga tidak ada sinyal yang diterima oleh radio dan televisi.
Ada faktor khusus yang mempengaruhi kemunculan Aurora, yaitu Daya magnetik yang cukup kuat pada dua bagian kutub tersebut. Proses terjadinya pancaran cahaya Aurora merupaka hasil dari emisi foton yang berada pada area 80 km diatas atmosfer. Pada wilayah tersebut terdapat akumulasi emisi oksigen dan nitrogen. Proses akumulasi itu terjadi karena gaya magnetik di daerah kutub.
1.2 Saran
Banyak sekali fenomena-fenomena Alam yang terjadi di jagat raya ini. Salah satunya adalah Aurora. Penelitian-penelitian utuk mengungkap fenomena-fenomena tersebut sangat diperlukan karena membantu untuk perkembangan ilmu pengetahuan. Sehingga dari terungkapnya fenomena aurora tersebut maa perlu adanya peningkatan penelitian untuk mengungkap lebih banyak fenomena-fenomena di Alam semesta ini.
DAFTAR PUSTAKA
https://chiiarchie.wordpress.com/2011/11/03/langit-aurora-dan-dampaknya/
http://ilmugeografi.com/fenomena-alam/proses-terjadinya-aurora
http://pengertian.lengkap.me/2014/05/pengertian-aurora-apa-itu-aurora.html
https://sainsforhuman.blogspot.co.id/2014/05/penjelasan-lengkap-aurora-dan- Tempat-Menikmatinya.html
http://fenomenaalam1.blogspot.co.id/p/blog-page_3329.html
http://friskaflorensi.blogspot.co.id/2012/02/aurora.html
http://pakgurufisika.blogspot.co.id/2015/08/terbentuknya-medan-magnet- bumi.html
http://nugrahascience.blogspot.co.id/2017/01/kemagnetan-bumi.html
http://dokumen.tips/documents/aurora-55b08a84e84bc.html
http://teguhtry1.blogspot.co.id/p/aurora-adalah-fenomena-alam-yang.html
http://deskripsi.com/a/aurora
http://en.wikipedia.org/aurora
http://diwanfisika.blogspot.com/2012/03/terjadinya-aurora-di-langit-yang- indah.html
