Bumi memiliki lapisan-lapisan penyusun mulai dari lapisan paling dalam hingga lapisan terluar. Jika Bumi ini “dibelah”, maka lapisan-lapisan penyusun Bumi akan nampak jelas seperti Gambar. Bumi tersusun atas lapisan-lapisan yang terdiri atas atmosfer sebagai lapisan terluar, kemudian ada mantel Bumi, inti luar, dan inti dalam. Secara umum Bumi terdiri atas 3 komponen utama, yakni komponen gas yang disebut atmosfer, komponen padatan yang disebut litosfer, dan komponen air yang disebut hidrosfer. Selain 3 komponen utama tersebut, Bumi juga memiliki komponen lainnya yaitu, Bumi bagian es disebut kriosfer dan bagian Bumi tempat di mana berlangsungnya kehidupan yang dinamakan biosfer.
A.
Atmosfer
Atmosfer
berasal dari 2 kata yunani, yakni atmos
yang berarti uap dan sphaira yang
berarti lapisan. Jadi, atmosfer adalah lapisan uap yang menyelimuti Bumi. Atmosfer
Bumi terdiri atas campuran dari gas, serta sedikit cairan dan padatan yang
menyelimuti Bumi mulai dari permukaan Bumi hingga luar angkasa.
Setelah terdapat oksigen di atmosfer, terbentuklah ozon (O3). Ozon memiliki peran yang penting bagi keberlangsungan hidup organisme yang ada di Bumi. Ozon melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang sangat berbahaya bagi organisme di Bumi. Ozon juga melindungi tumbuhan hijau, sehingga dapat berkembang dan menghasilkan lebih banyak oksigen.
Seiring
dengan berjalannya waktu, komposisi atmosfer berubah dalam jumlah yang kecil namun
memberi dampak yang besar bagi kehidupan. Misalnya, asap kendaraan, asap
pabrik, dan pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak Bumi yang menghasilkan
polusi di udara. Semakin banyak penggunaan bahan bakar fosil akan meningkatkan jumlah
karbon dioksida di atmosfer.
1.
Lapisan
Atmosfer
Atmosfer Bumi juga terdiri atas berbagai lapisan. Terdapat 5 lapisan pada atmosfer yang memiliki karakteristik yang berbeda. Berdasarkan pada Gambar, urutan lapisan atmosfer dari bawah hingga atas adalah troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer.
a.
Troposfer
Troposfer
merupakan lapisan atmosfer yang berada di bagian paling bawah. Ketinggian troposfer
terhitung mulai dari permukaan laut (0 km) hingga 10 km di atas permukaan laut
(dpl). Sebagian besar bagian troposfer berbentuk uap air dan 75% terdiri atas
gas-gas atmosfer. Troposfer merupakan tempat berlangsungnya sistem Bumi,
seperti hujan, angin, salju, dan awan.
b.
Stratosfer
Pesawat
terlihat terbang di atas awan. Namun sebenarnya, pesawat tersebut berada di
lapisan stratosfer. Stratosfer memiliki ketinggian antara 10-50 km dpl. Lapisan
stratosfer
memiliki
sedikit awan, namun tidak ada aktivitas cuaca, sehingga tidak mengganggu
penerbangan. Sebagian besar stratosfer terdiri atas gas ozon (O3).
c.
Mesosfer
Lapisan
mesosfer terletak pada ketinggian 50-85 km dpl. Lapisan ini menjadi lapisan
pelindung Bumi dari benda-benda luar angkasa. Kebanyakan meteor yang menuju
Bumi akan terbakar habis di mesosfer.
d.
Termosfer
Lapisan
termosfer memiliki ketinggian antara 85-500 km dpl. Dinamakan termosfer karena
suhu yang sangat panas yakni pada lapisan ini mencapai 1.982oC.
Selain sebagai tempat mengorbitnya teleskop Hubble dan pesawat ulang-alik,
termosfer juga berfungsi sebagai pelindung Bumi dari radiasi ultraviolet.
Pada
mesosfer dan termosfer terdapat lapisan yang memiliki partikel ion (bermuatan)
yang disebut ionosfer. Ketika kamu mendengarkan radio pada malam hari, siaran
radio dari kota lain akan terdengar lebih jelas. Pada siang hari, energi dari
Matahari mengenai
partikel pada ionosfer mengakibatkan partikel tersebut menyerap gelombang radio dengan frekuensi AM. Pada malam hari, tanpa energi Matahari, gelombang radio dipantulkan pada ionosfer, sehingga dapat terpancar dengan jarak yang lebih jauh seperti yang diilustrasikan pada Gambar berikut.
e.
Eksosfer
Lapisan
eksosfer terdapat pada ketinggian lebih dari 500 km dpl. Kandungan utama dari eksosfer
adalah gas hidrogen. Jika kamu pernah melihat video atau film tentang
penjelajahan luar angkasa, kamu akan menjumpai bahwa pesawat luar angkasa
maupun satelit yang mengorbit di eksosfer tidak dapat bergerak bebas seperti
pesawat yang biasa kamu lihat. Hal ini disebabkan eksosfer memiliki sedikit molekul,
sehingga gaya tekan udara sangat rendah, dan mengakibatkan sayap dari pesawat
luar angkasa tidak berfungsi. Pergerakan dari satelit atau pesawat luar angkasa
tersebut bergantung pada mesin pendorongnya.
2.
Tekanan
Udara
Tekanan
udara di dekat permukaan Bumi juga lebih besar. Besarnya tekanan udara akan
berkurang seiring dengan bertambahnya ketinggian atmosfer. Ketika kamu sedang
mendaki gunung, atau berada di daerah pegunungan akan merasakan kesulitan untuk
bernapas seperti biasa. Hal tersebut terjadi karena di daerah yang lebih
tinggi, jumlah molekul udara termasuk oksigen semakin sedikit.
3.
Suhu di
Atmosfer
Suhu di tiap lapisan atmosfer berbeda seperti yang digambarkan oleh garis merah pada Gambar berikut.
Lapisan
troposfer memiliki suhu antara -52oC hingga 17oC.
Berdasarkan pada gambar tersebut, bagian terendah dari stratosfer memiliki suhu
yang paling hangat. Hal ini terjadi karena permukaan Bumi menyerap energi
radiasi Matahari kemudian menyalurkannya ke udara di atasnya.
Berbeda
dengan lapisan troposfer, suhu di lapisan stratosfer semakin tinggi seiring
dengan bertambahnya ketinggian. Hal ini disebabkan adanya ozon. Ozon terdapat
di bagian atas stratosfer. Molekul ozon mampu menyerap energi Matahari,
sehingga mengakibatkan kenaikan temperatur.
Lapisan
mesosfer memiliki karakteristik seperti stratosfer, yakni semakin tinggi maka
temperaturnya semakin rendah. Hal ini dikarenakan mesosfer tersusun atas molekul
gas yang sulit menyerap energi Matahari.
Lapisan
termosfer dan eksosfer merupakan lapisan pertama yang menerima radiasi energi
Matahari. Lapisan termosfer dan eksosfer memiliki jumlah molekul yang sedikit.
Akan tetapi, molekul pada 2 lapisan ini sangat efektif dalam menyerap energi
Matahari. Akibatnya, semakin tinggi ketinggiannya semakin besar pula temperaturnya.
4.
Lapisan
Ozon
Salah
satu bentuk energi radiasi yang dihasilkan Matahari adalah sinar ultraviolet.
Jika terlalu lama terpapar sinar ultraviolet ini maka dapat merusak kulit dan
menyebabkan kanker kulit. Akan tetapi, hanya 50% dari energi radiasi Matahari
yang sampai ke permukaan Bumi. Pada kenyataannya, jumlah radiasi ultraviolet
yang sampai ke permukaan Bumi hanya 1%, karena 99% radiasi ultraviolet diserap
oleh lapisan ozon.
Lapisan ozon terdapat pada stratosfer pada ketinggian 18-54 km dpl. Ozon berfungsi untuk menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet yang ada dalam atmosfer. Konsentrasi ozon di atmosfer berubah-ubah setiap waktu. Salah satu faktor yang memengaruhi konsentrasi ozon adanya gas Chloroflourocarbon (CFC). Gas CFC berasal dari pendingin lemari es, air conditioner (AC), dan parfum. CFC mampu memecah molekul ozon yang ada di atmosfer. CFC terdiri atas atom carbon (C), Fluor (F), dan Klorin (Cl). Kandungan klorin dari CFC dapat memecah molekul ozon seperti Gambar berikut.
Hasil pengamatan NASA menunjukkan bahwa lubang ozon semakin membesar dari tahun 1980 hingga tahun 2010 yang disajikan pada Gambar di bawah. Pada gambar tersebut, terlihat warna biru tua menggambarkan konsentrasi ozon yang paling rendah. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa dari tahun 1980-2010 luas atmosfer dengan konsentrasi ozon rendah semakin meluas. Hal ini menunjukkan dampak serius dari penggunaan CFC.
B.
Lithosfer
Dalam
ilmu pengetahuan alam (IPA) tentang kebumian, tanah atau bebatuan yang ada di
Bumi disebut Litosfer. Litosfer berasal dari bahasa Yunani yakni lithos (batuan) dan sphaira (lapisan). Jadi, litosfer merupakan lapisan batuan yang ada
di Bumi. Dalam pengertian luas, litosfer diartikan sebagai seluruh bagian padat
Bumi, termasuk intinya. Struktur padat Bumi terdiri atas kerak Bumi, mantel,
dan inti Bumi.
Kerak
Bumi dibedakan menjadi kerak benua dan kerak samudra. Kerak benua merupakan
kerak Bumi yang berada di daratan. Kerak samudra merupakan kerak Bumi yang
berada di dalam laut. Mantel Bumi terdiri atas mantel atas dan mantel bawah.
Inti Bumi dibedakan menjadi 2, yakni inti luar yang berupa cairan pekat dan
inti dalam yang bersifat pekat hampir menyerupai padatan. Berdasarkan struktur
Bumi, ada dua teori mendasar yang perlu pelajari, yaitu teori tektonik lempeng
serta teori gempa bumi, dan gunung berapi
1.
Teori
Tektonik Lempeng
Seorang ahli meteorologi asal Jerman bernama Alfred Wegener mengajukan sebuah teori yang dikenal dengan teori pergerakan benua. Dalam teorinya, Wegener menjelaskan bahwa pada zaman dahulu, semua benua di Bumi menyatu membentuk sebuah daratan yang sangat luas (Pangeae) Sekitar 200 juta tahun lalu benua tersebut terpisah dan bergerak menjauh secara perlahan.
Penemuan fosil lainnya juga mendukung teori pergerakan lempeng. Beberapa penemuan fosil tersebut, antara lain (a) Fosil Cynognathus yang ditemukan di Amerika Selatan dan Afrika, (b) Fosil Lystrosaurus yang ditemukan di Afrika, India, dan Antartika, (c) Fosil tumbuhan Glossopteris yang ditemukan di Amerika Selatan, Afrika, India, Antartika, dan Australia.
Jika
benua pernah menyatu, maka bebatuan yang menyusun benua tersebut akan memiliki
kesamaan. Misalnya, struktur bebatuan pegunungan Applachian di Amerika Serikat memiliki kesamaan dengan batuan di
Greenland dan Eropa Barat.
Pada awal tahun 1960, seorang ilmuan dari Princeton University yang bernama Harry Hess mengajukan teori yang bernama atau pergerakan dasar laut. Hess menjelaskan bahwa di bawah kerak Bumi tersusun atas material yang panas dan memiliki massa jenis yang rendah. Akibatnya, material tersebut naik ke punggung kerak samudra. Kemudian material bergerak ke samping bersama dasar kerak samudra, sehingga bagian dasar kerak samudra tersebut menjauh dari punggung kerak samudra dan membentuk sebuah patahan. Proses tersebut diilustrasikan pada Gambar di bawah.
Teori
seafloor spreading ini mampu
menjelaskan bagaimana proses terbentuknya lembah maupun gunung bawah laut. Berdasarkan
penelitian tersebut dapat diketahui bahwa usia batuan pada punggung kerak
samudra lebih tua dari usia batuan pada dasar kerak. Hal ini menunjukkan bahwa
batuan di punggung kerak samudra baru terbentuk karena efek seafloor spreading.
Berdasarkan teori tektonik lempeng, kerak Bumi dan bagian atas dari mantel Bumi terbagi menjadi beberapa bagian. Bagian ini disebut lempeng. Lempeng bersifat plastis dan dapat bergerak di lapisan ini. Lempeng tersusun atas kerak dan bagian atas mantel Bumi, seperti terlihat pada Gambar di bawah.
Berdasarkan teori tektonik lempeng, bagian luar Bumi tersusun atas litosfer yang dingin dan kaku (lempeng) serta tersusun oleh astenosfer. Astenosfer bersifat plastis yang berada di bawah lempeng. Ketika lempeng bergerak, akan terjadi interaksi antarlempeng. Lempeng dapat bergerak saling menjauh dan memisah. Selain itu, lempeng juga bisa saling mendekat hingga terjadi tubrukan antarlempeng. Jenis pergerakan lempeng tersebut dapat diamati pada Gambar di bawah.
Apabila 2 lempeng bergerak saling menjauh, lempeng tersebut bersifat divergent. Adanya pergerakan ini akan mengakibatkan perisiwa patahan/retakan. Salah satu patahan yang terbesar di dunia adalah patahan San Andreas di California Amerika Serikat yang panjangnya 1.300 km.
Jika terdapat 2 lempeng yang saling mendekat, maka pergerakan tersebut disebut convergent. Pergerakan lempeng secara konvergen akan mengakibatkan tabrakan antarlempeng. Akibatnya terjadi fenomena Subduksi dan tabrakan antarbenua. Subduksi merupakan hasil tabrakan lempeng Samudra dengan lempeng Benua yang mengakibatkan lempeng Samudra menyelusup ke bawah lempeng Benua seperti pada Gambar di bawah. Salah satu akibatnya adalah terbentuknya palung laut.
2.
Penyebab
Terjadinya Pergerakan Lempeng Tektonik
Teori yang diajukan ilmuwan adalah terjadinya perpindahan panas dari inti Bumi ke lapisan mantel secara konveksi. Hal ini mirip seperti peristiwa mendidihnya air yang dimasak.
Inti
Bumi yang memiliki suhu hingga 6.000oC akan memanaskan material mantel
Bumi bagian bawah, sehingga massa jenis material tersebut berkurang. Akibatnya,
material tersebut bergerak naik dari dasar ke permukaan mantel. Sesampainya di
permukaan, material tersebut akan mengalami penurunan suhu, sehingga massa
jenis material akan bertambah. Karena massa jenisnya bertambah, maka material
tersebut akan turun ke dasar mantel. Di dasar mantel, material tersebut akan
terkena panas Bumi kembali, sehingga proses konveksi terjadi terus menerus
seperti pada Gambar di atas. Berdasarkan teori ini, ilmuwan berhipotesis bahwa
konveksi inti Bumi menyebabkan pergerakan lempeng.
3.
Gempa Bumi
dan Gunung Berapi
a.
Gempa Bumi
1)
Seluk
Beluk tentang Gempa Bumi
Batuan
pada lempeng mengalami perubahan bentuk atau deformasi secara perlahan dalam
jangka waktu tertentu. Ketika batuan tersebut mengeras/ menegang maka energi
potensialnya terus bertambah. Ketika lempeng bergerak atau patah, maka energi
tersebut dilepaskan. Energi tersebut mengakibatkan terjadinya getaran yang
merambat melalui material Bumi lainnya. Getaran ini disebut gempa Bumi. Semakin
besar energi yang dilepaskan, maka getarannya akan semakin terasa.
Ketika lempeng patah menjadi 2 bagian, maka masing-masing bagian akan bergerak menjauh. Daerah lempeng yang patah tersebut dinamakan fault (patahan/sesar). Sesar yang terjadi dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, bergantung pada bagaimana sebuah gaya bekerja pada lempeng.
Ketika
sebuah lempeng ditarik berlawanan oleh sebuah gaya, maka akan terbentuk sesar
normal seperti pada Gambar (a). Pada sesar normal, struktur batuan lempeng yang
ada di atas sesar akan bergeser turun dibandingkan struktur batuan lempeng yang
ada di bawah sesar.
Sebuah
gaya yang mendorong lempeng saling mendekat akan menekan lempeng tersebut dari
arah yang berlawanan. Gaya dorong ini menyebabkan struktur batuan lempeng di
bagian atas sesar bergerak naik. Fenomena ini disebut reverse fault (sesar terbalik) seperti pada Gambar (b).
Sebuah
gaya geser yang bekerja pada lempeng akan membentuk strike-slip fault (sesar geser). Gaya geser mengakibatkan lempeng
di kedua sisi sesar geser bergerak berlawanan pada permukaan Bumi. Fenomena
tersebut diilustrasikan pada Gambar (c).
Gempa Bumi juga melepaskan gelombang (getaran yang merambat). Gelombang ini merambat sepanjang permukaan Bumi dan gelombang gempa Bumi disebut gelombang seismik. Sebuah titik pada kedalaman Bumi yang menjadi pusat gempa disebut hiposentrum. Permukaan Bumi yang berada di atas hiposentrum disebut episentrum. Dua titik tersebut diilustrasikan seperti pada Gambar di bawah.
Kekuatan
gempa (magnitude) pada sebuah daerah
dinyatakan dengan Skala Richter. Pengukuran kekuatan gempa didasarkan pada
amplitudo atau grafik gelombang seismik di seismogram. Skala Richter
menunjukkan besarnya energi gempa yang dilepaskan.
Berdasarkan besar magnitude dan kerusakan yang ditimbulkan, gempa dikategorikan seperti pada Tabel.
Ketika gempa terjadi di dasar laut, gerakan lempeng tersebut akan mendorong air laut ke atas, sehingga timbul gelombang yang besar dan kuat. Gelombang air laut ini disebut tsunami. Proses terjadinya gelombang tsunami dapat dilihat pada Gambar berikut.
2)
Pengurangan
Resiko Bencana
Tindakan untuk mengurangi risiko kerusakan maupun korban jiwa dapat kamu lakukan sebelum, saat, dan sesudah gempa berlangsung. Secara garis besar tindakan tanggap sebelum terjadi gempa seperti diilustrasikan pada Gambar berikut.
Secara garis besar tindakan tanggap saat terjadi gempa seperti diilustrasikan pada Gambar di bawah.
Secara garis besar tindakan tanggap setelah terjadi gempa seperti diilustrasikan pada Gambar di bawah.
b.
Gunung
Merapi
Naiknya magma ke permukaan menyebabkan erupsi. Erupsi terjadi pada gunung berapi. Magma yang keluar dan mengalir di permukaan Bumi saat terjadi erupsi disebut lava. Gunung berapi memiliki lubang yang berbentuk melingkar di daerah puncaknya yang disebut kawah. Partikel-partikel dari material dan lava yang mendingin akan terlontar ke atas, kemudian berjatuhan dari langit. Fenomena ini yang disebut hujan debu vulkanik (tephra)
Beberapa gunung berapi terbentuk karena tabrakan dua lempeng. Jika terdapat dua lempeng yang bertabrakan, maka lempeng yang memiliki massa jenis yang lebih besar akan menekuk ke bawah lempeng yang massa jenisnya lebih rendah. Ketika sebuah lempeng menekuk dibawa lempeng lainnya, maka batuan pada lempeng yang menekuk akan melebur menjadi magma. Magma tersebut akan naik menuju permukaan karena perbedaan massa jenis, seperti pada Gambar di atas.
Aktivitas
lempeng dapat membentuk serangkaian gunung api. Salah satu rangkaian gunung api
yang dikenal adalah cincin api pasifik Cincin api pasifik merupakan pusat gempa
dan rangkaian gunung berapi di sekitar samudra Pasifik (Gambar 5.39). Hampir
90% pusat gempa berada di sepanjang cincin api Pasifik. Rangkaian gunung berapi
diilustrasikan dengan titik merah pada Gambar di bawah.
Aktivitas lempeng dapat membentuk serangkaian gunung api. Salah satu rangkaian gunung api yang dikenal adalah cincin api pasifik Cincin api pasifik merupakan pusat gempa dan rangkaian gunung berapi di sekitar samudra Pasifik (Gambar 5.39). Hampir 90% pusat gempa berada di sepanjang cincin api Pasifik. Rangkaian gunung berapi diilustrasikan dengan titik merah pada Gambar di bawah.
Erupsi merupakan keluarnya magma dan material lainnya dari dalam Bumi oleh letusan gunung berapi. Namun, istilah erupsi di masyarakat lebih dikenal dengan gunung meletus.
Badan geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Manusia (ESDM) membedakan status gunung api menjadi empat (4) tingkatan. Secara lengkap, deskripsi status gunung api dapat dilihat pada Tabel berikut.
Secara garis besar tindakan siaga bencana gunung meletus seperti terlihat pada Gambar berikut.
Secara lengkap, berikut tindakan yang harus dilakukan sesuai dengan status gunung berapi.
C. Hidrosfer
Bumi
yang kita huni diselimuti oleh air, atau yang sering disebut Hidrosfer. Hidrosfer
berasal dari kata hidros yang berarti
air dan sphaira yang berarti selimut.
Jadi, hidrosfer merupakan lapisan air yang menyelimuti Bumi.
Air yang ada di Bumi memiliki sebuah siklus yang dinamakan siklus hidrologi atau siklus air. Siklus hidrologi merupakan sebuah proses daur ulang air secara terus menerus, seperti pada Gambar di bawah.
Siklus
air bermula ketika panas Matahari menguapkan air yang ada di laut dan di
permukaan Bumi (evaporasi). Uap air
tersebut akan berkumpul di angkasa dan terjadi proses kondensasi (pengembunan)
hingga terbentuk awan. Awan tersebut kemudian akan berjalan sesuai dengan arah
embusan angin. Penguapan yang terjadi setiap hari mengakibatkan uap yang
menjadi awan semakin banyak. Jika awan sudah tidak dapat menampung uap dari
evaporasi, maka uap air di awan akan turun sebagai hujan. Air hujan akan
mengisi cadangan air yang berada di permukaan Bumi. Proses ini berlangsung
terus menerus.
Ketika
penyimpanan air sudah penuh, maka air yang harusnya disalurkan ke penyimpanan
akan meluap ke daratan sehingga membanjiri daerah sekitarnya. Banjir dapat
diakibatkan oleh beberapa hal. Pertama,
tingginya curah hujan menjadi salah satu faktor penyebab banjir. Kedua, sistem pengelolaan lingkungan
yang buruk. Ketiga, akibat perilaku
manusia.
Langkah yang dapat dilakukan sebagai tindakan siaga banjir di ilustrasikan pada gambar di bawah.
Setelah banjir surut, kita dapat kembali ke rumah kita masing-masing. Ketika sampai di rumah hendaknya kita jangan langsung masuk rumah. Secara lengkap tindakan yang harus dilakukan saat banjir datang diilustrasikan pada Gambar berikut.
Tindakan saat di pengungsian banjir dan ketika kembali ke rumah setelah banjir di ilustrasikan pada gambar di bawah.
Dengan
melakukan tindakan siaga banjir di atas, diharapkan kita dapat selamat dari
bencana banjir serta mengurangi kerugian harta benda. Akan tetapi, tidak semua
langkah tersebut dapat dilakukan. Tindakan siaga bencana bersifat fleksibel,
menyesuaikan kondisi dan sumber daya di lingkungan sekitar rumah.
Sumber:
Indonesia. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Ilmu Pengetahuan Alam/ Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.-- .
Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.
vi, 186 hlm. : ilus. ; 25 cm.
Untuk SMP/MTs Kelas VII Semester 2
ISBN 978-602-427-000-1 (jilid Lengkap)
ISBN 978-602-427-002-5 (jilid 1b)
1. Sains — Studi dan Pengajaran I. Judul
II. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar