Meskipun Indonesia tidak memiliki musim salju, bukan berarti kita tidak pernah bersentuhan dengan es. Banyak orang pernah merasakan sensasi berjalan atau meluncur di atas es buatan, misalnya di arena ice skating di pusat perbelanjaan. Bahkan di rumah, saat mengambil es batu dari freezer dan secara tidak sengaja menginjaknya, kita bisa mendengar suara khas seperti "krek" atau "kriuk".
Fenomena sederhana ini ternyata menyimpan penjelasan fisika yang menarik. Suara itu muncul karena kombinasi antara tekanan, perubahan bentuk, dan pecahnya struktur kristal es dalam skala yang sangat kecil. Mari kita kupas secara ringan, tanpa rumus, sehingga mudah dipahami siapa saja.
1. Struktur Es yang Rapuh namun Kuat
Es sebenarnya hanyalah air yang membeku, tetapi strukturnya sangat berbeda dari air cair. Saat air membeku, molekul-molekulnya tersusun dalam pola kristal heksagonal yang rapi. Susunan ini membuat es memiliki bentuk padat dan cukup kuat untuk menahan beban tertentu.
Namun, kekuatan ini bersifat rapuh. Bayangkan tumpukan balok-balok kecil yang tersusun rapi: jika diberi tekanan yang cukup besar pada satu titik, sebagian balok bisa bergeser atau pecah. Itulah yang terjadi ketika sepatu atau kaki menekan permukaan es. Pada skala mikroskopis, retakan-retakan kecil mulai terbentuk, dan proses terbentuknya retakan ini menghasilkan suara.
2. Tekanan dari Kaki atau Sepatu
Setiap kali kita berdiri atau berjalan di atas es, berat tubuh kita diteruskan ke permukaan es melalui telapak kaki atau sepatu. Luas permukaan sepatu menentukan seberapa besar tekanan yang diterima es.
Jika permukaan sepatu lebar (misalnya sepatu ice skating atau sepatu olahraga), tekanan akan tersebar lebih merata. Namun, tetap saja, bagian tertentu dari es akan menerima beban yang cukup besar untuk memicu retakan. Retakan ini, meski sangat kecil, bisa terjadi secara mendadak dan menghasilkan getaran yang terdengar sebagai bunyi.
Fenomena ini mirip dengan saat kita mematahkan kerupuk atau biskuit kering. Tekanannya tidak langsung menghancurkan seluruh bagian, tetapi memicu patahan kecil yang menimbulkan suara khas.
3. Peran Suhu terhadap Bunyi yang Dihasilkan
Suhu memiliki peran penting dalam menentukan seberapa keras atau jelas suara yang dihasilkan saat es dipijak.
Suhu sangat dingin
Pada suhu yang sangat rendah, es menjadi lebih keras dan rapuh. Retakan yang terjadi akan lebih cepat dan tajam, sehingga bunyinya terdengar lebih jelas, seperti "krek" yang lantang.
Suhu mendekati titik leleh
Saat es berada pada suhu dekat 0C, lapisan tipis air terbentuk di permukaannya. Lapisan ini membuat es sedikit licin dan lebih lentur, sehingga retakannya lebih sedikit dan suara yang dihasilkan lebih pelan atau bahkan nyaris tidak terdengar.
Inilah sebabnya, di arena ice skating yang dijaga suhunya tetap rendah, suara derit es sering terdengar cukup jelas setiap kali pemain meluncur atau berhenti mendadak.
4. Getaran yang Menjadi Suara
Suara yang kita dengar sebenarnya adalah hasil dari getaran. Ketika es retak, energi dari tekanan kaki kita dilepaskan secara tiba-tiba dalam bentuk gelombang getaran. Getaran ini merambat melalui es dan udara di sekitarnya, lalu sampai ke telinga kita sebagai suara.
Es termasuk material yang cukup baik dalam menghantarkan getaran karena sifatnya yang keras. Itulah mengapa bunyi retakan bisa terdengar jelas, bahkan ketika retakannya sangat kecil dan tidak terlihat mata.
5. Retakan Mikro dan Efek Rantai
Ketika satu bagian es mulai retak, retakan tersebut dapat memicu retakan lain di sekitarnya. Fenomena ini mirip efek domino: satu patahan kecil bisa menyebabkan bagian lain ikut pecah.
Dalam es yang tebal, retakan mikro ini bisa menyebar cukup jauh dari titik pijakan. Suara yang kita dengar bisa jadi bukan hanya berasal dari satu titik, tetapi dari beberapa retakan yang terjadi hampir bersamaan. Inilah yang membuat suara deritnya kadang terdengar panjang dan berlapis.
6. Perbedaan Jenis Es
Tidak semua es menghasilkan suara yang sama saat dipijak.
Es bening (clear ice) biasanya terbentuk perlahan dan memiliki sedikit gelembung udara di dalamnya. Suara retakannya cenderung lebih nyaring dan jelas.
Es buram (cloudy ice) mengandung banyak gelembung udara. Gelembung-gelembung ini memecah gelombang getaran, sehingga suaranya terdengar lebih lembut.
Bahkan es batu di freezer rumah bisa berbeda bunyinya tergantung cara pembekuan airnya.
7. Kapan Suara Tidak Terjadi?
Menariknya, tidak semua pijakan di atas es akan menghasilkan suara. Jika es tipis dan sudah retak sebelumnya, tekanan dari kaki kita mungkin hanya memperlebar retakan tanpa menimbulkan bunyi. Begitu juga pada es yang terlalu lembek akibat suhu hangat, retakan tidak terjadi secara tiba-tiba sehingga tidak menghasilkan gelombang suara yang kuat.
8. Penerapan Pengetahuan Ini
Memahami mengapa es berbunyi saat dipijak tidak hanya memuaskan rasa ingin tahu, tetapi juga berguna dalam beberapa hal:
Keselamatan di arena es: Suara retakan bisa menjadi tanda awal bahwa permukaan es mulai rapuh.
Olahraga musim dingin: Pemain ice skating atau hoki es bisa memprediksi kondisi permukaan lapangan dari bunyi yang terdengar.
Penelitian iklim: Ilmuwan yang mempelajari lapisan es di kutub kadang menggunakan suara retakan sebagai indikator ketebalan atau kekuatan es.
Kesimpulan
Suara "krek" atau "kriuk" yang terdengar saat es dipijak bukanlah misteri besar, melainkan hasil dari interaksi sederhana antara tekanan, struktur kristal es, suhu, dan getaran. Retakan kecil pada skala mikroskopis melepaskan energi dalam bentuk gelombang suara yang dapat kita dengar dengan jelas.
Jadi, lain kali ketika kamu berada di arena ice skating atau secara tidak sengaja menginjak es batu yang jatuh di lantai, ingatlah bahwa suara itu adalah tanda bahwa kamu sedang menyaksikan hukum fisika bekerja---secara nyata, sederhana, dan cukup memikat untuk diceritakan.
DAFTAR PUSTAKA
Andika, R., & Pratama, L. (2021). Fenomena retakan es: Kajian fisika sederhana. Jakarta: Penerbit Sains Nusantara.
Fitriani, S., & Mahendra, A. (2020). Getaran dan gelombang pada permukaan beku. Bandung: Lembaga Riset Alam Raya.
Hartono, D. (2023). Suara derit di danau beku: Analisis akustik fenomena retakan. Surabaya: Pusat Penelitian Fisika Terapan.
Kurniawan, T. (2019). Termodinamika es dan fenomena transisi fase. Yogyakarta: Penerbit Ilmiah Mandiri.
Wijaya, M., & Saputra, H. (2022). Fiksi sains dan realita fisika di musim dingin. Semarang: Media Sains Kreatif.
Follow Instagram @kompasianacom juga Tiktok @kompasiana biar nggak ketinggalan event seru komunitas dan tips dapat cuan dari Kompasiana. Baca juga cerita inspiratif langsung dari smartphone kamu dengan bergabung di WhatsApp Channel Kompasiana di SINI
