Kristian Olaf Birkeland adalah ilmuwan asal Norwegia yang namanya kini diakui dunia karena penjelasannya tentang aurora borealis atau cahaya utara. Ia lahir pada 13 Desember 1867 di Oslo, yang saat itu masih bernama Christiana. Sejak muda, Birkeland dikenal memiliki rasa ingin tahu besar terhadap ilmu pengetahuan. Ia mulai kuliah di Universitas Oslo pada tahun 1885 dan awalnya memilih jurusan kimia serta matematika. Namun, minatnya lebih kuat pada fisika teoretis, dan akhirnya ia lulus pada tahun 1890.
Kehidupan pribadi Birkeland tidak banyak menjadi sorotan, namun ia sempat menikah dengan Ida Charlotte Hammer pada tahun 1905. Sayangnya, pernikahan itu tidak menghasilkan keturunan. Kecintaannya pada penelitian membuat hubungan mereka renggang, dan akhirnya mereka bercerai pada tahun 1911. Birkeland memang dikenal sebagai sosok yang sangat fokus pada pekerjaannya, bahkan rela mengorbankan kehidupan pribadinya.
Kontribusi terbesar Birkeland datang dari rasa penasarannya terhadap fenomena aurora borealis. Ia memimpin serangkaian ekspedisi ke wilayah kutub utara Norwegia antara tahun 1899 hingga 1900 untuk mengamati fenomena itu secara langsung. Dalam ekspedisi ini, ia mendirikan beberapa observatorium untuk mengumpulkan data medan magnet di wilayah lintang tinggi. Dari data ini, Birkeland mulai memahami pola arus listrik di kutub yang menjadi kunci terbentuknya aurora.
Ia kemudian membuat eksperimen menggunakan tabung hampa udara dan medan magnet untuk mengamati pengaruh magnet terhadap sinar katode. Melalui eksperimen ini, ia menyimpulkan bahwa elektron dari matahari—yang berasal dari bercak matahari—menyebar ke bumi, kemudian diarahkan oleh medan magnet bumi ke daerah kutub. Ketika partikel ini bertabrakan dengan atmosfer, terbentuklah cahaya aurora yang kita lihat di langit malam.
Namun, teori Birkeland saat itu ditertawakan oleh para ilmuwan lain. Banyak yang menganggap bahwa arus listrik tidak mungkin melintasi ruang angkasa. Salah satu penentangnya yang paling vokal adalah Sydney Chapman, ahli geofisika terkenal asal Inggris, yang bersikeras bahwa semua arus harus berasal dari bumi, bukan luar angkasa. Konsep “arus Birkeland” dianggap spekulatif dan tidak ilmiah.
Butuh waktu lebih dari 50 tahun sampai akhirnya teori Birkeland terbukti. Pada tahun 1967, satelit Angkatan Laut Amerika Serikat (1963-38C) mendeteksi gangguan magnetik saat melintasi wilayah kutub. Awalnya, gangguan ini dikira hanya gelombang hidromagnetik. Namun setelah dianalisis lebih lanjut, terbukti bahwa itu adalah arus listrik yang selama ini diyakini oleh Birkeland—yang kini dikenal sebagai arus Birkeland.
Untuk membiayai penelitiannya, Birkeland sempat mencoba mengembangkan meriam elektromagnetik. Ia berharap alat ini bisa menarik investor dan menghasilkan dana. Sayangnya, hasilnya tidak sesuai harapan. Kecepatan pelurunya hanya 100 meter per detik, jauh dari klaim awalnya yang 600 meter per detik. Upayanya menjual perusahaan gagal karena demonstrasinya hanya menghasilkan percikan api, asap, dan suara keras.
Namun, dari kegagalan ini justru muncul peluang tak terduga. Saat menghadiri jamuan makan, Birkeland bertemu Sam Eyde, seorang insinyur yang membutuhkan “kilat buatan” untuk membuat pupuk nitrogen. Birkeland langsung teringat pada efek percobaan meriamnya, dan mereka pun bekerja sama. Dari sinilah lahir proses fiksasi nitrogen menggunakan plasma busur listrik. Mereka mendirikan perusahaan Norsk Hydro, yang menjadi sukses besar dan memberikan Birkeland dana riset yang selama ini ia cari.
Proses fiksasi nitrogen yang dikembangkan Birkeland dan Eyde memang akhirnya digantikan oleh proses yang lebih hemat energi antara tahun 1910 hingga 1920. Namun, penemuan mereka menjadi tonggak penting dalam sejarah industri pupuk dunia. Birkeland akhirnya mendapatkan pengakuan sebagai ilmuwan dan penemu besar di bidangnya.
Pada tahun 1913, Birkeland juga menjadi ilmuwan pertama yang memprediksi bahwa plasma tersebar di seluruh ruang angkasa. Ia meyakini bahwa angin matahari terdiri dari kombinasi ion positif dan elektron negatif. Pandangannya ini bahkan menjadi dasar pemahaman kita hari ini tentang ruang antarplanet.
Birkeland juga dikenal menyukai hal-hal di luar sains konvensional. Ia pernah bergabung dengan Perhimpunan Penelitian Psikis Norwegia pada tahun 1922, meski ia sendiri tidak pernah meninggalkan pendekatan ilmiahnya dalam memahami dunia. Ia juga dinominasikan sebanyak tujuh kali untuk menerima Hadiah Nobel, meskipun tak pernah memenangkannya.
Sayangnya, akhir hidupnya tragis. Birkeland kerap menggunakan obat tidur bernama Veronal, yang kala itu umum diresepkan. Namun, efek sampingnya membuatnya menjadi paranoid. Saat ia bepergian ke Jepang dan menginap di Hotel Seiyoken, ia ditemukan meninggal pada 15 Juni 1917 karena overdosis Veronal. Ia mengonsumsi 10 gram, jauh lebih tinggi dari dosis yang seharusnya hanya 0,5 gram.
Kini, Kristian Birkeland dikenang sebagai ilmuwan visioner yang keberaniannya dalam berpikir di luar kebiasaan akhirnya diakui dunia. Teorinya yang dulu diragukan kini menjadi dasar ilmu geofisika modern dan pengamatan ruang angkasa. Namanya juga diabadikan dalam misi luar angkasa dan unit satuan ilmiah di Norwegia, sebagai bentuk penghargaan terhadap jasanya.[]
