Karakteristik Gangguan Medan Magnet Bumi Akibat

Ledakan Bom Hidrogen di Korea Utara

Yosi Setiawan,1 Suaidi Ahadi2

1Stasiun Geofisika Klas I Tuntungan, BMKG2Kepala Sub Bidang Analisis Geofisika Potensial dan Tanda Waktu, BMKG

∗korespondensi; E-mail: yosi.setiawan@bmkg.go.id

Pada tanggal 3 September 2017 yang lalu, sebanyak 166 sensor seismik BMKG mencatataktivitas seismik tidak lazim di Korea Utara yang kemudian diidentifikasi sebagai sebuahledakan bom hidrogen. Ledakan tersebut mengakibatkan gempa bumi dengan magnitu-do 6.2 Mw(mB). BMKG mencatat aktivitas seismik tersebut terjadi pada pukul 10:30:04WIB (03:30:04 UTC) dengan lokasi episenter pada koordinat 128.94◦BT - 41.32◦LU dengankedalaman hanya 1 km. Artinya ledakan bom dilakukan di bawah permukan tanah.

Uji coba ledakan bom atom yang pernah dilakukan di Johnston Island pada 19 Juli1962 dilaporkan menyebabkan gangguan magnet bumi yang terekam oleh banyak stasiunmagnet bumi di dunia, bahkan oleh stasiun magnet bumi pada jarak lebih dari 10.000km[3]. Namun uji coba ledakan pada saat itu dilakukan di atas permukaan tanah, tepatnyapada ketinggian 400 km. Selain itu kekuatan bom tahun 1962 juga jauh lebih besar yaitusetara 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 kalilebih kuat dibandingkan bom Fat Man yang dijatuhkan Amerika Serikat di Nagasaki, Jepangpada tahun 1945[4].

Gangguan medan magnet akibat ledakan bom atom disebut dengan Nuclear Electro-magnetic Pulse atau biasa disingkat Nuclear EMP/NEMP. Gangguan ini terlihat berupaperubahan nilai kemagnetan secara cepat dan mendadak. Gangguan ini bisa menyebabk-an kerusakan pada peralatan elektronik. NEMP dipengaruhi oleh beberapa faktor, namunyang paling penting adalah ketinggian dimana bom diledakkan[1].

Pada tanggal 3 September 2017 uji coba ledakan dilakukan di bawah tanah sehinggagangguan elektromagnetik akibat ledakan bom bisa teredam. Hal ini terlihat pada perban-dingan rekaman magnetogram antara Stasiun Magnet Bumi Cheongyang (CYG), KoreaSelatan dengan Stasiun Magnet Bumi Tuntungan (TUN), Indonesia. Stasiun Magnet BumiCheongyang, Korea Selatan terletak pada koordinat 126.854◦BT - 36.37◦LU, atau berjaraksekitar 579.1 km dari episenter sedangkan Stasiun Magnet Bumi Tuntungan, Indonesia ter-letak pada koordinat 98.5625◦BT - 3.5012◦LU atau berjarak sekitar 5185 km dari episenter.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik gangguan medan mag-net bumi akibat ledakan bom hidrogen di Korea Utara. Data yang digunakan adalah datamagnet bumi dengan resolusi 1 detik dari Stasiun Magnet Bumi Cheongyang, Korea Selat-an dan Stasiun Magnet Bumi Tuntungan, Indonesia. Data magnet bumi Stasiun MagnetBumi Cheongyang diperoleh dari Intermagnet. Analisis data dilakukan dengan memban-dingkan rekaman magnetogram komponen X,Y,Z satu jam sebelum dan sesudah ledakanserta magnetogram komponen X,Y,Z yang sudah di bandpass filter pada frekuensi 0.1-0.4

1

Hz. Selanjutnya dari magnetogram yang sudah di bandpass dicari frekuensi dominan dandibuat spektrogramnya untuk tiap-tiap komponen di masing-masing stasiun.

Gambar 1: Peta lokasi Stasiun Magnet Bumi Tuntungan dan Cheongyang serta lokasiepisenter

Rekaman magnetogram komponen X,Y,Z satu jam sebelum dan sesudah ledakan sertamagnetogram komponen X,Y,Z yang sudah di bandpass filter pada frekuensi 0.1-0.4 Hzuntuk Cheongyang ditampilkan pada gambar 2 dan Tuntungan pada gambar 3.

Pada gambar 2 terlihat adanya perubahan nilai kemagnetan di CYG beberapa menitsetelah ledakan. Ini berbeda dengan nilai kemagnetan di TUN yang tetap stabil. Artinyagangguan medan magnet bumi hanya berdampak di wilayah sekitar ledakan. Analisis yangsama juga dilakukan terhadap beberapa stasiun magnet bumi seperti Kanoya, Kakioka, danMemambetsu di Jepang. Namun hasilnya tidak ditampilkan disini karena rekaman mag-netogram di stasiun tersebut juga tidak menunjukkan adanya gangguan nilai kemagnetanbumi. 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 gang-guan magnet bumi bernilai sekitar 2.8 nT, pada komponen Y sekitar 1.6 nT, dan komponenZ sekitar 2.3 nT. Gambar 4 menampilkan durasi dan amplitudo gangguan magnet bumi diCheongyang.

Setelah diketahui durasi dan amplitudo gangguan medan magnet bumi, selanjutnyadicari frekuensi dominan pada data satu jam sebelum dan sesudah ledakan di CYG dan TUNserta dibuat spektrogramnya. Hasil analisis spektrum menunjukkan bahwa di CYG satujam sebelum dan sesudah ledakan, frekuensi dominan untuk komponen X adalah 0.30236Hz, komponen Y 0.32986 Hz dan komponen Z 0.30333 Hz sebagaimana ditunjukkan padagambar 5. Sedangkan di TUN satu jam sebelum dan sesudah ledakan, frekuensi dominanuntuk komponen X adalah 0.21597 Hz, komponen Y 0.17611 Hz, dan komponen Z 0.14681Hz sebagaimana ditunjukkan pada gambar 6. Spektrogram untuk data CYG menunjukkanperubahan nilai yang sangat jelas pada sekitar pukul 03.30 UTC.

2

Gambar 2: Rekaman magnetogram sebelum dan sesudah bandpass filter 0.1-0.4 Hz diCheongyang satu jam sebelum dan sesudah ledakan

Gambar 3: Rekaman magnetogram sebelum dan sesudah bandpass filter 0.1-0.4 Hz diTuntungan satu jam sebelum dan sesudah ledakan

3

Gambar 4: Durasi dan amplitudo gangguan magnet bumi di Cheongyang

Kesimpulan dari penelitian ini adalah diketahui karakteristik gangguan medan magnetbumi akibat ledakan bom hidrogen di Korea Utara. Gangguan ini berupa perubahan ni-lai secara cepat dan mendadak dan bersifat regional karena gangguan hanya terlihat padastasiun magnet bumi dengan jarak sekitar 579.1 km dari episenter, sedangkan stasiun mag-net bumi yang lebih jauh tidak merekam adanya gangguan. Durasi gangguan diketahuisekitar 250 detik dan gangguan muncul sekitar 76 detik setelah origin time ledakan. Am-plitudo gangguan relatif kecil yaitu sekitar 2.8 nT pada komponen X, sekitar 1.6 nT padakomponen Y, dan sekitar 2.3 nT pada komponen Z. Selain itu didapatkan nilai frekuensidominan untuk data satu jam sebelum dan sesudah ledakan untuk komponen X adalah0.30236 Hz, komponen Y 0.32986 Hz dan komponen Z 0.30333 Hz di Cheongyang dan kom-ponen X 0.21597 Hz, komponen Y 0.17611 Hz, dan komponen Z 0.14681 Hz di Tuntungan.Gangguan terlihat secara jelas di spektrogram Cheongyang.

Pustaka

[1] Encyclopaedia Britannica. Nuclear electromagnetic pulse (emp), 9 2017.

[2] Bernard Caner. Prompt world-wide geomagnetic effects of high-altitude nuclear explo-sions.

[3] S.A.A. Kazmi. The geomagnetic effects of the johnston island nuclear explosion of july9, 1962 at quetta. 17(2).

[4] BBC News. The most powerful nuclear blasts ever, 9 2017.

4

Gambar 5: Single sided amplitude spectrum dan spektrogram di CYG satu jam sebelumdan sesudah ledakan

Gambar 6: Single sided amplitude spectrum dan spektrogram di TUN satu jam sebelumdan sesudah ledakan

5

Medan, 8 September 2017

Mengetahui, ,

Kepala Seksi Data dan Informasi

Stasiun Geofisika Tuntungan

Sugeng Prayitno, ST

NIP. 197007251994031001Yosi Setiawan

NIP. 198910292009111001

6