TUGAS 2
· Penjelasan tentang Alam Semesta dan Isinya
Alam semesta merupakan sebuah daerah yang sangat besar, terisi dengan banyak hal yang bisa mengejutkan kita, termasuk hal-hal yang jauh dari bayangan kita. Teori kosmologi modern dimulai oleh Friedman pada tahun 1920 dan dikenal juga sebagai model kosmologi standar. Model kosmologi standar dimulai dengan prinsip dalam skala besar alam semesta homogen dan isotropis serta pengamat tidak berada pada posisi yang istimewa di alam semesta. Model ini juga menyatakan bahwa alam semesta seharusnya mengembang dalam jangka waktu berhingga, dimulai dari keadaan yang sangat panas dan padat.
Bintang merupakan salah satu objek yang bisa langsung dikenali saat kita melihat langit, tentu saja disamping bulan dan planet. Bintang sendiri memiliki beberapa tipe dan kelas, namun seringnya saat melihat bintang, kita akan langsung membandingkannya dengan Matahari. Bintang-bintang yang ada di langit terikat satu sama lainnya dalam suatu ikatan gravitasi yang membentuk galaksi Bima Sakti. Tapi Bima Sakti bukanlah satu-satunya galaksi yang ada di alam semesta. Bima Sakti hanya merupakan satu dari miliaran galaksi yang ada dalam observable universe, yakni seluruh lokasi yang telah mempengaruhi kita semenjak munculnya big bang, dengan asumsi kecepatan cahaya berhingga. Secara umum ada 3 model alam semesta yang dikenal, yakni alam semesta tertutup, alam semesta datar dan alam semesta mengembang. Yang menarik adalah, pada tahun 1929 Edwin Hubble menemukan kalau galaksi-galaksi jauh bergerak saling menjauh satu sama lainnya, dan memberikan adanya gambaran kalau alam semesta ternyata tidak tetap melainkan mengembang.
Namun sesungguhnya, alam semesta yang kita lihat saat ini berbeda jauh dengan masa lalu. Jika manusia mengalami yang namanya pertumbuhan dari bayi sampai dewasa, alam semesta juga demikian. Di awal sejarahnya, alam semesta merupakan daerah yang sangat panas dan padat. Suatu keadaan yang berbeda jauh dari alam semesta yang ada saat ini yang sudah sangat layak menjadi tempat hunia. Jika kita menelaah ke masa lalu, maka akan ditemukan pada saat awal sejarah alam semesta, keadaanya yang panas tidak memungkinkan adanya atom, karena elektron bergerak bebas dan pada keadaan yang lebih awal lagi, nuklei terpisah menjadi proton dan netron, dan alam semesta merupakan plasma yang luar biasa panas yang terdiri dari partikel-partikel sub nuklir. Jika kita telusuri lebih jauh lagi ke awal alam semesta maka akan ditemukan kalau alam semesta memiliki titik awal yang dikenal sebagai dentuman besar atau ledakan besar.
Jika gambaran besar alam semesta kita majukan dari Big Bang, maka akan kita temukan kalau alam semesta mengembang dari plasma yang panas dan padat menjadi alam semesta yang cukup dingin yang terlihat saat ini. Namun dalam sejarah pengembangannya, ada beberapa periode singkat saat alam semesta masih berusia sekitar 1 menit dimana proton dan netron tersintesis menjadi nuklei ( helium, deutrium, dan lithium, bersamaan dengan proton-proton tunggal yang membentuk nukeli hidrogen). Kemudian elektron bergabung dengan nuklei membentuk atom saat alam semesta berusia sekitar 370 000 tahun. Pada titik inilah alam semesta menjadi transparan dan dari radiasi foton yang lepas kita bisa mendapatkan informasi tentang alam semesta.
Pada saat alam semesta mengembang panjang gelombang mengalami pergeseran menjadi lebih panjang, sehingga temperatur radiasi menurun sampai sekitar 3 derajat Kelvin, membentuk apa yang kita kenal sebagai cosmic microwave background (CMB). CMB sendiri bisa dinyatakan sebagai emisi yang datang dari alam semesta yang masih sangat muda dan partikel berada dalam keadaan setimbang termodinamik sempurna. CMB menjadi sangat penting, karena CMB merupakan petunjuk yang membawa informasi alam semesta dini. Hasil CMB menunjukkan adanya homogenitas atau keseragaman yang tinggi dalam distribusi temperatur alam semesta.
Isi alam semesta sendiri cukup beragam, bukan hanya apa yang bisa terlihat. Dari yang terdeteksi, ternyata alam semesta ini 5% terdiri dari materi (atom yang membentuk bintang, gas, debu, dan planet). Dan ada 25 % dari alam semesta yang terisi oleh materi gelap, partikel baru yang bahkan beum bisa dideteksi oleh laboratorium manapun di bumi ini. Sementara 70% alam semesta diisi oleh energi gelap, yang terdistribusi merata dan energi ini pun masih menjadi sbeuah misteri yang tak terpecahkan bagi dunia sains. Energi gelap diperkirakan merupakan energi vakum yang tak terpisahkan dari ruang waktu atau mungkin bisa juga sesuatu yang jauh lebih eksotik dari itu.
Tampaknya model Big Bang konvensional memberikan suatu keselarasan dengan hasil observasi, selama kita memberikan suatu kondisi awal yang spesifik pada awal alam semesta yakni : alam semesta yang mengembang dengan kerapatan yang sama di semua titik dalam ruang, namun ada gangguan kecil yang menyebabkan alam semesta berkembang ke keadaan sekarang. Mengapa demikian? Dari model kosmologi standar terdapat dua permasalahan besar yakni masalah horison dan masalah kurvatur alam semesta. Semakin dini alam semesta, kerapatannya akan mendekati kerapatan kritis, maka berapapun kerapatan alam semesta sekarang, pada alam semesta dini perbedaan keraptannya haruslah sangat kecil. Kalau tidak, maka kita tidak akan bisa menjumpai alam semesta pada keadaan sekarang. Jika perbedaannya besar, maka untuk model alam semesta tertutup, alam semesta sudah mengalami kehancuran besar atau big crunch dan untuk model alam semesta mengembang, temperatur 3 Kelvin telah dicapai sebelum saat ini.
Sedangkan masalah horison berkaitan dengan batas sesuatu yang bisa diamati dengan yang belum teramati. Intinya, dari CMB kita temukan adanya keseragaman temperatur. Nah temperatur ini bisa seragam tentu karena adanya komunikasi antara partikel-partikel dalam alam semesta. Namun setelah kita telusuri jejak ke masa lalu, ternyata horison itu kecil dan menunjukkan kalau setelah big bang dan alam semesta mengembang partikel-partikel yang awalnya bisa saling berkomunikasi akan tidak bisa saling berkomunikasi lagi karena berada di luar horison tersebut. Nah bagaimana supaya partikel-partikel tersebut bisa saling berkomunikasi? Jawabannya perbesar horison, nah jawaban yang memungkinkan untuk kedua masalah ini adalah adanya inflasi alam semesta.
Apa itu Inflasi? Inflasi alam semesta merupakan pengembangan alam semesta secara eksponensial dalam waktu yang sangat singkat saat alam semesta dini. Bahkan satu kedipan matapun lebih lambat dari inflasi alam semesta. Inflasi terjadi dalam waktu kurang dari 1 detik. Cepat sekali bukan? Mengapa perlu adanya inflasi? Inflasi diperlukan untuk memecahkan masalah kurvatur alam semesta maupun masalah horizon. Dengan adanya inflasi maka horizon alam semesta bisa diperbesar sampai keadaan dimana partikel-partikel berada dalam lingkup horizon dan bisa slaing berkomunkiasi. Selain itu dengan pengembangan alam semesta secara tiba-tiba (eksponensial) maka setelah alam semesta mengalami inflasi, setelah tiu ia akan mengembang mengikuti model standar dan pada akhirnya bisa mencapai keadaan saat ini, Tanpa inflasi evolusi alam semesta mungkin sudah mencapai masa akhirnya (kehancuran besar untuk alam semesta tertutup) atau kondisi dimana temperature alam semesta mencapai suhu 3 K terjadi jauh sebelum sekarang.
Namun sampai saat ini belum ada model inflasi yang pasti. Berbagai model inflasi masih terus dikembangkan. Alam semesta memang menyimpan segudang misteri untuk dipecahkan, namun setiap satu misteri terungkap akan muncul misteri baru. Ruang waktu seperti sebuah jajaran teka teki yang menanti manusia untuk mengisi setiap jawaban.
· Konsepsi Tentang Alam Semesta
Bagaimana konsepsi para ilmuwan tentang peciptaan jagad raya dan pemikiran apa yang melandasinya ? konsepsi itu berubah-ubah sepanjang sejarah, bergantung pada tingkat kecanggihan alat-alat observasinya, dan bergantung pada tingkat kemajuan fisika itu sendiri. Konsepsi yang mereka kemukakan bahwa jagad raya ini tidak terbatas dan besarnya tidak terhingga, konsepsi ini berasal dari Newton. Konsepsi mereka yang lain adalah bahwa alam ini tidak berubah keadaannya sejak waktu tak terhingga lamanya Sampai masa yang akan datang.
a. Teori Terbentuknya Alam Semesta
Alam semesta yang kita ketahui sekarang ini awal mulanya berasal dari gas yang berserakan secara teratur diangkasa kemudian menjadi kabut (menjadi kumpulan kosmos-kosmos ).Dalam pengertian alam semesta mengcakup tentang Mikro kosmos dan makrokosmos.
Mikro kosmos yaitu benda-benda yang berukuran kecil seperti, atom, sel, elektron dan benda-benda kecil lainnya. Adapun makro kosmos yaitu benda-benda yang berukuran besar, seperti bintang, planet, dan matahari.
Teori yang dihasilkan oleh para ilmuwan dan pakar, tentang bagaimana terbentuknya alam semesta ada dua, yaitu :
1. Teori Keadaan Tetap.
Yaitu teori yang menyatakan bahwa alam ini ada tanpa awal dan ada selama-lamanya.
2. Teori Dentuman Besar. ( Big Bom = Ledakan Besar )
Yaitu teori yang menyatakan bahwa alam ini ada dari suatu ketiadaan.
Dan akan berakhir dengan ketiadaan pula. Dan teori menyatakan bahwasanya alam pada awalnya semua objek dialam semesta adalah satu dan kemudian terpisah karena suatu ledakan yang sangat dahsyat.
Sebagaimana tercantum dalam Al-Qur’an bahwasanya langit dan bumi keduanya dahulu adalah suatu yang padu dan kemudian dipisahkan :
أولم يرالذين كفروا أن السمات واللأرض كانتا رتقا ففتقنا هما وجعانا من الماء كل شيء حى أفلا يؤمنون
Artinya: “Dan apakah orang-orang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian kami pisahkan antara keduanya, dan dari air kami jadikan segala sesuatu yang hidup, maka mengapa mereka juga tidak beriman ?” (QS.Al Anbiya : 30 )
Proses penciptaan langit dan bumi menurut Al-Quran tidak semata dapat disusun dari ayat-ayat yang menyatakan penciptaan langit dan bumi, tetapi juga dapat dilihat dari kisah-kisah cerita kemusnahannya nanti, misalnya surat Al-Anbiya’ ayat 104 dan surat yassin ayat 29.
b. Teori Terbentuknya Galaksi dan Tata Surya
1. Teori Nebulata
Yaitu teori yang menyatakan bahwasanya tatasurya terbentuk dari awan panas atau kabut gas yang panas. Teori ini dikemukakan oleh Immanuel Kant (1755) dan Pierre Simon (1796).
Menurut Kant kabut tersebut berputar lambat dn memadat karena adanya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak, dari bagian-bagiannya terbentuklah pada pusatnya sebuah inti besar matahari dan sekelilingnya inti-inti kecil dari planet-planet.
Adapun menurut Laplace, susunan matahari berasal dari kabut pijar dan merupakan bagian besar yang berputar makin cepat, dan karena proses pendinginan, mak kabut bagian luar terpisah membentuk petang gelap kabut yang akhirnya membentuk planet-planet dengan benda-benda yang mengelilinginya berupa satelit.
2. Hipotesis Planettesimal
Teori ini sama dengan hipotesis nebular, hanya saja pembentukan planet-planet tidak harus dari satu sumber, tapi dari sumber lain ( bintang ) lain yang kebetulan lewat dekat tatasurya, yang mana tatasurya kita merupakan bagian didalamnya.
3. Teori Tidal
Menurut teori ini planet merupakan percikan matahari dan percikan ini disebut tidal. Karena pada masa lalu matahari mempunyai pasangan sebuah bintang yang kemudian meledak dan sejumlah partikelnya terlempar keluar angkasa, dari ledakan tersebut awan gas tertinggal oleh gaya tarik-menarik matahari, awan gas itu ditarik mendekati kepadanya dan kemudian berubah menjadi planet-planet.
c. Hipotesis Kejadian Bumi
1. Hipotesis Kabut dari Kant dan Laplace
Dalam hipotesisnya Imanuel Kant mengatakan bahwa asal segalanya adalah gas yang bermacam-macam. Yang tarik-menarik membentuk kabut besar dan masing-masing berbenturan lalu menimbulkan panas dan berpijar lalu menghasilkan matahari dan dari matahari timbul en-pragmen yang mendingin lalu menjadi planet-planet.
2. Hipotesis Pasang Surut
Hipotesis ini dikemukakan oleh jeans dan Jeyfreys 1930. mereka berpendapat bahwa adanya bintang besar yang mendekat kira-kira seperti bulan dan bumi, yaitu bulan yang menyebabkab pasang surutnya lautan yang mana bulan tak cukup kuat untuk menarik air menjulur jauh, akan tetapi matahari yang didekati bintang itu menjauh,lidah api dari matahari asal itu putus dan pecah berkeping-keping seraya mengenbun dan membeku menjai planet-planet dan planetoida.
Hipotesis ini sesuai dengan hukum Newton, yang mana terjadinya tarik-menarik suatu bintang besar yang sedang beredar kemudian terjadi peledakan yang melepaskan sebagian materialnya dan dari material inilah terbentuk Planet dan Planetoida.
· Teori Terbentuknya Galaksi
Hipotesis Fowler ( 1957 )
Menurut Fowler, 12000 juta tahun yang lalu galaksi kita tidaklah sepeti sekarang ini, bentuknya berupa kabut gas hidrogen yang sangat besar yang bentuknya berada diluar angkasa. Ia bergerak perlahan mengadakan rotasi sehingga keseluruhannya berbentuk bulat. Karena gaya beratnya ia mengadakan kontraksi. Pada bagian yang berkisar lambat dan mempunyai berat jenis yang besar terbentuklah bintang-bintang itupun semakin turun temperaturnya setelah berpuluh-puluh ribu tahun. Ia mempunyai bentuk yang dikatakan tetap, seperti halnya matahari, hipotesis itu diyakinkan oleh suatu observasi yang ditujukan pada pusat galaksi, tempat dilahirkannya bintang baru, baik secara perlahan-lahan maupn secara eksplosif
Penciptaan Alam Semesta
- Dari sudut Islam
teori-teori yang telah dikemukakan oleh para ilmuwan dan pakar diatas sama sekali tidak bertentangan antara satu dengan yang lainnya walaupun kita lihat bahwa terjadi perbedaan yang mencolok pada hipotesis mereka, dan Al-Qur’an pun mendukng hipotesis mereka sbgaimana alaah berfirman :
سنريهم ءاياتنا فى الأفاق وفى أنفسهم حِِِِِِِتى يتبين لهم أنه الحق أولم يكف بربك أنه على كل شيء شهيد . (الفصلت : 53)
“Kami akan perlihatkan kepada mereka tanda-tanda( kekuasaan) kami di segenap penjuru dan pada diri mereka sendiri, sehingga jelaslah pada diri mereka bahwa Al-Qur’an itu adalah benar, dan apakah tuhanmu tidak cukup ( bagi kamu ) bahwa sesungguhnya Dia menyaksikan segala sesuatu. ( QS Al-Fhussilat 53 ).
Di dalam Al-Qur’an juga dijelaskan tentang penciptaan alam semesta yang tercantum dalam surat Al-Anbiya’ dan Al-Fhussilat ayat 11 yang berbunyi :
ثم استوى إلى السماء و هى دخان فقال لها وللأرض ائتنا طوعا أو كرها قالتا أتينا طائعين ( الفصلت :11)
Artinya:
Kemudian dia menuju dari penciptaan langit, dan langit masih merupakan asap, lalu dia berkata kepadanya dan kepada bumi : “Datanglah kamu keduanya menurut perintahku dengan suka hati atau terpaksa” Keduanya menjawab “Kami datang dengan suka hati”. ( Al-Fhussilat : 11 ).
Dari ayat-ayat Al-Qur’an diatas disimpulkan bahwa alam semesta itu ada karena diciptakan oleh Allah, dan bukanlah suatu kebetulan seperti yang dikatakan oleh orang-orang materialisme.
- Dari Sudut Modern
Terdapat dua pendapat pada penciptaan alam semesta dari sudut ilmu pengetahuan modern. Pertama : bahwasanya alam semesta tidak diciptakan, artinya alam semesta ini terjadi karena suatu yang kebetulan yairu merupakan sekumpulan zat yang konstant, stabil dan tidak berubah. Kedua : Bahwasanya alam semesta ini di ciptakan . setelah dilakukan observasi dan pengambilan experiment-experiment dan juga melalui perhitungan fisika, terbukti bahwa alam semesta memiliki suatu awal dari ledakan dahsyat (Big Bang) dan semua itu tidak lain hanyalah karena adanya Allah SWT.
Menurut Fowlet, kira-kira 12.000 juta tahun yang lalu galaksi tidaklah seperti sekarang ini. Pada saat itu galaksi masih merupakan kabut gas hydrogen yang sangat besar yang berada di ruang angkasa. Kabut gas hydrogen tersebut bergerak perlahan-lahan, berputar pada porosnya, sehingga berbentuk bulat.
Berdasarkan pengamatan, dapat dibedakan tiga macam galaksi :
- galaksi berbentuk spiral (spiral galaxis) jumlah 80%.
- galaksi berbentuk ellips (elliptical galaxis) jumlah 17%
- galaksi berbentuk tak beraturan (irregular galaxis) jumlah 3%
1.Galaksi Spiral (Spiral Galaxis)
Galaksi ini merupakan galaksi yang berstruktur paling sempurna, yang terdiri dari tiga bagian :
a. pusat spiral galaksi yang terdiri dari gugusan bintang yang berbentuk bulat
b. lingkaran yang membungkus pusat spiral
c. piringan dengan lengan spiral
Macam-macam galaksi spiral :
a. Galaksi Bima Sakti
Galaksi ini pernah disebut Susunan Kapteyn. Kapteyn adalah seorang astronom yang mengemukakan bahwa matahari terdapat pada galaksi bima sakti ini.
b. Galaksi Andromeda
Dengan mata telanjang, galaksi ini tampak seperti lilin dengan panjang 30 (garis tengan bulan) dan lebar 15. dengan teleskop kecil sudah dapat dilihat intinya, di tengah-tengah kabut dan bila menggunakan teleskop 100 inci yang telah dilakukan di Observatory Mounts Wilson, ternyata galaksi Andromeda berbentuk spiral biasa.
c. Galaksi Dolar Perak (Silvery Coin)
Berupa galaksi spiral pipih, kira-kira sejauh 13 juta tahun cahaya.
d. Galaksi Roda Biru (Blue pin Wheel)
Galaksi yang bergangsing (berputar) di daerah Trianggulum, kira-kira sejauh 2 juta tahun cahaya.
e. Galaksi Pusaran Air
Sebagai galaksi spiral yang terlentang dan didampingi oleh pengiring, yakni sebuah galaksi tidak teratur.
f. Kabut Magellan (Magellanic Clouds)
Gugus bintang ini disebut kabut Magellan, karena ditemukan oleh Magellan pada tahun 1519, berupa galaksi-galaksi yang terletak di konstelasi Dorado dan Tucan.
2.Galaksi Ellips (Elliptical Galaxis)
Galaksi ini meliputi jumlah 17% dari semua galaksi yang sudah diketahui, galaksi ini berbentuk ellips, merupakan bangunan yang sederhana karena hanya terdiri atas :
A. pusat roda
B. selubung yang membungkus pusat
3. Galaksi tidak beraturan (Irregular Galaxis)
Galaksi ini berjumlah kurang dari 3% dari semua galaksi yang sudah ditemukan. Galaksi ini terlihat sebagai gumpalan datar atau onggokan bintang yang semakin menebal, sebagian menipis dalam batas-batas yang tidak jelas.
Para ahli yang menekuni bidang kosmografi beserta teorinya
Immanuel kant tahun 1755
Matahari semula berbentuk kabut gas yang bersuhu amat tinggi dan berputar/berotasi dengan sangat lambat. Kabut gas ini makin lama mengalami penurunan suhu, sehingga makin berkerut menjadi lebih kecil dari keadaan semula dan gerak rotasinya makin cepat, dan akhirnya kabut gas tersebut menjadi bentuk cakram. Karena cepatnya gerak rotasi menyebabkan bagian-bagian tepi dari cakram tersebut lepas. Bagian kabut yang terlepas tetap berputar, dan lama-lama dingin dan mengeras dan beredar mengelilingi pusat kabut.
Menurut Claudius Ptolemeus
Planet-plenet beredar sepanjang lingkaran kecil yang disebut gerak epi-cycle yang pusatnya mengitari matahari. Lingkaran besar dengan bumi sebagai pusatnya. Dengan demikian dapatlah diterangkan mengapa jalan planet berbelok-belok. Paham ini disebulGeosentris
Menurut Aristoteles
Seorang filsafat yang hidup sekitar 300 SM yang menerangkan bahwa peredaran Bulan, Venus, Mars dan planet-planet lain. Aristoteles berpendapat bahwa Matahari, planet dan bintang-bintang semua beredar mengelilingi Bumi
Menurut Nicolus Copernicus
Paham ini menempatkan matahari di pusat sistem yang berturut-turut dikelilingi oleh Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, dan Saturnus. Bulan mengelilingi bumi dalam waktu 27.5 hari. Paham ini disebut paham Heliosentris yang diperkuat dengan ditemukannya parallax bintang dan aberasi.
Menurut Galileo Galilei
Hidup pada zaman setelah ditemukan Teleskop, tanggal 7 Januari 1610 dengan menggunakan teleskop menemukan Jupiter. Bukan hanya sebuah titik cahaya kecil, melainkan berupa sebuah bola besar dengan empat buah pengiringnya, dia juga membenarkan teori Copernicus.
Teori Pasang Surut oleh James Jeans dan Jeffrys
Teori ini mangemukakan bahwa dahulu kala ada bintang besar yang mendekat matahari. Karena gaya tarik bintang itu, maka terjadilah efek pasang surut pada permukaan matahari. Sebagian dari massa matahari tertarik membentuk tonjolan ke arah bintang. Kemudian dengan menjauhnya bintang tersebut, tonjolan itu tertarik dan membentuk cerutu dan akhirnya lepas dari matahari. Lalu massa tersebut pecah dan saling meggumpal dengan ukuran yang berbeda-beda, berputar dan mendingin menjadi planet-plenet beserta satelitnya.
Teori Bintang Kembar
Bahwa dahulu, matahari merupakan bintang kembar. Kemudian salah satu tersebut meledak. Pecahan-pecahannya berputar mengelilingi bintang yang tidak meledak. Bintang yang tidak meledak menjadi matahari sedang pecahannya mendingin menjadi planet serta satelit.
Teori Kabut Kant-Leplace
Tata surya dahulu berasal dari kabut spiral yang berputar cepat. Karena putarannya, sebagian dari massa kabut terlepas membentuk berapa gelang yang berpusat pada inti kabut. Lama-kelamaan membentuk gumpalan. Lalu gumpalan tersebut, mendingin dan mengeras menjadi planet baru beserta satelitnya. Sedangkan Kant mengemukakan terjadinya kabut pilin. Ia mengemukakan bahwa di angkasa raya berisi berbagai macam gas. Gumpalan gas-gas yang besar menarik yang lebih kecil sehingga kabut tersebut menjadi lebih besar. Akibatnya terjadilah tabrakan antar gumpalan gas yang menyebabkan kabut panas dan berputar sebagai kabut pilin.
Teori Proto Planet oleh C.F Von Wiszacker dan Gerald P. Kuiper
Teori ini mengemukakan bahwa sekitar matahari terdapat gas hidrogen dan helium. Gas tersebut ada yang menghilang tetapi ada juga yang mendingin membentuk gumpalan-gumpalan dan secara perlahan-lahan membentuk gumpalan padat. Gumpalan itulah yang disebut proto planet.
· Anggota Sistem Tata Surya
A. Meteor
Meteor adalah benda langit yang masuk ke dalam wilayah atmosfer bumi yang mengakibatkan terjadinya gesekan permukaan metor dengan udara dalam kecepatan tinggi. Akibat adanya gesekan yang yang cepat tersebut menimbulkan pijaran api dan cahaya yang dari kejauhan kita melihatnya seperti bintang jatuh.
B. Meteorit
Meteorit adalah benda-benda di luar angkasa dengan kecepatan yang cepat. Jumlah meteorit di angkasa raya tidak terhitung karena sangat banyak dengan berbagai bentuk, jenis, bahan kandungan, warna, sifat dan sebagainya.
C. Komet
Komet adalah benda langit yang mengelilingi matahari. Komet memiliki orbit garis edar sendiri yang bentuknya sangat lonjong. Komet biasa disebut sebagai bintang berekor karena sifatnya yang bercahaya terang dan memiliki ekor gas debu yang sangat panjang.
D. Planet
Planet adalah benda langit yang mengelilingi bintang sebagai pusat tata surya. Planet tidak dapat menghasilkan cahaya sendiri namun dapat memantulkan cahaya. Planet yang dekat dengan bumi dapat kita lihat setiap hari dengan mata telanjang seperti planet venus yang disebut orang sebagai bintang fajar.
E. Asteroid
Asteroid, pernah disebut sebagai planet minor atau planetoid, adalah benda berukuran lebih kecil daripada Planet, tetapi lebih besar daripada meteoride , umumnya terdapat di bagian dalam Tata Surya (lebih dalam dari orbit planetNeptunus. Asteroid berbeda dengan Komet dari penampakan visualnya. Komet menampakkan koma (“ekor”) sementara asteroid tidak.
· Lapisan Bumi dan Fungsinya
Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat dengan matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :
1. Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.
2. Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi. Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.
3. Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.
Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian, yakni bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan batuan; bagian cair (hidrosfer) yang terdiri dari berbagai bentuk ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian udara (atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang ditempati oleh berbagai jenis organisme (biosfer).
Keempat komponen tersebut berinteraksi secara aktif satu sama lain, misalnya dalam siklus biogeokimia dari berbagai unsure kimia yang ada di bumi, proses transfer panas dan perpindahan materi padat.
A. ATMOSFER
Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km. Gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi. Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin.
Pada lapisan atmosfer terkandung berbagai macam gas. Berdasarkan volumenya, jenis gas yang paling banyak terkandung berturut-turut adalah nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, oksigen (O2) sebanyak 20,95%, argon sebanyak 0,93%, serta karbon dioksida (CO2) sebanyak 0,03%. Berbagai jenis gas lainnya jufga terkandung dalam atmosfer, tetapi dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya neon (Ne), helium (He), kripton (Kr), hidrogen (H2), xenon (Xe), ozon (O3), metan dan uap air.
Di antara gas-gas yang terkandung di dalam atmosfer tersebut, karbon dioksida dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari tempat ke tempat, serta dari waktu ke waktu untuk uap air.
Keberadaan atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi memiliki arti yang sangat penting bagi kelangsungan hidup berbagai organisme di muka bumi. Fungsi atmosfer antara lain :
1. Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.
2. Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi
3. Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.
4. Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.
Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting. Apabila tidak ada lapian atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100% radiasi matahari diterima oleh permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.
Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran atmosfer ini terlihat dalam siklus hidrologi. Tasnpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul pada tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera dan laut saja. Pendistribusian air oleh atmosfer ini memberikan peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi.
Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup. Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.
Berdasarkan perbedaan suhu vertikal, atmosfer bumi dapat dibagi menjadi lima lapisan, yaitu :
a. Troposfer
Lapisan ini merupakan lapisan yang paling bawah, berada antara permukaan bumi sampai pada ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada daerah ekuator. Pada lapisan ini suhu udara akan menurun dengan bertambahnya ketinggian. Setiap kenaikan 100 meter temperaturnya turun turun 0,5 oC. Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer.
Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon.
Di dalam lapisan ini berlangsung semua hal yang berhubungan dengan iklim. Walaupun troposfer hanya menempati sebagian kecil saja dari atmosfer dalam, akan tetapi, 90% dari semua masa atmosfer berkumpul pada lapisan ini. Di lapisan inilah terbentuknya awan, jatuhnya hujan, salju, hujan es dan lain-lain.
Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.
Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :
1. Lapisan Udara Dasar
Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.
2. Lapisan Udara Bawah
Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 – 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.
3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)
Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.
4. Lapisan Udara Tropopouse
Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 o C sampai – 80o C pada musim panas dan antara – 57 o C sampai – 83 o C pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).
b. Stratosfer
Merupakan bagian atmosfer yang berada di atas lapisan troposfer sampai pada ketinggian 50 – 60 km, atau lebih tepatnya lapisan ini terletak di antara lapisan troposfer dan ionosfer.
Pada lapisan stratosfer, suhu akan semakin meningkat dengan meningkatnya ketinggian. Suhu pada bagian atas stratosfer hampir sama dengan suhu pada permukaan bumi. Dengan demikian, profil suhu pada lapisan stratosfer ini merupakan kebalikan dari lapisan troposfer.
Ciri penting dari lapisan stratosfer adalah keberadaan lapisan ozon yang berguna untuk menyerap radiasi ultraviolet, sehingga sebagian besar tidak akan mencapai permukaan bumi.
Serapan radiasi matahari oleh ozon dan beberapa gas atmosfer lainnya menyebabkan suhu udara pada lapisan stratosfer meningkat. Lapisanstratosfer tidak mengandung uap air, sehingga lapisan ini hanya mengandung udara kering. Batas lapisan stratosfer disebut stratopouse.
Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu :
1. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara – 50o C sampai -55o C.
2. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
3. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.
2. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
3. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.
c. Mesosfer
Mesosfer terletak di atas stratosfer pada ketinggian 50 – 70 km. Suhu di lapisan ini akan menurun seiring dengan meningkatnya ketinggian. Suhunya mula-mula naik, tetapi kemudian turun dan mencapai -72 oC di ketinggian 75 km. Suhu terendah terukur pada ketinggian antara 80 – 100 km yang merupakan batas dengan lapisan atmosfer berikutnya, yakni lapisan mesosfer. Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah – 110o C .
d. Lapisan Termosfer
Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juda disebut lapisan ionosfer. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu :
1. Lapisan Udara E
Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suu udara di sini berkisar – 70o C sampai +50o C .
2. Lapisan udara F
Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.
3. Lapisan udara atom
Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C .
e. Ekosfer atau atmosfer luar
Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.
Ozon Dalam Atmosfer
Ozon adalah zat oksidan yang kuat, beracun, dan zat pembunuh jasad renik yang kuat juga. Ozon biasanya digunakan untuk mensterilkan air isi ulang, serta dapat juga digunakan untuk menghilangkan warna dan bau yang tidak enak pada air.
Ozon terbentuk secara alamiah di stratosfer. Pembentukan dan perusakan ozon di stratosfer merupakan mekanisme perlindungan bumi dari sinar UV dari matahari. Di troposfer ozon terbentuk melalui reaksi fotokimia pada berbagai zat pencemar udara.
Ozon terdapat dalam lapisan stratosfer dan juga dalam lapisan troposfer. Ozon yang terdapat dalam stratosfer berfungsi melindungi manusia dan mahluk hidup di bumi dari penyinaran sunar UV. Sedangkan ozon yang terdapat pada lapisan troposfer memiliki efek yang berbeda terhadap bumi dan mahluk hidup di dalamnya, walaupun susunan kimianya sama. Ozon di troposfer ini bersifat racun dan merupakan salah satu dari gas rumah kaca. Selain itu, ozon di troposfer juga menyebabkan kerusakan pada tumbuhan, cat, plastik dan kesehatan manusia.
Ozon memiliki rumus kimai O3, menyerupai rumus kimia molekul oksigen O2 dengan sebuah atom oksigen lebih banyak. Pada suhu kamar ozon berupa gas, terkondensasi pada suhu -112 oC menjadi zat cair yang berwarna biru. Ozon yang cair ini akan membeku pada -251,4 oC, sedangkan pada suhu di atas 100 oC ozon dengan cepat mengalami dekomposisi.
Dari molekol O2, melalui reaksi. Ozon yang terbentuk akan kembali pecah menjadi molekul oksigen. Dalam alam, pembentukan dan destruksi ozon ada dalam keadaan seimbang, sehingga kadar ozon terdapat dalam keseimbangan dinamik. Kedua reaksi ini secara efektif dapat menghalangi sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B untuk sampai ke bumi. Inilah mekanisme alam yang melindungi bumi dan penghuninya dari penyinaran UV gelombang pendek yang berbahaya bagi kehidupan. Kedua reaksi ini juga mengakibatkan naiknya suhu di dalam stratosfer dibandingkan suhu di troposfer.
Kira-kira 3 milyar tahun yang lalu, sebagai hasil evolusi di bumi muncul mahluk hidup yang berklorofil, mulailah terjadi proses fotosintesis yang salah satu hasilnya adalah O2. semakin lama, kadar O2 semakin tinggi, sehingga semakin meningkat kadar ozon yang terbentuk. Dengan demikian, semakin banyak pula sinar UV gelombnag pendek yang terhalang oleh lapisan ozon untuk sampai ke permukaan bumi. Dan inilah cikal bakal kehidupan di daratan.
Akan tetapi, seiring berjalannya waktu, pertambahan jumlah oenduduk dan kemajuan industri serta pembangunan mengakibatkan lapisan ozon ini mulai berlubang. Lubang ozon ini sangat merisaukan karena dengan berkurangnya kada ozon berarti semakin bertambah sinar UV-B yang akan sampai ke bumi. Dampak bertambahnya sinar UV-B ini akan sangat besar terhadap mahluk hidup di bumi.
Terjadinya lubang ozon ini diakibatkan adanya peningkatan kadar NOx dari pembakaran bahan bakar pesawat, naiknya kadar N2O karena akibat pembakaran biomassa dan oenggunaan pupuk, dimana N2O ini merupakan sumber terbentuknya NO.
Selain itu, zat kimia yang kita kenal clorofuorocarbon atau CFC berpengaruh sangat besar terhadap perusakan ozon. CFC ini adalah segolongan zat kimia yang terdiri atas tiga jenis unrus, yaitu klor (Cl), fluor (F) dan karbon (C). CFC inilah yang mendominasi permasalahan perusakan ozon dan menjadi zat yang sangat dicurigai sebagai penyebab terjadinya kerusakan ozon. CFC ini tidak ditemukan di alam, melainkan merupakan zat hasil rekayasa manusia. CFC tidak beracun, tidak terbakar dan sangat stabil karena tidak mudah bereaksi. Karenanya menjadi zat yang sangat ideal untuk industri. CFC banyak digunakan sebagai zat pendingin dalam kulkas dan AC mobil (CFC-12), sebagai bahan untuk membuat plastik busa, bantal kursi dan jok mobil (CFC-11), campuran CFC-11 dan CFC-12 digunakan untuk pendorong aerosol, serta CFC-13 yang biasa digunakan dalam dry cleaning.
Dampak Lubang Ozon
Lapisan ozon di stratosfer dapat menyerap seluruh sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B. Di katulistiwa, pada keadaan terang tak berawan sekitar 30% sinar UV-B dapat sampai ke bumi. Semakin jauh dari katulistiwa, UV-B yang sampai ke bumi semakin berkurang. Akan tetapi, pada musim panas penyinaran UV-B di daerah yang jauh dari katulistiwa tidak berbeda jauh dengan di katulistiwa.
Dengan semakin berkurangnya lapisan ozon, maka sinar UV-B yang diserap bumi semakin besar. Karena sinar yang bergelombang pendek ini memiliki energi yang tidur, maka berpengaruh besar terhadap sel hidup dan mengakibatkan kematian jasad renik.
Sinar UV-B juga mempunyai dampak negatif pada mahluk tingkat tinggi, baik hewan maupun tumbuhan. Pada tumbuhan, menipisnya lapisan ozon akan mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis yang selanjutnya menyebabkan turunnya laju pertumbuhan daun dan batang serta penurunan berat kering total sehingga hasilnya akan berkurang. Selain itu dapat juga mempengaruhi produktivitas hutan, mengakibatkan gangguan pada ekosistem akuatik, serta mengakibatkan penyakit kanker kulit, penyakit katarak serta menurunnya daya imunitas pada manusia. Dengan berkurangnya daya imunitas oranng menjadi lebih peka terhadap serangan infeksi termasuk virus herpes dan lepra.
Mekanisme Pembentukan Lubang Ozon di Antartika
Pada bulan Agustus – Oktober 1987 diadakan penelitian untuk mengetahui apa yang menyebabkan terjadinya lubang ozon di Antartika. Penelitian ini dilakukan oleh sebuah tim Internasional, yang dikenal dengan Airborne Antartic Ozone Experiment. Dari penelitian ini menunjukkan bahwa pada musim dingin, daerah lubang ozon dibatasi oleh pusaran angin pada 60o Lintang Selatan. Dengan adanya pusaran angin itu, daerah di atas Antartika merupakan daerah dengan udara yang tenang yang terisolasi dari daerah sekitarnya. Daerah ini disebut botol kungkungan (containment vessel). Kerusakan ozon terutama terjadi pada ketinggian 14 dan 24 km. Di daerah ini terdapat kadar CFC yang rendah dan ClO (klormonoksida) yang merupakan perusak ozon yang berasal dari CFC.
Pada musim dingin, di Antartika matahari tidak bersinar selama berbulan-bulan. Karena udara terisolasi oelh adanya pusaran angin dan karena udara terus memancarkan radiasi inframerah ke angkasa, sedangkan matahri tidak bersinar, suhunya terus turun. Pada suhu -78 oC, terjadilah awan yang terutama terdiri dari kristal asam nitrat.
Terjadinya lubang ozon di Antartika ini dimungkinkan karena kondisi atmosfer yang khusus. Suhu yang sangat rendah pada musim dingin ini memungkinkan terjadinya reaksi kimia peusakan ozon dalam musim semi berikutnya.
Terbentuknya pusaran angin itu dimungkinkan juga karena naiknya kadar gas rumah kaca yang menghalangi lepasnya panas dari bumi ke angkasa, sehingga suhu stratosfer lebih dingin.
Di samping daerah utama perusakan ozon terdapat pula ”lubang mini” di luar daerah botol kungkungan sampai pada garis lintang 45o Selatan di atas ujung selatan Amerika Selatan, Australia dan Selandia Baru.. Masing-masing lubang mini hanya berumur beberapa hari saja, kemudian menghilang. Akan tetapi, pada pertengahan bulan September beberapa lubang mini muncul bersamaan dan bergabung menjadi satu.
B. HIDROSFER
Air adalah senyawa gabungan dua atom hidrogen dengan satu atom oksigen menjadi H2O. Sekitar 71% permukaan bumi merupakan wilayah perairan. Lapisan air yang menyelimuti permukaan bumi disebut hidrosfer.
Energi matahari yang datang di permukaan bumi menyebabkan penguapan air ke bagian atmosfer. Kemudian di atmosfer uap air ini mengalami kondensasi dan selanjutnya akan jatuh sebagai hujan.
Pemanasan oleh sinar matahari menyebabkan suhu air laut di darah tropis lebih panas dibandingkan suhu air laut yang terletak di belahan bumi lainnya. Akibatnya, timbul arus vertikal ke arah permukaan laut di daerah tropis serta arus ke arah dasar laut di daerah kutub. Adanya arus vertikal ini juga mengakibatkan perbedaan tekanan teanan air laut antara daerah tropis dengan daerah kutub. Perbedaan ini bersamaan dengan perputaran bumi serta arus angin akan menimbulkan arus air di permukaan air laut yang membantu distribusi organisme-organisme di laut.
Hidrosfer meliputi samudera, laut, sungai, danau, gletser, salju, air tanah, serta uap air di atmosfer.
1. Samudera-samudera dan laut-laut
Samudera-samudera dan laut-laut menempati 71% permukaan bumi. Bila di lihat dari luar bumi, terlihat seperti bulatan air. Tubir samudera yang paling dalam 10 km, dengan rata-ratanya 4 km. Bila semua air ini diratakan di permukaan bumi dapat mencapai dalamnya 2,84 km.
Pada dasarnya yang dimaksud dengan laut adalah masa air asin yang menggenangi sebagian besar permukaan bumi. Secara langsung maupun tidak, laut sangat berpengaruh terhadap kehidupan di permukaan bumi.
Berat jenis air laut adalah 1,027, disebabkan oleh larutan garam-garamair laut rata-rata mempunyai kandungan garam dan berbagai jenis mineral dengan konsentrasi yang relatif lebih tinggi dibandingkan air sungai atau danau, yaitu sekitar 35%. Hal inilah yang mengakibatkan organisme laut memiliki struktur tubuh maupun kondisi fisiologis yang sangat berbeda dengan organisme yang hidup di air tawar.
Besarnya kadar bagi masing-masing garam di laut adalah sebagai berikut : NaCl 77,76%, MgCl2 10,88%, MgSO4 4,74%, CaSO4 3,60%, K2SO4 2,64%, CaCO3 0,34%, MgBr2 0,22% dari sejumlah garam yang ada di dalam air laut.
Garam-garam ini terlarut dalam air sungai. Air hujan yang jatuh di daratan meresap ke dalam tanah dan ke dalam lapisan-lapisan di bawahnya, melarutkan garam-garam yang dapat dilarutkan dan semua ini diangkut sebagai larutan yang amat encer yang mengalir ke laut.
Kemudian air diuapkan, melalui peredarannya lagi dan garam tinggal di samudera. Pada dasarnya, kandungan garam kapur yang dilarutkan oleh air hujan sangat besar, akan tetapi kandungan garam kapur di laut amat sedikit. Hal ini dikarenakan jasad-jasad laut membutuhkan banyak garam kapur untuk menyusun tubuhnya.
Susunan kimia air laut dalam persen (%) adalah sebagai berikut :
O
H
Cl
Na
Mg
S
Ca
85.89
10.80
1.93
1.07
0.13
0.09
0.04
K
Br
C
Sr
B
Si
F
0.04
0.006
0.002
0.001
0.001
0.0001
0.0001
Rb
Li
Zn
P
J
As
Cu
0.00002
0.000007
0.000007
0.000006
0.000002
0.000002
0.000001
Laut terasing, yaitu laut yang berhubungan dengan laut terbuka yang belum putus, mengandung lebih banyak garam daripada laut terbuka. Laut Tengah memiliki kadar garam lebih tinggi daripada Laut Antlantik; Laut Hitam kadar garamnya lebih tinggi daripda Laut Tengah. Laut Kaspi dan Laut Mati memiliki kadar garam yang lebih tinggi lagi.
Hal ini disebabkan pada laut yang terasing kadar garamnya tidak dialirkan lagi ke tempat lain seperti halnya laut terbuka.
Selain mengandung garam, air laut juga mengandung gas, terutama CO2 yang terdapat di laut 27 kali lipat lebih banyak daripada di hawa udara. Karenanya, samudera dianggap sebagai suatu pengatur kadar CO2 udara.
Suhu di permukaan air laut berkisar antara +32oC sampai -3 oC. Pada kedalaman sekitar 75 – 1100 m, suhu udara mencapai +4 oC.
Air di permukaan bumi jumlahnya selalu tetap, meskipun berubah bentuk dari cair menjadi uap, kemudian menjadi cair kembali. Distribusi air di samudera dan laut dapat dilihat pada tabel berikut :
Samudera dan Laut
% Wilayah
Luas (000 km2)
Volume (000 km2)
Pasifik
Atlantik
Hindia
Artik
48
28
20
4
179,670
106,450
72,930
14,090
724,330
355,280
292,310
17,100
Wilayah laut dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Berdasarkan letaknya, terbagi menjadi laut tepi yang terletak di antara tepi benua dan kepulauan yang memisahkannya dengan samudera, contohnya laut Jepang yang terletak antara Kepulauan Jepang dan Benua Asia yang memisahkannya dnegan Samudera Pasifik; Laut Tengah yang terletak di antara dua benua, misalnya Laut Karibia yang t erletak di antara Benua Amerika Utara dan Amerika Selatan; serta Laut Pedalaman, yang hampir seluruhnya dikelilingi daratan, seperti Laut Hutam, Laut Baltik dan Laut Kaspia.
2. Berdasarkan proses terjadinya, terbagi menjadi laut transgresi yang terjadi karena naiknya permukaan laut; laut ingresi yang terjadi karena turunnya daratan akibat proses patahan; serta laut regresi yang terjadi karena turunnya permukaan laut.
3. Berdasarkan kedalamannya, terbagi menjadi zona litoralyang merupakan wilayah laut yang terletak antara zona pasang naik dan pasang surut; zona neritik yang terletak dari wilayah pasang surut sampau kedalaman 200 meter; zona batial yang terletak pada kedalaman antara 200 – 2.000 meter di bawah permukaan laut serta zona abisal yang merupakan wilayah laut yang terletak pada kedalaman lebih dari 2.000 meter di bawah permukaan laut.
2. Berdasarkan proses terjadinya, terbagi menjadi laut transgresi yang terjadi karena naiknya permukaan laut; laut ingresi yang terjadi karena turunnya daratan akibat proses patahan; serta laut regresi yang terjadi karena turunnya permukaan laut.
3. Berdasarkan kedalamannya, terbagi menjadi zona litoralyang merupakan wilayah laut yang terletak antara zona pasang naik dan pasang surut; zona neritik yang terletak dari wilayah pasang surut sampau kedalaman 200 meter; zona batial yang terletak pada kedalaman antara 200 – 2.000 meter di bawah permukaan laut serta zona abisal yang merupakan wilayah laut yang terletak pada kedalaman lebih dari 2.000 meter di bawah permukaan laut.
2. Sungai
Sungai adalah aliran air tawar melalui suatu saluran menuju laut, danau dan atau sungai lain yang lebih besar. Air sungai dapat berasal dari gletser (es), danau yang meluap atau mata air pegunungan. Dalam perjalanannya, aliran air sungai mempunyai tiga aktivitas, ayitu melakukan erosi, transportasi dan sedimentasi.
Beberapa manfaat sungai bagi kehidupan kita adalah :
1. Sebagai sarana transportasi.
2. Sebagai sumber air irigasi.
3. Aliran sungai dapat digunakan untuk pembangkit tenaga listrik.
4. Sebagai prasarana oleh raga.
5. Sebagai tempat budidaya perikanan.
2. Sebagai sumber air irigasi.
3. Aliran sungai dapat digunakan untuk pembangkit tenaga listrik.
4. Sebagai prasarana oleh raga.
5. Sebagai tempat budidaya perikanan.
3. Danau
Danau adalah masa airdalam jumlah besar yang berada dalam satu cekungan atau basin diwilayah daratan. Berdasarkan proses terjadinya, danau terbagi menjadi :
1. Danau alam; terbentuk secara alami tanpa campur tangan manusia.
2. Danau buatan (waduk) yang merupakan buatan manusia untuk keperluan tertentu. Misalnya waduk Jatiluhur dan Saguliang di Jawa Barat. Waduk ini antara lain manfaatkan untuk pembangkit listrik, pengairan lahan pertanian, pengendali banjir, rekreasi dan budidaya ikan.
2. Danau buatan (waduk) yang merupakan buatan manusia untuk keperluan tertentu. Misalnya waduk Jatiluhur dan Saguliang di Jawa Barat. Waduk ini antara lain manfaatkan untuk pembangkit listrik, pengairan lahan pertanian, pengendali banjir, rekreasi dan budidaya ikan.
3. Rawa
Rawa adalah tanah rendah yang selalu tergenang air karena tidak ada pelepasan air (drainase). Oleh karena itu, air rawa bersifat asam. Berdasarkan sifatnya, rawa dapat dibedakan menjadi :
a. Rawa air asin, yaitu rawa yang terdapat di daerah pantai.
b. Rawa air payau, yang terdapat di sekitar muara air sungai di dekat laut.
c. Rawa air tawar, yang terdapat di sekitar sungai-sungai besar.
4. Air Tanah
Merupakan air yang terdapat di lapisan tanah di bawah permukaan bumi, berasal ari air hujan yang meresap ke dalam tanah. Semakin banyak air hujan yang meresap ke dalam tanah, semkain banyak pula air yang tersimpan di dalam tanah. Secara umum air tanah dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Air tanah dangkal, yang terdapat di atas lapisan batuan kedap air.
2. Air tanah dalam, yang terletak di antara dua lapisan batuan kedap air.
2. Air tanah dalam, yang terletak di antara dua lapisan batuan kedap air.
Air tanah dapat juga keluar ke permukaan bumi dalam bentuk sumber air panas yang disebut geyser. Geyser merupakan sumber air panas yang erat hubungannya dengan aktivitas vulkanisme.
C. LITHOSFER
Lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera artinya lapisan. Lithosfer merupakan lapisan kerak bumi yang paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km. Lithosfer adalah lapisan kulit bumi paling luar yang berupa batuan padat. Lithosfer tersusun dalam dua lapisan, yaitu kerak dan selubung, yang tebalnya 50 – 100 km. Lithosfer merupakan lempeng yang bergerak sehingga dapt menimbulkan persegeran benua.
Penyusun utama lapisan lithosfer adalah batuan yang terdiri ari campuran antar mineral sejenis atau tidak sejenis yang saling terikat secara gembur atau padat. Induk batuan pembentuk litosfer adalah magma, yaitu batuan cair pijar yang bersuhu sangat tinngi dan terdapat di bawah kerak bumi. Magma akan mengalami beberapa proses perubahan sampi menjadi batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamorf.
Lithosfer memegang peranan penting dalam kehidupan tumbuhan. Tanah terbentuk apabila batu-batuan di permukaan litosfer mengalami degradasi, erosi maupun proses fisika lainnya menjadi batuan kecil sampai pasir. Selanjutnya bagian ini bercampur dengan hasil pemasukan komponen organis mahluk hidup yang kemudian membentuk tanah yang dapat digunakan sebagai tempat hidup organisme.
Tanah merupakan sumber berbagai jenis mineral bagi mahluk hidup. Dalam wujud aslinya, mineral-mineral ini berupa batu-batuan yang treletak berlapis di permukaan bumi. Melalui proses erosi mineral-mineral yang menjadi usmber makanan mahluk hidup ini seringkali terbawa oleh aliran sungai ke laut dan terdeposit di dasar laut.
Lithosfer terdiri dari dua bagian utama, yaitu :
1. Lapisan sial yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3.
Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen, granit andesit jenis-jenis batuan metamor, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak, bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35km. Kerak bumi ini terbagi menjadi dua bagian yaitu :
Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen, granit andesit jenis-jenis batuan metamor, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak, bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35km. Kerak bumi ini terbagi menjadi dua bagian yaitu :
a. Kerak benua, merupakan benda padat yang terdiri dari batuan granit di bagian atasnya dan batuan beku basalt di bagian bawahnya. Kerak ini yang merupakan benua.
b. Kerak samudera, merupakan benda padat yang terdiri dari endapan di laut pada bagian atas, kemudian di bawahnya batuan batuan vulkanik dan yang paling bawah tersusun dari batuan beku gabro dan peridolit. Kerak ini menempati dasar samudra
2. Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun oleh logam logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa Si O2 dan Mg O lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar dari pada lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral ferro magnesium dan batuan basalt. Lapisan merupakan bahan yang bersipat elastis dan mepunyai ketebalan rata rata 65 km .
Batuan Pembentuk Lithosfer
Semua batuan pada mulanya dari magma yang keluar melalui puncak gunung berapi. Magma yang sudah mencapai permukaan bumi akan membeku. Magma yang membeku kemudian menjadi batuan beku, yang dalam ribuan tahun dapat hancur terurai selama terkena panas, hujan, serta aktifitas tumbuhan dan hewan.
Selanjutnya hancuran batuan tersebut tersangkut oleh air, angin atau hewan ke tempat lain untuk diendapkan. Hancuran batuan yang diendapkan disebut batuan endapan atau batuan sedimen. Baik batuan sedimen atau beku dapat berubah bentuk dalam waktu yang sangat lama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan. Batuan yang berubah bentuk disebut batuan malihan atau batuan metamorf.
a. Batuan beku
Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma yang membeku. Secara umum batuan beku mempunyai ciri-ciri homogen dan kompak, tidak ada pelapisan, dan umumnya tidak mengandung fosil. Berdasarkan tempat pembekuannya, batuan beku dibagi menjadi :
1. Batuan Beku Dalam ; adalah batuan beku yang terbentuk jauh di bawah permukaan bumi, pada kedalaman 15 – 50 km. Karena tempat pembekuannya dekat dengan astenofer, pendinginan magmanya sangat lambat serta
2. Batuan Beku Gang, terbentuk di bagian celah/gang dari kerak bumi, sebelum sampai ke permukaan bumi. Proses pembekuan magma ini agak cepat sehingga membentuk batuan yang mempunyai cristal yang kurang sempurna.
3. Batuan Beku Luar, hádala batuan beku yang terbentuk di permukaan bumi. Magma yang keluar dari bumi mengalami proses pendinginan dan pembekuan Sangat cepat sehingga tidak menghasilkan cristal batuan. Contohnya riolit dan basalt.
b. Batuan Sedimen
Batuan redimen adalah batuan yang terbentuk karena adanya proses pengendapan. Batir-butir batuan sedimen berasal dari berbagai macam batuan melalui proses pelapukan, baik oleh angin maupun air. Proses pembentukan batuan sedimen disebut diagenesis yang menyatakan perubahan bentuk dari bahan deposit menjadi batuan endapan.
Ada beberapa macam batuan sedimen, yaitu batuan sedimen klastik, sedimen kimiawi dan sedimen organik. Sedimen klastik berupa campuran hancuran batuan beku, contohnya breksi, konglomerat dan batu pasir. Sedimen kimiawi berupa endapan dari suatu pelarutan, contohnya batu kapur dan batu giok. Sedimen organic berupa endapan sisa sisa hewan dan tumbuhan laut contohnya batu gamping dan koral
c. Batuan Malihan (Batuan Metamorf)
Batuan malihan atau metamorf adalah batuan yang telah mengalami perubahan baik secara fisik maupun kimiawi sehingga menjadi batuan yang berbeda dari batuan induknya. Faktor yang mempengaruhi perubahannya adalah suhu yang tinggi, tekanan yang kuat serta waktu yang lama. Contohnya adalah batu kapur (kalsit) yang berubah menjadi marmer, atau batuan kuarsa menjadi kuarsit
Lithosfer merupakan bagian bumi yang langsung berpengaruh terhadap kehidupan dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di bumi. Lithosfer bagian atas merupakan tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman.
Manusia melakukan aktifitas di atas lithosfer. Selanjutnya lithosfer bagian bawah mengandung bahan bahan mineral yang sangat bermanfaat bagi manusia. Bahan bahan mineral atau tambang yang berasal dari lithosfer bagian bawah diantaranya minyak bumi dan gas, emas, batu bara, besi, nikel dan timah.
D. Biosfer
Biosfer merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdiri dari gabungan ekosistem yang ada di planet bumi. Sistem ini mencakup semua mahluk hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya sebagai kesatuan utuh.
Secara entimologi, biosfer berasal dari dua kata, yaitu bio yang berarti hidup dan sphere yang berarti lapisan. Dengan demikian dapat diartikan biosfer adalah lapisan tempat tinggal mahluk hidup. Termsuk semua bisofer adalah semua bagian permukaan bumi yang dapat dihuni oleh mahluk hidup.
Pemahaman mengenai biosfer sangat penting untuk pengelolaan sumberdaya hayati, terutama karena perkembangan flora dan fauna yang semakin berkurang. Salah satu penyebabnya adalah terjadinya degradasi hutan akibat kebakaran ataupun pembukaan hutan untuk pemukiman.
Organisme hidup tersusun oleh berbagai unsur yang berasal dari biosfer, baik air, mineral maupun komponen-komponen penyusun atmosfer. Secara fisik biosfre ini terbagi tiga, yaitu litosfer, hidrosfer dan atmosfer.
Salah satu bentuk dari lingkungan hidrosfer adalah terbentuknya gambut. Gambut terletak di antara atosfre dan litosfer, pada lain pihak tumbuh juga dalam hidrosfer. Gambut merupakan suatu bentuk organis sebagai asal mula pembentukan batu bara. Di dalamnya hidup beraneka ragam mikro-plankton yang amat cepat pertumbuhannya, sedangkan umur jasad-jasad tersebut sangat pendek dan ketika mati akan terendap dalam rawa.
Lapisan gambut mengandung semua macam garam makanan tanaman yang terlarut dalam air tanah. Gambut dibagi menjadi beberapa daerah, yaitu :
a. Gambut ombrogin, sebagai gambut pantai, terdapat di dataran tanah Sumatera, Kalimantan dan Irian.
b. Gambut topogin, terdapat pada tanah dataran Jawa (Pangandaran) dan Sumatera serta di tanah pegunungan Jawa dan Sulawesi.
Sumber :
Heddy, Suwasono., Sutiman B. Soemitro dan Sardjono Soekartomo. 1986. Pengantar Ekologi. CV. Rajawali. Jakarta.
Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Klimatologi. Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya. Palembang.
Pamungkas, Putra. 2006. Lithosfer. (www.wordpress.com, diakses 27 September 2007).
0 komentar:
Posting Komentar