Asal-Usul: Bagaimana Bubuk Mesiu Ditemukan

Alkemis-alkemis Dinasti Tang itu tidak sedang mencoba menghancurkan apa pun. Mereka sedang mencoba hidup selamanya.

Di istana-istana kerajaan dan pertapaan-pertapaan di pegunungan China abad ke-9, praktik alkimia Tao berpusat pada pencarian ramuan keabadian — suatu zat yang akan menghentikan peluruhan tubuh dan memungkinkan sang murid mencapai pencerahan melampaui kematian. Bahan-bahan yang mereka padukan diambil dari tradisi panjang farmakope China: belerang, merkuri, senyawa arsen, timbal, dan salpeter — mineral kristal putih yang muncul di permukaan tanah lembap dekat tumpukan kotoran hewan dan dinding gua, yang sudah dikenal di China selama berabad-abad sebagai obat dan zat pembersih.

Pada suatu waktu di pertengahan abad ke-9, dalam keadaan yang tidak dicatat oleh satu pun sumber tunggal, seseorang mencampurkan belerang, arang, dan salpeter dalam perbandingan yang keliru dan menghasilkan api di tempat yang tidak seharusnya ada api. Penemuan itu masuk dalam catatan bukan sebagai sebuah kemenangan, melainkan sebagai sebuah peringatan.

Peringatan yang melahirkan sebuah revolusi

Formula tertulis tertua untuk bubuk mesiu yang masih ada muncul dalam sebuah teks Tao yang dikenal para akademisi sebagai Classified Essentials of the Mysterious Tao of the True Origins of Things, bertanggal sekitar tahun 850 M. Bagian yang relevan, cukup tepat, adalah sebuah catatan keselamatan. Teks itu memperingatkan para alkemis agar tidak mencampurkan belerang, realgar (arsenik sulfida), dan salpeter dengan madu (sebagai sumber karbon) karena sudah ada tiga praktisi yang membakar wajah dan tangan mereka sendiri akibat melakukannya, dan satu orang bahkan membakar habis rumahnya.

Ini bukan resep untuk senjata. Ini adalah resep "jangan lakukan ini." Senyawa itu sudah dipahami sebagai berbahaya sebelum ada seorang pun yang memikirkan untuk menggunakannya secara militer.

Ketiga komponen itu bekerja sama melalui logika kimia tertentu yang ditemukan secara empiris oleh para alkemis China berabad-abad sebelum ilmu pengetahuan yang mendasarinya dipahami. Kalium nitrat adalah oksidator: ia mengandung oksigen terikat yang dilepaskan saat dipanaskan, sehingga pembakaran cepat dapat berlangsung bahkan tanpa udara sekitar. Arang adalah bahan bakar utama. Belerang menurunkan suhu pembakaran dan menstabilkan laju nyala. Jika dicampur dengan benar, ketiganya membentuk senyawa yang mudah tersulut, terbakar sangat cepat, dan menghasilkan volume gas panas yang besar hampir seketika. Jika dicampur keliru, atau sembrono, senyawa itu akan meledak di wajah Anda.

Dinasti Song, yang menggantikan Tang pada tahun 960 M, adalah era di mana senyawa ini bergerak dari sekadar keingintahuan alkimia menjadi aset militer.

Persenjataan di era Dinasti Song

Transformasi bubuk mesiu dari gangguan alkimia yang berbahaya menjadi alat militer berlangsung bertahap dan mengambil beberapa bentuk sebelum ada orang yang mengarahkan sebuah tabung ke prajurit musuh dan meminta bubuk itu melontarkan proyektil.

Aplikasi militer pertama bersifat pembakar. Anak panah api yang dibubuhi pasta bubuk mesiu bisa diluncurkan dengan busur standar, membakar saat menghantam dan menyulut kebakaran di benteng atau kapal musuh. Bom api — wadah tembikar atau logam yang diisi campuran itu dan dinyalakan dengan sumbu — dilempar melewati tembok menggunakan ketapel. Ini adalah penyempurnaan dari senjata pembakar yang sudah ada sebelumnya, bukan terobosan revolusioner dari senjata-senjata itu.

Langkah berikutnya adalah tombak api, huochong, yang muncul pada awal abad ke-10. Sebuah tabung bambu yang diisi bubuk mesiu diikatkan pada tombak. Ketika dinyalakan, ia menghasilkan semburan api yang terus-menerus dari ujung tabung yang terbuka selama beberapa detik, berfungsi seperti penyembur api jarak dekat yang kasar. Versi-versi berikutnya menambahkan serpihan logam, pecahan keramik, atau pelet kecil di belakang muatan bubuk, menjadikannya sesuatu yang mendekati senapan primitif. Tombak api adalah nenek moyang konseptual dari senjata api, dan orang-orang China membuat keterkaitan itu secara eksplisit: perkembangan berikutnya adalah senjata berlaras logam.

Pada abad ke-13, militer Song telah mengoperasikan meriam tangan dan artileri berlaras perunggu serta besi yang melontarkan proyektil batu atau logam dengan muatan bubuk mesiu. Senjata api arkeologis tertua yang dapat dipastikan tanggalnya, kini tersimpan di Museum Sejarah China, adalah sebuah meriam tangan perunggu bertanggal 1288. Ini adalah senjata api sungguhan, bukan tombak api; ia memiliki ruang bakar, laras, dan dirancang untuk melontarkan proyektil melalui ledakan tertahan.

Bangsa Mongol dan aliran ke arah barat

Ekspansi kekaisaran Mongol ke seluruh Asia pada abad ke-13 sekaligus merupakan bencana bagi peradaban dan salah satu mekanisme transfer teknologi paling efektif dalam sejarah. Bangsa Mongol menyerap keahlian militer setiap bangsa yang mereka taklukkan, dan ketika mereka berperang melawan Dinasti Song, mereka menghadapi militer yang paling canggih dalam penggunaan bubuk mesiu di dunia. Pasukan Mongol mengintegrasikan insinyur bubuk mesiu China ke dalam barisan tentara mereka.

Seiring ekspansi kekaisaran Mongol ke barat menuju Persia dan dunia Islam, pengetahuan tentang bubuk mesiu pun ikut terbawa. Teks-teks militer Arab dari akhir abad ke-13 dan awal abad ke-14, mengikuti periode Mongol, mendeskripsikan formula-formula bubuk mesiu yang jelas berasal dari praktik China, meski juga mencakup penyempurnaan signifikan dalam pemurnian salpeter, komponen yang paling sulit diproduksi dalam kemurnian tinggi.

Hasan al-Rammah, seorang penulis militer Arab dari akhir abad ke-13, menghasilkan sebuah risalah teknis tentang perangkat militer yang memuat beberapa formula bubuk mesiu paling rinci di luar China. Ia mendeskripsikan pemurnian salpeter melalui pelarutan dan rekristalisasi — sebuah langkah pengolahan yang secara substansial meningkatkan daya oksidasi senyawa tersebut dan diperlukan untuk membuat bubuk yang cukup andal bagi senjata api, bukan sekadar untuk menyulut api.

Roger Bacon dan misteri Eropa

Biarawan dan filsuf alam Inggris Roger Bacon menyinggung sebuah formula bubuk mesiu dalam tulisannya sekitar tahun 1267, menyandikannya sebagai anagram untuk mencegah penggunaan yang tidak bertanggung jawab. Ketika anagram itu dipecahkan pada abad ke-20, formulanya dapat dikenali sebagai bubuk mesiu dengan potensi yang relatif rendah. Apakah Bacon menemukan formula itu melalui teks-teks Islam, melalui para penjelajah, atau melalui sumber lain, masih belum pasti. Tulisannya menunjukkan keakraban nyata dengan sifat-sifat senyawa tersebut, bukan sekadar desas-desus dari tangan kedua.

Albertus Magnus, cendekiawan dan ilmuwan Dominican Jerman, juga menyinggung campuran pembakar dalam tulisannya dari periode yang sama. Pengetahuan itu sudah beredar di kalangan terpelajar Eropa pada paruh kedua abad ke-13, meski orang-orang Eropa belum mengubahnya menjadi sistem militer.

Biarawan Jerman Berthold Schwarz muncul dalam tradisi kemudian sebagai "penemu" bubuk mesiu dari Eropa, tetapi ia hampir pasti adalah tokoh mitologis, bukan tokoh historis — sebuah legenda yang tumbuh untuk memberi Eropa seorang penemu lokal bagi sesuatu yang jelas-jelas datang dari tempat lain. Catatan dokumenter tidak mendukung keberadaan orang semacam itu.

Meriam di Crecy dan sesudahnya

Penggunaan senjata bubuk mesiu pertama yang terdokumentasi dalam pertempuran di Eropa umumnya ditempatkan pada Pertempuran Crecy pada Agustus 1346, di mana pasukan Inggris menggunakan sejumlah kecil meriam melawan Prancis. Laporan-laporannya singkat dan senjata-senjatanya masih primitif, tetapi prinsipnya telah ditetapkan: sebuah tabung, sebuah muatan, sebuah proyektil, dan sebuah ledakan yang mengubah peperangan secara permanen.

Meriam-meriam pertama dibuat dari besi atau perunggu, diisi dari belakang atau dari moncong tergantung desainnya, dan sangat tidak dapat diandalkan. Meriam-meriam itu meledak mengenai krunya sendiri, gagal menyala saat cuaca basah, dan membutuhkan pengisian ulang yang melelahkan sehingga membuat mereka tidak berarti secara militer pada dekade-dekade awalnya. Tetapi mereka terus disempurnakan setiap generasi, dan arah penyempurnaannya hanya satu arah.

Pada akhir abad ke-14, meriam pengepungan besar mampu meruntuhkan tembok benteng yang sebelumnya tidak bisa ditembus. Pada abad ke-15, meriam Ottoman yang menghancurkan tembok Konstantinopel pada tahun 1453 setelah pengepungan selama lima puluh tiga hari secara efektif mengakhiri era benteng batu kokoh sebagai aset militer yang menentukan. Pada abad ke-16, senjata api genggam telah menggantikan busur silang di sebagian besar tentara Eropa.

Rahasia-rahasia formula

Yang membuat pengembangan bubuk mesiu awal begitu sulit di Eropa dan dunia Islam adalah masalah salpeter. Kalium nitrat diproduksi secara biologis, di tanah yang diperkaya oleh bahan organik yang membusuk dan limbah hewan, tempat bakteri-bakteri tertentu mengubah senyawa nitrogen menjadi nitrat. Pada abad ke-9 di China, salpeter berlimpah dan sudah dipahami dengan baik. Di Eropa abad pertengahan, salpeter harus dikerok dengan susah payah dari lantai kandang, dinding kandang kuda, gua, dan tumpukan kotoran hewan, atau diproduksi dalam instalasi nitrar yang dibangun khusus di mana bahan organik ditumpuk untuk mendorong produksi bakteri.

Pengolah salpeter, disebut saltpetermen di Inggris, memiliki hak hukum untuk menggali lantai kandang dan dinding lumbung untuk mencari mineral itu — sebuah hak istimewa yang membuat mereka sangat tidak disukai oleh siapa pun yang memiliki kuda atau ternak. Kelangkaan salpeter membatasi produksi bubuk mesiu Eropa selama berabad-abad dan mendorong pencarian sumber-sumber baru terus-menerus, termasuk deposit salpeter alam besar di India yang akhirnya dikuasai oleh Perusahaan Hindia Timur Inggris pada abad ke-18.

Kualitas bubuk juga sangat penting. Bubuk hitam awal dicampur dengan tangan sebagai debu halus, yang berbahaya untuk ditangani dan tidak merata distribusinya di dalam laras. Pada abad ke-15, produsen Eropa telah mengembangkan bubuk "berbutir" (corned powder), di mana campuran itu dibasahi menjadi pasta, dikeringkan, dan dipecah menjadi butiran-butiran kecil. Bubuk berbutir lebih aman, lebih konsisten, dan terbakar lebih cepat daripada bubuk debu, menghasilkan tenaga dorong yang lebih besar dan membuat senjata api jauh lebih kuat.

Yang hilang dalam penceritaan ulang

Narasi populer tentang bubuk mesiu dimulai dari meriam Eropa abad pertengahan dan membayangkan orang-orang China sebagai penemu yang entah bagaimana gagal mengembangkan apa yang mereka temukan. Ini adalah kerangka yang keliru. Orang-orang China mengembangkan senjata api, roket, bom, ranjau darat, dan senjata api laut selama beberapa abad sebelum tentara-tentara Eropa memiliki meriam primitif pertama mereka. Yang berubah dengan transfer pengetahuan Mongol bukanlah penemuan itu sendiri, melainkan arah perkembangan selanjutnya.

Metalurgi Eropa pada abad ke-14 hingga ke-16 mampu memproduksi laras senjata yang semakin andal dan kuat lebih cepat daripada metalurgi Asia Timur pada periode yang sama — sebagian karena perbedaan pasokan bahan bakar (Eropa memiliki arang melimpah dari hutan yang ditebang; hutan China lebih terkuras), sebagian karena insentif ekonomi yang berbeda akibat sifat khas peperangan Eropa di antara negara-negara dengan kekuatan yang sebanding.

Alkemis Tang yang pertama kali melihat pastanya tiba-tiba terbakar itu sedang mencoba, dalam arti yang paling langsung, untuk menipu maut. Ia tidak berhasil menipu mautnya sendiri. Tetapi senyawa yang ia dan rekan-rekannya temukan — disempurnakan selama berabad-abad dan disebarkan ke barat melalui salah satu kekaisaran paling brutal dalam sejarah — telah membunuh lebih banyak manusia daripada penemuan teknologi tunggal mana pun hingga abad ke-20 memproduksi jawabannya sendiri atas rekor itu.

Proyek keabadian itu, jika diperhitungkan secara keseluruhan, tidak berjalan sesuai rencana.