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 - 50oC sampai -55 oC
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 :
a. 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.
b. 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.
c. 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 :
a. Sebagai sarana transportasi.
b. Sebagai sumber air irigasi.
c. Aliran sungai dapat digunakan untuk pembangkit tenaga listrik.
d. Sebagai prasarana oleh raga.
e. Sebagai tempat budidaya perikanan.
3. Danau
Danau adalah
masa air dalam jumlah besar yang berada dalam satu cekungan atau basin
diwilayah daratan. Berdasarkan proses terjadinya, danau terbagi menjadi :
a. Danau alam; terbentuk secara alami tanpa campur tangan manusia.
b. 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.
4. 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.
5. Air Tanah
Merupakan air yang terdapat di
lapisan tanah di bawah permukaan bumi, berasal dari 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 :
a. Air tanah dangkal, yang terdapat di atas lapisan batuan kedap air.
b. 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 :
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
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.