Sistem Tata Surya dan Kehidupan di Bumi

Sistem Tata Surya dan Kehidupan di Bumi

A. Struktur Bumi

Bumi adalah planet ketiga dari delapan planet dalam sistem tata surya. Bumi penuh dengan makhluk hidup dan segala yang diperlukan, untuk membantu kehidupan, termasuk berbagai mineral. Coba pikirkan mengapa untuk mendapatkan bijih emas, perak, besi atau mineral-mineral lainnya harus menggali bumi sampai kedalaman tertentu? Bentuk bumi bulat seperti bola, namun bila di ‘belah’ tidak seperti bola yang tengahnya kosong.

Bencana alam seperti gunung meletus bisa datang kapan dan dimana saja. Apa yang harus kita lakukan bila bencana alam menimpa kita? Coba pikirkan bagaimana cara mengantisipasinya?

 

Bumi tersusun atas beberapa lapisan. Berikut lapisan bumi dari dalam ke luar. 

Lapisan terdalam bumi membentuk inti Bumi. Inti bumi terbentuk dari materi yaitu bertekanan sangat tinggi yang tersusun dari mineral cair NiFe dengan suhu mendekati suhu permukaan matahari, yaitu sekitar 6000oC. Inti bumi terbagai menjadi dua, yaitu inti luar bumi (outer core) yang berupa cairan dan inti dalam bumi (inner core) yang berupa material padat. Into bumi mempunyai suhu yang tinggi, sehingga magma (mantle) berupa cairan panas yang akan mencari celah untuk keluar dari dalam bumi. Naiknya cairan panas disebabkan oleh adanya tekanan luar bumi ke dalam inti bumi atau compressing. Inti dalam bumi karena mengalami tekanan atau compressing mengakibatkan yang seharusnya berupa cairan atau bahkan gas menjadi benda padat.

Bagaimana berat jenis (BJ) masing-masing bahan penyusun setiap lapisan? Semakin dalam lapisan tanah mempunyai nilai BJ yang semakin meningkat. Demikian juga inti dalam bumi mempunyai nilai BJ yang paling tinggi karena mengalami tekanan.

Lapisan kedua dari dalam bumi adalah lapisan selimut atau selubung bumi atau mantel bumi. Suhu pada lapisan ini diperkirakan sekitar 30000C. 
Lapisan ini terdiri atas 3 bagian, yaitu lithosfer, astenosfer, dan mesosfer

1. Lithosfer, merupakan lapisan selimut bumi yang paling atas dengan ketebalan 50-100 km, mengandung silisium dan aluminium berbentuk padat. Sampai saat ini, belum ada satupun ilmuwan yang dapat menembus dan mendapatkan sampel bumi pada kedalaman lebih dari 12 km. Temuan- temuan di atas merupakan prediksi dari para ilmuwan yang didapatkan melalui penelitian dengan menggunakan gelombang seismik. Maka tidak heran jika teori tentang lapisan bumi ini terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi. Lithosfer bersama kerak bumi sering dinamakan lempeng lithosfer. Di dalam litosferterdapat lebih dari 2000 mineral dan hanya 20 mineral yang terdapat dalam batuan. Mineral pembentuk batuan yang penting, yaitu Kuarsa (Si02), Feldspar, Piroksen, Mika Putih (K-Al- Silikat), Biotit atau Mika Cokelat (K-Fe-Al-Silikat), Amphibol, Khlorit, Kalsit (CaC03), Dolomit (CaMgCOT3), Olivin (Mg, Fe), Bijih Besi Hematit (Fe2O3), Magnetik (Fe3O2), dan Limonit (Fe3OH2O). Selain itu, litosfer tersusun atas dua lapisan utama, yaitu lapisan SiAl (ilisium dan aluminium) dan lapisan SiMa (Silisium dan Magnesium). Lapisan SiAl tersusun oleh logam Silisium dan Aluminum. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO2 dan Al2O3. Batuan yang terdapat dalam lapisan SiAl antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan metamorf. Lapisan SiMa adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam Silisium dan Magnesium. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO2 dan MgO.
2. Astenosfer merupakan lapisan di bawah lithosfer dengan ketebalan 130-160 km. Lapisan ini berbentuk cairan kental, mengandung Silisium, Aluminium, dan Magnesium.
3. Mesosfer merupakan lapisan yang tebalnya 2400-2750 km, mengandung Silisium dan Magnesium.

Lapisan ketiga adalah kerak bumi. Lapisan ini mencapai 70 km, dan merupakan lapisan tanah dan bebatuan. Lapisan ini menjadi tempat tinggal seluruh makhluk hidup di bumi. Kerak bumi membentuk lempeng samudra dan lempeng benua. Lempeng samudra dengan ketebalan 5-10 km, sedangkan lempeng benua mencapai ketebalan 20-70 km. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.1000C. Unsur-unsur kimia utama pembenyuk kerak bumi adalah oksigen (46,6%), silicon (27,7%), aluminium (8,1%), besi ( 5,0%), kalsium (3,6%), natrium (2,8%), kalium (2,6%), dan magnesium (2,1%). Unsur-unsur tersebut membentuk satu senyawa yang disebut batuan.

Atmosfer

Telah dijelaskan bahwa pada lapisan bumi yang disebut kerak bumi, merupakan tempat makhluk hidup berada. Mengapa makhluk hidup tersebut dapat hidup? Masih ingatkah ciri-ciri makhluk hidup yang telah kalian pelajari pada kelas VII? Salah satu ciri mahkluk hidup adalah memerlukan udara untuk bernapas. Berarti udara adalah salah satu faktor pendukung kehidupan. Planet bumi sebagai tempat tinggal makhluk hidup diselimuti oleh udara yang disebut atmosfer. Berikut gambar dari lapisan atmosfer.

Lapisan atmosfer merupakan campuran dari berbagai gas yang tidak tampak. Berdasarkan volumenya, terdapat empat gas yang terkandung di lapisan atmosfer. Keempat gas yang menempati hampir 100% lapisan atmosfer tersebut masing-masing nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, oksigen (O2) sebanyak 20,95%, argon (Ar) sebanyak 0,93% dan karbondioksida (CO2) sebanyak 0,03%. Gas lain yang terkandung dalam lapisan atmosfer dengan volume yang sangat rendah antara lain neon (Ne), helium (He), krypton (Kr), hydrogen (H2 ), xenon (Xe), dan ozon(O3).

Lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi mempunyai ketebalan yang sulit untuk ditetapkan secara pasti. Sebagian besar ahli ilmu iklim menyepakati bahwa ketebalan lapisan atmosfer lebih dari 650 km. Menurut perubahan suhu dan ketinggiannya, atmosfer dapat dikelompokkan menjadi empat lapisan, yakni troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer (ionosfer), dan eksosfer. 

a. Troposfer

Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yang terletak pada ketinggian 0-18 km di atas permukaan bumi. Ketebalan lapisan troposfer di atas permukaan bumi tidak merata. Di daerah khatulistiwa atau daerah tropis, ketebalan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C, daerah sedang ketebalan lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, dan daerah kutub ketebalannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C. Tebal lapisan troposfer rata-rata di permukaan bumi ± 10 km. 

b. Stratosfer

Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin, yaitu sekitar − 57oC. Tahukah kamu dimana pesawat terbang melintas? Nah, ternyata pada lapisan stratosfer inilah tempat terbangnya pesawat. Pada lapisan ini juga terdapat awan cirrus, namun tidak ada pola cuaca. Dari bagian tengah stratosfer ke atas, terdapat lapisan dengan konsentrasi ozon (O3). Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini dapat mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km.

c. Mesosfer

Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini. Lapisan mesosfer ini ditandai dengan penurunan suhu (temperatur) udara, rata-rata 0,4°C per seratus meter. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81°C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai sekitar -100°C.

d. Termosfer atau ionosfer

Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Disebut dengan termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982°C. Disebut ionosfer karena pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek.

e. Eksosfer

Eksosfer adalah lapisan udara kelima, eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 - 1000 km dari permukaan bumi.

B. Fenomena Gempa Bumi

Gempa bumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi dari dalam bumi. Terjadinya perubahan energi panas yang menyebabkan pergolakan inti bumi menjadi energi kinetik sehingga mampu menekan dan menggerakkan lempeng-lempeng bumi. Energi kinetik yang dihasilkan tersebut dipancarkan ke segala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi.

Menurut teori lempeng tektonik, permukaan bumi terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik besar. Lempeng tektonik atau lempeng lithosfer merupakan bagian dari kerak bumi yang keras dan mengapung di atas astenosfer yang cair dan panas. Hal tersebut mengakibatkan lempeng tektonik menjadi bebas bergerak dan saling berinteraksi satu sama lain. Daerah perbatasan lempeng-lempeng tektonik merupakan tempat-tempat yang memiliki kondisi tektonik yang aktif, yang menyebabkan gempa bumi, gunung berapi, dan pembentukan dataran tinggi.

Lempeng-lempeng tektonik yang berdekatan saling berinteraksi dengan tiga kemungkinan pola gerakan yaitu apabila kedua lempeng saling menjauhi (spreading), saling mendekati (collision), dan saling geser (transform). Kadang- kadang, gerakan lempeng ini macet dan saling mengunci, sehingga terjadi pengumpulan energi yang berlangsung terus-menerus sampai pada suatu saat batuan pada lempeng tektonik tersebut tidak kuat menahan gerakan tersebut dan akhirya terjadi pelepasan mendadak yang kita kenal sebagai gempa bumi.

C. Fenomena Gunung Api

Gunung berapi terbentuk akibat pertemuan dua lempeng Bumi. Bagian lempeng yang tenggelam memasuki lapisan astemosfir akan mencair karena suhu bawah lempeng Bumi yang sangat tinggi. Bagian cair tersebut akan menambah magma dalam perut Bumi. Oleh karena magma yang terbentuk tersebut memiliki berat jenis yang lebih kecil daripada berat jenis batuan di sekitarnya maka magma akan terdesak hingga naik ke permukaan bumi. Magma yang mencapai permukaan bumi disebut sebagai lava. Lava dan abu yang meledak dari waktu ke waktu akan menumpuk dan membentuk gunung berapi. Inilah yang memunculkan istilah bahwa gunung berapi dapat tumbuh dari waktu ke waktu

Selain di darat, gunung berapi juga dapat terbentuk di lautan. Erupsi yang terjadi di bawah lautan dapat memunculkan gunung berapi. Erupsi adalah letusan yang mengakibatkan keluarnya material gunung api yang berupa gas, debu, aliran lava, dan fragmen batuan. Jika erupsi terjadi dalam waktu yang lama dan dengan jumlah lava yang sangat besar, maka sangat dimungkinkan gunung berapi akan muncul hingga ke permukaan air laut. 

Puncak gunung tersebut muncul hingga ke atas permukaan samudera Pasifik. Gunung berapi tersebut berbeda dengan gunung berapi lainnya karena terbentuk langsung dari magma yang berasal dari inti dan selimut bumi. Batuan panas yang terdorong ke atas melalui selimut bumi mencair membentuk area panas dalam kerak bumi. Dorongan dari dalam bumi tersebut akhirnya memunculkan serangkaian gunung berapi dan membentuk kepulauan Hawai. Magma yang berasal dari gunung subduksi tersebut jauh lebih dekat dengan permukaan bumi. Gunung berapi ini jauh lebih besar ukurannya dan memiliki banyak sisi yang landai. 

Simak video berikut mengenai peristiwa meletusnya gunung berapi !

https://youtu.be/Ie2AsK-qGog