Bumi Antariksa Modul UPI
advertisement
TINJAUAN MATA KULIAH
Mata kuliah Konsep dasar Bumi Antariksa untu SD merupakan matakuliah
kelompok sains, yang penyajiannya pada program PGSD ditujukan untuk membekali
mahasiswa dengan berbagai pengetahuan dan keterampilan terkait ilmu Bumi dan
Antariksa untuk sekup Sekolah Dasar. Penyelenggaraan matakuliah ini didasarkan
atas amanat kurikulum sains 2004, bahwa lingkup pembelajaran sains untuk SD/MI,
harus meliputi dua aspek, yaitu 1). Kerja ilmiah yang mencakup:
penyelidikan/penelitian, berkomunikasi ilmiah, pengembangan kreativitas dan
pemecahan masalah, sikap dan nilai ilmiah, 2) Pemahaman Konsep dan Penerapannya,
yang mencakup: a. Makhluk hidup dan proses kehidupan, yaitu manusia,
hewan,tumbuhan dan interaksinya dengan lingkungan, serta kesehatan; b.
Benda/materi, sifat-sifat dan kegunaannya meliputi: cair, padat dan gas; c. Energi dan
perubahannya meliputi: gaya, bunyi, panas, magnet, listrik, cahaya dan pesawat
sederhana; d. Bumi dan alam semesta meliputi: tanah, bumi, tata surya, dan bendabenda langit lainnya; e. Sains, Lingkungan, Teknologi, dan Masyarakat (salingtemas)
merupakan penerapan konsep sains dan saling keterkaitannya dengan lingkungan,
teknologi dan masyarakat melalui pembuatan suatu karya teknologi sederhana
termasuk merancang dan membuat.
Sesuai peruntukkannya yaitu untuk program Dual Modes, maka bahan ajar ini
dikemas dalam bentuk bahan belajar mandiri (BBM). Sesuai dengan tuntutan
kurikulum di atas, maka BBM Konsep Dasar Bumi Antariksa untuk SD ini berisikan
dua belas BBM yang membahas tentang ilmu kebumian dan ilmu antariksa, seperti :
BBM 1 membahas tentang Litosfer, BBM 2 membahas tentang Atmosfer, BBM 3
membahas tentang Hidrosfer, BBM 4 membahas tentang Sumber Daya Alam dan
Lingkungan Hidup, BBM 5 membahas tentang Pelestarian Lingkungan Hidup, BBM
6 membahas tentang Tata Surya, BBM 7 membahas tentang Anggota Tata Surya dan
Karakteristiknya, BBM 8 membahas tentang Radiasi Energi Matahari, BBM 9
membahas tentang Efek Radiasi Matahari terhadap Bumi, BBM 10 membahas tentang
Planet Bumi, BBM 11 membahas tentang Planet Bumi lanjutan dan BBM 12
membahas tentang Bulan sebagai Satelit Bumi.
Dalam pembahasannya, setiap BBM dibagi dalam 2 sampai 3 kegiatan belajar
(KB). Pada setiap kegiatan belajar dilengkapi dengan soal latihan, tes formatif serta
kunci jawaban tes formatif. Tes ini berguna untuk mengukur tingkat capaian belajar
pada kegiatan belajar yang besangkutan dan sebagai tolak ukur untuk dapat
meneruskan pada KB berikutnya ataukah harus mengulang pada KB yang baru saja
dipelajari.
Sesuai dengan sifatnya, maka BBM ini akan memberikan manfaat yang
sebesar-besarnya, jika anda mempelajarinya sesuai dengan aturan yang telah
ditentukan. Untuk itu bacalah dengan seksama setiap petunjuk yang diberikan pada
setiap BBM, kemudian praktekan, maka anda akan merasakan manfaat dari
mempelajari BBM ini.
Bila masih terdapat hal-hal yang meragukan atau ada hal-hal yang kurang jelas
mengenai isi BBM ini, cobalah baca literatur-literatur lain yang relevan, atau
diskusikan dengan dosen pengampu matakuliah pada saat kegiatan tatap muka.
BBM 1
LITOSFIR
Dra. Susilawati, M.Pd
Pendahuluan
Bahan belajar mandiri 1 ini membahas tentang Litosfir. Secara deskriptif
anda akan mempelajari tentang stuktur lapisan kulit bumi, bentuk-bentuk muka
bumi, perubahan bentang alam dan dampaknya terhadap kehidupan. Materi litosfir
ini sangat penting untuk Anda pahami dalam mempelajari pengetahuan tentang
lapisan bumi dan berbagai fenomena yang terjadi di dalamnya.
Sebagai calon guru profesional, sebaiknya Anda mempelajari pokok
bahasan ini dengan sebaik-baiknya sehingga Anda mampu mengidentifikasi dan
menganalisis berbagai gejala dan fenomena litosfir, sebagai materi pelajaran yang
menarik untuk dibelajarkan kepada siswa. Dengan demikian, para siswa akan
merasa terbantu proses pembelajarannya di kelas dan guru pun akan merasa
bangga karena hasil belajar siswa meningkat. Karena itu, setelah mempelajari
BBM ini Anda diharapkan memiliki kemampuan sebagai berikut:
1. Mengindentifikasi struktur lapisan kulit bumi (litosfir) dan pemanfaatannya.
2. Menganalisis macam-macam bentuk muka bumi sebagai akibat proses
vulkanisme, seisme, dan diastropisme.
Agar semua harapan di atas dapat terwujud, maka di dalam BBM 1 ini
disajikan pembahasan dan latihan dengan butir uraian sebagai berikut:
1. Struktur lapisan kulit bumi
2. Bentuk muka bumi
Untuk mempelajari BBM ini, sebaiknya Anda perhatikan petunjuk berikut:
1. Pahami BBM ini dengan seksama, baik isi maupun tujuannya, sehingga Anda
dapat mencapai tujuan yang diharapkan sebagai hasil belajar.
2. Setelah Anda merasa memahami, kemudian kerjakan latihan atau tugas yang
terdapat dalam BBM ini sesuai dengan petunjuknya.
3. Tuntaskan mempelajari Kegiatan Belajar 1 sehingga Anda benar-benar
memahaminya, untuk kemudian dapat dilanjutkan dengan mempelajari
Kegiatan Belajar 2 hingga tuntas.
4. Masyarakat dan lingkungan sekitar Anda merupakan sumber belajar yang
nyata dan tepat dalam mempelajari modul ini. Tentunya pengetahuan Anda
juga harus diperkaya dengan sumber belajar lain yang dapat diambil dari
buku-buku pedoman, surat kabar dan majalah, media elektronik seperti radio
televisi, dan internet, termasuk pengalaman teman.
5. Diskusikan dengan teman atau tutor apabila Anda menemui kesulitan, karena
melalui diskusi dan kerja kelompok dapat meringankan Anda untuk mengatasi
dan menyelesaikan semua tugas dalam mempelajari modul ini.
6. Setiap akhir kegiatan, jangan lupa untuk mengisi soal yang terdapat dalam
BBM ini.
Agar dapat mengetahui sejauhmana keberhasilan Anda dalam mempelajari
BBM ini, cocokkan jawaban hasil pengisian latihan dengan kunci jawaban yang
tersedia.
Selamat belajar dan semoga sukses!
Kegiatan Belajar 1
1
STRUKTUR LAPISAN KULIT BUMI
A. PENGANTAR
Makhluk hidup di planet bumi tinggal pada lapisan bumi yang keras dan
kaku yang disebut kulit bumi atau litosfir. Litosfir ini terletak paling atas atau
paling luar dari bagian bumi, sehingga sering disebut dengan kerak bumi
Meskipun kita tidak merasakan gerakan dari kerak bumi, tetapi kerak bumi
memiliki sifat dinamis. Litosfir bukan merupakan suatu lapisan yang kompak,
terutama kerak bumi, tetapi terpecah-pecah menjadi beberapa lempeng.
B. URAIAN MATERI
Istilah lithosfir berasal dari Bahasa Yunani yaitu lithos berarti batuan dan
sphera berarti lapisan. Lithosfer mengandung perngertian sebagai lapisan kerak
bumi paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 70 km.
Dimaksud batuan di sini bukanlah benda yang keras saja berupa batu dalam
kehidupan sehari hari, namun juga dalam bentuk tanah liat, abu gunung api, pasir,
kerikil dan sebagainya.
Tebal kulit bumi tidaklah merata, kulit bumi di bagian benua atau daratan
lebih tebal dari bagian samudra. Litosfir merupakan lapisan yang tipis, jika Anda
bandingkan kulit bumi yang keras seolah-olah cangkang telur, sedangkan di
bawah litpsfir terdapat lapisan lapisan yang kental, panas dan tebal yang disebut
astenosfir seolah-olah putih telurnya. Paling bawah merupakan lapisan inti
sebagai kuning telurnya yang padat, karena tidak ada ruang gerak.
Litosfir terbentuk dari beberapa mineral yang disebut silikat (SiO2) yang
merupakan gabungan antara oksigen dan silikon. Selain itu terdapat senyawa
lainnya, seperti pada tabel berikut :
Tabel 1. Konsentrasi unsur-unsur utama pada kerak bumi (Litosfir)
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Unsur
Oksigen
Silikon
Alumunium
Besi
Kalsium
Sodium
Potassium
Magnesium
Titanium
Rumus Kimia
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
Ti
2
Berat (%)
46,60
27,72
8,13
5
3,63
2,83
2,59
2,09
0,44
10.
11.
12.
13.
14.
Hydrogen
Posfor
Mangan
Sulfur
Carbon
H
P
Mn
S
C
0,14
0,12
0,10
0,05
0,03
Sumber: Mason, B dan C. B. Moore, 1982 dalam Hamblin, 1985
Kulit bumi yang keras dinamakan kerak bumi, terbagi atas lempeng benua
(Continental Crust) dan lempeng samudra (Oceanic Crust). Kedua lempeng ini
memiliki karakteristik berbeda. Bahan utama pembentuk kulit bumi adalah
magma. Magma merupakan batuan cair pijar yang bersuhu tinggi dan
mengandung berbagai unsur mineral dan gas. Litosfir tersusun oleh sekitar 90
jenis unsur kimia yang satu dengan lainnya membentuk persenyawaan yang
disebut Mineral.
Litosfir juga tersusun atas lapisan Sial dan lapisan Sima. Lapisan Sial
memiliki berat jenis lebih ringan dari lapisan Sima karena lapisan ini tersusun dari
silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3. Sedangkan
lapisan Sima tersusun dari silisium magnesium, senyawanya dalam bentuk SiO2
dan Mg O.
Selain litosfir, Planet Bumi juga tersusun dari lapisan lainnya. Adapun
struktur lapisan bumi sebagai berikut :
1) Litosfir (Lapisan batuan pembentuk kulit bumi atau crust)
Merupakan lapisan bumi paling atas dengan ketebalan lebih kurang 70 km
yang tersusun dari batuan penyusun kulit bumi.
2) Astenosfer (Lapisan selubung atau mantle)
Astenosfer yaitu lapisan yang terletak di bawah litosfir dengan ketebalan
sekitar 2.900 km berupa material cair kental dan berpijar dengan suhu sekitar
3.000 0C, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat
dan gas bersuhu tinggi.
3) Barisfer (Lapisan inti bumi atau core)
Barisfer, yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bagian bumi paling dalam
yang tersusun atas lapisan Nife (Niccolum atau nikel dan ferrrum atau besi).
Lapisan ini dapat pula dibedakan atas dua bagian yaitu inti luar dan inti
dalam.
a) Inti luar (Outer Core)
Inti luar adalah inti bumi yang ada di bagian luar. Tebal lapisan ini sekitar
2.200 km, tersusun dari materi besi dan nikel yang bersifat cair, kental dan
panas berpijar bersuhu sekitar 3.900 0C.
b) Inti dalam (Inner Core)
3
Inti dalam adalah inti bumi yang ada di lapisan dalam dengan ketebalan
sekitar 2.500 km, tersusun atas materi besi dan nikel pada suhu yang
sangat tinggi yakni sekitar 4.8000 C, akan tetapi tetap dalam keadaan
padat dengan densitas sekitar 10 gram/cm3. Hal itu disebabkan adanya
tekanan yang sangat tinggi dari bagian-bagian bumi lainnya.
Untuk lebih jelasnya tentang karakteristik perlapisan bumi, dapat anda
lihat pada ilustrasi gambar berikut.
Gambar 1. Struktur Lapisan Bumi
(Sumber: http://www.gcsechemistry.com/Earth-Structure.gif)
Batuan pembentuk kulit bumi selalu mengalami perubahan wujud melalui
siklus (daur), karena magma, batuan beku, batuan sedimen, batuan malihan, dan
kembali lagi menjadi magma yang ditunjukan pada gambar 2.
Keterangan:
A : Magma
B1 : Batuan beku dalam
B2 : Batuan beku korok
B3 : Batuan beku luar
C1 : Batuan sedimen klastik
C2 : Batuan sedimen organik
C3 : Batuan sedimen termik
D1 : Batuan malihan dinamik
D2 : Batuan malihan termik
D3 : Batuan malihan pneumatolitik
1 : pendinginan
2 : pengangkutan
3 : pelarutan
4 : organisma
5 : penambahan suhu dan tekanan yang lama
6 : penelanan oleh magma
3
C1
C2
4
C3
5
2
5
D1
B3
D2
B2
5
B1
D3
1
6
A
Gambar 2. Daur Batuan
Sumber: koleksi penulis, 2007.
1. Daur Batuan
4
Batuan sekitar magma itu dingin, sehingga mempengaruhi suhu magma.
Secara berangsur-angsur magma mengalami pembekuan. Pembekuan terjadi
mungkin di permukaan bumi atau di bawah permukaan bumi yang tidak begitu
dalam,,aupun dalam dapur magma bersama-sama dengan proses pembekuan
magma. Karena itu, batuan yang berasal dari magma akan berbeda-beda.
Karena pengaruh atmosfir, batuan beku di permukaan bumi akan
mengalami rusak, hancur, dan terbawa oleh aliran air, angin, gletser, hujan lebat,
sehingga batuan hancur dan diangkut serta diendapkan di tempat barum, sehingga
menjadi batuan endapan tertimbun di dataran rendah, sungai, danau atau di laut.
Batuan beku maupun batuan endapan mungkin akibat tenaga endogen,
mencapai suatu tempat yang berdekatan dengan magma, sehingga persinggungan
dengan magma, maka batuan sedimen maupun batuan beku berubah bentuk
menjadi batuan metamorf.
Akibat tenaga endogen, terutama tenaga tektoni, batuan metamorf
mengalami pengangkatan, sehingga batuan muncul ke permukaan bumi.
Selanjutnya, karena pengaruh tenaga eksogen, akan terjadi pelapukan,
pengangkután, dan sebagainya, sehingga berubah lagi menjadi batuan sedimen.
Dengan demikian, berdasarkan proses terjadinya, maka batuan dapat dibagi
menjadi tiga bagian, yaitu: batuan beku, batuan sedimen, dan batuan malihan
(metamorf).
2. Klasifikasi Batuan
Secara umum komposisi batuan di pada litosfir didasarkan jenis batuannya
didominasi oleh batuan sedimen yang menutupi hampir 66% permukaan bumi,
sedangkan 34% berupa : batuan ekstursi 8%, batuan intrusi 9%, dan batuan
metamorf 17 %.
Tabel 2. Persentase Batuan di Permukaan Bumi
Benua
Asia
Afrika
Amerika Utara
Amerika Selatan
Eropa
Australia
Batuan Kristal
Ekstrusi
Intrusi
Metamorf
9
12
5
4
16
22
11
6
31
11
2
25
3
7
3
8
11
11
Sumber: Geologi dan Mineralogi Tanah, 1996.
5
Sedimen
74
58
52
62
87
70
Coba Anda pamahi tabel 2 di atas! Nampak bahwa batuan sedimen lebih
banyak dijumpai di daratan Eropa. Hal ini, disebabkan hampir semua daratan
Eropa terutama bagian daratan tidak dijumpai gunungapi. Batuan sedimen banyak
dijumpai di daerah yang sudah berumur tua karena mengalami pelapukan lebih
lanjut. Sedangkan batuan ekstrusi dan instrusi banyak dijumpai di daratan Asia,
karena di kawasan ini, seperti di Indonesia, Jepang, Filipina, dan Italia, banyak
terdapat gunungapi. Batuan ekstrusi dan intrusi akan dipengaruhi oleh aktivitas
vulkanik yang masih aktif.
Berdasarkan proses terjadinya, batuan dapat diklasifikasikan menjadi 3
jenis, yaitu: batuan beku, batuan sedimen, dan batuan malihan (metamorf).
a. Batuan Beku (Igneous Rock)
Batuan beku berasal dari bahasa latin Inis yang artinya api (fire). Batuan
beku terbentuk akibat pembekuan cairan magma baik di dalam maupun di atas
permukaan bumi yang mengalami pembekuan. Magma panas yang bergerak dari
dalam bumi ke permukaan melalui kepundan gunungapi, karena suhunya rendah
sehingga akan membeku.
Aktifitas magma yang mengalami pembekuan akan membentuk pada
tempat berbeda dibagi menjadi 3 jenis, yaitu :
1) Batuan beku dalam atau plutonik;
2) Batuan beku korok atau porfirik; dan
3) Batuan beku luar (lelehan atau epusif ).
Material magma yang mengalami pembekuan di permukaan bumi disebut
batuan beku luar atau batuan ekstrusi atau batuan vulkanis. Material magma yang
membeku pada lubang kepundan atau retakan kulit bumi disebut batuan korok
atau porfirik. Material magma yang membeku berada jauh di dalam bumi (15-50
km) disebut batuan beku dalam atau plutonik yang memiliki ciri-ciri sebagai
berikut :
1) Umumnya berbutir lebih kasar dibandingkan batuan ekstrusi.
2) Jarang memperlihatkan struktur visikular (mengandung lubang-lubang
benda gas).
3) Batuan dapat merubah batuan yang berbatasan pada semua sisinya.
Berdasarkan ukurannya (diameter), batuan plutonik dapat dibedakan atas
dua jenis, yaitu plutonik tabular dan plutonik masif. Batuan beku plutonik tabular
berukuran relatif kecil dan biasanya terletak agak dekat ke permukaan bumi.
Kalau diperhatikan dari letak dan bentuknya di dalam batuan sekitarnya membeku
dikenal ada dua macam yaitu Sill dan Dike. Sill merupakan batuan plutonik
tabular yang jika dilihat dari posisinya bersifat concordant selaras dengan lapisan
batuan sekitarnya. Letaknya ada yang mendatar, miring atau tegak sesuai arah
lapisan. Sedangkan Dike merupakan tabular yang jika dilihat dari posisinya
6
bersifat discordant atau memotong lapisan batuan sekitar. Hal ini terjadi karena
dorongan magma ketika memasuki lapisan batuan itu cukup kuat sehingga batuan
sulit sekali untuk dihancurkan.
Batuan korok atau gang, yaitu batuan yang mengalami proses
pembentukannya melalui pembekuan pada retakan dan rekahan batuan. Batuan ini
terdiri dari kristal besar, kristal kecil dan ada yang tidak mengkristal, seperti granit
fosfir.
Batuan beku luar, yaitu proses pembentukan batuan di luar permukaan
bumi, karena magma yang keluar dari permukaan bumi dan mengalami
pembekuan. Pembekuan yang cepat menyebabkan magma membentuk kristalkristal kecil, seperti; andesit dan riolit, bahkan sama sekali tidak mempunyai
kristal (amorf), seperti; batu apung dan batu kaca. Batuan beku luar memiliki ciriciri sebagai berikut :
1) Umumnya memiliki butir kristal yang halus bahkan amorf.
2) Memperlihatkan struktur visikular (adanya lubang-lubang bekas materi gas
yang terperangkap)
3) Kristal mineral batuannya menunjukan tekstur Aphanitis (kristal yang
halus dan amorf)
Adapun jenis-jenis batuan beku sangat penting yang tersebar di alam ini
adalah :
1) Granit
Granit merupakan batuan beku dalam, dengan mineral berbutir kasar
sampai sedang. Warna terang disebabkan karena kandungan feldspar, umumna
putih, kelabu, merah jambu atau merah. Granit dalam bumi dan tersingkap di
permukaan, karena erosi dan tektonik. Granit dapat digunakan sebagai bahan
pengeras jalan, galangan kapal, bahan pemoles lantai, pondasi serta pelapis
dinding.
2) Granodiorit
Granodiorit seperti granit yang termasuk batuan beku dalam, mineral
berbutir kasar sampai sedang, warna terang. Granodiorit dapat digunakan untuk
pengeras jalan, pondasi dan lain-lain. Granodiorit banyak terdapat di alam dalam
bentuk batolit, stock, sill dan retas.
3) Diorit
Diorit termasuk batuan beku dalam, mineralnya berbutir kasar sampai
sedang, warnanya agak gelap.. Diorit merupakan batuan yang banyak terdapat di
alam yang digunakan untuk pengeras jalan, pondasi dan sebagainya.
4) Andesit
Andesit terbentuk dari dari leleran diorit, mineralnya berbutir halus,
komposisi mineral sama dengan diorit, warnanya kelabu. Gunungapi di Indonesia
7
umumnya mengeluarkan batuan andesit dalam bentuk lava maupun piroklastika.
Batuan mengandung mineral hornblenda dan ada yang mengandung piroksin.
Andesit digunakan untuk pengeras jalan, pondasi, bendungan, konkresi beton, dan
yang berstruktur lembar banyak digunakan sebagai batu tempel.
Batuan granit
Batuan andesit
Gambar 3 Contoh jenis-jenis batuan beku
5) Gabro
Gabro berwarna hitam, mineralnya berbutir kasar sampai sedang. Batuan
ini digunakan untuk pengeras jalan, pondasi dan baik untuk lantai atau pelapis
dinding.
6) Basal
Basal merupakan batuan leleran dari Gabro, mineralnya berbutir halus dan
berwarna hitam. Gunungapi di Indonesia sebagian besar mengeluarkan basal
dalam bentuk lava maupun piroklastik. Basal berstruktur lembar sebagai batu
tempel pada bangunan. Basal umumnya berlubang bekas gas, terutama bagian
muka.Batuan ini digunakan untuk pengeras jalan, pondasi, bendungan, konkresi
beton dan bangunan lainnya.
7) Batukaca (Obsidian)
Batukaca merupakan batuan yang tidak memiliki susunan dan kristal
(metamorf). Batuan ini terbentuk akibat lava membeku tiba-tiba. Batukaca
berwarna coklat, kelabu, kehitaman atau putih seperti kaca. Batuan ini banyak
digunakan untuk membuat mata lembing dan mata panah pada zaman purba.
8) Batuapung
Batuapung terbentuk dari lava yang mengandung gas. Cairan lava membeku,
maka gas keluar, sehingga berlubang-lubang. Lubang-lubang bekas gas
menyebabkan batuapung ringan. Di Indonesia batuapung yang terkenal dihasilkan
oleh Gunung Krakatau. Batuapung dapat digunakan untuk memperhalus kayu.
b. Batuan Sedimen
Batuan sedimen atau endapan terbentuk karena proses pengendapan
material hasil erosi. Sekitar 80% permukaan benua tertutup oleh batuan sedimen.
Material batuan endapan terdiri dari berbagai jenis partikel, ada yang halus, kasar,
berat, dan ada juga yang ringan.
8
Berdasarkan Proses Pengendapannya, batuan endapan diklasifikasikan
menjadi: batuan sedimen klastik, batuan sedimen kimiawi, dan batuan sedimen
organik.
1) Batuan sedimen klastik
Batuan ini memiliki susunan kimia yang sama dengan susunan kimia
batuan asalnya. Artinya, proses pembentukan batuan hanya mengalami
penghancuran secara mekanik. Batu yang besar mengalami lapuk atau hancur
menjadi lebih kecil. Pecahan batu ini terangkut hujan, longsor atau bergulingguling masuk ke dalam sungai. Arus sungai menghancurkan batu menjadi kerikil,
pasir, lumpur serta mengendapkan di tempat lain, seperti konglomerat. Selain itu
ada batuan sedimen non klastik yang dibedakan atas dasar komposisinya. Batuan
sedimen non klastik akibat batuan mengalami pemanasan, sehingga air menguap,
maka sisa material tersebut membeku, seperti; batu gamping dan dolomit, batu
garam, denhidrit dan gipsum dan batubara.
2) Batuan sedimen kimiawi
Batuan ini terbentuk karena proses kimia, seperti pelarutan, penguapan,
oksidasi, dehidrasi, dan sebagainya. Hasil pengendapan secara kimiawi, seperti;
batu kapur. Hujan yang mengandung CO2 terjadi di gunung kapurm air hujan
meresap ke dalam retakan halus (diaklas) batu gamping (CaCO3). Batu gamping
larut dengan air menjadi larutan air kapur atau Ca(HCO3)2 sampai ke atap gua
kapur. Tetesan air kapur itu membentuk stalaktit di atap gua dan stalagmit di dasar
gua. Kedua bentukan sedimen kapur tersebut disebut batuan sedimen kimiawi.
3) Batuan sedimen organik
Batuan ini terbentuk karena sebagian material berasal dari organisme,
seperti, daun, ranting atau bangkai binatang tertendapkan dan tertimbun di dasar
laut. Berdasarkan tenaga pengangkutnya, batuan sedimen dapat diklasifikasikan
menjadi 3, yaitu :
(a) Angin membentuk Batuan sedimen aerik(aeolis),seperti; tanah los, tuf, dan
pasir di gurun.
(b) Es membentuk Batuan sedimen glasial, seperti ; Moraine.
Breksi
Batu kapur
Batu koral
Gambar 4. Contoh jenis-jenis batuan sedimen
9
(c) Air yang mengalir membentuk Batuan sedimen aquatik, seperti; batu pasir,
batu lempung dan sebagainya..
(d) Air laut membentuk Batuan sedimen marin, seperti batu pasir.
c. Batuan Metamorf
Batuan metamorf diakibatkan oleh proses metamorfosis. Batuan ini berasal
dari batuan beku atau sedimen, karena adanya tekanan atau temperatur, sehingga
susunan struktur maupun kimianya berubah. Batuan Metamorfik diklasifikasikan
menjadi 3, yaitu :
1) Metamorfik termik (kontak), terbentuk karena adanya kenaikan suhu, seperti;
batu pualam atau marmer.
2) Metamorfik Dinamik (sintektonik), terbentuk karena adanya tekanan tinggi,
biasanya tenaga tektonik.. Jenis batuan metamorfisa banyak ditemui di daerah
patahan dan lipatan, seperti; batu sabak dan batubara.
3) Metamorfik termik pneumatolitik, terbentuk karena adanya kenaikan suhu
disertai masuknya zat bagian magma ke dalam batuan, seperti; azurit mineral
(pembawa tembaga), topas, dan turmalin (batu permata)
Batu gamping
Batu marmer
Gambar 5. Contoh jenis-jenis batuan malihan
Litosfir merupakan bagian bumi yang langsung berpengaruh terhadap
kehidupan dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di bumi.
Litosfir bagian atas merupakan tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman.
Manusia melakukan aktifitas di atas litosfir. Selanjutnya litosfir 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.
Melihat manfaat litosfir yang demikian besar tersebut sepantasnyalah kita
selalu bersyukur terhadap Tuhan Yang Maha Esa.
10
C. LATIHAN
Jawablah pertanyaan ini dengan singkat dan jelas!
1. Sebutkan susunan lapisan bumi?
2. Apakah sial itu?
3. Sebutkan tiga jenis batuan litosfir?
4. Sebutkan 3 jenis batuan metamorf berdasarkan proses pembentukannya?
1.
2.
3.
4.
Petunjuk jawaban latihan
Susunan lapisan bumi:
1) Litosfir (0 – 70 km)
2) Astenosfer (70 – 700 km)
3) Mantel bawah (700 – 2900 km)
4) Inti besi cair (2900 – 4980 km)
5) Inti besi padat (4980 – 6370 km)
Sial adalah lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan
alumunium.
Tiga jenis batuan litosfir, yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan
malihan atau metamorf.
Batuan metamorf berdasarkan proses terbentuknya:
a. Metamorfik termik (kontak), terbentuk karena adanya kenaikan suhu,
seperti; batu pualam atau marmer.
b. Metamorfik Dinamik (sintektonik), terbentuk karena adanya tekanan
tinggi, biasanya tenaga tektonik.. Jenis batuan metamorfisa banyak
ditemui di daerah patahan dan lipatan, seperti; batu sabak dan batubara.
c. Metamorfik termik pneumatolitik, terbentuk karena adanya kenaikan suhu
disertai masuknya zat bagian magma ke dalam batuan, seperti; azurit
mineral (pembawa tembaga),topas, dan turmalin (batu permata)
RANGKUMAN
Litosfir yaitu lapisan kerak bumi paling luar dan terdiri atas batuan dengan
ketebalan rata-rata 70 km. Tebal kulit bumi tidak merata, kulit bumi di bagian
benua atau daratan lebih tebal dari di bawah samudra. Litosfir juga tersusun atas
lapisan Sial dan lapisan Sima. Lapisan Sial memiliki berat jenis lebih ringan dari
lapisan Sima karena lapisan ini tersusun dari silisium dan alumunium,
senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3. Sedangkan lapisan Sima tersusun dari
silisium magnesium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Mg O.
Planet Bumi tersusun dari beberapa lapisan, yaitu litosfir, astenosfir, dan
barisfir. Bagian litosfir yang merupakan kulit bumi, terbagi atas lempeng benua
11
(Continental Crust) dan lempeng samudra (Oceanic Crust). Kedua lempeng ini
memiliki karakteristik berbeda.
Litosfir dibentuk oleh berbagai jenis batuan utama, yaitu batuan beku,
batuan sedimen dan batuan metamorf. Batuan beku berdasarkan tempat
pembekuan magma, dapat dibedakan menjadi batuan beku, batuan beku kerak dan
batuan beku luar. Batuan sedimen/endapan terbentuk melalui proses pengendapan.
Batuan metamorf adalah batuan yang sudah mengalami perubahan wujud dan
susunan kimia akibat peningkatan suhu dan tekanan.
Litosfir merupakan lapisan bumi yang langsung berpengaruh terhadap
kehidupan di bumi, seperti tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman.
Manusia melakukan aktifitas di atas litosfir, selain itu didalamnya terdapat batuan
dan mineral yang sangat berharga untuk kesejahteraan manusia.
TES FORMATIF 1
Jawablah salah satu yang paling tepat pada pertanyaan di bawah ini!
1. Lapisan kulit bumi yang keras dan kaku, yang biasa bergerak disebut...
a. astenosfir
b. litosfir
c. hidrosfir
d. mantel
e. barisfir
2. Batuan granit, diorit, gabro, memiliki bentuk kristal yang sempurna, batuan
tersebut termasuk batuan beku yang mengalami proses pembekuan...
a. berlangsung lambat pada bagian dalam kulit bumi
b. pada lapisan kulit bumi dekat permukaan dan relatif lebih cepat
c. di permukaan bumi dan relatif cepat
d. bervariasi antara lambat dan cepat di dalam lapisan kulit bumi
e. mengandung banyak mineral batuan
3. Lapisan bumi di bawah litosfir yang berbentuk cair disebut...
a. astenosfir
b. litosfir
c. barisfir
d. hidrosfir
e. mantel
3. Batuan yang telah mengalami pelapukan disebut batuan …
a. malihan
b. metamorf
c. korok
d. sedimen
12
4.
5.
6.
7.
8.
9.
e. pasir
Material magma yang mengalami pembekuan di permukaan bumi disebut...
a. batuan beku dalam
b. batuan ekstrusi
c. batuan malihan
d. batuan beku korok
e. batuan beku forfirik
Batuan beku plutonik memiliki ciri-ciri sebagai berikut, kecuali...
a. membeku jauh di dalam bumi
b. banyak mengandung lubang-lubang benda gas
c. umumnya berbutir lebih kasar
d. jarang memperlihatkan struktur visikular
e. batuan dapat merubah batuan yang berbatasan pada semua sisinya
Manakah yang bukan merupakan contoh jenis batuan sedimen...
a. batu gamping
b. dolomit
c. batu apung
d. konglomerat
e. batu koral
Batuan sedimen yang memiliki susunan kimia yang sama dengan susunan
kimia batuan asalnya disebut...
a. sedimen klastik
b. sedimen aerik
c. sedimen aquatik
d. sedimen kimiawi
e. sedimen organik
Moraine merupakan contoh batuan sedimen...
a. sedimen klastik
b. sedimen aerik
c. sedimen aquatik
d. sedimen marin
e. sedimen glasial
Batuan metamorf yang terbentuk karena adanya kenaikan suhu disertai
masuknya zat bagian magma ke dalam batuan...
a. metamorf kontak
b. metamorf dinamik
c. metamorf termik
d. metamorf sintektonik
e. metamorf termik pneumatolitik
13
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang
terdapat di bagian akhir BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan Belajar 1.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 2. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah
80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
14
Kegiatan Belajar 2
BENTUK MUKA BUMI
A. PENGANTAR
Mengapa bentuk permukaan bumi tidak merata? Anda sering melihat
bahwa bumi ini terdiri dari berbagai bentuk permukaan, seperti gunung, bukit,
lembah, dataran, dan laiinya. Apa yang menyebabkan semua itu?
Anekaragam bentuk muka bumi yang pernah Anda lihat tersebut
merupakan hasil pengerjaan tenaga geologi, baik tenaga yang berasal dari dalam
bumi (endogen) maupun dari luar bumi (eksogen). Tenaga endogen bersifat
membangun atau membentuk permukaan bumi dalam wujud pegunungan,
perbukitan, lembah, dataran, dan laiinya. Sedangkan tenaga eksogen bersifat
sebaliknya, yaitu merubah bentuk-bentuk permukaan bumi yang sudah dibangun
oleh tenaga endogen, sehingga nampak terlihat seperti torehan atau sayatansayatan di permukaan.
Di dalam kegiatan belajar 2 ini, anda akan membahas tentang bagaimana
bentuk-bentuk permukaan bumi sebagai hasil dari proses tektonisme (diatropisme)
vulkanisme, gempa (seisme), dan hasil pengerjaan erosi serta sedimentasi.
B. URAIAN MATERI
1. Tenaga pembentuk permukaan bumi
Bentuk permukaan bumi bersifat dinamis, karena bentuk permukaan bumi
mengalami perubahan. Perubahan bentuk diakibatkan oleh tenaga yang sangat
besar yaitu tenaga geologi. Tenaga geologi yang menyebabkan perubahan bentuk
permukaan bumi, yaitu : tenaga endogen endogen dan tenaga eksogen.
Tenaga endogen merupakan tenaga yang berasal dari dalam bumi, seperti:
tektonisme (aktivitas kulit bumi), vulkanisme (aktivitas gunungapi), dan gempa.
Sedangkan tenaga eksogen meliputi pengikisan dan pengendapan. Termasuk
kedalam tenaga eksogen ini adalah pelapukan (weathering) dan erosi, baik yang
diakibatkan oleh angin, air, gletser, iklim dan sebagainya.
2. Gejala tektonisme (diatropisme)
Tektonisme atau diatropisme merupakan tenaga dari dalam bumi yang
mengakibatkan perubahan letak (dislokasi) dan bentuk (deformasi) pada kulit
bumi. Sudah Anda pahami sebelumnya, bahwa permukaan bumi paling atas kulit
bumi atau litosfir. Kulit bumi yang bersifat keras dan kaku akibat tekanan dari
dalam bumi, pada akhirnya kulit bumi terpecah menjadi lempengan-lempengan
besar yang tidak sama ukurannya kemudian disebut lempeng tektonik. Lempeng-
15
lempeng ini bergerak secara horizontal maupun vertikal karena pengaruh cairan
astenosfir yang panas di bawahnya.
Berdasarkan luas dan waktu kejadian, gerakan lempeng tektonik dapat
dibedakan menjadi, gerak Epirogenetik dan gerak Orogenetik. Gerak Epirogenetik
merupakan pergeseran lempeng tektonik secara perlahan dan meliputi wilayah
yang luas, seperti penenggelaman benua Gondwana menjadi Sesar Hindia. Gerak
epirogentik dibedakan atas:
a. Epirogentik Positif, yaitu gerak turunnya daratan sehingga tampak permukaan
air laut yang naik. Contoh: turunnya pulau-pulau di Indonesia bagian timur
(Kepulauan Maluku dari pulau-pulau barat daya sampai ke pulau Banda).
b. Epirogentik Negatif, yaitu gerak naiknya daratan sehingga tampak permukaan
air yang turun. Contoh: naiknya Pulau Buton dan Pulau Timor.
Gambar 1. Gerak epirogenetik positif dan negatif
Gerak Orogenetik merupakan proses pembentukan pegunungan yang
meliputi luas areal yang sempit dan waktu relatif singkat, dibandingkan
epirogenesis, seperti pembentukan rangkaian pegunungan yang ada sekarang.
Gerak orogenetik disebabkan adanya tekanan secara vertikal pada lempeng dan
pecah, lempeng yang pecah mengalami pergeseran secara horisontal. Pergeseran
ini mengakibatkan terjadinya lapisan kulit bumi atau salah satu lempeng terlipat
dan patah.
Gambar 2. Proses Lipatan
Sumber: Frank Press & Raymond, 1985.
16
Proses Lipatan (Folded Process), merupakan kulit bumi berbentuk lipatan
(gelombang) yang disebabkan pergeseran salah satu lempeng secara horisontal
menumbuk lempeng lainnya. Pada gambar kalian bisa melihat puncak lipatan
disebut antiklin jikab banyak disebut antiklinorium dan lembah disebut sinklin
jika banyak disebut sinklinorium.
Berdasarkan bentuk dan puncak lipatan, maka lipatan ada beberapa,
seperti; Lipatan Tegak, Lipatan Miring, Lipatan Menggantung, dan Lipatan.
Contoh dari Pegunungan lipatan ini adalah Pegunungan seperti; Pegunungan Ural,
Pegunungan Mediteranian dan Sirkum Pasifik.
Keterangan:
a. Lipatan tegak
b. Lipatan miring
c. Lipatan rebah
d. Lipatan menggantung
e. Lipatan isoklin
f. Lipatan kelopak
Gambar 3. Bentuk-bentuk lipatan
Sumber: Moh. Ma’mur, 1988.
Selain membentuk lipatan, tenaga tektonik menyebabkan terjadinya
patahan (sesar) pada kulit bumi. Proses patahan ini cepat, sehigga kulit bumi
tidak sempat terlipat. Berdasarkan arah dan kekuatan tenaga tekanan, patahan
dapat dibedakan, seperti berikut:
1) tenaga tektonik dengan arah horisontal dan saling menjauh, maka pada
bongkah batuan terjadi retakan-retakan dan patah membentuk bagian yang
merosot (graben dan slenk) dan bagian yang menonjol (horst);
2) tenaga tektonik yang berarah vertikal;
3) dua tenaga tektonik secara horisontal dengan arah berlawanan, sehingga
menimbulkan pergeseran batuan, yang disebut Sesar Mendatar.
Horst
Horst
Slank
Tenaga
tarikan
tangensial
Tenaga
tarikan
tangensial
Turun
(Merosot)
Gambar 4. Arah tekanan dan bagian yang patah pada proses patahan
Sumber: Koleksi penulis, 2007.
17
A
Keterangan gambar:
A. Horst dan Graben akibat
tekanan dua arah
B. Graben akibat tarikan dari
dua arah
C. Graben yang memusat
D. Graben yang menyebar
E. Fleksur
F. Dekstral dan Sinistral
G. Block Mountain
B
C
D
E
F
G
Gambar 5. Bentuk-bentuk patahan
Sumber: Moh Ma’mur, 1988.
Alur patahan adalah alur pecahnya batuan pada proses patahan. Alur
patahan bisa dalam dan panjang atau dangkal. Patahan besar membelah batuan
saat lempeng bergerak, mendorong naik wilayah daratan, atau membuatnya
amblas. Setelah terjadi gempa saat energi dilepaskan, maka batuan di kedua sisi
patahan terkunci menjadi satu di posisinya yang baru.
Relief geologis akibat patahan yang terkenal di dunia adalah Patahan San
Andreas di California, AS dengan panjang 1.200 km. Patahan ini menjadi batas
antara Lempeng Pasifik dan Lempeng benua Amerika Utara. Kedua lempeng terus
berlangsung dengan arah berlawanan dengan pergeseran sekitar 5 cm/tahun., juga
terdapat alur patahan yang lebih kecil dan berhubungan dengan San Andreas.
Wilayah ini merupakan salah satu wilayah gempa dengan kekuatan besar serta
20.000 gempa tercatat setiap tahun. Patahan San Andreas nampak dari udara,
seperti goresan luka di permukaan bumi.
3. Gejala vulkanisme
Vulkanisme merupakan peristiwa yang berhubungan dengan gunungapi.
Terjadinya gunungapi karena adanya beberapa mineral yang bereaksi
menimbulkaan panas. Panas dalam bumi akirnya membentuk dapur magma.
Magma adalah cairan silikat pijar, artinya panas dalam magma. Akibat panas ini
menimbulkan dorongan pada batuan yang mengalami retakan dan rekahan,
sehingga material dalam dapur magma keluar. Kedalaman dan besar dapur magma
berbeda, yang menyebabkan perbedaan kekuatan letusan.
Silikat pijar pada Magma terdiri dari bahan padat (batuan), cairan, dan gas
yang berbeda di dalam lapisan kulit bumi (litosfir). Gas yang terkandung dalam
18
magma antara lain: uap air, Oksida Belerang (SO2), Gas Hidrokarbon atau Asam
Klorida (HCL), Gas Hidrosulfat atau Asam Sulfat (H2SO4).
Ada dua bentuk gerakan magma yang berhubungan dengan vulkanisme,
yaitu intrusi magma dan ekstrusi magma.
a. Intrusi magma
Intrusi magma merupakan terobosan magma yang mendorong lapisan
litosfira, tetapi tidak sampai ke permukaan bumi. Intrusi magma dapat dibedakan
menjadi empat, yaitu:
1) Sill merupakan magma menyusup dan membeku antara dua lapisan batuan
secara mendatar searah lapisan batuan.
2) Lakolit merupakan magma menyusup di antara lapisan bumi paling atas
dengan bentuk cembung.
3) Gang (korok) merupakan magma yang menyusup dan membeku di sela-sela
lipatan.
4) Diaterma merupakan lubang (pipa) di antara dapur magma seperti silinder
memanjang.
Gambar 6. Intrusi magma
b. Ekstrusi magma
Ekstrusi magma merupakan proses keluarnya magma sampai ke
permukaan bumi dengan mengeluarkan material seperti ;
1) Lava, merupakan magma yang keluar dan mengalir di permukaan bumi.
2) Lahar nerupakan material campuran antara lava yang panas dengan material
di permukaan bumi, seperti; batu besar, pasir, kerikil, debu dan lain-lain
dengan air sehingga membentuk lumpur.
3) Eflata dan Piroklastika merupakan material padat, seperti; Bom, Lapili,
Kerikil dan debu.
4) Ekhalasi (gas) merupakan berupa gas yang dikeluarkan gunungapi saat
meletus.
19
Ekstrusi merupakan proses keluarnya material saat guunungapi
meletus(erufsi) dapat dibedakan menjadi 2, yaitu :
1) Erupsi efusif, merupakan letusan gunungapi yang mengeluarkan lelehan lava
yang mengalir di permukaan gunungapi
2) Eruspi Eksplosif, merupakan letusan gunungapi dengan ledakan serta
mengeluarkan bahan-bahan padat (Eflata/ Piroklastika), seperti: bom, lapili,
kerikil, debu serta gas.
Letusan gunungapi pun berbeda, karena dipengaruhi letak dan tempat
magma keluar, yaitu :
1) Erupsi Linear, yaitu letusan yang menyebabkan keluarnya magma melalui
celah atau retakan yang memanjang. sehingga membentuk deretan gunungapi.
2) Erupsi Areal, yaitu letusan yang terjadi, karena letak magma dangkal,
sehingga membakar dan melelehkan lapisan batuan di atasnya, sehingga
terbentuk kaldera.
3) Erupsi Sentral, letusan yang terjadi dimana material keluar melalui sebuah
lubang yang membentuk gunung api yang terpisah-pisah. Erupsi sentral
menghasilkan 3 jenis gunungapi, yaitu :
a) Gunungapi strato merupakan gunungapi yang mengalami beberapa kali
letusan, sehingga berbentuk kerucut dan bantuannya berlapis-lapis, seperti;
Gunungapi kerinci, Tangkubanparahu, Merapi, Ceremai, Semeru, Batur.
Gambar 8. Gunungapi Strato (kerucut)
b) Gunung api maar merupakan gunungapi dengan letusan eksplosif yang
tidak terlalu kuat dan terjadi hanya 1kali, seperti : Gunungapi Lamongan,
Galunggung.
Gambar 9. Gunungapi Maar
c) Gunungapi perisai (Shield Volcanoes) merupakan letusan gunungapi
secara efusif, sehingga cairan lava dan lahar lama membeku, karena itu
20
memiliki dasar yang luas dengan lereng tidak curam, seperti; Gunungapi
Kalileau, Mamaleau di Kep. Hawaii.
Gambar 10. Gunungapi Perisai
4) Erupsi freatik, letusan yang terjadi dari dalam litosfir akibat tekanan uap air
meningkat.
Dari beberapa gunungapi, baik dari kedalaman magma, volume dapur
magma, dan kekentalan (Viscositas) magma, maka letusan gunungapi dibagi
menjadi beberapa tipe. Viscositas magma bergantung pada susunan dan tingginya
suhu. Semakin tinggi suhunya semakin besar viscositasnya.
Letusan gunungapi berbeda, maka tipe letusan gunungapi pun dibedakan menjadi:
1) Tipe Hawaii
Letusan efusif dengan mengeluarkan lava cair dan mengalir di permukaan
gunungapi (letusan air mancur), seperti; Gunungapi Mauna Loa, Kalileau di
Kepulauan Hawaii.
2) Tipe Stromboli
Letusan eksplosif dan sering terjadi letusan kecil dengan kekuatan kecil,
material yang dikeluarkan eflata, seperti; Gunung Vesuvius di Italia, Gunung
Raung di Jawa, dan Gunung Batur di Bali.
3) Tipe Vulkano
Letusan Tipe vulkano bersifat efusif dengan mengeluarkan cairan magma
kental, dapur magma dari dangkal sampai dalam, sehingga tekanan yang
terjadi sedang sampai tinggi, seperti; Contoh, Gunung Semeru di Jawa Timur.
4) Tipe Perret
Tipe perret merupakan letusan eksplosif yang besar, sehingga mengeluarkan
material padat dan gas yang sangat tinggi dan membentuk awan menyerupai
bunga kol di ujungnya, seperti; letusan Gunung Krakatau (1883). Awan yang
terbentuk letusan ini setinggi 50 km. Karena letusannya sangat hebat,
menyebabkan puncak gunung tenggelam dan merosotnya dinding kawah.
5) Tipe Merapi
Letusan eksplosif dengan mengaluarkan bahan padat dan cair dan mengalir
keluar perlahan-lahan dan membentuk sumbat kawah. Karena tekanan gas
dari dalam kuat, sehingga kawah terangkat dan pecah-pecah bagian luarnya
disertai awan panas.
21
6) Tipe St. Vincent
Letusan efusif dengan mengeluarkan lava yang kental, tekanan gas sedang dan
dapur magma yang dangkal, seperti; Gunung Kelud dan St. Vincent.
7) Tipe Pelle
Letusan efusif dengan mengeluarkan lava kental, tekanan gas tinggi, karena
dapur magma dalam, seperti; Gunung Montagne Pelee di Amerika Tengah.
Gambar 11. Tipe-tipe letusan gunungapi
Sumber: Moh. Ma’mur, 1988.
Untuk mengurangi risiko dari letusan gunungapi, maka anda perlu
mengetahui suatu gunungapi yang akan meletus memperlihatkan tanda-tanda,
sebagai berikut :
1) suhu di sekitar gunung meningkat;
2) mengeluarkan suara gemuruh;
3) kadang kadang disertai getaran (gempa);
4) tumbuhan di sekitar gunung layu, dan
5) binatang di sekitar gunung bermigrasi.
Selain proses vulkanisme menyebabkan terjadinya ledakan dengan
mengeluarkan berbagai material. Setelah terjadi letusan, maka gunungapi
mengelami fase istirahat atau mati. Setelah terjadinya letusan juga dapat
menimbulkan gejala-gejala pasca letusan yang disebut Pasca Vulkanik, seperti;
Fumarol, Solfatar, Geyser, Mofet.
22
1) Fumarol merupakan gejala pasca letusan, dimana celah gunungapi
mengeluarkan air panas dan zat lemas.
2) Solfatar merupakan gejala pasca letusan, dimana celah gunungapi
mengeluarkan air panas yang mengandung gas belerang.
3) Mofet merupakan gejala pasca letusan, dimana celah gunungapi mengeluarkan
gas beracun.
4) Geyser merupakan gejala pasca letusan, dimana celah gunungapi
mengeluarkan air yang memancar dan panas.
Selain Letusan gunungapi banyak menimbulkan bahaya dan dampak yang
lainnya, juga terdapat dampak positif dari letusan gunungapi, seperti;
1) Sumber energi, sumber panas dari gunungapi yang mengeluarkan gas berupa
uap air dapat dijadikan pembangkit listrik, seperti : PLTU di Gunungapi
Kamojang Jawa Barat dan Gunungapi Dieng di Jawa Tengah.
2) Sumber mineral dan bahan galian, seperti intan, timah, tembaga, belerang,
batu apung, pasir, batu.
3) Obyek wisata dan olahraga, seperti : hiking, climbing, layang gantung dan
bersepeda gunung.
4) Tanah mengalami pembaharuan, karena banyak mineral yang berasal dari
letusan gunungapi, sehingga tanah menjadi subur kembali.
5) Terbentuknya hujan orografis, karena ketinggiannya, maka angin yang
membawa uap air dipaksa naik menyebabkan terbentuknya awan yang
menimbulkan hujan serta berfungsi sebagai penangkap hujan, reservoir air dan
tata air.
6) Sumber plasma nutfah, karena ketinggian yang berbeda, maka suhu,
kelembaban dan curah hujan berbeda mengakibatkan plasma nutfah yang
hidup menjadi sangat bervariasi.
7) Sanatorium untuk penderita penyakit tertentu, karena gunung ataupun
pegunungan mempunyai udara yang sejuk dan segar.
4. Gempa Bumi
Gempa bumi (Earthquake) merupakan getaran yang yang ditimbulkan dari
dalam bumi yang merambat dan menyebabkan pergeseran kulit bumi. Alat
pengukur gempa bumi disebut Seismograf. Kulit bumi yang terpecah menjadi
beberapa lempeng. Pergeseran lempeng secara perlahan dengan saling
bergesekan, menekan, dan mendesak bebatuan, sehingga pergeseran ini
menyebabkan getaran yang disebut gempa bumi.
Gempa terbesar terjadi karena proses subduksi dimana salah satu lempeng
samudra menumbuk lempeng benua. Lempeng samudra menumbuk dan
menyusup di bawah lempeng benua, sedangkan lempeng benua terangkat dan
23
terjadi retakan. Terangkatnya lempeng benua menyebabkan terbentuknya
pegunungan. Jika tumbukan lempeng ini menimbulkan bercampurnya beberapa
mineral yang menyebabkan reaksi panas dapat membentuk magma, sehingga
magna akan keluar melalui retakan dan patahan.
Gambar 12. Proses terjadinya Gempa
a. Klasifikasi Gempa
Getaran pada lempeng ini disebabkan oleh beberapa tenaga, karena itu
gempa diklasifikasikan menjadi 3, yaitu :
1) Gempa Tektonik (Tectonic Earthquake) diakibatkan oleh pergeseran lempeng.
Gempa ini sangat berbahaya, karena meliputi wilayah luas.
2) Gempa Vulkanik (Volcanic Earthquake) diakibatkan letusan gunungapi.
Gempa ini sangat berbahaya untuk daerah sekitar gunungapi.
3) Gempa Runtuhan (Fall Earthquake) diakibatkan runtuhnya batu-batu raksasa
di sisi gunung, atau akibat runtuhnya gua-gua besar. Gempa ini dapat
dirasakan hanya di sekitar daerah tersebut dan sempit.
b. Gelombang Gempa
Titik bawah secara vertikal batuan yang menyebabkan gempa bumi
disebut pusat atau Hiposentrum, meskipun jaraknya ratusan km. Gerakan batuan
menyebabkan getaran yang disebut Gelombang Seismik. Gelombang seismik
sangat cepat ke segala arah, dan yang bisa dirasakan saat mencapai permukaan.
Gelombang paling kuat terjadi di atas (vertikal) dari Hiposentrum, semakin jauh,
gelombang seismik semakin lemah.
Retakan batuan di sepanjang patahan menimbulkan gempa kecil yang
terjadi sebelum gempa besar. Gempa kecil itu disebut gempa awal dan menjadi
peringatan penduduk sekitar.
1) Gelombang Longitudinal atau Gelombang Primer (P), merupakan gelombang
yang merambat dari hiposentrum ke segala arah yang tercatat oleh seismograf
dengan kecepatan antara 7-14 km/detik dengan periode gelombang 5-7 detik.
24
2) Gelombang Transversal atau Gelombang Sekunder (S), merupakan gelombang
yang merambat dari hiposentrum ke segala arah yang tercatat sebagai
gelombang kedua oleh seismograf dengan kecepatan antara 4-7 km/detik
daengan periode gelombang 11-13 detik.
3) Gelombang Panjang atau Gelombang Permukaan, merupakan gelombang yang
merambat dari episentrum menyebar ke segala arah di permukaan bumi
dengan kecepatan 3,5-3,9 km/detik dengan periode gelombang relatif lama.
Untuk menentukan letak pusat terjadinya gempa di permukaan bumi atau
letak episentrum dilakukan dengan menggunakan metoda homoseista, yaitu suatu
metoda untuk menentukan letak episentrum dengan mencatat waktu rambatan
pertama gelombang gempa minimal tiga tempat yang berbeda.
Contoh:
Stasiun pencatat gempa di Kota Bogor, Cianjur dan Sukabumi mencatat
gelombang gempa pertama jam 9.30, itu menunjukan ke-3 tempat berada
pada satu homoseista. Untuk menentukan episentrum, buat garis yang
menghubungkan Bogor, Cianjur dan Sukabumi. Selanjutnya buat garis tegak
lurus pada titik tengah garis yang menghubungkan kota-kota tersebut. Titik
perpotongan dua garis tegak lurus itulah episentrum gempa.
Pencatatan dilakukan pada beberapa tempat minimal 3 tempat berbeda,
sehingga pusat gempa dan episentrumnya bisa diketahui secara tepat. Jarak
stasiun ke episentrum dapat dihitung dengan menggunakan Hukum Laska
berikut:
∆ = {(S − P) − 1}×1megameter
∆ = Delta, menunjukkan jarak ke episentrum
S = saat tibanya gelombang S pada seismograf
P = saat tibanya gelombang P pada seismograf
r = 1 menit; 1 megameter = 1.000 km.
Contoh Soal:
Gempa tercatat pada seismograf stasion di Sukabumi sebagai berikut:
1) Gelombang longitudinal tercatat pada jam 09 28’ 10”
2) Gelombang transversal tercatat pada jam 09 29’ 25”
3) Berapa jarak dari Sukabumi ke episentrum gempa?
Jawab:
Delta = (09 29’ 25” – 09 28’ 10”) – 1 x 1.000 km
= ( 01’ 15” -1) x 1.000 km
= 15/60 x 1.000 km = 250 km
Jadi jarak dari Sukabumi ke episentrum gempa sekitar 250 km.
25
Model pengukuran gempa ditemukan oleh Guiseppe Mercalli tahun 1902
dengan menggunakan Skala Ritcher. Alat untuk mengukur getaran gempa adalah
seismograf. Seismograf dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :
1) Seismograf Horizontal, alat ukur pencatat gempa bumi secara mendatar.
2) Seismograf Vertikal, alat ukur pencatat gelombang secara berarah vertikal.
c. Intensitas Kekuatan Gempa
Intensitas kekuatan gempa dapat digunakan skala intensitas gempa dengan
Richter Magnitude Scale. Richter mengklasifikasikan intensitas gempa
menggunakan angka 1 sampai 9, semakin besar angka semakin besar magnitudo.
Tabel 1. Skala gempa menurut Richter
Magnitudo
Keterangan
0 – 1,9
-
Rata-rata
per Tahun
700.000
2 – 2,9
-
300.000
3 – 3,9
Kecil
40.000
4 – 4,9
Ringan
6.200
5 – 5,9
Sedang
800
6 – 6,9
Kuat
120
7 – 7,9
8 – 8,9
Besar
Dahsyat
18
1 dalam 10-20 tahun
Klasifikasi Umum
Goncangan Kecil (Small Shock
earthquake)
Goncangan Kecil (Small Shock
Earthquake)
Gempa Keras (Strongly Felt
Earthquake)
Gempa
Merusak
(Damaging
Earthquake)
Gempa
Destruktif
(Destructive
Earthquake)
Gempa
Destruktif
(Destructive
Earthquake)
Gempa Besar (Major Earthquake)
Bencana
Nasional
(National
Disaster)
d. Proses Terjadinya Tsunami
Anda pernah menyaksikan peristiwa Tsunami di Aceh dan Pangandaran
Jawa Barat? Tsunami merupakan gelombang laut, dimana air laut naik ke daratan.
Proses terjadinya tsunami, karena adanya tumbukan lempeng di dasar samudra.
Dari tumbukan lempeng tersebut ada bagian yang naik atau turun, maka air di
dasar samudra mengalami goncang yang berpengaruh terhadap arus laut.
Gelombang laut bergerak secara cepat dan naik dengan gelombang cukup tinggi,
sehingga arus permukaan air laut bergerak masuk ke daratan. Kecepatan
gelombang ini tergantung pada kedalaman dasar laut dan gaya gravitasi bumi.
Ketika tsunami bergerak cepat melintasi samudera, gelombangnya tetap rendah.
Tetapi ketika mencapai pantai, gelombang tersebut naik sehingga membentuk
26
dinding air raksasa. Gelombang bergerak cepat menuju daratan, merusak segala
sesuatu yang dilaluinya. Tinggi gelombang tsunami bisa mencapai 30 meter.
Dampak dari gempa ini yang menyebabkan terjadinya gelombang yang
meluluh-lantahkan wilayah Aceh akhir bulan Desember 2004 yang menelan
korban jiwa lebih dari 200.000 orang. Pada pertengahan tahun 2006, tsunami
terjadi di wilayah pantai selatan Pulau jawa, seperti; Pangandaran Kabupaten
Ciamis Jawa Barat Cilacap, Yogyakarta, meski tidak sebesar kejadian di Aceh.
Gambar berikut merupakan proses kejadian tsunami di Aceh.
Gambar 13. Proses terjadinya tsunami di Aceh tahun 2004
Jalur gempa sebagian besar di sepanjang pantai Samudera Pasifik disebut
Sabuk Pasifik, karena seluruh gempa bumi yang terjadi di dunia 80% terjadi di
sabuk Pasifik, seperti gempa di Chili (1960), Peru (1970), Guatemala (1976), San
Fransisco (1906), Alaska (1964), Tokyo (1923), Taiwan (1963), Filipina (1976),
Irian Jaya (1971), Nabire(2004) dan sebagainya. Gempa pada jalur selatan sabuk
pasifik juga ada sabuk Hindia yang berasal dari Samudra Hindia, sehingga
nampak gempa yang terjadi seperti di Irian, Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara.
Kedua sabuk ini sampai sekarang terus berlangsung intensif.
C.
1.
2.
3.
4.
LATIHAN
Jelaskan tentang tektonisme?
Apakah perbedaan epirogenetik dengan orogenetik, sebutkan contohnya?
Jelaskan tentang intrusi magma?
Sebutkan tiga tipe gunungapi berdasarkan erupsi sentral?
27
Petunjuk jawaban latihan
1. Tektonisme atau diatropisme merupakan tenaga dari dalam bumi yang
mengakibatkan perubahan letak (dislokasi) dan bentuk (deformasi) pada kulit
bumi.
2. Gerak Epirogenetik merupakan pergeseran lempeng tektonik secara perlahanlahan dengan waktu lama dan daerah luas, seperti; penenggelaman benua
Gondwana menjadi Sesar Hindia. Sedangkan gerak orogenetik merupakan
proses pembentukan pegunungan yang meliputi luas areal yang sempit dan
waktu relatif singkat, dibandingkan epirogenesis, seperti pembentukan
rangkaian pegunungan yang ada sekarang. Gerak orogenetik disebabkan
adanya tekanan secara vertikal pada lempeng dan pecah, lempeng yang pecah
mengalami pergeseran secara horisontal. Pergeseran ini mengakibatkan
terjadinya lapisan kulit bumi atau salah satu lempeng terlipat dan patah.
3. Intrusi magma merupakan terobosan magma yang mendorong lapisan litosfira,
tetapi tidak sampai ke permukaan bumi.
4. Tiga tipe gunungapi berdasarkan erupsi sentral:
1) Gunungapi strato merupakan gunungapi yang mengalami beberapa kali
letusan, sehingga berbentuk kerucut dan bantuannya berlapis-lapis, seperti;
Gunungapi kerinci, Tangkubanparahu, Merapi, Ceremai, Semeru, Batur.
2) Gunung api maar merupakan gunungapi dengan letusan eksplosif yang
tidak terlalu kuat dan terjadi hanya 1kali, seperti : Gunungapi Lamongan,
Galunggung.
3) Gunungapi perisai (Shield Volcanoes) merupakan letusan gunungapi
secara efusif, sehingga cairan lava dan lahar lama membeku, karena itu
memiliki dasar yang luas dengan lereng tidak curam, seperti; Gunungapi
Kalileau, Mamaleau di Kep. Hawaii.
RANGKUMAN
Tenaga geologi dibedakan atas tenaga endogen dan tenaga eksogen yang
menyebabkan terjadinya bentuk muka bumi. Muka bumi adalah bagian terluar
dari lapisan bumi, baik yang berupa daratan maupun perairan.
Tektonisme adalah terjadinya dislokasi batuan di dalam bumi, atau
perubahan posisi atau letak dari komplek batuan, baik yang mengakibatkan
putusnya hubungan batuan atau tidak. Berdasarkan bentukan alam yang
dihasilkan, diastropisme dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu patahan dan
lipatan. Patahan (sesar) terdiri dari sesar naik, sesar normal, dan sesar mendatar.
Vulkanisme adalah aktivitas magma di dalam kulit bumi, baik yang
bergerak meresap diantara batuan di dalam kulit bumi maupun yang sampai keluar
permukan bumi. Jenis-jenis letusan gunungapi ada yang erupsi eksplosif dan
28
erupsi epusif. Cara keluarnya magma, dapat dibedakan menjadi erupsi sentral,
erupsi linear, dan erupsi areal. Berdasarkan penyebab terjadinya letusan,
dibedakan menjadi erupsi magmatik dan erupsi preatik. Material gunung api dapat
dibedakan menjadi material cair, material gas dan material padat.
Gempa bumi adalah getaran asli yang berasal dari lapisan kulit bumi
bagian dalam, yang dirambatkan di antara lapisan batuan dalam kulit bumi
kemudian sampai ke permukan. Gempa bumi dapat terjadi karena tektonik,
vulkanik dan runtuhan.
TES FORMATIF 2
1. Tenaga pembentuk permukaan bumi yang berasal dari dalam bumi disebut...
a. tenaga endogen
b. tenaga hidrologi
c. tenaga geologi
d. tenaga gempa
e. tenaga eksogen
2. Pergeseran lempeng menyebabkan terlipatnya lempeng, jika adanya mineral
yang bereaksi membentuk dapur magma, sehingga terbentuklah gunungapi,
Letusan gunungapi termasuk...
a. pengikisan
b. erosi
c. pelapukan
d. sedimentasi
e. vulkanisme
3. Peristiwa letusan gunungapi, dimana letusan tersebut mengeluarkan material
melalui retakan yang memanjang dinamakan erupsi...
a. linier
b. strato
c. areal
d. memusat
e. sentral
4. Sumber terjadinya gempa yang letaknya jauh di dalam bumi dinamakan...
a. seismogram
b. hipotermia
c. hiposentrum
d. tsunami
e. episentrum
5. Gejala pasca letusan, dimana celah gunungapi mengeluarkan air panas yang
mengandung gas belerang disebut...
29
a. geyser
b. fumarol
c. solfatar
d. gletsyer
e. mofet
6. Jenis batuan intrusi yang bentuknya cembung dan berada diantara lapisanlapisan batuan dinamakan...
a. gang
b. lakolit
c. dikes
d. korok
e. apofisa
7. Intrusiva yang mengisi cerobong gunungapi atau pipa letusan, mulai dari
dapur magma sampai batas kawah dinamakan...
a. diatrema
b. korok
c. lopolit
d. gang
e. lakolit
8. Bagian puncak sebuah lipatan disebut...
a. sinklin
b. slenk
c. graben
d. antiklin
e. horst
9. Penjelasan dari fenomenaalam tsunami ialah...
a. gempa yang disebabkan oleh massa batuan yang ambruk di dalam litosfir
b. gempa yang sangat dahsyat karena hiposentrumnya dangkal
c. gempa yang terjadi karena aktivitas magmatik
d. gempa yang sangat dahsyat karena hiposentrumnya dalam
e. gelombang pasang yang terjadi akibat gempa di dasar laut
10. Gempa yang terjadi akibat dari proses gunungapi disebut...
a. gempa tektonik
b. gempa runtuhan
c. gempa terban
d. gempa vulkanik
e. gempa samudera
30
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 2 yang
terdapat di bagian BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan Belajar 2.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan BBM selanjutnya. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah
80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
1. Kegiatan Belajar 1
No
Jawaban
Alasan Jawaban
1
a
2
b
3
a
4
d
5
b
6
b
7
c
8
a
9
e
10
e
31
2. Kegiatan Belajar 2
No Jawaban
1
a
2
e
3
a
4
c
5
a
6
b
7
a
8
d
9
e
10
d
GLOSARIUM
Astenosfir
:
Atmosfir
:
Batolit
:
Biosfir
:
Bom
:
Continental drift :
Continental shelf :
Diatrema
:
Ekstrusi
:
Alasan Jawaban
lapisan bumi di bawah litosfir antara lain dicirikan oleh
kecepatan rambat getaran gempa yang rendah dan
merupakan lapisan yang lunak dengan bagian-bagian
yang cair.
Selubung udara di sebelah luar litosfir serta bagianbagiannya pada rongga, pori, dan celah di dalam litosfir.
massa batuan beku dalam yang berukuran besar terjadi
dari butiran hablur mineral yang kasar.
semua makhluk hidup serta bagian bumi tempat hunian
makhluk hidup itu, yaitu bagian bawah atmosfir, bagian
paling atas litosfir dan seluruh bagian hidrosfir.
batuan produk vulkanik berbutir besar, berasal dari
magma yang terlompar ketika gunungapi meletus dan
membeku di luar. Produk vulkanik lain berturut-turut
makin kecil ialah lapili, pasir vulkanik, dan abu volkanik.
Berbagai produk vulkanik itu dinamakan juga eflata atau
piroklastik.
pergeseran horizontal benua-benua yang menyebabkan
perubahan letak satu benua terhadap benua yang lain.
bagian benua yang tergenang laut, merupakan dasar laut
yang dalamnya kurang dari 200 meter dan reliefnya
hampir datar berbatasan dengan slope.
pipa kepundan gunungapi. Ketika gunungapi masih aktif,
diatrema merupakan tempat magma mengalir ke luar dan
jika gunung telah tidak aktif lagi, diatrema merupakan
batuan beku pengisi pipa tersebut.
proses peresapan magma melalui lapiaan litosfer sampai
ke permukaan bumi.
32
Episentrum
:
Geyser
:
Horst
:
Intrusi
:
Kaldera
:
Kerak bumi
:
Lahar
:
Lapili
:
Lava
Magma
:
:
Meander
:
MÄ—lange
:
Orogenesa
Pasca Vulkanik
:
:
titik di permukaan bumi tepat di ataa hiposentrum sebuah
gempa tempat gelombang permukaan mulai dirambatkan.
sumber air panas yang memancar berkala sebagai gejala
pasca vulkanik. Gletser aliran es pada palung berbentuk U
di daerah yang bersuhu kurang dari 0°C. Graben bagian
yang turun di daerah tektonik patahan berdampingan
dengan Horst.
bagian yang terangkat di daerah tektonik patahan
bersebelahan dengan slenk atau Graben.
batuan beku yang terjadi karena peresapan magma ke
dalam lapisan litosfer memotong atau menyisip di antara
lapisan litosfer itu, di antaranya dikes, Bills (keping
intrusi), apofisis, dan lakolit.
kepundan gunungapi yang sangat luas, merupakan
lembah yang relatif datar dikelilingi tepi kepundan yang
curam. Terjadi karena ledakan vulkanik yang kuat diikuti
robohan tepi kepundan ke dalam lubang kepundan.
bagian paling luar litosfer terdiri atas batuan dengan berat
jenis yang relatif kecil. Kerak benua umumnya terjadi
dari batuan granit dan granodiorit (lebih asam),
sedangkan kerak dasar samudra pada umumnya terjadi
dari batuan basal (basa).
aliran lumpur yang mengangkut material vulkanik dari
lereng gunung api karena aliran air hujan (lahar hujan)
atau aliran air danau kepundan bercampur magma.
benda vulkanik berbentuk kerikil lebih besar dari pasir
vulkanik dan abu vulkanik, tetapi lebih kecil dari bom.
magma yang telah sampai ke permukaan bumi.
batuan cair pijar yang terjadi dari berbagai mineral yang
terdapat di dalam dapur magma dan akan menjadi batuan
beku setelah mengalami pendinginan.
kelokan setengah lingkaran pada alur sungai yang terjadi
karena erosi di bagian luar dan sedimentasi pada bagian
dalam kelokan sungai. Dalam perkembangan selanjutnya
dapat terbentuk meander cut off dan sungai mati (oxbow
lake).
sedimen yang terjadi dari campuran berbagai batuan dan
terdapat di suatu areal yang dapat dipetakan. Fragmenfragmen pembentuk melange itu bermacam-macam dalam
susunan, ukuran besar maupun bentuknya serta tempat
fragmen itu terbentuk.
pembentukan pegunungan.
peristiwa vulkanisme setelah aktivitas gunungapi
berhenti, meliputi sumber termal, sumber air mineral,
geiser, sumber gas (fumarol, mofet, dan solfatar).
33
Tektonik Lempeng :
teori tentang kedudukan, pergerakan, interaksi dan
perusakan lempeng-lempeng; menerangkan kegiatan
gempa, kegunungapian, pembentukan pegunungan dan
peristiwa gunung api pada masa lalu dalam hubungannya
dengan pergerakan lempeng.
DAFTAR PUSTAKA
Asep Soedjoko, 1977. Geologi Umum 1, Surabaya: University Press IKIP
Surabaya.
Budisantoso, P. 1987. Panduan Mengenal Batuan Bekuan. Bandung: Direktorat
Geologi, Direktorat Jenderal Pertambangan Umum
Ibrahim Gunawan, 1991, Tektonik Lempeng, Bandung :Makalah Penataran IPBA.
ITB Bandung.
Karta Saputra, Tehnologi Konservasi Tanah dan Air, Jakarta: PT Bina Aksara.
Marbun MA., 1982, Kamus Geografi, Jakarta : Ghalia Indonesia.
Munir, Moch. 1996 Geologi & Mineralogi Tanah. Jakarta: Dunia Pustaka Jaya
Strahler, Athur. 1976. Physical Geography. United States of America: Wiley
International Edition.
Strahler, Alan & Strahler, Arthur. 2003. Introducing Physical Geography Third
Edition. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
Tisnasomantri, A. 1999. Geomorfologi Umum Jilid 1 (Konsep Dasar dan
Morfologi Fluvial). Bandung: Jurusan Pendidikan Geografi FPIPS-IKIP
Bandung.
Tisnasomantri, A. 1999. Geologi Umum. Bandung: Jurusan Pendidikan Geografi
FPIPS-IKIP Bandung.
Totok Gunawan dkk, 2004, Fakta dan Konsep Geografi, Jakarta: Ganexa Exact.
34
BBM 2
ATMOSFIR
Dra. Susilawati, M.Pd
Pendahuluan
Selamat! Anda sudah menyelesaikan BBM 1. Tentunya Anda memperoleh
hasil yang baik, bukan?. Sekarang, mari kita lanjutkan ke BBM 2 tentang
Atmosfir. Pada BBM ini, Anda akan mempelajari tentang Cuaca dan Iklim yang
merupakan inti dari pembahasan Atmosfir. Karena itu, sebelum mempelajarinya,
coba Anda pahami terlebih dahulu tentang pengertian cuaca dan iklim dalam
kehidupan sehari-hari! Bedakah cuaca dengan iklim? Ada apa saja yang
mempengaruhi cuaca dan iklim tersebut?
Sebagai calon guru profesional, sebaiknya Anda mempelajari pokok
bahasan ini dengan sebaik-baiknya sehingga Anda memiliki kompetensi dalam
memahami dan memprediksi unsur-unsur dan dinamika atmosfir, sebagai materi
pelajaran yang menarik untuk dibelajarkan kepada siswa. Dengan demikian, para
siswa akan merasa terbantu proses pembelajarannya di kelas dan guru pun akan
merasa bangga karena hasil belajar siswa meningkat. Karena itu, setelah
mempelajari BBM ini Anda diharapkan memiliki kemampuan sebagai berikut:
1. Mengidentifikasi ciri-ciri lapisan atmosfir
2. Menganalisis dinamika unsur-unsur cuaca dan iklim.
3. Menjelaskan klasifikasi iklim dan pengaruhnya terhadap kehidupan.
Agar semua harapan di atas dapat terwujud, maka di dalam BBM 2 ini
disajikan pembahasan dan latihan dengan butir uraian sebagai berikut:
1. Atmosfir
2. Cuaca dan iklim
3. Klasifikasi iklim
Untuk mempelajari BBM ini, sebaiknya Anda perhatikan petunjuk berikut:
1. Pahami BBM ini dengan seksama, baik isi maupun tujuannya, sehingga Anda
dapat mencapai tujuan yang diharapkan sebagai hasil belajar.
2. Setelah Anda merasa memahami, kemudian kerjakan latihan atau tugas yang
terdapat dalam BBM ini sesuai dengan petunjuknya.
3. Tuntaskan mempelajari Kegiatan Belajar 1 sehingga Anda benar-benar
memahaminya, untuk kemudian dapat dilanjutkan dengan mempelajari
Kegiatan Belajar 2, hingga tuntas mempelajari Kegiatan Belajar 3.
4. Masyarakat dan lingkungan sekitar Anda merupakan sumber belajar yang
nyata dan tepat dalam mempelajari modul ini. Tentunya pengetahuan Anda
juga harus diperkaya dengan sumber belajar lain yang dapat diambil dari
buku-buku pedoman, surat kabar dan majalah, media elektronik seperti radio
televisi, dan internet, termasuk pengalaman teman.
5. Diskusikan dengan teman atau tutor apabila Anda menemui kesulitan, karena
melalui diskusi dan kerja kelompok dapat meringankan Anda untuk mengatasi
dan menyelesaikan semua tugas dalam mempelajari modul ini.
6. Setiap akhir kegiatan, jangan lupa untuk mengisi soal yang terdapat dalam
BBM ini.
Agar dapat mengetahui sejauhmana keberhasilan Anda dalam mempelajari
BBM ini, cocokkan jawaban hasil pengisian latihan dengan kunci jawaban yang
tersedia.
Selamat belajar dan semoga sukses!
1
Kegiatan Belajar 1
ATMOSFIR
A. PENGANTAR
Sadarkah, jika setiap saat Anda membutuhkan udara segar. Sebaiknya
Anda bernafas sedalam-dalamnya dan nikmati hidup sehat dengan menghirup
udara bersih. Udara yang Anda hirup adalah udara dengan berbagai kandungan
unsurnya. Paru-paru kita secara otomatis akan menyerap memilih unsur oksigen
untuk menyertai peredaran darah dalam tubuh kita. Pertanyaannya, bagaimana
jika di permukaan bumi tidak ada udara?. Makhluk hidup yang bernafas tentu saja
akan mati. Begitu pentingnya unsur udara bagi kehidupan manusia juga mahluk
hidup lainnya. Lapisan udara itulah yang dinamakan atmosfir.
B. URAIAN MATERI
1. Unsur-unsur udara
Atmosfir berasal dari Bahasa Yunani yaitu atmosfer. Kata atmos berarti
uap dan sphaira berarti lapisan. Atmosfir merupakan lapisan udara yang
menyelubungi bumi. Keberadaan udara dalam lapisan atmosfir sangatlah penting
bagi kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya untuk bernafas. Manusia dapat
bertahan sampai satu hari tanpa air di daerah gurun yang paling panas, tetapi tanpa
udara manusia hanya bertahan beberapa menit saja.
Pada skala yang lebih luas, atmosfir berfungsi sebagai payung atau
pelindung kehidupan di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan
mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari. Atmosfir juga
merupakan penghambat benda-benda angkasa yang bergerak melaluinya,
sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfir akan menjadi panas dan hancur
sebelum mencapai bumi.
Atmosfir sebagai lapisan pelindung bumi memiliki beberapa sifat berikut:
1) Tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak memiliki wujud, hanya bisa
dirasakan oleh indra perasa kita dalam bentuk angin.
2) Memiliki berat sehingga dapat menyebabkan tekanan.
3) Memiliki sifat dinamis dan elastis yang dapat mengembang dan mengerut.
Untuk menguji bahwa di dalam udara terdapat unsur-unsur fisik cobalah
jawab pertanyaan berikut:
1) Jika Anda berada di suatu tempat dekat pompa pengisi bahan bakar bensin.
Udara di sekitarnya tampak tidak berubah, tetapi hidung kita akan merasa
terganggu oleh bau bensin.
2) Jika di sekitar Anda ada orang yang membakar kertas, tampak asap mengepul
dan menyeliputi daerah sekitarnya. Cobalah Anda masuk pada gumpalan asap
tersebut, tentu saja akan terasa sesak nafas karena udara didominasi oleh asap.
3) Di lain waktu anda berada di tempat berkabut. Kabut tersebut menyerupai
asap, bergumpal dan tampak putih. Masuklah pada gumpalan kabut tersebut
dan rasakan keadaan nafas Anda, apakah masih terasa sesak? Mengapa tidak
terasa sesak seperti masuk pada gumpalan asap pembakaran?
2
Percobaan di atas menunjukkan kepada kita bahwa di udara terkandung
banyak unsur diantaranya adalah unsur oksigen (O2) yang dibutuhkan oleh tubuh
kita untuk bernafas.
Gambar 1. Gas Utama dalam Udara Kering
Ada unsur apa saja di dalam udara di sekitar kita? Atmosfir merupakan
lapisan udara yang terdiri atas banyak unsur gas, seperti nitrogen (N2), oksigen
(O2), argon (Ar), dan karbondioksida (CO2) sebagai unsur utama dan unsur
lainnya seperti Neon (Ne), Helium (He), Ozon (O3), Hidrogen (H2), Krypton (Kr),
Metana (CH4), dan Xenon (Xe). Selain itu, terkandung pula uap air dan partikel
lain seperti debu dan garam-garaman yang kita sebut aerosol. Udara di permukaan
bumi yang mengandung uap air disebut udara lembab, sedangkan jika tidak
mengandung uap air disebut udara kering.
Gambar 1 di atas menunjukkan komposisi udara dalam keadaan kering.
Pada gambar tersebut, coba sebutkan gas apakah yang paling banyak dalam
udara? Ya, unsur kandungan nitrogen dan oksigen adalah yang paling banyak
yaitu mencapai 99,03%. Selebihnya dalam jumlah kecil adalah argon,
karbondioksida, ozon, dan lain-lain.
Unsur-unsur gas dalam udara sangat bermanfaat bagi kehidupan makhluk
hidup. Nitrogen sangat bermanfaat bagi kehidupan karena dibutuhkan oleh
tumbuhan yang berbintil-akar (seperti akar tanaman kedelai) dan beberapa jenis
ganggang. Dalam bintil-bintil akar terdapat bakteri yang hidup bersimbiosis
dengan tumbuhan inangnya. Bakteri itu akan menambat (menangkap) nitrogen
bebas dari udara menjadi nitrat. Setelah menjadi nitrat, barulah diserap oleh
tumbuhan untuk keperluan sintesis protein melalui proses metabolisme.
Tumbuhan yang mengikat nitrit kaya akan protein dan tentu saja dibutuhkan
untuk menenuhi protein nabati bagi manusia.
Manfaat oksigen sangat jelas yaitu untuk bernafas makhluk hidup yang
bernafas dengan paru-paru termasuk manusia. Manfaat karbon dioksida adalah
membantu proses fotosintesa tanaman yang berhijau daun untuk menghasilkan zat
karbohidrat yang ditampung pada buah tanaman atau pada bagian tanaman
lainnya (pada batang dan akar/umbi). Unsur ozon juga sangat bermanfaat.
Menipisnya unsur ozon di atmosfer disebut kebocoran lapisan ozon. Lapisan ozon
merupakan unsur udara pada ketinggian 15 – 35 km di atas permukaan bumi.
3
Ozon adalah gas yang molekulnya terdiri atas tiga atom oksigen (O3).
Pembentukan ozon adalah dari oksigen (O2) yang pecah akibat radiasi ultraviolet
menjadi atom oksigen. Atom oksigen hasil belahan itu masing-masing akan
bertumbukan dan membentuk lapisan ozon (O3). Kebocoran ozon adalah jika
salah satu dari tiga unsur atom oksigen itu bukan lagi dari unsur oksigen, tetapi
misalnya oleh suatu zat pencemar (polutan) seperti klorofluorokarbon (CFC).
Uap air dalam udara tidak dikatakan sebagai gas udara, karena uap air
bukan gas tetapi butiran air yang ukurannya sangat kecil. Uap air (H2O)
merupakan salah satu unsur penting dalam atmosfer, yaitu dalam proses cuaca
atau iklim yang dapat merubah fase (wujud) menjadi fase cair, atau fase padat
melalui kondensasi dan deposisi. Perubahan fase air, dilukiskan pada gambar 2.
Gambar 2. Perubahan Fase Air.
Uap air merupakan senyawa kimia udara yang tersedia dalam jumlah besar,
tersusun dari dua bagian hidrogen (H2) dan satu bagian oksigen (O). Uap air
masuk ke dalam udara melalui proses evaporasi dan transpirasi (atau digabungkan
menjadi istilah evapotranspirasi). Evaporasi adalah penguapan air yang berada di
lautan, danau, sungai, dan massa air lainnya, sedangkan transpirasi adalah
penguapan (perpindahan) air yang terkandung dalam tumbuh-tumbuhan ke udara.
Uap air akan hilang dari udara jika ia mengalami kondensasi menjadi titik-titik air
dan turun sebagai hujan.
Selain unsur gas dan uap air, lapisan udara juga memiliki unsur aerosol
yang jumlahnya tidak tetap. Aerosol adalah partikel-partikel debu, garam laut,
sulfat, atau nitrat yang berada dan melayang-layang di udara. Aerosol dapat
berasal dari letusan gunungapi, pembakaran bahan bakar minyak dari kendaraan
bermotor atau industri, deburan gelombang pecah di pantai, spora tumbuhan,
bakteri, virus flu, dan lain-lain.
Atmosfer selalu dikotori oleh debu. Debu adalah istilah yang dipakai
untuk benda yang sangat kecil sehingga tidak tampak kecuali dengan mikroskop.
Jumlah debu berubah-ubah tergantung pada tempat. Sumber debu beraneka ragam,
yaitu asap, abu vulkanik, pembakaran bahan bakar, kebakaran hutan, dan smog.
Smog singkatan dari smoke and fog adalah kabut tebal yang sering dijumpai di
daerah industri yang lembab.
Debu dapat menyerap, memantulkan, dan menghamburkan radiasi
matahari. Debu atmosfirik dapat disapu turun ke permukaan bumi oleh curah
hujan, tetapi kemudian atmosfir dapat terisi partikel debu kembali. Debu atmosfir
adalah kotoran yang terdapat di atmosfir.
4
2. Struktur Vertikal Atmosfir
Ketebalan lapisan atmosfir ini mencapai 1000 km yang diukur dari atas
permukaan air laut. Selain ketebalannya yang besar, lapisan ini juga memiliki
berat 6 milyar ton. Lapisan atmosfir tersebar berbeda baik secara vertikal maupun
horisontal. Secara vertikal, atmosfir terdiri dari troposfir, stratosfir, mesosfir, dan
thermosfir. Ada pula yang menambahkan dengan lapisan lain yaitu ionosfir, dan
exosfir. Sebagai ilustrasi, dapat Anda lihat pada gambar 3!
Gambar 3. Pembagian lapisan atmosfer berdasarkan suhu
a. Troposfir
Gejala cuaca seperti awan, petir, topan, badai dan hujan terjadi di lapisan
ini. Pada troposfir terdapat penurunan suhu akibat sangat sedikitnya troposfir
menyerap radiasi gelombang pendek yang berasal dari matahari. Sebaliknya
permukaan tanah memberikan panas pada lapisan troposfir yang terletak di
atasnya melalui peristiwa konduksi, konveksi, kondensasi, dan sublimasi yang
dilepaskan oleh uap air atmosfir.
Pertukaran panas banyak terjadi pada bagian troposfir bawah, karena itu
suhu turun dengan bertambahnya ketinggian pada situasi meteorologi (ilmu
tentang cuaca). Nilainya berkisar antara 0,5 dan 1o C tiap 100 meter dengan nilai
rata rata 0,65o C tiap 100 meter.
Udara troposfir atas sangat dingin, sehingga lebih berat dibandingkan
dengan udara di atas tropopause akibatnya udara troposfir tidak dapat menembus
tropopause. Ketinggian tropopause lebih besar di ekuator daripada di daerah kutub.
Di ekuator, tropopause terletak pada ketinggian 18 km dengan suhu - 80o C,
sedangkan di kutub tropopause hanya mencapai ketinggian 6 km dengan suhu 40o C. Tropopause adalah lapisan udara yang terdapat di antara troposfir dengan
stratosfir.
b. Stratosfir
Lapisan atmosfir di atas tropopause merupakan lapisan inversi, artinya
suhu udara bertambah tinggi (panas) seiring dengan naiknya ketinggian. Disebut
5
juga lapisan isothermis. Kenaikan suhu ini disebabkan oleh lapisan ozonosfir yang
menyerap radiasi ultra violet dari matahari. Bagian atas stratosfir dibatasi oleh
permukaan diskontinuitas suhu yang disebut stratopause. Stratopause terletak
pada ketinggian 60 km dengan suhu 0o C.
c. Mesosfir
Pada mesosfir ditandai dengan adanya penurunan orde suhu sebesar 0,4o C
setiap 100 meter, karena lapisan ini mempunyai keseimbangan radiasi yang
negatif. Bagian atas mesosfir dibatasi oleh mesopause yaitu lapisan di dalam
atmosfir yang mempunyai suhu paling rendah, kira-kira -100o C. Ketinggiannya
sekitar 85 km.
d. Thermosfir
Lapisan ini terletak pada ketinggian 85 dan 300 km yang ditandai dengan
kenaikan suhu dari -100o C sampai ratusan bahkan ribuan derajat.
Bagian atas lapisan atmosfir dibatasi oleh termopause yang meluas dari
ketinggian 300 km sampai pada ketinggian 1000 km. Suhu termopause adalah
konstan terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu, yaitu dengan insolasi
(incoming solar radiation). Suhu pada malam hari berkisar antara 300 dan 1200o
C dan pada siang hari antara 700 dan 1700o C. Densitas termopause sangat kecil,
kira-kira 10 kali densitas atmosfir permukaan tanah.
Ionosfir merupakan bagian dari lapisan thermosfir. Fungsi lapisan ini
untuk memantulkan gelombang radio sebagai alat komunikasi ke seluruh
permukaan bumi. Di atas lapisan ionosfir terdapat lapisan exosfir terluar yang
memiliki ketinggian lebih dari 700 km di atas permukaan bumi. Lapisan ini
semakin tinggi udara semakin tipis dan mendekati luar angkasa.
Persebaran kondisi atmosfir secara horisontal hanya berada pada lapisan
troposfir dan keadaannya berbeda-beda antara satu tempat dengan tempat lainnya.
Perbedaannya mengakibatkan perbedaan gejala cuaca dan iklim di permukaan
bumi. Cuaca adalah suatu keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat, yaitu
keadaan berdasarkan gejala suhu, tekanan udara, kelembaban, angin, dan curah
hujan. Di samping itu terdapat unsur cuaca lainnya yang biasa kita saksikan yaitu
penyinaran matahari, keadaan awan, gejala halilintar, pelangi, halo, dan lain-lain.
Iklim adalah suatu keadaan umum kondisi cuaca yang meliputi daerah
yang luas. Iklim merupakan kelanjutan dari hasil-hasil pengamatan dan pencatatan
unsur cuaca selama 30 tahun, karena itu iklim pada dasarnya merupakan rata-rata
dari keadaan cuaca harian secara umum. Perbedaan lainnya, iklim bersifat relatif
tetap dan stabil sedangkan cuaca selalu berubah setiap waktu.
C. LATIHAN
Jawablah soal latihan berikut dengan singkat!
1. Identifikasi manfaat atmosfir bagi kehidupan!
2. Sebutkan gas utama dalam udara!
3. Identifikasi gejala-gejala cuaca yang terdapat di lapisan troposfir!
4. Apa yang menyebabkan lapisan isothermis mengalami kenaikan suhu?
Petunjuk jawaban latihan:
1. Manfaat Atmosfir adalah:
6
a. sebagai pelindung kehidupan di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada
siang hari dan mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa di malam hari
b. penangkis meteor jang jatuh ke bumi
c. pemantul gelombang radio dan sarana komunikasi
d. untuk keperluan penerbangan
2. Gas utama dalam udara adalah Nitrogen, Oksigen, Argon, dan Karbon
dioksida.
3. Gejala-gejala cuaca yang terdapat di lapisan troposfir adalah awan, hujan,
badai guruh, badai tropis, petir dan sebagainya.
4. Yang menyebabkan lapisan isothermis mengalami kenaikan suhu adalah
karena adanya lapisan ozon yang menyerap radiasi matahari pada spektum
ultra violet.
RANGKUMAN
Atmosfir merupakan lapisan udara yang menyelubungi bumi. Keberadaan
udara dalam lapisan atmosfir sangatlah penting bagi kehidupan manusia dan
mahluk hidup lainnya terutama untuk bernafas. Atmosfir juga berfungsi sebagai
payung atau pelindung kehidupan di bumi yang memiliki sifat tidak berwarna,
tidak berbau, dan berwujud, dan fleksibel.
Di dalam atmosfir terdiri banyak unsur gas antara lain nitrogen (N2),
oksigen (O2), argon (Ar), dan karbondioksida (CO2) sebagai unsur utama dan
unsur lainnya seperti Neon (Ne), Helium (He), Ozon (O3), Hidrogen (H2),
Krypton (Kr), Metana (CH4), dan Xenon (Xe).
Lapisan atmosfir tersebar berbeda baik secara vertikal maupun ke arah
horisontal. Secara vertikal, lapisan atmosfir terdiri dari lapisan troposfir, stratosfir,
mesosfir, dan thermosfir. Selain itu ada ionosfir, dan exosfir. Persebaran kondisi
atmosfir secara horisontal hanya berada pada lapisan troposfir dan keadaannya
berbeda-beda antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaannya
mengakibatkan perbedaan gejala cuaca dan iklim di permukaan bumi.
Cuaca adalah suatu keadaan udara pada suatu saat di suatu tempat, yaitu
keadaan berdasarkan gejala suhu, tekanan udara, kelembaban, angin, dan curah
hujan. Unsur cuaca lainnya seperti sinar matahari, keadaan awan, gejala halilintar,
pelangi, halo. Sedangkan iklim adalah suatu keadaan umum kondisi cuaca yang
meliputi daerah yang luas dan merupakan hasil-hasil pengamatan dan pencatatan
unsur cuaca selama 30 tahun.
TES FORMATIF 1
Jawablah salah satu yang paling tepat pada pertanyaan di bawah ini!
1. Partikel yang bertebaran di udara disebut...
a. gas
b. asap
c. debu
d. aerosol
e. capung
2. Udara dikatakan lembab apabila kondisi dalam udara tersebut mengandung...
a. gas
7
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
b. aerosol
c. angin
d. uap air
e. minyak
Lapisan ozon terganggu karena adanya unsur yang menggantikan unsur O
pada salah satu O3. Unsur tersebut adalah...
a. gas
b. asap
c. kabut
d. aerosol
e. debu
Lapisan ozon merupakan unsur udara yang berada pada ketinggian...
a. 10 – 15 km di atas permukaan bumi
b. 15 – 35 km di atas permukaan bumi
c. 35 – 65 km di atas permukaan bumi
d. 65 – 85 km di atas permukaan bumi
e. > 85 km di atas permukaan bumi
Lapisan udara yang paling dekat dengan permukaan bumi dinamakan...
a. troposfir
b. mesosfir
c. termosfir
d. stratosfir
e. ionosfir
Lapisan udara yang berfungsi memantulkan gelombang radio disebut...
a. Ionosfir
b. Mesosfir
c. Troposfir
d. Exosfir
e. stratosfir
Sumber suhu udara yang terjadi di permukaan bumi adalah...
a. tanah yang semakin tandus
b. perkotaan yang semakin padat
c. pemakaian kendaraan bermotor
d. sinar matahari
e. banyaknya pembakaran di pabrik kapur
Gejala atmosfir berupa efek rumah kaca terjadi pada bagian lapisan...
a. troposfir
b. mesosfir
c. ionosfir
d. stratosfir
e. exosfir
Kondisi meteorologi dimana setiap naik 100 meter suhu udara akan turun 0,5
sampai dengan 0,6°C terjadi di lapisan...
a. troposfir
b. mesosfir
c. ionosfir
8
d. stratosfir
e. termosfir
10. Perubahan uap air menjadi titik-titik air karena mengalami kenaikan tempat
dinamakan...
a. intersepsi
b. infiltrasi
c. aurora
d. kondensasi
e. evapotranpirasi
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang
terdapat di bagian akhir BBM ini. Hitunglah jawaban anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap
materi Kegiatan Belajar 1.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 2. Tetapi bila tingkat penguasaan anda masih di bawah
80%, anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum
anda kuasai.
9
Kegiatan Belajar 2
CUACA DAN IKLIM
A. PENGANTAR
Tentunya Anda sudah dapat membedakan antara cuaca dengan iklim,
bukan? Coba Anda pahami hal ini kalimat berikut! “Hari ini sangat cerah”, dan
“Bulan bulan belakangan ini tidak tampak turun hujan, sehingga dimana-mana
terjadi kekeringan”. Dapatkah Anda membedakan kalimat tersebut? Kalimat
pertama menunjukkan saat itu juga dan waktunya sangat singkat, inilah pengertian
dari cuaca. Pernyataan kedua, karena waktunya sangat lama atau panjang, hal itu
menunjukkan pengertian iklim. Benarkah demikian? Di dalam keduanya terdapat
unsur-unsur. Pada bagian ini Anda akan diajak untuk mengidentifikasi unsurunsurnya tersebut.
B. URAIAN MATERI
1. Pengertian Cuaca dan Iklim
Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu
yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca itu terbentuk dari
gabungan unsur cuaca yaitu keadaan berdasarkan gejala suhu, tekanan udara,
kelembaban, angin, dan curah hujan dengan jangka waktu cuaca bisa hanya
beberapa jam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya
bisa berbeda-beda untuk setiap tempat serta setiap jamnya. Di samping itu
terdapat unsur cuaca lainnya yang biasa kita saksikan yaitu penyinaran matahari,
keadaan awan, gejala halilintar, pelangi, halo, dan lain-lain.
Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar
24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika
(BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara negara yang sudah maju
perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat).
Sedangkan iklim adalah suatu keadaan umum kondisi cuaca yang meliputi
daerah yang luas. Iklim merupakan kelanjutan dari hasil-hasil pengamatan dan
pencatatan unsur cuaca selama 30 tahun, karena itu iklim pada dasarnya
merupakan rata-rata dari keadaan cuaca harian secara umum. Perbedaan lainnya,
iklim bersifat relatif tetap dan stabil sedangkan cuaca selalu berubah setiap waktu.
Matahari merupakan kendali iklim yang sangat penting, selain sebagai
sumber energi yang dapat menimbulkan gerak udara dan arus laut. Kendali iklim
lainnya, seperti distribusi darat dan air, tekanan tinggi dan rendah, massa udara,
pegunungan, arus laut dan badai.
Perlu Anda ketahui bahwa ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut
Klimatologi dan ilmu yang mempelajari keadaan cuaca disebut Meteorologi.
2. Unsur-unsur Cuaca dan Iklim
Pengamatan keadaan cuaca dan atau iklim biasanya memperhatikan
sejumlah persebaran komponen cuaca yaitu temperatur, tekanan udara,
kelembaban, awan, curah hujan, dan angin.
10
a. Suhu Udara
Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat untuk
mengukur suhu udara atau derajat panas disebut termometer. Pengukuran
dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Suhu udara
tertinggi di muka bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan makin ke
kutub, makin dingin. Alat pengukur temperatur udara dinamakan termometer atau
termograf. Alat ini dilengkapi pena dan silinder yang berputar otomatis.
Tabel 1. Beberapa Skala pengukuran
Skala Pengukuran
Fahrenheit
Celcius
Kelvin
Titik Didih Air
212
100
373
Titik Beku Air
32
0
273
Titik Absolut
- 460
- 273
0
Saat Anda mendaki gunung maka suhu udara akan terasa dingin setelah
mencapai ketinggian bertambah. Sebagaimana sudah dijelaskan sebelumnya,
bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter, suhu udara berkurang (turun) rata-rata
0,6o C. Penurunan suhu seperti ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse
rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1o C.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara suatu
daerah adalah:
1) Lama penyinaran matahari.
2) Sudut datang sinar matahari.
3) Relief permukaan bumi.
4) Banyak sedikitnya awan.
5) Perbedaan letak lintang.
Untuk mengetahui temperatur rata-rata suatu tempat digunakan rumus:
Keterangan:
Tx = temperatur rata rata suatu tempat (x) yang dicari
To = temperatur suatu tempat yang sudah diketahui
h = tinggi tempat (x)
Contoh:
Temperatur di daerah Lembang 200C. Ketinggian tempat 700 m di atas
permukaan laut. Berapakah temperatur rata-rata di Kota Bandung?
Jawab:
To = 200 C
H = 700 m dpl
11
Udara akan menjadi panas karena adanya penyinaran matahari. Dari
penyinaran matahari permukaan bumi menerima panas pertama. Udara akan
menerima panas dari permukaan bumi yang dipancarkan kembali setelah diubah
dalam bentuk gelombang panjang.
Radiasi yang dipancarkan matahari tidak seluruhnya diterima oleh bumi.
Bumi menyerap radiasi sebesar 51%, selebihnya mengalami proses pembauran
7%, pemantulan kembali oleh awan 20% dan oleh bumi 4%, dan diserap oleh
awan sekitar 3%, serta molekul udara dan debu atmosfre sebesar 19%.
Gambar 1. Intensitas sinar matahari
Pemanasan udara dapat terjadi melalui dua proses pemanasan, yaitu
pemanasan langsung dan pemanasan tidak langsung.
1) Pemanasan secara langsung, dapat terjadi melalui beberapa proses berikut:
a) proses absorbsi, adalah penyerapan unsur-unsur radiasi matahari, misalnya
sinar gama, sinar-X, dan ultra-violet. Unsur unsur yang menyerap radiasi
matahari tersebut adalah oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen, dan debu.
b) proses refleksi, adalah pemanasan matahari terhadap udara tetapi
dipantulkan kembali ke angkasa oleh butir-butir air (H2O), awan, dan
partikel-partikel lain di atmosfir.
c) proses difusi, sinar matahari mengalami difusi berupa sinar gelombang
pendek biru dan lembayung berhamburan ke segala arah. Proses ini
menyebabkan langit berwarna biru.
2) Pemanasan tidak langsung
Pemanasan tidak langsung dapat terjadi dengan cara-cara berikut:
a) konduksi adalah pemberian panas oleh matahari pada lapisan udara bagian
bawah kemudian lapisan udara tersebut memberikan panas pada lapisan
udara di atasnya.
b) konveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara vertikal ke atas.
c) adveksi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang horizontal
(mendatar).
d) turbulensi adalah pemberian panas oleh gerak udara yang tidak teratur dan
berputar-putar ke atas tetapi ada sebagian panas yang dipantulkan kembali
ke atmosfir.
12
Di Indonesia, keadaan suhu udara relatif bervariasi. Data rata-rata suhu udara di
beberapa kota di Indonesia, dapat anda lihat pada tabel 2.
Tabel 2. Rata-rata suhu udara di beberapa kota di Indonesia
Rata-rata suhu tahunan, di Indonesia sekitar 26,8oC. Dalam peta, daerah daerah
yang suhu udaranya sama dihubungkan dengan garis isotherm.
b. Tekanan Udara
Udara mempunyai berat dan tekanan. Lapisan udara mulai dari permukaan
bumi hingga ke atas, memberi tekanan tertentu. Tekanan udara adalah berat massa
udara di atas suatu wilayah. Tekanan udara menunjukkan tenaga yang bekerja
untuk menggerakkan masa udara dalam setiap satuan luas tertentu.
Pada setiap bidang yang luasnya 1 cm2 dengan tinggi kira-kira 10.000 km
di atas permukaan bumi memberi tekanan dengan berat 1033,3 gram atau satu
atmosfer. Kalau orang mengambil suatu kolom udara dari 1 m2 penampang, maka
beratnya sudah mencapai 10.333 kg. Semakin tinggi suatu tempat semakin
berkurang tekanannya karena tiang udara semakin berkurang. Tekanan udara di
atas permukaan laut akan lebih besar daripada di puncak gunung karena tinggi
tiang udara di permukaan laut lebih panjang tiangnya daripada di puncak gunung.
Besar atau kecilnya tekanan udara, dapat diukur dengan menggunakan
barometer. Orang pertama yang mengukur tekanan udara adalah Torri Celli
(1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa. Satuan dalam ukuran
tekanan udara adalah bar. 1 (satu) bar = 1000 milibar (mb). Jenis barometer ada
dua yaitu (1) barometer air raksa dan (2) barometer kotak (aneroid).
Barometer air raksa teriri atas sebuah bejana kaca yang ujung atasnya
tertutup hingga hampa udara. Bejana terisi air raksa, ukuran penampangnya 1 cm2
dengan panjang 1 m. Ujung bawahnya terbuka dan berdiri dalam sebuah bak yang
berisikan air raksa pula. Juluran tinggi air pada tabung di atas udara hampa adalah
760 mm, walaupun dimiringkan tinggi air raksa tetap 760 mm. Suatu kolom air
raksa dari 760 mm menyebabkan tekanan yang besarnya 1,013 bar atau 1013 mb.
Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan
udaranya disebut isobar. Bidang isobar ialah bidang yang tiap-tiap titiknya
mempunyai tekanan udara sama. Jadi perbedaan suhu akan menyebabkan
perbedaan tekanan udara.
13
Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan
mengembang dan naik. Karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah.
Ditempat lain terdapat tekanan udara tinggi sehingga terjadilah gerakan udara dari
daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara rendah. Gerakan udara
tersebut dinamakan angin.
Gambar 2. Barometer Aneroid
c. Angin
Secara sederhana, angin adalah udara yang bergerak. Angin merupakan
fenomena keseharian yang selalu kamu rasakan. Angin merupakan gerakan udara
mendatar atau sejajar dengan permukaan bumi yang terjadi karena adanya
perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaan
tekanan tersebut disebabkan karena kedua tempat memiliki suhu yang berbeda
sebagai akibat radiasi matahari yang berbeda pula. Angin bergerak dari tekanan
tinggi ke tekanan rendah. Jika telah mencapai keseimbangan, maka udara tersebut
cenderung diam atau tenang.
Gambar 3. Bentuk angin sebagai hasil dari perbedaan temperatur lokal
Dari mana dan menuju ke manakah angin itu bergerak? Tiupan angin
terjadi apabila di suatu daerah ada perbedaan tekanan udara, yaitu tekanan udara
maksimum dan tekanan udara minimum. Angin bergerak dari daerah bertekanan
udara maksimum ke minimum.
Misalnya, pada bulan Desember matahari sedang berada di Belahan Bumi
Selatan (BBS), contohnya Benua Australia. Karena pengaruh sinar matahari,
14
udara di Benua Australia akan memuai sehingga tekanannya menjadi rendah
(minimum). Adapun di Belahan Bumi Utara (BBU), contohnya Benua Asia, pada
bulan Desember sedang mengalami musim dingin sehingga tekanan udaranya
tinggi (maksimum). Karena perbedaan tekanan udara tersebut, bergeraklah massa
udara (angin) dari Benua Asia ke Benua Australia.
Ada tiga hal penting yang menyangkut sifat angin yaitu: kekuatan angin,
arah angin, dan kecepatan angin.
1) Kekuatan Angin
Menurut hukum Stevenson, kekuatan angin berbanding lurus dengan
gradient barometriknya. Gradient baromatrik ialah angka yang menunjukkan
perbedaan tekanan udara dari dua isobar pada tiap jarak 15 meridian (111 km).
Gambar 4. Kekuatan angin A dan P terletak pada isobar 1000 mb. B dan Q
pada isobar 990 mb. Jarak AB = 80 km, Jarak PQ = 150 km
Jadi angin yang bertiup dari A ke B lebih kuat daripada angin yang bertiup dari P
ke Q.
2) Arah Angin
Satuan yang digunakan untuk besaran arah angin disebut derajat (o). 1
derajat untuk arah angin dari utara. 90 derajat untuk arah angin dari timur. 180
derajat untuk arah angin dari selatan. 270 derajat untuk arah angin dari barat.
Angin menunjukkan dari mana datangnya angin dan bukan ke mana angin
itu bergerak. Menurut hukum Buys Ballot, udara bergerak dari daerah yang
bertekanan tinggi (maksimum) ke daerah bertekanan rendah (minimum), di
belahan bumi utara berbelok ke kanan sedangkan di belahan bumi selatan
berbelok ke kiri.
15
Gambar 5. Kompas yang menunjukkan 16 arah mata angin
Arah angin dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu: gradient barometrik, rotasi
bumi, dan kekuatan yang menahan (rintangan). Makin besar gradient barometrik,
makin besar pula kekuatannya. Angin yang besar kekuatannya makin sulit
berbelok arah. Rotasi bumi, dengan bentuk bumi yang bulat, menyebabkan
pembelokan arah angin. Pembelokan angin di ekuator sama dengan 0 (nol). Makin
ke arah kutub pembelokannya makin besar. Pembelokan angin yang mencapai 90o
sehingga sejajar dengan garis isobar disebut angin geotropik. Hal ini banyak
terjadi di daerah beriklim sedang di atas samudra. Kekuatan yang menahan dapat
membelokan arah angin. Sebagai contoh, pada saat melalui gunung, angin akan
berbelok ke arah kiri, ke kanan atau ke atas.
3) Kecepatan angin
Atmosfer ikut berotasi dengan bumi. Molekul-molekul udara mempunyai
kecepatan gerak ke arah timur, sesuai dengan arah rotasi bumi. Kecepatan gerak
tersebut disebut kecepatan linier. Bentuk bumi yng bulat ini menyebabkan
kecepatan linier makin kecil jika makin dekat ke arah kutub. Lihat tabel 3. Alat
yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer.
Tabel 3. Hubungan antara lintang tempat dan kecepatan linier
Alat untuk mengukur arah angin, yaitu sisip angin. Anak panah pada sisip angin
akan selalu mengarah ke arah dari mana angin bertiup. Misalnya, angin bertiup
dari arah utara. Sedangkan kecepatan angin diukur dengan menggunakan
anemometer. Semakin cepat angin bertiup, semakin cepat mangkuk berputar.
Sebuah pencatat mencatat kecepatan angin dalam satuan meter/menit.
Dengan menggunakan anemometer, kamu dapat mengetahui kecepatan
angin. Untuk memudahkan dalam pemberian informasi, kecepatan angin biasanya
menggunakan Skala Beaufort.
16
Gambar 6. Alat pengukur kecepatan dan arah angin
Tabel 4. Skala Kecepatan Angin Beaufort
Kode
Beaufort
0
1
Kecepatan
(Mil/Jam)
<1
2–3
Kecepatan
(Km/Jam)
<1
1-5
Jenis
Angin
Calm
Light Air
2
4–7
6 - 11
Light
Breeze
3
8 -12
12- 19
4
13 – 18
20 - 29
5
19 - 24
30 - 38
6
25 – 31
39 - 51
7
32 – 38
51 - 61
8
39 – 46
62 - 74
9
47 – 54
75 - 86
Gentle
Breeze
Moderate
Breeze
Fresh
Breeze
Strong
Breeze
Moderate
Gale
Fresh
Gale
Strong
Gale
10
55 – 63
87 - 101
11
64 – 74
102 - 120
12
> 75
> 120
Sumber: www.Physicalgeography.net
Whole
gale
Storm
Hurricane
Efek pada Lingkungan
Asap naik vertikal
Arah angin ditunjukkan oleh gerkan asap
buka dengan wind vanes
Angin terasa pada muka orang, daun-daun
gemerisik, penunjukkan angin mulai
bergerak
Daun-daun dan ranting bergoyang dengan
tetap angin menyebabkan bendera berkibar
Debu kertas dan dahan atau cabang pohon
bergoyang
Pohon-pohon kecil yang berdaun mulai
bergoyang
Dahan-dahan besar bergoyang-goyang dan
kawat telegraf berdesing
Seluruh pohon bergoyang. Berjalan
melawan angin sukar
Rating-ranting patah dari pohonnya dan
lalu lintas terganggu
Bangunan-bangunan ringan mengalami
kerusakan, cerobong asap pabrik
bergoyang kemudian runtuh
Pohon-ppohon tumbang kerusakan
bangunan agak banyak
Kerusakan meluas ke mana-mana
Besar, hebat, ganas dan meluas
4) Sistem Angin
Di dalam kehidupan sehari-hari, Anda mengenal beberapa jenis angin.
Penamaan angin bergantung pada arah mana angin itu bertiup. Misalnya, jika
datangnya dari arah gunung disebut angin gunung, dan jika datangnya dari arah
timur disebut angin timur. Berikut adalah berbagai sistem angin yang ada di bumi.
a) Angin Passat
Angin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun dari daerah
subtropik menuju ke daerah ekuator (khatulistiwa). Angin Passat Timur Laut
17
bertiup di belahan bumi Utara. Sedangkan Angin Passat Tenggara bertiup di
belahan bumi Selatan.
Di sekitar khatulistiwa, kedua angin passat ini bertemu. Karena temperatur
di daerah tropis selalu tinggi, maka massa udara tersebut dipaksa naik secara
vertikal (konveksi). Daerah pertemuan kedua angin passat tersebut dinamakan
Daerah Konvergensi Antar Tropik (DKAT). DKAT ditandai dengan temperatur
yang selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, wilayah DKAT terbebas dari
adanya angin topan. Akibatnya daerah ini dinamakan daerah doldrum (wilayah
tenang).
b) Angin Anti Passat
Udara di atas daerah ekuator yang mengalir ke daerah kutub dan turun di
daerah maksimum subtropik merupakan angin Anti Passat. Di belahan bumi Utara
disebut Angin Anti Passat Barat Daya dan di belahan bumi Selatan disebut Angin
Anti Passat Barat Laut. Pada daerah sekitar lintang 200 – 300 LU dan LS, angin
anti passat kembali turun secara vertikal sebagai angin yang kering. Angin kering
ini menyerap uap air di udara dan permukaan daratan. Akibatnya, terbentuk gurun
di muka bumi, misalnya gurun di Saudi Arabia, Gurun Sahara (Afrika), dan gurun
di Australia.
Di daerah Subtropik (300 – 400 LU/LS) terdapat daerah “teduh subtropik”
yang udaranya tenang, turun dari atas, dan tidak ada angin. Sedangkan di daerah
ekuator antara 100 LU – 100 LS terdapat juga daerah tenang yang disebut daerah
Teduh Ekuator atau daerah Doldrum.
Gambar 7. Sirkulasi Angin
c) Angin Barat
Sebagian udara yang berasal dari daerah maksimum subtropis Utara dan
Selatan mengalir ke daerah sedang Utara dan daerah sedang Selatan sebagai angin
Barat. Pengaruh angin Barat di belahan bumi Utara tidak begitu terasa karena
18
hambatan dari benua. Di belahan bumi Selatan pengaruh angin Barat ini sangat
besar, tertama pada daerah lintang 60o LS. Di sini bertiup angin Barat yang sangat
kencang yang oleh pelaut-pelaut disebut roaring forties.
d) Angin Timur
Di daerah Kutub Utara dan Kutub Selatan bumi terdapat daerah dengan
tekanan udara maksimum. Dari daerah ini mengalirlah angin ke daerah minimum
subpolar (60o LU/LS). Angin ini disebut angin Timur, bersifat dingin karena
berasal dari daerah kutub.
e) Angin Muson (Monsun)
Angin muson ialah angin yang berganti arah secara berlawanan setiap
setengah tahun. Umumnya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang
kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah.
Pada bulan Oktober – April, matahari berada di belahan langit selatan,
sehingga benua Australia lebih banyak memperoleh pemanasan matahari dari
benua Asia. Akibatnya di Australia terdapat pusat tekanan udara rendah (depresi)
sedangkan di Asia terdapat pusat tekanan udara tinggi (kompresi). Keadaan ini
menyebabkan arus angin dari benua Asia ke benua Australia. Di Indonesia angin
ini merupakan Angin Musim Timur Laut di belahan bumi utara dan Angin Musim
Barat di belahan bumi Selatan. Karena melewati Samudra Pasifik dan Samudra
Hindia maka banyak membawa uap air, sehingga pada umumnya di Indonesia
terjadi musim penghujan. Musim penghujan meliputi hampir seluruh wilayah
Indonesia, hanya saja persebarannya tidak merata. Makin ke Timur curah hujan
makin berkurang karena kandungan uap airnya makin sedikit.
Gambar 8. Arah angin musim barat dan angin musim timur di Indonesia
Pada bulan April – Oktober, matahari berada di belahan langit Utara,
sehingga benua Asia lebih panas daripada benua Australia. Akibatnya, di Asia
terdapat pusat-pusat tekanan udara rendah, sedangkan di Australia terdapat pusatpusat tekanan udara tinggi yang menyebabkan terjadinya angin dari Australia
menuju Asia. Di Indonesia, terjadi angin musim timur di belahan bumi Selatan
19
dan angin musim barat daya di belahan bumi Utara. Karena tidak melewati lautan
yang luas maka angin tidak banyak mengandung uap air oleh karena itu pada
umumnya di Indonesia terjadi musim kemarau, kecuali pantai barat Sumatera,
Sulawesi Tenggara, dan pantai Selatan Irian Jaya. Lihat gambar 8 di atas.
Antara kedua musim tersebut ada musim yang disebut Musim Pancaroba
(Peralihan), yaitu: Musim Kemareng yang merupakan peralihan dari musim
penghujan ke musim kemarau, dan Musim Labuh yang merupakan peralihan
musim kemarau ke musim penghujan. Adapun ciri-ciri musim pancaroba seperti
udara terasa panas, arah angin tidak teratur dan terjadi hujan secara tiba-tiba
dalam waktu singkat dan lebat.
Akan tetapi, saat ini musim penghujan maupun kemarau di Indonesia tidak
beraturan seperti pada prediksi sebelumnya. Kadang kita menemukan banyak
hujan di bulan-bulan selain bulan penghujan, atau sebaliknya. Hal ini merupakan
dampak dari pemanasan global (global warming) yang menyebabkan terjadinya
perubahan iklim dunia salah satunya.
f) Angin Lokal
Di samping angin musim, di Indonesia juga terdapat angin lokal (setempat)
yaitu sebagai berikut:
(1) Angin darat dan angin laut
Angin ini terjadi di daerah pantai. Pada siang hari daratan lebih cepat
menerima panas dibandingkan dengan lautan. Angin bertiup dari laut ke darat,
disebut angin laut. Sebaliknya, pada malam hari daratan lebih cepat
melepaskan panas dibandingkan dengan lautan. Daratan bertekanan
maksimum dan lautan bertekanan minimum. Angin bertiup dari darat ke laut,
disebut angin darat. Lihat gambar 9.
Gambar 9. Angin laut dan angin darat
(2) Angin lembah dan angin gunung
Pada siang hari udara yang seolah-olah terkurung pada dasar lembah lebih
cepat panas dibandingkan dengan udara di puncak gunung yang lebih terbuka
(bebas), maka udara mengalir dari lembah ke puncak gunung menjadi angin
lembah. Sebaliknya pada malam hari udara mengalir dari gunung ke lembah
menjadi angin gunung.
(3) Angin jatuh yang sifatnya kering dan panas
Angin jatuh atau Fohn ialah angin jatuh bersifatnya kering dan panas terdapat
di lereng pegunungan Alpine. Sejenis angin ini banyak terdapat di Indonesia
20
dengan nama angin Bahorok (Deli), angin Kumbang (Cirebon), angin
Gending di Pasuruan (Jawa Timur), dan Angin Brubu di Sulawesi Selatan).
d. Kelembaban Udara
Di udara terdapat uap air yang berasal dari penguapan samudra (sumber
yang utama). Sumber lainnya berasal dari danau-danau, sungai-sungai, tumbuhtumbuhan, dan sebagainya. Makin tinggi suhu udara, makin banyak uap air yang
dapat dikandungnya. Hal ini berarti makin lembablah udara tersebut. Alat untuk
mengukur kelembaban udara dinamakan hygrometer.
Ada dua macam kelembaban udara:
1) Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang terdapat di udara
pada suatu tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam 1 m³
udara.
2) Kelembaban udara relatif, ialah perbandingan jumlah uap air dalam udara
(kelembaban absolut) dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung
oleh udara tersebut dalam suhu yang sama dan dinyatakan dalam persen (%).
Contoh:
Dalam 1 m³ udara yang suhunya 20o C terdapat 14 gram uap air (basah absolut =
14 gram), sedangkan uap air maksimum yang dapat dikandungnya pada suhu 20o
C = 20 gram.
Jadi kelembaban relatif udara itu =
e. Curah Hujan
Curah hujan yaitu jumlah air hujan yang turun pada suatu daerah dalam
waktu tertentu. Alat untuk mengukur banyaknya curah hujan disebut Rain gauge.
Curah hujan diukur dalam harian, bulanan, dan tahunan. Curah hujan yang jatuh
di wilayah Indonesia dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
1) bentuk medan/topografi
2) arah lereng medan
3) arah angin yang sejajar dengan garis pantai
4) jarak perjalanan angin di atas medan datar
Hujan ialah peristiwa sampainya air dalam bentuk cair maupun padat yang
dicurahkan dari atmosfer ke permukaan bumi. Garis pada peta yang
menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai curah hujan yang sama disebut
Isohyet.
Berdasarkan ukuran butirannya, hujan dibedakan menjadi:
1) hujan gerimis/drizzle, diameter butir-butirannya kurang dari 0,5 mm;
2) hujan salju/snow, terdiri dari kristal-kristal es yang temperatur udaranya
berada di bawah titik beku;
3) hujan batu es, merupakan curahan batu es yang turun di dalam cuaca panas
dari awan yang temperaturnya di bawah titik beku; dan
4) hujan deras/rain, yaitu curahan air yang turun dari awan yang temperaturnya
di atas titik beku dan diameter butirannya kurang lebih 7 mm.
Sedangkan berdasarkan proses terjadinya, hujan dibedakan atas:
21
1) Hujan Frontal, adalah hujan yang terjadi di daerah front, yang disebabkan oleh
pertemuan dua massa udara yang berbeda temperaturnya. Massa udara
panas/lembab bertemu dengan massa udara dingin/padat sehingga
berkondensasi dan terjadilah hujan.
Lihat gambar 11.
Gambar 10. Hujan Frontal
2) Hujan Zenithal/ Ekuatorial/ Konveksi/ Naik Tropis, jenis hujan ini terjadi
karena udara naik disebabkan adanya pemanasan tinggi. Terdapat di daerah
tropis antara 23,5o LU - 23,5o LS. Oleh karena itu disebut juga hujan naik
tropis. Arus konveksi menyebabkan uap air di ekuator naik secara vertikal
sebagai akibat pemanasan air laut terus menerus. Terjadilah kondensasi dan
turun hujan. Itulah sebabnya jenis hujan ini dinamakan juga hujan ekuatorial
atau hujan konveksi. Disebut juga hujan zenithal karena pada umumnya hujan
terjadi pada waktu matahari melalui zenit daerah itu. Semua tempat di daerah
tropis itu mendapat dua kali hujan zenithal dalam satu tahun. Lihat gambar 12.
Gambar 11. Hujan Zenithal atau Hujan
3) Hujan Orografis/Hujan Naik Pegunungan, terjadi karena udara yang
mengandung uap air dipaksa oleh angin mendaki lereng pegunungan yang
makin ke atas makin dingin sehingga terjadi kondensasi, terbentuklah awan
dan jatuh sebagai hujan. Hujan yang jatuh pada lereng yang dilaluinya disebut
hujan orografis, sedangkan di lereng sebelahnya bertiup angin jatuh yang
kering dan disebut daerah bayangan hujan. Lihat gambar 13.
22
Gambar 12. Hujan Orografis
f. Awan
Awan ialah kumpulan titik-titik air/kristal es di dalam udara yang terjadi
karena adanya kondensasi/sublimasi dari uap air yang terdapat dalam udara. Awan
yang menempel di permukaan bumi disebut kabut. Awan dapat diklasifikasikan
sebagai berikut.
1) Menurut morfologinya (bentuknya). Berdasatkan morfologinya, awan
dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
a) Awan Commulus yaitu awan yang bentuknya bergumpal-gumpal (bunarbundar) dan dasarnya horizontal.
b) Awan Stratus yaitu awan yang tipis dan tersebar luas sehingga dapat
menutupi langit secara merata. Dalam arti khusus awan stratus adalah
awan yang rendah dan luas.
c) Awan Cirrus yaitu awan yang berdiri sendiri yang halus dan berserat,
berbentuk seperti bulu burung. Sering terdapat kristal es tapi tidak dapat
menimbulkan hujan.
2) Berdasarkan ketinggiannya, awan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
a) Awan tinggi (lebih dari 6000 m – 9000 m), karena tingginya selalu terdiri
dari kristal-kristal es:
(1) Cirrus (Ci) : awan tipis seperti bulu burung.
(2) Cirro stratus (Ci-St) : awan putih merata seperti tabir.
(3) Cirro Cumulus (Ci-Cu) : seperti sisik ikan.
b) Awan sedang (2000 m – 6000 m):
(1) Alto Comulus (A-Cu) : awan bergumpal gumpal tebal.
(2) Alto Stratus (A- St) : awan berlapis-lapis tebal.
c) Awan rendah (di bawah 200 m):
(1) Strato Comulus (St-Cu) : awan yang tebal luas dan bergumpal-gumpal.
(2) Stratus (St) : awan merata rendah dan berlapis-lapis.
(3) Nimbo Stratus (No-St) : lapisan awan yang luas, sebagian telah
merupakan hujan.
d) Awan yang terjadi karena udara naik, terdapat pada ketinggian 500 m –
1500 m:
(1) Cummulus (Cu) : awan bergumpal-gumpal, dasarnya rata.
(2) Comulo Nimbus (Cu-Ni): awan yang bergumpal gumpal luas dan
sebagian telah merupakan hujan, sering terjadi angin ribut.
23
C.
1.
2.
3.
4.
LATIHAN
Jelaskan perbedaan cuaca dengan iklim!
Sebutkan unsur-unsur yang terdapat dalam cuaca dan iklim?
Apa yang dimaksud dengan gradien termometrik?
Jelaskan tipe-tipe hujan berdasarkan proses terjadinya!
Petunjuk jawaban latihan:
1. Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang
relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Misalnya: pagi hari, siang
hari atau sore hari. Sedangkan iklim adalah suatu keadaan umum kondisi
cuaca yang meliputi daerah yang luas. Iklim merupakan kelanjutan dari hasilhasil pengamatan dan pencatatan unsur cuaca selama 30 tahun, karena itu
iklim pada dasarnya merupakan rata-rata dari keadaan cuaca harian secara
umum. Perbedaan lainnya, iklim bersifat relatif tetap dan stabil sedangkan
cuaca selalu berubah setiap waktu.
2. Unsur-unsur cuaca dan iklim adalah suhu, angin, awan, curah hujan,
kelembapan udara, dan tekanan udara.
3. Penurunan suhu atau kenaikan suhu yang disebut gradient temperatur vertikal
atau lapse rate, di mana tiap kenaikan bertambah 100 meter, suhu udara
berkurang (turun) rata-rata 0,6o C.
4. Hujan Frontal, adalah hujan yang terjadi di daerah front, yang disebabkan oleh
pertemuan dua massa udara yang berbeda temperaturnya. Massa udara
panas/lembab bertemu dengan massa udara dingin/padat sehingga
berkondensasi dan terjadilah hujan. Hujan Zenithal/ Ekuatorial/ Konveksi/
Naik Tropis, jenis hujan ini terjadi karena udara naik disebabkan adanya
pemanasan tinggi. Dan Hujan Orografis/Hujan Naik Pegunungan, terjadi
karena udara yang mengandung uap air dipaksa oleh angin mendaki lereng
pegunungan yang makin ke atas makin dingin sehingga terjadi kondensasi,
terbentuklah awan dan jatuh sebagai hujan.
RANGKUMAN
Cuaca adalah keadaan atmosfer pada periode waktu tertentu dan meliputi
wilayah yang sempit, sedangkan iklim adalah keadaan atmosfer pada periode
waktu yang lama dan meliputi wilayah yang luas. Unsur-unsur cuaca dan iklim
meliputi suhu, tekanan udara, kelembapan udara, hujan, dan angin.
Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Tekanan udara
adalah berat massa udara di atas suatu wilayah. Tekanan udara menunjukkan
tenaga yang bekerja untuk menggerakkan masa udara dalam setiap satuan luas
tertentu. Angin merupakan gerakan udara mendatar atau sejajar dengan
permukaan bumi yang terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara antara satu
tempat dengan tempat lainnya. Kelembapan udara adalah banyaknya uap air
dalam udara yang berasal dari penguapan samudra, danau, sungai, rawa, dan
lainnya. Hujan ialah peristiwa sampainya air dalam bentuk cair maupun padat
yang dicurahkan dari atmosfer ke permukaan bumi.
24
TES FORMATIF 2
Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!
1. Di bawah ini terdapat faktor-faktor pembentuk cuaca dan iklim, kecuali...
a. curah hujan
b. kelembaban udara
c. suhu udara
d. tekanan udara
e. lapisan udar
2. Ilmu pengetahuan yang mempelajari iklim disebut...
a. geomorfologi
b. meteorologi
c. petrologi
d. klimatologi
e. astronomi
3. Jika garis di pinggir terdapat pada peta, garis itu disebut...
a. homoseista
b. isotherm
c. ishibath
d. isoseista
e. ishobar
4. Cepat menerima panas dan cepat pula melepaskan panas merupakan sifat
dari...
a. daratan
b. gas
c. lautan
d. angin
e. kayu
5. Angin laut akan terjadi pada waktu...
a. pagi-pagi
b. petang hari
c. siang dan malam
d. siang hari
e. malam hari
6. Udara yang lembab absolutnya 17,2 gram dan lembab maksimumnya 24 gram
akan mempunyai kelembaban relatif sebesar...
a. 92,67%
b. 76.67%
c. 71,67%
d. 87,22%
e. 74,33%
7. Arah angin yang terdapat pada suatu tempat akan mengikuti...
a. hukum Boys Ballot
b. hukum Kepler
c. hukum Laska
d. hukum Gravitasi
e. hukum Boyle
25
8. Hujan yang terjadi karena uap air naik secara vertikal disebut...
a. hujan muson
b. hujan siklon
c. hujan konveksi
d. hujan frontal
e. hujan orografis
9. Angin yang selalu bertiup menuju daerah ekuator disebut...
a. angin siklon
b. angin barat
c. angin anti passat
d. angin muson
e. angin passat
10. Suhu harian adalah...
a. suhu rata-rata harian dalam satu minggu
b. suhu tertinggi dalam satu hari
c. suhu terendah dalam satu hari
d. suhu rata rata selama 24 jam
e. perubahan suhu selama 24 jam
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 2 yang
terdapat di bagian akhir BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan Belajar 2.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 3. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah
80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
26
Kegiatan Belajar 3
KLASIFIKASI IKLIM
A. PENGANTAR
Tentu Anda dapat menyebutkan faktor-faktor yang menyebabkan
perubahan iklim? Ya, iklim di bumi ini tersebar dengan karakteristiknya masingmasing, tergantung pada faktor-faktor yang mempengaruhinya.
Apabila diklasifikasikan maka di bumi ini tersebar berbagai jenis iklim
berdasarkan karakteristiknya masing-masing. Untuk mendapatkan gambaran iklim
suatu tempat dengan tepat, tidak cukup hanya memperhatikan unsur-unsur cuaca
rata-rata saja, tetapi harus diperhatikan juga perubahannya sepanjang waktu. Agar
Anda memahami tentang klasifikasi iklim, sebaiknya Anda pelajari bagian ini
dengan sebaik-baiknya!
B. URAIAN MATERI
Terjadinya iklim yang bermacam-macam di permukaan bumi disebabkan
karena rotasi dan revolusi bumi dan adanya perbedaan garis lintang. Beberapa
macam iklim antara lain sebagai berikut.
1. Iklim Matahari
Klasifikasi iklim matahari didasarkan pada banyak sedikitnya sinar
matahari yang diterima oleh permukaan bumi. Pembagian daerah iklimnya adalah
sebagai berikut:
1) daerah iklim tropis : 0o – 23,5o LU/LS
2) daerah iklim sub tropis : 23,5o – 40o LU/LS
3) daerah iklim sedang : 40o – 66,5o LU/LS
4) daerah iklim dingin : 66,5o – 90o LU/LS
Gambar 1. Pembagian daerah iklim matahari
2. Iklim Kodrat
Pembagian iklim ini disesuaikan dengan batas kehidupan tumbuhtumbuhan dan sebagai batas daerah iklimnya dipergunakan garis isotherm pada
bulan terpanas dan terdingin selama satu tahun.
27
3. Iklim Koppen
Iklim ini paling banyak dipergunakan orang. Klasifikasinya berdasarkan
curah hujan dan temperatur. Koppen membagi iklim dalam 5 daerah iklim,
dinyatakan dengan simbol huruf.
a. Iklim A (Iklim Hujan Tropis). Temperatur bulan terdingin tidak kurang
dari 18oC, curah hujan tahunan tinggi, rata rata lebih dari 70 cm/tahun.
Tumbuhan beraneka ragam.
b. Iklim B (Iklim Kering/Gurun). Terdapat di daerah gurun atau semiarid
(steppa), curah hujan terendah 25,5 mm/tahun. Penguapan besar.
c. Iklim C (Iklim Sedang). Temperatur bulan terdingin 18oC sampai –3oC.
d. Iklim D (Iklim Salju atau Mikrothermal). Suhu rata-rata bulan terpanas
lebih dari 10oC, sedangkan suhu rata rata bulan terdingin – 3oC.
e. Iklim E atau iklim Kutub. Terdapat di diderah Arctic dan Antartika. Suhu
tidak pernah lebih dari 10oC. Tidak mempunyai musim panas yang benarbenar panas.
Berdasarkan klasifikasi Koppen, sebagian besar wilayah Indonesia beriklim A, di
daerah pegunungan beriklim C, dan di Puncak Jaya Wijaya beriklim E.
Tipe iklim A dibagi menjadi 3 sub tipe yang ditandai dengan huruf kecil
yaitu f, w dan m sehingga terbentuk tipe iklim Af, Aw dan Am. Lihat gambar 2.
Gambar 2. Diagram Koppen
1) Iklim Af adalah iklim A dengan curah hujan bulanan 60 mm. Hujan sepanjang
tahun.
2) Iklim Aw adalah tipe iklim A yang memiliki musim kering yang panjang
(Savana).
3) Iklim Am adalah peralihan antara Af dan Aw. Persediaan air tanah cukup
sehingga vegetasi tetap.
4. Iklim Schmidt - Ferguson
Iklim Schmidt-Ferguson sering disebut Q model karena didasarkan atas
nilai indeks nilai Q. (lihat tabel 4.) yang dihitung berdasarkan rumus sebagai
berikut:
28
Tabel 1. Tipe iklim menurut Schmidt-Ferguson adalah:
Nilai Q (%)
Tipe Iklim
0
< Q < 14,3
Tipe iklim A
14,3 < Q < 33,3
Tipe iklim B
33,3 < Q < 60
Tipe iklim C
60
< Q < 100
Tipe iklim D
100 < Q < 167
Tipe iklim E
167 < Q < 300
Tipe iklim F
300 < Q < 700
Tipe iklim G
700 < Q
Tipe iklim H
Contoh:
Tabel 2. Data curah hujan pada tahun 1999 adalah sebagai berikut:
Contoh perhitungan:
Perhatikanlah data iklim berikut ini!
Tahun
1
2
3
Curah Hujan per Bulan
Jan Feb Mar Apr
160 150 130 70
170 180 120 60
170 170 120 80
Mei
60
75
70
Juni
40
30
30
Juli
40
20
25
Agst
50
40
45
Sept
60
50
50
Okt
100
60
70
Nov
120
130
110
Des
150
140
130
Dari data tersebut, tercatat bulan kering (< 60 mm) atau fd berjumlah 11 dan
bulan basah (> 100 mm) atau fw berjumlah 15, sedangkan untuk jumlah tahun
datanya adalah 3. Selanjutnya hitunglah oleh Anda dengan menggunakan rumus
S-F di atas! Setelah diketahui hasilnya lihat pada tabel nilai Q, maka akan
diketahui jenis iklimnya.
5. Iklim Oldeman
Seperti halnya metode Schmidt-Ferguson, metode Oldeman (1975) hanya
memakai unsur curah hujan sebagai dasar klasifikasi iklim. Bulan basah dan
bulan kering secara berturut turut yang dikaitkan dengan pertanian untuk daerah
daerah tertentu. Maka penggolongan iklimnya dikenal dengan sebutan zona
agroklimat (agro-climatic classification). Misalnya jumlah curah hujan sebesar
200 mm tiap bulan dipandang cukup untuk membudidayakan padi sawah,
sedangkan untuk sebagian besar palawija maka jumlah curah hujan minimal yang
diperlukan adalah 100 mm tiap bulan. Musim hujan selama 5 bulan dianggap
cukup untuk membudidayakan padi sawah selama satu musim.
Dalam metode ini, bulan basah didefinisikan sebagai bulan yang
mempunyai jumlah curah hujan sekurang-kurangnya 200 mm. Meskipun lamanya
29
periode pertumbuhan padi terutama ditentukan oleh jenis yang digunakan, periode
5 bulan basah berurutan dalam satu tahun dipandang optimal untuk satu kali
tanam. Jika lebih dari 9 bulan basah maka petani dapat menanam padi sebanyak 2
kali masa tanam. Jika kurang dari 3 bulan basah berurutan, maka tidak dapat
membududayakan padi tanpa irigasi tambahan.
Dari tinjauan di atas, Oldeman membagi 5 daerah agroklimat utama, yaitu:
a. A : Jika terdapat lebih dari 9 bulan basah berurutan.
b. B : Jika terdapat 7 – 9 bulan basah berurutan.
c. C : Jika terdapat 5 – 6 bulan basah berurutan.
d. D : Jika terdapat 3 – 4 bulan basah berurutan.
e. E : Jika terdapat kurang dari 3 bulan basah berurutan.
Bulan basah yang digunakan Oldeman adalah sebagai berikut:
1) Bulan basah apabila curah hujan lebih dari 200 mm.
2) Bulan lembab apabila curah hujannya 100 - 200 mm.
3) Bulan kering apabila curah hujannya kurang dari 100 mm.
6. Iklim F. Junghuhn
Junghuhn mengklasifikasi daerah iklim di Pulau Jawa secara vertikal
sesuai dengan kehidupan tumbuh-tumbuhan, seperti yang terlihat pada gambar 3.
Gambar 3. Pembagian Daerah Iklim F. Junghuhn
Pembagian daerah iklim menurut F. Junghuhn adalah:
1) Daerah panas/tropis
Tinggi tempat : 0 - 600 m dari permukaan laut.
Suhu
: 26,3o C - 22o C.
Tanaman
: padi, jagung, kopi, tembakau, tebu, karet, kelapa, coklat.
2) Daerah sedang
Tinggi tempat : 600 m - 1500 m dari permukaan laut.
Suhu
: 22o C - 17,1o C.
Tanaman
: padi, tembakau, teh, kopi, coklat, kina, sayur-sayuran.
3) Daerah sejuk
Tinggi tempat : 1500 - 2500 m dari permukaan laut.
Suhu
: 17,1o C - 11,1o C.
Tanaman
: kopi, teh, kina, sayur-sayuran.
30
4) Daerah dingin
Tinggi tempat : lebih dari 2500 m dari permukaan laut.
Suhu
: 11,1o C - 6,2o C.
Tanaman
: Tidak ada tanaman budidaya.
Dari uraian di atas Anda sudah mengetahui bermacam macam iklim.
Pernahkah Anda memperhatikan bahwa makanan yang kita makan berasal dari
hasil-hasil pertanian, seperti nasi yang berasal dari padi daerah tropis hujan, atau
kurma yang berasal dari daerah gurun yang terik atau tepung terigu yang berasal
dari daerah agak kering (semi-arid), dan sebagainya. Iklim membatasi
pertumbuhan tanaman di muka bumi, karena itu iklim membatasi hasil panen.
Hewan juga tanggap terhadap perbedaan iklim, baik secara fisiologis maupun
berdasarkan atas pakan ternak. Jadi jelas iklim sangat bermanfaat bagi kehidupan
di bumi, terutama bagi makhluk hidup.
Iklim di dunia selalu berubah, baik menurut ruang maupun waktu.
Perubahan iklim ini dapat dibedakan berdasarkan wilayahnya (ruang), yaitu
perubahan iklim secara lokal dan global. Berdasarkan waktu, iklim dapat berubah
dalam bentuk siklus, baik harian, musiman, tahunan, maupun puluhan tahun.
Perubahan iklim adalah perubahan unsur unsur iklim yang mempunyai
kecenderungan naik atau turun secara nyata.
Perubahan iklim global disebabkan oleh meningkatnya kosentrasi gas di
atmosfer. Hal ini terjadi sejak revolusi industri yang membangun sumber energi
yang berasal dari batu bara, minyak bumi dan gas yang membuang limbah gas di
atmosfer seperti karbon dioksida (CO2), metana (CH4), dan nitrous oksida (N2O).
Sang surya yang menyinari bumi juga menghasilkan radiasi panas yang ditangkap
oleh atmosfer sehingga udara bumi bersuhu nyaman bagi kehidupan manusia.
Apabila kemudian atnosfer bumi dijejali gas, terjadilah “efek selimut” seperti
yang terjadi pada rumah kaca, yakni radiasi panas bumi yang lepas ke udara
ditahan oleh “selimut gas” sehingga suhu bumi naik dan menjadi panas. Semakin
banyak gas dilepas ke udara, semakin tebal “selimut Bumi”, semakin panas pula
suhu bumi.
Perubahan iklim yang diperkirakan akan menyertai pemanasan global
adalah sebagai berikut:
1) Mencairnya bongkahan es di kutub sehingga permukaan laut naik.
2) Air laut naik maka akan menenggelamkan pulau dan menghalangi
mengalirnya air sungai ke laut yang menimbulkan banjir di dataran rendah
kalau di Indonesia seperti pantai utara Pulau Jawa, dataran rendah Sumatera
bagian timur, Kalimantan bagian selatan, dan lain-lain.
3) Yang paling mencemaskan adalah berubahnya iklim sehingga berdampak
buruk pada pola pertanian Indonesia yang mengandalkan makanan pokok
beras pada pertanian sawah yang bergantung pada musim hujan. Suhu bumi
yang panas menyebabkan mengeringnya air permukaan sehingga air menjadi
langka. Ini memukul pola pertanian berbasis air.
4) Meningkatnya resiko kebakaran hutan.
5) El Nino dan La Nina
31
6) El Nino dan La Nina merupakan gejala yang menunjukkan perubahan iklim.
El Nino adalah peristiwa memanasnya suhu air permukaan laut di pantai barat
Peru – Ekuador (Amerika Selatan yang mengakibatkan gangguan iklim secara
global. Biasanya suhu air permukaan laut di daerah tersebut dingin karena
adanya up-welling (arus dari dasar laut menuju permukaan). Menurut bahasa
setempat El Nino berarti bayi laki-laki karena munculnya di sekitar hari Natal
(akhir Desember).
Sejak tahun 1980 telah terjadi lima kali El Nino di Indonesia, yaitu pada
tahun 1982, 1991, 1994, dan tahun 1997/98. El Nino tahun 1997/98 menyebabkan
kemarau panjang, kekeringan luar biasa, terjadi kebakaran hutan yang hebat pada
berbagai pulau, dan produksi bahan pangan turun dratis.
El Nino juga menyebabkan kekeringan luar biasa di berbagai benua,
terutama di Afrika sehingga terjadi kelaparan di Etiopia dan negara-negara Afrika
Timur lainnya. Sebaliknya, bagi negara-negara di Amerika Selatan munculnya El
Nino menyebabkan banjir besar dan turunnya produksi ikan karena melemahnya
upwelling. La Nina merupakan kebalikan dari El Nino.
La Nina menurut bahasa penduduk lokal berarti bayi perempuan. Peristiwa
itu dimulai ketika El Nino mulai melemah, dan air laut yang panas di pantai Peru
– ekuador kembali bergerak ke arah barat, air laut di tempat itu suhunya kembali
seperti semula (dingin), dan upwelling muncul kembali, atau kondisi cuaca
menjadi normal kembali. Dengan kata lain, La Nina adalah kondisi cuaca yang
normal kembali setelah terjadinya gejala El Nino.
Perjalanan air laut yang panas ke arah barat tersebut akhirnya akan sampai
ke wilayah Indonesia. Akibatnya, wilayah Indonesia akan berubah menjadi daerah
bertekanan rendah (minimum) dan semua angin di sekitar Pasifik Selatan dan
Samudra Hindia akan bergerak menuju Indonesia. Angin tersebut banyak
membawa uap air sehingga sering terjadi hujan lebat. Penduduk Indonesia diminta
untuk waspada jika terjadi La Nina, karena mungkin bisa terjadi banjir. Sejak
kemerdekaan di Indonesia, telah terjadi 8 kali La Nina, yaitu tahun 1950, 1955,
1970, 1973, 1975, 1988, 1995 dan 1999.
C.
1.
2.
3.
4.
LATIHAN
Apa yang menyebabkan adanya perbedaan iklim di dunia?
Jelaskan dan sebutkan sistem iklim matahari?
Bagaimanakah karakterisitik wilayah padang rumput?
Bagaimanakah pengaruh El Nino bagi sebagian besar wilayah di Indonesia?
Petunjuk jawaban latihan:
1. Disebabkan karena rotasi dan revolusi bumi dan adanya perbedaan garis
lintang.
2. Klasifikasi iklim matahari, didasarkan pada banyak sedikitnya sinar matahari
yang diterima oleh permukaan bumi. Pembagian daerah iklimnya adalah:
1) Daerah iklim tropis : 0o – 23,5o LU/LS
2) Daerah iklim sub tropis : 23,5o – 40o LU/LS
3) Daerah iklim sedang : 40o – 66,5o LU/LS
4) Daerah iklim dingin : 66,5o – 90o LU/LS
32
3. Padang rumput adalah suatu wilayah yang tumbuhannya didominasi oleh
rerumputan dengan karakteristik wilayah sebagai berikut:
1) terletak di daerah tropis sampai subtropis,
2) curah hujan antara 25 cm - 50 cm per tahun,
3) terdapat di daerah basah, seperti Amerika Utara dan India.
4. El Nino telah berdampak pada sebagian besar wilayah di Indonesia seperti
menyebabkan kemarau panjang, kekeringan luar biasa, terjadi kebakaran
hutan yang hebat pada berbagai pulau, dan produksi bahan pangan turun dratis,
yang kemudian disusul krisis ekonomi.
RANGKUMAN
Cuaca juga berpengaruh bagi kehidupan sehari-hari Anda dan berpengaruh
pula pada lingkungan Anda. Dari tipe rumah, jenis pakaian, jenis tanaman yang
tumbuh hingga jenis pekerjaan banyak dipengaruhi cuaca dan iklim.
Iklim di dunia dapat diklasifikasikan menjadi iklim matahari (berdasarkan
letak lintang), iklim Kodrat (berdasarkan isotherm), dan iklim Koppen, Iklim
Schmidt-Ferguson, Iklim Oldeman (berdasarkan curah hujan) serta Iklim
Junghuhn (berdasarkan ketinggian tempat).
Iklim membatasi pertumbuhan tanaman di muka bumi, karena itu iklim
membatasi hasil panen. Hewan juga tanggap terhadap perbedaan iklim, baik
secara fisiologis maupun berdasarkan atas pakan ternak.
Pola curah hujan di Indonesia, bagian timur curah hujan lebih kecil/sedikit
di bandingkan dengan di bagian barat. Gejala alam yang mepengaruhi iklim antara
lain, efek rumah kaca, EL Nino dan La Nina.
TES FORMATIF 3
Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!
1. Sesuai dengan letak lintangnya, Indonesia mempunyai ciri-ciri iklim sebagai
berikut, kecuali...
a. terdapat pergantian arah angin tiap 6 bulan sekali
b. tidak memiliki 4 musim dalam setahun
c. bebas dari serbuan angin taufan
d. suhu udara rata-rata tinggi
e. dilalui oleh DKAT
2. Ciri iklim matahari, negara yang terletak di 100 LU – 300 LU memiliki iklim...
a. tropis
b. subtropis
c. tropis dan subtropis
d. kutub
e. sedang
3. Junghuhn membagi wilayah iklim Indonesia berdasarkan ketinggian. Wilayah
yang mempunyai ketinggian 1500 s.d 2500 meter termasuk dalam zone...
a. iklim panas
b. iklim salju tropik
c. iklim sejuk
d. iklim sedang
33
e. iklim dingin
4. Klasifikasi iklim menurut Schmid-Ferguson didasarkan pada...
a. curah hujan/kelengasan udara
b. letak lintang suatu tempat dan deklinasinya
c. ketingian suatu tempat dari permukaan air laut
d. curah hujan tahunan dan gerakan udara di sekitarnya
e. perbandingan rata rata curah hujan bulan kering dengan rata-rata curah
hujan bulan basah
5. Pembagian iklim menurut W. Koopen didasarkan pada...
a. curah hujan dan tekanan udara
b. temperatur dan curah hujan
c. tekanan udara dan penguapan
d. penguapan dan kelembaban
e. temperatur dan penguapan
6. Data curah hujan di Kabupaten X tahun 2003 sebagai berikut dari Jan – Des:
270 – 265 – 260 – 205 – 250 – 105 – 65 – 55 – 30 – 25 – 110 – 120. Dari data
tersebut Kabupaten X berdasarkan klasifikasi Schmidt –Ferguson memiliki
tipe iklim...
a. A
b. B
c. C
d. D
e. E
7. Berdasarkan data no. 6. maka menurut Oldeman pada tahun itu bisa terjadi
berapa kali untuk budi daya tanaman padi...
a. satu kali tanam
b. tiga kali tanam
c. tidak ada musim tanam
d. dua kali tanam
e. empat kali tanam
8. Perhatikan gambar diagram W Koppen! Pada
gambar tersebut yang dimaksud iklim Savana
dengan musim dingin yang kering terdapat pada
nomor...
a. I
d. II
b. III
e. IV
c. V
9. Daerah di Indonesia yang memounyai curah hujan paling rendah (paling
kering) setiap tahunnya...
a. Baturaden
b. Bogor
c. Palu
d. Palembang
e. Medan
10. Di daerah pedalaman di Indonesia semua pulau mendapat musim hujan jatuh
pada musim...
34
a.
b.
c.
d.
e.
pancaroba
penghujan
semi
kemarau
panas
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 3 yang
terdapat di bagian akhir BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan Belajar 3.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan BBM selanjutnya. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah
80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 3, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
1. Tes Formatif 1
No
Jawaban
Alasan Jawaban
1
d
2
d
3
d
4
b
5
a
6
a
7
d
8
a
9
a
10
d
2. Tes Formatif 2
No
Jawaban
1
e
2
d
3
b
Alasan Jawaban
35
4
5
6
7
8
9
10
a
d
c
a
e
c
e
3. Tes Formatif 3
No
Jawaban
1
b
2
a
3
c
4
e
5
b
6
c
7
a
8
b
9
c
10
a
Alasan Jawaban
GLOSARIUM
Anemometer
:
Asteroid
:
Atmosfir
:
Aurora
:
Azimut
:
Bar
:
Bora
:
alat pengukur kecepatan angin berbentuk baling-baling
yang berputar horizontal dilengkapi mangkok setengah
bola pada ujung baling-baling tersebut.
benda langit yang ukurannya lebih kecil dari planet dan
sebagian besar beredar di antara lintasan Jupiter dengan
Mars, dinamakan juga planetoid.
1. Selubung udara di sebelah luar litosfer serta bagianbagiannya pada rongga, pori, dan celah di dalam
litosfer.
2. (atm) tekanan udara setara dcngan 76 cm raksa atau
1013 mb {milibar).
pancaran cahaya sebagai hasil proses yang terjadi di
lapisan alas atmosfir.
busur pada horizon diukur dari Selatan atau Utara bearah
sama dengan arah putaran jarum jam sampai proyeksi
benda langit pada horizon.
satuan tekanan udara yang sama dcngan 106 dyne/cm2 dan
sama dengan 1.000 milibar (mb) dan hampir sama dengan
1 atmosfir.
angin jatuh yang dingin yang bertiup di daerah laut Hitam
berasal dari lereng plato Balkan. Angin semacam ini ialah
bise, kosaava, mistral, dan Norte.
36
Buys Ballot
:
Deklinasi
:
Ekliptika
:
Elongasi
:
Etesia
:
Fase
:
Fohn
:
Isobar
:
Isohyet
:
Isoterm
:
Konduksi
Konveksi
Kondensasi
:
:
:
Kromosfer
:
Loes
Orografik
:
:
Udara bergerak dari daerah barometrik maksimum ke
daerah barometrik minimum.
1. jarak antara lintasan semu harian benda langit dengan
ekuator langit diukur dengan derajat ke utara (positif)
dan ke selatan (negatif) masing-masing aampai 90°.
2. sudut antara garis meridian (arah utara geografi)
dengan arah jarum kompas (arah utara magnetik).
1. bidang lintasan bumi keliling matahari dalam
peredaran revolusinya. Sumbu bumi miring 66,5'
terhadap bidang ekliptika.
2. lingkaran besar pada bola langit yang berpotongan
dengan ekuator langit tempat matahari menjalani
peredaran semu tahunannya. Ekliptika dengan ekuator
langit membentuk sudut 23,5’
sudut yang diapit garis penghubung bumi-matahari dan
bumi-planet. Elongasi barat, jika letak planet di sebelah
barat matahari dilihat dari bumi. Elongasi 00 = konjungsi
dan elongasi 1800 = oposisi.
daerah sekitar 300 LU-40° LU dan 30°LS-400 LS tempat
yang mengalami pergantian angin pasat dengan angin
barat.
bulan bentuk bulan sebagaimana yang tampak dari bumi,
terdiri atas bulan baru, sabit, perbani, benjol (gibbous dan
purnama). Planet juga mempunyai perubahan fase,
misalnya Venus mempunyai fase sabit ketika menjadi
bintang timur.
nama umum untuk angin turun kering yang panas, berasal
dari nama angin seperti itu di lereng utara pegunungan
Alpen. Angin seperti itu ialah Bohorok, Brubu, Chinook,
Gending, Kumbang, Sirocco, dan Wambraw.
garis pada peta yang menghubungkan titik-titik dengan
tekanan yang sama.
garis pada peta yang menghubungkan titik-titik dengan
tinggi curah hujan yang sama.
garis pada peta yang menghubungkan titik-titik dengan
suhu yang sama.
proses pemanasan secara merambat
proses pemanasan secara mengalir
proses pendinginan yang mengubah wujud uap air
menjadi air.
bagian matahari di sekeliling fotosfer di sebelah dalam
korona.
tanah halus yang terbang ditiup angin dari gurun.
hujan yang terjadi karena angin basah terhalang
pegunungan, sehingga angin itu naik dan hujan turun di
37
Revolusi
:
Sublimasi
:
lereng tempat angin itu naik. Jenis hujan yang lain ialah
hujan zenital (hujan konveksi) dan hujan frontal.
bumi gerakan bumi berputar pada sumbunya dengan arah
negatif (barat-timur) dalam period satu hari siderik (23
jam 56 menit).
proses perubahan wujud es menjadi uap air.
DAFTAR PUSTAKA
Bayong Tjasyono, 1999. Dr, Klimatologi Umum, Bandung: FMIPA - ITB.
Daldjoeni, N. 1986. Pokok-pokok Klimatologi. Bandung: Alumni.
Daniel Murdiyarso, 2003. Konvesi Perubahan Iklim, Jakarta: Kompas.
Philip D. Thompson, Robert O’Brien, 1983. Weather, USA: Time Life Book Inc.
Suryatna Rafi’i, 1990, Pengantar Meteorologi dan Klimatologi, Bandung:
Angkasa.
Strahler, Athur. 1976. Physical Geography. United States of America: Wiley
International Edition.
38
BBM 3
HIDROSFIR
Dra. Susilawati, M.Pd.
Pendahuluan
Selamat! Anda sudah menuntaskan belajar BBM 2, mudah-mudahan Anda
memperoleh pemahaman yang baik sebagai hasil belajar pada BBM tersebut.
Setelah Anda mempelajari batuan dan gejalanya; udara dalam cuaca dan iklim;
coba sebutkan fenomena apa lagi yang belum dibahas? Ya, Anda sekarang akan
mempelajari fenomena geosfir lainnya yaitu lapisan air di bumi ini atau
dinamakan Hidrosfir.
Sebagai calon guru profesional, sebaiknya Anda mempelajari pokok
bahasan ini dengan sebaik-baiknya sehingga Anda memiliki kompetensi dalam
memahami dan mengidentifikasi gejala hidrosfir, sebagai materi pelajaran yang
menarik untuk dibelajarkan kepada siswa. Dengan demikian, para siswa akan
merasa terbantu proses pembelajarannya di kelas dan guru pun akan merasa
bangga karena hasil belajar siswa meningkat. Karena itu, setelah mempelajari
BBM ini Anda diharapkan memiliki kemampuan sebagai berikut:
1. Menjelaskan siklus hidrologi
2. Mengidentifikasi jenis-jenis perairan
3. Mengidentifikasi jenis-jenis perairan laut
Agar semua harapan di atas dapat terwujud, maka dalam BBM 3 ini
disajikan pembahasan dan latihan dengan butir uraian sebagai berikut:
1. Siklus hidrologi
2. Perairan darat
3. Perairan laut
Agar dapat berhasil dengan baik dalam mempelajari BBM ini, sebaiknya
Anda perhatikan petunjuk berikut!
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan dari BBM ini, agar Anda
mengetahui dan memahami tentang bagamana dan kemampuan apa yang
diharapkan setelah Anda mempelajarinya.
2. Pahami BBM ini dengan seksama, dan selesaikan semua tugasnya dengan
baik. Temukan kata-kata kunci dan kata-kata yang anda anggap baru serta
penting, kemudian carilah dalam kamus yang Anda miliki.
3. Tuntaskan mempelajari Kegiatan Belajar 1 sehingga Anda benar-benar
memahaminya, untuk kemudian dapat dilanjutkan dengan mempelajari
Kegiatan Belajar 2, hingga tuntas pada Kegiatan Belajar 3. Karena dengan
demikian, akan memudahkan Anda untuk mempelajari dan memahami BBM
ini sehingga dapat mencapai kompetensi yang diharapkan.
4. Masyarakat dan lingkungan sekitar Anda merupakan sumber belajar yang
nyata dan tepat dalam mempelajari BBM ini. Tentunya pengetahuan Anda
juga harus diperkaya dengan sumber belajar lain yang dapat diambil dari
buku-buku pedoman, surat kabar dan majalah, media elektronik seperti radio
televisi, dan internet, termasuk pengalaman teman.
5. Mantapkan pemahaman Anda melalui diskusi kelompok kecil dengan teman
atau tutor apabila Anda menemui kesulitan, karena melalui diskusi dan kerja
kelompok dapat meringankan Anda untuk mengatasi dan menyelesaikan
semua tugas dalam mempelajari BBM ini.
Dengan demikian, Anda akan memperoleh manfaat dari hasil belajar yang
bermakna serta terhindar dari keraguan dan kesia-siaan dalam belajar.
Selamat belajar dan semoga sukses!
1
Kegiatan Belajar 1
SIKLUS AIR
A. PENGANTAR
Adakah mahluk hidup yang tidak memerlukan air? Manusia tanpa makan
mungkin akan bertahan dalam waktu tiga minggu. Akan tetapi tanpa air, manusia
hanya bisa bertahan sampai tiga hari. Sungguh, betapa pentingnya keberadaan air
bagi mahluk hidup. Karena itu, mari kita kenali air dan berusahalah untuk selalu
menjaga kualitas dan kuantitasnya agar ketersediaannya selalu terjaga di bumi ini.
Pada bagian ini, Anda akan mempelajari tentang siklus air sebagai materi
pertama yang harus Anda pahami dalam mempelajari hidrologi. Dengan
demikian, cobalah untuk mempelajarinya dengan baik agar Anda dapat
menjelaskan siklus air dalam kehidupan dunia ini.
B. URAIAN MATERI
Bila kita amati, pada saat musim hujan air sangat berlimpah bahkan
menimbulkan banjir di beberapa daerah. Sebaliknya, apabila musim kemarau
datang banyak tempat di sekitar kita yang kekurangan air, kemanakah air
tersebut? apakah jumlah air dari semanjak diciptakan oleh Tuhan YME hingga
sekarang berkurang jumlahnya?
Bumi tempat kita hidup dan beraktivitas ternyata merupakan satu-satunya
planet dalam sistem keluarga matahari yang sebagian besar wilayahnya tertutup
oleh wilayah perairan, baik dalam bentuk padat (lembaran-lembaran salju dan es),
cair, maupun bentuk gas (uap air). Berdasarkan hasil pengamatan para ahli,
hampir ¾ bumi tertutup oleh air, baik yang terletak di kawasan darat dalam bentuk
air permukaan (sungai, danau, rawa, laut), dan air tanah, ataupun di atmosfer
dalam bentuk uap air. Jumlah total air di bumi termasuk cairan, gas dan es sekitar
336 juta mil kubik (1,4 miliar km3), dan sebanyak 97,2% berada di samudera.
Bentang perairan yang menyelubungi planet bumi dinamakan Hidrosfer.
Hidrosfer berasal dari kata hydro berarti air dan sphaira berarti lapisan, jadi
hidrosfer adalah bagian lapisan air yang menutupi atau berada dalam bumi kita.
Cabang ilmu kebumian yang secara khusus mempelejari bentang perairan
terutama di kawasan darat adalah Hidrologi, sedangkan yang mempelajari
permasalahan yang berhubungan bentang perairan laut dinamakan Oseanografi.
No
1
2
Tabel 1. Distribusi Air di Bumi
Jenis Bentang Perairan
Bentang Perairan Laut (air asin)
Bentang Perairan Darat (air tawar) sekitar
2,80%, terdiri atas :
a. lembaran es dan gletser
b. air tanah artesis
c. danau air tawar
d. danau air asin (danau garam)
2
Persentase
97,20
2,15
0,62
0,009
0,008
e. air tanah freatik
f. air di atmosfer (uap air)
g. sungai
0,005
0,001
0,0001
Sumber : Strahler, A.N, 1970
Berdasarkan tabel 1 di atas tentang persebaran air di bumi, sekitar 97,2%
sumber daya air yang ada merupakan bentang laut dan samudra yang airnya
berkadar garam (asin), sisanya sekitar 2,8% berupa air tawar. Volume air yang
ada di muka bumi ini senantiasa tetap. Hal ini disebabkan adanya proses alam
yang dikenal dengan istilah daur hidrologi atau siklus air.
1. Siklus Air
Tahukah Anda, air yang kita manfaatkan sekarang sebenarnya telah
terbentuk jutaan tahun silam oleh suatu proses dinamakan siklus air. Air di
permukaan bumi selalu mengalami perputaran. Siklus atau perputaran massa air
diawali melalui proses pemanasan muka bumi oleh sinar matahari. Akibat proses
pemanasan ini, sebagian massa air mengalami penguapan ke udara. Proses
penguapan terjadi dalam beberapa cara yaitu evaporasi, transpirasi, dan atau
evapotranspirasi. (lihat di KB 2)
Pada saat massa air menguap ke atmosfir, uap air tersebut senantiasa
mengalami penurunan suhu yaitu sekitar 0,5oC – 0,6oC setiap ketinggian tempat
mengalami kenaikan sekitar 100 meter. Akibat penurunan suhu, sampai pada
ketinggian tertentu dimana kelembaban relatifnya mencapai 100%, maka akan
terjadi proses kondensasi atau pengembunan dimana uap air kembali berubah
menjadi titik-titk air atmosfer yang dikenal dengan awan.
Kumpulan awan di atmosfir ada kalanya berpindah lokasi ke wilayah lain
akibat gerakan angin. Akan tetapi, ada kalanya langsung dijatuhkan kembali
sebagai curahan hujan atau presipitasi. Di daerah pegunungan tinggi, curahan
hujan ini dapat terjadi dalam bentuk kristal es dan salju karena suhu udara di
sekitarnya sangat dingin di bawah titik beku.
Beberapa proses alam yang dapat terjadi saat kejadian hujan antara lain
sebagai berikut:
a. langsung jatuh kembali ke laut,
b. sebelum sampai ke permukaan bumi, langsung menguap kembali ke atmosfir,
c. jatuh di atas daun-daun dan ranting tetumbuhan dan menguap kembali ke
atmosfer sebelum sampai ke permukaan bumi.
d. jatuh ke permukaan bumi dan meresap melalui lapisan-lapisan tanah dan
menjadi persediaan air tanah.
e. jatuh ke permukaan bumi dan menggenang, kemudian bergerak atau mengalir
di permukaan bumi sebagai air larian permukaan. Proses ini dapat terjadi jika
tanah sudah jenuh air karena hujan berlangsung lama dengan intensitas tinggi.
Dengan demikian, unsur-unsur utama yang terjadi dalam proses siklus air,
adalah sebagai berikut:
a. Evaporasi, yaitu air di permukaan bumi, baik di daratan maupun di laut
dipanasi oleh sinar matahari kemudian berubah menjadi uap air yang tidak
3
terlihat di atmosfir. Uap air juga dikeluarkan dari daun-daun tanaman melalui
sebuah proses yang dinamakan transpirasi. Setiap hari tanaman yang tumbuh
secara aktif melepaskan uap air 5 sampai 10 kali sebanyak air yang dapat
ditahan. Sekitar 95.000 mil kubik air menguap ke angkasa setiap tahunnya.
Hampir 80.000 mil kubik menguapnya dan lautan. Hanya 15.000 mil kubik
berasal dan daratan, danau, sungai, dan lahan yang basah, dan yang paling
penting juga berasal dan transpirasi oleh daun tanaman yang hidup. Proses
semuanva itu disebut evapotranspirasi.
b. Kondensasi, yaitu uap air naik ke lapisan atmosfir yang lebih tinggi akan
mengalami pendinginan, sehingga terjadi perubahan wujud melalui
kondensasi menjadi embun, titik-titik air, salju dan es. Kumpulan embun, titiktitik air, salju dan es merupakan bahan pembentuk kabut dan awan.
c. Presipitasi, dimana ketika titik-titik air, salju dan es di awan ukurannya
semakin besar dan menjadi berat, mereka akan menjadi hujan. Presipitasi pada
pembentukan hujan, salju dan hujan es berasal dan kumpulan awan. Awanawan tersebut bergerak mengelilingi dunia, yang diatur oleh arus udara.
Sebagai contoh, ketika awan-awan tersebut bergerak menuju pegunungan,
awan-awan tersebut menjadi dingin, dan kemudian segera menjadi jenuh air
yang kemudian air tersebut jatuh sebagai hujan, salju, dan hujan es, tergantung
pada suhu udara sekitarnya.
d. Infiltrasi/perkolasi, yaitu air hujan yang jatuh ke permukaan bumi khususnya
daratan meresap ke dalam tanah mengalir secara infiltrasi atau perkolasi
melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan sehingga mencapai muka
air tanah (water table) yang kemudian menjadi air bawah tanah.
e. Surface run off, yaitu air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat
bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air
tersebut memasuki kembali sistem air permukaan. Air permukaan, baik yang
mengalir maupun tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah
permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke
laut.
Proses transformasi massa air terus berlangsung seolah-olah membentuk
lingkaran daur yang tidak terputus. Karena itu, proses siklus air di bumi ini
dinamakan Daur Hidrologi atau siklus air.
Siklus air dibedakan menjadi 3 jenis, sebagai berikut:
a. siklus panjang, yaitu air laut menguap, terjadi kodensasi, uap air terbawa
angin dan membentuk awan di atas daratan hingga ke pegunungan tinggi,
jatuh sebagai salju, terbentuk gletser, mengalir ke sungai selanjutnya kembali
ke laut lagi.
b. siklus menengah, yaitu air laut menguap, terjadi kodensasi, uap air terbawa
angin dan membentuk awan di atas daratan, hujan jatuh di daratan menjadi air
darat, dan kemudian menuju laut.
c. siklus pendek, yaitu air laut menguap, terjadi kodensasi, uap air membentuk
awan dan kemudian terjadi hujan dan kembali ke laut lagi.
4
Gambar 1. Siklus Air
Air di bumi dapat dikelompokan menjadi dua yaitu Air Permukaan dan Air
Bawah Tanah. Air permukaan merupakan air yang menggenang, mengalir, dan
dapat terlihat secara langsung di permukaan bumi. Air permukaan dapat dibagi
menjadi dua bagian yaitu perairan darat, misalnya sungai, danau, rawa, dan
perairan laut yang luas dan volumenya relatif lebih besar daripada perairan darat,
contohnya laut, samudra, teluk, selat. Mengenai air permukaan akan dibahas lebih
lanjut dalam kegiatan belajar 2 tentang jenis-jenis perairan.
2. Air Tanah
Air tanah (ground water) adalah massa air yang ada di bawah permukaan
tanah. Lebih dari 98 % dari semua air di daratan tersembunyi di bawah permukaan
tanah, 2% terlihat sebagai air di sungai, danau dan reservoir. Setengah dari 2% ini
disimpan di reservoir buatan.
Sumber air tanah adalah curah hujan. Pada saat curah hujan mencapai
permukaan tanah, seluruh atau sebagian curah hujan tersebut akan diserap oleh
tanah. Bagian yang tidak terserap tanah akan menjadi limpasan permukaan hingga
terbentuk parit-parit dan mengalir ke sungai hingga ke danau dan berakhir di laut.
Kapasitas infiltrasi setiap permukaan tanah berbeda-beda tergantung pada tekstur
dan struktur tanah. Sebelum air diloloskan ke dalam tanah, pada dasarnya
“ditahan” terlebih dahulu oleh butiran tanah hingga tanha menjadi lembab. Air di
dalam tanah ditahan oleh gaya absorbsi permukaan butir-butir tanah dan tegangan
antara molekul air.
Di sekeliling butir-butir tanah terdapat membran (lapisan tipis) air
higroskopis yang diserap secara kuat. Makin jauh air itu dari permukaan, makin
lemah gaya absorbsi butir tanah itu. Pada jarak tertentu, air hanya ditahan oleh
tegangan antara butir-butir tanah yang dinamakan air kapiler. Jika air bertambah,
kemudian akan mengalir ke bawah akibat gaya gravitasi. Air itu selanjutnya
dinamakan air gravitasi.
Tanah yang mengikat air higroskopis akan terlihat lembab. Setiap tanah
memiliki sifat yang berbeda dalam menahan kelembabannya. Gaya yang menahan
pergerakan air supaya tidak terloloskan disebut kapasitas menahan air
(waterholding capacity). Banyaknya air dalam tanah pada suatu keadaan tertentu
5
disebut tetapan kelembaban tanah dan digunakan untuk menentukan sifat
menahan air dari tanah.
Jika infiltrasi lebih besar dari kapasitas menahan air yang minimum, air itu
akan terus ke permukaan air tanah (perkolasi). Akan tetapi, jika infiltrasinya lebih
kecil, maka air akan tertahan dalam tanah sehingga perkolasi tidak terjadi.
Kapasitas menahan air yang minimum disebut kapasitas menahan air normal.
Air yang dapat bergerak dalam tanah adalah air kapiler dan air gravitasi.
Melihat cara bergeraknya, air kapiler berasal dari air tanah yang naik ke ruangruang antara butir-butir kaarena kapilaritas. Tinggi kenaikan air kapiler tergantung
pada besar butiran tanah. Semakin kecil butiran tanah, semakin tinggi kenaikan air
kapiler. Sebaliknya semakin besar butiran tanah, semakin rendah kenaikan air
kapiler. Air gravitasi bergerak dalam ruang tanah karena pengaruh gravitasi. Jika
ruang-ruang itu telah jenuh air, maka air akan bergerak ke bawah.
Air yang menginfiltrasi mula-mula diabsorbsi untuk meningkatkan
kelembaban tanah. Selebihnya akan turun ke permukaan air tanah dan mengalir ke
samping. Tinggi rendahnya infiltrasi akan sangat berpengaruh terhadap
keberadaan air tanah. Tinggi rendah infiltrasi tergantung berbagai faktor, yaitu
curah hujan, kemiringan lereng, kerapatan vegetasi, serta kelembapan tanah.
Makin tinggi curah hujan, makin rapat vegetasi, lereng makin landai serta
kelembapan yang rendah mengakibatkan peluang tingkat infilrasi makin tinggi.
Walaupun soil water dapat diartikan air tanah, tetapi di Indonesia yang
dimaksud dengan air tanah adalah groundwater. Jadi air tanah adalah air yang
berada di bawah permukaan tanah di dalam zona jenuh (saturation).
Apakah setiap lapisan tanah memiliki zona jenuh?
Tidak, tergantung pada sifat batuan, yaitu ada yang kedap air (sulit ditenbus
air) dan ada yang lolos air. Lapisan kedap air disebut impermeable, sedangkan
yang lolos air disebut permeabel. Lapisan tanah kaitannya dengan kemampuan
menyimpan dan meloloskan air dibedakan atas empat lapisan yaitu:
a. Aquifer, yaitu lapisan yang dapat menyimpan dan mengalirkan air dalam
jumlah besar. Lapisan batuan bersifat permeabel, seperti pasir, kerikil, dan
batupasir yang retak-retak;
b. Aquiclude, yaitu lapisan yang dapat menyimpan tetapi tidak dapat
mengalirkan air dalam jumlah yang berarti, seperti lempung, tuf halus, dan
silt;
c. Aquifuge, yaitu yang tidak menyimpan dan mengalirkan air, contohnya batuan
granit dan batuan yang kompak;
d. Aquitard, yaitu lapisan atau formasi batuan yang dapat menyimpan air, tetapi
hanya dapat meloloskan air dalam jumlah yang terbatas.
Dengan demikian, volume air tanah yang ada di berbagai tempat tidak sama,
bergantung kepada persyaratan yang menunjang proses peresapannya. Air tanah
berasal dari air hujan yang meresap melalui berbagai media peresapan, yaitu
sebagai berikut:
a. Pori-pori tanah. Tanah yang gembur atau berstruktur lemah akan meresapkan
air lebih banyak daripada tanah yang pejal.
b. Retakan-retakan lapisan tanah akibat kekeringan yang pada musim hujan
sangat basah dan becek, seperti tanah liat dan lumpur.
6
c. Rongga-rongga yang dibuat binatang (cacing dan rayap).
d. Rongga-rongga akibat robohnya tumbuh-tumbuhan yang berakar besar.
e. Rongga-rongga akibat pencairan berbagai kristal yang membeku pada musim
dingin.
Selain kelima faktor tersebut di atas, penutupan vegetasi di permukaan bumi
sangat besar pengaruhnya terhadap peresapan air hujan ke dalam tanah. Hujan
yang lebat akan tertahan oleh daun-daun dan ranting-ranting, sehingga jatuhnya di
permukaan bumi sangat perlahan-lahan. Dengan demikian, proses peresapan air
lebih lancar.
Air tanah mengalami proses penguapan melalui dua cara, yaitu sebagai
berikut:
a. Penguapan langsung melalui pori-pori di permukaan tanah sebagai akibat dari
pemanasan lapisan tanah oleh sinar matahari, jenis penguapan ini dalam
bahasa Inggris disebut evaporasi.
b. Penguapan yang tidak langsung, yaitu yang melalui permukaan daun tumbuhtumbuhan, jenis penguapan ini dinamakan transpirasi.
Kedua jenis penguapan ini dinamakan evapotranspirasi. Lapisan tanah yang
dipengaruhi evapotranspirasi hanya sampai kedalaman 30 cm saja. Di daerah
gurun menjadi lebih dalam lagi, karena curah hujan rendah dan pemanasan terusmenerus. Lapisan atas tanah gurun itu menjadi kering.
Di dataran rendah pada umumnya permukaan air tanahnya dangkal. Makin
tinggi permukaan tanah, makin dalam letak air tanahnya. Sehingga kedalaman air
tanah di berbagai tempat tidak sama. Ketidaksamaan ini mungkin juga akibat jenis
tanah dan struktur tanah yang berbeda, dan juga mungkin karena faktor musim,
yaitu musim kemarau dan musim penghujan.
Untuk mencari dan mengambil air tanah, para ahli sangat memperhatikan
keberadaan akuifer. Karena pada lapisan tanah ini, akan memiliki zona aerasi dan
zona saturasi. Akuifer dapat dijumpai pada bentuk lahan sebagai berikut:
a. Lembah isian, yaitu bekas lembah yang terisi material lepas (unconsolidated)
berupa pasir halus sampai kasar. Lembah isian sering disebut juga sungai
purba. Pasir tersebut bisa saja berasal dari lahar gunungapi menutupi lembah
besar, sehingga lembah tersebut menampung sejumlah air tanah dalam jumlah
yang berarti;
b. Dataran banjir di sepanjang alur sungai dengan materialnya yang terdiri atas
batuan aluvial;
c. Lembah antara dua pegunungan atau lebih (seperti cekungan), materialnya
berasal dari hasil erosi dan gerak massa batuan dari pegunungan sekitarnya.
d. Lereng kali di sekitar gunungapi, material penyusunnya yang lepas hasil
letusan gunungapi tersebut.
Berdasarkan letaknya di dalam lapisan bawah permukaan, akuifer dapat
dibedakan atas akuifer bebas dan akuifer terkekang. Akuifer bebas adalah akuifer
yang bagian bawahnya dibatasi oleh lapisan kedap air (impermeabel) dan bagian
atasnya dibatasi oleh permukaan air tanah. Permukaan air tanah dari akuifer bebas
disebut permukaan preatik. Akuifer terkekang adalah akuifer yang bagian atas dan
bawahnya dibatasi oleh lapisan kedap air dan mempunyai tekanan hidrostatik
7
yang lebih besar daripada tekanan atmosfer. Sumur yang dibuat pada akuifer
terkekang bersifat artesis (air sumur dapat keluar sendiri).
Lapisan akuifer merupakan lapisan yang terendam air. Semakin tebal dan
luas akuifer, semakin banyak jumlah air tanah di tempat tersebut. Lapisan ini
biasanya mengikuti topografi akuifer yang berada di lereng pegunungan yang
permukaan air tanah bebasnya akan lebih dekat dengan permukaan tanah. Karena
itu, sumur gali pada lereng bukit atau gunung akan berbeda kedalamannya, yaitu
ada yang dangkal, dalam, dan ada juga yang sangat dalam sehingga tidak
kelihatan riak airnya.
Berdasarkan jenisnya, air tanah dapat dikelompokkan ke dalam tujuh bagian
yaitu sebagai berikut:
1) Meteoric Water (vadose water). Air tanah ini berasal dari air hujan, dan
terdapat pada lapisan tanah yang tak jenuh.
2) Connate Water (air tanah tubir). Air tanah yang terperangkap dalam ronggaronggga batuan endapan, sejak pengendapan itu terjadi, termasuk juga air
yang terperangkap pada rongga-rongga batuan beku leleran (lelehan) sewaktu
magma tersembur ke luar ke permukaan. Asalnya mungkin dari air laut atau
air darat.
3) Fossil Water (air fosil). Air yang terperangkap dalam rongga-rongga batuan
dan tetap tinggal di dalam batuan tersebut sejak penimbunan itu terjadi.
Kadang-kadang istilah ini disamakan dengan Connate water.
4) Juvenil Water (air magma). Air yang berasal dari dalam bumi (magma). Air
ini bukan dari atmosfer atau air permukaan.
5) Pelliculkar water (air pelikular/ari). Air yang tersimpan dalam tanah karena
tarikan molekul-molekul tanah.
6) Phreatis Water (air freatis). Air tanah yang berada pada lapisan kulit bumi
yang poreus (sarang). Lapisan air tersebut berada di atas lapisan yang tidak
tembus air (pejal/kedap) atau di antara dua lapisan yang tidak tembus air.
7) Artesian Water (air artesis). Air artesis ini dinamakan juga air tekanan
(pressure water). Air tersebut berada di antara dua lapisan batuan yang kedap
(tidak tembus) air sehingga dapat menyebabkan air tersebut dalam keadaan
tertekan.
Sebagian besar penduduk, terutama yang tinggal di kota memanfaatkan air
tanah untuk kebutuhan hidup sehari-hari. Pernahkah Anda merasakan kekurangan
air bersih setiap tahunnya? Memang sumber air tanah yang berasal dari air hujan
yang meresap ke dalam tanah sangat besar, akan tetapi jika musim kemarau tiba,
ketersediaan air tanah juga akan berkurang. Belum lagi banyak faktor yang dapat
mengurangi volume air tanah ini, seperti permukaan tanah tidak lagi ada
pepohonan, diperkeras dengan aspal atau beton, sehingga air hujan tidak memiliki
kesempatan untuk berinfiltrasi.
Selain itu, di kota-kota dan di daerah-daerah industri sering terjadi polusi
pada air tanah yang disebabkan oleh sampah dan buangan limbah industri.
Sampah-sampah yang padat, apabila membusuk akan meresap ke dalam lapisan
tanah oleh pengaruh air hujan, sehingga akan mengotori air tanah di tempattempat yang dekat dengan sumber polusi itu. Air tanah yang sudah tercemar bisa
8
dibedakan dari air tanah yang masih murni dari warna, bau, dan rasa. Akibat
polusi, air tanah bisa membahayakan kehidupan manusia.
Kegiatan industri yang besar bisa juga menguras air tanah, sehingga sumur
penduduk yang berada di dekat pabrik akan kering kerontang karena kedalaman
sumur penduduk tidak menjangkau permukaan air yang sedang disedot oleh
sumur pompa pabrik. Karena itu, pembangunan pabrik jaraknya harus jauh dari
permukiman penduduk dan pihak pabrik wajib dilarang mengambil air tanah
dangkal (dari akiufer bebas) tetapi harus mengambil hanya dari air tanah dalam.
Air tanah mempunyai berbagai kegunaan bagi manusia, yaitu: untuk
keperluan rumah tangga seperti minum, memasak makanan, mandi dan mencuci;
untuk keperluan industri; untuk keperluan pertanian, misalnya pengairan sawah
dan palawija di daerah yang sukar dibuat irigasi, seperti di daerah-daerah gurun,
daerah karst (di Gunung Kidul Yogyakarta).
Air tanah yang digunakan untuk berbagai keperluan tersebut, pada zaman
sekarang lebih banyak dikeluarkan melalui sumur bor. Pengeluaran air tanah yang
tidak seimbang dengan penambahannya secara alamiah akan menyebabkan
terjadinya tanah amblas (subsidence). Penyedotan air tanah secara besar-besaran
juga akan menurunkan per-mukaan air tanah dalam, terutama pada musim kering.
Di daerah pantai yang dijadikan kota atau pemukiman lain, penyedotan air
tanah melalui sumur pompa menyebabkan intrusi air asin ke arah darat. Di daerah
itu seringkali air tanah yang rasanya tawar atau sedikit asin.
Gambar 2. Penampang Air Bawah Tanah
Sumber: Hidrologi untuk Pengairan, 1987.
C. LATIHAN
1. Jelaskan dengan singkat tentang hidrosfer!
2. Apa yang dimaksud dengan siklus panjang – siklus menengah – siklus pendek
dalam hidrosfer?
3. Apa yang dimaksud dengan air tanah (ground water)?
4. Bagaimana terjadinya sumur artesis?
9
Petunjuk jawaban latihan
1. Bentang perairan yang menyelubungi planet bumi
2. Siklus hidrologis dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu sebagai berikut:
a. Siklus panjang, yaitu air laut menguap, terjadi kodensasi, uap air terbawa
angin dan membentuk awan di atas daratan hingga ke pegunungan tinggi,
jatuh sebagai salju, terbentuk gletser, mengalir ke sungai selanjutnya
kembali ke laut lagi.
b. Siklus menengah, yaitu air laut menguap, terjadi kodensasi, uap air
terbawa angin dan membentuk awan di atas daratan, hujan jatuh di daratan
menjadi air darat, dan kemudian menuju laut.
c. Siklus pendek, yaitu air laut menguap, terjadi kodensasi, uap air
membentuk awan dan kemudian terjadi hujan dan kembali ke laut lagi.
3. Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah di dalam zona
jenuh (saturation).
4. Sumur artesis adalah air tanah yang terdapat pada lapisan akuifer terkekang.
Lapisan akuifer ini pada bagian atas dan bawahnya dibatasi oleh lapisan kedap
air dan mempunyai tekanan hidrostatik yang lebih besar daripada tekanan
atmosfer. Akibatnya air sumur dapat keluar sendiri karena pengaruh tekanan
hidrostatik.
RANGKUMAN
Hidrosfer adalah bagian lapisan air yang menutupi atau berada dalam bumi
kita. Air di permukaan bumi selalu mengalami perputaran atau siklus air, yaitu
perputaran massa air di bumi diawali dengan proses pemanasan muka bumi oleh
pancaran sinar matahari. Akibat proses pemanasan ini sebagian massa air
mengalami penguapan ke udara, baik melalui evaporasi, transpirasi, dan
evapotranspirasi. Air yang menguap mengalami kondensasi menjadi titik-titik air
dan turunlah sebagai hujan. Siklus hidrologis dapat dibedakan menjadi 3 macam,
yaitu siklus panjang, siklus menengah, dan siklus pendek.
Air tanah (ground water) adalah massa air yang ada di bawah permukaan
tanah. Sumber air tanah adalah curah hujan. Pada saat hujan mencapai permukaan
tanah, seluruh atau sebagian airnya akan diserap oleh tanah. Bagian yang tidak
terserap tanah akan menjadi limpasan permukaan hingga terbentuk parit-parit dan
mengalir ke sungai hingga ke danau dan berakhir di laut. Kapasitas infiltrasi setiap
permukaan tanah berbeda-beda tergantung pada tekstur dan struktur tanah. Air
masuk ke dalam tanah mengalami gaya absorbsi, menjadi air kapiler, dan
mengalami gaya yang menahan pergerakan air supaya tidak terloloskan. Lapisan
tanah yang berhubungan dengan kemampuan menyimpan dan meloloskan air
dibedakan atas lapisan aquifer, aquiclude, Aquifuge, dan Aquitard.
TES FORMATIF 1
Jawablah salah satu yang paling tepat pada pertanyaan di bawah ini!
1. Air di muka bumi jumlahnya tidak berkurang tetapi persebarannya dapat
berubah-ubah, hal ini sesuai dengan prinsip...
a. kekekalan energi
b. presipitasi
10
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
c. keabadian
d. siklus air
e. infiltrasi
Hujan dalam istilah hidrologi dikenal dengan istilah...
a. presipitasi
b. evaporasi
c. perkolasi
d. infiltrasi
e. transpirasi
Jika infiltrasi lebih besar dari kapasitas menahan air minimum, air itu akan
terus ke permukaan disebut...
a. infiltrasi
b. presipitasi
c. perkolasi
d. evaporasi
e. transpirasi
Air laut menguap, terjadi kodensasi, uap air membentuk awan dan kemudian
terjadi hujan dan kembali ke laut lagi disebut...
a. siklus menengah
b. siklus pendek
c. siklus hidrologi
d. sirkulasi air
e. siklus panjang
Lapisan di dalam bumi yang mudah membawa air atau melewati air disebut
lapisan...
a. akuifer
b. vados
c. aquiclude
d. pizomatik
e. artesis
Penguapan yang berasal dari badan-badan air dan dari benda/pohon/ batuan
atau lainnya disebut...
a. intersepsi
b. transpirasi
c. reboisasi
d. perkolasi
e. presipitasi
Jumlah air yang berada di daratan 98 % dari seluruhnya merupakan...
a. air tanah
b. air laut
c. reservoir buatan
d. air sungai
e. air danau
Untuk menambah air tanah, usaha yang perlu dilakukan adalah...
a. membuat sumur resapan
b. pembuatan bendungan
11
c. penghematan air tanah
d. penggalian sungai-sungai purba
e. tidak menggunakan air tanah
9. Air tanah yang berasal dari air hujan dan terdapat pada lapisan tanah yang tak
jenuh, disebut...
a. Meteoric Water
b. Connate Water
c. Pinnate water
d. Juvenil Water
e. Fossil Water
10. Air tanah yang berada di antara dua lapisan batuan yang kedap air sehingga
dapat menyebabkan air tersebut dalam keadaan tertekan dan bila ada jalan
keluar akan memancar. Air ini disebut...
a. Meteoric Water
b. Pinnate Water
c. Juvenil Water
d. Fossil Water
e. Artesian Water
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang terdapat di
bagian akhir BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian gunakan
rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi
Kegiatan Belajar 1.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 2. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah
80%, anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
12
Kegiatan Belajar 2
PERAIRAN DARAT
A. PENGANTAR
Masih ingatkah Anda tentang penggolongan air di bumi ini? Ya betul, air
di bumi digolongkan atas air permukaan dan air tanah. Mengenai air tanah sudah
kita bahas dalam kegiatan belajar 1, mudah-mudahan Anda dapat memahami
materi tersebut. Pada kegiatan belajar 2, akan dibahas tentang salah satu jenis air
permukaan yaitu tentang perairan darat. Akan tetapi sebelumnya, mungkin Anda
sudah mengetahui jenis-jenis perairan darat, coba Anda sebutkan? Untuk lebih
meneganalnya, sebaiknya Anda pelajari materi ini!
B. URAIAN MATERI
1. Perairan Darat
Perairan darat adalah semua bentuk air yang terdapat di daratan. Wujud air
dapat berupa benda cair, padat (es dan salju), maupun uap. Sedangkan yang
banyak dimanfaatkan oleh manusia adalah yang berwujud cair yaitu berupa air,
baik air permukaan, air tanah, sungai danau dan sebagian air rawa.
Perbandingan antara banyaknya air yang meresap dan mengalir di
permukaan, bergantung pada berbagai faktor yaitu:
a. jumlah curah hujan yang jatuh
b. kekuatan jatuhnya butiran air hujan di permukaan bumi
c. lamanya curah hujan
d. penutupan vegetasi di permukaan bumi
e. derajat permeablitas dan struktur bumi, dan
f. kemiringan topografi
Coba Anda sebutkan apa saja yang termasuk ke dalam bentangan perairan
darat? Ya, pasti anda sudah tahu, bahwa bentangan perairan darat terdiri dari air
tanah, sungai, danau dan rawa. Berikut ini akan diuraikan masing-masing
karakteristik dari bagian-bagian perairan darat tersebut.
a. Sungai
Sungai adalah bagian dari muka bumi yang karena sifatnya, menjadi
tempat air mengalir. Sifat yang dimaksud adalah bagian permukaan bumi yang
paling rendah bila dibandingkan dengan daerah sekitamya. Sungai dapat
dibedakan dari massa airnya, karena:
1) kebanyakan mengalir di permukaan bumi ke tempat yang lebih rendah,
kadang-kadang di bawah permukaan tanah,
2) pengalirannya tidak tetap, kadang-kadang deras, kadang-kadang lambat, dan
di beberapa tempat membentuk riak,
3) mengangkut beban dari mulai lumpur yang halus, pasir, kerikil sampai batubatu guling,
13
4) mengalir mengikuti saluran tertentu yang di kanan-kirinya dibatasi oleh suatu
tebing yang biasanya curam.
Apabila Anda lihat lebih seksama, maka bentang alam yang dinamakan
sungai dapat diklasifikasikan berdasarkan sifat fisiknya.
1) Klasifikasi sungai
Berdasarkan fisik profil sungai dapat dibagi 3 bagian yaitu bagian hulu,
tengah dan hilir. Pada bagian hulu, sungai memiliki karakteristik:
a) arus air deras;
b) arah erosi ke dasar sungai (erosi vertikal);
c) lembahnya curam ;
d) lembahnya berbentuk V;
e) kadang-kadang terdapat air terjun;
f) terdapat erosi mudik;
g) tidak terjadi pengendapan (sadimentasi).
Di bagian hulu sungai kadang-kadang dijumpai bentukan air terjun.
Macam-macam air terjun sebagai berikut:
a) Jeram Tunggal: massa air terjun sebagai satu kesatuan ke bawah.
b) Jeram Jamak: Masa air yang terpisah oleh pulau-pulau di dalam palung sungai
menjadi beberapa jeram tersendiri dengan tinggi terjun yang hampir sama.
c) Jeram katarak: Jeram dengan tinggi terjun yang relatif kecil, tetapi dengan
volume air yang besar.
d) Cascade: Massa air merupakan beberapa jeram, yang satu di atas yang lain
dan dicerai-ceraikan dengan jelas (jeram ber-tingkat-tingkat).
e) Jeram Mengembun : Jeram dengan tinggi terjun yang relatif besar, tetapi
volume air kecil, akibatnya sebagian besar dari air itu pecan menjadi embun.
Berbeda dengan bagian hulunya, maka karakteristik fisik sungai di bagian
tengah, adalah sebagai berikut:
a) arus air sungai tidak begitu deras;
b) erosi sungai mulai ke samping (erosi horizontal);
c) aliran sungai mulai berkelok-kelok ;
d) mulai terjadi proses sedimentasi (pengendapan) karena kecepatan air mulai
berkurang.
Sedangkan pada bagian hilir sungai memiliki karakteristik sebagai berikut:
a) arus air sungai tenang;
b) banyak terjadi sedimentasi ;
c) erosi ke arah samping (horizontal);
d) sungai berkelok-kelok (terjadi proses meandering) ;
e) kadang-kadang ditemukan meander yang terpotong se-hingga membentuk kali
mati/danau tapak kuda (oxbow lake);
f) di bagian muara kadang-kadang terbentuk delta.
Selain karakteristik di atas, jenis-jenis sungai juga dapat diklasifikasikan
menurut arah alirannya, sebagai berikut.
a) Sungai Konsekwen, yaitu sungai yang alirannya searah dengan lerengnya.
b) Sungai Insekwen yaitu sungai yang arah alirannya tidak teratur.
14
c) Sungai Subsekwen yaitu anak sungai yang arah alirannya tegak lurus terhadap
sungai konsekwen.
d) Sungai Obsekwen yaitu anak sungai dari sungai subsekwen yang arahnya
berlawanan dengan induk sungai konsekwen.
e) Sungai Resekwen yaitu sungai subsekwen yang arahnya sejajar dengan induk
sungai konsekwen.
Berdasaikan sumber airnya, sungai dibagi atas tiga macam:
a) Sungai hujan yaitu sungai yang sumber airnya berasal dari air hujan.
Kebanyakan sungai-sungai di Indonesia termasuk sungai hujan.
b) Sungai gletser yaitu sungai es. Sungai ini terdapat di daerah beriklim dingin
(bersalju).
c) Sungai campuran yaitu sungai yang airnya berasal dari air hujan dan dari
gletser (es mencair).Contohnya : di Indonesia adalah Sungai Memberamo dan
Sungai Digul di Irian Jaya
Menurut kondisi airnya sepanjang tahun, sungai dibedakan dua jenis yaitu:
a) Sungai Episodik, artinya sungai yang alirannya tetap sepanjang tahun, pada
umumnya sungai jenis ini terdapat di daerah curah hujannya besar dan di
daerah yang berhutan lebat.
b) Sungai Periodik, yaitu sungai yang massa airnya tidak tetap disepanjang
tahun. Biasanya pada waktu datangnya musim hujan airnya meluap, dan pada
waktu musim kemarau airnya kering. Contohnya di Indonesia sungai Benain
di Timor dan sungai Kandaha di Sumba.
Di Indonesia terdapat sungai-sungai yang panjang, seperti terlihat pada tabel 3 di
bawah ini.
Tabel 2. Sungai Terpanjang di Indonesia
No Nama Sungai
Letak
1
Kapuas
Kalimantan
2.
Barito
Kalimantan
3.
Memberamo
Irian Jaya
4.
Digul
Irian Jaya
5.
Musi
Sumatera
6.
Batanghari
Sumatera
7
Indragiri
Sumatra
8.
Khahayan
Kalimantan
9.
Mahakam
Kalimantan
Sumber: I Made Sandi, 1985.
Panjang (km)
998
704
684
546
507
485
415
343
334
2) Pengaruh air sungai terhadap kehidupan manusia
Air merupakan sumber kehidupan. Ini berarti banyak mahluk hidup yang
tidak dapat tumbuh dan berkembang karena kekurangan air. Adapun manfaat
sungai sebagai salah satu bentangan perairan darat, mulai dari yang sederhana
seperti keperluan minum, mandi, dan mencuci, hingga kebutuhan yang lebih
kompleks, seperti:
15
a) Irigasi/pengairan khususnya di daerah kering orang membutuhkan air untuk
mengairi sawah. Dalam sistem pertanian intensif sekarang ini, di daerah
basahpun perlu pengairan agar diperoleh hasil yang lebih menguntungkan.
b) Sumber tenaga di daerah industri yang kondisinya memungkinkan, air
dimanfaatkan sebagai penggerak turbin yang dihubungkan dengan generator
sehingga menghasilkan pembangkit tenaga listrik (PLTA).
c) Keperluan domestik yaitu kebutuhan primer rumah tangga seperti : air minum,
memasak, mencuci, mandi. Bahkan bagi masyarakat kota air juga
dipergunakan untuk menyiram tanaman dan rumput hias di halaman.
d) Sebagai sumber penghasil bahan makanan mentah. Seperti terdapatnya
bermacam-macam ikan, udang dan sebagainya.
e) Industri : Sebagian besar industri, terutama di daerah perkotaan air juga sangat
penting sebagai : pencuci bahan dasar, pencair atau pelarut bahan.
f) Transportasi: Sejak zaman dahulu manusia telah memanfaatkan air sebagai
sarana perhubungan. Karena hingga sekarang transportasi di perairan relatif
lebih murah.
g) Rekreasi dan Olah Raga: di sungai-sungai atau danau orang mengadakan
rekreasi sekaligus merupakan arena olah raga seperti berenang, dayung,
selancar angin dan sebagainya.
3) Pola aliran sungai
Aliran sungai akan menyusun pola tertentu yang disebut pola aliran
sungai. Pola aliran sungai ini dipengaruhi oleh struktur geomorfologi dan geologi
daerah yang dilaluinya. Pola aliran yang dijumpai antara lain:
a) Pola dentritis
Ciri-cirinya adalah bahwa anak-anak sungainya bermuara pada sungai
induknya secara tidak teratur yaitu membentuk sudut yang berlain-lainan
besarnya dan tidak tentu besarnya. Pola ini terdapat di daerah yang
menunjukkan tidak adanya pengaruh struktur. Pola ini sering terdapat pada
batuan yang horizontal (mendatar)
b) Pola memusat (centripetal), yaitu pola aliran yang memusat ke suatu depresi,
seperti cekungan, kawah dan sebagainya
c) Pola menyebar radial (centrifugal), yaitu pola aliran yang tersebar dari suatu
puncak, seperti pada kubah, gunung berapi, bukit terpencil.
d) Pola trellis, yaitu sungai yang memperlihatkan letak yang paralel. Anak-anak
sungainya bergabung secara tegak pada sungai yang paralel (sejajar) tadi. Pola
ini terjadi di daerah dengan struktur lipatan.
e) Pola aliran rektangular. Pada pola ini, sungai induk dengan anak-anak
sungainya membelok dengan membentuk sudut 90°. Pola aliran ini terdapat di
daerah patahan
f) Pola annular. Pola ini terdapat pada kubah yang telah mengalami pengirisan
yang lebih lanjut dan dikelilingi oleh lapisan yang berganti antara yang keras
dan yang lunak. Pada keseluruhannya pola ini hampir membentuk cincin.
g) pola aliran pinnate. Pola ini menunjukkan kecuraman lereng yang besar.
16
Dentritis
Pinnate
Trellis
Rektangular
Radial
Annular
Memusat
Gambar 3. Pola-pola Aliran Sungai
Sungai bermula dari sejumlah aliran-aliran air yang berasal dari mata air,
pencairan gletsyer, atau sumber lain dari dalam gunung yang menjadi anak-anak
sungai dan kemudian bergabung dengan aliran lain menjadi sebuah sistem sungai,
yang kemudian kita sebut Daerah Aliran Sungai.
Daerah aliran sungai (drainage area/riverbasin) yang disingkat menjadi
DAS adalah bagian dari muka bumi yang airnya mengalir ke dalam sungai
tertentu. Atau pengertian lain yang dimaksud daerah aliran sungai yaitu wilayah
tampungan air hujan yang masuk ke dalam wilayah air sungai. Jadi sebuah sungai
beserta anak-anak sungainya membentuk satu daerah aliran. Misalnya sungai
Cimanuk dengan anak-anak sungainya disebut daerah aliran sungai Cimanuk.
DAS, Citarum, DAS Bengawan Solo dan sebagainya.
Daerah yang memisahkan antara daerah aliran sungai yang satu dengan
daerah aliran sungai yang lainnya merupakan daerah punggungan dinamakan
watershed atau stream devide. Dalam satu DAS hanya ada satu induk sungai dan
memiliki percabangan anak-anak sungai. Perhatikan satu satuan DAS pada
gambar 2 di bawah ini!
17
Gambar 4. Penampang Daerah Aliran Sungai
Untuk melestarikan suatu bendungan agar supaya bendungan itu tidak
cepat mengalami proses pendangkalan maka daerah aliran sungai tersebut harus
dihijaukan. Besar kecilnya air sungai tergantung luas tidaknya daerah aliran dan
sedikitnya curah hujan di daerah aliran sungai tersebut.
Daerah aliran sungai itu merupakan daerah penangkap air hujan
(catchment area) pembangunan di daerah pertanian, pemukiman, Industri, tidak
bisa dilepaskan dari kebutuhan sumber daya air. Sebagai akibat pemanfaatan air di
atas, air akan menampung buangan limbah dari akibat pembangunan tersebut,
sehingga terjadilah pencemaran (polusi) air.
Pentingnya pengolahan DAS jelas barkaitan dengan penyediaan air bersih,
mengamankan sumber air dari pencemaran, mencegah banjir dan kekeringan,
mencegah erosi serta mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah.
b. Danau
Selanjutnya air permukaan yang ada di daratan adalah berupa danau.
Danau merupakan suatu cekungan (basin) di permukaan bumi yang digenangi air
dalam jumlah yang relatif banyak. Air pada danau bersumber dari banyak sumber
seperti sungai, air tanah atau hujan. Pengaliran air danau dapat terjadi karena
penguapan, perembesan ke dalam tanah, dan pengaliran air melalui sungai.
Berdasarkan proses terjadinya, danau dapat diklasifikasikan sebagai
berikut:
1) Danau Tektonik, yaitu danau yang terbentuk karena proses tektonik, seperti
proses patahan dan lipatan. Tenaga tektonik menyebabkan retakan atau
cekungan pada lapisan kulit bumi. Retakan ini terisi air dalam jumlah yang
banyak sehingga terbentuklah danau. Contoh danau ini adalah: danau Tempe
(Sulawesi Selatan), danau Poso (Sulawesi Tengah), danau Singkarak
(Sumatera Barat) dan danau Maninjau (Sumatera Barat).
18
2) Danau Vulkanik, yaitu danau yang terbentuk di kawah bekas letusan gunung
api yang terisi oleh air dalam jumlah banyak. Danau vulkanik dapat dibagi
menjadi 2 golongan yaitu:
a) Danau Maar adalah danau yang terjadi akibat letusan gunung api
menimbulkan lubang yang terisi oleh air hujan. Contohnya yaitu: danau
Grati (Jawa Timur).
b) Danau Kawah adalah danau yang terjadi karena kawah atau lubang
kepundan terisi air hujan. Contohnya yaitu: danau Kelimutu (Flores).
3) Danau Tektovulkanik merupakan jenis danau yang terbentuk akibat dari
gabungan tektonik dan vulkanik. Pada saat terjadi erupsi gunung api sebagian
badan gunung api patah dan merosot menutupi lubang kepundan. Contoh
yaitu: danau Toba (Sumatera Utara).
4) Danau Karst atau Dolina adalah danau yang terjadi di daerah kapur sebagai
hasil proses pelarutan batu kapur sehingga membuat cekungan. Danau Karst
ini lebih dikenal dengan sebutan Dolina. Contohnya banyak terdapat di daerah
Gunung Kidul (Yogyakarta).
5) Danau Glasial adalah danau yang terjadi karena erosi glasial pada zaman es
dilluvium. Contohnya: danau Michigan, danau Superior , dan danau Ontario,
semuanya dekat perbatasan antara Amerika Serikat dan Kanada.
6) Danau Bendungan adalah danau yang terjadinya karena terbendungnya aliran
sungai oleh lava, akibat letusan gung api. Contohnya: danau Air Tawar
(Aceh), danau Tondano (Sulawesi Utara).
7) Danau Buatan adalah jenis danau yang sengaja dibuat oleh manusia, misalnya
untuk kepentingan irigasi atau PLTA. Danau buatan ini sering pula
dinamakan waduk atau bendungan. Contoh danau buatan ini adalah Waduk
Jatiluhur (Jawa Barat), Saguling (Jawa Barat), Cirata (Jawa Barat), Riam
Kanan (Kalimantan Selatan)
Air danau dapat dibedakan menjadi tiga bagian yaitu air yang masuk, air
yang berada dalam danau dan air yang keluar dari danau. Ciri-ciri dari masingmasing air tersebut adalah sebagai berikut.
1) Air yang masuk
a) Relatif keruh karena berisi materi hasil pengikisan/erosi dari sungai atau
aliran yang masuk.
b) Mengandung bermacam-macam unsur kimiawi (karena berasal dari daerah
yang relatif berbeda-beda).
2) Air yang berada dalam danau
a) Relatif jernih karena sedang mengalami pengendapan.
b) Terjadi reaksi kimia dari unsur-unsur air dan membentuk zat kimia yang
homogen.
3) Air yang keluar dari danau
a) Relatif lebih jernih karena proses pengendapan sudah berlanjut.
b) Susunan gas homogen, karena telah terjadi pencampuran.
Biasanya air danau itu menerima dan melepaskan airnya di permukaan
tanah yaitu pada ujung danau air itu masuk dan pada ujung lain air itu mengalir
(keluar).
19
Tabel 3. Danau-danau yang luas di Indonesia
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Nama Danau
Danau Toba
Danau Towati
Danau Sentani
Danau Poso
Danau Mantana
Danau Ranau
Danau Laut Tawar
Danau Singkarak
Danau Maninjau
Danau Tempe
Danau Jatiluhur
Danau Gajah
Mungkur
Danau Riam Kanan
Danau Karang Kates
Danau Tondana
Danau Kerinci
Danau Rawapening
Danau Batur
Danau Sagara anak
Danau Selorejo
Danau Bratan
Sumber: I Made Sandi, 1985
Luas (ha)
107.216
59.840
34.375
34.280
16.640
12.528
10.937
10.176
9.980
9.406
9.016
8.950
6.160
5.250
4.360
4.264
1.920
1.568
1.100
750
374
Danau sangat penting keberadaannya bagi kehidupan khususnya manusia
antara lain sebagai cadangan air untuk kepentingan pengairan (irigasi), air minum,
sebagai sumber pembangkit tenaga listrik, sebagai sarana olahraga dan rekreasi,
sebagai pengatur air untuk mencegah banjir, dan sebagai tempat untuk kegiatan
perikanan (tambak udang dan ikan) dan manfaat lainnya. Manfaat danau bagi
kehidupan antara lain adalah untuk hidro listrik (PLTA); untuk irigasi pengairan;
pengendalian banjir; perikanan darat; objek wisata; lalu lintas air; tempat berolah
raga air; meninggikan air tanah disekitar danau; danau di dataran tinggi
merupakan sumber peresapan air tanah bagi daerah hilirnya.
c. Rawa
Rawa adalah lahan genangan air secara alamiah yang terjadi terus menerus
atau musiman akibat drainase alamiah yang terhambat serta mempunyai ciri- ciri
khusus secara fisik, kimiawi, dan biologis. Rawa selalu digenangi air karena
kekurangan saluran atau letaknya yang rendah, baik yang bersifat sementara
maupun sepanjang waktu, sehingga pelepasan air dan lahan tersebut lambat.
Genangan ini disebabkan oleh kondisi pembuangan (drainase) yang buruk. Rawa
bisa juga merupakan suatu cekungan yang menampung luapan air dan sekitarnya.
Dengan kondisi genangan ini komposisi tanahnya akan berlapis yang dasarnya
bahan organik bercampur dengan endapan. Karena saluran aimya jelek maka
kondisi airnya menyesuaikan diri. Manfaat dan rawa yaitu sebagai tempat
pemeliharaan ikan tambak, misalnya bandeng dan udang atau bisa juga untuk
20
sawah pasang surut. Di rawa-rawa yang airnya asam, tidak terdapat kehidupan
binatang.
Berdasarkan sifat airnya, rawa terbagi atas rawa air payau; rawa air tawar;
dan rawa air asin. Tetapi kita mengenal jenis-jenis rawa lainnya, sebagai berikut:
1) Rawa dataran rendah, ini terjadi di daerah depresi yang membentuk
permukaan datar dan cekung. Air rawa ini berasal dari air hujan, air tanah dan
air sungai, kaya akan mineral. Ditumbuhi oleh tumbuhan autotrophic. Gambut
yang terbentuk di daerah ini berasal dari sisa-sisa tumbuhan autotrof.
2) Rawa dataran tinggi. Bila terletak di daerah yang letaknya lebih tinggi dari
daerah sekitarnya yang mempunyai bentuk permukaan cekung. Air tanah
permukaan (water table) sangat kurang. Rawa ini mendapat air dari air hujan.
Airnya tidak begitu asam.
3) Rawa peralihan yang ditumbuhi oleh tumbuhan mesothropic
Sebahagian rawa-rawa telah diusahakan untuk dijadikan daerah pertanian
dengan jalan membuat saluran drainase (membuang airnya) atau membuat
saluran-saluran untuk memasukkan air sungai yang kemudian dikeluarkan
pada waktu air sungai itu susut.
Keadaan air yang ada di rawa ada yang tidak mengalami pergantian (tidak
mengalir), dimana ciri airnya sangat asam, berwarna merah, tidak dapat dijadikan
air minum, tidak ada organisme yang hidup, dan sukar dimanfaatkan. Akan tetapi
banyak juga rawa yang keadaan airnya selalu mengalami pergantian misalnya
karena pengaruh pasang surut air laut atau karena luapan sungai.
Gambut yang terdapat di rawa untuk masa yang akan datang bisa
dipergunakan untuk bahan bakar, karena gambut itu sifatnya mudah terbakar.
Gambut juga berguna untuk bahan isolasi panas dan untuk bahan pupuk. Rawa di
daerah yang mengalami pasang surut kadang-kadang masih dapat diusahakan
dalam bentuk sawah pasang surut.
d. Pantai dan Pesisir
Pantai (shore atau beach, dalam bahasa Inggris) adalah kenampakan alam
yang menjadi batas antara wilayah yang bersifat daratan dengan wilayah yang
bersifat lautan. Wilayah pantai dimulai dari titik terendah air laut pada saat surut
hingga arah ke daratan sampai batas paling jauh gelombang atau ombak
menjangkau daratan. Tempat pertemuan antara air laut dengan daratan tadi
dinamakan dengan garis pantai (shore line). Garis pantai ini setiap saat berubahubah sesuai dengan perubahan pasang-surut air laut.
Bentuk pantai ada yang landai dan ada pula yang terjal (cliff). Sedangkan
pantai yang berpasir disebut gisik (sand beach) dan pantai yang berlumpur disebut
(mud beaach).
Sementara pesisir adalah suatu wilayah yang lebih luas dari pada pantai.
Wilayahnya mencakup wilayah daratan yang masih mendapat pengaruh laut
(pasang-surut, suara deburan ombak, rembesan air laut di daratan) dan wilayah
laut sejauh masih mendapat pengaruh dari darat (aliran air sungai dan sedimentasi
dari darat). Menurut Badan Koordinasi Survey dan Pemetaan Nasional
(BAKOSURTANAL), batas wilayah pesisir ialah daerah yang masih ada
pengaruh kegiatan bahari dan sejauh konsentrasi permukiman nelayan.
21
Wilayah pesisir dan Lautan Indonesia juga kaya akan bahan tambang dan
mineral, seperti minyak dan gas, timah, biji besi, bauksit dan pasir kwarsa.
Wilayah pesisir dan lautan termasuk prioritas utama untuk pusat pengembangan
industri pariwisata.
C.
1.
2.
3.
4.
LATIHAN
Apa yang dimaksud dengan perairan darat?
Apa yang dimaksud dengan sungai?
jelaskan perbedaan pantai dan pesisir?
Upaya apakah yang dapat dilakukan untuk menanggulangi terjadinya banjir?
Petunjuk jawaban latihan
1. Perairan darat adalah semua bentuk air yang terdapat di daratan, baik dalam
wujud cair atau padat (es dan salju) yang terdapat di sungai, danau, rawa.
2. Sungai adalah bagian dari muka bumi yang karena sifatnya, menjadi tempat
air mengalir. Sifat yang dimaksud adalah bagian permukaan bumi yang paling
rendah bila dibandingkan dengan daerah sekitamya.
3. Pantai (shore atau beach) adalah kenampakan alam yang menjadi batas antara
wilayah yang bersifat daratan dengan wilayah yang bersifat lautan. Wilayah
pantai dimulai dari titik terendah air laut pada saat surut hingga arah ke
daratan sampai batas paling jauh gelombang atau ombak menjangkau daratan.
Sedangkan pesisir adalah suatu wilayah yang lebih luas dari pada pantai.
Wilayahnya mencakup wilayah daratan yang masih mendapat pengaruh laut
(pasang-surut, suara deburan ombak, rembesan air laut di daratan) dan wilayah
laut sejauh masih mendapat pengaruh dari darat (aliran air sungai dan
sedimentasi dari darat).
4. Upaya penanggulangan banjir sebagai berikut:
a. Melakukan penghijauan pada lahan-lahan yang gundul, terutama di
daerah-daerah yang memiliki ketinggian (gunung), hutan, dan bagian hulu
DAS.
b. Memperbesar saluran dan daya tampung air hujan atau sungai.
c. Membuat bendungan atau waduk.
d. Memberikan penyuluhan kepada masyarakat untuk selalu memperhatikan
dan mencintai lingkungan.
e. Mengeluarkan kebijakan-kebijakan tentang pembuatan sumur resapan oleh
penduduk agar air hujan dapat ditampung dan diresap lebih lama oleh
tanah.
f. Diperbanyak ruang terbuka di perkotaan sebagai tempat peresapan air.
RANGKUMAN
Perairan darat adalah semua bentuk air yang terdapat di daratan, baik dalam
wujud cair atau padat (es dan salju). Jenis perairan darat meliputi sungai, danau,
rawa, pesisir dan pantai. Indonesia memiliki garis pantai sepanjang 81.000 km.
Wilayah pantai dan pesisir Indonesia kaya akan bahan tambang dan mineral,
seperti minyak dan gas, timah, biji besi, bauksit dan pasir kwarsa. Selain itu juga
termasuk prioritas utama untuk pengembangan industri pariwisata.
22
Potensi air permukaan banyak bermanfaat untuk berbagai pemunuhan
kebutuhan manusia, mulai dari yang sederhana (kebutuhan minum, mencuci,
mandi) hingga kebutuhan yang lebih besar dan kompleks seperti untuk
pembangkit listrik, transportasi, dan irigasi.
TES FORMATIF 2
Pilihlah salah satu jawaban yang benar!
1. Prinsip utama dalam menentukan suatu DAS adalah sebagai berikut, kecuali...
a. hanya ada satu saluran pelepasan ke laut
b. luas DAS dapat beribu-ribu kilometer persegi
c. luasnya tidak seragam antara DAS satu dengan lainnya
d. memiliki anak-anak sungai
e. bentuk sungai berkelok-kelok
2. Karakteristik sungai di dataran rendah dengan batuan yang mudah ditoreh
oleh aliran air dicirikan dengan adanya...
a. lurus dalam
b. meander
c. dendritik
d. dangkalan
e. radial
3. Contoh sungai campuran adalah sungai...
a. Musi
b. Membramo
c. Citarum
d. Bengawan Solo
e. Ciliwung
4. Sungai yang airnya berlimpah pada musim penghujan, namun pada musim
kemarau airnya sama sekali kering disebut...
a. periodik
b. episodik
c. bantaran banjir
d. meander
e. campuran
5. Danau Tempe (Sulawesi Selatan), danau Poso (Sulawesi Tengah), danau
Singkarak (Sumatera Barat) dan danau Maninjau (Sumatera Barat) adalah
contoh dari jenis danau...
a. danau vulkanik
b. danau karst
c. danau wisata
d. danau buatan
e. danau tektonik
6. Curah hujan yang jatuh ke permukaan bumi sebagian mengalir ke satu arah
aliran dan sebagian terpisah ke arah lain. Pengaliran air ini dipisahkan oleh...
a. pegunungan
b. dataran tinggi
c. dataran
23
d. punggungan
e. perbukitan
7. Potensi air di daratan terletak di...
a. rawa
b. waduk
c. bawah permukaan tanah
d. danau
e. sungai
8. Jika Anda amati terjadinya banjir pada saat hujan, sedangkan kekeringan pada
kemarau. Itu menunjukan bahwa...
a. DAS mengalami kerusakan
b. batuan tidak mampu menyimpan air
c. aliran dari DAS lain
d. banyak aktiftas di daerah hulu
e. perubahan siklus
9. Sistem pengaliran seperti cabang pohon termasuk bentuk pola aliran...
a. radial
b. sentripetal
c. dentritik
d. rectangular
e. kompleks
10. Banyak upaya untuk menanggulangi banjir, salah satunya yang tidak perlu
dilakukan adalah...
a. melakukan Rebosisasi di daerah hulu sungai
b. meningkatkan resapan air
c. penyodetan sungai
d. larangan buang sampah ke sungai
e. pengerukan sungai
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 2 yang
terdapat di bagian akhir BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan Belajar 2.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
24
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 3. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah
80%, anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
25
Kegiatan Belajar 3
PERAIRAN LAUT
A. PENGANTAR
Tahukah Anda, sebagian besar permukaan bumi ini adalah berupa
perairan, khususnya perairan laut? Permukaan bumi yang ditutupi air samudera
meliputi sekitar 70% dari luasnya. Walau demikian, penyebaran perairan laut
tidak merata di bagian belahan bumi utara dengan selatannya. Di belahan utara
60% terdiri dari permukaan air dan 40% daratan, sedangkan di belahan selatan
83% terdiri dari permukaan air sedangkan 17% terdiri dari daratan.
B. URAIAN MATERI
Laut adalah sekumpulan air yang sangat luas di permukaan bumi yang
memisahkan atau menghubungkan suatu benua atau pulau dengan yang lainnya.
Umumnya perairan laut merupakan massa air asin dengan kadar garam cukup
tinggi (rata-rata 3.45 %). Laut memiliki sumber daya alam yang melimpah sampai
saat ini belum dapat dikelola semuanya. Bumi memiliki lima lautan luas
(samudera) yaitu lautan Pasifik, Atlantik, Hindia, Antartika, dan Artik. Lautan di
bumi memiliki luas kira-kira 361 juta km2, lebih dari 70% luas permukaan bumi,
dengan kedalaman rata-rata 3.730 m.
Ilmu yang mempelajari laut atau lautan disebut Oceanografi. Objek yang
dipelajarinya adalah mengenai keadaan fisik airnya, arus, gelombang,
kedalamannya, pasang naik-pasang surut dan sebagainya. Samudera adalah
bentangan air asin yang menutupi cekungan yang sangat luas sedangkan laut
adalah merupakan bagian dari samudera.
1. Klasifikasi Laut
Laut sebagai salah satu bentangan hidrosfir memperlihatkan adanya
perbedaan yang dapat dikelompokkan berdasarkan karakteristiknya. Berdasarkan
proses terjadinya, laut dapat diklasifikasikan, sebagai berikut:
1) Laut Transgresi, adalah laut yang terjadi sebagai akibat dari naiknya
permukaan air laut. Kedalaman laut transgresi biasanya kurang dari 200 meter,
oleh karena itu laut ini sering juga disebut laut dangkal;
2) laut Ingresi, adalah laut yang terjadi karena adanya penurunan bagian
permukaan bumi (degradasi). Kedalaman laut ingresi biasanya lebih dari 200
meter sehingga laut ingresi dikenal sebagai laut dalam;
3) laut Regresi, adalah laut yang terjadi sebagai akibat dari proses pengendapan
lumpur sungai (sedimen fluvial).
Laut juga diklasifikasikan berdasarkan letak keberadaannya, yaitu:
1) Laut tepi, yaitu laut yang terletak ditepian benua seolah terpisah dari lautan
oleh deretan pulau-pulau dan semenanjung. Contohnya Laut Cina Selatan.
2) Laut Pertengahan, adalah laut yang terletak diantara benua-benua. Biasanya
merupakan wilayah laut dalam. Contoh: Laut Mediteran yang terletak diantara
Benua Eropa-Asia dan Afrika.
26
3) Laut Pedalaman, adalah laut yang terletak di tengah-tengah benua atau hampir
seluruhnya dikelilingi daratan. Contoh: Laut Kaspia, Laut Baltik, Laut Mati,
dan Laut Hitam.
Berikut ini, merupakan klasifikasi laut berdasarkan kedalamannya. Laut
dikelompokan kedalam empat zone, yaitu:
1) Zone litoral adalah wilayah laut yang pada saat terjadinya pasang naik
tertutup oleh air laut dan ketika air laut surut wilayah ni menjadi kering. Zona
ini sering disebut sebagai wilayah pasang surut.
2) Zona neritik adalah wilayah laut mulai zona psang surut sampai kedalaman
200 meter. Zona ini merupakan tempat terkonsentrasinya biota laut, terutama
berbagai jenis ikan. Zona neritik sering disebut wilayah laut dangkal.
3) Zona batial adalah wilayah laut yang merupakan lereng benua yang
tenggelam di dasar samudra. Kedalaman zona ini berkisar diatas 200 meter –
2000 meter.
4) Zona abisial adalah wilayah laut yang merupakan wilayah dasar samudra.
Kedalamannya diatas 2000 meter, dan jenis biota yang ada pada zona ini
terbatas. Di dasar laut terdapat beberapa bentuk relief dasar laut digolongkan
dalam beberapa kelompok, yaitu:
a) Paparan benua (Shelf), yaitu dasar laut dangkal yang melandai dengan
kedalaman rata-rata 200 m, dan terletak di sepanjang pantai suatu benua.
Contoh : Paparan Sunda.
b) Palung Laut (Trench), yaitu dasar laut yang dalam dan sempit dengan
dinding yang curam membentuk corong dan memanjang, dengan
kedalaman lebih dari 5000 m.
c) Lubuk laut (Bekken), yaitu dasar laut yang bentuknya cekung.
d) Gunung Laut, yaitu gunung yang dasarnya terdapat di dasar laut, baik yang
menjulang diatas permukaan laut atau tidak.
e) Punggung laut, yaitu punggung pegunungan di dasar laut.
f) Atol, yaitu karang di laut yang bentuknya seperti cincin besar.
g) Laguna, yaitu bagian laut dangkal di tengah atol.
Laut banyak memberikan manfaat bagi kehidupan manusia diantaranya
sebagai sumber bahan makanan dan mineral misalnya garam untuk keperluan
memasak, rumput laut dapat digunakan untuk pembuatan agar-agar, ikan laut
merupakan sumber bahan makan dengan protein yang tinggi, karbonat diambil
dari sebangsa lumut (potash), fosfat berasal dari tulang-tulang ikan dan kotoran
burung yang makanannya ikan dapat dimanfaatkan untuk pupuk.
Sumber daya nabati dari tumbuhan laut yaitu plankton, nekton,
phytopankton, dan benthos. Plankton adalah gabungan dari jasad-jasad hewan dan
tumbuhan bersel satu, tidak dapat bergerak sendiri tetapi mengapung di
permukaan atau dekat permukaan air laut. Phytoplankton adalah plankton jenis
tumbuh-tumbuhan yang hidup pada kedalaman tidak lebih dari 100 m, karena
membutuhkan sinar matahari untuk proses fotosintesa. Nekton adalah gabungan
dari binatang-binatang yang dapat berenang terutama binatang laut, misalnya ikan,
cumi-cumi, gurita, dan lain-lain. Benthos adalah organisme laut yang hidupny
terikat pada dasar laut. Ada yang hidup merangkak pada dasar laut, misalnya
27
cacing laut, tiram, remis, dan lain-lain. Ada yang menempel pada dasar laut,
misalnya rumput lau, ganggang, dan bunga karang.
Di tepian laut terdapat ekosistem pantai merupakan tatanan sebuah
kesatuan lingkungan pantai secara utuh dengan segenap unsur lingkungan hidup
yang mempengaruhinya. Ekosistem pantai ini memiliki arti penting sebagai
tempat berkembang biaknya berbagai jenis biota laut, tanaman bakau (mangrove)
dan juga sebagai sarana pelestarian pantai dari ancaman abrasi air laut.
Ekosistem di pantai terdiri dari atas:
1) Lingkungan abiotik, yaitu lingkungan bersifat tidak hidup yang dapat
digunakan makhluk hidup (contoh : matahari, air, tanah, udara);
2) Produsen makanan, yaitu tumbuhan atau makhluk hidup yang memproduksi
bahan makanan bagi makhluk hidup lainnya;
3) Konsumen, yaitu makhluk hidup pemangsa makhluk hidup lainnya. (contoh :
manusia, hewan)
4) Organisme Pembusuk, yaitu makhluk penghancur tumbuhan dan hewan yang
telah mati melalui proses pembusukan.
Untuk mengukur kedalaman laut ada dua cara yaitu melalui metode Batu
duga dan Gema duga. Metode Batu duga, yaitu dengan cara yang sederhana dan
telah lama dipergunakan. Prinsip dari alat ini adalah sebuah tali yang dibebani
dengan timah yang berat yang diturunkan ke dasar laut. Pengukuran dengan cara
ini ada keuntungan dan kerugiannya. Keuntungannya adalah dapat mengetahui
jenis organisma di dasar laut dan dapat mengetahui jenis sendimen dasar laut.
Sedangkan kerugiannya adalah memerlukan waktu lama; tidak dapat mengetahui
dalamnya laut secara tepat, karena tali tersebut tidak bisa berdiri tegak lurus
karena pengaruh air laut; dan tidak bisa mengetahui relief dasar laut.
Pengukuran kedalaman laut melalu metode Gema Duga sudah digunakan
sejak tahun 1920. Prinsip kerjanya adalah menggunakan kecepatan rambatan
suara/bunyi dalam air yaitu dengan menghitung waktu berangkat dan waktu
kembalinya gema suara/bunyi. Jika diketahui waktu berangkat dan kembalinya
dan kecepatan rambatan pada air maka kedalaman laut dapat ditentukan.
Kecepatan rambatan bunyi/suara dalam air 1500 m /detik.
Cara gema duga ini mempunyai keuntungan diantaranya adalah waktunya
singkat (praktis), kapal tidak usah berhenti, dapat mengetahui kedalaman laut
secara tepat, dapat diketahui relief dasar laut. Sedang kerugiannya adalah tidak
dapat mengetahui endapan atau sedimen dasar laut, tidak dapat mengetahui
temperatur air laut pada kedalaman tertentu, tidak dapat mengetahui perubahan
temperatur/suhu air laut, salinitas, dan tekanan air. Karena unsur-unsur tersebut di
atas dapat memengaruhi kecepatan rambatan bunyi.
2. Keadaan Fisik Air Laut
a) Susunan kimiawi dan salinitas air laut
Tentunya Anda sudah mengetahui rasanya air laut, bukan? Ya, memang
asin rasanya. Air laut rasanya asin dan agak kepahit-pahitan. Hal ini disebabkan
air laut kaya akan kandungan garam-garaman. Berdasarkan pada susunan kimiawi
dan salinitasnya, susunan garam-garaman air laut adalah sebagai berikut:
NaCl
: 77,75%
28
K2SO4 : 2,46%
MgCl2 : 10,78%
Mg Br2 : 0,21%
Mg So4 : 4,73%
Ca So4 : 3,69%
CaCo3 dan garam-garaman lain : 0,34%
Jika diketahui rata-rata kadar garam air laut 3,5% (35%o), artinya setiap 1 kg air
laut mengandung garam 35 gram.
Menurut perkiraan volume air laut adalah 1.500.000.000 km3, maka
volume garam padatnya adalah 20.000.000 km3, dan beratnya lebih dari
40.000.000.000 .000.000 ton. Setiap tahun kadar garam air laut terus bertambah
karena sungai-sungai di seluruh dunia setiap tahunnya mengangkut garam
sebanyak 40.000.000 ton.
Kadar garam air laut tidak sama di setiap daerah, ini tergantung pada
beberapa faktor yang mempengaruhinya, sebagai berikut:
1) Besar kecilnya penguapan. Makin besar penguapan air laut, kadar garamnya
makin tinggi. Contoh : Laut Kaspia.
2) Banyak sedikitnya curah hujan. Makin banyak curah hujan, makin rendahnya
kadar garamnya. Contohnya : Laut-laut di Indonesia.
3) Banyak sedikitnya air tawar dari sungai yang masuk. Masuknya air tawar
menyebabkan rendahnya salinitas. Contohnya : Laut Jawa. Banyak sungaisungai yang bermuara di laut ini seperti : Sungai Asahan, Sungai Rokan,
Sungai Kampar, Sungai Indragiri, Sungai Batang hari, Sungai Musi, Sungai
Kapuas, Sungai Barito, Sungai Citarum, Sungai Cimanuk, Sungai Ciliwung,
Kali Solo.
4) Banyak sedikitnya cairan es yang masuk ke dalam laut. Ini terjadi di daerah
yang mengalami musim dingin. Contohnya : Laut Baltik di Eropa Utara.
5) Arus Laut. Dengan adanya arus laut terjadi percampuran kandungan garam
sehingga kadar garamnya lebih merata.
b) Suhu atau temperatur air laut
Suhu air laut adalah suatu faktor yang amat penting bagi kehidupan
organisma di lautan, karena suhu memengaruhi perkembangan organismaorganisma tersebut. Umpamanya tumbuhnya binatang karang yang
penyebarannya sangat dibatasi oleh perairan yang hangat yang terdapat di daerah
tropik atau subtropik. Suhu air laut di permukaan bumi menunjukkan ada
perbedaan-perbedaan walupun tidak besar, seperti: suhu air di Samudra Atlantik
rata-rata 16,9° C; suhu air di Samudra Hindia rata-rata 17,0° C; dan suhu air di
Samudra Pasifik rata-rata 19,1° C Rata suhu air laut di dunia 17,4°C.
Sedangkan suhu permukaan air laut di Indonesia sekitar 26,3° C, ini
menunjukkan suhunya lebih tinggi dari suhu-suhu rata-rata air laut di dunia. Ini
disebabkan karena Indonesia terletak di daerah tropika sehingga kedudukan
matahari selalu tinggi. Makin ke dalam suhu air laut makin dingin karena
pengaruh sinar matahari suhu berkurang. Suhu yang lebih tinggi menyebabkan
29
tumbuhan laut tumbuh dengan subur. Keberadaan tumbuhan ini jelas sangat
penting sekali bagi kehidupan ikan-ikan.
c) Warna air laut
Secara umum kalau kita perhatikan warna air laut pasti warnanya biru.
Apakah memang seperti demikian halnya? Keadaan warna air laut bergantung
kepada beberapa faktor, sebagai berikut:
1) Tergantung pada zat larutan organisma atau zat lain yang terdapat di dalam
air. Contoh: Laut Merah airnya kadang-kadang kelihatan merah darah karena
banyak ganggang laut (algen) yang sifatnya memantulkan warna merah dari
sinar matahari. Laut kuning (RRC) warnanya kuning karena air lautnya
mengandung butiran-butiran tanah loss yang warnanya kuning, yang terbawa
oleh air sungai Hoang Ho di daratan Cina yang melalui Gurun Gobi.
2) Bergantung pada warna dasar lautnya. Laut Hitam (sebelah utara Turki) air
lautnya kelihatan hitam karena dasar laut itu warnanya hitam. Di laut dangkal
(Zone literal) air laut warnanya hijau karena di daerah ini banyak tumbuhtumbuhan laut yang berwarna hijau. Warna biru air laut disebabkan oleh
pemantulan warna biru dari sinar matahari. Warna ini dipantulkan karena
warna ini bergelombang pendek serta pantulan warna langit.
d) Arus laut
Arus laut adalah gerakan air laut yang mempunyai peredaran tetap atau
tidak. Pada umumnya arus laut disebabkan oleh pengaruh angin, perbedaan kadar
garam air laut, perbedaan suhu, pasang naik dan pasang surut air laut dan mengisi
daerah yang ditinggalkan arus (arus kompensasi atau arus pengisi). Arah arus
dinyatakan dengan arah ke mana arus iru bergerak. Contohnya: Arus Timur
adalah arus yang arahnya ke timur; Arus Utara adalah arus yang arahnya ke utara.
Menurut temperaturnya dibedakan menjadi 2 macam arus yaitu :
1) Arus panas adalah arus yang temperaturnya lebih tinggi dari pada daerah yang
didatanginya.Contohnya: Arus Teluk, Arus Kuro Siwo, Arus Brasilia
2) Arus dingin adalah arus yang temperaturnya lebih rendah dari pada daerah
yang didatanginya. Contohnya : Arus Labrador, Arus Benguela.
Dari perbedaan arus tersebut, maka menunjukkan adanya macam-macam
arus laut dan gerakannya di tiga Samudera yang ada di dunia. Perlu Anda ketahui
juga tentang arus laut apa saja yang terdapat di Indonesia, sebagai berikut.
1) Arus Laut Angin Muson. Arus laut ini terjadi karena adanya pengaruh angin
musim, yang setiap setengah sekali berubah arah. Dalam bulan April-Oktober
di Indonesia berhembus angin musim tenggara yang datang dari arah Benua
Australia menuju Benua Asia, setelah sampai ke garis khatulistiwa angin
berbelok ke arah timur. Sebaliknya pada pada bulan Oktober-April untuk
Indonesia sebelah utara khatulistiwa angin berhembus dari arah timur laut dan
setelah sampai di khatulistiwa angin berhembus ke arah tenggara. Arah arus
laut pada dasarnya searah dengan arah hembusan angin tetapi bentuk pantai
pun mempengaruhi arah arus laut.
2) Arus Pengisi Tegak atau Konveksi. Arus ini terjadi sebagai akibat adanya
perbedaan suhu dasar dan permukaan air laut. Perbedaan ini menimbulkan
30
3)
1)
2)
3)
4)
5)
peredaran air mengalir dari daerah yang temperaturnya lebih rendah ke daerah
yang temperaturnya lebih tinggi (panas).
Arus Pasang Surut. Arus ini terjadi karena adanya pasang naik dan pasang
surut air laut di Samudera-samudera di sekitar Indonesia. Jika Samudra Hindia
mengalami pasang naik, maka akan terjadi arus selat Sunda, Bali, Lombok
menuju ke Laut Jawa dan demikian sebaliknya bila terjadi pasang surut di
Samudra Hindia.
Adapun manfaat arus laut bagi kehidupan adalah sebagai berikut:
Arus musim dipergunakan untuk para nelayan bepergian dan pulang kembali,
terutama untuk para nelayan yang masih mempergunakan perahu layar.
Arus Konveksi menyebabkan peredaran air, ini mempengaruhi pengangkutan
bahan makanan yang berpengaruh pula terhadap pengumpulan ikan.
Untuk masa depan arus laut bisa dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik
Tenaga Air.
Menyebarkan tumbuh-tumbuhan. Misalnya kelapa dapat terbawa arus ke
tempat lain, dihempaskan ke pantai dan kemudian tumbuh di tempat itu.
Arus laut memengaruhi iklim. Umpamanya di Eropa Barat banyak hujan
karena pengaruh Arus Teluk (Gulf Stream) yang panas.
e) Gelombang laut
Gelombang adalah alunan permukaan air yang ditimbulkan oleh angin
(gelombang yang terjadi di permukaan air laut atau danau). Contoh: Gelombang
yang terjadi pada pergeseran antara air-pasir, angin-pasir dan angin-air.
Hembusan angin sepoi-sepoipun dapat menimbulkan riak gelombang dan
bila terjadi angin badai dapat menimbulkan gelombang besar, demikian juga bila
terjadi gempa di dasar laut. Bila gempanya hebat akan menimbulkan gelombang
yang besar dinamakan Tsunami, seperti terjadi di Aceh (2004) dan Pangandaran
(2006). Ledakan gunung berapi di dasar lautpun bisa menyebabkan gelombang.
Seperti terjadi tahun 1883 saat Gunung Krakatau meletus.
Macam-macam Gelombang dapat dibedakan sebagai berikut:
1) Gelombang yang tidak bergerak ke arah horisontal (mendatar). Butir-butir air
hanya bergerak membentuk sebuah lingkaran, bergerak maju pada puncak,
naik di bagian muka pada lembah dan turun di bagian belakang gelombang,
walaupun sebenarnya butir-butir itu juga bergerak tetapi sedikit, karena
kecepatan gerak maju di puncak lebih besar dari kecepatan mundur di lembah
gelombang, sehingga setelah menempuh satu putaran, titik itu tidak kembali
tepat pada titik semula, melainkan agak ke depan sedikit.
2) Gelombang yang airnya bergerak maju. Butir-butir air yang terletak di
permukaan berbentuk parabola, sedangkan yang lebih ke bawah dari
permukaan, gerakannya lebih mendatar, bahkan yang terletak pada dasar
gelombang bergerak lurus. Gelombang ini dipengaruhi langsung oleh angin.
Bila gelombang bergerak ke daerah yang berangsur-sngsur mendangkal,
maka kecepatan menurun, panjangnya berkurang dan bentuknya tidak
simetris lagi karena lereng bagian depan lebih curam dari bagian
belakangnya, sehingga puncak gelombang itu jatuh mendahului lerengnya
yang disebut "breaker".
31
f) Pasang surut
Pasang naik dan pasang surut air laut adalah naik dan turunnya air laut
secara beraturan waktunya (periodik), yaitu pada periode 24 jam 50 menit di
setiap tempat di bumi mengalami dua kali pasang-naik dan dua kali pasang-surut.
Pasang naik dan pasang surut air laut disebabkan gravitasi (gaya tarik)
bulan dan matahari terhadap bumi. Walaupun bulan ukurannya jauh lebih kecil
dari matahari tetapi pengaruhnya lebih besar, karena letak bulan jauh lebih dekat
ke bumi daripada ke matahari. Ada dua macam pasang dan surut air laut yaitu:
1) Pasang Purnama (Spring Tide) yaitu pasang naik dan surut yang besar yang
terjadi pada awal bulan dan pertengahan bulan (bulan purnama);
2) Pasang Perbani (Neap Tide), yaitu pasang naik dan surut terendah. Ini terjadi
pada waktu bulan seperempat dan tiga perempat, matahari dan bulan terletak
pada posisi yang membentuk sudut siku-siku (90°) satu sama lain, hingga pada
kedudukan ini gaya tarik gravitasi matahari melemahkan gaya tarik bulan.
Walaupun tanah air kita sebagian besar terdiri atas lautan yang didalamnya
tersebar kekayaan alam, tapi sampai saat ini belum bisa dieksploitasi secara
maksimal demi pembangunan dan kesejahteraan bangsa. Teknologi yang kita
miliki belum cukup untuk bisa mengarungi lautan, apalagi menggali kekayaan
alamnya. Selain itu, orientasi mata pencaharian penduduknya secara budaya masih
di daratan. Padahal kesempatan berusaha di laut masih sangat besar dan luas.
3. Perairan Wilayah, Landas Kontinen dan Zone Ekonomi Eksklusif serta
Kaitannya dengan Wawasan Nusantara
Berdasarkan Konvensi Hukum Laut Internasional yang ditetapkan di
Jenewa (1958) Montevideo (1982), perairan laut suatu negara meliputi laut
teritonial, zone ekonomi eksklusif (ZEE) dan landas kontinen.
a. Laut Teritorial
Laut teritorial adalah wilayah laut yang berada di bawah kedaulatan suatu
negara. Batas laut teritorial ditarik dan garis dasar pantai pulau terluar ke arah laut
bebas sejauh 12 mil laut. Jika lebar laut antara pantai dua negara kurang dari 24
mil, maka batas laut teritorial ditetapkan dengan cara membagi dua jarak antara
pantai dua negara yang bersangkutan. Perairan laut di luar batas 12 mil disebut
laut lepas atau laut bebas.
b. Zone Ekonomi Eksklusif (ZEE)
ZEE merupakan wilayah perairan laut ekonomis suatu negara tetapi berada
di luar laut teritorial, selebar 200 mil laut di tarik dari garis dasar pantai pulau
terluar ke arah laut bebas. Di dalam batas ZEE, negara yang bersangkutan
memiliki prioritas untuk mengeksplorasi dan mengeksploitasi sumberdaya alam
(hayati dan non hayati) yang terdapat di permukaan, di dalam dan di dasar laut.
c. Landas Kontinen
Landas kontinen adalah bagian dari benua yang terendam oleh air laut.
Wilayah ini merupakan zone neritik dengan kedalaman antara 130-200 meter.
Batas landas kontinen diukur dari garis dasar ke arah laut dengan jarak paling jauh
32
200 mil laut. Jika terdapat dua negara yang berdampingan pada batas landas
kontinen, maka batas laut akan dibagi dua sama jauh dari garis dasar masingmasing negara. Pada landas kontinen, suatu negara memiliki hak dan wewenang
untuk memanfaatkan sumberdaya alam yang terkandung di dalamnya, seperti ikan
dan barang tambang.
Sebagai negara kepulauan (archipelago state) yang memiliki garis pantai
terpanjang di dunia (61.000 krn), Indonesia memiliki ketiga macam wilayah
perairan tersebut di atas. Indonesia telah membuat perjanjian internasional
(konvensi, traktat) dengan Thailand, Malaysia, Singapura, Filipina, dan Australia.
Batas wilayah laut teritorial, ZEE dan Landas Kontinen Indonesia dengan negaranegara tersebut berimpit pada satu garis yang sama. Selain itu Indonesia telah
membuat perjanjian batas ZEE dan landas kontinen dengan India di laut Andaman
dan dengan Australia di Laut Arafura dan laut Timor. Perairan Iaut Indonesia
dapat dibedakan menjadi perairan laut dangkal di bagian barat dan timur serta
perairan laut dalam di bagian tengah. Perbedaan ini berhubungan dengan sejarah
pembentukan Kepulauan Indonesia yang dimulai sejak sekitar 2 juta tahun yang
lalu. Pada mulanya Kepulauan Indonesia bagian barat pernah berupa satu daratan
dengan benua Asia dan kepulauan Indonesia bagian timur, khususnya Papua
pernah berupa satu daratan dengan benua Australia. Akibat naiknya permukaan air
laut dunia, hagian daratan yang rendah tergenang oleh laut sehingga memisahkan
Kepualauan Indonesia bagian barat dan benua Asia dan pulau Papua dan benua
Australia.
Bagian dasar laut Indonesia bagian barat merupakan kelanjutan dan Benua
Asia, yang disebut Paparan Sunda bagian sedangkan dasar laut Indonesia bagian
timur disebut Paparan Sahul. Perairan laut yang terletak di atas paparan Sunda dan
paparan Sahul merupakan laut transgresi, oleh karena itu lautnya dangkal.
Indonesia bagian tengah sejak semula memang sudah menjadi laut, oleh karena
itulah perairan lautnya dalam.
C.
1.
2.
3.
LATIHAN
Jelaskan tentang klasifikasi laut berdasarkan proses terjadinya!
Sebutkan klasifikasi laut berdasarkan kedalamannya?
Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi perbedaan kadar garam air laut di
masing-masing tempat di muka bumi?
4. Apa yang dimaksud dengan Zone Ekonomi Eklusif?
Petunjuk jawaban latihan
1. Berdasarkan proses terjadinya, laut dapat diklasifikasikan, sebagai berikut:
1) Laut Transgesi, adalah laut yang terjadi sebagai akibat dari naiknya
permukaan air laut. Kedalaman laut transgesi biasanya kurang dari 200
meter, oleh karena itu laut ini sering juga disebut laut dangkal;
2) laut Ingresi, adalah laut yang terjadi karena adanya penurunan bagian
permukaan bumi (degradasi). Kedalaman laut ingresi biasanya lebih dari
200 meter sehingga laut ingresi dikenal sebagai laut dalam;
3) laut Regresi, adalah laut yang terjadi sebagai akibat dari proses
pengendapan lumpur sungai (sedimen fluvial).
33
2. Pengklasifikasisan laut berdasarkan kedalamannya, yaitu:
1) Zone litoral adalah wilayah laut yang pada saat terjadinya pasang naik
tertutup oleh air laut dan ketika air laut surut wilayah ni menjadi kering.
Zona ini sering disebut sebagai wilayah pasang surut.
2) Zona neritik adalah wilayah laut mulai zona psang surut sampai
kedalaman 200 meter. Zona ini merupakan tempat terkonsentrasinya biota
laut, terutama berbagai jenis ikan. Zona neritik sering disebut wilayah laut
dangkal.
3) Zona batial adalah wilayah laut yang merupakan lereng benua yang
tenggelam di dasar samudra. Kedalaman zona ini berkisar diatas 200
meter – 2000 meter.
4) Zona abisial adalah wilayah laut yang merupakan wilayah dasar samudra.
Kedalamannya diatas 2000 meter, dan jenis biota yang ada pada zona ini
terbatas.
3. Faktor yang mempengaruhi kadar garam air laut, sebagai berikut:
1) Besar kecilnya penguapan. Makin besar penguapan air laut, kadar
garamnya makin tinggi.
2) Banyak sedikitnya curah hujan. Makin banyak curah hujan, makin
rendahnya kadar garamnya.
3) Banyak sedikitnya air tawar dari sungai yang masuk. Masuknya air tawar
menyebabkan rendahnya salinitas.
4) Banyak sedikitnya cairan es yang masuk ke dalam laut.
5) Adanya arus laut terjadi percampuran kandungan garam sehingga kadar
garamnya lebih merata.
4. ZEE merupakan wilayah perairan laut ekonomis suatu negara tetapi berada di
luar laut teritorial, selebar 200 mil laut di tarik dari garis dasar pantai pulau
terluar ke arah laut bebas. Di dalam batas ZEE, negara yang bersangkutan
memiliki prioritas untuk mengeksplorasi dan mengeksploitasi sumberdaya
alam (hayati dan non hayati) yang terdapat di permukaan, di dalam dan di
dasar laut.
RANGKUMAN
Air permukaan sebagian besar berupa samudera yang menutupi bumi ini.
Samudera adalah bentangan air asin yang menutupi cekungan yang sangat luas
sedangkan laut adalah merupakan bagian dari samudera.
Laut sebagai salah satu bentangan hidrosfer dapat dikelompokkan
berdasarkan karakteristik fisiknya, yaitu berdasarkan arus, gelombang,
kedalamannya, pasang naik-pasang surut dan sebagainya.
Jenis perairan laut berdasarkan Konvensi Hukum Laut Internasional yang
ditetapkan di Jenewa (1958) Montevido (1982), bahwa perairan laut suatu negara
meliputi laut teritonial, zone ekonomi eksklusif (ZEE) dan landas kontinen.
Laut banyak memberikan manfaat bagi kehidupan manusia diantaranya
sebagai sumber bahan makanan dan mineral misalnya garam untuk keperluan
memasak, rumput laut dapat digunakan untuk pembuatan agar-agar, ikan laut
merupakan sumber bahan makan dengan protein tinggi, karbonat diambil dari
34
sebangsa lumut (potash), fosfat berasal dari tulang-tulang ikan dan kotoran burung
yang makanannya ikan dapat dimanfaatkan untuk pupuk.
TES FORMATIF 3
Pilihlah salah satu jawaban yang benar!
1. Bagian laut yang mendapat pengaruh pasang surut dan pasang naik air laut…
a. litoral
b. koral
c. bathyal
d. abisal
e. neritik
2. Perairan laut Indonesia berdasarkan letaknya tergolong ke dalam...
a. laut tepi
b. laut lepas
c. laut transgresi
d. laut tengah
e. laut pedalaman
3. Di bawah ini keuntungan pengukuran ke dalam laut dengan memakai sistem
batu duga, kecuali...
a. dapat diketahui dengan cepat
b. tidak dapat mengetahui kedalaman
c. dapat mengetahui sedimen dasar laut
d. pengerjaannya sederhana
e. mengetahui organisma dalam laut
4. Pasang purnama terjadi pada...
a. awal bulan
b. perempatan terakhir
c. awal bulan dan pertengahan bulan
d. bulan purnama
e. akhir bulan
5. Gelombang air laut terjadi karena adanya tenaga...
a. angin dan tsunami
b. angin dan gravitasi bulan
c. pergerakan ikan-ikan besar
d. arus dan tsunami
e. pasang surut dan pasang naik
6. Air laut rasanya asin sebab banyak...
a. NaCl
b. CaCI2
c. KC1
d. MgCI2
e. Si Al
7. Kadar garam air laut sangat di pengaruhi oleh faktor berikut, kecuali...
a. penguapan
b. banyaknya air tawar yang masuk
c. dalamnya laut
35
d. curah hujan
e. arus laut
8. Warna air laut tergantung pada...
a. tekanan air laut
b. suhu laut
c. kejernihan laut
d. zat pelarut dan organisme
e. gelombang laut
9. Suatu daerah di dasar laut yang secara geologis dan geomorfologis,
merupakan kelanjutan dari benua disebut...
a. batas laut teritorial
b. batas zone ekonomi ekslusif
c. batas landas kontinen
d. batas wilayah perairan
e. paparan
10. Wilayah laut dalam memliki kedalaman...
a. antara 150 meter - 1800 meter
b. antara 3000 meter - 5000 meter
c. lebih dari 3500 meter
d. antara 1800 meter - 3000 meter
e. di bawah 500 meter
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 3 yang
terdapat di bagian akhir BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan Belajar 3.
Rumus:
Jumlah jawaban Anda yang benar
Tingkat penguasaan =
x 100%
10
Keterangan:
Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:
90% - 100% = baik sekali
80 - 89% = baik
70 - 79% = cukup
< 70% = kurang
Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan BBM selanjutnya. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah
80%, anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 3, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
36
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
1. Tes Formatif 1
No
Jawaban
Alasan Jawaban
1
d
Berdasarkan prinsip siklus air maka air di muka bumi
jumlahnya tidak berkurang tetapi persebarannya dapat
berubah-ubah
2
a
Presipitasi adalah proses jatuhnya titik air ke bumi
(hujan) setelah terjadinya kondensasi
3
c
Jika infiltrasi lebih besar dari kapasitas menahan air
yang minimum, air itu akan terus ke permukaan
menjadi air perkolasi
4
b
Siklus pendek terjadi apabila air laut menguap, terjadi
kodensasi, uap air membentuk awan dan kemudian
terjadi hujan dan kembali ke laut lagi
5
a
Lapisan aquifer adalah lapisan di dalam bumi yang
mudah membawa air atau melewati air disebut lapisan
6
b
Transfirasi adalah penguapan yang berasal dari
badan-badan air dan dari benda/pohon/ batuan atau
lainnya
7
a
Lebih dari 98 % dari semua air di daratan tersembunyi
di bawah permukaan tanah, 2% terlihat sebagai air di
sungai, danau dan reservoir.
8
a
Pembuatan sumur resapan merupakan salah satu upaya
menambah cadangan air tanah dengan menampung air
permukaan dan atau air hujan
9
a
Air tanah yang berasal dari air hujan dan terdapat pada
lapisan tanah yang tak jenuh dinamakan meteoric
water
10
e
Air tanah yang berada di antara dua lapisan batuan
yang kedap air sehingga dapat menyebabkan air
tersebut dalam keadaan tertekan dan bila ada jalan
keluar akan memancar dinamakan artesian water
2. Tes Formatif 2
No
1
2
3
Jawaban
Alasan Jawaban
a
Sudah jelas. Prinsip utama dalam menentukan suatu
DAS bukan merupakan hanya ada satu saluran
pelepasan ke laut
b
Karakteristik sungai di dataran rendah dengan batuan
yang mudah ditoreh oleh aliran air dicirikan dengan
adanya meander
b
Contoh sungai campuran di Indonesia adalah sungai
Membramo
37
4
b
5
e
6
d
7
c
8
a
9
c
10
c
Sungai yang airnya berlimpah pada musim penghujan,
namun pada musim kemarau airnya sama sekali kering
dinamakan sungai episodik
Danau tektonik terbentuk akibat proses tektonisme
seperti Danau Tempe, Danau Singkarak, dll.
Pengaliran air di bumi biasanya dipisahkan oleh
adanya punggungan
Potensi air di daratan terletak di bawah permukaan
tanah berupa air tanah
Terjadinya banjir pada saat hujan, sedangkan
kekeringan pada kemarau merupakan gejala dari
rusaknya suatu DAS
Sistem pengaliran seperti cabang pohon termasuk
bentuk pola aliran dendritik
Penyodetan sungai belum tentu akan mengurangi
masalah
banjir,
bahkan
dapat
mengundang
permasalahan lain yang lebih komplek
3. Tes Formatif 3
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jawaban
Alasan Jawaban
a
Zona litoral merupakan bagian laut yang mendapat
pengaruh pasang surut dan pasang naik air laut
c
Perairan laut Indonesia berdasarkan letaknya tergolong
ke dalam laut transgresi
c
Sudah jelas
d
Pasang purnama terjadi pada bulan purnama
b
Gelombang air laut terjadi karena adanya tenaga yang
berasal dari angin dan gravitasi bulan
a
Air laut rasanya asin sebab banyak mengandung NaCl
c
Sudah jelas
d
Warna air laut tergantung pada zat pelarut dan
organisme laut
c
Suatu daerah di dasar laut yang secara geologis dan
geomorfologis, merupakan kelanjutan dari benua disebut
batas landas kontinen
c
Wilayah laut dalam memliki kedalaman lebih dari 3500
m
GLOSARIUM
Abrasi
: Perusakan badan pantai oleh pengerjaan gelombang air laut
Backwash
: Arus balik air laut, seolah arus (swash) yang berasal dari
pecahan gelombang di pantai mencapai batas alirannya
38
Breaker
: Pecahan golombang laut di pantai, karena bagian bawah
gerakan air itu bertabrakan dengan dasar laut
Debit air
: Jumlah air yang mengalir
Depression storage : Simpanan air yang disebabkan oleh kubangan/ cekungan
Geyser
: sumber air panas yang memancar berkala sebagai gejala pasca
vulkanik. Gletser aliran es pada palung berbentuk U di daerah
yang bersuhu kurang dari 0°C. Graben bagian yang turun di
daerah tektonik patahan berdampingan dengan Horst.
Hidrosfir
: lapisan air di bumi terdiri atas perairan darat (air tanah, sungai,
danau), dan perairan laut
Hujan asam
: hujan yang memiliki derajat keasaman ( pH ) lebih kecil dari
5,6. Air hujan menjadi asam karena terkontaminasi oleh sulfur
dioksida dan oksida nitrogen
Infiltrasi
: air hujan yang menembus permukaan tanah dan meresap ke
dalam tanah
Meander
: kelokan setengah lingkaran pada alur sungai yang terjadi karena
erosi di bagian luar dan sedimentasi pada bagian dalam kelokan
sungai. Dalam perkembangan selanjutnya dapat terbentuk
meander cut off dan sungai mati (oxbow lake).
MÄ—lange
: sedimen yang terjadi dari campuran berbagai batuan dan
terdapat di suatu areal yang dapat dipetakan. Fragmen-fragmen
pembentuk melange itu bermacam-macam dalam susunan,
ukuran besar maupun bentuknya serta tempat fragmen itu
terbentuk.
U (Palung)
: palung berbentuk huruf U tempat gletser mengalir atau bekas
aliran gletser seperti palung fyord.
V (Palung)
: palung berbentuk huruf V tempat sungai mengalir.
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, Chay. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.
Yogyakarta. Gadjah Mada University Press.
Direktorat Penyelidikan Masalah Air Sub Direktorat Hidrologi. 1993. Pedoman
Klimatologi. Bandung: Direktorat Jenderal Pengairan Departemen
Pekerjaan Umum.
Hutabarat, Sahala dan Evans S.M. 2000. Pengantar Oseanografi. Jakarta: UIPress.
Kartasapoetra, A.G. 2000. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. Jakarta: Rineka
Cipta.
Nontji, Anugerah. 1986. Laut Nusantara. Jakarta: Djambatan.
Supriharyono, M.S. 2002. Pelestarian dan Pengelolaan Sumber Daya Alam di
Wilayah Pesisir Tropis. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Sosrodarsono, S dan Takeda, K. 1987. Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta:
Pradnya
Strahler, Alan & Strahler, Arthur. 2003. Introducing Physical Geography Third
Edition. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
39
Tisnasomantri, A. 1999. Geologi Umum. Bandung: Jurusan Pendidikan Geografi
FPIPS-IKIP Bandung.
40
BBM 4
SUMBER DAYA ALAM DAN LINGKUNGAN HIDUP
Dra. Yuyu Hendawati, M.Pd.
PENDAHULUAN
Kehidupan manusia di bumi ditunjang oleh tersedianya sumber daya
alam. Alam pada dasarnya telah menyediakan kebutuhan umat manusia baik
yang bersifat biotik (hayati) maupun abiotik (non-hayati). Sumber kekayaan
bumi baik biotik maupun abiotik yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi
kebutuhan dan kesejahteraan manusia merupakan Sumber Daya Alam (SDA).
Manusia merupakan bagian yang tak terpisahkan dari lingkungan.
Kehidupan manusia tergantung pada kelestarian lingkungan, sebaliknya
kelestarian lingkungan tergantung pada kegiatan manusia. Dalam kondisi alami
lingkungan dengan segala keragaman interaksi yang ada mampu untuk
menyeimbangkan keadaannya. Namun kondisi tersebut dapat berubah dengan
berbagai aktivitas yang dilakukan manusia untuk memenuhi kebutuhan hidup
yang terkadang dapat melampaui batas. Oleh sebab itu, dalam pemanfaatan
SDA harus disertai dengan pemeliharaan dan pelestariannya.
Untuk memperluas pengetahuan Anda tentang SDA dan Lingkungan
Hidup, maka pada BBM ini Anda akan mempelajari SDA mengenai Klasifikasi
SDA, Aneka SDA dan Pemanfaatan SDA. Serta Lingkungan Hidup mengenai
Keseimbangan Lingkungan, Perubahan Lingkungan, Pencemaran Lingkungan,
dan Parameter Pencemaran. Pentingnya mempelajari BBM ini, Anda
diharapkan memiliki pengertian dan kesadaran dalam pemanfaatan SDA juga
disertai dengan pemeliharaan dan pelestariannya.
Setelah mempelajari BBM ini, secara khusus Anda diharapkan dapat :
1. Menyebutkan dengan kata-kata sendiri pengertian sumber daya alam.
2. Menyebutkan tiga dasar klasifikasi sumber daya alam.
4.1
3. Menyebutkan lima macam sumber daya alam.
4. Menyebutkan dua manfaat dari sumber daya alam.
5. Menjelaskan sumber daya alam yang tidak habis.
6. Menjelaskan
arti
dari
pemanfaatan
sumber
daya
alam
secara
berkesinambungan.
7. Menjelaskan tentang sumber daya alam dan manfaatnya bagi manusia.
8. Menjelaskan tentang pengaruh sumber daya alam terhadap lingkungan
dihubungkan dengan eksploitasi sumber daya alam.
9. Menjelaskan tiga macam pencemaran lingkungan.
10. Menjelaskan parameter pencemaran.
Untuk membantu Anda mencapai tujuan tersebut, bahan belajar mandiri
ini diorganisasikan menjadi 2 (dua) kegiatan belajar (KB) sebagai berikut:
KB : 1 Sumber Daya Alam
KB : 2 Lingkungan Hidup
Sebelum mempelajari BBM ini diharapkan Anda memahami terlebih
dahulu tentang Atmosfir pada BBM sebelumnya, dengan tujuan untuk
mempermudah Anda dalam mempelajari SDA dan Lingkungan Hidup.
Untuk membantu Anda dalam mempelajari BBM 4 ini ada baiknya
diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami
secara tuntas tentang apa, untuk apa, dan bagaimana mempelajari bahan
belajar ini.
2. Baca sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari katakata yang dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci
tersebut dalam kamus yang Anda miliki.
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan
tukar pikiran dengan mahasiswa lain atau dengan tutor Anda.
4. untuk memperluas wawasan, baca dan pelajari sumber-sumber lain yang
relevan. Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai sumber, termasuk
dari internet.
4.2
5. Mantapkan pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan melalui
kegiatan diskusi dalam kegiatan tutorial dengan mahasiswa lainnya atau
teman sejawat.
6. Jangan dilewatkan untuk mencoba menjawab soal-soal yang dituliskan pada
setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna untuk mengetahui apakah
Anda sudah memahami dengan benar kandungan bahan belajar Kegiatan
Belajar
Selamat Belajar!
4.3
KEGIATAN BELAJAR-1
SUMBER DAYA ALAM
Dra. Yuyu Hendawati, M.Pd.
PENGANTAR
Apa yang Anda temukan jika Anda pergi ke hutan, laut, atau
pegunungan? Anda pasti akan menjawab, baik di hutan, laut atau pegunungan
akan menemukan kekayaan hutan berupa jenis – jenis tumbuhan dan jenis –
jenis hewan, serta kekayaan lautan berupa jenis – jenis ikan, rumput laut dan
sebagainya. Disamping itu kita akan menemukan kekayaan barang tambang
seperti berbagai macam mineral dan minyak bumi. Semua kekayaan tersebut
merupakan sumber kekayaan bumi baik biotik maupun abiotik.
Anda tentu sudah mengetahui bahwa sumber daya alam merupakan
kekayaan yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan dan
kesejahteraan manusia. Karena semua kekayaan bumi baik biotik maupun
abiotik dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan dan kesejahteraan
manusia yang disebut sumber daya alam (SDA). Kehidupan manusia di bumi
ditunjang oleh tersedianya sumber daya alam. Dalam perkembangan ilmu dan
teknologi yang paling canggih sekalipun, manusia tetap akan tergantung pada
SDA.
Pemanfaatan SDA harus diikuti oleh pemeliharaan dan pelestariannya,
karena SDA bersifat terbatas. Maka untuk kelangsungan hidup manusia perlu
diadakan tindakan yang bijaksana dan disertai dengan kesadaran yang tinggi
dalam pengelolaan SDA agar keseimbangan ekosistem tetap terjaga.
4.4
A. Klasifikasi Sumber Daya Alam
Dibawah ini Anda akan membahas tentang klasifikasi SDA, sebelum
membahas tentang klasifikasi SDA sebaiknya Anda mengatahui definisi dari
SDA terlebih dahulu. Menurut Slamet Riyadi (Darmodjo, 1991/1992)
mendefinisikan Sumber Daya Alam sebagai segala isi yang terkandung dalam
biosfer, sebagai sumber energi yang potensial, baik yang tersembunyi di dalam
litosfer (tanah), hidrosfer (air) maupun atmosfer (udara) yang dapat
dimanfaatkan untuk pemenuhan kebutuhan manusia secara langsung maupun
tidak langsung. Herman Haeruman Js (Kaligis, 1986) menyatakan bahwa:
Sumber Daya Alam adalah sumber daya yang terbentuk karena kekuatan alami
misalnya tanah, air dan perairan, biodata, udara dan ruang, mineral, bentang
alam (landscape), panas bumi dan gas bumi, angin, pasang surut dan arus laut.
Jadi sumber daya alam adalah segala sesuatu yang ada di sekeliling manusia
yang bukan dibuat manusia, dan yang terdapat di permukaan bumi, baik itu
berada di dalam tanah, laut ataupun air dan di udara, yang dapat dimanfaatkan
untuk pemenuhan kebutuhan manusia maupun organisme lain secara langsung
maupun tidak langsung.
Cara apa yang Anda lakukan untuk mengklasifikasikan SDA? Ada
banyak cara untuk mengklasifikasikan SDA tergantung kepada tujuan
klasifikasinya. Mengapa banyak cara untuk mengklasifikasikannya? Sebab
antarapakar
sendiri
sering
terjadi
perbedaan
–
perbedaan
dalam
mengklasifikasikan.
SDA dapat digolongkan menjadi beberapa macam. Berikut ini akan
disajikan beberapa penggolongan SDA berdasarkan pada sifat, potensi dan
jenisnya (Pratiwi dkk, 2000).
1. Berdasarkan Sifat
Menurut sifatnya, sumber daya alam dapat dibagi 3, yaitu sebagai berikut :
a. Sumber daya alam yang dapat diperbaharui (renewable), misalnya :
Hewan, tumbuhan, mikroba, air dan tanah. Disebut terbarukan karena
4.5
dapat melakukan reproduksi dan memiliki daya regenerasi (pulih
kembali).
b. Sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (non-renewable),
misalnya: minyak bumi, gas bumi, batu bara, dan bahan tambang
lainnya.
c. Sumber daya alam yang tidak habis, misalnya udara, matahari, energi
pasang surut, energi laut dan air dalam siklus hidrologi.
2. Berdasarkan Potensi
Menurut potensi penggunaannya, sumber daya alam dibagi beberapa
macam, antara lain sebagai berikut.
a. Sumber daya alam materi; merupakan sumber daya alam yang
dimanfaatkan dalam bentuk fisiknya. Misalnya, batu, besi, emas, kayu,
serat kapas, kaca, dan rosela.
b. Sumber daya alam energi; merupakan sumber daya alam yang
dimanfaatkan sebagai sumber energi. Misalnya batu bara, minyak bumi,
gas bumi, air terjun, sinar matahari, energi pasang surut air laut, dan
kincir angin. Contoh SDA yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber
enegri (air terjun ) dapa Anda lihat pada Gambar 4.1.
c. Sumber daya alam ruang; merupakan sumber daya alam yang berupa
ruang atau tempat hidup, misalnya area tanah (daratan) dan angkasa.
SDA ruang dapat Anda lihat pada Gambar 4.2.
4.6
Gambar 4.1.
Air Terjun merupakan sumber daya energi
yang potensial untuk pembangkit listrik
Gambar 4.2.
Hamparan tanah merupakan sumber daya
ruang
3. Berdasarkan Jenis
Menurut jenisnya, sumber daya alam dibagi dua sebagai berikut :
a. Sumber daya alam nonhayati (abiotik); disebut juga sumber daya alam
fisik, yaitu sumber daya alam yang berupa benda-benda mati. Misalnya :
bahan tambang, tanah, air, dan kincir angin.
b. Sumber daya alam hayati (biotik); disebut juga sumber daya alam yang
berupa mahkluk hidup. Misalnya : hewan, tumbuhan, mikroba, dan
manusia.
B. Aneka Ragam Sumber Daya Alam dan Pemanfaatannya
Setelah Anda mempelajari klasifikasi SDA, Anda akan mengenal
adanya aneka ragam SDA yang dapat dimanfaatkan. Pada uraian dibawah ini
akan dibicarakan sebagian dari pemanfaatan sumber daya alam.
Contoh SDA yang dapat dimanfaatkan antara lain (Kaligis, 1986) :
1. Sumber Makanan dan Obat-obatan
Banyak SDA yang sudah Anda ketahui yang dapat dimanfaatkan oleh
manusia, baik yang berasal dari SDA hayati maupun nabati. Misalnya SDA
hayati dan nabati yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dan hewan, contoh
untuk sumber makanan antara lain hewan – hewan ternak, berbagai umbi –
4.7
umbian, berbagai jenis biji – bijian dan sebagainya. Sedangkan untuk sumber
obat – obatan antara lain jahe, lempuyang, pasak bumi, laos, dan sebagainya.
Coba Anda cari contoh lainnya untuk SDA yang dapat dimanfaatkan oleh
manusia sebagai sumber makanan dan obat-obatan!
2. Sumber Energi
Energi dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari misalnya
untuk memasak, menjemur pakaian, penerangan dan sebagainya. Energi
yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari berasal dari sumber energi.
Sumber energi merupakan SDA yang dapat dimanfaatkan energinya, antara
lain:
a. Yang berasal dari tanah contohnya minyak bumi, gas bumi, batu bara;
b. Yang berasal dari udara contohnya matahari, angin;
c. Air dapat dipakai sebagai pembangkit tenaga listrik;
d. Yang berasal dari biomas misalnya kayu, ranting, zat-zat pati, gula dan
getah-getahan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan;
e. Dan lain-lain. Coba carilah oleh Anda contoh sumber energi yang
lainnya!
3. Sumber Devisa Negara
Seyogyanya Anda banyak mengetahui pemanfaatan SDA yang dapat
dijadikan sebagai sumber devisa Negara. Coba anda amati hasil – hasil
SDA! Apa yang dapat dihasilkan dari SDA untuk sumber devisa negara?
Tidak sedikit devisa negara dapat diperoleh dari pemanfaatan sumber daya
alam. Misalnya yang berasal dari :
a. Sumber daya alam biotik seperti hasil-hasil perkebunan (teh, karet dan
lain-lain), kehutanan (kayu, rotan, damar dan lain-lain);
b. Sumber daya alam tanah seperti minyak bumi, gas bumi, batu bara, besi
dan mineral lainnya, dan
c. Sumber daya alam laut (air) misanya udang, beraneka ragam ikan,
rumput laut dan lain-lain.
4.8
4. Sebagai Sumber Plasma Nutfah
Anda pasti mengetahui ada beberapa tumbuhan atau hewan yang
dahulu tidak dimanfaatkan, tetapi sekarang dapat dimanfaatkan atau
dibudidayakan, salah satunya buah pace (mengkudu). Dihutan atau
dilingkungan kita masih terdapat tumbuhan dan hewan yang belum
dibudidayakan. Nilai biologis yang penting adalah hutan sebagai gudang
plasma nutfah. Plasma nutfah adalah sifat - sifat unggul yang diwariskan
secara turun temurun. Dahulu ada beberapa tanaman yang masih belum
memiliki peranan yang sangat penting, tapi pada saat ini diketahui memiliki
manfaat yang bisa digunakan oleh manusia, contohnya buah pace
(mengkudu) yang semula tidak dimanfaatkan sekarang memiliki khasiat
meningkatkan kebugaran tubuh, mencegah dan mengobati penyakit tekanan
darah tinggi, tanaman mamba (Azadirakhta indica) dahulu tanaman ini hanya
merupakan tanaman pagar tetapi saat ini diketahui mengandung zat
azadirakhtin yang memiliki peranan sebagai anti hama dan anti bakteri.
Adapula jenis gangga yang memiliki kandungan protein tinggi, yang
digunakan sebagai sumber makanan masa depan misalnya Chlorella.
(Syamsuri, 2002)
Sumber daya alam merupakan bagian tak terpisahkan dari suatu
ekosistem, yaitu lingkungan tempat berlangsungnya hubungan timbal balik
makhluk hidup dan faktor-faktor alam, antara makhluk hidup satu dengan yang
lain dan antara faktor alam satu dengan yang lain. Oleh karena itu, pemanfaatan
sumber daya alam pada haikikatnya berarti melakukan perubahan-perubahan di
dalam ekosistem alami yang telah atau belum diubah oleh tindakan manusia. Di
dalam kesatuan ekosistem kedudukan manusia adalah sebagai bagian dari
unsur-unsur lain yang tak mungkin terpisahkan. Oleh karena itu seperti halnya
dengan organisme lainnya, kelangsungan hidup manusia tergantung pula pada
kelestarian ekosistemnya. Untuk menjaga terjaminnya kelestarian ekositem,
faktor manusia adalah sangat dominan. manusia harus dapat menjaga keserasian
4.9
hubungan timbal balik antara manusai dengan lingkungannya, sehingga
keseimbangan ekosistem tidak terganggu. Pengaruh manusia terhadap
pemanfaatan sumber daya alam dapat mengakibatkan tiga kemungkinan kualitas
sumber daya alam, yaitu merusak, tetap lestari, dan memperbaiki (Kaligis,
1986).
Demikianlah pengklasifikasian SDA berdasarkan pada berbagai
kepentingan. Apabila anda membaca dimedia masa mungkin anda menemukan
cara pengklasifikasian yang lain. Berikut ini akan dibahas tentang SDA yang
tak dapat diperbaharui, SDA yang dapat diperbaharui dan SDA yang tidak akan
habis.
1. SDA yang Tak Dapat Diperbaharui
SDA yang tak dapat diperbaharui di bumi ini jumlahnya terbatas; logam,
mineral, minyak bumi dan batu bara merupakan contoh Sumber Daya Alam
yang tak dapat diperbaharui atau tak terpulihkan. Jika diambil terus menerus
sumber daya alam tersebut akan habis. Apa yang terjadi jika semua minyak
bumi di sedot habis, sementara sumber energi lain belum mencukupi?
Bagaimana dengan generasi yang akan datang, yang juga berhak atas
tersedianya sumber energi tadi?
Agar generasi yang akan datang tidak kehilangan haknya, kita perlu
melakukan konservasi SDA. Konservasi artinya memelihara dan mengelola.
Misalnya dengan melakukan penghematan bahan, pendaurulangan (recycle),
penggunaulangan (reuse), dan perawatan (repair).
a. Pendaurulangan (recycle)
Pendaurulangan yaitu dimana sampah yang dapat diuraikan dapat
dimanfaatkan kembali setelah melalui daur ulang (recycle). Contoh: Sampah
dan daun-daun dapat dijadikan kompos untuk pupuk tanaman. Coba carilah
oleh Anda contoh yang lainnya yang dapat didaur ulang!
b. Penggunaulangan (reuse)
4.10
Penggunaulangan yaitu sampah yang tidak dapat diuraikan akan tetap
sebagai sampah jika dibiarkan di lingkungan. Kita dapat menggunakan
kembali sampah tersebut melalui penggunaulangan. Misalnya: kaleng bekas
kue dapat digunakan lagi untuk wadah makanan atau botol bekas dapat
digunakan lagi untuk menyimpan minum dan sebagainya. Pemanfaatan ulang
mempunyai keuntungan sebagi berikut:
1. Mengurangi sampah agar tidak semakin mengotori lingkungan
2. Menghemat SDA
3. Menghemat pengeluaran
4. Menumbuhkan kesadaran dan kepedulian lingkungan.
c. Perawatan (repair)
Perawatan yang biasa kita lakukan agar barang dapat bertahan lama,
contohnya adalah:
1) Membersihkan sumbu kompor secara berkala.
2) Merawat mesin jahit, komputer dan peralatan lain.
d. Penghematan (reduce)
Penghematan menggunakan barang-barang yang sudah ada/barang bekas
misalnya botol bekas selai dapat digunakan lagi untuk menyimpan gula dan
sebagainya. Jadi tidak perlu membeli wadah baru.
Alasannya:
a) Dapat menghemat SDA, terutama SDA tak terpulihkan.
b) Mengurangi sampah, sehingga mencegah pencemaran.
Coba pikirkan bagaimana Anda merawat sepeda motor yang Anda
pergunakan agar tidak boros bensin, mesinnya tetap bagus, tidak mudah
karat? Pembuatan kompos tergolong pendaurulangan (recycle). Pernahkan
Anda menggunakan kertas bekas untuk ditulisi di sebaliknya yang masih
kosong? Kegiatan ini tergolong penggunaulangan (reuse). Menggunakan
benda-benda bekas untuk menghemat bahan dan mengurangi sampah
merupakan perbuatan yang beretika lingkungan tinggi. (Syamsuri; 2002)
4.11
Anda pasti telah mengetahui SDA yang tak dapat diperbaharui misalnya:
minyak bumi, gas dan batu bara. Dalam uraian di bawah ini Anda akan
mempelajari terbentuknya minyak bumi, gas dan batu bara. Baik minyak bumi
maupun batu bara di kenal sebagai bahan bakar fosil, karena berasal dari
perombakan/ penguraian sisa-sisa makhluk hidup. Terjadinya dapat bersamasama dan dapat pula secara terpisah dalam batuan endapan. Bahan bakar fosil
adalah batuan endapan, bahan bakar fosil adalah sumber energi yang penting
karena menghasilkan cahaya dan panas.
a. Terbentuknya Minyak Bumi dan Pengolahannya
Apakah anda mengetahui istilah lain dari minyak bumi? Minyak
bumi disebut juga bahan bakar fosil sebab terbentuk dari fosil hewan maupun
tumbuhan laut. Dalam bahasa Inggris minya bumi di sebut Petroleum (Petro
= batu dan oleum = minyak), jadi maksudnya adalah minyak batuan.
Minyak bumi, terbentuk sebagai hasil akhir dari perombakan bahanbahan organik (sel-sel dan jaringan hewan/tumbuhan laut) yang tertimbun
selama berjuta-juta tahun di dalam tanah, baik di daerah daratan ataupun di
daerah lepas pantai.
Pada seri gambar berikut ini Anda dapat mengamati dan mempelajari
proses pembentukan minyak bumi.
Proses pembentukan minyak bumi ini berlangsung dalam jangka
waktu jutaan tahun.
Baik hewan maupun tumbuhan laut yang pada waktu itu tumbuh dan
berkembang di dasar laut, zat organiknya tertutup oleh lapisan-lapisan
rombakan batuan lain/endapan tanah yang berasal dari erosi di daratan atau
pegunungan
dapat
dilihat
pada
gambar
4.3a.
Sel-sel
jaringan
hewan/tumbuhan laut yang mengendap di dasar laut dapat dilihat pada
gambar 4.3b.
4.12
Gambar 4.3a: lapisan endapan fosil tertimbun lapisan
endapan tanah yang berasal dari erosi
Gambar 4.3b: Sel-sel jaringan hewan/tumbuhan laut
yang mengendap di dasar laut
Agus (1984: 199)
Lapisan penutup ini menghalangi terjadinya oksidasi dan penguraian
sempurna
zat-zat
tersebut,
sedangkan
naiknya
suhu
dan
tekanan
menyebabkan terjadinya penyulingan bertingkat dari zat organik yang
sebagiannya telah terurai itu, maka terpisahlah minyak bumi dan gas alam.
Teori ini di dukung oleh fakta bahwa minyak bumi umumnya terdapat pada
batuan endapan yang berpori (gambar 4.4)
4.13
Gambar 4.4 : Lapisan minyak bumi yang terperangkap
didalam lapisan yang berpori
Agus (1984: 200)
Minyak dan gas terbentuk dalam jumlah yang relatif sedikit dan
terpancar di daerah batuan endapan, yang kemudian mengumpul dalam
tempat-tempat penyimpanan berabad-abad yang lalu. Tempat-tempat
penyimpanan itu biasanya mengandung batu kapur atau batu pasir yang
kedap, sedemikian sehingga gas dan minyak terperangkap di dalamnya.
Biasanya batu kapur dan batu pasir tersebut pada bagian dalamnya cukup
berpori, sehingga dapat dilalui cairan minyak untu kemudian mengumpul
membentuk sumur-sumur pada bagian yang kedap cairan. Pori-pori ini
umumnya mengandung 3% batu kapur dan 35% batu pasir. Pada tempattempat penyimpanan minyak batuan tersebut, biasanya pada bagian atas
terdapat gas, bagian tengah minyak bumi dan bagian bawah larutan garam,
sesuai dengan perbedaan massa jenisnya.
Sumber utama produksi minyak yang terperangkap ini biasanya jauh
di bawah permukaan tanah, dan ada tiga bentuk utama jebakan minyak ini,
yaitu :
1) Jebakan Antiklin, berupa lengkungan yang terbentuk oleh dorongan
gerakan lapisan batuan ke atas.
2) Jebakan Patahan, disebabkan oleh pergeseran dua lapisan batuan yang
bergerak kedua arah yang berlawanan, yang satu bergerak ke atas yang
lain bergerak ke bawah.
4.14
3) Jebakan Ketidakselarasan (Straigrafik), terjadi karena batuan yang
berpori terjepit oleh lapisan batuan yang tak berpori.
Ada pula jebakan yang terbentuk di sekeliling endapan abtuan garam,
di bawah permukaan laut. Tinggi endapan garam itu dapat mencapai 8 km
dan bergaris tengah 0,8 km, maka di sekeliling bukit garam tersebut akan
terkumpul minyak bumi.
Macam-macam jebakan minyak dapat dilihat pada gambar 4.5.
Lebih dari setengah bagian dari jumlah minyak bumi di dunia berasal
dari Era Cenozoicum (kira-kira 70 juta tahun yang lalu), pada Periode
Tertier. Selanjutnya minyak bumi ada pula yang berasal dari Era
Paleozoicum dengan jumlah yang paling sedikit, sedangkan jumlah yang
paling kecil terjadi di Era Mesozoicum. Minyak bumi yang terdapat di
Indonesia paling banyak terbentuk pada masa Periode Tertier tersebut, yang
terbanyak ditemukan di daerah Sumatera, Kalimantan dan Jawa.
Pengolahan Minyak Bumi.
Bahan utama yang terkandung di dalam minyak bumi adalah
Hidrokarbon (Alifatik dan Siklik), yang sebagaian besar adalah alkana dan
siklo alkana. Campuran ini dapat dipisahkan menjadi komponenkomponennya secara penyulingan/destilasi bertingkat yang dilakukan
berdasarkan adanya perbedaan titik didih setiap komponen-komponen
campuran tersebut. Sesuai dengan banyaknya atom karbon (C) dari alkana
yang bersangkutan. Makin besar jumlah atom karbon pada alkana tersebut,
makin tinggi titik didihnya.
4.15
Gambar 4.5: Jebakan Minyak Bumi
Liliasari (Dahar; 1990)
Destilasi Minyak Bumi.
Proses penyulingan minyak bumi sampai jadi komponen minyak
yang siap dipakai untuk bahan bakar dan lain sebagainya meliputi tahapan
proses sebagai berikut:
1) Penguapan
Minyak bumi dialirkan melalui pipa ke dalam dapur pemanas
dan berubah menjadi uap.
2) Pemisahan Komponen Minyak
Uap minyak bumi dialirkan ke dalam menara fraksinasi. Menara
fraksinasi ini tersusun dari puluhan tingkat bak pengembun uap. Uap
naik ke atas tiap tingkat menara melalui tutup gelembung.
Uap dari komponen minyak bumi yang titik didihnya leibh tinggi
akan mengembun pada bak pengembunan yang lebih rendah. Minyak
bumi yang titik didihnya lebih rendah. Sedangkan uap dari komponenkomponen minyak bumi yang titik didihnya lebih rendah mengembun
pada bak pengembunan yang lebih tinggi dari menara.
4.16
Dari pemisahan di menara fraksinasi ini diperoleh beberapa
komponen. Pada umumnya komponen-komponen yang dihasilkan
minyak bumi dari satu tempat ke tempat lainnya tidak banyak berbeda.
Yang berbeda biasanya hanya perbandingan komponen-komponen yang
dihasilkan. Fraksi-fraksi minyak bumi dapat Anda lihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Fraksi-fraksi Minyak Bumi
Fraksi
Gas Minyak
Bumi
Ligroin
(petroleum eter)
Bensin
Jumlah Rantai Atom
C dalam Molekul
C1 sd C5
-164 sd 300C
C5 sd C7
30 sd 900C
C5 sd C12
30 sd 2000C
Kerosin
C12 sd C16
(Minyak Tanah)
Solar dan
C15 sd C18
Diesel
Pelumas
C16 lebih
Paraffin
C20 lebih
Residu
C25 lebih
Titik Didih
175 sd 2750C
250 sd 4000C
3500C lebih
Titik lebur 52 sd
570C
Cairan
sangat
kental
Sumber: Mengerti Kimia Kelas I SMA (Agus, A; 1984: 201)
Kolom penyulingan bertingkat minyak bumi yang dikenal
dengan nama kolom fraksinasi, merupakan suatu silinder baja yang
tingginya kira-kira 37 m dan di dalamnya mempunyai bilik-bilik dengan
katup-katup baja pula sebagai tempat pemisahan fraksi-fraksi minyak
bumi tersebut. (Liliasari dalam Dahar, RW, 1990: 393)
Bagan kolom fraksinasi dan zat-zat yang terpisah di dalamnya
serta kegunaan tiap fraksi dapat Anda lihat pada Gambar 4.6.
4.17
Gambar 4.6. Hasil-hasil sulingan bertingkat dari Minyak Bumi
Sumber: Mengerti Kimia Kelas I SMA (Agus, A. 1984: 203)
b. Terbentuknya Batu Bara dan Pengolahannya
Anda perlu mengetahui proses terbentunya batu bara dan
pengolahannya. Apa itu batu bara? Batu bara adalah mineral hitam yang
terbentuk dari sisa-sisa tumbuhan purba. Pada periode karbon (300 juta tahun
yang lalu) dan pada periode Creta (100 juta tahun yang lalu), iklim bumi dan
komposisi atmosfer sangat cocok utnuk melimpahruahnya pertumbuhan
tanaman. Di daratan yang sangat luas, di daratan yang berpaya-paya ataupun
di air dangkal tumbuh-tumbuhan pada saat itu tumbuh dengan suburnya.
Ketika tumbuhan mati, tumbuhan tersebut terbenam ke dalam rawa.
Tidak adanya oksigen di dalam rawa menyebabkan tumbuhan tersebut tidak
4.18
membusuk, melainkan berubah menjadi bahan serata yang di sebut gambut.
Ketika lapisan gambut yang saling bertumpuk mendapat tekanan yang sangat
besar dari permukaan, maka lapisan itu brubah menjadi batu bara lunak
(lignit), tekanan yang lebih besar mengubah batu bara lignit menjadi batu
bara muda (bituminus) yang kadang-kadang berubah menjadi batu bara yang
keras dan mengkilap (antrasit). Kedua jenis batu bara tersebut di tambang
untuk dimanfaatkan.
Berlangsungnya proses perubahan ini disebabkan oleh kurangnya
konsentrasi oksigen dalam rawa-rawa, sehingga dengan bantuan panas yang
timbul oleh tekanan batuan di atas gambut keluarlah gas-gas nitrogen,
hydrogen dan oksigen dari senyawa karbon kompleks yang merupakan sisasisa tumbuhan tadi, yang akhirnya akan menyebabkan kadar karbon pada zatzat sisa tersebut makin tinggi. Zat-zat lain yang dibebaskan pula selama
proses pembentukan batu bara ini diantaranya CO2, H2O, dan CH4.
Proses pembentukan batu bara di kenal sebagai proses karbonisasi,
karena makin tua umur batu bara, makin tinggi kadar karbonnya. Apabila
diurutkan, maka pembentukan batubara dimulai dengan tahap pembentukan
gambut, kemudian batu bara muda atau lignit, selanjutnya baru terbentuk
batu bara. Batu bara itu dapat mengalami perubahan lebih lanjut karena
pertambahan tekanan serta naiknya suhu menjadi antrasit, yang kadar
karbonnya tertinggi.
Terjadinya batu bara ini dilakukan secara singkat pada gambar 4.7.
Macam-macam zat yang terjadi selama pembentukan batu bara
menunjukkan perbedaan kadar karbon yang dikandungnya. Makin tinggi
kadar karbon tersebut, makin tinggi pula kualitas batu bara tersebut, yang
ditunjukkan pula oleh nilai kalori yang dihasilkannya pada pembakaran.
Hasil analisis dari bermacam-macam batu bara dapat dirangkum seperti
terdapat pada Tabel 4.2
4.19
Gambar 4.6: Terbentuknya Batubara
(nomor menyatakan urutan kejadian)
Liliasari (Dahar; 1990: 390)
Cara lain untuk menunjukkan jenis-jenis batubara adalah dengan cara
melihat lapisan-lapisan batu bara yang tampak secara langsung, tanpa
menggunakan mikroskop, seperti yang diusulkan oleh Marie Stopes dan di
kenal sebagai sistem Stopes; yaitu Vitrain yang sifatnya hitam mengkilat
seperti kaca; Fusain yang disebut juga mineral batu bara yang bersifat mudah
pecah dan berdebu; Durain yang bersifat keras dan seringkali berbentuk;
Clarain yang bersifat lapisan-lapisan yang berkilauan (Liliasari dalam Dahar,
RW,1990).
4.20
Tabel 4.2 Hasil Analisis Berbagai Batubara
Persentase / Kadar
Jenis
%C
%O
%H
%N
%S
Lignit
72,4
20,5
5,3
1,1
0,7
Sub-bituminus B
77,7
15,0
5,2
1,6
0,5
Bituminus C
79,2
10,5
5,9
1,5
2,9
Bituminus B
82,4
8,8
5,7
1,5
1,6
Bituminus A
85,0
6,9
5,7
1,6
0,8
Bituminus
(penguapan rendah)
89,5
3,5
4,9
1,7
0,4
Bituminus
91,4
2,1
4,6
1,2
0,7
Antrasit
94,9
1,8
1,8
0,7
0,8
Sumber : Liliasari (Dahar,R W,1990)
Pengolahan Batu Bara
Batu bara hasil penambangan. Sebelum dipergunakan perlu
pengolahan terlebih dahulu, seperti harus dilakukan pemurnian batu bara dari
zat pencemaran dan pemotongan menjadi bentuk-bentuk dan ukuran yang
sesuai dengan permintaan konsumen.
Banyak produk kimia diturunkan dari batu bara. Dari batu bara dapat
diperoleh Kokas yang selanjutnya akan di dapat berbagai macam zat, seperti:
Ter, yaitu hasil penguraian yang mudah menguap terdiri atas zat cair dan
mengembun langsung, gas (CH4 dan H2) untuk bahan bakar dan minyakminyak ringan (Zat cair yang mudah menguap). Bila minyak-minyak ringan
ini dimurnikan melalui destilasi bertingkat akan terpisah menjadi Benzena
(C6H6), Toluena (C7H8), dan campuran dari tiga macam Silena (C8H10). Zat-
4.21
zat ini bermanfaat sebagai pelarut dan pereaksi untuk membuat zat-zat kimia
yang lain.
Ter didestilasi untuk menghilangkan bagian yang mendidih antara
3500 – 4000C, menghasilkan residu ter yang digunakan sebagai bahan bakar.
Senyawa-senyawa penting yang dapat diisolasi dari hasil destilsi dengan
metode ekstraksi diantaranya: Naftalen (C10H8), Antrasen (C14H10), Fenol
atau disebut juga Karbol (C6H5OH), dan Piridin (C5H5N).
Dalam kehidupan sekarang ini banyak bahan yang dibuat melalui
industri kimia berasal dari batu bara diantaranya obat-obatan, cat, bahan
peledak, pestisida dan plastik.
Sebagai contoh dapat diubah menjadi asam salisilat, yang
dipergunakan sebagai bahan dasar aspirin ataupun minyak gandapura sebagai
obat.
2. Sumber Daya Alam yang Dapat Diperbaharui
Anda tentu mengetahui alasan mengapa tumbuhan, hewan, dan
mikroorganisme merupakan SDA yang dapat diperbarui. Karena tumbuhan,
hewan dan mikroorganisme dapat berkembang biak. Kita dapat menanam
tumbuhan atau memelihara hewan kemudian mengembangbiakkannya. SDA
tersebut dapat dipanen, dimanfaatkan dan diperbaharui.
Sebenarnya
air
termasuk
SDA
terpulihkan,
meskipun
yang
memulihkannya adalah alam melalui daur hidrologi. Alam menyediakan energi
untuk menguapkan air laut, menghembus awan hingga jatuh menjadi air hujan,
meresap ke tanah, dan muncul lagi sebagai mata air. Agar proses pemulihannya
berlangsung baik, maka semua lintasan daur air tersebut harus kita jaga
kelestariannya. Misalnya hutan harus ada. Pencemaran sungai dikurangi dan
penggunaan air harus dihemat.
Meskipun tumbuhan, hewan dan mikroorganisme (SDA Hayati =
SDAH) dapat diperbaharui, tetapi dalam pemanfaatannya harus diikuti dengan
pemeliharaan dan pelestariaannya. Apabila tumbuhan di panen atau
4.22
dimanfaatkan terus menerus tetapi tidak dirawat maka SDAH tersebut juga akan
terancam
kelestariannya,
bahkan
kemungkinan
akhirnya
akan
punah.
(Syamsuri; 2002)
Air yang merupakan SDA terpulihkan juga harus digunakan secara
bijaksana.
a. Air
Air adalah suatu zat kimia yang penting bagi semua bentuk
kehidupan di muka bumi. Hampir 71% permukaan bumi tertutupi oleh air.
Terdapat 1,4 tiriliun kilometre kubik (330 juta mil3) tersedia di bumi.
Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan
es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir
sebagai awan, hujan, sungai, air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air
dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu:
melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff,
meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi
kehidupan manusia.
Air dapat berwujud padat (es), cair (air) dan gas (uap air). Air
merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi
dalam ketiga wujudnya tersebut.
Air (H2O) dalam keadaan murni merupakan benda alami yang cair,
tidak berwarna, tembus cahaya, tidak ada rasanya, bisa membeku pada suhu
00C dan mendidih/menguap pada suhu 1000C, bentuknya selalu berubah
sesuai bentuk tempat ia berada, dapat melarutkan dan melapukkan bendabenda keras tertentu dan dapat melepaskan kembali zat yang larut di
dalamnya.
Air terus mengalir melalui sistem distribusi alam di dalam suatu
siklus, yang disebut siklus air (daur hidrologi).
4.23
Siklus Air
Siklus air ini digerakkan oleh energi cahaya matahari, yang
menguapkan air dari permukaan laut dan tanah yang di sebut evaporasi.
Uap air bergerak naik, di atmosfer, suhu udara lebih rendah, sehingga
uap air berubah kembali menjadi titik-titik air. Hal itu di sebut kondensasi.
Air yang terkondensasi membentuk awan. Air jatuh dari awan sebagai hujan
ke bumi dan melengkapi siklus air. Jumlah air di permukaan bumi tetap sama
sebab air mengalami siklus terus jadi dapat dikatakan bahwa air merupakan
sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Siklus air dapat Anda lihat pada
Gambar 4.7.
Gambar 4.7 : Siklus Air
(Malam; 2005: 84)
Air Sebagai Pelarut
Air di alam tidak pernah terdapat dalam keadaan murni, karena ketika
mengalir di dalam siklus air melarutkan kembali gas, mineral, kotoran,
mikroba dan lain sebagainya.
Air mempunyai kemampuan melarutkan berbagai zat sehingga
disebut pelarut universal. Air hujan yang dapat kita anggap murni ternyata
tidak sepenuhnya murni karena masih melarutkan gas-gas dari udara sewaktu
bersinggungan dengan udara.
4.24
Air laut mengapung semua mineral yang dibawa air sungai, sehingga
air laut mengandung kadar sampai 3,5 % (terutama terdiri dari garam NaCl).
Air Sadah
Tahukah Anda, apa yang dimaksud dengan air sadah? Air sadah ialah
air yang banyak mengandung garam-garam terlarut didalamnya. air apa
sajakah yang termasuk air sadah? Air sungai, Air sumber (mata air), dan Air
laut
yang
banyak
mengandung
garam-garam,
seperti:
Ca(HCO3)2,
Mg(HCO3)2, CaCl2, CaSO4, MgSO4, MgCl2, dan lain sebagainya.
Berdasarkan sifat dari garam yang terlarut dari air sadah, anda dapat
membedakan air sadah atas:
a. Air sadah sementara/ kesadahan sementara.
Air sadah sementara banyak mengandung garam-garam asam seperti:
Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2. Bila air sadah sementara ini dipanaskan
maka garam-garam asam ini berubah menjadi garam normalnya yang
sukar larut. Hal ini dapat Anda lihat pada dasar panci tempat memasak air
terbentuk kerak yang tebal.
b. Air sadah tetap/ kesadahan tetap.
Air sadah tetap ialah air sadah yang mengandung garam-garam
CaCl2, CaSO4, MgSO4, MgCl2. Air yang mengandung banyak garamgaram kalsium dan magnesium ini di sebut air sadah tetap. Air sadah tetap
jika dipanaskan tetap sadah. Karena garam-garam yang terlarut pada
pemanasan tidak berubah.
Air sadah kurang baik digunakan untuk mencuci dengan sabun,
karena sabun sukar membuih di dalamnya, yang disebabkan oleh reaksi ion
Ca2+ dan Mg2+ dengan sabun. (Surakiti; 1989).
Anomali Air
Apabila air panas didinginkan, volumenya berkurang dengan teratur
sampai 40C. Jika terus didinginkan, volumenya tidak terus berkurang bahkan
bertambah besar lagi sampai 00C, kemudian air membeku. Pada pembekuan
4.25
ini volumenya bertambah besar. Oleh karena itu, kepadatan (massa jenis) air
pada temperatur di bawah 40C lebih kecil dibandingkan dengan kepadatan
pada temperatur di atas 40C. karena kepadatannya berkurang maka es akan
mengapung. Karena es mempunyai massa jenis 0,92 sedangkan massa jenis
air adalah 1.
Karena air pada 40C mempunyai volume yang kecil, maka massa
jenis ditentukan pada 40C, yaitu = 1 sehingga massa 1 cm3 air pada 40C = 1
gram.
Anomali air sangat penting bagi kehidupan ikan dan binatang lain
yang hidup di dalam air. Pada musim dingin permukaan sungai tertutup
dengan lapisan es, tetapi di dasar sungai, masih terdapat air dari 40C,
sehingga ikan-ikan masih dapat tetap hidup di bawah lapisan es itu.
b. Sumber Daya Tumbuhan, Hewan dan Mikroba
1) Sumber Daya Tumbuhan
Sumber daya hayati Indonesia, baik yang berupa tumbuhan maupun
hewan sangat beraneka ragam. Dalam membicarakan sumber daya alam
tumbuhan maupun hewan kita tidak dapat menyebutkan jenis tumbuhan
maupun jenis hewan, melainkan kegunaannya. Misalnya untuk tumbuhan
berguna untuk pangan, sandang, papan, dan rekreasi, akan tetapi untuk
bunga-bunga tertentu, seperti melati, anggrek bulan, dan Rafflesia arnoldi
merupakan pengecualian karena ketiga tanaman bunga tersebut sejak tanggal
9 Januari 1993 telah ditetapkan dalam Kepres No. 4 tahun 1993 sebagai
bunga nasional dengan gelar masing-masing sebagai berikut:
a) Melati sebagai bunga bangsa
b) Anggrek bulan sebagai bunga pesona
c) Rafflesia arnoldi sebagai bunga langka
Tumbuhan memiliki kemampuan untuk menghasilkan oksigen dan
karbohidrat melaui proses fotosintesis. Oleh karean itu, tumbuhan
merupakan produsen atau penyusun dasar rantai makanan.
4.26
Eksploitasi memiliki kemampuan untuk menghasilkan oksigen dan
karbohidrat melalui proses fotosintesis. Oleh karena itu, tumbuhan
merupakan produsen atau penyusun dasar rantai makanan.
Eksploitasi
tumbuhan
yang
berlebihan
dapat
mengakibatkna
kerusakan dan kepunahan, dan hal ini akan berkaitan dengan rusaknya rantai
makanan.
2) Sumber Daya Hewan
Anda tentu sudah mengetahui bahwa Sumber Daya hewan dapat
berupa hewan liar maupun hewan yang sudah dibudidayakan. Seperti pada
ketiga macam bunga nasional, pada tanggal 9 Januari 1993 ditetapkan pula
tiga satwa nasional.
Tiga satwa nasional adalah sebagai berikut:
a) Komodo (Varanus Kodoensis) sebagai satwa nasional darat.
b) Ikan Solera Merah sebagai satwa nasional air.
c) Elang Jawa sebagai satwa nasional.
Selain ketiga satwa nasional di atas, masih banyak satwa Indonesia
yang langka dan hampir punah. Misalnya Cendrawasih, Maleo, dan badak
bercula satu.
Untuk mencegah kepunahan satwa langka, diusahakan pelestarian
secara in situ dan ex situ. Pelestarian In Situ adalah pelestarian yang
dilakukan di habitat asalnya, sedangkan pelestarian ex situ adalah pelestarian
satwa langka dengan memindahkan satwa langka dari habitatnya ke tempat
lain.
3) Sumber Daya Mikroba
Di samping sumber daya alam hewan dan tumbuhan terdapat sumber
daya alam hayati yang bersifat mikroskopis yaitu mikroba. Selain berperan
sebagai dekomposer (pengurai) di dalam ekosistem, mikroba sangat penting
artinya dalam beberapa hal seperti berikut ini:
4.27
a) Sebagai bahan pangan atau menguah bahan pangan menjadi bentuk lain
seperti tape, sake, tempe, dan oncom.
b) Penghasil obat-obatan (Antibiotik), misalnya penisilin.
c) Membantu penyelesaian masalah pencemaran, misalnya pembuatan
biogas dan daur ulang sampah.
d) Membantu membasmi hama tanaman, misalnya Bacillus Thuringiensis.
e) Untuk rekayasa genetika, misalnya pencangkokan gen virus dengan gen
sel hewan untuk menghasilkan interferon yang dapat melawan penyakit
karena virus.
Rekayasa genetika dimulai tahun 1970 oleh Paul Berg (Pratiwi;
2000). Rekayasa Genetika adalah penganekaragaman genetic dengan
memanfaatkan fungsi genetik dari suatu organisme.
Cara-cara rekayasa genetika tersebut antara lain: kultur jaringan,
mutasi buatan, persilangan, dan pencangkokan gen. rekayasa genetika dapat
dimanfaatkan untuk tujuan sebagai berikut ini:
1) Mendapatkan produk pertanian baru, seperti “potato”, merupakan
persilangan dari potato (kentang) dan tomato (tomat).
2) Mendapatkan ternak yang berkadar protein tinggi.
3) Mendapatkan ternak atau tanaman yang tahan hama.
4) Mendapatkan tanaman yang mampu menghasilkan insektisida sendiri.
3. Sumber Daya Alam yang Tidak Habis
a.
Tak dapat Diubah
Yaitu sumber daya alam yang tidak akan habis, tetapi tidak dapat
banyak di ubah oleh kegiatan manusia, misalnya: Tenaga Atom, tenaga
angin, tenaga pasang surut.
4.28
b.
Bisa salah guna
Yaitu SDA
yang tak akan habis, tetapi
jika salah cara
pemanfaatannya, maka kualits dari SDA akan menurun bahkan rusak.
Misalnya; udara, air dan pemandangan alam.
Udara sebagai Sumber Daya Alam
Bumi dikelilingi oleh lapisan udara yang tebal. Lapisan udara ini di
sebut atmosfer. Atmosfer sangat penting bagi kehidupan di bumi karena
tanpa atmosfer, maka manusia, hewan dan tumbuhan tidak dapat hidup.
Atmosfer juga bertindak sebagai pelindung kehidupan di bumi dan radiasi
matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah hilangnya panas ke ruang
angkasa pada malam hari.
Atmosfer dapat menyebabkan hambatan bagi benda yang bergerak
melaluinya, sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfer akan menjadi
panas dan hancur sebelum mencapai permukaan bumi. Atmosfer bersifat
dapat dimanfaatkan sehingga lapisan atmosfer bawah lebih rapat
dibandingkan lapisan di atasnya, akibatnya tekanan udara berkurang sesuai
ketinggian.
Atmosfer bumi sangat unik dan hanya terdapat di bumi, maka
kehidupan di bumi dapat berlangsung. Lapisan atmosfer merupakan
campuran dari gas yang tidak tampak dan tidak berwarna, yaitu gas nitrogen
(N2), oksigen (O2), Argon (Ar) dan Karbondioksida (CO2) meliputi hampir
seratus persen dari volume udara kering. Lihat Tabel 4.10. Gas lain yang
stabil adalah neon (Ne) helium (He), krypton (Kr), hydrogen (H) dan xeon
(Xe). Sedangkan ozon (O3) dan radon (Rd) terdapat di atmosfer dalam
jumlah sangat kecil dan kurang stabil.
Ozon (O3) adalah gas yang sangat aktif dan merupakan bentuk lain
dari oksigen. Gas ini terdapat terutama pada ketinggian antara 20 – 30 km
yaitu merupakan ketinggian dari lapisan atmosfer.
4.29
Pada lapisan stratosfer ini terjadi suatu reaksi fotokimia (reaksi yang
berlangsung dengan bantuan sinar). pada reaksi fotokimia ini, oksigen di
ubah menjadi ozon (O3) dengan bantuan sinar ultraviolet dari sinar matahari
(panjang gelombang sekitar 1800 A0).
. v . 1800 Α
3O2 u

→ 2O3
0
Adanya lapisan ozon di Stratosfer menahan radiasi ultraviolet,
sehingga makhluk hidup terlindung dari bahaya radiasi ultraviolet (uv) ini,
karena sinar UV bisa merusak sel-sel tubuh dan dapat menimbulkan kanker.
Selain udara kering, lapisan atmosfer mengandung air dalam ketiga
fasanya dan aerosol atmosfer. Oleh karena itu, udara kering yang murni di
alam tidak pernah dijumpai karena; 1) adanya uap air yang jumlahnya
berubah-ubah dan 2) ada injeksi zat ke dalam udara, seperti asap dan partikel
debu. Udara ini disebut udara alam.
Uap air yang jumlahnya relatif sedikit, terdapat pada lapisan bawah
atmosfer, berasal dari penguapan perairan di bumi dan transpirasi tanaman.
Gas utama dalam udara kering dapat Anda lihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3
Gas Utama dalam Udara Kering
MACAM GAS
VOLUME %
MASSA %
Nitrogen (N2)
78,088
75,527
Oksigen (O2)
20,949
23,143
Argon (Ar)
0,930
1,282
Karbon dioksida (CO2)
0,030
0,045
99,997
99,997
Jumlah
Sumber: Tjasyono; 2006
4.30
LATIHAN
Untuk memperoleh pemahaman Anda mengenai materi diatas, silahkan
kerjakan latihan berikut ini.
1. Jelaskan dengan contoh apa yang dimaksud dengan SDA yang tidak dapat
diperbaharui itu.
2. Jelaskan dengan contoh:
a. Pendaurulangan (recycle)
b. Penggunaulangan (reuse)
c. Perawatan (repair)
d. Penghematan (reduce)
Apa alasannya sehingga kita perlu melakukan itu semua?
3. Apa sebabnya SDAH semakin langka dan keanekaragaman semakin
menurun? Jelaskan dengan contoh-contoh!
4. Langkah Kerja
a. Kumpulkan sampah rumah tangga dari rumah masing-masing
b. Sebutkan mana sampah dan buatlah daftarnya. Gunakan batang runcing
bambu atau logam untuk memilah dan membalik sampah.
c. Tentukan masa sampah organik dan anorganik.
d. Tentukan masa SDA terpulihkan dan tak terpulihkan
e. Tentukan mana sampah yang dapat diurai dan mana yang tidak dapat
diurai.
f. Buatlah tabel sebagai berikut:
Sampah dari daerah
No
Nama
Sampah
Organic Anorganik Pulih Tidak
pulih
Terurai Tak
terurai
1.
2.
3.
4
dst
g. Sampah nomor berapa yang dapat didaur ulang?
h. Sampah nomor berapa saja yang dapat dimanfaatkan tanpa proses daur
ulang?
4.31
Petunjuk Jawaban Latihan
Untuk dapat menjawab latihan secara lengkap. Carilah buku-buku dan
bahan bacaan lain yang memuat tentang sumber daya alam, dan Anda dapat
mengacu pada rambu-rambu pengerjaan latihan berikut:
1. SDA yang tak terpulihkan atau tak dapat diperbaharui adalah SDA yang
tidak dapat diproduksi seperti bijih logam, gas bumi, batu bara, dan minyak
bumi.
2. Dalam pemanfaatan SDA beserta sisa-sisanya dapat menjadi sampah dan
mencemari lingkungan, sampah ada yang dapat diuraikan dan ada yang
tidak dapat diuraikan, maka:
a) Pendaurulangan (recycle)
Yaitu dimana sampah yang dapat diuraikan dapat dimanfaatkan kembali
setelah melalui daur ulang (recycle). Contoh: Daun-daun yang
dibusukkan dapat dijadikan kompos untuk pupuk tanaman. Coba carilah
oleh Anda contoh yang lainnya yang dapat didaur ulang!
b) Penggunaulangan (reuse)
Yaitu sampah yang tidak dapat diuraikan akan tetap sebagai sampah jika
dibiarkan di lingkungan. Kita dapat menggunakan kembali sampah
tersebut melalui pengunaulangan. Misalnya: kaleng bekas kue dapat
digunakan lagi untuk wadah makanan atau botol bekas dapat digunakan
lagi untuk menyimpan minum dan sebagainya.
c) Perawatan (repair)
Contoh:
a. Membersihkan sumbu kompor secara berkala.
b. Merawat mesin jahit, komputer dan peralatan lain.
d) Penghematan (reduce)
Menggunakan barang-barang yang sudah ada/barang bekas misalnya
botol bekas selai dapat digunakan lagi untuk menyimpan gula dan
sebagainya. Jadi tidak perlu membeli wadah baru.
4.32
Alasannya:
1) Dapat menghemat SDA, terutama SDA tak terpulihkan.
2) Mengurangi sampah, sehingga mencegah pencemaran.
3. SDAH semakin langka dan keanekaragaman semakin menurun, karena:
Akibat pembudidayaan, kerusakan dan pencemaran lingkungan.
Dalam pembudidayaan baik hewan maupun tumbuhan, manusia
menyeleksi sifat-sifat yang baik dan sesuai dengan kebutuhannya. Hewan
dan tumbuhan yang tidak sesuai akan dibiarkan bahkan dimusnahkan, maka
makhluk hidup yang diabaikan menjadi langkah.
Menurunnya
keanekaragaman
SDAH
juga
disebabkan
oleh
perusakan lingkungan, perburuan, kebakaran hutan/penebangan hutan dan
lain sebagainya.
4. g dan h
Anda dapat menyelesaikannya dengan cara Anda sudah mengisi tabel yang
sudah disediakan coba pelajari/baca kembali oleh Anda pada petunjuk
jawaban latihan nomor 2.
4.33
RANGKUMAN
SUMBER DAYA ALAM
Semua kekayaan bumi baik biotik maupun abiotik yang dapat
dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan dan kesejahteraan manusia
merupakan sumber daya alam (SDA).
Kemampuan lingkungan untuk mendukung perikehidupan semua
makhluk hidup disebut daya dukung lingkungan. Karena keterbatasan sumber
daya alam, maka pemanfaatannya harus berkesinambungan dan disertai
tindakan lingkungan.
Berdasarkan sifatnya, sumber daya alam dapat dibagi 3, yaitu sebagai
berikut: Sumber daya alam yang dapat diperbaharui (renewable), Sumber daya
alam yang tidak dapat diperbaharui (non-renewable), dan Sumber daya alam
yang tidak habis. Menurut potensi penggunaannya sumber daya alam (SDA)
dibagi menjadi SDA materi, SDA energi, dan SDA ruang. Menurut jenisnya,
sumber daya alam dibagi menjadi SDA nonhayati, dan hayati.
Termasuk ke dalam SDA hayati adalah hewan, tumbuhan, mikroba, dan
manusia. Sumber daya tumbuhan mempunyai potensi khusus, yaitu mampu
berfotosintesis.
Mikroba sebagai salah satu SDA berfungsi dalam menghasilkan pangan,
obat-obatan, dan rekayasa genetika.
Eksploitasi SDA yang melampaui batas akan menyebabkan kerusakan.
Kerusakan yang terjadi dapat berupa kepunahan dari suatu jenis organisme,
kerusakan alam, dan bencana alam. Pemanfaatan SDA cenderung meningkat
terus karena pertambahan penduduk dan perkembangan teknologi.
Siklus Air
Matahari memanaskan air di permukaan laut dan mengubahnya menjadi
gas kasat mata yang disebut uap air. Perubahan itu disebut evaporasi. Uap air
bergerak naik. Di atmosfer, suhu udara lebih rendah, sehingga uap air berubah
kembali menjadi titik-titik air. Hal itu di sebut Kondensasi. Air jatuh dari awan
sebagai hujan ke bumi dan melengkapi siklus air. Jumlah air di permukaan bumi
4.34
tetap sama sebab air mengalami siklus terus-menerus.
Udara merupakan suatu campuran gas. Gas terbanyak di dalam udara
adalah nitrogen sebanyak 78% dan oksigen 21%. Gas lainnya seperti
karbondioksida, argon, uap air dan lain sebaginya di berikan dalam daftar
dibawah.
Pada umumnya komposisi udara konstan dari satu tempat ke tempat lain.
Yang bervariasi hanyalah kandungan uap air dan debu/gas pencemar lainnya.
Kandungan uap air didaerah tropis dan daerah kepulauan/samudra jauh lebih
tinggi dibanding daerah subtropis. Demikian pula di daerah yang banyak
industri udara banyak mengandung debu/asap dan gas pencemar (CO, NO, dan
SO2) yang berasal dari gas buang pabrik/mesin.
Terbentuknya Minyak bumi dan Gas
Minyak bumi dan gas terbentuk jutaan tahun yang lalu di dasar laut.
Ketika organisme laut yang kecil dan mati. Organisme tersebut tenggelam ke
dasar laut dan tertutupi endapan yang akhirnya mengeras menjadi batu. Di
bawah tekanan yan sangat besar, bahan-bahan yang setengah membusuk
tersebut berubah menjadi minyak dan gas. Minyak dan gas bergerak perlahan ke
permukaan dan berkumpul dalam sebuah rongga di antara lapisan batuan.
Rongga-rongga itulah yang dibor untuk mendapatkan minyak dan gas.
Pembentukan Batubara
Batu bara adalah mineral hitam yang terbentuk dari sisa-sisa tumbuhan
purba. Ketika tumbuhan mati, tumbuhan tersebut terbenam ke dalam rawa.
Tidak adanya oksigen di dalam rawa menyebabkan tumbuhan tersebut tidak
membusuk, melainkan berubah menjadi bahan serata yang di sebut gambut.
Ketika lapisan gambut yang saling bertumpuk mendapat tekanan yang sangat
besar dari permukaan, maka lapisan itu berubah menjadi batu bara lunak
(lignit). Tekanan yang lebih besar mengubah batu bara lignit menjadi batu bara
muda (bituminus) yang kadang-kadang berubah menjadi batu bara yang keras
dan mengkilap (antrasit). Kedua jenis batu bara tersebut di tambang untuk
dimanfaatkan.
4.35
FORMATIF I
Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang dianggap paling tepat.
1. Manakah yang bukan merupakan pengertian SDA adalah…..
A. Semua kekayaan bumi baik biotik maupun abiotik yang dapat
dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan dan kesejahteraan manusia.
B. Sebagai segala isi yang terkandung dalam biosfer sebagai energi kinetik.
C. Segala sesuatu yang ada di sekelilling manusia yang bukan dibuat
manusia yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan dan
kesejahteraan manusia.
D. Sumber daya terbentuk karena kekuatan alam.
E. Sebagai segala isi yang terkandung dalam biosfer, sebagai energi yang
potensial yang dapat dimanfaatkan untuk pemenuhan kebutuhan
manusia.
2. Manakah diantara SDA berikut yang merupakan SDA kekal dan tak akan
habis dipakai?
A. Cahaya matahari, energi laut, dan udara.
B. Suhu, kelembaban, dan air.
C. Tumbuhan, ganggang, dan jamur.
D. Hewan, tumbuhan, dan protozoa
E. Logam, batu bara, dan mineral
3. Manakah yang tergolong SDA terpulihkan?
A. Besi, baja, logam mulia.
B. Minyak bumi
C. Tumbuhan, hewan, mikroorganisme.
D. Fosil hewan dan tumbuhan
E. Bahan sintetik
4.36
4. Manakah yang tergolong pendaurulangan (Recycle)?
A. Pemanfaatan sampah sebagai barang berguna
B. Memanfaatkan sampah sebagai pupuk kompos.
C. Pembakaran sampah
D. Kaleng susu untuk wadah gula
E. Membuat kerajinan dari plastik bekas.
5. Pemanfaatan ulang mempunyai tujuan mulia untuk pelestarian lingkungan,
kecuali…
A. Menghemat penggunaan SDA
B. Mencegah pencemaran lingkungan
C. Mengurangi sampah
D. Mengurangi belanja
E. Mengurangi kerusakan lingkungan.
6. Hasil pengolahan batu bara diantaranya…
A. Ligroin
D. Parafin
B. Bensin
E. Benzena
C. Kerosin
7. Pernyataan yang tidak sesuai untuk minyak bumi adalah:
A. Berasal dari tumbuhan yang tertimbun berjuta tahun.
B. Berasal dari hewan laut yang tertimbun berjuta tahun.
C. Terjadi karena penguraian tak sempurna hewan laut selama berjuta
tahun.
D. Terjadi pada batuan endapan berjuta tahun yang lampau.
E. Dikenal sebagai bahan bakar fosil.
4.37
8. Energi melimpah yang penggunaannya tidak menimbulkan pencemaran
lingkungan dan tidak mempengaruhi sumber energi itu adalah ….
A. Energi matahari
D. Energi minyak bumi
B. Energi gas bumi
E. Energi batu bara
C. Energi nuklir
9. Temperatur di bawah ini, yang menunjukkan volume air berkurang jika air
panas didinginkan adalah …
A. 00 C
D. 60 C
B. 20 C
E. 100 C
C. 40 C
10. Oksigen (O2) ada di udara dengan persen volume sebesar 20,95%. Gas ini
berada di udara sebagai hasil…
A. Proses oksidasi
D. Proses radiasi matahari
B. Proses fotosintesis
E. Proses penguraian
C. Proses pembakaran
11. Gas di bawah ini merupakan gas yang sangat aktif, dapat menahan radiasi
ultraviolet sehingga makhluk hidup terlindung dari bahaya radiasi
ultraviolet, gas tersebut adalah ….
A. Oksigen (O2)
D. Hidrogen (H2)
B. Karbon dioksida (CO2)
E. Nitrogen (N2)
C. Ozon (O3)
4.38
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes formatif I
yang ada pada bagian belakang modul ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar,
kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
Anda terhadap materi kegiatan belajar 1.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah jawaban Anda yang benar
x 100%
10
Arti Tingkat Penguasaan :
90% - 100%
= Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
< 69%
= Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat
meneruskan dengan kegiatan belajar 2, Bagus! Akan tetapi apabila tingkat
penguasaan Anda masih di bawah 80%, Anda harus mengulang Kegiatan
Belajar 1, terutama bagian yang belum anda kuasai.
4.39
KEGIATAN BELAJAR-2
LINGKUNGAN HIDUP
Dra. Yuyu Hendawati, M.Pd.
PENGANTAR
Kita telah menyadari bahwa manusia bagian yang tak terpisahkan dari
lingkungan. Coba amati lingkungan disekitar Anda! Disekitar lingkungan
terdapat faktor abiotik (tanah , air, udara, suhu) dan faktor biotik (tumbuhan dan
hewan termasuk manusia). Komponen biotik maupun abiotik dalam lingkungan
dapat mempengaruhi dan dipengaruhi oleh manusia. Definisi lingkungan hidup
adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya keadaan, dan makhluk hidup,
termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya.
Untuk dapat memahami pengertian “Lingkungan Hidup”, maka
pikirkanlah segala sesuatu yang ada di sekitar kita dan mempunyai pengaruh
terhadap kelangsungan hidup suatu organisme. Ternyata lingkungan hidup
terdiri dari lingkungan biotik (makhluk-makhluk hidup) dan lingkungan abiotik
(benda-benda bersifat mati).
Dalam kondisi alam, lingkungan dengan segala keragaman interaksi yang
ada mampu untuk menyeimbangkan keadaannya namun keseimbangan dapat
terganggu atau berubah karena pengaruh aktivitas manusia terhadap lingkungan
seperti peningkatan eksploitasi sumber daya alam akan meningkatkan tekanan
terhadap lingkungan, yaitu timbulnya zat-zat sampah yang mengakibatkan
terjadinya pencemaran atau polusi terhadap lingkungan.
A. Keseimbangan Lingkungan
Apakah masih ada lingkungan yang asri dan alami di sekitar Anda? Jika
masih ada tentunya lingkungan tersebut memiliki komponen lingkungan yang
seimbang. Keseimbangan lingkungan secara alami dapat berlangsung, karena
dalam suatu ekosistem senantiasa terjadi berbagai dinamika kehidupan seperti
rantai makanan, jaring makanan, daur materi, aliran energi, piramida makanan
4.40
dan lain-lain. Semua dinamika tersebut memungkinkan proses kehidupan terus
berlangsung dan berkesinambungan. Dinamika dapat menunjukkan bahwa
antara komponen ekosistem selalu terjadi interaksi. Pada hakikatnya komponenkomponen yang ada terlibat dalam aksi reaksi dan berperan sesuai
keseimbangan pemindahan energi (aliran energi) dan siklus biogeokimia dapat
berlangsung dalam ekosistem yang terpadu. (Pratiwi; 2000).
Akibat adanya interaksi yang saling membutuhkan maka tidak akan ada
satupun komponen biotik yang populasinya bertambah terlalu cepat, sedangkan
yang lainnya berkurang. Hal ini sangat memungkinkan karena pada hakikatnya
setiap komponen akan menjadi pendukung, sekaligus pengontrol pertumbuhan
populasi komponen biotik maupun abiotik lainnya.
Lingkungan yang seimbang memiliki daya lenting dan daya dukung yang
tinggi. Keseimbangan lingkungan ditentukan oleh seimbangnya yang masuk
dan energi yang digunakan, seimbangnya antara bahan makanan yang terbentuk
dengan yang digunakan, seimbangnya antara factor-faktor abiotik dan biotik.
Daya lenting yaitu daya untuk pulih kembali ke keadaan seimbang.
Sedangkan daya dukung yaitu kemampuan lingkungan untuk dapat memenuhi
kebutuhan sejumlah makhluk hidup agar dapat tumbuh dan berkembang secara
wajar didalamnya.
Keseimbangan lingkungan merupakan keseimbangan yang dinamis, yaitu
keseimbangan yang dapat mengalami perubahan. Keseimbangan lingkungan
berubah karena perubahan-perubahan lingkungan. (Yekti; 2000)
B. Perubahan Lingkungan
Perubahan
lingkungan
mempengaruhi
berbagai
aspek
kehidupan.
Perubahan yang terjadi pada lingkungan hidup manusia menyebabkan adanya
gangguan terhadap keseimbangan karena sebagain dari komponen lingkungan
menjadi berkurang fungsinya. Perubahan lingkungan dapat terjadi karena
campur tangan manusia dan dapat pula karena faktor alami. Dampak dari
4.41
perubahannya belum tentu sama, namun akhirnya manusia juga yang harus
menanggung serta mengatasinya.
1. Perubahan Lingkungan karena Campur Tangan Manusia
Perubahan lingkungan karena campur tangan manusia contohnya
penebangan hutan, pembangunan pemukiman, penerapan intensifikasi
pertanian dan teknologi.
Penebangan hutan yang liar mengurangi fungsi hutan sebagai penahan
air. Akibatnya, daya dukung hutan menjadi berkurang. Selain itu,
penggundulan hutan dapat menyebabkan terjadinya banjir dan erosi. Akibat
lain adalah munculnya harimau, babi hutan, dan ular di tengah pemukiman
manusia karena semakin sempitnya habitat hewan-hewan tersebut.
Penebangan hutan secara liar dapat Anda lihat pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8. Penebangan hutan yang semena-mena
(Pratiwi; 2000)
4.42
Pembangunan pemukiman pada daerah-daerah yang subur merupakan
salah satu tuntutan kebutuhan akan papan. Semakin padat populasi manusia,
lahan yang semula produktif menjadi tidak atau kurang produktif.
Pembangunan jalan kampung dan desa dengan cara betonisasi
mengakibatkan air sulit meresap ke dalam tanah. Sebagai akibatnya, bila
hujan lebat memudahakan terjadinya banjir. Selain itu, tumbuhan
disekitarnya menjadi kekurangan air sehingga tumbuhan tidak efektif
melakukan fotosintesis. Akibat lebih lanjut, kita merasakan panas akaibat
tumbuhan tidak secara optimal memanfaatkan CO2, peran tumbuhan sebagai
produsen terhambat.
Penerapan intensifikasi pertanian dengan cara panca usaha tani, di satu
sisi meningkatkan produksi, sedangkan di sisi lain bersifat merugikan.
Misalnya, penggunaan pupuk dan pestisida dapat menyebabkan pencemaran.
Contoh lain pemilihan bibit unggul sehingga dalam satu kawasan lahan
hanya ditanami satu macam tanaman, disebut pertaniai tipe monokultur,
dapat mengurangi keanekaragaman sehingga keseimbangan ekosistem sulit
untuk diperoleh. Ekosistem dalam keadaan tidak stabil. Dampak yang lain
akibat penerapan tipe ini adalah terjadinya ledakan hama.
Teknologi dan keseimbangan lingkungan, dengan berkembangnya ilmu
dan teknologi (IPTEK), kemampuan manusia untuk mengeksploitasi
lingkungannya semakin mudah. Dengan bantuan ilmu dan teknologi,
manusia dapat menciptakan alat dan bahan yang dapat mempermudah
kerjanya. Contohnya pembabatan hutan, pengolahan lahan pertanian,
pemberantasan hama, penggunaan pupuk buatan dan lain-lain yang
semuanya bertujuan untuk meningkatkan produktivitas ekosistem dapat
dicapai dengan mudah.
Di sisi lain, ternyata kemudahan dan kesejahteraan itu dapat mengubah
pola hidup manusia menjadi lebih konsumtif. Maka dengan demikian
peningkatan populasi manusia, peningkatan kebutuhan hidup, kemudahan
mengeksploitasi lingkungan, serta perubahan pola tingkah laku manusia akan
4.43
meningkatkan tekanan terhadap daya dukung lingkungan. Hal inilah yang
akan menyebabkan krisis lingkungan. Maka, jelaslah bahwa peranan
manusia dalam pengubahan lingkungan sangat dominan.
2. Perubahan Lingkungan karena Faktor Alam
Tentu Anda masih ingat beberapa bencana alam yang terjadi di
Indonesia. Bencana alam yang terjadi di Indonesia diantaranya adalah
Tsunami yang terjadi di Aceh dan Pangandaran. Coba sebutkan oleh Anda
contoh bencana alam lainnya yang mengakibatkan perubahan lingkungan di
Indonesia?
Perubahan lingkungan secara alami disebabkan oleh bencana alam.
Bencana alam seperti kebakaran hutan di musim kemarau menyebabkan
kerusakan dan matinya organisme di hutan tersebut. Selain itu, terjadinya
letusan gunung menjadikan kawasan di sekitarnya rusak.
C. Pencemaran Lingkungan
Tahukah Anda apakah timbulnya pencemaran? Penyebab timbulnya
pencemaran terhadap lingkungan adalah pertumbuhan penduduk dunia yang
pesat dan perkembangan teknologi. Sejalan dengan peningkatan kebutuhan
hidup serta perubahan tingkah laku manusia, maka peningkatan eksploitasi
terhadap SDA meningkatkan tekanan terhadap lingkungan. Peningkatan tekanan
terhadap lingkungan antara lain:
1. Makin meningkatnya kerusakan makin menjurus ke arah rusaknya
keseimbangan ekosistem.
2. Timbulnya zat-zat sampah dapat mengakibatkan terjadinya pencemaran atau
polusi terhadap lingkungan.
Zat atau bahan yang dapat mengakibatkan pencemaran disebut pulutan.
Syarat-syarat suatu zat tersebut polutan bila keberadaannya dapat menyebabkan
kerugian terhadap makhluk hidup. Contohnya, karbon dioksida dengan kadar
4.44
0,033% di udara berfaedah bagi tumbuhan, tetapi bila lebih tinggi dari 0,033%
dapat memberikan efek merusak.
Apa yang Anda ketahui tentang polutan? Polutan adalah bahan atau zat
yang dapat menimbulkan pencemaran. Suatu zat dapat disebut polutan apabila:
a. Kadarnya melebihi batas normal
b. Berada pada waktu yang tidak tepat
c. Berada pada batas yang tidak semestinya
d. Kadarnya melebihi batas normal.
Bagaimana sifat-sifat dari polutan? Polutan mempunyai sifat yaitu:
a. Merusak untuk sementara, tetapi bila telah bereaksi dengan zat lingkungan
tidak merusak lagi.
b. Merusak dalam jangka waktu lama. Contohnya Pb tidak merusak bila
konsentrasinya rendah. Akan tetapi dalam jangka waktu yang lama, Pb dapat
terakumulasi dalam tubuh sampai tingkat yang merusak.
Berdasarkan apakah Anda dapat membedakan pencemaran lingkungan?
Pencemaran lingkungan dapat dibedakan berdasarkan tempat terjadinya, macam
bahan pencemarnya dan tingkat pencemaran.
Menurut tempat terjadinya, pencemaran dapat digolongkan menjadi tiga,
yaitu pencemaran air, pencemaran udara dan pencemaran tanah.
1. Pencemaran Air
Pencemaran air dapat berasal dari berbagai sumber pencemaran, antara
lain berasal dari industri, limbah rumah tangga, limbah pertanian, dan
sebagainya.
a. Industri:
Pabrik industri mengeluarkan limbah yang dapat mencemari
ekosistem air, pembuangan limbah industri ke sungai-sungai dapat
menyebabkan merubahnya susunan kimia, bakteriologi serta fisik air.
Polutan yang dihasilkan oleh pabrik dapat berupa:
1) Logam berat : timbal, merkuri, tembaga, seng dan lain-lain.
2) Panas
: air yang tinggi temperaturnya sulit menyerap
4.45
Oksigen yang pada akhirnya akan mematikan biota air.
Pembuangan limbah industri, sisa insektisida dan pembuangan
sampah domestik, misalnya sisa detergen mencemari air. Buangan
industri seperti Pb, Hg, Zn, dan CO, dapat terakumulasi dan bersifat
racun.
b. Limbah Rumah Tangga
Dari rumah tangga dapat dihasilkan berbagai macam zat organik
dan anorganik yang dialirkan melalui selokan-selokan dan akhirnya
bermuara di sungai-sungai. Selain dalam bentuk zat organik dan
anorganik dari limbah rumah tangga bisa terbawa bibit-bibit penyakit
yang dapat menular pada hewan dan manusia sehingga menimbulkan
epidemi yang luas di masyarakat.
Sampah organik yang dibusukkan oleh bakteri menyebabkan O2 di
air berkurang sehingga mengganggu aktivitas kehidupan organisme air.
c. Limbah Pertanian
Penggunaan pupuk di daerah pertanian akan mencemari air yang
keluar dari pertanian, air ini mengandung bahan makanan bagi ganggang,
sehingga mengalami pertumbuhan dengan cepat, ganggang yang
menutupi permukaan air akan berpengaruh jelek terhadap ikan-ikan dan
komponen biotik air ekosistem dari air tersebut.
Dari daerah pertanian terlarut pula sisa-sisa pestisida yang terbawa
ke sungai atau bendungan, pestisida yang bersifat toksit akan mematikan
hewan-hewan air, burung dan bahkan manusia.
Fosfat hasil pembusukan bernama NO dan pupuk pertanian
terakumulasi dan menyebabkan eutrofikasi, yaitu penimbunan mineral
yang menyebabkan pertumbuhan yang cepat pada alga (blooming alga).
Akibatnya, tanaman di dalam air tidak dapat berfotosintesis karena sinar
matahari terhalang.
4.46
Pencemaran air oleh minyak sangat merugikan karena dapat
menimbulkan hal-hal sebagai berikut:
a. Adanya minyak menyebabkan penetrasi sinar ke dalam air berkurang.
b. Konsentrasi oksigen terlarut menurun dengan adanya minyak karena
lapisan film minyak menghambat pengambilan oksigen oleh air.
c. Adanya lapisan minyak pada permukaan air akan mengganggu
kehidupan burung air, karena burung-burung yang berenang dan
menyelam bulu-bulunya akan ditutupi oleh minyak sehingga menjadi
lengket satu sama lain.
d. Penetrasi sinar dan oksigen yang menurun dengan adanya minyak
dapat mengganggu kehidupan tanaman-tanaman laut.
Benda-benda yang dapat menyebabkan turun atau rusaknya kualitas
air berasal dari benda-benda yang berbentuk gas adalah sebagai berikut:
a. Gas Oksigen (O2) atau zat asam; diperlukan untuk makhluk hidup yang
berada di udara, daratan maupun di dalam air.
b. Gas lain dalam air (CO2, CO, H2S)
Gas CO terbentuk karena proses pembakaran bahan-bahan minyak,
batu bara dan lain-lain kurang sempurna, gas CO yang berada di udara
dalam jumlah besar dapat menyebabkan kematian, air tidak terdapat
CO, H2S terjadi pada proses pembusukan zat-zat organik, penyebab
bau busuk.
Air sering digunakan sebagai medium pendingin dalam berbagai
proses industri, air pendingin tersebut setelah digunakan
akan
mendapatkan panas dari bahan yang didinginkan, kemudian dikembalikan
ke tempat asalnya yaitu sungai atau sumber air lainnya.
Air buangan tersebut mungkin mempunyai suhu lebih tinggi
daripada air asalnya, kenaikan suhu air akan menimbulkan beberapa
akibat sebagai berikut:
sejumlah oksigen terlarut di dalam air menurun
4.47
a) kecepatan reaksi kimia meningkat
b) kehidupan ikan dan hewan air lainnya terganggu
c) jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya
mungkin akan mati.
2. Pencemaran Udara
Pencemaran udara akan terjadi jika ke dalam udara itu masuk sejumlah
bahan pencemar seperti asap, gas, debu dan sebagainya, dalam jumlah dan
bentuk tertentu yang dapat menimbulkan gangguan terhadap kehidupan.
Udara yang tercemar pada mulanya akan mengganggu saluran pernapasan,
namun ada pula yang dapat menyebabkan kematian.
Bahan penting yang mencemari udara antara lain: senyawa yang
mengandung sulfur (SO2, SO3, H2S) yang berasal dari pembangkit tenaga
listrik, industri, pembakaran kayu, batu bara dan produk-produk minyak
bumi, nitrogen oksida (NO2) yang berasal dari kendaraan bermotor dan
industri, kaborn monoksida (CO) terutama yang dikeluarkan kendaraan
bermotor.
Pencemaran udara dapat berupa gas dan partikel. Contohnya sebagai
berikut:
a. Gas H2S. Gas ini bersifat racun, terdapat di kawasan gunung berapi, bias
juga dihasilkan dari pembakaran minyak bumi dan batu bara.
b. Gas CO dan CO2. Karbon monoksida (CO) tidak berwarna dan tidak
berbau, bersifat racun, merupakan hasil pembakaran yang tidak sempurna
dari bahan buangan mobil dan mesin letup. Gas CI2 dalam udara murni
berjumlah 0,03%. Bila melebihi toleransi dapat mengganggu pernafasan.
Selain itu, gas CO2 yang terlalu berlebihan di bumi dapat mengikat panas
matahari sehingga suhu bumi panas. Pemanasan global di bumi akibat
CO2 disebut juga sebagai efek rumah kaca. Efek rumah kaca dapat tilihat
pada gambar 4.9
4.48
Gambar 4.9 Efek rumah kaca.
Syamsuri (2002: 152)
Panas matahari yang masuk ke bumi biasanya dipantulkan lagi ke luar
angkasa.Tetapi karena atmosfer Bumi diselubungi CO2, panas tersebut
dipantulkan lagi ke Bumi dan Bumi makin panas.
c. Partikel SO2 dan NO2. Kedua partikel ini bersama dengan partikel cair
membentuk awan dekat tanah yang dapat mengganggu pernapasan.
Partikel pada, misalnya bakteri, jamur, virus, bulu dan tepung sari juga
dapat mengganggu kesehatan.
d. Batu bara yang mengandung sulphur melalui pembakaran akan
menghasilkna sulphur dioksida (SO2). Sulphur Dioksida bersama dengan
udara serta oksigen dan sinar matahari dapat menghasilkan asam sulphur.
Asam ini membentuk kabut dan suatu saat akan jatuh sebagai hujan yang
disebut hujan asam. Hujan asam dapat menyebabkan gangguan pada
4.49
manusia, hewan, maupun tumbuhan. Misalnya gangguan pernapasan,
perubahan morfologi pada daun, batang, dan benih.
e. Gas Chlorofluoro Carbon (CFC). CFC adalah zat kimia yang terdiri 3
jenis unsure yaitu Chlor (Cl), Fluor (F), dan Carbon (C). gas CFC
mempunyai sifat tidak beracun, tidak berbau, tidak terbakar, dan sangan
stabil karena tidak beraksi. CFC digunakan sebagai gas pengembang
karena tidak bereaksi. Contoh mengembangkan busa (busa kursi), untuk
AC (Freon), lemari es, dan hairspray.
Gas CFC yang membubung tinggi dapat mencapai stratosfer. Di stratosfer
terdapat lapisan gas ozon (O3), jika gas CFC mencapai lapisan ozon akan
terjadi reaksi antara CFC dan ozon mengakibatkan lapisan ozon berlubang
yan disebut dengan “lubang ozon”. Bagaimana kalau tidak ada lapisan
ozon? Kalau tidak ada lapisan ozon, radiasi cahaya UV mencapai
permukaan bumi dan menyebabkan kematian organisme, tumbuhan
menjadi kerdil, ganggang dilautan mati, terjadi mutasi genetik dan
menyebabkan kangker kulit atau kangker retina mata.
Tentu Anda mengetahui fungsi dari lapisan ozon. Lapisan ozon dapat
menahan atau menyerap gelombang pendek dari radiasi matahari
(terutama UV) yang berenergi tinggi.
Sumber polusi udara lain dapat berasal dari radiasi bahan radioaktif,
misalnya nuklir. Setelah peledakan nuklir, materi radioaktif masuk ke dalam
atmosfer dan jatuh di bumi.
Materi radioaktif ini akan terakumulusi di tanah, air, hewan, tumbuhan
dan juga pada manusia. Efek pencemaran nuklir terhadap makhluk hidup,
dalam taraf tertentu dapat menyebabkan mutasi, berbagai penyakit akibat
kelainan gen, dan bahkan kematian.
Pencemaran udara dinyatakan dengan ppm (part per million) yang
artinya jumlah cm3 polutan per m3 udara.
4.50
Udara yang masih bersih merupakan campuran berbagai gas,
susunannya dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4.
Komposisi Udara Bersih dan Kering
MACAM GAS
Nitrogen
Oksigen
Argon
Karbondioksida
Neon
Helium
Methane
Krypton
Hydrogen
Karbonmonoksida
Sufurdioksida
Nitrogendioksida
Ozon
(N2)
(O2)
(Ar)
(CO2)
(Ne)
(He)
(CH4)
(Kr)
(H2)
(CO)
(SO2)
(NO2)
(O3)
PERSENTASE (%) VOLUME
78,084
20,946
0,934
0,03252
0,00182
0,000524
0,00015
0,000114
0,00005
sedikit sekali
sedikit sekali
sedikit sekali
0,01 – 0,04 ppm
Sumber: Daryanto (2004: 24)
Secara umum sumber pencemaran udara dapat terjadi karena faktor
alamiah, yaitu peristiwa yang terkena alam sehingga mneimbulkan
pencemaran yang dapat mengganggu manusia, hewan, dan tumbuhan
(Letusan gunung, dan peristiwa di desa Bekucuk), atau terjadi karena buatan
manusia (limbah industri, pemukanan, dan
lain-lain). Hidrokarbon
merupakan bentuk gas yang memberikan reaksi bersifat inert, yaitu agak
lambat jalannya dan dapat menyebabkan asphyxiant (sesak nafas ringan).
Gas ini secara langsung tidak menimbulkan efek yang merugikan kesehatan
manusia dan dapat toleransi oleh tubuh melalui pernapasan serta tidak
memberikan efek sistemik.
Bahayanya, apabila polutan ini mengadakan reaksi di bawah sinar
matahari, akan membentuk photochemical oxidant (Sekunder pulutan yang
terbentuk oleh sebab pengaruh sinar matahari pada oksidasi nitrogen dan
hidrokarbon di udara), yang terhadap tanaman berpengaruh necrosis,
chlorosis, dan gangguan pertumbuhan. Pada manusia menyebabkan asphexia
4.51
(gangguan pernafasan) berat dan bersifat anaesthetic terhadap susunan
syaraf, serta membuat mata terus berair karena iritasi.
Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap pencemaran udara antara
lain:
1) Kecepatan Angin: semakin cepat angin semakin cepat pula perluasan
derajat pencemaran; meski di sisi lain diharapkan terjadi penepisan derajat
konsentrasi yang lebih cepat pula.
2) Kemampuan Atmosfer untuk meningkatkan atau menekan gerakan udara
secara vertikal (stabilitas udara) dapat memperluas atau mempertipis
volume pencemaran.
3) Inversi dan turunnya hujan dapat pula menipiskan pencemaran udara.
Namun dampak negatif yang mungkin ditimbulkan adalah terbawanya
polutan oleh hujan yang dapat menimbulkna pencemaran air atau tanah.
Jenis, Sumber, dan Akibat bahan pencemaran udara dapat Anda lihat
pada tabel 4.5
Tabel 4.5
Jenis, Sumber dan Akibat Bahan Pencemara Udara
No
Gas
1.
Karbonmonoksi
da (CO)
2.
Belerangoksida
(SO2)
3.
Asam Belerang
(H2S)
4.
Nitrogen
Oksida (NOx)
Sumbernya
Kendaraan
bermotor
Akibatnya
Pusing, pandangan kabur,
kehilangan daya pikir,
penurunan
koordinasi
syaraf, akhirnya kematian
Pembakaran arang Iritasi mata, saluran perna
batu, minyak bumi, fasan, pandangan kabur,
pengilangan
gejala penyakit jantung.
Minyak Tanah.
Industri logam.
Proses Industri
Pusing,
sakit
kepala,
a) Pabrik kertas
conjuctivitas, sakit mata,
b) Pabrik gula
bau.
c) Waste disposal
d) Pengilangan
minyak gas H2S
dari protein
Proses pembakaran Bronchitis, bisul berair,
suhu tinggi, proses kanker
paru-paru,
kimia.
emphysema.
4.52
5.
Hidrokarbon
(HC)
Industri.
Partikel
Kegiatan
pembangunan
industri logam,
penambangan,
pengilangan.
Iritasi pada selaput lendir,
iritasi mata dan saluran
pernapasan.
Mengganggu
saluran
pernapasan, mengotori ba
ngunan
dan
bahan
makanan.
Smoq (asap)
Merusak
tanaman,
tembakau dan karet.
Clrofluorocarbon Aerosol, Hairspray Racun terhadap manusia.
(CFC)
AC, Kulkas.
Sumber : Daryanto (2004: 30-31)
3. Pencemaran Tanah
Pencemaran tanah karena tingkah laku manusia yang dikaitkan dengan
kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, terutama ialah karena mulai
bervariasinya macam sampah yang ditemukan dalam kehidupan, serta
dipergunakannya berbagai macam zat kimia untuk pupuk atau keperluan
industri lainnya.
Bahan pencemar tanah berasal dari limbah pabrik, limbah rumah tangga,
rongsokan kendaraan, dan sampah-sampah buangan organisme yang hidup di
atas seperti bahan pencemar yang mencemari air, bahan pencemar juga
memiliki beberapa sifat, ada yang pembusukannya memerlukan banyak
oksigen dan ada yang sulit dihancurkan oleh mikroba tanah.
Pencemaran tanah disebabkan oleh beberapa jenis pencemaran berikut
ini:
a. Sampah-sampah plastik yang sukar hancur, botol, karet sintesis, pecahan
kaca dan kaleng.
b. Detergen yang bersifat nonbio degradable (secara alami sulit diuraikan).
c. Zat kimia dari buangan pertanian, misalnya insektisida.
Contoh pencemaran tanah karena sampah misalnya oleh pabrik, botol
bekas, kaleng bekas, dan sebagainya. Untuk Negara-negara yang sudah maju
hal ini menjadi problema yang cukup besar, karena pengelolaannya
4.53
memerlukan suatu teknik atau cara tersendiri. Misalnya plastik tidak dapat
hancur sendiri, jadi jika plastik dibuang sembarangan, maka tanah yang
mengandung plastik tersebut, tidak dapat menyerap air dan akan menjadi
gersang. Pencemaran tanah karena penggunaan zat kimia akan terjadi karena
sisa-sisanya dapat mencemari air tanah dan bahkan dalam konsentrasi yang
rendah ditemukan pada tanaman.
Pencemaran karena tinja, pembuangan sampah yang tradisional dari
rumah tangga adalah juga merupakan masalah kesehatan lingkungan yang
pelik. Telah diketahui bahwa banyak tanah yang mempunyai kandungan
unsur yang rendah sehingga untuk memperoleh hasil yang diharapkan
diperlukan penambahan-penambahan unsur yang dimaksud perlu dilakukan
pemupukan, selama jadi pupuk atau dosis pupuk itu sesuai dengan yang
diminta, maka tindakan pemupukan tersebut merupakan hal yang baik dan
merupakan tindakan pencemar, namun jika jumlah atau dosis pupuk itu
melampaui dosis yang diperlukan, maka hal ini telah merupakan
pencemaran.
Kelebihan
pupuk
yang
diberikan
tidak
hanya
mempengaruhi
ketersediaan unsur yang diberikan itu sendiri, tetapi juga unsur-unsur lain
dalam tanah yang semula dalam keadaan jumlah dan ketersediaan yang baik,
sebagai akibat yang lebih jauh lagi dari kelebihan dosis tersebut adalah
kemungkinan perubahan sifat fisik tanah yang bersangkutan, sebagaimana
akibat kelebihan dalam pemberian urea, tanah yang semula bersifat gembur
berubah menjadi tandus.
Pembuangan sampah ke dalam lubang-lubang sampah dapat juga
mengakibatkan pencemaran, selama sampah tadi hanya terdiri dari bendabenda yang berasal dari tumbuh-tumbuhan atau yang mudah dihancurkan,
selama itu kecil sekali peluang akan mengandung banyak benda-benda
plastik, kaleng atau benda-benda yang sukar sekali dihancurkan, maka telah
berlangsung pencemaran tanah.
4.54
Tanah yang tercemar akan mengalami perubahan baik struktur maupun
teksturnya, organisme yang menggunakan tanah dan sebagai medium
hidupnya banyak yang mati, dan akan muncul spesies lain yang memakai
bahan-bahan organik yang tersedia di tanah, jika bahan pencemar tidak
mengandung bahan organik, biota tanah banyak yang mati, bahan-bahan
pencemaran yang beracun seperti H2SO4 akan mematikan tanaman dan
produktivitas ekosistem menurun.
Terhadap manusia, pencemaran tanah memberikan dampak yang tidak
langsung, polutan beracun atau polutan biologis bakteri virus akan meresap
ke dalam tanah, mengikuti aliran air tanah sehingga mencapai mata air. Air
sumur penduduk di sekitar aliran sungai banyak yang tercemar, yang berasal
dari pencemaran tanah di sekitar sungai dan berbagai macam limbah. Minum
air tercemar dapat memperberat/ merusak tugas hati dan ginjal.
D. Pengukuran (Parameter) Pencemaran
Dengan mengetahui beberapa parameter yang ada pada daerah/ kawasan
penelitian akan dapat diketahui tingkat pencemaran atau apakah lingkungan itu
sudah terkena pencemaran atau belum. Parameter-parameter yang merupakan
indikator terjadinya pencemaran adalah sebagai berikut.
1. Parameter Kimia
Parameter kimia meliputi CO2, pH, alkalinitas, fosfor, dan logam-logam
berat.
2. Parameter Biokimia
Parameter biokimia meliputi BOD (Biological Oxygen Demand), yaitu
jumlah oksigen dalam air. Cara pengukurannya adalah dengan menyimpan
sampel air yang telah diketahui kandungan oksigennya selama 5 hari pada
suhu 200C. Kemudian kadar oksigennya diukur lagi. BOD digunakan untuk
mengukur banyaknya pencemar organik.
4.55
Menurut menteri kesehatan, kandungan oksigen dalam air minum atau
BOD tidak boleh kurang dari 3 ppm.
3. Parameter Fisik
Parameter fisik meliputi temperatur, warna, rasa, bau, kekeruhan, dan
radioaktivitas.
4. Parameter Biologi
Parameter biologi meliputi ada atau tidaknya mikroorganisme, misalnya
bakteri coli, virus, bentos dan plankton.
4.56
LATIHAN
Untuk memperoleh pemahaman Anda mengenai materi di atas, silahkan
kerjakan latihan berikut ini:
1. Coba Jelaskan oleh Anda, untuk menjaga agar selalu terjadi keseimbangan
lingkungan atau suatu ekosistem dikatakan seimbang apabila….
2. Tuliskan benda-benda yang dapat menyebabkan turun atau rusaknya
kualitas air berasal dari benda-benda yang berbentuk gas.
Petunjuk Jawaban Latihan
Setelah Anda menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, Anda dapat
mencocokkan hasil jawaban Anda dengan pedoman di bawah ini:
1. Suatu Ekosistem dikatakan seimbang apabila semua komponen dalam
ekosistem tersebut berperan sesuai dengan fungsi masing-masing.
Lingkungan seimbang di dalamnya terdapat rantai makanan, jaring-jaring
makanan dan piramida makanan. Untuk menjaga agar terjadi keseimbangan
lingkungan, maka penurunan atau kenaikan populasi tiap-tiap jenis hewan
atau tumbuhan harus dalam batas-batas tertentu.
2. Benda-benda yang dapat menyebabkan turunnya kualitas air berasal dari
benda-benda yang berbentuk gas adalah :
a. Gas Oksigen (O2) atau zat asam diperlukan untuk makhluk hidup.
b. Gas lain dalam air (CO2, CO, H2S)
4.57
RANGKUMAN
LINGKUNGAN HIDUP
Lingkungan hidup merupakan kesatuan ruang dengan semua benda,
daya keadaan, dan makhluk hidup. Komponen lingkungan terdiri dari faktor
biotik (tumbuhan, hewan, manusia, mikroorganisme) dan faktor biotik (tanah,
air, udara, cuaca, suhu). Dalam lingkungan, tumbuhan berperan sebagai
produsen, hewan dan manusia berperan sebagai konsumen, dan mikroorganisme
sebagai pengurai.
Lingkungan adalah segala sesuatu yang ada di sekitar kita yang terdiri
dari komponen biotik dan abiotik, serta dipengaruhi oleh budaya manusia.
Lingkungan hidup merupakan sumber daya alam, karena mansia
mendapatkan unsur-unsur yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan hidup
dari lingkungan. Makin baik mutu lingkungan, makin baik pula hidup manusia.
Keseimbangan Lingkungan
Suatu ekosistem dikatakan seimbang apabila semua komponen dalam
ekosistem tersebut berperan sesuai dengan fungsi masing-masing. Lingkungan
yang seimbang di dalamnya terdapat rantai makanan, jarring-jaring makanan,
dan piramida makanan. Untuk menjaga agar selalu terjadi keseimbangan
lingkungan, maka penurunan dan kenaikan populasi pada tiap jenis hewan atau
tumbuhan harus dalam batas-batas tertentu.
Keseimbangan lingkungan merupakan keseimbangan yang dinamis,
yaitu keseimbangan yang dapat mengalami perubahan. Keseimbangan
lingkungan berubah karena perubahan-perubahan pada lingkungan.
Karena hal tersebut, maka dalam merubah lingkungan diusahakan agar
keseimbangan lingkungan yang baru tetap mendukung mutu hidup. Perubahanperubahan lingkungan dapat terjadi karena hal berikut.
1. Faktor alami, contohnya gempa bumi, gunung meletus, angin dan banjir.
2. Perbuatan manusia, contohnya penebangan hutan untuk pertanian,
pemukiman, pabrik dan pembuatan bendungan.
Kepadatan penduduk sangat berkaitan erat dengan daya dukung lingkungan.
4.58
Makin tinggi kepadatan penduduk, makin banyak pula kebutuhannya, sehingga
dapat menyebabkan turunnya daya dukung lingkungan.
Pencemaran lingkungan atau pulusi disebabkan oleh bahan pencemar
(polutan) yang berasal dari berbagai sumber. Menurut sumbernya, polutan
berasal dari buangan limbah industri, sampah organik, limbah rumah tangga,
limbah pertanian, dan limbah reaktor nuklir.
Suatu zat disebut pulutan jika memenuhi syarat sebagai berikut.
1. Jumlahnya melebihi batas normal.
2. Berapa pada tempat yang tidak semestinya.
3. Berada pada waktu yang tidak tepat.
Berbagai macam sifat polutan adalah sebagai berikut.
1. Merusak untuk sementara, tetapi segera dapat dinetralkan oleh lingkungan
sehingga tidak merusak lagi.
2. Merusak setelah jangka waktu lama.
Menurut tempatnya, pulusi dapat digolongkan menjadi polusi udara,
tanah, dan air. Polusi udara disebabkan oleh asap pabrik, asap kendaraan
bermotor, letusan gunung berapi, reaktor nuklir, dan pembakaran. Polusi tanah
disebabkan oleh sampah sintetik (plastik, kaleng), detergen non biodegradable,
dan zat kimia buangan pertanian. Polusi air disebabkan oleh limbah industri,
sampah organik, dan minyak bumi yang tumpah dari kapal tanker.
Menurut jenisnya bahan pencemar dibedakan menjadi polutan kimia,
polutan biologi dan polutan fisik. Dalam mengukur tingkat pencemaran
diperlukan parameter-parameter, yaitu parameter kimia, biokimia, fisik dan
biologi. Parameter kimia meliputi pH, alkalinitas, dan kandungan zat. Parameter
biokimia meliputi BOD dan COD. Parameter fisik meliputi suhu, warna, rasa,
bau kekeruhan, dan radioaktivitas. Parameter biologi meliputi ada atau tidaknya
mikroorganisme, misalnya bakteri coli, virus bentos dan plankton.
Selain
polutan,
perubahan
lingkungan
juga
disebabkan
oleh
penggundulan hutan, penerapan intensifikasi pertanian, dan pembangunan
infrastruktur seperti pemukiman dan jalan.
4.59
TES FORMATIF 2
Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang dianggap paling tepat.
1. Berikut ini yang bukan merupakan ciri ekosistem yang seimbang adalah …
a. Keberadaan setiap komponen biotik merupakan penyedia materi
komponen biotik lain.
b. Tidak terjadi penekanan suatu komponen biotik terhadap komponen
biotik lainnya.
c. Interaksi antarkomponen biotik penyusunnya.
d. Perubaan suatu komponen berfungsi untuk menghilangkan komponen
lain.
e. Perubahan suatu komponen berfungsi untuk mengontrol komponen lain.
2. Diantara kegiatan manusia berikut ini yang sangat berpengaruh terhadap
perubahan keseimbangan lingkungan adalah …
a. Melakukan perburuan hewan pada musim berburu.
b. Mengubah hutan untuk daerah industri.
c. Membuat terasering pada lahan kritis
d. Bercocok tanam dengan sistem tumpang sari.
e. Pemberantasan hama secara biologis.
3. Dampak negatif yang ditimbulkan akibat kemajuan teknologi adalah ….
a. Penurunan aliran darah dengan radioisotop
b. Penyembuhan dengan radiasi.
c. Meningkatnya pencemaran lingkungan
d. Diagnosis penyakit dengan radioaktif
e. Ditemukannya bibit unggul.
4. Berikut merupakan faktor penyebab perubahan lingkungan.
(1) Memberantas hama secara biologis.
(2) Pembangunan perumahan.
(3) Angin rebut.
(4) Penebangan hutan.
(5) Pengeringan rawa.
(6) Banjir.
Perubahan lingkungan akibat perbuatan manusia ditunjukan oleh nomor….
a. (1), (2), dan (3)
d. (2), (4), dan (6)
b. (1), (2), dan (6)
e. (3), (5), dan (6)
c. (2), (3) dan (5)
5. Dampak apakah yang timbul jika kita menggunakan gas CFC pada kulkas,
hair sprai, dan AC . . .
a. Pencemaran udara didalam rumah
b. Pencemaran rumah disekitar perumahan
4.60
c. Muculnya ozon distratosfer
d. Efek rumah kaca
e. Terjadi hujan asam
6. Polusi udara dapat menyebabkan terjadinya
mengakibatkan …
a. Semua hama mati.
b. Pertumbuhan yang sehat pada tanaman.
c. Menurunkan porositas tanah.
d. Peningkatan mineral dalam tanah.
e. Kerusakan pada tumbuhan.
hujan
asam
yang
7. Hal-hal berikut yang bukan penyebab pencemaran lingkungan adalah …
a. Jumlah kendaraan bermotor.
b. Banyaknya pabrik di suatu tempat.
c. Sisa air cucian detergen.
d. Pembuatan kompos.
e. Penggunaan pestisida.
8. Perhatikan pernyataan berikut ini!
(1) CO2 di udara meningkat.
(2) Terbentuknya awan.
(3) Panas dipantulkan kembali.
(4) Suhu atmosfer meningkat
(5) Pembakaran.
Urutan terjadinya efek rumah kaca adalah …
a. (5) – (4) – (2) – (3) – (1)
d. (5) – (1) – (3) – (4) – (2)
b. (5) – (1) – (2) – (3) – (4)
e. (5) – (1) – (4) – (3) – (2)
c. (5) – (1) – (3) – (2) – (4)
9. Bahan pencemar yang mengakibatkan rusaknya lapisan ozon adalah …
a. CFC
d. NO
b. CO
e. NO2
c. CO2
10. Hasil pembakaran tidak sempurna kendaraan bermotor yang dapat
mengganggu kegiatan fisiologis karena bereaksi cepat dengan Hb adalah …
a. O
d. SO2
b. CO2
e. CO
c. SO
11. Organisme yang dapat digunakan seabagai parameter pencemaran air
adalah …
f. Amoeba
c. Paramaecium
e. Planaria
g. Bakteri Coli
d. Euglena
4.61
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes formatif I
yang ada pada bagian belakang modul ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar,
kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
Anda terhadap materi kegiatan belajar 1.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah jawaban Anda yang benar
x 100%
10
Arti Tingkat Penguasaan :
90% - 100%
= Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
- 69% = Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat
meneruskan dengan kegiatan belajar 2, Bagus! Akan tetapi apabila tingkat
penguasaan Anda masih di bawah 80%, Anda harus mengulang kegiatan belajar
1, terutama bagian yang belum anda kuasai.
4.62
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
TES FORMATIF -1
1. B (Salah, karena pengertian SDA yang benar adalah pada jawaban A,C,D,
dan E)
2. A (Cahaya matahari, energi laut, dan udara merupakan SDA yang kekal dan
tidak habis dipakai)
3. C (Tumbuhan, hewan dan mikroorganisme dapat terpulihkan karena dapat
berproduksi)
4. B (Sampah yang dapat diuraikan dapat dimanfaatkan setelah didaur ulang)
5. D (Tidak tepat, karena tujuan penggunaulangan (Reuse) yaitu untuk
pelestarian lingkungan)
6. E (Benzena merupakan produk kimia hasil dari pengolahan batu bara)
7. C (Tidak tepat, karena minyak bumi disebut bahan baker fosil, terbentuk
dari Fosil hewan atau tumbuhan yang tertimbun berjuta-juta tahun)
8. A (Penggunaannya tidak menyebabkan pencemaran lingkungan dan tidak
mempengaruhi sumber energi)
9. C (Air panas didinginkan volumenya berkurang dengan teratur sampai 4ºC
(Anomali Air))
10. B (Proses fotosintesis menghasilkan oksigen)
11. C (Ozon dilapisan stratosfere dapat menahan radiasi U. V sehingga mahkluk
hidup terhindar dari bahaya radiasi U. V)
4.63
TES FORMATIF – 2
1. D (Tidak tepat, ciri ekosistem yang seimbang merupakan jawaban dari
option A, B, C, dan E)
2. B (Mengubah hutan untuk daerah industri berpengaruh terhadap perubahan
keseimbangan lingkungan)
3. C (Dampak negatif meningkatnya pencemaran lingkungan)
4. D (Penyebab perubahan lingkungan akibat perbuatan manusia antara lain
pembangunan perumahan, penebangan hutan dan banjir)
5. C (Jika gas CFC mencapai lapisan ozon, akan terjadi reaksi CFC dan ozon
sehingga lapisan ozon berlubang yang disebut lubang ozon)
6. E (Hujan asam mengakibatkan kerusakan pada tumbuhan)
7. D (Sudah jelas karena pada pembuatan kompos tidak menyebabkan
pencemaran lingkungan)
8. E (Sudah jelas)
9. A (Karena CFC dapat mengakibatkan rusaknya lapisan ozon)
10. E (Karena CO dapat bereaksi cepat dengan HB)
11. B (Planaria dapat dijadikan indikator biologis tingkat pencemaran air)
4.64
GLOSARIUM
Alkalinitas
: Sifat kebasaan
BOD
: Ukuran jumlah polusi organik di air yang
(Biological Oxygen Demand)
diukur sebagai jumlah oksigen pada sampel
air yang disimpan selama 5 hari dengan suhu
200 C.
Dekomposer
: Organisme pengurai bahan organik menjadi
anorganik.
Daur Hidrologi
: Peredaran gerakan air dari atmosfer ke bumi
dan kembali ke atmosfer melalui berbagai
tingkat atau proses.
Daur Karbon
: Rangkaian
tranformasi
di
mana
karbondioksida ditetapkan sebagai karbon
atau senyawa karbon dalam organismeorganisme hidup melalui fotosintesis yang
dibebaskan melalui penguraian organisme
pengikat dan akhirnya dikembalikan kepada
keadaan aslinya untuk digunakan kembali.
Efek Rumah Kaca
: Absorpsi energi gelombang cahaya oleh
permukaan bumi dan pelepasannya sebagai
panas ke udara.
Effluent
: Sampah-sampah padat, cair atau gas yang
memasuki lingkungan sebagai suatu produk
sampingan dari proses-proses oleh manusia.
Ekslosif
: Bahan yang mudah meledak.
Evaporasi
: Penguapan. Proses yang melalinya suatu
cairan berubah menjadi suatu uap atau gas.
Evapotranspirasi
: Kehilangan air gabungan dari daerah tertentu
dan selama kurun waktu tertentu. Melalui
penguapan dari permukaan tanah dan melalui
4.65
transpirasi dari tumbuhan.
Hidrokarbon
: Senyawa-senyawa yang mengndun hydrogen
dan karbon yang dibagi-bagikan berdasarkan
pada aktivitas kimia dan struktur atomnya.
Intensifikasi Pertanian
: Peningkatan
produksi
pertanian
dengan
melaksanakan panca usaha tani.
Paraffin
: Campuran hidrokarbon yang digunakan untuk
membuat lilin penerang dan sebagai pelapis
yang kedap air.
Parameter
: Tanda-tanda untuk mengetahui sesuatu yang
terjadi.
Pertanian Monokultur
: Penanaman lahan dengan satu jenis tanaman
saja.
Pestisida
: Bahan kimia pembunuh kuman.
pH
: Suatu ukuran numerik mengenai keasaman
atau aktivitas ion hidrogen.
Plasma Nutfah
: Kisaran
keanekaragaman
genetik
yang
menyangkut individu liar sampai bibit unggul.
Hutan merupakan gudang plasma nutfah.
Polusi
: Pencemaran lingkungan
Polutan
: Bahan yang menimbulkan pencemaran
Inversi
: Keadaan atmosfer yang di dalamnya suatu
lapisan
udara dingin
terjebak
di
dekat
permukaan bumi oleh suatu lapisan penutup
dari udara panas, dapat menyebabkan masalah
polusi udara yang serius.
4.66
DAFTAR PUSTAKA
Agus, A. (1984). Mengerti Kimia, Edisi Kurikulum Inti SMA, Kelas I SMA,
Bandung:: Bumi Siliwangi Mengabdi.
Cartono. (2005). Biologi Umum untuk Perguruan Tinggi LPTK. Bandung:
Penerbit Prisma Press.
Dahar, RW. (1990). Pendidikan IPA-I, Buku II Modul 6-9. Depdikbud. Jakarta:
Proyek Penataran Guru SD Setara DII.
Darmodjo, H. (1991/1992). Pendidikan IPA I. Depdikbud Dirjen Pendidikan
Tinggi. Proyek Pembinaan Tenaga Kependidikan.
Daryanto. (2004). Masalah Pencemaran. Bandung: Tarsito.
Kaligis, J. (1986). Biologi I. PIPA 2233. Modul 6-9. Jakarta: Universitas
Terbuka.
Malam, J. (2005). Intisari Ilmu Planet Bumi. Jakarta: Erlangga.
Pratiwi, D.A. dkk. (2000). Biologi untuk SMU Kelas I, Jilid I. Jakarta: Erlangga.
Soeriaatmadja, R.E. (1997). Ilmu Lingkungan. Bandung: ITB.
Surakitti. (1989). Kimia I Program Inti Kleas 1 SMA. Jakarta: PT. Intan
Pariwara
Syamsuri,I. dkk. (2002). Biologi SMU Kelas I Semester 2. Jakarta: Erlangga.
Tjasyono,B, HK. (2006). Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung: PT Remaja
Rosdakarya.
Yekti, S. (2000) Biologi. LKS dan Evaluasi untuk SMU Kelas I Semester 2 Vol.
34. Surakarta: Pabelan.
4.67
BBM 5
PELESTARIAN LINGKUNGAN
Dra. Yuyu Hendawati, M.Pd.
PENDAHULUAN
Alam pada dasarnya mempunyai sifat yang beraneka ragam, namun
serasi dan seimbang. Oleh karena itu, perlindungan dan pengawetan alam harus
terus dilakukan untuk mempertahankan keserasian dan keseimbangan itu.
Sumber daya alam adalah untuk semua, makhluk hidup, bukan hanya
untuk manusia. Oleh karena itu, manusia perlu mengadakan usaha-usaha untuk
melestarikan lingkungan agar tetap serasi dan seimbang.
Agar usaha-usaha tersebut dapat terlaksana, maka perlu diadakan
kebijaksanaan di bidang pengelolaan sumber daya alam, yang mencakup
pengelolaan.
1. Sumber Daya Mineral
2. Sumber Daya Tanah dan Air
3. Sumber Daya Hutan dan Tumbuh-tumbuhan
4. Sumber Daya Air dan Lautan
Pelaksanaan pembangunan sebagai kegiatan yang makin meningkat
resiko pencemaran dan perusakan lingkungan, sehingga struktur dan fungsi
dasar ekosistem yang menjadi penunjang kehidupan dapat pula rusak
karenanya. Terpeliharanya ekosistem yang baik dan sehat merupakan tanggung
jawab yang menuntut peran serta setiap anggota masyarakat untuk
meningkatkan daya dukung lingkungan.
Dengan demikian materi dalam BBM ini diharapkan Anda dapat
memahami pengaruh manusia terhadap lingkungan serta sadar akan peranannya
dalam memlihara hubungan yang serasi, selaras, dan seimbang dengan
lingkungannya.
5.1
Setelah mempelajari BBM ini, secara khusus Anda diharapkan dapat:
1. Menjelaskan usaha-usaha pelestarian lingkungan tentang pencegahan
kerusakan lingkungan.
2. Memberi contoh-contoh perbuatan sehari-hari yang tidak mencemari
lingkungan secara edukatif.
3. Menjelaskan etika lingkungan.
4. Memberikan beberapa contoh tindakan yang sesuai dengan etika
lingkungan.
5. Menjelaskan 3 dari 5 tujuan pengelolaan lingkungan.
6. Menjelaskan
pengelolaan
sumber daya
alam
mineral
dan
energi
nonkonvensional.
7. Menjelaskan pengelolaan sumberdaya air, dan tanah.
Untuk membantu Anda mencapai tujuan tersebut, bahan belajar mandiri
ini diorganisasikan menjadi 2 (dua) kegiatan belajar (KB) sebagai berikut:
KB: 1 Pencegahan Kerusakan Lingkungan
KB: 2 Pengelolaan Lingkungan
Sebelum mempelajari BBM ini Anda telah memahami terlebih dahulu
tentang Perubahan bentang alam dan dampaknya terhadap kehidupan pada
BBM sebelumnya, sehingga dapat mempermudah mempelajari materi BBM
ini.
Untuk membantu Anda dalam mempelajari BBM 5 ini ada baiknya
diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami
secara tuntas tentang apa, untuk apa, dan bagaimana mempelajari bahan
belajar ini.
2. Baca sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari katakata yang dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci
tersebut dalam kamus yang Anda miliki.
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan
tukar pikiran dengan mahasiswa lain atau dengan tutor Anda.
5.2
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajari sumber-sumber lain yang
relevan. Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai sumber, termasuk
dari internet.
5. Mantapkan pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan melalui
kegiatan diskusi dalam kegiatan tutorial dengan mahasiswa lainnya atau
teman sejawat.
6. Jangan dilewatkan untuk mencoba menjawab soal-soal yang dituliskan pada
setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna untuk mengetahui apakah
Anda sudah memahami dengan benar kandungan bahan belajar Kegiatan
Belajar
Selamat Belajar!
5.3
KB-1
PENCEGAHAN KERUSAKAN LINGKUNGAN
DAN ETIKA LINGKUNGAN
Dra. Yuyu Hendawati, M.Pd.
PENGANTAR
Mengapa lingkungan sekitar Anda mengalami kerusakan? Karena
lingkungan sekitar tidak dipelihara dengan baik sehingga lingkungan tercemar
dan rusak, maka manusia tidak mampu menghindar dari dampak negatif yang
ditimbulkannya. Pada akhirnya kehidupan umat manusia menjadi terancam.
Ketika lingkungan telah mengalami kerusakan, kita baru menyadari pentingnya
pelestarian lingkungan. Kita sadar bahwa apa yang dilakukan pada masa lalu
adalah suatu kekeliruan yang besar. Dahulu manusia selalu berfikir apa yang
dapat saya ambil dari lingkungan? Manusia merasa seolah-olah dirinya berada
di luar lingkungan.
Peningkatan kesadaran dan wujud kepedulian lingkungan pada
masyarakat dewasa ini terus berkembang hingga sekarang. Manusia semakin
menyadari pentingnya pelestarian bagi kelangsungan hidupnya, baik untuk
masa sekarang maupun untuk generasi yang akan datang.
Manusia memang terus berupaya untuk meningkatkan kesejahteraan
hidupnya. Tetapi, tidak berarti harus merusak dan mencemari lingkungan
sehingga mengancam kelestarian kehidupan dan mengurangi hak generasi yang
akan datang. Oleh karena itu yang harus kita lakukan adalah melakukan
pembangunan berkelanjutan. Artinya tetap membangun untuk meningkatkan
kesejahteraan tanpa mengurangi hak generasi yang akan datang.
Tanggung jawab siapa yang melakukan pencegahan pencemaran dan
usaha untuk melestarikan lingkungan? Cara-cara pencegahan pencemaran dan
mengusahakan kelestarian lingkungan adalah tanggung jawab Pemerintah
maupun setiap individu. Pada dasarnya, ada 3 (tiga) prinsip dasar yang dapat
5.4
dilakukan untuk melakukan pelestarian, pencegahan, dan penanggulangan
pencemaran yaitu sebagai berikut.
1. Secara administratif (adanya peraturan/undang-undang dari pemerintah);
2. Secara teknologis (adanya peralatan pengolah limbah, pembakar sampah);
3. Secara edukatif/pendidikan (melakukan penyuluhan kepada masyarakat,
pendidikan di sekolah-sekolah).
(Syamsuri, I., dkk., 2002)
A. Cara Pencegahan Kerusakan Lingkungan
1. Pencegahan Secara Administratif
Masalah
lingkungan
hidup
dari
tahun
ke
tahun
akan
terus
memperhatinkan karena berbagai hasil kemajuan teknologi, terutama dalam
dunia industri. Jika tidak diimbangi dengan berbagai aturan mengenai
lingkungan hidup, akhirnya akan memusnahkan semua kehidupan. Bukan saja
berbagai pencemaran lingkungan akan membunuh manusia secara perlahanlahan, tetapi juga mematikan segala makhluk hidup termasuk berbagai macam
tumbuhan dan binatang yang sebenarnya sangat berguna bagi kehidupan
manusia.
Sebagaimana diketahui bahwa pembangunan di Indonesia adalah
pembangunan manusia seutuhnya, maksudnya pembangunan dalam bidang
material dan spiritual secara seimbang. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi
kepincangan antara pemenuhan kebutuhan fisik masyarakat dengan kebutuhan
psikis yang merupakan unsur penentu tindakan seorang dalam hidup
bermasyarakat. Oleh karena itu, salah satu bidang fisik material yang sangat
berkaitan dengan psikis adalah tentang lingkungan hidup yang mana di
dalamnya mencakup tanah, air, hutan, dan udara yang semuanya itu berkaitan
erat dengan kehidupan manusia.
Berbicara mengenai pembangunan nasional jangka panjang tentu
masalah lingkungan jangan dianggap remeh. Maka untuk melakukan
pelestarian, pencegahan dan penanggulangan dilakukan penanggulangan secara
5.5
administratif. Secara administratif diperlukan aturan dan hukum yang mengikat.
Oleh karena itu berbagai pengaturan mengenai lingkungan hidup harus benarbenar dilaksanakan secara baik. Lebih jelas, tentang pemeliharaan dan
pembinaan lingkungan hidup diungkapkan dalam ketentuan Pokok Pengelolaan
Lingkungan Hidup dalam UU RI No. 4 Tahun 1982 dan berlaku sejak 11 Maret
yang menjelaskan: pengelolaan lingkungan hidup berasaskan pelestarian
kemampuan yang lestari serasi dan seimbang untuk menunjang pembangunan
yang
berkesenambungan
bagi
peningkatan
kesejahteraan
manusia
(Widyosiswoyo; 1999).
Demikian juga tentang peraturan Pemerintah RI No. 29 Tahun 1986
tentang Analisis Dampak Lingkungan (AMDAL) yang ditetapkan tanggal 5
Juni 1986 dan mulai berlaku tanggal 5 Juni 1987 harus dianggap serius. Dari
ketentuan itu diharapkan agar masyarakat menyadari bahwa lingkungan hidup
yang baik dan sehat mempunyai manfaat yang besar bagi masyarakat itu sendiri
(Widyosiswoyo; 1999).
Pemerintah
mengeluarkan
berbagai
kebijakan
untuk
mencegah
pencemaran dan mencegah terjadinya eksploitasi sumber daya alam secara
berlebihan. Peraturan dan undang-undang telah dikeluarkan. Misalnya, sebelum
membuang limbahnya ke lingkungan, industri diwajibkan memiliki pengolahan
limbah cair, atau memasang saringan udara pada cerobong-cerobong asap.
Produk (barang) pabrik harus bersahabat dengan lingkungan. Misalnya, tidak
menghasilkan barang-barang yang adapat mencemari lingkungan. Gas
kelompok CFC misalnya akan dihentikan produksinya karena dapat
menyebabkan menipisnya lapisan ozon di statosfer. Pembuangan sampah pabrik
harus dilakukan ke tempat-tempat tertentu. Misalnya, di Surabaya terdapat
insenator, yaitu tempat pembakaran sampah dengan suhu yang sangat tinggi
sehingga tidak menghasilkan asap, dan abu yang dihasilkan dapat dimanfaatkan
untuk keperluan lain.
Sebelum membangun pabrik atau melakukan proyek, pihak pengembang
diharuskan melakukan Analisis mengenai Dampak Lingkungan (AMDAL).
5.6
AMDAL dilakukan sebelum proyek didirikan. Hal-hal yang dianalisis misalnya
seberapa besar proyek akan mencemari lingkungan, faktor lingkungan apa yang
terkena dampak negatifnya, bagimana dampaknya terhadap penduduk dan
masyarakat sekitarnya. Jika dampak negatif lebih besar daripada positifnya,
Pemerintah tidak akan mengeluarkan ijin untuk melanjutkan proyeknya.
Pemerintah juga mengeluarkan baku mutu lingkungan. Baku Mutu
Lingkungan artinya standar yang ditetapkan untuk menentukan mutu
lingkungan. Misalnya, baku mutu air, baku mutu sungai, dan baku mutu udara.
Di dalam baku mutu air tercantum kadar bahan pencemar (juga kadar CO2),
oksigen, fosfor, nitrit, dan sebagainya yang boleh terdapat di dalamnya. Jika
pencemaran melewati standar baku mutu berarti pihak pencemar dapat
dikenakan sanksi.
Selain dalam bentuk perundangan dan peraturan Pemerintah juga
mencanangkan Pembangunan Berkelanjutan. Programnya meliputi berbagai
sektor. Tujuannya agar pembangunan dapat berlangsung secara lestari dengan
mempertahankan fungsi lingkungan.
Salah satu contoh program pemerintah yang harus kita dukung adalah
Program Kali Bersih (PROKASIH). Hal ini disebabkan karena ekosistem
sungai mengalami kerusakan akibat berbagai hal. Pemerintah berupaya agar
sungai dapat ditingkatkan fungsinya, airnya tidak tercemar, di dalamnya hidup
biota air. Sungai yang bersih dapat dijadikan sebagai objek wisata.
Kebijakan pemerintah yang lain adalah mengembangkan pendidikan
lingkungan melalui pendidikan formal, nonformal, serta melalui berbagai
lembaga pendidikan yang lain. (Syamsuri; 2002)
2. Penanggulangan Secara Teknologis
Beberapa industri mengadakan unit pengolah limbah misalnya unit
pengolah limbah cair yang digunakan untuk mengolah limbah cair sebelum
limbah itu dibuang ke lingkungan. Dalam proses pengolahan limbah cair
digolongkan menjadi 3 bagian yaitu: proses fisika, proses kimia, dan proses
5.7
biologi. Ketiga macam proses ini tidak berjalan secara sendiri-sendiri, tetapi
kadang-kadang harus dilaksanakan secara kombinasi antara satu dengan yang
lainnya.
(1) Pengolahan secara proses fisika
Apa yang anda ketahui tentang pengoalahan limbah cair secara proses
fisika? Pengolahan secara fisika ditujukan untuk buangan yang polutannya
bersifat tersuspensi atau tidak larut, umumnya buangan cair yang mengandung
padatan, akan memakai cara ini di dalam pemisahannya. Oleh karena itu cara
fisika dinilai efektif dari segi biaya.
Perlakuan terhadap air limbah dengan cara fisika, yaitu proses
pengolahan secara mekanis. Dengan atau tanpa perataan air pencampuran,
penggumpalan, pengendapan, pengapungan dan penampisan.
Pemilihan cara pengoalahan limbah yang tepat didasarkan atas:
a) Kualitas dan karakteristik padatan yang tersuspensi relatif terhadap
cairannya.
b) Toleransi kadar yang diinginkan di dalam buangan terolah.
(2) Pengolahan secara proses kimia
Apa yang anda ketahui tentang pengoalahan limbah cair secara proses
kimia? Proses pengoalahan secara kimia adalah menggunakan bahan kimia
untuk mengurangi konsentrasi zat pencemar dalam limbah. Menggunakan
bahan kimia membutuhkan perkiraan dari sudut biaya. Mengingat di antara
bahan tersebut harganya mahal.
Pengolahan secara kimia memanfaatkan reaksi kimia untuk mengubah
aliran buangan yang berbahaya menjadi lebih kurang berbahaya. Reaksi kimia
ini sering dipakai untuk mengawali upaya penggunaan kembali buangan dan
hasil olahannya aman bagi lingkungan. Kegaiatan yang termasuk proses kimia
adalah pengendapan, khlorinasi, oksidasi, dan reduksi.
Bahan pencemar yang dapat dihilangkan atau dikurangi oleh bahan
kimia adalah:
5.8
a) Material yang tersuspensi, baik organik maupun anorganik.
b) Posphat yang terlarut dalam direduksi bila kadar daripada 1 mg per liter
dengan bahan pengendap ferri sulfat.
c) Beberapa Calsium, Magnesium, Silica, dapat dihilangkan dengan CaOH.
Khusus untuk Calsium dan Magnesium efisiensi lebih tinggi tercapai bila
kapur dalam air buangan terdiri dari Carbonat yang tinggi.
d) Beberapa logam berat dapat dihilangkan dengan kapur dan cukup efektif
dalam pengendapan Kadnium, Tembaga, Nikel, Timbal, dan Perak.
e) Pengurangan bakteri dan virus dapat dicapai dengan kapur pada kondisi pH
10,5 – 11,5 dengan cara penggumpalan dan sedimentasi.
(3) Pengolahan secara proses biologi
Apa yang anda ketahui tentang pengoalahan limbah cair secara proses
biologi? Poses pengolahan air limbah dengan cara biologis ialah memanfaatkan
mikrooganisme (ganggang, bakteri, protozoa) untuk menguraikan senyawa
organik dalam air limbah menjadi senyawa yang sederhana dan dengan
demikian mudah mengambilnya.
Proses biologi membutuhkan zat organik sehingga kadar oksigen makin
lama makin sedikit, dalam air limbah kadang-kadang tidak hanya satu jenis
mikroorganisme yang hidup tetapi bermacam-macam. Bakteri adalah yang
paling menonjol perananya sebagai pengurai. Selain bakteri, protozoa dan
gangang (algae) juga berperan.
Pengolahan limbah dengan cara biologis dapat Anda lakukan dengan
dua cara yakni: pengoalahan secara aerob, pengoalahan secara anaeob.
Pemilihan pengolahan tergantung pada karakteristik limbah, kondisi, dan
maksud serta tujuan pengoalahan.
5.9
3. Penanggulangan secara Edukatif/Pendidikan
Berbagai
meningkatkan
kegiatan
kesadaran
penyuluhan
masyarakat
masyarakat
terhadap
diadakan
pentingnya
untuk
kelestarian
lingkungan. Demikian pula pendidikan melalui sekolah-sekolah.
Setiap individu hendaknya tidak mencemari lingkungan. Misalnya tidak
membuang limbah (limbah manusia, limbah rumah tangga) ke sembarang
tempat, melainkan pada tempat sampah. Bungkus permen, kue, tidak dibuang di
sembarang tempat. Masukkan bungkus permen terlebih dahulu ke dalam
tas/saku, sebelum menemukan tempat sampah untuk membuang sampah.
Contoh lainnya adalah menggunakan secara berulang kali kertas, tas plastik,
kaleng sebelum dibuang ke tempat sampah.
Dengan penanggulangan secara edukatif diperlukan pendidikan kepada
masyarakat. Dengan pendidikan diharapkan masyarakat memiliki etika
lingkungan.
Gambar-gambar
tentang
pelestarian
lingkungan,
penanggulangan
pencegahan kerusakan dan perbuatan-perbuatan yang dilakukan manusia yang
berhubungan dengan kerusakan lingkungan, dapat Anda lihat pada Gambar 5.1
pembakaran hutan. Pembakaran hutan menimbulkan permasalahan lingkungan dari
tingkat lokal hingga global, tapi terus saja berlangsung. Manakah yang lebih efisien
dalam menanggulanginya secara administratif, teknologis, atau edukatif?, Gambar 5.2
sungai yang tercemar, Gambar 5.3 pengunaan teknologi. Berapa jumlah spesies
mati akibat buldoser ini? Apa dampak berikutnya pada lingkungan?, Gambar
5.4 Pencemaran oleh pabrik. Untuk mencegah pencemaran oleh pabrik
penanganan secara apa yng Anda bisa lakukan?, Gambar 5.5 Pembuangan
limbah ke pantai. Etiskah membuang limbah di sembarang tempat?, dan
Gambar 5.6. Pembuangan limbah ke sungai. Ekosistem perairan memiliki
kemampuan “membersihkan diri sendiri” dengan jalan menguraikan dan
memanfaatkan bahan yang diterimanya. Akan tetapi kemampuan itu ada
batasnya. Bagaimana jika limbah dari industri, rumah tangga, atau lainnya
secara terus menerus dibuang ke ekosistem perairan? Akan mengalami apa
ekosistem perairan tersebut?.
5.10
Gambar 5.1. Pembakaran hutan.
Gambar 5.2. Sungai yang
tercemar.
Gambar 5.4. Pencemaran oleh
pabrik.
Gambar 5.3. Penggunaan
tekonologi
Gambar 5.5. Pembuangan limbah
pabrik ke pantai.
5.11
Gambar 5.6. Pembuangan limbah ke sungai.
B. Perlindungan dan Pengawetan Alam (PPA)
Perlindungan dan pengawetan alam di Indonesia lahir pada tahun 1912
di Bogor, tokohnya S.H. Kooders. Menurut Undang-undang Perlindungan
Alam (Pratiwi; 2000), pencagaralaman di Indonesia dibedakan menjadi 2, yaitu
sebagai berikut:
1. Cagar Alam. Penanaman ini berlaku di daerah yang keadaan alam (tanah,
flora, dan keindahan) mempunyai nilai yang khas bagi ilmu pengetahuan dan
kebudayaan serta bagi kepentingan umum sehingga dirasa perlu untuk
dipertahankan dan tidak merusak keadaannya. Cagar alam dapat diartikan
pula sebagai sebidang lahan yang dijaga untuk melindungi flora dan fauna di
dalamnya.
2. Suaka Margasatwa. Istilah ini berlaku untuk daerah-daerah yang keadaan
alamnya (tanah, fauna, dan keindahan) memiliki nilai khas bagi ilmu
pengetahuan dan kebudayaan sehingga perlu dilindungi.
C. Nilai-nilai dalam Perlindungan Alam
Apakah
Anda
mengetahui
nilai-nilai
yang
terkandung
dalam
perlindungan alam? Nilai-nilai yang terkandung dalam perlindungan alam
meliputi nilai ilmiah, nilai ekonomi, dan nilai budaya yang saling berkaitan.
Secara terperinci, nilai-nilai yang dimiliki dalam perlindungan dan pengawetan
alam dapat dijelaskan sebagai berikut.
5.12
1. Nilai Ilmiah, yaitu kekayaan alam, misalnya hutan dapat digunakan sebagai
tempat penelitian biologi untuk pengembangan ilmu (sains). Misalnya,
botani, proteksi tanaman, dan penelitian ekologi.
2. Nilai Ekonomi, yaitu perlindungan alam ditujukan untuk kepentingan
ekonomi.
Misalnya
pengembangan
daerah
wisata.
Hal
ini
akan
mendatangkan berbagai lapangan kerja. Hutan dengan hasil hutannya, dan
laut dapat menjadi sumber devisa bagi Negara.
3. Nilai Budaya, yaitu flora dan fauna yang khas maupun hasil budaya manusia
pada suatu daerah dapat menimbulkan kebanggaan tersendiri, misalnya
Candi Borobudur, komodo, dan tanaman khas Indonesia (melati dan
anggrek).
4. Nilai Mental dan Spiritual, misalnya dengan perlindungan alam, manusia
dapat menghargai keindahan alam serta lebih mendekatkan diri kepada
Tuhan Yang Maha Esa.
Seperti telah kita ketahui bersama, bahwa sumber daaya alam hayati
terdiri dari hewan, tumbuhan, manuisa dan mikroba yang dapat kita manfaatkan
untuk kesejahteraan hidup manusia. Pemanfaatan sumber daya tersebut antara
lain di bidang sandang, pangan, papan, dan perdagangan. Oleh karena
dimanfaatkan oleh berbagai tingkatan manusia dan berbagai kepentingan, maka
diperlukan campur tangan berbagai pihak dalam melestarikan sumber daya alam
hayati.
Pihak-pihak yang memanfaatkan sumber daya alam baik negeri maupun
swasta memiliki kewajiban yang sama dalam pelestarian sumber daya alam
hayati. Misalnya, pabrik penambangan batu bara, selain memanfaatkan batu
bara diharuskan pula untuk mengolah limbah industrinya agar tidak mencemari
daerah sekitarnya dan merusak ekosistem. Pabrik-pabrik, seperti pabrik obatobatan, selain memanfaatkan bahan dasar dari hutan diwajibkan pula untuk
melakukan penanaman kembali dan mengolah limbah industrinya (daur ulang)
agar tidak merusak lingkungan.
5.13
D. Etika Lingkungan
Etika adalah penilaian terhadap tingkah laku atau perbuatan. Etika
bersumber pada kesadaran dan moral seseorang. Perbuatan seseorang dapat
dinilai sebagai perbuatan etis atau tidak etis. Dalam beretika tidak ada yang
mengawasi, kecuali dirinya sendiri.
Etika lingkungan pada dasarnya adalah perbuatan apa yang dinilai baik
untuk lingkungan dan apa yang tidak baik bagi lingkungan. Berdasarkan
pemahaman Anda dapat menunjukkan berbagai perbuatan yang etis dan tidak
etis untuk lingkungan.
Etika lingkungan bersumber pada pandangan seseorang tentang
lingkungan. Pandangan tentang lingkungan artinya bagaimana seseorang
memandang lingkungan. Lingkungan itu dipandang sebagai benda mati ataukah
dipandang seseorang agar memiliki kesadaran lingkungan bukan merupakan
pekerjaan yang mudah dilakukan.
Berikut disajikan pandangan tentang lingkungan agar kita memiliki etika
lingkungan dan selanjutnya dapat dijadikan pedoman untuk bertingkah laku
yang positif terhadap lingkungan.
1. Manusia merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari lingkungannya;
manusia tidak berada di luar lingkungan.
2. Lingkungan itu merupakan suatu sistem yang terdiri dari komponen biotik
dan abiotik, yang mengadakan interaksi membentuk sistem lingkungan
(ekosistem); kerusakan salah satu komponen lingkungan akan menimbulkan
dampak negatif, karena itu kita harus menjaga kelestariannya.
3. Lingkungan menyediakan sumber daya alam untuk semua makhluk hidup
yang ada di dalamnya, SDA itu tidak hanya untuk umat manusia.
4. Dalam memanfaatkan SDA, umat manusia hendaknya memperhatikan dan
mempertahankan fungsi lingkungan, pemanfaatan SDA yang melebihi
kapasitas lingkungan akan menimbulkan dampak negatif pada lingkungan
dan generasi yang akan datang.
5.14
5. Kita semua bertanggung jawab terhadap keseimbangan kestabilan, dan
kelestarian lingkungan, tanggung jawab itu bukan hanya milik pemerintah
atau seseorang.
6. Iptek dapat menyebabkan kerusakan dan pencemaran lingkungan, tetapi
sebaliknya iptek juga dapat digunakan untuk melestarikan lingkungan.
Prinsip-prinsip etika lingkungan adalah prinsip-prinsip yang mengatur
sikap dan tingkah laku manusia dengan lingkungannya. Prinsip-prinsip tersebut
adalah: prinsip tidak merugikan, tidak campur tangan, kesetiaan dan keadilan.
1. Prinsip tidak merugikan (The Rule of Nonmaleficare) yakni tidak merugikan
lingkungan, tidak menghancurkan populasi spesies ataupun komunitas biotik
dan tidak merugikan apa yang tidak merugikan manusia.
2. Prinsip tidak campur tangan (The Rule of Noninterference), yakni tidak
memberi hambatan kepada kebebasan setiap organisme, yaitu kebebasan
mencari makan, tempat tinggal dan berkembang biak.
3. Prinsip kesetiaan (The Rule of Fidelity) yakni tidak menjebak, menipu, atau
memasang
perangkap
terhadap
makhluk
hidup
untuk
semata-mata
kepentingan manusia.
4. Prinsip keadilan (The Rule of Restitutive Justice), yakni Mengembalikan
keadilan dari apa yang telah kita rusak dengan membuat kompensasi.
Etika lingkungan hendaknya diwujudkan dalam tingkah laku kita seharihari. Untuk itu diperlukan adanya kesadaran lingkungan, kepedulian lingkungan
untuk menjaga kelestarian. Beberapa contoh tindakan yang sesuai dengan etika
lingkungan:
1. Anak-anak hendaknya dibiasakan membuang sampah (misalnya bungkus
permen) pada tempatnya. Jika belum ditemukan tempat sampah, bungkus
permen itu hendaknya dimasukkan saku terlebih dahulu sebelum dibuang
pada tempatnya.
2. Jika mandi gunakan air secukupnya. Jangan bor walaupun air itu tidak
membeli. Ingat bahwa tidak hanya untuk manusia, tetapi juga untuk makhluk
hidup lainnya.
5.15
3. Segera matikan lampu listrik jika tidak digunakan. Segera matikan kompor,
setrika, mesin untuk penghematan.
4. Tidak membunuh hewan yang ada di lingkungan, menangkap atau
memeliharanya. Biarkan hewan-hewan itu hidup bebas di alam.
5. Tidak memetik daun, ranting, bunga, atau menebang pohon tanpa tujuan
yang jelas dan bermanfaat. Dalam menebang pohon hendaknya diperhatikan
fungsi ekologis dari tumbuhan.
6. Gemar menanam bunga, merawat tanaman, melakukan penghijauan.
7. Melakukan pencegahan terhadap terjadinya pencemaran lingkungan.
8. Mengembalikan hewan atau tumbuhan yang ditemukan pada habitat aslinya.
Manusia yang sadar lingkungan akan senantiasa mengusahakan menjadi
lebih baik, serta mampu mendukung semua kehidupan yang ada di dalamnya,
baik itu tumbuhan atau hewan. Walaupun manusia tidak mampu dengan
sepenuhnya mencegah terjadinya pencemaran dan penurunan kualitas
lingkungan, namun manusia senantiasa berusaha untuk menjadikan bumi
sebagai tempat tinggal yang layak untuk masa sekarang maupun masa yang
akan datang. Dan untuk mencapai itu semua manusia harus sadar akan
lingkungan.
5.16
LATIHAN
Petunjuk : Isilah soal-soal dibawah ini dengan jelas dan tepat!
1. Jelaskan 3 (tiga) prinsip dasar yang dapat dilakukan untuk melakukan
pelestarian pencegahan dan penanggulangan pencemaran lingkungan?
2. Dari atas mobil sering kita jumpai orang membuang sampah ke jalan raya?
Bagaimanakah menurut pendapat Anda, etis atau tidakkah perbuatan itu?
Petunjuk Jawaban Latihan :
1.
Tiga prinsip dasar untuk melakukan pelestarian, pencegahan dan
penanggulangan pencemaran lingkungan yaitu sebagai berikut:
a. Secara administratif yaitu dengan adanya peraturan/undang-undang dari
pemerintah
b. Secara teknologis diperlukan langkah-langkah penanganan yang tepat,
misalnya industri diwajibakan /mengadakan unit pengolah limbah cair,
atau memasang saringan udara pada cerobong asap.
c. Secara edukatif/pendidikan yaitu melakukan penyuluhan kepada
masyarakat untuk meningkatkan kesadaran masyarakat terhadap
pentingnya kelestarian lingkungan. Dan secara edukatif diperlukan
pendidikan kepada masyarakat maupun sekolah-sekolah. Dengan
pendidikan diharapkan masyarakat memiliki etika lingkungan.
2.
Orang di atas mobil membuang sampah ke jalan raya, maka perbuatan
orang tersebut merupakan perbuatan yang tidak etis, karena membuang
sampah tidak pada tempatnya. Sedangkan orang yang beretika tinggi akan
berbuat etis dimanapun dia berada. Ada orang yang melihat atau tidak, dia
tetap menjaga citra dirinya dengan melakukan etika yang murni.
5.17
FORMATIF – 1
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang dianggap paling tepat!
1. Manusia memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan tumbuhan dan
hewan lainnya. Manusia secara optimal dapat mengembangkan lingkungan
melalui ….
A. Pertanian
B. Industri
C. Teknologi
D. Pendidikan
E. Politik
2. Etika lingkungan adalah menyangkut pergaulan berikut, kecuali…..
A. Manusia dengan Penciptanya
B. Hewan dengan tumbuhan
C. Manusia dengan organisme lain
D. Manusia dengan hewan
E. Manusia dengan lingkungannya
3. Tindakan manusia yang tidak mengganggu keseimbangan lingkungan
adalah…
A. Pemupukan berlebihan
B. Penggunaan pestisida
C. Perladangan berpindah
D. Pembuangan sampah ke sungai
E. Penyiangan gulma
4. Ada beberapa tujuan yang termuat dalam undang-undang RI no 4 tahun
1982, antara lain ….
A. Pemeliharaan hutan secara optimal.
B. Pengambilan kekayaan bumi secara maksimal.
C. Mencegah kerusakan hutan dan tata kota
D. Mencegah kerusakan lingkungan
5.18
E. Menggalakkan pemakaian bahan-bahan kimiawi dalam kehidupan
sehari-hari.
5. Perbuatan yang tidak sesuai dengan etika lingkungan adalah ….
A. Mengumpulkan gading gajah untuk koleksi
B. Penanaman kembali hutan gundul
C. Mengembangbiakkan hewan langka
D. Perburuan secara musiman
E. Penebangan pohon dengan sistem tebang pilih
6. Komponen biotik berikut yang berpengaruh terhadap perubahan lingkungan
adalah ….
A. Herbivora
D. Detritivor
B. Dekomposer
E. Manusia
C. Karnivora
7. Berikut ini yang bukan merupakan akibat penebangan pohon-pohon di
hutan secara terus menerus adalah ….
A. Kadar CO2 meningkat
B. Akan terjadi banjir
C. Kadar CO2 menurun
D. Sumber plasma nutfah berkurang
E. Suhu meningkat
8. Peraturan Pemerintah tentang Analisa Dampak Lingkungan, tercantum
dalam ….
A. PP Nomor 29 tahun 1986
B. PP Nomor 29 tahun 1985
C. UU Republik Indonesia Nomor 4 tahun 1982
D. UU Republik Indonesia Nomor 29 tahun 1982
E. Ketentuan-ketentuan pokok pengelolaan lingkungan hidup
9. Untuk menjaga ketersediaan sumber daya alam, maka sikap kita terhadap
sumber daya alam adalah ….
A. Mengelola penggunaannya secara optimal
5.19
B. Terserah bagaimana kodrat sumber daya alam tersebut
C. Dibiarkan saja agar tetap lestari
D. Tidak mengganggu agar tetap berjalan secara alamiah
E. Mengeksploitasi secara maksimal
10. Manakah diantara perbuatan ini yang melanggar etika lingkungan?
A. Membunuh hewan buas yang akan menerkam anak.
B. Memelihara binatang buas untuk kesenangan
C. Mengembangbiakkan hewan langka
D. Melakukan penghijauan
E. Mengembangkan predator alami
RANGKUMAN
Pencegahan Kerusakan Lingkungan dan Etika Lingkungan
Untuk mencegah kerusakan lingkunagn, kita dapat melakukan upaya
baik secara administratif, teknologis, maupun edukatif. Secara administratif
diperlukan aturan dan hukum yang mengikat. Secara teknologis diperlukan
langkah-langkah penanganan yang tepat. Sedangkan secara edukatif diperlukan
pendidikan kepada masyarakat. Dengan pendidikan diharapkan masyarakat
memiliki etika lingkungan.
Saat ini muncul kesadaran lingkungan untuk mencegah kerusakan
lingkungan. Pemerintah mengeluarkan kebijakan dan program pelestarian
lingkungan. Etika lingkungan tumbuh dari kesadaran dan moral dan bersumber
pada pandangan seseorang tentang lingkungan.
Etika lingkungan adalah kebijakan moral manusia dalam pergaulannya
dengan lingkungan. Etika lingkungan menyangkut hubungan dan perbuatan
manusia dengan lingkungan hidupnya yang meliputi sikap dan perbuatan secara
benar.
Etika lingkungan hendaknya diwujudkan dalam tingkah laku kita sehari-
5.20
hari. Untuk itu diperlukan adanya kesadaran lingkungan, kepedulian lingkungan
untuk menjaga kelestarian. Beberapa contoh tindakan yang sesuai dengan etika
lingkungan:
1. Anak-anak hendaknya dibiasakan membuang sampah (misalnya bungkus
permen) pada tempatnya. Jika belum ditemukan tempat sampah, bungkus
permen itu hendaknya dimasukkan saku terlebih dahulu sebelum dibuang
pada tempatnya.
2. Jika mandi gunakan air secukupnya. Jangan bor walaupun air itu tidak
membeli. Ingat bahwa tidak hanya untuk manusia, tetapi juga untuk
makhluk hidup lainnya.
3. Segera matikan lampu listrik jika tidak digunakan. Segera matikan kompor,
setrika, mesin untuk penghematan.
4. Tidak membunuh hewan yang ada di lingkungan, menangkap atau
memeliharanya. Biarkan hewan-hewan itu hidup bebas di alam.
5. Tidak memetik daun, ranting, bunga, atau menebang pohon tanpa tujuan
yang jelas dan bermanfaat. Dalam menebang pohon hendaknya diperhatikan
fungsi ekologis dari tumbuhan.
6. Gemar menanam bunga, merawat tanaman, melakukan penghijauan.
7. Melakukan pencegahan terhadap terjadinya pencemaran lingkungan.
8. Mengembalikan hewan atau tumbuhan yang ditemukan pada habitat aslinya.
5.21
KEGIATAN BELAJAR-2
PENGELOLAAN LINGKUNGAN
Dra. Yuyu Hendawati, M.Pd.
PENGANTAR
Sumber Daya Alam adalah untuk semua mahkluk hidup, bukan hanya
manusia, oleh karena itu manusia perlu mengadakan usaha-usaha untuk
melestarikan lingkungan agar tetap serasi dan seimbang.
Sehubungan dengan pemanfaatan sumber daya alam, agar lingkungan
tetap lestari, harus diperhatikan tatanan/tata cara lingkungan itu sendiri. Dalam
hal ini manusia lah yang paling tepat sebagai pengelolanya karena manusia
memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan organisme lain. Manusia
mampu merombak, memperbaiki, dan mengkondisikan lingkungan seperti yang
dihendakinya, seperti: manusia mampu berpikir serta meramalkan keadaan yang
akan datang, manusia memiliki ilmu dan teknologi dan manusia memiliki akal
dan budi sehingga dapat memilih hal-hal yang baik.
Pengelolaan lingkungan hidup adalah upaya terpadu dalam pemanfaatan,
penataan,
pengawasan,
pengendalian,
pemulihan,
dan
pengembangan
lingkungan hidup.
A. Tujuan Pengelolaan Lingkungan
Pengelolaan ini mempunyai tujuan sebagai berikut:
1. Mencapai kelestarian hubungan manusia dengan lingkungan hidup sebagai
tujuan membangun manusia seutuhnya.
2. Mengendalikan pemanfaatan sumber daya secara bijaksana.
3. Mewujudkan manusia sebagai pembina lingkungan hidup.
4. Melaksanakan pembangunan berwawasan lingkungan untuk kepentingan
generasi sekarang dan mendatang.
5.22
5. Melindungi negara terhadap dampak kegiatan di luar wilayah negara yang
menyebabkan kerusakan dan pencemaran lingkungan.
Melalui penerapan pengelolaan lingkungan hidup akan terwujud
kedinamisan dan harmonisasi antara manusia dengan lingkungannya.
Untuk mencegah dan menghindari tindakan manusia yang bersifat
kontradiksi dari hal-hal tersebut di atas, pemerintah telah menetapkan kebijakan
melalui undang-undang lingkungan hidup.
B. Undang-Undang Lingkungan Hidup
Undang-undang
lingkungan
dibuat
untuk
mencegah
kerusakan
lingkungan dan meningkatkan kualitas hidup serta menindak pelanggarpelanggar yang menyebabkan rusaknya lingkungan. Sehingga diharapkan akan
tercipta suatu masyarakat yang berkesadaran hukum, yang dalam hal ini adalah
suatu masyarakat yang menyadari benar pentingnya lingkungan untuk
kebutuhan orang banyak, baik untuk generasi sekarang mauppun untuk generasi
mendatang.
Undang-undang lingkungan ini tertuang dalam Undang-undang
Republik Indonesia Nomor 4 Tahun 1982 tentang Ketentuan-ketentuan Pokok
Pengelolaan Lingkungan Hidup.(Widyosiswoyo; 1999)
Undang-undang lingkungan hidup antara lain berisi hak, kewajiban,
wewenang dan ketentuan pidana yang meliputi berikut ini:
1. Setiap orang mempunyai hak atas lingkungan hidup yang baik dan sehat.
2. Setiap orang berkewajiban memelihara lingkungan dan mencegah serta
menanggulangi kerusakanan pencemaran lingkungan.
3. Setiap orang mempunyai hak untuk berperan serta dalam rangka pengelolaan
lingkungan hidup. Peran serta tersebut diatur dengan perundang-undangan.
4. Barang siapa yang dengan sengaja atau karena kelalaiannya melakukan
perbuatan yang menyebabkan rusaknya lingkungan hidup atau tercemarnya
lingkungan hidup diancam pidana atau denda.
5.23
Upaya pengelolaan yang telah digalakkan dan undang-undang yang
telah dikeluarkan belumlah berarti tanpa di dukung adanya kesadaran manusia
akan arti penting lingkungan dalam rangka untuk meningkatkan kualitas
lingkungan serta kesadaran bahwa lingkungan yang ada saat ini merupakan
titipan dari generasi yang akan datang.
Upaya pengelolaan limbah yang saat ini tengah digalakkan adalah
pendaurulangan atau recycling. Dengan daur ulang dimungkinkan pemanfaatan
sampah, misalnya plastik, aluminium, dan kertas menjadi barang-barang yang
bermanfaat.
Usaha lain dalam mengurangi polusi adalah memanfaatkan tenaga surya.
Tenaga panas matahari disimpan dalam sel-sel solar untuk kemudian
dimanfaatkan dalam keperluan memasak, memanaskan ruangan, dan tenaga
gerak. Tenaga surya ini tidak menimbulkan polusi.
C. Memelihara Lingkungan Hidup
Pada awalnya lingkungan selalu dalam keadaan seimbang, karena
berjalan secara alamiah. Rusaknya suatu lingkungan adalah akibat investasi
manusia secara aktif mengeksploitasi kekayaan alam, yang mana sebagian telah
diketahui penyebabnya. Oleh sebab itu, untuk memelihara lingkungan hidup
yang baik harus mengembalikan kepada masalahnya. Ada tiga masalah
lingkungan yang penting diperhatikan, yaitu:
1. Memelihara Hutan
Hutan mempunyai arti penting di dalam memelihara lingkungan
hidup, karena:
a. Dapat mencegah bahaya erosi dan banjir; dengan itu mengamankan alam
lingkungan beserta objek vital yang ada di dalamnya.
b. Memperbaiki
dan
memelihara
secara
berkelangsungan
kondisi
hidrologis daerah aliran sungai. Dengan demikian terjaminlah sistem tata
air yang mantap dan serasi.
5.24
c. Memperbaiki
dan
mempertahankan
secara
berkelangsungan
produktivitas tanah, sehingga dapat berperan dalam segi pertanian dalam
arti yang luas.
d. Menciptakan alam lingkungan yang memenuhi syarat-syarat fisiologis
bagi kehidupan.
e. Sebagai tempat perlindungang hewan-hewan liar yang jumlahnya
sedikit, mendekati kemusnahan.
Rusaknya suatu hutan lindung, berarti hilangnya nilai-nilai tersebut di
atas.
2. Mencegah Perusakan di Laut
Usaha-usaha ke arah perbaikan lingkungan kehidupan di laut antara
lain:
a. Mencegah terjadinya pencemaran air laut, terutama perlu dihindari
sekecil mungkin adanya kebocoran-kebocoran minyak bumi melimpah
pada perairan laut.
b. Mencegah penggunaan bahan peledak dan bahan kimia dalam usaha
menangkap ikan.
c. Mencegah penebangan hutan bakau; karena akan menghilangkan tempat
bersarangnya ikan-ikan.
d. Jangan mengambil binatang-binatang karang di pantai. Hal ini untuk
kelestarian pantai, dan tempat bersarangnya berbagai jenis ikan hias.
3. Memelihara Lingkungan Tempat Tinggal
Masalah lingkungan yang ada hubungannya dengan tempat tinggal
adalah akibat banyaknya industri dan meningkatnya urbanisasi. Usahausaha untuk memelihara lingkungan yang sehat diadakan kegiatankegiatan:
a. Gerak kebersihan dari segala macam sampah dan kotoran dan
mendirikan pemusatan pembuangan sampah di tempat yang jauh dari
5.25
keramaian orang. Hal ini untuk menghindari timbulnya berbagai macam
penyakit.
b. Gerakan penghijauan untuk mengimbangi banyaknya gas-gas yang
berbahaya atau merusak pernapasan.
c. Membuat cerobong-cerobong asap pabrik yang tinggi, sehingga asap
dapat terbuang jauh ke atmosfer.
d. Menghambat urbanisasi ke kota, dengan jalan menyediakan lapangan
kerja kepada penduduk desa dan mendirikan tempat-tempat rekreasi di
daerah pedesaan.
D. Cara Pengelolaan Sumber Daya Alam
1. Pengelolaan sumber daya air
Air yang tidak memenuhi syarat untuk langsung diminum ditijau dari
pengelolaannya dapat dibedakan menjadi beberapa macam air yakni:
a. Air yang sama sekali tidak membutuhkan pengelolaan, jadi air itu
dapat langsung diminum, biasanya berupa air tanah yang tidak
terkontaminasi.
b. Air yang hanya membutuhkan pekerjaan desinfeksi saja, umumnya
berupa air tanah atau air permukaan yang diperkirakan hampir tidak
terkontaminasi.
c. Air yang membutuhkan penyaringan pasir cepat yang lengkap atau
alat pengolahan air lainnya yang sejenis dan dilanjutkan dengan
chlorination secara tetap.
d. Air yang membutuhkan pengolahan tambahan setelah sebelumnya
dilakukan proses pengolahan dengan saringan pasir cepat dan
chlorination.
e. Air yang membutuhkan pengelolaan air istimewa yang biasanya
dilakukan pada air yang sama sekali tidak sehat, tetapi keadaan
memaksa terpaksa digunakan.
Pengolahan air dapat dibedakan yakni:
5.26
a. Pengolahan air secara alamiah
Dilakukan dalam bentuk penyimpanan atau pengendapan, proses
ini dapat berlangsung di alam atau sumber air yang terdapat di
rumah tangga atau sumber air untuk penduduk kota. Air
dibiarkan pada tempatnya dan kemudian tejadinya koagulasi dari
zat-zat yang terdapat dalam air, adanya koagulasi yang
membentuk endapan ini akan menjernihkan air, karena partikelpartikel yang ada dalam air akan ikut mengendap.
b. Pengolahan air dengan penyaringan
Ada 2 macam saringan yakni saringan pasir lambat dan saringan
pasie cepat. Pada saringan pasir lambat aliran air berdasarkan
gaya berat sedangkan pada saringan pasir cepat dipergunakan
tekanan untuk saringan pasir cepat perlu dilakukan pengolahan
air sebelumnya, misalnya dengan menambahkan zat koagulan
ataupu dengan melakukan proses sedimentasi.
c. Pengolahan air dengan menambahkan zat kimia
Pengolahan air dengan menambahkan zat kimia, air tersebut
ditambahkan zat kimia seperti:
1). Zat kimia yang bertujuan untuk mempercepat terjadinya
proses koagulasi, jadi yang ditambahkan ialah zat koagulasi.
2). Yang bertujuan untuk mensucihamakan atau membunuh bibit
penyakit yang ada di dalam air, zat yang ditambahkan ialah chlor
(Cl2) yang sering disebut dengan chlorination.
d. Pengolahan air dengan mengalirkan udara
Proses ini bertujuan untuk menghilangkan gas-gas yang
dibutuhkan (CO2, methame, hydrogen sulfida), meneikkan
derajat keasaman air (karena kadar CO2 dihilangkan), menambah
gas-gas yang diperlukan atau untuk mendinginkan air.
e. Pengolahan air dengan memanaskan hingga mendidih
5.27
Pengolahan air jenis ini ditujukan terutama untuk membunuh
kuman-kuman yang terdapat didalam air.(Daryanto; 2004)
2. Pengelolaan sumber daya tanah
Pada pengelolaan tanah memberikan manfaat untuk kesejahteraan
manusia, maka diperlikukan pengelolaan tanah secara bijaksana. Kerusakan
yang terjadi seperti terjadinya lahan kritis, erosi, bahaya banjir, dan tanah
longsor dibeberapa daerah ditimbulkan oleh salah kelola tanah.
Pengembalian sumber daya tanah agar tidak terjadi hal yang demikian
mencangkup berbagai tipe seperti masalah penggunaan lahan, rehabilitasi
lahan dan konservasi tanah serta upaya-upaya peningkatan kualitas sumber
daya tanah.
Pengelolaan tanah yang meliputi kegiatan-kegiatan penyusunan yaitu
rencan penggunaan tanah, pembukaan tanah, pencegahan erosi pengelolaan
tanah dan pemupukan. Pengolahan tanah secara intensif diperlukan untuk
memulihkan tanah-tanah yang rusak dan memelihara tanah-tanah yan baru
dibuka agar tercapai produksi setinggi-tingginya secara berkesinambungan.
E. Peran Manusia dalam Pemanfaatan Sumber Daya Alam Secara
Berkesinambungan
Dalam memenuhi kebutuhan hidup dari makhluk hidup, maka terjadi
pemanfaatan sumber daya alam. Di bumi ini penyebaran sumber daya alam
tidak merata letaknya, misalnya ada bagian-bagian bumi yang sangat kaya akan
mineral ada pula yang tidak. Ada yang baik untuk pertanian ada pula yang
tidak. Oleh karena itu, agar pemanfaatannya dapat berkesinambungan, maka
tindakan eksploitasi sumber daya alam harus disertai dengan tindakan
perlindungan. Pemeliharaan dan pengembangan lingkungan hidup harus
dilakukan dengan cara yang rasional antara lain sebagai berikut:
1. Memanfaatkan sumber daya alam yang dapat diperbaharui dengan hati-hati
dan efisien, misalnya: air, tanah, dan udara.
5.28
2. Menggunakan bahan pengganti, misalnya hasil metalurgi (campuran).
3. Mengembangkan metoda menambang dan memproses yang efisien, serta
pendaurulangan (recycling).
4. Melaksanakan etika lingkungan berdasarkan falsafah hidup secara damai
dengan alam.
Banyaknya usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk dapat menjamin
sumber daya alam agar dalam pemanfaatannya dapat berkesinambungan. Dalam
BBM ini usaha-usaha yang dibahas antara lain:
I. Sumber Daya Alternatif
Untuk melakukan penghematan terhadap sumber daya alam yang
langka seperti minyak bumi yang merupakan SDA tidak dapat diperbaharui
dan jumlahnya terbatas. Maka dapat digunakan sumber daya alam lainnya
untuk keperluan yang sama.
Cara ini merupakan salah satu usaha untuk menghemat bahan bakar
minyak dengan lebih banyak menggunakan sumber energi lainnya yaitu
dengan menggunakan sumber daya energi nonkonvensional.
Minyak bumi termasuk sumber energi yang konvensional. Minyak
bumi merupakan sumber daya energi yang sangat penting bagi kehidupan
manusia di muka bumi ini, namun minyak bumi adalah sumber daya energi
yang tidak dapat diperbarui dan jumlahnya pun terbatas, sehingga suatu
saat akan habis. Oleh karena itu, untuk mempertahankan eksistensi manusia
di muka bumi ini, harus dicari sumber daya energi alternatif pengganti
minyak bumi, sehingga kehidupan manusia di masa mendatang dapat
dipertahankan. Di dalam memilih sumber daya energi alternatif pengganti
harus dipikirkan bahwa sumber daya tersebut dapat digunakan dalam skala
besar dan tidak mengeluarkan polusi terlalu banyak atau bahkan tidak
mengeluarkan polusi sama sekali.
Adapun sumber daya energi nonkonvensional yang dapat digunakan
sebagai alternatif pengganti minyak bumi adalah:
5.29
1. Energi Matahari
Dalam hal ini dikaitkan dengan pemanfaatan energi matahari yang
berasal dari pancaran sinar matahari secara langsung ke bumi. Dalam
pelaksanaan pemanfaatannya dapat dibedakan 3 macam cara:
a. Prinsip Pemanasan Langsung
Dalam hal ini sinar matahari memanasi langsung benda yang
akan dipanaskan atau memanasi secara langsung medium, misalnya
air yang akan dipanaskan.
b. Konversi Surya Termis Elektris (KSTE)
Pada cara ini yang dipanaskan adalah juga air, akan tetapi panas
yang terkandung dalam air itu dikonversikan menjadi energi listrik.
Pada prinsipnya, KSTE memerlukan sebuah konsentrator optik untuk
pemanfaatan energi surya, sebuah alat yang dapat menyerap energi
yang terkumpul, sistem pengangkut panas, dan sebuah mesin yang
agak konvensional untuk pembangkit tenaga listrik. Diperkirakan
bahwa sebuah unit KSTE untuk menghasilkan 100 MW listrik
memerlukan 12.500 buah heliostat dengan permukaan refleksi
masing-masing seluas 40m2, sebuah menara penerima setinggi 250 m
yang memikul sebuah penyerap untuk membuat uap bagi sebuah
turbin selama 6-8 jam sehari.
Gambar 5. 6
Metode pembangkit tenaga listrik secara termis listrik
5.30
c. Konversi Energi Photoltaic
Pada cara ini, energi sinar matahari langsung dikonversikan
menjadi tenaga listrik. Energi pancaran sinar matahari dapat diubah
menjadi arus searah dengan mempergunakan lapisan-lapisan tipis dari
silikon, atau bahan-bahan semikonduktor lainnya. Sebuah kristal
silinder silikon (Si) yang hampir murni diperoleh dengan cara
mencairkan silikon dalam suhu tinggi dengan lingkungan atmosfer
yang diatur. Sel surya silikon dikembangkan sejak tahun 1955 oleh
Bell Laboratoris (USA) dan banyak dipergunakan untuk sistemsistem tenaga kendaraan-kendaraan ruang angkasa dan satelit-satelit
selama 20 tahun terakhir ini.
Keuntungan-keuntungan dari konvensi energi photovoltaic:
(1) Tidak ada bagian-bagian yang bergerak.
(2) Usia pemakaian dapat melampaui 100 tahun sekalipun
efisiensinya sepanjang masa pemakaian akan menurun.
(3) Pemeliharaan tidak sulit.
(4) Sistem
ini
mudah
disesuaikan
pada
berbagai
jenis
pemanfaatannya.
Dari 3 (tiga) cara dalam pemanfaatan energi matahari yang
berasal dari pancaran sinar matahari tersebut di atas, yang akan
dibahas di BBM ini adalah Prinsip Pemanasan Langsung.
Prinsip Pemanasan Langsung
Dalam hal ini sinar matahari memanasi langsung benda yang akan
dipanaskan atau memanasi secara langsung medium, misalnya air yang
akan dinaskan. Sebenarnya cara ini telah lama dikenal, misalnya
menjemur pakaian, membuat ikan kering, membuat garam dari air laut.
Dengan cara pemanasan langsung ini, suhu yang akan diperoleh tidak
akan melampaui 1000C. Cara ini dapat lebih efektif bila mempergunakan
pengumpul panas yang disebut kolektor.
5.31
Sinar matahari dikonsentrasikan kolektor ini pada suatu tempat
sehingga diperoleh suatu suhu yang lebih tinggi (Gambar 5.7 dan 5.8).
Bentuk kolektor parabolik bulat melandaskan prinsip kompor surya
(Lihat Gambar 5.8)
Gambar 5.7
Sinar Matahari dikonsentrasikan
Gambar 5.8
Kompor Surya dengan Cerimin Parabolik
(Widyosiswoyo, S., dkk., 1999)
Prinsipnya adalah sebagai berikut:
Cahaya matahari ditampung dengan sebuah cermin cekung yang
bergaris tengah ± 2 m, sehingga cahaya matahari akan terkumpul dalam
satu fokus. Pada fokus itu dipasang lempengan logam sehingga logam
5.32
akan menjadi panas sekali, kemudian di atas lempengan logam itulah
kita memasak (Gambar 5.9)
Gambar 5.9
Memasak dengan Menggunakan Kompor Matahari
(Widyosiswoyo, S., dkk., 1999)
Kompor surya tampaknya cukup menarik, akan tetapi masalahnya
adalah bahwa sang ibu rumah tangga harus memasak di panas terik.
Pada saat ini penggunaan terbanyak sistem pemasaran langsung adalah
untuk memanaskan air kolam dan air untuk mandi.
2. Energi Panas Bumi
Energi panas bumi sudah lama digunakan manusia. Orang-orang
Romawi menggunakan sumber air panas bumi untuk mengisi kolam
pemandian panas bagi kesehatan lebih dari 2.000 tahun yang lalu.
Bahkan, nama Cipanas misalnya berasal dari sumber air panas yang
terdapat di tempat itu dan yang biasanya dipakai untuk pemandian air
panas.
Tenaga panas bumi pada umumnya tampak di permukaan bumi
berupa air panas, fumarol (uap panas), geiser (semburan air panas), dan
sulfatora (sumber belerang). Dengan jalan pengeboran, uap alam yang
bersuhu dan tekanan yang tinggi dapat diambil dalam bumi dan
5.33
dialirkan ke generator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga
listrik.
Gambar 5.10
Skema Terjadinya Sumber Air Panas dan Sumber Uap
Pada prinsipnya bumi merupakan pecahan yang terlempar dari
matahari. Karenanya, bumi hingga kini masih mempunyai suatu inti
panas sekali yang meleleh. Kegiatan-kegiatan gunung berapi di banyak
tempat di permukaan bumi merupakan bukti dari teori ini. Magma yang
menyebabkan letusan-letusan vulkanis juga menghasilkan sumbersumber uap dan air panas pada permukaan bumi.
Di permukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas,
bahkan sumber uap panas. Panas itu datangnya dari batu-batuan yang
meleleh atau magma yang menerima panas dari inti bumi. Gambar 5.10
memperlihatkan secara skematis terjadinya sumber uap yang biasanya
disebut fumarol dan geiser, serta sumber air panas.
Magma yang terletak di dalam lapisan mantel, memanasi suatu
lapisan batu padat. Di atas batu padat terdapat suatu lapisan batu
berpori-pori, yaitu batu yang mempunyai banyak lubang kecil. Bila
5.34
lapisan batu berpori ini berisi air yang berasal dari tanah dan resapan air
itu turut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang panas, maka
terbentuklah air panas, bahkan dapat membentuk juga uap dalam lapisan
batu berpori. Bilamana di atas lapisan batu berpori terdapat dan air panas
bertekanan dan akan berusaha keluar ke arah atas, yaitu ke arah
permukaan bumi. Hal ini akan terjadi bila terdapat celah-celah atau
pecahan-pecahan batu padat. Demikianlah terjadinya sumber air panas
dan sumber uap. Energi yang kita ambil melalui panas dan uap yang
terkena panas magma tadi.
Bila dilakukan pemboran di daerah ini, maka akan terjadi
perbedaan yang besar antara tekanan udara luar yang hanya 1 atmosfer
itu, sehingga terjadilah semburan yang kuat sekali. Bila yang
menyembur keluar itu uap panas, maka dapat langsung dimanfaatkan
untuk memutar turbin uap yang dikaitkan dengan generator pembangkit
listrik. Dengan demikian, kita akan mendapatkan energi listrik yang
dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik tetapi tidak secara
langsung. Air panas itu digunakan untuk menguapkan ammonia. Gas
ammonia inilah yang digunakan untuk memutar turbin uap yang
dikaitakan dengan generator pembangkit tenaga listrik, sehingga akan
didapatkan energi listrik. Selain itu amonianya dapat diperoleh kembali
dengan jalan kompresi dan proses pendinginan. Di samping untuk
mendapatkan energi listrik air panas juga dapat dimanfaatkan untuk
keperluan lain misalnya untuk penyaringan lumbung padi atau
disalurkan untuk keperluan rumah tangga.
3. Energi Angin
Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan manusia.
Perahu-perahu layar menggunakan energi ini untuk melewati perairan.
Pasukan-pasukan Viking yang sangat ditakuti sekian ratus tahun yang
lalu mempergunakan kapal-kapal layar kecil untuk menelusuri pantai-
5.35
pantai Eropa dari Skandinavia. Christopher Colombus masih memakai
kapal layar besar di abad XV untuk menemukan Benua Amerika.
Kincir angin telah digunakan untuk menggiling tepung di Persia
dalam abad VII. Sungguh pun bentuk kincir-kincir angin ini berlainan
dengan kincir-kincir angin di Eropa, kincir-kincir angin Persia ini
merupakan asal-muasal kipas angin Eropa. Kincir angin di negeri
Belanda yang dipakai untuk menggerakkan pompa irigasi dan untuk
menggiling tepung hingga kini masih terkenal, walaupun pada saat ini
banyak berfungsi sebagai objek wisata. Akan tetapi, dalam rangka
mencari bentuk-bentuk sumber energi yang masih dan terbaru, kembali
energi angin mendapat perhatian yang besar. (Widyosiswoyo, S., dkk.,
1999: 169)
Angin terjadi karena adanya perbedaan suhu antara udara panas
dan udara dingin. Di daerah khatulistiwa yang panas, udaranya naik
panas, mengembang dan menjadi ringan, naik ke atas dan bergerak ke
daerah yang lebih dingin misalnya daerah kutub. Sebaliknya di daerah
kutub yang dingin, udaranya menjadi dingin dan turun ke bawah. Maka,
terjadi suatu perputaran udara berupa perpindahan udara dari kutubkutub utara ke garis khatulistiwa menyusuri ke permukaan bumi dan
sebaliknya, suatu perpindahan udara dari khatulistiwa kembali ke kutub
utara, melalui lapisan udara yang tinggi. Perpindahan udara seperti itu
dikenal sebagai Angin Pasat.
5.36
Gambar 5.11
Skema Terjadinya Angin di Daerah Dingin Udara Jatuh di Daerah Panas
Udara Naik
(Sumber : Widyosiswoyo, S., dkk., 1999)
Gambar 5.11 mencoba melukiskan terjadinya Angin Pasat ini
secara skematik. Hal ini serupa terjadi pula antara wilayah khatulistiwa
dan Kutub Selatan. Selain Angin Pasat terdapat pula angin-angin pantai
dan angin lokal lainnya. Prinsipnya adalah bahwa angin terjadi karena
adanya perbedaan suhu udara di beberapa tempat di muka bumi.
Penggunaan tenaga angin dapat digunakan untuk keperluankeperluan seperti berikut ini:
a. Menggerakkan pompa-pompa air untuk irigasi ataupun untuk
mendapatkan air tawar bagi ternak.
b. Menggiling padi untuk mendapatkan beras.
c. Menggergaji kayu.
d. Membangkitkan tenaga listrik.
5.37
Gambar 5.12
Skema Kipas Angin untuk Pembangkit Listrik Kecil
A = Pengatur Tegangan dan Pemutus Otomatis
B = Baterai
C = ke Alat Pemakaian
Maka prinsip kerja dari kipas angin untuk pembangkit listrik
seperti pada gambar 5.12 adalah angin ditangkap oleh kincir angin
sehingga kincir angin berputar. Perputarannya diteruskan untuk
memutar suatu generator pembangkit listrik. Selain itu diperlukan
sebuah tegangan dikarenakan kecepatan angin yang berubah-ubah,
sehingga tegangan juga berubah-ubah.
Untuk menyimpan energi diperlukan sebuah baterai, karena sering
terjadi angin tidak tertiup. Bila angin tidak tertiup untuk mencegah
generator bekerja sebagai motor maka perlu dipasang pemutus otomatis.
Besar kecilnya generator pembangkit listrik yang dipasang,
disesuaikan dengan kapasitas angin dan kincir anginnya. Mengubah
energi angin menjadi energi listrik, sangat menguntungkan bagi tempattempat yang memang banyak angin. Angin-angin di Indonesia dianggap
tidak begitu konstan dan deras yang disebabkan oleh letak Indonesia
yang tepat di daerah khatulistiwa. Jadi, tidak semua tempat
menguntungkan untuk dibangun pembangkit listrik tenaga angin ini.
Namun, karena sumber energi ini tersedia secara gratis dan angin tetap
5.38
akan bertiup sepanjang zaman, maka energi angin merupakan salah satu
potensi penting sebagai pengganti minyak bumi.
Untuk sumber daya energi nonkonvensional yang lainnya seperti:
Energi Pasang Surut, Energi Biogas, dan Energi Biomasa dapat Anda
perdalam sendiri pada buku sumber yang lain seperti pada Ilmu Alamiah
Dasar (Widyosiswoyo, S. dkk., 1999).
II. Melakukan Pemanfaatan Ulang (Reuse) dan Pendaurulangan (Recycle)
Pemanfaatan ulang (reuse) adalah penggunaan bahan-bahan bekas
untuk keperluan tertentu. Bahan-bahan bekas seperti kertas, karton, plastik,
kain perca, kaleng, kawat, logam, kulit kayu, gelas minuman mineral dan
botol dapat dimanfaatkan untuk dibuat menjadi tempat pensil, lukisan,
pigura, tempat amplop surat, map buku, bunga buatan, dan taplak meja.
Anda dapat melihat gambar 5.13. Pemanfaatan ulang mempunyai
keuntungan sebagai berikut.
1. Mengurangi sampah agar tidak semakin mengotori lingkungan.
2. Menghemat sumber daya alam.
3. Menghemat pengeluaran.
4. Menumbuhkan kesadaran dan kepedulian lingkungan.
Pendaurulangan adalah mengubah bahan tak berguna menjadi bentuk
lain yang bentuk lain yang bermanfaat. Sampah dapat didaur ulang
(recycle) dengan menjadikan humus atau kompos. Jadi pendaurulangan,
bentuk sampah berubah karena mengalami perubahan komposisi.
5.39
Gambar 5. 13 Barang bekas
Gambar 5. 14 Sampah anorganik
III. Penggunaan Sistem Tebang Pilih
Dalam pemanfaatan hutan sebaiknya diterapkan sistem tebang pilih,
yaitu dengan memanen pohon-pohon besar yang telah tua dan
meninggalkan pohon-pohon muda untuk panen yang akan datang. Asumsi
yang dipegang di sini adalah bahwa dengan penebangan pohon-pohon besar
yang tinggi, maka hutan akan terbuka sebagian sehingga memungkinkan
cahaya matahari dapat mencapai bagian dalam hutan lebih banyak lagi dan
akan merangsang pertumbuhan pohon-pohon yang lebih muda lebih cepat.
Bial sistem ini dikembangkan terus dengan penuh disiplin, maka
keanekaragaman jenis dan mutu hutan yang telah ditinggalkan dapat
berkembang mendekati keadaan aslinya dalam suatu periode tertentu.
5.40
Sehingga jumlah dan mutu hutan yang tersedia di masa yang akan datang
tidak berkurang bahkan bertambah baik. Pengendalian pengembangan
hutan tersebut perlu dilaksanakan melalui peningkatan kemampuan
pengelolaan
aparat
kehutanan,
pembinaan
sistem
dan
prosedur
pengendalian yang mantap, kemampuan teknologi yang lebih baik, dan
pembuatan wilayah hutan yang lebih baik, untuk mempertahankan
kelestarian sumber daya alam hutan tersebut.
Akhir-akhir ini tampah bahwa penggunaan sumber daya alam
cenderung naik terus, karena:
1. Pertambahan penduduk yang cepat
2. Perkembangan peradaban manusia yang didukung oleh kemajuan sains
dan teknologi.
Oleh karena itu, agar sumber daya alam dapat bermanfaat dalam
waktu yang panjang maka hal-hal berikut sangat perlu dilaksanakan.
1. Sumber daya alam harus dikelola untuk mendapatkan manfaat yang
maksimal tetapi pengelolaan sumber daya alam harus diusahakan agar
produktivitasnya tetap berkelanjutan.
2. Eksploitasinya harus di bawah batas daya regenerasi atau asimilasi
sumber daya alam.
3. Diperlukan kebijaksanaan dalam pemanfaatan sumber daya alam yang
ada agar dapat lestari dan berkelanjutan dengan menanamkan pengertian
sikap serasi dengan lingkungannya.
4. Dalam mengeksploitasi sumber daya tumbuhan, khususnya hutan, perlu
memperhatikan hal-hal sebagai berikut:
a. Tidak melakukan penebangan pohon di hutan dengan semena-mena
(tebang habis).
b. Penebangan kayu di hutan dilaksanakan dengan terencana dengan
sistem tebang pilih (penebangan selektif). Artinya, pohon yang
ditebang adalah pohon yang sudah tua dengan ukuran tertentu yang
telah ditentukan.
5.41
c. Cara penebangannya pun harus dilaksanakan sedemikian rupa
sehingga tidak merusak pohon-pohon muda di sekitarnya.
d. Melakukan reboisasi (reforestasi), yaitu menghutankan kembali hutan
yang sudah terlanjur rusak.
e. Melaksanakan aforestasi, yaitu menghutankan daerah yang bukan
hutan untuk mengganti daerah hutan yang digunakan untuk keperluan
lain.
f. Mencegah kebakaran hutan.
Pengelolaan hutan seperti di atas sangat penting demi pengawetan
maupun pelestariannya karena banyaknya fungsi hutan seperti berikut ini:
1. Mencegah Erosi: dengan adanya hutan, air hujan tidak langsung jatuh ke
permukaan tanah, dan dapat diserap oleh akar tanaman.
2. Sumber Ekonomi: melalui penyediaan kayu, getah, bunga, hewan, dan
sebagainya.
3. Sumber Plasma Nutfah: Keanekaragaman hewan dan tumbuhan di hutan
memungkinkan diperolehnya keanekaragaman gen.
4. Menjaga keseimbangan air di musim hujan dan musim kemarau.
Dengan terbentuknya humus di hutan, tanah menjadi gembur. Tanah
yang gembur mampu menahan air hujan sehingga meresap ke dalam
tanah, resapan air akan ditahan oleh akar-akar pohon. Dengan demikian,
di musim hujan air tidak berlebihan, sedangkan di musim kemarau,
danau, sungai, sumur dan sebagainya tidak kekurangan air.
LATIHAN
Petunjuk : Isilah soal-soal dibawah ini dengan jelas dan tepat!
1.
Di daerah-daerah di luar Jawa, seringkali dilakukan pembukaan lahan
secara
besar-besaran
yaitu
alih
fungsi
hutan
menjadi
area
pertanian/perkebunan. Dalam pembukaan lahan pertanian tersebut tak
5.42
jarang dilakukan proses pembakaran hutan. Bagaimana pendapat Anda
tentang aktivitas ini ?
2.
Saat ini pemerintah tengah menggalakan kebijakan konversi penggunaan
bahan bakar minyak tanah dengan gas LPG ? Bagaimanakah menurut
pendapat Anda, baik atau tidakkah kebijakan itu?
Petunjuk Jawaban Latihan :
1.
Pembabatan hutan secara besar-besaran untuk alih fungsi menjadi lahan
pertanian/perkebunan
sangat
merugikan,
disamping
akan
merusak
ekosistem hutan juga akan mengurangi daerah resapan air hujan.
Disamping itu pengrusakan hutan juga akan dapat pula menyebabkan
terjadinya longsor dan banjir bandang yang membahayakan jiwa manusia
itu sendiri. Apalagi jika prosesnya dilakukan melalui pembakaran.
Pembakaran hutan akan menghasilkan gas polutan yang dapat mengganggu
kesehatan manusia, menghalangi jarak pandang, mengganggu penerbangan,
dan menimbulkan efek rumah kaca.
2.
Minyak tanah adalah produk BBM yang tergolong sumber energi
konvensional yang tidak dapat diperbaharui. Pemakaian secara besarbesaran akan menyebabkan cepat habis cadangannya di perut Bumi, apalagi
jika pemakaiannya dilakukan melalui subsidi, tentu akan memberatkan
keuangan pemerintah. Gas LPG kandungannya cukup melimpah di negara
kita, dan belum banyak pemanfaatannya. Konversi minyak tanah dengan
Gas sangat tepat dalam rangka penghematan BBM dan pemanfaatan
sumber energi lain. Disamping itu tidak menimbulkan polutan yang
berbahaya.
RANGKUMAN
Untuk menjaga lingkungan agar tetap seimbang, diadakan suatu usaha
pengelolaan lingkungan. Pengelolaan lingkungan adalah upaya dalam
5.43
pemanfaatan, penataan, pemeliharaan, pengawasan, pengendalian, pemulihan,
dan pengembangan lingkungan hidup. Sebagai upaya terhadap pengelolaan
yang lebih terarah maka pemerintah membuat berbagai peraturan yang
dituangkan dalam undang-undang lingkungan hidup.
Sumber Daya Energi Nonkonvensional
Minyak bumi termasuk sumber energi yang konvensional. Minyak bumi
merupakan sumber daya energi yang sangat penting bagi kehidupan manusia di
muka bumi ini, namun minyak bumi adalah sumber daya energi yang tidak
dapat diperbarui dan jumlahnya pun terbatas, sehingga suatu saat akan habis.
Oleh karena itu, untuk mempertahankan eksistensi manusia di muka bumi ini,
harus dicari sumber daya energi alternatif pengganti minyak bumi, sehingga
kehidupan manusia di masa mendatang dapat dipertahankan. Di dalam memilih
sumber daya energi alternatif pengganti harus dipikirkan bahwa sumber daya
tersebut dapat digunakan dalam skala besar dan tidak mengeluarkan polusi
terlalu banyak atau bahkan tidak mengeluarkan polusi sama sekali.
Adapun sumber daya energi nonkonvensional yang dapat digunakan
sebagai alternatif pengganti minyak bumi adalah:
a. Energi Matahari
b. Energi Panas Bumi
c. Energi Angin
d. Energi Pasang Surut
e. Energi Biogas
f. Energi Biomassa
Pemanfaatan ulang (reuse) adalah penggunaan bahan bekas untuk
keperluan tertentu.
5.44
Keuntungan pemanfaatan ulang diantaranya :
1. Mengurangi sampah agar tidak semakin mengotori lingkungan
2. Menghemat Sumber Daya Alam.
3. Menumbuhkan kesadaran dan kepedulian lingkungan.
4. Menghemat pengeluaran.
Pendaurulangan adalah mengubah bahan tak berguna menjadi bentuk
lain yang bermanfaat. Contoh: Sampah dapat didaur ulang (recycle) menjadi
kompos/ humus.
5.45
TES FORMATIF 2:
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang dianggap paling tepat!
1. Berikut ini yang bukan merupakan pengelolaan tanah…...
A. Mengalirkan udara ke dalam tanah
B. Pencegahan erosi
C. Pembukaan tanah
D. Pemupukkan
E. Pengolahan tanah
2. Beberapa tindakan manusia sebagai berikut:
(1) Tebang pilih
(4) Perladangan di hutan
(2) Mengekspor kayu
(5) Pembatasan penebangan.
(3) Reboisasi
Langkah-langkah pelestarian hutan bila hutan dimanfaatkan sebagai sumber
daya alam adalah ….
A. (1), (2) dan (3)
D. (1), (3) dan (4)
B. (1), (3) dan (5)
E. (3), (4) dan (5)
C. (2), (3) dan (4)
3. Penggunaan sumber daya alam yang tak terbaharukan harus sebijaksana
mungkin. Usaha yang harus dilakukan untuk pelestarian minyak bumi
adalah ….
A. Mencari sumber minyak baru.
B. Penggunaan minyak dihentikan.
C. Ekspor minyak diperbanyak.
D. Mencari sumber lain untuk mengurangi penggunaan minyak.
E. Impor minyak diperbanyak.
4. Jenis sumber daya alam yang didaur ulang adalah ….
A. Bensin
D. Batu bara
B. Gas bumi
E. Kaleng bekas
C. Minyak bumi
5.46
5. Sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi adalah
….
A. Air terjun, cahaya matahari, minyak bumi, batu bara.
B. Air terjun, besi, gas alam, semen.
C. Cahaya matahari, batu bara, gas alam, kapur.
D. Serat kapas, kayu, besi, gas alam.
E. Air terjun, pembangkit listrik, besi, bensin.
6. Berikut adalah kelebihan yang dimiliki oleh manusia, kecuali ….
A. Memiliki bahasa sebagai sarana komunikasi
B. Berakal
C. Mampu memprediksi hal-hal yang akan terjadi secara pasif
D. Memiliki ilmu dan teknologi
E. Memiliki hati nurani
7. Sampah manakah yang akan dengan mudah diuraikan oleh organisme
pengurai ….
A. Dahan dan daun yang berserakan di halaman.
B. Timbunan plastik
C. Daun dan dahan yang tertimbun di dalam tanah.
D. Kaleng-kaleng yang ditanam dalam tanah.
E. Kaca, plastik, dan karet yang ditimbun di dalam tanah.
8. Berikut adalah tujuan pengelolaan lingkungan hidup kecuali….
A. Tercapainya keharmonisan antara manusia satu dengan yang lain.
B. Terkendalinya pemanfaatan sumber daya secara bijak.
C. Terwujudnya manusia sebagai pembina lingkungan.
D. Terhindarnya negara terhadap dampak negative di luar wilayah negara
yang dapat menyebabkan pencemaran.
E. Terlaksananya pembangunan berwawasan lingkungan.
9. Sumber daya energi nonkonvensional yang dapat digunakan sebagai
alternatif pengganti minyak bumi, kecuali ….
A. Energi matahari
5.47
B. Energi panas bumi
C. Energi angin
D. Energi pasang surut
E. Energi udara
10. Pemanfaatan ulang mempunyai tujuan mulia untuk pelestarian lingkungan,
kecuali ….
A. Menghemat penggunaan SDA
B. Mencegah pencemaran lingkungan.
C. Mengurangi belanja
D. Mengurangi sampah
E. Mengurangi kerusakan lingkungan.
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes Formatif 2
yang ada pada bagian belakang modul ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar,
kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
Anda terhadap materi kegiatan belajar 2.
Rumus :
Tingkat Penguasaan = Jumlah Jawaban Anda yang benar / 10 x 100 %
Arti Tingkat Penguasaan :
90% - 100%
= Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
< 69%
= Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat
meneruskan dengan kegiatan belajar 2, Bagus! Akan tetapi apabila tingkat
penguasaan Anda masih di bawah 80%, Anda harus mengulang Kegiatan
Belajar 1, terutama bagian yang belum anda kuasai.
5.48
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Formatif -1
1. D (Karena manusia mempunyai kelebihan akal dari pada hewan dan
tumbuhan)
2. B (Etika menyangkut moral, yang mempunyai moral adalah manusia jadi
etika lingkungan mengenai manusia dengan lingkungan hidupnya dan sang
Pencipta-Nya)
3. E (Penyiangan gulma yang dilakukan manusia merupakan tindakan yang
baik untuk lingkungannya )
4. D (Salah satu tujuan dari UUD RI
no 4 tahun1982 adalah mencegah
perusakan lingkungan )
5. A (Tidak sesuai dengan etika lingkungan)
6. E (Manusia salah satu yang berpengaruh terhadap perubahan lingkungan)
7. C (Akibat penebangan pohon dihutan secara terus menerus akan
meningkatkan kadar CO2)
8. D (Sudah jelas)
9. A (Sudah jelas)
10. B (Sudah jelas)
Formatif – 2
1. A (Karena pengelolaan tanah jawabannya adalah option B, C, D, dan E)
2. B (Tebang pilih, reboisasi dan pembatasan penebangan merupakan langkahlangkah pelestarian hutan)
3. D (Karena untuk mengurangi penggunaan minyak bumi yang sudah
terbatas)
4. E (Karena kaleng bekas bisa digunakan untuk didaur ulang)
5. A (Sudah jelas)
5.49
6. A (Karena kelebihan yang dimiliki manusia jawabannya adalah option B, C,
D, dan E)
7. C (Sampah daun dan dahan akan terurai oleh organisme pengurai)
8. A (tujuan pengelolaan hidup adalah option B, C, D, dan E)
9. E (Sumber daya energi nonkovesional adalah option A, B, C, dan D
10. C (Pemanfaatan ulang mempunyai tujuan untuk pelestarian lingkungan
adalah option A, B, D dan E)
5.50
GLOSARIUM
Angin Pasat
: Sistem air di daerah tropis yang berhembus
dari tekanan tinggi sub tropis ke arah palung
equatorial/daerah yang dibatasi oleh lintang
100 U dan 100S
Baku Mutu Lingkungan
: Standar yang ditetapkan untuk menentukan
kualitas lingkungan.
Daya Dukung Lingkungan
: Kemampuan lingkungan untuk memberikan
SDA bagi makhluk hidup yang ada di
dalamnya agar dapat hidup secara normal.
Dekomposer
: Organisme pengurai bahan organic menjadi
anorganik.
Etika Lingkungan
: Penilaian terhadap tingkah laku dan perbuatan
manusia terhadap lingkungan, ada perbuatan
yang etis dan ada yang tidak etis.
Gleiser
: Peleburan, dimana salju atau es di pindahkan
dari permukaan gleiser.
Koservasi
: Upaya pelestarian sumber daya alam.
Konversi
: Undang-undang tidak tertulis yang diakui
umum.
Magma
: Peleburan organik atau mineral yang bila
mengeras membentuk batuan beku.
Pengelolaan Lingkungan
: Upaya terpadu dalam pemanfaatan, penataan,
pengawasan, pengendalian, pemulihan dan
pengembangan lingkungan hidup
Preservasi
: Upaya
pelestarian
SDA
dengan
jalan
memelihara untuk diambil hasilnya.
Recycle/Pendaurulang
: Yaitu suatu proses mendaurulang bahan
melalui
perubahan
struktur
agar
dapat
5.51
digunakan kembali.
Reservasi
: Upaya pelestarian hutan (termasuk flora dan
faunanya) dengan jalan membiarkan apa
adanya, tidak boleh menyentuhnya.
5.52
DAFTAR PUSTAKA
Agus, A. (1984). Mengerti Kimia, Edisi Kurikulum Inti SMA, Kelas I SMA,
Bandung:: Bumi Siliwangi Mengabdi.
Cartono. (2005). Biologi Umum untuk Perguruan Tinggi LPTK. Bandung:
Penerbit Prisma Press.
Dahar, RW. (1990). Pendidikan IPA-I, Buku II Modul 6-9. Depdikbud. Jakarta:
Proyek Penataran Guru SD Setara DII.
Darmodjo, H. (1991/1992). Pendidikan IPA I. Depdikbud Dirjen Pendidikan
Tinggi. Proyek Pembinaan Tenaga Kependidikan.
Daryanto. (2004). Masalah Pencemaran. Bandung: Tarsito.
Kaligis, J. (1986). Biologi I. PIPA 2233. Modul 6-9. Jakarta: Universitas
Terbuka.
Pratiwi, D.A. dkk. (2000). Biologi untuk SMU Kelsas I, Jilid I. Jakarta:
Erlangga.
Soeriaatmadja, R.E. (1997). Ilmu Lingkungan. Bandung: ITB.
Syamsuri,I. dkk. (2002). Biologi SMU Kelas I Semester 2. Jakarta: Erlangga.
Tjasyono,B, HK. (2006). Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung: PT Remaja
Rosdakarya.
Widyosiswoyo,S dkk. (1999). Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Galia Indonesia.
Yekti, S. (2000) Biologi. LKS dan Evaluasi untuk SMU Kelas I Semester 2 Vol.
34. Surakarta: Pabelan.
5.53
BBM 6. TATA SURYA
Oleh : Andi Suhandi
PENDAHULUAN
Dalam dunia sains sering dilakukan pemodelan untuk menjelaskan atau
menggambarkan suatu fenomena fisis dimana fenomena yang riilnya tidak
terjangkau oleh indra penglihatan karena dimensi fenomena tersebut sangat kecil
(mikroskopis) atau sangat besar. Dalam fisika atom kita pernah mengenal model
atom, dimana dimodelkan bahwa dalam struktur atom tersebut, inti atom dikitari
oleh elektron-elektron. Model ini dapat diterima sampai saat ini. Keberadaan
model ini sangat penting sebagai titik tolak untuk penyelidikan lebih lanjut. Jarang
sekali model yang diajukan langsung mapan, melainkan bisa gugur atau secara
bertahap mengalami penyempurnaan, yang disesuaikan dengan data-data empirik
yang diperoleh dari penyelidikan, maupun dengan hukum-hukum alam yang telah
diterima keberlakuannya. Jika model ini telah terbukti keabsahannya dan diterima
oleh khalayak maka dapat meningkat statusnya menjadi teori. Dari model itu pun
penyelidikan dapat dilanjutkan kearah penelusuran pembentukan fenomena
tersebut.
Fenomena seperti tata surya pun keadaan riilnya secara sistem tidak
terjangkau oleh indra kita karena dimansinya yang sangat besar, sehingga
penggunaan model untuk menggambarkan fenomena yang sesungguhnya cukup
membantu. Berbicara tentang model, yang terpenting bagi kita adalah memiliki
pengetahuan tentang bagaimana langkah-langkah yang ditempuh para ilmuwan
untuk mengajukan, menguji, dan menyempurnakan model tata surya, hingga
model tersebut menjadi lebih sempurna dan dapat menggambarkan fenomena
persis seperti keadaan sesungguhnya. Hal penting lainnya adalah anda dapat
mengetahui betapa teraturnya susunan dan pergerakan anggota tatasurya, sehinga
satu sama lain tidak berbenturan yang dapat menimbulkan bencana.
Dengan mengetahui itu semua tentu diharapkan kita dapat berperilaku seperti
ilmuwan dalam membangun dan menguji suatu teori, setiap kita dihadapkan pada
masalah hidup maka senantiasa kita harus berlandaskan pada hukum-hukum dan
norma-norma yang berlaku serta fakta-fakta yang kuat. Kita juga akan selalu
dapat menghormati pendapat orang lain. Hidup dengan teratur adalah sangat
penting. Ketidakteraturan hanya akan membawa bencana dan kerugian baik bagi
anda sendiri maupun bagi orang lain. Hiduplah seperti teratur dan patuhnya
anggota tatasurya terhadap hukum-hukum alam.
Secara umum BBM ini menjelaskan tentang model-model tata surya yang
telah menjadi pegangan pada zaman dulu dan saat ini, yaitu model geosentris dan
heliosentris, penyempurnaan model terkait dengan hukum-hukum fisika yang
terkait dan hasil penyelidikan/pengamatan fenomena alam berbantuan alat
modern, serta teori-teori tentang pembentukan tata surya. Pengetahuan
mengetahui susunan tata surya dan perilakuk gerak setiap anggota tata surya
sangat penting guna,
Sususan dan perilaku gerak setiap anggota tatasurya yang begitu teratur, tertib dan
taat pada hukum alam, memberikan cerminan kepada kita bahwa jika perilaku
hidup kita teratur, tertib dan taat hukum maka hidup kita tidak akan kacau dan
terhindar dari bencana. ....................Setelah mempelajari Bahan Belajar Mandiri
(BBM) ini, secara khusus Anda diharapkan dapat :
1. Menjelaskan perbedaan model tata surya geosentris dan heliosentris
2. Menggunakan hukum-hukum fisika terkait untuk menganalisis perilaku gerak
benda-benda anggota tata surya dalam model heliosentris
3. Menjelaskan teori-teori pembentukan tata surya
4. Membedakan jenis-jenis pengelompokkan planet
Untuk
membantu
Anda
mencapai
tujuan
tersebut,
BBM
ini
diorganisasikan menjadi dua Kegiatan Belajar (KB), yaitu :
KB 1 : Model Tata Surya, dan
KB 2 : Teori Pembentukan Tata Surya dan Pengelompokkan Planet
Untuk membantu Anda dalam mempelajari BBM ini, ada baiknya
diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini :
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami
secara tuntas tentang apa, untuk apa, dan bagaimana mempelajari bahan
belajar ini
2. Baca sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari kata-kata
yang dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci tersebut
dalam kamus yang Anda miliki
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan tukar
pikiran dengan mahasiswa lain atau dengan tutor Anda
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajari sumber-sumber lain yang
relevan. Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai sumber, termasuk dari
internet
5. Mantapkan pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan melalui
kegiatan diskusi dalam kegiatan tutorial dengan mahasiswa lainnya atau teman
sejawat
6. Jangan dilewatkan untuk mencoba menjawab soal-soal yang dituliskan pada
setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna untuk mengetahui apakah Anda
sudah memahami dengan benar kandungan bahan belajar ini.
Selamat belajar !
KEGIATAN BELAJAR 1
MODEL TATA SURYA
PENGANTAR
Pada umumnya bangsa Yunani dan orang-orang yang hidup pada abad
pertengahan memiliki pegangan yang kuat sebagai pandangan mereka tentang
alam semesta, yaitu teori geosentris (Bumi sebagai pusat). Menurut teori ini, Bumi
sebagai pusat alam semesta berada dalam keadaan diam dan planet-planet,
matahari, serta benda-benda langit lainnya bergerak mengitarinya. Sekarang teori
ini tidak dipakai lagi, karena telah gugur. Mungkin anda bertanya, mengapa teori
ini bisa gugur? Teori ini gugur karena gagal menjelaskan fenomena retrogresi
(gerak balik) periodik dari Planet-Planet yang teramati. Jika Bumi sebagai pusat
tatasurya, maka fenomena retrogresi ini mestinya tidak terjadi. Lantas teori apa
yang menggantikannya? Sebagai gantinya muncul teori heliosentris Copernicus.
Apa bedannya dengan teori geosentris? Dalam teori heliosentris, Matahari sebagai
pusat tata surya yang dikitari oleh planet-planet dan benda-benda antar Planet
lainnya seperti Komet, Asteroid, dan Meteoroid. Dengan teori baru ini kerumitan
yang dihadapi teori geosentris seperti fenomena retrogresi dapat dijelaskan. Akan
tetapi meskipun demikian, teori heliosentris Copernicus masih memiliki
kelemahan. Dari pengamatan ternyata jarak planet-planet terhadap matahari
selama planet-planet tersebut mengitari matahari selalu berubah, hal ini
menunjukkan bahwa lintasan edar planet-planet mengitari matahari bukanlah
berupa lingkaran sebagaimana dinyatakan oleh teori heliosentris. Kalau begitu apa
bentuk lintasan edar planet-planet mengitari matahari? Adalah Kepler yang
menyempurnakan teori heliosentris Copernicus, menurut Kepler lintasan orbit
Planet mengitari Matahari adalah berupa elips, dengan Matahari terletak pada
salah satu fokusnya. Dengan lintasan elips tersebut, maka jarak Planet ke Matahri
tidaklah tetap, demikian juga dengan kecepatan orbit planet dalam lintasannya
tidak konstan.
Mungkin di benak anda muncul pertanyaan, mengapa planet-planet harus
berputar mengitari Matahari? Menurut hukum gravitasi Newton, jika ada dua
benda bermasa satu sama lain terpisah pada jarak tertentu, maka kedua benda
tersebut akan saling tarik menarik dengan gaya tarik sebanding dengan hasil kali
massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua
benda tersebut. Akibat tarikan ini maka benda yang massanya lebih kecil akan
tertarik ke benda yang massanya lebih besar. Sehingga Planet-Planet dan bendabenda antar Planet lainnya akan jatuh tertarik oleh Matahari. Bagaimana agar
planet-planet tidak jatuh ke Matahari? Harus ada gaya lain yang menetralisir gaya
tarik Matahari, Planet-Planet harus berputar mengelilingi Matahari dengan laju
putaran tertentu agar tidak jatuh tertarik oleh Matahari. Seluruh Planet bergerak
mengitari Matahari (berevolusi) dalam arah yang sama, yaitu berlawanan arah
dengan arah putar jarum jam. Seluruh Planet selain berevolusi mengelilingi
matahari, juga berputar mengitari portosnya (sumbu putarnya) masing-masing
(berotasi). Arah rotasi planet-planet adalah berlawanan arah dengan arah putar
jarum jam, kecuali untuk planet Venus dan Uranus.
Planet-Planet berevolusi pada lintasan masing-masing dengan jarak yang
berbeda-beda terhadap Matahari. Pertanyaan yang muncul adalah adakah cara
sederhana untuk menentukan jarak rata-rata planet-planet ke Matahari? Metode
sederhana yang dapat memudahkan dalam mengingat atau menentukan jarak ratarata antara sebuah planet dengan Matahari dalam satuan astronimis adalah hukum
Titius Bode.
A. Model Geosentris dan Heliosentris
Bagaimanakah susunan alam semesta menurut model geosentris? Pada
umumnya bangsa Yunani dan orang-orang yang hidup pada abad pertengahan
memiliki pegangan yang kuat sebagai pandangan mereka tentang alam semesta,
yaitu teori geosentris (Bumi sebagai pusat). Menurut teori ini, Bumi sebagai pusat
alam semesta berada dalam keadaan diam dan planet-planet, Matahari, serta
benda-benda langit lainnya bergerak mengitarinya. Gerak semu (apparent
motions) planet, bulan, dan matahari relatif terhadap bintang dan terhadap satu
sama lain dijelaskan secara lengkap dalam teori geosentris Hipparchus yang
dikembangkan sekitar tahun 140 sebelum masehi. Hipparchus adalah ahli
astronomi terbesar di masa Yunani Kuno (Ancient Greece). Selanjutnya teori
tersebut dikembangkan oleh Claudius Ptolemaeus (Ptolemy) sekitar tahun 150 T
M (Tarikh Masehi) dan disebut sebagai teori Ptolemaic (Tjasyono, 2003).
Bulan
Bumi
Matahari
Jupiter
Bintang
Bintang
Venus
Mercurius
Gambar 6.1. Model tata surya geosentris (Tjasyono, 2003)
Dalam teori Ptolemaic, Bumi berada pada pusat alam semesta (universe).
Bulan berputar mengelilingi Bumi dengan orbit yang paling dekat, sementara
bintang-bintang terletak dalam bulatan angkasa (celestial sphere) yang besar dan
berputar dalam orbit yang paling jauh. Di antara orbit Bulan dan Bintang-Bintang
terletak orbit Matahari. Planet-planet (dalam bahasa Yunani berarti pengembara)
yang memiliki gerak relatif terhadap Bintang digambarkan dengan nama-nama
kunonya. Planet-Planet ini bergerak mengelilingi Bumi pada masing-masing
orbitnya sendiri. Orbit Planet Venus dan Merkurius berada diantara orbit Bulan
dan Matahari, sedangkan orbit Plabet-Planet yang lain seperti Mars, Jupiter, dan
Saturnus
terletak diantara orbit Matahari dan Bintang-Bintang, seperti
ditunjukkan pada Gambar 6.1. Teori geosentris bertahan cukup lama yaitu kirakira 14 abad lamanya. Mengapa teori ini kemudian gugur dan tidak digunakan lagi
saat ini ?
Kelemahan dari model geosentris ini adalah adanya kesulitan untuk
menjelaskan fenomena retrogresi (gerak balik) periodik dari planet-planet.
Lintasan semu planet sepanjang tahun relatif terhadap bintang-bintang adalah
berupa lengkungan (kurva) yang tidak rata. Malahan, adakalanya planet-planet
teramati seolah-olah bergerak mundur (berbalik) sebelum akhirnya bergerak maju
kembali selama periode orbitnya. Untuk menjelaskan gerak mundur semu ini
dalam kerangka teori geosentris, maka perlu menganggap bahwa planet-planet
bergerak dalam lintasan-lintasan sirkular kecil yang disebut episiklus (epicycles),
ketika planet-planet bergerak dalam orbit besarnya mengelilingi Bumi. Akan
tetapi, anggapan ini justru tidak sesuai dengan hasil pengamatan.
Sebenarnya seorang ahli astronomi Yunani yang bernama Aristarchus
(kira-kira tahun 310 – 230 SM) pernah menyatakan bahwa Matahari mungkin
berada pada pusat alam semesta, dan Bumi mergerak mengitarinya. Tetapi
kemudian ia menolak sendiri gagasannya tersebut. Konsep matahari sebagai pusat
tata surya (heliosentris) saat itu belum mendapat tempat dalam bidang astronomi.
Kapan gagasan heliosentris ini muncul kembali ? Gagasan tentang heliosentris ini
muncul kembali pada sekitar tahun 1543. Pada tahun itu terjadi revolusi ilmiah
besar-besaran yang dilakukan oleh Nicolaus Copernicus, seorang astronom
Polandia, yang dengan berani mengajukan penggantian model geosentris dengan
model heliosentris yang lebih sederhana. Bagaimana susunan alam semesta
menurut model heliosentris ini? Dalam model ini, selain oleh planet-planet,
Matahari juga dikitari oleh benda-benda antar planet lainnya seperti Komet,
Asteroid, dan Meteoroid. Sistem dengan Matahari sebagai pusat yang dikitari oleh
planet-planet dan benda-benda antar planet lain dinamakan Tata Surya (Tjasyono,
2006).
Dalam model heliosentris Copernicus, Matahari dianggap berada pada
pusat alam semesta, bintang-bintang terletak pada bulatan angkasa dan berputar
mengelilingi Matahari. Diantara Bintang-bintang dan Matahari terdapat planetplanet termasuk Bumi yang berputar mengelilingi Matahari dalam masing-masing
orbitnya dengan lintasan orbit berbentuk lingkaran, seperti ditunjukkan pada
Gambar 6.2. Gerak mundur semu dalam peredaran planet-planet yang sulit
dijelaskan oleh model geosentris, dapat dijelaskan dengan mudah dalam model
heliosentris, dengan menggunakan konsep gerak relatif antara Bumi dan planetplanet lain yang bergerak disekitar Matahari dengan kecepatan sudut putar yang
berbeda-beda.
Mercurius
Matahari
Mars
Pluto
Saturnus
Jupiter
Neptunus
Venus
Bumi
Gambar 6.2. Model tata surya heliosentris (Tjasyono, 2006)
Apakah model tatasurya yang dipakai sekarang adalah murni gagasan
Copernicus? Ternyata bukan, karena model heliosentris Copernicus memiliki
kekurangan. Kekurangan model Copernicus terjadi pada dua hal, yakni pertama
adanya fakta bahwa Bintang-Bintang tidak berputar mengelilingi Matahari, dan
kedua lintasan orbit planet-planet bergerak mengelilingi Matahari bukan berupa
lingkaran (sirkular). Kesimpulan bahwa lintasan planet-planet bukan lingkaran
diambil karena berdasarkan pengamatan ternyata jarak suatu planet ke Matahari
selama periode revolusinya tidaklah tetap, melainkan berubah-ubah, kadangkadang menjauh kadang-kadang mendekat. Hal ini tidak akan terjadi jika lintasan
edar planet mengitari matahari berupa lingkaran (Tjasyono, 2006). Lantas apa
bentuk lintasan edar planet dan benda-benda langit lainnya saat mengelilingi
Matahari ?
B. Hukum-Hukum Kepler
Kelemahan
model
Copernicus
tentang
orbit
planet
kemudian
disempurnakan oleh Johanes Kepler (1571-1630), dia adalah asisten dan penerus
dari ahli astronomi Tycho Brahe (Tjasyono, 2006). Kepler sangat tertarik dengan
gerak tak beraturan Planet Mars. Ia menghabiskan waktu dan energinya untuk
sampai pada kesimpulan bahwa orbit lingkaran seragam yang diusulkan oleh
Copernicus tidak sesuai dengan fakta-fakta hasil pengamatan. Karena Kepler juga
adalah seorang ahli matematika, maka ia melakukan analis matematis atas datadata yang diperoleh dari hasil pengamatan dengan menggunakan teleskop
astronomi Brahe. Hasil analisis matematis yang dilakukan Kepler menghasilkan
suatu kesimpulan bahwa lintasan orbit Planet adalah berupa elips dan bukan
lingkaran. Apakah elips itu ? elips merupakan suatu bangun datar berbentuk
lonjong ditandai oleh sumbu mayor dan sumbu minor. Hasil-hasil pengamatan
dan analisis Kepler tentang gerak dan orbit planet menghasilkan tiga hukum
Kepler yang sangat terkenal dan hingga saat ini masih dipercaya keberlakuannya.
Hukum pertama Kepler yang disebut juga hukum elips yang
dipublikasikan pada sekitar tahun 1609, menyatakan bahwa semua Planet
bergerak dalam lintasan elips mengitari Matahari dengan Matahari berada di
salah satu titik fokus elips. Titik Fokus lainnya berada di ruang angkasa. Bentuk
orbit Planet menurut hukum pertama Kepler ditunjukkan pada Gambar 6.3
(Tjasyono, 2006).
Planet
Matahari
b
a
Fokus 2
Fokus 1
Gambar 6.3. Bentuk orbit Planet menurut hukum prtama Kepler (Tjasyono, 2006)
Persamaan elips dari hukum pertama Kepler dirumuskan seperti nerikut :
(Tjasyono, 2006)
(x + ae)2 + y 2 =1
a2
b2
(6.1)
dimana e adalah eksentrisitas yang merupakan perbandingan antara jarak dua
fokus dengan diameter panjang elips. Nilai eksentrisitas menentukan bentuk elips
apakah makin lonjong atau makin mendekati bentuk lingkaran. Jika e = 0, maka
orbit planet akan berupa lingkaran. Eksentrisitas bumi, ebumi = 0,017, hampir
mendekati nol, jadi orbit bumi hampir mendekati lingkaran.
Apakah efek dari lintasan planet-planet mengelilingi matahari berbentuk
elips? Akibat lintasan orbit planet berbentuk elips, maka selama suatu planet
bergerak mengelilingi matahari menempuh satu putaran penuh yang disebut satu
tahun pleneter, jarak antara planet tersebut dengan Matahari akan selalu berubahubah. Pada suatu waktu tertentu, setiap planet akan berada pada posisi paling
dekat dengan Matahari dibandingkan dengan waktu-waktu lainnya. Titik pada
lintasan orbit planet yang menandai posisi
paling dekat planet ke Matahari
disebut perihelium (peri = dekat, helios = matahari). Pada waktu tertentu, setiap
planet juga akan berada pada posisi paling jauh dari Matahari dibandingkan
waktu-waktu lainnya. Titik pada lintasan orbit Planet yang menandai posisi
paling jauh Planet ke Matahari disebut aphelium (ap = jauh, helios = Matahari).
Bumi berada di perihelium kira-kira pada tanggal 3 Januari, dan berada di
aphelium kira-kira pada tanggal 4 Juli setiap tahun. Di perihelium, jarak antara
Bumi dan Matahari adalah sekitar 91,5 juta mil (147 juta km) dan di aphelium
jarak Bumi dan Matahari adalah sekitar 94,5 juta mil (152 juta km). Dengan
demikian jarak rata-rata Bumi dari Matahari dalam keseluruhan orbitnya adalah
sekitar 93,0 juta mil (150 juta km) atau setara dengan 1 SA (satuan astronomi)
(Tjasyono, 2006).
Bagaimanakah arah revolusi planet mengitari Matahari? Seluruh Planet
bergerak mengitari Matahari (berevolusi) dalam arah yang sama, yaitu berlawanan
arah dengan arah putar jarum jam. Demikian juga dengan arah revolusi bulan
mengelilingi bumi. Seluruh Planet selain berevolusi mengelilingi matahari, juga
berputar mengitari portosnya (sumbu putarnya) masing-masing (berotasi). Apa
buktinya ? Salah satu bukti bahwa planet Bumi berotasi adalah terjadinya siang
dan malam di permukaan Bumi. Lalu bagaimana arah rotasi dari planet-planet?
Arah rotasi planet-planet juga dalam arah berlawanan dengan arah putar jarum
jam, kecuali untuk planet Venus dan Uranus. Para astronom menetapkan arah
putar berlawanan dengan arah putar jarum jam sebagai gerak langsung (direct),
sedangkan arah putar searah dengan arah putaran jarum jam disebut gerak balik
(retroge). Bulan mengitari Bumi juga dengan gerak langsung. Selain itu semua
orbit planet kecuali Merkurius dan Pluto terletak dalam bidang yang hampir sama.
Bidang orbit Bumi disebut Ekliptika (Tjasyono, 2006).
Hukum kedua Kepler yang disebut juga sebagai hukum kesamaan luas
yang dipublikasikan pada tahun 1609, menyatakan bahwa luas (S) yang disapu
oleh garis penghubung antara planet dan Matahari dalam selang waktu (t) yang
sama adalah sama (S1 = S2 = S3), seperti ditunjukkan pada Gambar 6.4. Apa
makna hukum ini ? Hukum ini secara tidak langsung menyatakan bahwa
kecepatan orbit suatu Planet mengitari matahari tidaklah konstan (uniform)
melainkan berubah-ubah. Planet akan bergerak lebih cepat dalam orbitnya ketika
berada pada daerah yang dekat dengan matahari, dan akan bergerak lebih lambat
dalam orbitnya ketika berada pada daerah yang jauh dari matahari. Kecepatan
orbit Planet berbanding terbalik dengan jaraknya terhadap matahari. Dalam notasi
matematis , hukum ini dapat dirumuskan sebagai : (Tjasyono, 2006)
dS
=C
dt
(6.2)
dengan C adalah konstanta. Persamaan ini dapat dibaca laju perubahan luas yang
disapu garis penghubung planet-Matahari terhadap waktu adalah tetap, S1 = S2 =
S3.
S1
perihelium
S3
aphelium
S2
Gambar 6.4. Hukum Kepler ke 2 yang menggambarkan kecepatan planet
di sekitar Matahari, S1 = S2 = S3 (Tjasyono, 2006)
Hukum kesamaan luas ini terbentuk sebagai konsekuensi dari adanya kekekalan
momentum sudut dari planet-planet ketika berputar mengelilingi Matahari.
Apakah momentum sudut itu? Momentum sudut (L) merupakan suatu besaran
fisika terkait gerak rotasi yang didefinisikan sebagai perkalian antara momentum
linier dengan jarak radial suatu benda (r) dari sumbu putarnya; (Kanginan, 1999)
L = pr
(6.3)
Dimana momentum linier (p) adalah suatu besaran Fisika yang didefinisikan
sebagai perkalian antara massa (m) dengan kecepatan (v);
p = mv
(6.4)
Jadi, jika momentum sudut suatu planet yang mengitari matahari adalah kekal,
maka planet harus bergerak lebih cepat bila dekat dengan matahari, dan bergerak
lebih lambat jika berada jauh dari Matahari. Planet-planet yang berputar
mengelilingi Matahari memiliki momentum sudut yang tetap, karena tidak ada
gaya yang bekerja dalam arah geraknya. Gaya tarik matahari arahnya membentuk
sudut 90o terhadap arah gerak Planet. Sekali Planet bergerak mengelilingi
Matahari, maka planet tersebut akan terus berputar dengan momentum sudut yang
konstan, kecuali jika dikenakan gaya yang arahnya dalam arah gerak planet.
Sebagai contoh, satelit buatan seperti satelit Palapa yang diorbitkan dalam
atmosfir Bumi, akan bergerak mengelilingi Bumi dalam orbit eliptik dengan
momentum sudut mula-mula konstan. Akan tetapi akibat adanya gaya gesek dari
atmosfir bumi yang arahnya berlawanan dengan arah gerak satelit, maka
momentum sudut satelit lama kelamaan akan terus berkurang seiring berjalannya
waktu. Jadi adanya gaya gesekan udara dapat menyebabkan hukum kekekalan
momentum tidak berlaku, tetapi planet-planet bergerak di ruang hampa sehingga
gaya gesek dengan udara dapat diabaikan, sehingga hukum kekekalan momentum
sudutnya terjamin (Kanginan, 1999).
Waktu yang diperlukan oleh sebuah Planet untuk beredar satu kali
mengitari Matahari disebut periode revolusi. Untuk Bumi, periode revolusinya
didefinisikan sebagai satu tahun. Sedangkan waktu yang diperlukan oleh suatu
planet untuk berputar satu kali mengitari porosnya disebut periode rotasi. Untuk
Bumi, periode rotasinya didefinisikan sebagai satu hari. Periode revolusi suatu
planet berhubungan erat dengan orbitnya (jari-jari atau diameter orbit). Hubungan
antara periode revolusi suatu planet dengan jaraknya dari matahari, termaktub
dalam hukum ketiga Kepler. Bagaimana bunyi hukum ketiga Kepler ?
Hukum ketiga Kepler yang disebut juga sebagai hukum harmonik yang
dipublikasikan pada tahun 1618, menyatakan bahwa perbandingan kuadrat
periode revolusi (T2) terhadap pangkat tiga dari jarak rata-rata planet ke Matahari
(jari-jari elips = R3) adalah sama untuk semua planet. Secara matematika,
pernyataan tersebut dapat dirumuskan seperti berikut : (Tjasyono, 2006)
T2
=C
R3
(6.5)
Disini C adalah suatu konstanta yang memiliki nilai yang sama untuk semua
Planet. Hukum ini secara eksplisit menyatakan hubungan antara periode revolusi
suatu Planet dengan jaraknya terhadap matahari. Makin jauh jarak Planet ke
matahari (makin besar diameter orbit Planet), makin lama periode revolusinya.
Planet yang memiliki diameter orbit paling kecil adalah Merkurius dan yang
paling besar adalah Pluto. Sehingga Merkurius memiliki periode revolusi paling
kecil, yaitu sekitar seperempat periode revolusi Bumi (0,25 tahun Bumi),
sedangkan Pluto memiliki periode revolusi paling besar yaitu sekitar 248 tahun
Bumi.
Apakah jarak suatu planet ke Matahari juga mempengaruhi periode rotasi
planet tersebut? Periode rotasi tidak ada hubungannya dengan jarak Planet ke
Matahari. Periode rotasi Planet Venus yang jaraknya ke Matahari lebih dekat
dibanding Planet Bumi, memiliki periode rotasi yang lebih besar dari periode
rotasi Bumi, yaitu sekitar 243 hari Bumi. Sedangkan Planet Jupiter yang jaraknya
lebih jauh dari Bumi, memiliki periode rotasi yang lebih kecil dari periode rotasi
Bumi, yaitu sekitar setengah hari Bumi.
Jika Bumi dijadikan sebagai acuan, dimana jarak antara Bumi dan
Matahari adalah sekitar 150 x 106 km yang disebut sebagai 1 SA, dan periode
revolusi Bumi adalah 1 tahun, maka konstanta C = 1, dan persamaan hukum
ketiga Kepler menjadi : (Tjasyono, 2006)
T2
=1 ,
R3
atau
T 2 = R3
(6.6)
disini R adalah jarak rata-rata Planet ke Matahari dalam satuan SA dan T adalah
periode revolusi planet dalam satuan tahun.
Jarak rata-rata setiap Planet ke Matahari dan periode revolusinya
dirangkumkan dalam Tabel 6.1.
Tabel 6.1. Jarak rata-rata Planet-Matahari dan periode revolusinya
Jarak rata-rata Planet ke
Matahari (SA)
Periode revolusi Planet
Merkurius
0.39
88.0 hari
Venus
0.72
225.0 hari
Bumi
1.00
365.3 hari
Mars
1.52
687.0 hari
Jupiter
5.20
11.9 tahun
Saturnus
9.54
29.5 tahun
Uranus
19.19
84.0 tahun
Neptunus
30.07
164.0 tahun
Pluto
39.52
248.0 tahun
Planet
C. Hukum Titius Bode
Adakah suatu aturan umum atau ketentuan yang dapat digunakan untuk
menentukan jarak planet-planet ke Matahari? Suatu metode sederhana yang dapat
memudahkan dalam mengingat atau menentukan jarak rata-rata antara sebuah
planet dengan Matahari dalam satuan astronimis, yaitu hukum Titius Bode.
Disebut demikian, karena metode ini pertama kali diperkenalkan oleh Johann
Daniel Titius, seorang ahli Fisika dan Matematika berkebangsaan Jerman pada
sekitar tahun 1766. Sedangkan Johann Bode, seorang astronom Jerman adalah
pendukung kuat metode ini.
Bagaimana dapat menentukan jarak rata-rata antara suatu planet dengan
Matahari dengan hukum Titius Bode? Titius Bode menandai jarak antara planet
dan Matahari dengan angka-angka 0, 3, 6, 12, 24, ... dan seterusnya
(menggandakan angka setiap bilangan kecuali untuk nol). 0 untuk Merkurius, 3
untuk Venus, 6 untuk Bumi, dan seterusnya. Kemudian setiap bilangan
ini
ditambah dengan 4, dan hasilnya dibagi dengan 10 (Tjasyono, 2006). Sebagai
contoh, untuk Planet Merkurius (Planet terdekat dengan Matahari) jaraknya dari
matahari (dalam SA) menurut hukum Titius Bode adalah :
(0 + 4) : 10 = 0,4 SA
sedangkan untuk planet Venus, jaraknya dari Matahari adalah :
(3 + 4) : 10 = 0,7 SA
Sekarang berapakah jarak planet Bumi ke Matahari? Tanda untuk planet Bumi
adalah 6, kemudian angka 6 ini ditambah dengan 4 dan hasil penjumlahan ini
dibagi dengan 10, sehingga jarak Bumi ke Matahari adalah :
(6 + 4) : 10 = 1 SA
dan seterusnya. Cukup mudah bukan ? Coba anda tentukan jarak rata-rata planetplanet lainnya dari Matahari dengan menggunakan hukum Titius Bode ini.
D. Kesesuaian Hukum Newton dengan Hukum Kepler
Penemuan Teleskop pada tahun 1610 dan karya ilmiah besar Galileo (1564
– 1642) telah mempercepat perkembangan astronomi dan penetapan teori
heliosentris tata surya. Siapakah dia ? Galileo yang nama lengkapnya Galileo
Galilei adalah seorang ahli matematika, fisika dan astronomi Italia. Ia termasuk
salah satu ilmuwan besar sepanjang sejarah. Dari sekian banyak sumbangan
ilmiahnya,
yang
paling
penting
adalah
dalam
bidang
mekanika.
Ia
menyumbangkan ide dasar asli untuk formulasi kedua hukum pertama Newton,
dan ia menemukan pendekatan eksperimen modern dalam ilmu pengetahuan
(dikenal dengan sebutan metode ilmiah). Selain itu, gerak benda-benda,
khususnya planet-planet, juga merupakan bahan kajian utama Galileo. Konsep
gerak dan gayanya menghasilkan gerakan pendekatan baru secara keseluruhan
pada astronomi (Tjasyono, 2003).
Hasil-kasil kerja Copernicus, Kepler, dan Galileo dipadukan oleh Sir Isaac
Newton, seorang ahli Fisika dan Matematika berkebangsaan Inggris menghasilkan
suatu hukum gravitasi universal yang dipublikasikan dalam Principia pada tahun
1687. Bagaimana pernyataan hukum ini ? Hukum gravitasi Newton nenyatakan
bahwa gaya gravitasi (gaya tarik menarik) antara dua benda bermassa sebanding
dengan hasil kali massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat
jarak antara kedua benda tersebut. Karya Newton ini memperlihatkan bahwa
hukum-hukum Kepler yang diturunkan secara empiris, sesuai dengan hukumhukum dasar tentang gerak. Secara matematis hukum gravitasi Newton dapat
dirumuskan sebagai berikut : (Tjasyono, 2003)
F =G
m1m2
r2
(6.7)
dimana F adalah gaya tarik menarik Newton, m1 dan m2 adalah massa benda 1 dan
benda 2, r adalah jarak kedua benda yang diukur dari masing-masing pusat
massanya, dan G adalah konstanta universal yang besarnya 6,67 x 10-11 Nm2kg-2.
Hukum ini disebut pula hukum interaksi massa.
Apakah akibat dari adanya interaksi massa? Sebagai efek dari adanya gaya
gravitasi ini, maka setiap benda akan saling berinteraksi dengan satu sama lain
mengerahkan gaya gravitasi yang sama, dan benda yang massanya jauh lebih kecil
dapat tertarik ke benda yang lebih massanya jauh lebih besar. Apakah buktinya?
buah durian yang lepas dari tangkainya akan jatuh tertarik ke permukaan bumi
(tanah). Hal ini terjadi karena massa durian sangat jauh lebih kecil dibanding
dengan massa Bumi.
Matahari dan planet-planet juga saling tarik-mnarik satu sama lain, karena
masing-masing memiliki massa. Dan sudah pasti massa Matahari akan jauh lebih
besar dari massa planet-planet, karena memiliki ukuran volume yang jauh lebih
besar. Mestinya planet-planet jatuh tertarik ke Matahari bukan ? Tetapi mengapa
planet-planet termasuk Bumi kita tidak jatuh tertarik ke Matahari ? Atau Bulan
yang massanya jauh lebih kecil tidak jatuh tertarik ke Bumi ? Jawabannya adalah
karena planet-planet tidak diam melainkan bergerak mengitari Matahari dengan
kecepatan orbit tertentu. Demikian juga dengan Bulan bergerak menelilingi Bumi.
Sebagai efek dari pergerakan ini maka seolah-olah akan timbul suatu gaya
pengimbang yang menetralisir gaya tarik Matahari. Gaya pengimbang ini biasa
disebut sebagai gaya sentrifugal. Wujud nyata dari gaya ini adalah sama seperti
ketika kita sedang duduk di dalam mobil, kemudian mobil itu bergerak dalam
jalan menikung, maka seolah-olah kita tertarik ke arah yang berlawanan dengan
arah tikungan. Jika kecepatan mobil saat menikung cukup tinggi, maka seolaholah kita akan terlempar ke luar (Kanginan, 1999).
Besarnya gaya tarik menarik antara Matahari (bermassa M) dengan suatu
planet (bermassa mp) yang satu sama lain terpisah sejauh R, adalah : (Tjasyono,
2006)
F1 = G
Mm p
R2
(6.8)
dan gaya sentrifugal akibat planet bergerak mengitari Matahari dengan kecepatan
linier v, adalah :
mpv2
F2 =
(6.9)
R
dalam hal ini lintasan orbit planet dianggap berupa lingkaran.
Karena gaya sentrifugal ini (F2) mengimbangi gaya tarik Matahari (F1), maka :
F1 = F2
atau
G
Mm p
R2
=
m pv 2
R
yang menghasilkan hubungan :
v=
GM
R
(6.10)
gaya tarik (F1) mengarah ke pusat orbit (Matahari), sehingga gaya ini disebut juga
gaya sentripetal.
Dari persamaan-persamaan di atas dapat diamati bahwa :
-
Kecepatan linier orbit Planet berbanding terbalik dengan jaraknya dari
Matahari, ini berarti semakin dekat jarak suatu planet ke Matahari, maka gerak
planet akan semakin cepat, atau periodenya akan semakin kecil (sesuai dengan
hukum kedua Kepler)
-
Jika planet diam tidak bergerak mengitari Matahari maka atau kecepatannya
(v) sama dengan nol, maka gaya sentrifugal (F2) juga sama dengan nol, dan
karena gaya tarik F1 tidak nol, maka planet akan jatuh tertarik ke Matahari.
Selanjutnya dengan menggabungkan konsep gerak melingkar dan hukum
ketiga Kepler, Newton dapat menentukan nilai konstantan C pada persamaan
hukum ketiga Kepler, dengan langkah analisis seperti berikut :
Seperti telah diungkapkan di atas, gaya sentripetal (besarnya sama dengan gaya
sentrifugal) yang dikerjakan Matahari terhadap planet adalah,
F=
m pv2
R
Tapi kecepatan linier v dapat dinyatakan dalam kecepatan sudut (ω) melalui
hubungan
v = ωR , dengan demikian persamaan di atas dapat dituliskan dalam
bentuk ;
F = m pω 2 R
(6.11)
Dan karena kecepatan sudut (ω) terkait dengan periode orbit planet (T) melalui
hubungan ; ω =
2π
, maka persamaan (6.11) dapat dituliskan seperti berikut :
T
F = mp
m p 4π 2 R
(6.12)
T2
Dan kemudian dengan menggunakan perumusan
hukum ketiga Kepler dan
persamaan hukum gravitasi Newton dapat dirumuskan persamaan untuk konstanta
pada hukum ketiga Kepler (C) seperti berikut :
T 2 4π 2
C= 3 =
R GM
(6.13)
Marilah sekarang kita lihat contoh penerapan hukum ketiga Kepler !
Dua buah planet P dan Q mengorbit Matahari dengan perbandingan jarak planet P
dan planet Q ke Matahari adalah 4 : 9. Apabila periode revolusi planet P adalah 24
jam, tentukan periode revolusi planet Q!
Jawab
Diketahui :
-
RP 4
=
RQ 9
- TP = 24 jam
Periode Planet P dapat dihitung dengan persamaan hukum ketiga Kepler seperti
berikut ini :
TQ2
RQ3
=
TP2
RP2
3/ 2
atau
 RQ 
TQ = TP  
ï£ RP 
atau
9
TQ = (24 hari ) 
ï£4
3/ 2
= 81 hari
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. Buktikan persamaan untuk konstanta pada hukum ketiga Kepler (C)
(persaman 6.13)!
Petunjuk ; mulai dari persamaan 6.12, kemudian gunakan persamaan hukum
ketiga Kepler, dan persamaan hukum gravitasi Newton.
2. Lengkapi tabel berikut ini dengan menggunakan hukum Titius Bode !
No
Urut
Nama Planet dan
Benda antar Planet
Tanda
Planet
1
Merkurius
0
2
Venus
3
3
Bumi
6
4
Mars
.......
5
Asteroid
6
Jupiter
7
Saturnus
8
Uranus
.......
9
Neptunus
........
10
Pluto
........
Jarak Planet – Matahari
Menurut hukum Titius
Bode (SA)
24
.......
96
Ranbu-Ranbu Jawaban
1.
Untuk dapat menjawab soal latihan no. 1, anda dapat memulai dengan
persamaan gaya sentripetal (pers. 6.12), kemudian menggunakan hukum
ketiga Kepler dan hukum Gravitasi Newton.
Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : Gaya sentripetal yang dialami
sebuah Planet yang mengitari Matahari (Persamaan 6.12) adalah
F = mp
m p 4π 2 R
T2
Dari hukum ketiga Kepler diketahui bahwa ;
T2
=C
R3
R
1
=
2
T CR 2
atau
Sehingga persamaan (6.12) menjadi ;
F=
m p 4π 2
CR 2
Tapi sebenarnya gaya sentripetal ini merupakan gaya gravitasi MatahariPlanet, yang besarnya adalah ;
F =G
Mm p
R2
Maka dengan menyamakan persamaan gaya gravitasi ini dengan gaya
sentripetal, akan didapat hubungan :
m 4π 2
mM
=G 2
2
CR
R
Yang akan menghasilkan persamaan untuk konstanta pada hukum ketiga
Kepler (C) seperti berikut :
C=
T 2 4π 2
=
R3 G M
(6.13)
2. Untuk menentukan jarak antara setiap Planet dengan Matahari dengan hukum
Titius Bode, anda dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
Jarak =
Tanda Planet + 4
10
SA
Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel berikut :
No
Urut
Nama Planet dan
Benda antar Planet
Tanda
Planet
1
Merkurius
0
Jarak Planet – Matahari
Menurut hukum Titius
Bode (SA)
0.4
2
Venus
3
0.7
3
Bumi
6
1.0
4
Mars
12
1.6
5
Asteroid
24
2.8
6
Jupiter
48
5.2
7
Saturnus
96
10.0
8
Uranus
192
19.6
9
Neptunus
384
38.8
10
Pluto
768
77.2
RANGKUMAN
Teori geosentris tentang tata surya yang menempatkan Bumi sebagai pusat
alam semesta yang dikitari oleh planet-planet, matahari, serta benda-benda langit
lainnya telah menjadi pegangan kuat bangsa Yunani dalam rentang yang sangat
lama. Teori ini akhirnya gugur setelah terjadi revolusi ilmiah besar-besaran yang
dilakukan oleh Nicolaus Copernicus, yang dengan berani mengajukan
penggantian teoril geosentris dengan teori heliosentris. Dalam model ini,
Matahari ditempatkan sebagai pusat tata surya yang selain dikitari oleh PlanetPlanet, juga dikitari benda-benda antar Planet lainnya seperti Komet, Asteroid,
dan Meteoroid. Kelemahan model heliosentris Copernicus adalah anggapan
bahwa lintasan orbit Planet-Planet bergerak mengelilingi Matahari berupa
lingkaran (sirkular).
Model heliosentris Copernicus ini kemudian disempurnakan oleh Kepler
melalui tiga hukum yang dipublikasikannya, yairu hukum pertama, kedua, dan
ketiga Kepler. Hukum pertama Kepler
yang disebut juga hukum elips,
menyatakan bahwa semua Planet bergerak dalam lintasan
elips mengitari
Matahari dengan Matahari berada di salah satu titik fokus elips. Hukum kedua
Kepler yang disebut juga sebagai hukum kesamaan luas, menyatakan bahwa luas
(S) yang disapu oleh garis penghubung antara Planet dan Matahari dalam selang
waktu (t) yang sama adalah sama. Dan Hukum ketiga Kepler yang disebut juga
sebagai hukum harmonik, menyatakan bahwa perbandingan kuadrat
periode
2
revolusi (T ) terhadap pangkat tiga dari jarak rata-rata Planet ke Matahari (R3)
adalah sama untuk semua Planet. Terdapat suatu metode sederhana yang dapat
digunakan atau menentukan jarak rata-rata antara sebuah Planet dengan Matahari
dalam satuan astronimis, yaitu hukum Titius Bode.
Terdapat kesesuaian antara hukum Kepler dan hukum Gravitasi Newton.
Planet-Planet dan benda-benda antar Planet lainnya harus berputar mengelilingi
Matahari dengan laju putaran tertentu agar tidak jatuh tertarik oleh Matahari.
TES FORMATIF 1
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Matahari sebagai pusat tata surya dan planet-planet serta benda-benda antar
planet bergerak mengitarinya dengan lintasan berbentuk elips, adalah
merupakan model tata surya ...........
A. Geosentris
B. Ptolemy
C. Heliosentris Copernicus
D. Heliosentris Copernicus yang disempurnakan Kepler
E. Heliosentris Aristarchus
2. Kelemahan model Heliosentris Copernicus adalah …….
A. Orbit planet berbentuk elips
B. Orbit Planet berbentuk lingkaran
C. Tidak bisa menerangkan adanya gerak balik (retroge) planet
D. Bumi sebagai pusat tata surya
E. Bintang-Bintang tidak beredar mengelilingi Matahari
3. Menurut hukum Titius Bode, jarak rata-rata Matahari dengan Planet Mars
yang merupakan Planet dengan urutan ke-4 dalam tata surya adalah .........
A. 1,6 SA
B. 4 SA
C. 0,4 SA
D. 16 SA
E. 8 SA
4. Tanda-tanda di bawah ini menunjukkan bahwa Bumi berevolusi dengan arah
berlawanan dengan arah putar jarum jam, kecuali .........
A. Matahari terbit di Timur dan terbenam di Barat
B. Pembagian tiga wilayah waktu, yaitu WIT, WITA, dan WIB
C. Wilayah timur negara Indonesia lebih awal siang dibanding wilayah barat
D. Pada pagi hari bayang-banyang badan kita mengarah ke arah barat dan
pada sore kari mengarah ke timur
E. Adanya siang dan malam
5. Yang dimaksud dengan posisi perihelium pada diagram orbit sebuah planet
berikut ini adalah .........
2
A. 1
3
B. 2
C. 3
D. 4
1
4
E. 5
5
6.
Menurut hukum Gravitasi Newton, Gaya tarik menarik antara dua benda
bermassa adalah sebanding dengan perkalian massa masing-masing benda dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak anatara kedua benda. Jika terjadi
interaksi gravitasi (tarik) antara Matahari dan Planet Venus, dimana massa
Matahari jauh lebih besar dari massa Venus, maka ......
A. Gaya tarik Matahari lebih besar dari gaya tarik Venus
B. Gaya tarik Venus lebih besar dari gaya tarik Matahari
C. Gaya tarik Matahari sama dengan gaya tarik Venus
D. Gaya tarik Matahari kadang-kadang lebih besar kadang-kadang lebih kecil
E. Interaksinya bukan tarik menarik melainkan tolak menolak
7. Planet yang berotasi dengan gerak retroge (gerak balik) adalah ........
A. Venus
B. Pluto
C. Uranus
D. Saturnus
E. Venus dan Uranus
8. Semakin dekat jarak suatu Planet ke Matahari, maka semakin cepat pula gerak
edarnya, dan semakin jauh jaraknya dari Matahari, maka gerak edarnya
semakin lambat, sehingga dalam waktu yang sama, luas bidang tempuhnya
akan sama besar. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum ........
A. Pertama Kepler
B. Kedua kepler
C. ketiga Kepler
D. Gravitasi Newton
E. Titius Bode
9. Kelajuan orbit sebuah planet dalam lintasan orbit elipsnya mengitari matahari
adalah .........
A. Konstan
B. Berubah bergantung pada ukuran Planet
C. Terkecil ketika berada di perihelium
D. Terbesar ketika di perihelium
E. Berubah, tapi tidak bergantung pada jaraknya dari Matahari
10. Menurut hukum ketiga Kepler, waktu yang diperlukan sebuah Planet untuk
mengitari Matahari satu kali pada orbitnya adalah ........
A. Sama untuk semua Planet
B. Bergantung pada jaraknya ke Matahari
C. Bergantung pada ukuran Planet
D. Bergantung pada massa Planet
E. Bergantung pada kecepatan gerak rotasinya
11. Periode Bumi mengelilingi Matahari adalah 1 tahun. Bila jari-jari lintasan
suatu Planet mengelilingi Matahari dua kali jari-jari lintasan Bumi
mengelilingi Matahari, maka Periode Planet tersebut adalah .......
A. 1,4 tahun
B. 0,5 tahun
D. 2,8 tahun
E. 5,6 tahun
C. 2 tahun
12. Suatu Planet M memiliki massa a kali massa Bumi dan ukuran jari-jari b kali
jari-jari Bumi. Berat suatu benda di Planet M dibandingkan dengan beratnya
di Planet Bumi adalah .......
A. ab kali
B.
a
kali
b
E.
D.
ab 2 kali
C.
a
kali
b2
1
kali
ab
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 6 yang terdapat
pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar,
kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda
terhadap materi kegiatan belajar 1 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada kegiatan belajar selanjutnya yaitu kegiatan belajar 2, Bagus !
Tetapi apabila tingkat penguasaan materi anda masih di bawah 80 %, anda harus
mengulang kembali kegiatan belajar 1, terutama pada bagian yang belum anda
kuasai.
KEGIATAN BELAJAR 2
TEORI PEMBENTUKAN TATA SURYA DAN PENGELOMPOKAN
PLANET
PENGANTAR
Setelah kita mendapatkan gambaran tentang model tata surya serta hukumhukum fisika yang berlaku di dalamnya, mungkin di benak anda muncul
pertanyaan, bagaimana alam semesta (tata surya) ini terjadi ? Terdapat beberapa
teori yang mencoba menerangkan terbentuknya tata surya. Beberapa diantaranya
yang cukup terkenal adalah Toeri Kabut atau Toeri Nebula, Teori Planetesimal,
Teori Bintang Kembar, dan Teori Proto Planet. Dari fakta-fakta pengamatan yang
menunjukkan bahwa Planet-Planet terletak hampir pada bidang datar di sekitar
Matahari, maka pembentukan anggota tata surya dalam hal ini Planet-Planet
diduga dari wujud yang sama dengan Matahari atau terbentuk dari Matahari.
Apa perbedaan dari teori-teori tersebut? Teori mana yang paling logis
untuk diterima? Menurut teori Nebula, mula-mula di jagat raya ini ada sebuah
Nebula yang baur dan hampir bulat. Nebula ini berotasi dengan lambat dan
turbulen. Karena pergerakan rotasinya sangat lambat, maka Nebula ini kemudian
menyusut. Menurut teori planetesimal, Matahari telah ada sebelum terbentuknya
tata surya sebagai salah satu Bintang yang banyak terdapat di langit. Pada suatu
saat, Matahari berpapasan pada jarak yang tidak terlalu jauh dengan sebuah
Bintang lain. Karena adanya tarikan gravitasi Bintang tersebut, maka sebagian
bahan pada Matahari (mirip lidah api raksasa) tertarik ke arah Bintang itu. Ketika
Bintang yang berpapasan tersebut menjauh kembali, sebagian lidah api raksasa
tersebut jatuh kembali ke matahari dan sebagian lagi terhambur menjadi
gumpalan-gumpalan kecil atau Planetesimal. Sedangkan menurut teori bintang
kembar, dulunya Matahari diprediksi merupakan Bintang kembar. Kemudian
Bintang yang satu meledak menjadi kepingan-kepingan kecil, dan karena adanya
pengaruh gravitasi dari Bintang yang satunya lagi, maka kepingan-kepingan
tersebut bergerak mengitari Bintang tersebut dan menjadi Planet-Planet. Bintang
yang satu lagi yang dikelilingi kepingan-kepingan sekarang bernama Matahari.
Dan menurut teori proro plasma yang saat ini lebih populer, tata surya terbentuk
dari gumpalan awan gas dan debu sehingga teori ini dikenal juga sebagai teori
awan debu. Pemikiran ke arah itu didasari oleh fakta yang menunjukkan bahwa di
jagat raya banyak ditemukan gumpalan awan seperti itu.
Planet-planet anggota tata surya memiliki karakteristik yang beragam, baik
ukurannya, komposisi unsur penyusunnya, maupun posisi lintasan edar dan
periode
revolusinya.
Berdasarkan
posisi,
ukuran
dan
komposisi
unsur
pembentuknya, planet-planet dibagi dalam beberapa kelompok, yaitu ; Pertama,
Pengelompokkan planet atas dasar planet Bumi sebagai pembatas. Atas dasar
pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok planet yaitu planet Inferior dan
planet Superior. Kedua, Pengelompokkan Planet atas dasar lintasan Asteroid
sebagai pembatas. Atas dasar pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok Planet
yaitu kelompok planet Dalam (inner Planets) dan planet Luar (outer Planets).
Ketiga, Pengelompokkan planet atas dasar ukuran dan komposisi bahan
penyusunnya. Atas dasar pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok planet yaitu
kelompok planet terrestrial dan planet Jovian. Planet terrestrial adalah planetplanet yang ukuran dan komposisi bahan penyusunnya (batuan) mirip dengan
planet Bumi. Planet Jovian, disebut juga Planet Raksasa adalah planet-planet
yang ukurannya besar dan komposisi bahan penyusunnya mirip dengan planet
Jupiter, yaitu terdiri dari sebagian besar es dan gas hidrogen
A. Teori Pembentukan Tata Surya
Dari fakta-fakta yang menunjukkan bahwa Planet-Planet terletak hampir
pada bidang datar di sekitar Matahari, maka pembentukan anggota tata surya
dalam hal ini Planet-Planet diduga dari wujud yang sama dengan Matahari atau
terbentuk dari Matahari. Terdapat beberapa teori yang mencoba menerangkan
terbentuknya tata surya. Beberapa diantaranya yang cukup terkenal adalah Toeri
Kabut atau Teori Nebula, Teori Planetesimal, Teori Bintang Kembar, dan Teori
Proto Planet.
1. Teori Nebula atau Teori Kabut
Bagaimana tata surya terbentuk menurut teori Nebula? Nebula adalah
kabut yang terdiri dari gas (terutama gas helium dan hidrogen) dan partikel-
partikel angkasa lainnya. Pada tahun 1755 seorang pilosof Jerman bernama
Immanuel Kant mengajukan teori kabut ini. Pada tahun 1977, seorang ahli
matematika terkenal dari Prancis yang bernama Simon de Laplace mengusulkan
teori kabut yang hampir sama. Oleh karena itu, teori kabut dikenal juga dengan
teori Kant-Laplace (Kanginan, 1999).
a
c
b
d
Gambar 6.5. Skema proses pembentukan tata surya menurut teori Nebula
(http://en.wikipedia.org)
Menurut teori ini, mula-mula di jagat raya ini ada sebuah Nebula
yang baur dan hampir bulat. Nebula ini berotasi dengan lambat dan turbulen
(Gambar 6.5.a). Karena pergerakan rotasinya sangat lambat, maka Nebula mulai
menyusut. Sebagai hasil penyusutan dan rotasinya, terbentuklah sebuah cakram
Nebula
yang ditengah-tengahnya datar (Gambar 6.5b). Proses penyusutan
tersebut terus berlanjut dan akhirnya Matahari terbentuk di pusat cakram. Cakram
berputar makin lama makin cepat, sehingga bagian-bagian tepi cakram terlepas
membentuk gelang-gelang bahan (Gambar 6.5c). Selanjutnya bahan dalam
gelang-gelang memadat menjadi planet-planet yang berevolusi dalam orbit hampir
melingkar mengitari Matahari (Gambar 6.5d).
Teori Nebula dipandang sukses dalam menjelaskan tata surya datar, yaitu
bidang orbit Planet-Planet mengitari Matahari hampir merupakan bidang datar.
Teori ini juga dipandang sukses dalam menjelaskan mengapa planet-planet
berevolusi dalam arah yang seragam.
Ide untuk menjelaskan bidang tata surya hampir datar didasarkan pada
hukum kekekalan momentum sudut. Contoh terkenal untuk memahami hal ini
adalah gerak rotasi seorang pemain sepatu es (sepatu luncur). Pemain es mulamula berotasi dengan merentangkan kedua lengannya, jika ketika sedang berotasi
kemudian pemain tersebut menarik kedua lengannya hingga terlipat, maka laju
rotasinya akan bertambah, karena momentum sudutnya tetap. Mirip dengan
peritiwa itu, ketika sebuah Nebula yang sedang berotasi perlahan-lahan ukurannya
menyusut, maka Nebula tersebut akan berotasi dengan kelajuan yang lebih cepat
dan akan runtuh ke bawah sepanjang poros putarnya dan membentuk suatu bidang
cakram datar, yang sering disebut tata surya datar. Seberapa lama teori dapat
bertahan dan menjadi pegangan orang-orang?
Seratus tahun kemudian, ahli Fisika terkenal berkebangsaan Inggris, James
Clerk Maxwell dan Sir James Jeans melakukan sanggahan terhadap teori ini
dengan cara menunjukkan bahwa massa bahan dalam gelang-gelang tidak cukup
untuk menghasilkan tarikan gravitasi sehingga memadat menjadi planet-planet.
Sanggahan lain terhadap teori Nebula juga datang dari astronom F. R. Moulton
dari Chicago pada penghujung abad 19. Ia menyatakan bahwa teori ini
bertentangan dengan kaidah fisika, yaitu yang seharusnya memiliki momentum
sudut paling besar adalah planet-planet, dan bukannya Matahari. Menurut teori
Nebula, Matahari memiliki momentum sudut paling besar karena memiliki massa
paling besar.
2. Teori Planetesimal
Bagaimana terbentuknya tata surya menurut teori Planetesimal? Teori ini
diajukan oleh ahli geologi berkebangsaan Amerika yang bernama T. C.
Chamberlein bersama rekannya ahli astromi yang bernama Moulton pada awal
abad ke 20. Planetesimal dapat diartikan sebagai planet kecil. Menurut teori ini,
Matahari telah ada sebelum terbentuknya tata surya sebagai salah satu Bintang
yang banyak terdapat di langit. Pada suatu saat, Matahari berpapasan pada jarak
yang tidak terlalu jauh dengan sebuah Bintang lain. Karena adanya tarikan
gravitasi Bintang tersebut, maka sebagian bahan pada Matahari (mirip lidah api
raksasa) tertarik ke arah Bintang itu. Ketika Bintang yang berpapasan tersebut
menjauh kembali, sebagian lidah api raksasa tersebut jatuh kembali ke matahari
dan sebagian lagi terhambur menjadi gumpalan-gumpalan kecil
atau
Planetesimal. Planetesimal-Planetesimal tersebut kemudian melayang-layang di
angkasa sebagai benda-benda dingin dalam orbit mengitari Matahari. Akibat
adanya tumbukkan dan tarikan gravitasi, Planetesimal yang lebih besar menyapu
yang lebih kecil bergabung membentuk planet-planet (Kanginan, 1999).
Bintang
Lidah api
Matahari
Gambar 6.6. Matahari berpapasan dengan Bintang lain, sebagian materi
matahari tertarik oleh gravitasi bintang
Tetapi kemudian sanggahan terhadap teori ini datang dari beberapa ahli
astronomi. Menurut para astronom, kebanyakan bahan-bahan yang dihamburkan
dari Matahari berasal dari bagian dalam Matahari yang bersuhu sangat tinggi yaitu
dapat mencapai 1.000.000oC. Karena suhu yang sangat tinggi ini, maka gas-gas
yang dihamburkan dari Matahari akan terpencar ke seluruh ruang angkasa akibat
ledakan hebat, dan bukannya memadat menjadi planet-planet seperti yang
dinyatakan oleh teori Planetesimal.
3. Teori Bintang Kembar
Bagaimana terbentuknya tatasurya menurut teori ini? Teori Bintang
kembar hampir sama dengan teori Planetesimal. Teori ini diusulkan pada tahun
1930-an. Dulunya Matahari diprediksi merupakan Bintang kembar. Kemudian
Bintang yang satu meledak menjadi kepingan-kepingan kecil, dan karena adanya
pengaruh gravitasi dari Bintang yang satunya lagi, maka kepingan-kepingan
tersebut bergerak mengitari Bintang tersebut dan menjadi planet-planet. Bintang
yang satu lagi yang dikelilingi kepingan-kepingan sekarang bernama Matahari
(Kanginan, 1999).
4. Teori Proto Planet
Teori Proto Planet merupakan teori yang populer saat ini. Bagaimana
terbentuknya tatasurya menurut teori ini ? Proto adalah kata pada bahasa Yunani
yang berarti primitif. Teori ini pada awalnya dikemukakan oleh seorang astronom
Jerman yang bernama Carl Von Weizsaeker pada tahun 1940, yang kemudian
disempurnakan lagi oleh astronom lain, yaitu Gerard P. Kuiper pada tahun 1950,
Subrahmanyan Chandrasekhar, dan lain-lain (Kanginan, 1999).
Pada dasarnya teori ini
menyatakan bahwa tata surya terbentuk dari
gumpalan awan gas dan debu sehingga teori ini dikenal juga sebagai teori awan
debu. Dasar pemikiran ke arah itu adalah adanya fakta yang menunjukkan bahwa
di jagat raya banyak ditemukan gumpalan awan seperti itu. Labih dari lima milyar
tahun yang lalu, salah satu gumpalan awan itu mengalami pemampatan. Pada
proses pemampatan tersebut, partikel-partikel debu tertarik ke dalam menuju
pusat awan membentuk gumpalan bola dan mulai berotasi. Seperti pada ilustrasi
pemain sepatu es, begitu partikel-partikel debu yang berada di pingggir tertarik ke
dalam, maka laju rotasi gumpalan awan harus bertambah agar momentum sudut
gumpalan bernilai tetap. Karena rotasinya yang makin cepat, maka gumpalan
tersebut akan mulai memipih (mendatar) menyerupai bentuk cakram, yaitu tebal
di bagian tengah dan tipis di bagian tepi. Hukum ketiga Kepler menyatakan bahwa
di bagian tengah harus berotasi lebih cepat dari pada di bagian pinggir. Akibatnya
partikel-partikel yang berada di bagian tengah akan saling menekan dan
menimbulkan panas dan berpijar. Bagian tengah yang berpijar ini disebut Proto
Sun (Bakal Matahari), yang pada akhirnya menjadi Matahari.
Bagian tepi atau bagian yang lebih luar berotasi sangat cepat, sehingga
terpecah-pecah menjadi banyak gumpalan gas dan debu yang lebih kecil.
Gumpalan kecil ini disebut Proto Plasma juga berotasi, dan akhirnya memadat
menjadi planet-Planet dan Satelit-Satelitnya.
Proto planet
Proto Sun
Gambar 6.7. Proto planet dan proto Sun (http://en.wikipedia.org)
B. Pengelompokkan Planet
Berapa buah planet yang menjadi anggota tatasurya kita? Hingga saat ini
telah ditemukan sembilan buah planet sebagai anggota tata surya, yaitu
Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto.
Untuk planet yang terakhir yaitu Pluto masih menjadi bahan perdebatan apakah
tergolong Planet atau bukan. Beberapa ahli astronomi mempercayai bahwa Pluto
merupakan sebuah satelit Neptunus yang terlepas. Sampai pada abad ke 17 baru
dikenal 6 Planet, yaitu Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, dan Saturnus.
Uranus baru ditemukan sekitar tahun 1781, Neptunus pada tahun 1846, dan Pluto
pada tahun 1930 (Tjasyono, 2003).
Gambar 6.8. Bentuk tampilan Matahari dan Planet-Planet (http://en.wikipedia.org)
Apakah
planet-planet
memancarkan
cahaya
sendiri?
Matahari
memancarkan sinar karena memiliki sumber cahaya sendiri. Oleh karena itu
Matahari tergolong Bintang. Planet-planet tidak memiliki sumber cahaya sendiri.
Planet-planet bersinar karena planet-planet memantulkan cahaya Matahari yang
diterimanya.
Planet Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus dapat dilihat dengan
mata telanjang tanpa bantuan teleskop. Karena itu kelima Planet ini telah
dipelajari oleh para astronom selama ribuan tahun. Tiga Planet lainnya ditemukan
setelah penemuan teleskop. Uranus ditemukan oleh Hershel pada malam hari
tanggal 13 Maret 1781. Neptunus ditemukan berdasarkan perhitungan John Couch
Adams dan Le Verrier, dan teramati pertama kali di langit pada tanggal 23
September 1846 oleh Johann G. Galle, asisten kepala observatorium Berlin. Pluto
ditemukan berdasarkan perhitungan ahli matematika yang bernama Parcival
Lowell, dan teramati pertama kali di langit oleh Clyde W. Tombaugh pada tanggal
13 Maret 1930. Parcival Lowell dan Clyde W. Tombaugh bekerja pada
observatorium Lowell, Arizona, Amerika Serikat (Kanginan, 1999).
Antara orbit planet Mars dan planet Jupiter terdapat sabuk (belt) Asteroid,
yaitu kumpulan ribuan planet-planet kecil dan pecahan-pecahan yang asal usulnya
hingga kini masih menjadi bahan perdebatan para ahli astronomi. Asteroid Ceres
ditemukan pertama kali pada sekitar tahun 1801 oleh seorang astronom Italia
bernama Piazzi. Benda tersebut hanya memiliki diameter sekitar 750 km,
sehingga terlalu kecil untuk disebut Planet. Dari pengamatan selanjutnya
menunjukkan bahwa ternyata Asteroid ini merupakan keluarga besar yang
jumlahnya 100.000 buah.
Bagaimana planet-planet dapat dikelompokkan ? Terdapat tiga cara untuk
pengelompokkan planet-planet, yaitu : (Kanginan, 1999)
Pertama, pengelompokkan planet atas dasar
planet Bumi sebagai
pembatas. Atas dasar pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok planet yaitu
planet Inferior dan planet Superior. Planet Inferior adalah planet-planet yang
orbitnya terletak di dalam orbit planet Bumi. Anggota kelompok planet Inferior
terdiri atas dua planet yaitu Merkurius dan Venus. Planet Superior adalah planetplanet yang orbitnya terletak di luar orbit planet Bumi. Yang termasuk kelompok
planet Superior adalah planet Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan
Pluto.
Kedua, Pengelompokkan planet atas dasar
lintasan Asteroid sebagai
pembatas. Atas dasar pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok planet yaitu
kelompok planet Dalam (inner Planets) dan planet Luar (outer Planets). Planet
Dalam adalah planet-planet yang orbitnya terletak di sebelah dalam lintasan
Asteroid. Anggota kelompok planet ini terdiri dari planet Merkurius, Venus,
Bumi, dan Mars. Planet Luar adalah planet-planet yang orbitnya di sebelah luar
lintasan Asteroid. Yang tergolong planet ini adalah planet Jupiter, Saturnus,
Uranus, Neptunus dan Pluto.
Ketiga, Pengelompokkan planet atas dasar ukuran dan komposisi bahan
penyusunnya. Atas dasar pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok Planet
yaitu kelompok planet Terrestrial dan planet Jovian. Planet Terrestrial adalah
planet-planet yang ukuran dan komposisi bahan penyusunnya (batuan) mirip
dengan planet Bumi. Yang termasuk kelompok planet ini adalah Merkurius,
Venus, dan Mars. Kelompok Planet ini kadang-kadang disebut juga kelompok
planet Kerdil, karena memang ukuran diameternya relatif
jauh lebih kecil
dibanding dengan diameter planet Jupiter. Ciri-ciri utama dari planet Kerdil ini
adalah diameternya kecil, padat, dan kerapatan massanya tinggi, yaitu antara 4,2
hingga 5,5 gram/cm3. Planet kebumian disusun terutama (90 %) dari unsur-unsur
Besi, Oksigen, Silikon, dan Magnesium. Planet ini juga biasanya memiliki
angkasa yang tidak terlalu tebal, bahkan Merkurius tidak diselubungi angkasa.
Planet Jovian, disebut juga planet Raksasa adalah planet-planet yang ukurannya
besar dan komposisi bahan penyusunnya mirip dengan planet Jupiter, yaitu terdiri
dari sebagian besar es dan gas hidrogen. Yang tergolong planet ini adalah Jupiter,
Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Ciri-ciri utama dari planet Raksasa ini adalah
diameternya besar, kurang padat, dan kerapatan massanya sangat rendah. Sebagai
contoh, Saturnus memiliki rapat massa antara 0,7 hingga 1,6 gram/cm3. Angkasa
planet Raksasa biasanya sangat tebal dan terdiri atas senyawa yang mengandung
hidrogen.
planet Pluto tidak mirip dengan Planet Bumi maupun dengan Planet Jupiter, dan
banyak astronom telah mengusulkan agar Pluto dikelompokkan sebagai sebuah
Asteroid (Planet kecil).
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. Coba anda kelompokkan teori-teori mana yang menerangkan bahwa Matahari
terbentuk bersamaan dengan terbentuknya anggota tata surya lain dan teoriteori mana yang menerangkan nahwa Planet-Planet terbentuk dari serpihan
material Matahari atau material Bintang !
2. Bubuhkan tanda ceklist (√) pada kolom kelompok Planet yang anda anggap
tepat untuk setiap Planet !
Nama Planet
Planet
Inferior
Planet
Superior
Planet
Dalam
Planet
Luar
Planet
Terres
-trial
Planet
Jovian
Merkurius
Venus
Bumi
Mars
Jupiter
Saturnus
Uranus
Neptunus
Pluto
Ranbu-Ranbu Jawaban
1. Untuk menjawab soal nomor 1, anda harus mengacu pada teori-teori tentang
asal-usul tata sutya, yaitu teori Nebula, teori Planetesimal, teori Bintang
kembar, dan teori Proto Planet.
2. Untuk dapat menjawab soal latihan nomor 2, anda harus melihat tiga jenis
pengelompokan planet, yaitu pengelompokkan Planet berdasarkan Bumi
sebagai batas, asteroid sebagai batas serta ukuran dan unsur pembentuk
Planet. Berdasarkan cara-cara pengelompokkan seperti itu maka setiap planet
dapat dikelompokkan seperti pada tabel berikut ini :
Nama Planet
Planet
Inferior
Planet
Superior
Planet
Dalam
Planet
Luar
Planet
Terres
-trial
Merkurius
√
√
√
Venus
√
√
√
√
√
√
√
Bumi
Planet
Jovian
Mars
√
Jupiter
√
√
√
Saturnus
√
√
√
Uranus
√
√
√
Neptunus
√
√
√
Pluto
√
√
-
-
RANGKUMAN
Terdapat beberapa teori yang mencoba menjelaskan asal-usul terbentuknya
tata surya. Beberapa diantaranya yang cukup terkenal adalah Toeri Kabut atau
Toeri Nebula, Teori Planetesimal, Teori Bintang Kembar, dan Teori Proto Planet.
Menurut teori Nebula tata surya terbentuk dari Bebula atau kabut yang terdiri
dari gas (terutama gas helium dan hidrogen) dan partikel-partikel angkasa lainnya
yang memadat akibat berotasi dengan cepat, sedangkan menurut teori
planetesimal, Matahari adalah sebuah bintang sedangkan planet-planet dan bendabenda antar planet lainnya berasal dari material matahari yang tertarik dan
terpencar akibat gravitasi bintang lain. Sementara menurut teori Bintang kembar,
Matahari adalah satu satu dari Bintang kembar dan Planet-Planet serta bendabenda antar Planet lainnya bersumber dari serpihan Bintang yang satu lagi yang
meledak. Dan menurut teori Proto Planet, Tata surya terbentuk dari gumpalan
awan gas dan debu yang memadat sehingga teori ini dikenal juga sebagai teori
awan debu.
Dari proses pembentukan tata surya tersebut, hingga saat ini telah
ditemukan sembilan buah Planet sebagai anggota tata surya, yaitu Merkurius,
Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto. Planet
Merkurius, Venus, Mars,
Jupiter dan Saturnus dapat dilihat dengan mata
telanjang tanpa bantuan teleskop. Antara orbit Planet Mars dan Planet Jupiter
terdapat sabuk (belt) Asteroid, yaitu kumpulan ribuan Planet-Planet kecil.
Terdapat tiga bentuk pengelompokkan Planet-Planet, yaitu : Pertama,
Pengelompokkan Planet atas dasar Planet Bumi sebagai pembatas. Atas dasar
pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok Planet yaitu Planet Inferior dan
Planet Superior; Kedua, Pengelompokkan Planet atas dasar lintasan Asteroid
sebagai pembatas. Atas dasar pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok Planet
yaitu kelompok Planet dalam (inner Planets) dan Planet luar (outer Planets); dan
Ketiga, Pengelompokkan Planet atas dasar ukuran dan komposisi bahan
penyusunnya. Atas dasar pengelompokkan ini, terdapat dua kelompok Planet
yaitu kelompok Planet terrestrial dan Planet Jovian.
Ciri-ciri utama dari Planet terrestrial atau planet kerdil adalah diameternya kecil,
padat, dan kerapatan massanya tinggi, yaitu antara 4,2 hingga 5,5 gram/cm3.
Planet kebumian disusun terutama (90 %) dari unsur-unsur Besi, Oksigen,
Silikon, dan Magnesium. Planet ini juga biasanya memiliki angkasa yang tidak
terlalu tebal, bahkan Merkurius tidak diselubungi angkasa. Sedangkan Ciri-ciri
utama dari Planet Jovian atau planet raksasa adalah diameternya besar, kurang
padat, dan kerapatan massanya sangat rendah. Sebagai contoh, Saturnus memiliki
rapat massa antara 0,7 hingga 1,6 gram/cm3. Angkasa Planet raksasa biasanya
sangat tebal dan terdiri atas senyawa yang mengandung hidrogen. Planet Pluto
tidak mirip dengan Planet Bumi maupun dengan Planet Jupiter, dan banyak
astronom telah mengusulkan agar Pluto dikelompokkan sebagai sebuah Asteroid
(Planet kecil).
TES FORMATIF 2
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Teori yang tidak menjelaskan tentang asal-usul pembentukan Tata Surya
adalah ...........
A. Teori Nebula
B. Teori Planetesimal
C. Teori Bintang Kembar
D. Teori Big Bang
E. Teori Protoplanet
2. Ketika Nebula (kabut) yang sedang berotasi ukurannya menyusut, maka
kecepatan rotasi Nebula akan ............
A. tetap
B. berkurang
C. bertambah besar
D. mula-mula berkurang kemudian bertambah besar
E. Mula-mula membesar kemudian berkurang
3. Teori asal-usul tata surya yang populer pada saat ini yang menganggap bahwa
tata surya terbentuk dari gumpalan awan gas dan debu adalah .........
A. Teori Nebula
B. Teori Big Bang
C. Teori Bintang Kembar
D. Teori Protoplanet
E. Teori Planetesimal
4. Matahari yang massanya paling besar memiliki momentum sudut paling besar,
padahal seharusnya planet-planet lah yang memiliki momentum sudut paling
besar. Ini adalah sanggahan terhadap teori .........
A. Teori Planetesimal
B. Teori Nebula
C. Teori Protoplanet
D. Teori Bintang Kembar
E. Teori Big Bang
5. Karena suhu pada bagian dalam Matahari sangat tinggi, maka gas-gas yang
dihamburkan oleh Matahari akan terpencar ke seluruh angkasa dengan ledakan
hebat dan bukan memadat menjadi Planet-Planet. Ini adalah sanggahan
terhadap teori .........
A. Teori Planetesimal
B. Teori Nebula
C. Teori Protoplanet
D. Teori Bintang Kembar
E. Teori Big Bang
6. Planet-Planet tampak bersinar karena ...........
A. Mamancarkan cahaya
B. Menyerap cahaya
C. Memantulkan cahaya Matahari
D. Memantulkan cahaya Bulan
E. Memantulkan cahaya Bintang
7.
Adanya kelompok planet dalam dan kelompok planet luar adalah karena
adanya pengelompokkan planet berdasarkan ........
A. Bumi sebagai pembatas
B. Jarak terhadap Matahari
C. Ukuran Planet
D. komposisi bahan penyususn Planet
E. Asteroid sebagai pembatas
8. Berikut ini yang tergolong Planet inferior adalah ........
A. Planet Venus
B. Planet Mars
C. Planet Bumi
D. Planet Jupiter
E. Planet Pluto
9. Berikut ini yang tergolong sebagai Planet Superior juga sebagai Planet Jovian
adalah ........
A. Planet Venus
B. Planet Mars
C. Planet Bumi
D. Planet Jupiter
E. Planet Pluto
10. Berikut ini yang tidak tergolong sebagai Planet Terrestrial maupun Planet
Jovian adalah ........
A. Planet Merkurius
B. Planet Mars
C. Planet Uranus
D. Planet Neptunus
E. Planet Pluto
11. Berikut ini adalah ciri-ciri Planet Jovian, kecuali ........
A. Ukuran volumnya sangat besar
B. Rapat massanya sangat tinggi
C. Unsur pembentuknya mirip dengan Matahari
D. memiliki angkasa yang sangat tebal
E. Kurang padat
12. Berikut adalah unsur-unsur utama pembentuk planet terrestrial, kecuali .......
A. Besi
B. Silikon
D. Oksigen
E. Magnesium
C. Hidrogen
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 6.2 yang
terdapat pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang
benar, kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
anda terhadap materi kegiatan belajar 2 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada BBM selanjutnya, Bagus ! Tetapi apabila tingkat penguasaan
materi anda masih di bawah 80 %, anda harus mengulang kembali kegiatan
belajar 2, terutama pada bagian yang belum anda kuasai, senelum anda
mempelajari BBM berikutnya.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Kunci Jawaban Tes Formatif 1
1. D
2. B
3. A
4. E
5. E
6. C
7. E
8. B
9. D
10. B
11. D
12. C
Alasan :
1. Matahari sebagai pusat tata surya (model heliosentris) dikemukakan oleh
Copernicus, sedangkan lintasan edar revolusi planet-planet berbentuk elips
ditemukan oleh Kepler.
2. Menurut Copernicus lintasan orbit planet-planet mengitari Matahari berbentuk
lingkaran, padahal yang sebenarnya adalah berbentuk elips.
3. Tanda untuk planet Mars adalah 12, sehingga menurut hukum Titius Bode
jarak Mars dengan Matahari adalah (12 + 4) : 10 = 1,6 SA
4. Adanya siang dan malam bukan akibat revolusi Bumi mengelilingi Matahari
melainkan akibat gerak rotasi Bumi.
5. Posisi perihelium adalah posisi terdekat suatu planet ke Matahari dalam
lintasan edar yang berbentuk elips, jadi jelas pada posisi 5.
6. Menurut hukum gravitasi Newton antara Matahari dengan planet-planet terjadi
gaya tarik-menarik (interaksi massa) dengan gaya tarik menarik yang sama
besar. Sehingga gaya Matahari menarik Venus akan sama dengan Gaya Venus
menarik Matahari.
7. Gerak retrogresi adalah gerak rotasi planet yang searah dengan arah putar
jarum jam. Ada dua planet yang geraknya seperti ini yaitu Venus dan Uranus.
Planet-planet lainnya berotasi dalam arah berlawanan dengan arah putar jarum
jam.
8.
dS
= C , merupakan ungkapan hukum kedua Kepler
dt
9. Persamaan untuk momentum sudut L = p.r, karena L tetap maka jika r
mengecil maka p membesar, dan karena p = m.v, maka jika p membesar maka
v juga membesar karena m tetap.
10. Hukum ketiga Kepler
T2
= C , jadi waktu (T) yang dibutuhkan suatu planet
R3
untuk mengitari Matahari bergantung pada R yaitu jarak planet ke Matahari.
11. Menurut hukum ketiga Kepler
TB2 TP2
TP2
TP2 8 R B3
12
=
maka
= 3 ,
=
atau
1
RB3
RP2
RB
R B3 (2 R B )3
sehingga TP = 8 = 2,8 tahun
12. Berat di planet Bumi, FB = G
FM = G
M (am B )
(brB )
2
=
a
kali
b2
Kunci Jawaban Tes Formatif 2
2. C
3. D
4. B
5. A
6. C
7. E
8. A
dan berat di planet M, FM = G
Mm M
rM2
a Mm B
G 2 , sehingga berat benda di planet M dibanding
b2
rB
di planet Bumi adalah
1. D
Mm B
rB2
9. D
10. E
11. B
12. C
Alasan :
1. Teori yang membahas tentang pembentukan planet meliputi teori Nebula, teori
Planetesimal, teori Bintang kembar, dan teori Protoplanet, sedangkan Teori
Big Bang bukan teori pembentukan planet.
2. L konstan, L = p.r = mvr, jadi jika r mengecil maka v membesar
3. Teori yang menganggap bahwa tatasurya terbentuk dari gumpalan awan gas
dan debu adalah teori Protoplanet.
4. Menurut teori Nebula Matahari memiliki momentum sudut paling besar
karena memiliki massa paling besar dibanding massa planet-planet, padahal
seharusnya yang memiliki momentum sudut paling besar adalah planet-planet
karena memiliki kecepatan linier paling besar karena berada di tepi cakram.
5. Menurut teori planetesimal Matahari telah ada sebelum planet-planet ada.
Matahari merupakan salah satu bintang dari sekian banyak bintang di langit.
Ketika Matahari berpapasan dengan salah satu bintang sebagian bahan
Matahari tertarik ke arah bintang itu akibat gaya tarik bintang. Material yang
tertarik itu berupa lidah api raksasa. Ketika bintang itu menjauh kembali
Material itu jatuh lagi ke Matahari dan sebagian lagi terhambur menjadi
gumpalan-gumpalan kecil.
6. planet tidak memancarkan cahaya sendiri, planet tampak bersinar karena
memantulkan cahaya matahari yang jatuh kepadanya.
7. Kelompok planet dalam dan planet luar adalah pengelompokkan planet
berdasarkan Asteroid sebagai pembatas
8. Planet inferior adalah kelompok planet yang orbit revolusinya berada di dalam
orbit revolusi Bumi, termasuk di dalamnya adalah planet Merkurius dan
Venus.
9. Planet Superior adalah kelompok planet yang orbit revolusinya berada di luar
orbit revolusi Bumi, termasuk di dalamnya adalah planet Mars, Jupiter,
Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto. Planet Jovian adalah golongan planet
raksasa yang bahan penyusunnya mirip planet Jupiter yaitu berupa es dan gas
hidrogen, tercakup di dalamnya planet Jupiter, Saturnus, Uranus dan
Neptunus.
10. Planet terrestrial adalah golongan planet yang bahan penyusunnya mirip planet
Bumi, termasuk di dalamnya planet Merkurius, Venus dan Mars. Planet
Jovian adalah golongan planet raksasa yang bahan penyusunnya mirip planet
Jupiter yaitu berupa es dan gas hidrogen, tercakup di dalamnya planet Jupiter,
Saturnus, Uranus dan Neptunus.
11. Planet jovian, ukurannya besar, unsur pembentuknya berupa gas mirip
pembentuk Matahari, memiliki angkasa yang tebal, dan kerapan massanya
kecil.
12. Unsur pembentuk planet terrestrial adalah 90 % dari unsur besi, oksigen,
silikon, dan magnesium
DAFTAR PUSTAKA
Tjasyono, B., 2003, Geosains, ITB
Tjasyono, B., 2006, Ilmu Kebumian dan Entariksa, Rosdakarya, Bandung
Kanginan, M., 1999, Fisika SMU kelas 2, Erlangga, Jakarta
http://en.wikipedia.org
GLOSARIUM
Aphelium : Titik pada lintasan orbit Planet yang menandai posisi paling jauh
Planet ke Matahari
Direct atau Gerak Langsung : Arah putar berlawanan dengan arah putar jarum
jam
Ekliptika : Bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari
Eksentrisitas : Perbandingan antara jarak dua fokus dengan diameter panjang
elips
Gaya gravitasi : gaya tarik menarik antara dua benda bermassa sebanding dengan
hasil kali massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak antara kedua benda tersebut
Geosentris : Model tatasurya yang dikembangkan oleh Claudius Ptolemaeus,
dimana Bumi sebagai pusat dan matahari serta planet-planet
bergerak mengelilingi Bumi
Heliosentris : Model tatasurya yang dikembangkan oleh Nicolaus Copernicus,
dimana Matahari sebagai pusat, dan planet-planet serta bendabenda lainnya bergerak mengelilingi matahari.
Periode Revolusi : Waktu yang diperlukan oleh sebuah Planet untuk beredar satu
kali mengitari Matahari
Periode Rotasi : Waktu yang diperlukan oleh suatu Planet untuk berputar satu
kali mengitari porosnya
Perihelium : Titik pada lintasan orbit Planet yang menandai posisi paling dekat
Planet ke Matahari
Retroge atau Gerak Balik : Arah putar searah dengan arah putaran jarum jam
Revolusi : Gerak seluruh Planet mengitari Matahari dalam arah berlawanan
dengan arah putar jarum jam
Rotasi : Gerak Planet berputar mengitari portosnya (sumbu putarnya) dengan arah
berlawanan dengan arah putar jarum jam, kecuali untuk planet
Venus dan Uranus
Satuan astronomi : Jarak rata-rata Bumi dari Matahari dalam keseluruhan
orbitnya yaitu sekitar 93,0 juta mil (150 juta km)
Tata Surya : Sistem dengan Matahari sebagai pusat yang dikitari oleh PlanetPlanet dan benda-benda antar planet lain
Planet Inferior : Planet-Planet yang orbitnya terletak di dalam orbit Planet Bumi
Planet superior : Planet-Planet yang orbitnya terletak di luar orbit Planet Bumi
Planet dalam : Planet-Planet yang orbitnya terletak di sebelah dalam lintasan
Asteroid
Planet luar : Planet-Planet yang orbitnya di sebelah luar lintasan Asteroid
Planet terrestrial : Planet-Planet yang ukuran dan komposisi bahan penyusunnya
(batuan) mirip dengan Planet Bumi.
Planet Jovian : Disebut juga Planet Raksasa adalah Planet-Planet yang ukurannya
besar dan komposisi bahan penyusunnya mirip dengan Planet
Jupiter, yaitu terdiri dari sebagian besar es dan gas hidrogen
BBM 7. ANGGOTA TATA SURYA DAN KARAKTERISTIKNYA
Oleh : Andi Suhandi
PENDAHULUAN
Seperti telah diketahui bahwa tata surya kita terdiri atas Matahari, plenetplanet, asteroid, satelit alamiah, komet, dan meteoroid. Matahari terletak di pusat,
sedangkan plenet, asteroid, komet, satelit dan meteoroid bergerak mengitarinya.
Fakta-fakta hasil pengamatan menunjukkan bahwa setiap anggota tata surya
memiliki prilaku yang berbeda satu sama lain, hal ini menunjukkan bahwa setiap
anggota tata surya memiliki karakteristik fisis dan kimia yang berbeda satu sama
lain. Pengetahuan tentang sifat atau karakterisrtik setiap anggota tata surya sangat
penting dan berguna dalam beberapa hal, diantaranya untuk menganalisis dan
menjelaskan berbagai fenomena yang teramati di alam yang berhubungan dengan
perilaku setiap anggota tata surya, meramalkan kejadian di masa mendatang yang
terkait dengan perilaku setiap anggota tata surya saat ini atau yang telah lalu,
memprediksi kemungkinan tentang bisa tidaknya suatu planet ditempati oleh
mahluk hidup, dan melakukan antisipasi dan pencegahan dini akan hal-hal yang
merugikan dan membahayakan kehidupan di Bumi sebagai efek dari interaksinya
dengan anggota-anggota tata surya yang lain. Dengan mengetahui itu semua,
maka diharapkan kita memiliki pola perilaku dan pola pikir yang ilmiah terutama
terkait dalam mensikapi kejadian-kejadian (fenomena) alam yang terkait perilaku
anggota tatasurya, sehingga jauh dari sikap tahayul atau mistis.
Secara umum BBM ini menjelaskan tentang karakteristik setiap anggota
tata surya, yang meliputi karakteristik Matahari, karakteristik planet-planet, dan
karakteristik anggota tata surya lainnya, seperti Asteroid, Komet, dan Meteoroid.
Setelah mempelajari Bahan Belajar Mandiri (BBM) ini, secara khusus
Anda diharapkan dapat :
1. Menjelaskan karakteristik fisis dan kimiawi Matahari
2. Menjelaskan karakteristik fisis dan kimiawi planet-planet anggota tata surya
3. Menjelaskan karakteristik fisis dan kimiawi Asteroid
4. Menjelaskan karakteristik fisis dan kimiawi Komet
5. Menjelaskan karakteristik fisis dan kimiawi Meteoroid
Untuk
membantu
Anda
mencapai
tujuan
tersebut,
BBM
ini
diorganisasikan menjadi dua Kegiatan Belajar (KB), yaitu :
KB 1 : Karakteristik Matahari dan Planet, dan
KB 2 : Karakteristik anggota tata surya lainnya
Untuk membantu Anda dalam mempelajari BBM ini, ada baiknya
diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini :
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami
secara tuntas tentang apa, untuk apa, dan bagaimana mempelajari bahan
belajar ini
2. Baca sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari kata-kata
yang dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci tersebut
dalam kamus yang Anda miliki
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan tukar
pikiran dengan mahasiswa lain atau dengan tutor Anda
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajari sumber-sumber lain yang
relevan. Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai sumber, termasuk dari
internet
5. Mantapkan pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan melalui
kegiatan diskusi dalam kegiatan tutorial dengan mahasiswa lainnya atau teman
sejawat
6. Jangan dilewatkan untuk mencoba menjawab soal-soal yang dituliskan pada
setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna untuk mengetahui apakah Anda
sudah memahami dengan benar kandungan bahan belajar ini.
Selamat belajar !
KEGIATAN BELAJAR 1
KARAKTERISTIK MATAHARI DAN PLANET-PLANET
PENGANTAR
Setelah kita mengetahui apa saja yang menjadi anggota tata surya,
bagaimana susunan tata surya, serta bagaimana pergerakan setiap anggota tata
surya, maka hal selanjutnya perlu diketahui dan dipahami adalah bagaimana
struktur setiap anggota tata surya, terbentuk dari unsur-unsur apa saja setiap
anggota tata surya, serta bagaimana karakteristik setiap anggota tata surya. Mari
kita mulai dengan pusat tata surya yaitu Matahari. Matahari merupakan pusat tata
surya yang memiliki ukuran jauh lebih besar dari ukuran planet-planet. Unsurunsur pembentuk Matahari terbanyak adalah hidrogen dan helium, oleh karena itu
massa jenis Matahari tergolong rendah. Struktur Matahari terdiri atas empat
lapisan, yaitu bagian inti, lapisan fotosfer, lapisan kronosfer, dan lapisan korona.
Suhu Matahari sangatlah tinggi, di bagian inti Matahari dapat mencapai 15 juta
kelvin, sedangkan di lapisan fotosfer diperkirakan sekitar 5700 K. Bagian
Matahari yang dapat dilihat manusia adalah lapisan cahaya atau fotosfer. Suhu
yang teramat tinggi di inti Matahari diyakini sebagai pemicu terjadinya reaksi fusi
nuklir yang menghasilkan energi yang ditransmisikan keruang angkasa termasuk
ke Bumi.
Kalau planet-planet bagaimana? Ditinjau dari ukurannya planet ada yang
berukuran kecil dan ada yang tergolong besar. Diantara plenet yang berukuran
besar adalah Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus, sedangkan yang ukurannya
kecil adalah Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Jika ditinjau dari unsur
pembentuknya, dapat digolongkan planet yang mirip Bumi (terrestrial) dan planet
yang mirip Matahari. Planet terrestrial pada intinya banyak mengandung logam
paduan besi (besi-nikel) dan lapisan tipis selubung dari bahan silikat, sehingga
massa jenisnya tergolong besar, sedangkan planet besar (mirip Matahari) disusun
terutama oleh unsur-unsur hidrogen dan helium dalam fase cair atau gas. Adanya
perbedaan massa jenis dan massa setiap planet telah menyebabkan adanya
perbedaan percepatan gravitasi pada masing-masing planet. Terkait dengan unsur
pembentuk dan jaraknya ke Matahari, suhu setiap planet berbeda-beda. Albedo
masing-masing planet juga berbeda, sehingga setiap planet tampak memancarkan
cahaya yang berbeda terangnya jika diamati dari Bumi.
A. Karakteristik Matahari
Seperti telah diungkapkan sebelumnya pada BBM 6, jarak matahari dari
bumi adalah 149. 600. 000 km (dibulatkan menjadi 150 juta km). Jarak ini
dinamakan satu satuan astronomi (1 SA) atau satu astronomic unit (disingkat 1
au). Jadi jika ada suatu bintang yang jaraknya dari bumi adalah 40. 000. 000.
0000. 000 km, maka jarak ini setara dengan
40.000.000.000.000
= 267 380 SA
149.600.000
Pertanyaan yang mungkin muncul di benak anda adalah bagaimana cara
menentukan jarak Bumi ke Matahari sehingga diperoleh angka sebesar itu ?
Lintasan Venus
Lintasan bumi
V
(α+β)
M
β
α
B
Gambar 7.1. Teknik penentuan jarak matahari dari bumi
Teknik modern yang digunakan untuk menentukan jarak Matahari dari Bumi
adalah dengan cara mengukur jarak planet terdekat dari bumi, yaitu planet Venus
dengan menggunakan gelombang radar (microwave). Misalkan pada suatu saat,
kedudukan Bumi, Venus dan Matahari membentuk suatu segitiga BMV (Gambar
7.1). Jika sudut yang diapit oleh garis hubung antara Bumi-Matahari dan garis
hubung Bumi-Venus adalah α, dan sudut yang diapit oleh garis hubung MatahariVenus dan garis hubung Matahari-Bumi adalah β, maka berdasarkan persamaan
aturan sinus yang berlaku untuk sehitiga BMV dapat diperoleh hubungan seperti
berikut: (Kanginan, 1999)
MB
VB
=
sin [180 − (α + β )] sin β
(7.1)
tetapi karena
sin[180 − (α + β )]= sin (α + β )
maka persamaan 7.1 menjadi :
MB
VB
=
sin (α + β ) sin β
(7.2)
Jarak antara Venus dan Bumi (VB) dapat ditentukan dengan cara mengukur
selang waktu (∆t) yang diperlukan oleh gelombang radar yang dipancarkan dari
Bumi untuk menempuh jarak pergi-pulang Bumi-Venus. Persamaan yang
digunakan untuk menentukan VB adalah :
VB =
c × âˆ†t
2
(7.3)
dimana c adalah kecepatan gelombang radar yang nilainya sekitar 3 x 108 m/s.
Karena VB dapat ditentukan, sudut α dan β dapat diukur, maka jarak Matahari
dan Bumi (MB) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 7.2. Dengan
teknik seperti itu diperoleh garak Matahari dari Bumi kira-kira 149. 600. 000 km
yang setara dengan 1 SA. Itulah teknik yang digunakan untuk menentukan jarak
Bumi-Matahari, karena tidak dapat diukur secara langsung.
Dimensi Matahari
Matahari memiliki ukuran garis tengah (diameter) sekitar 1. 400. 000 km
atau memiliki jari-jari (r) sekitar 700. 000 km. Mungkin di benak anda muncul
pertanyaan, bagaimana jari-jari Matahari dapat ditentukan padahal jaraknya saja
jauh sekali dari Bumi? Jika Matahari dianggap berbentuk bola, maka volume
matahari (V) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan volume bola seperti
berikut : (Kanginan, 1999)
V = 4 π r3
3
V=4
3
(7.4)
(3,14)(700.000 km )3
V = 1,44 ×1018 km3
Jika dibandingkan dengan volume Bumi yang memiliki ukuran jari-jari 109 kali
lebih kecil dari jari-jari Matahari, maka volume Matahari ini kira-kira setara
dengan 1.300.000 kali volume Bumi.
r
R
D
2θ
θ
Matahari
Gambar 7.2. Cara penentuan jari-jari matahari
Bumi
Jari-jari matahari dapat ditentukan dengan cara mengukur sudut pandang garis
tengah matahari (D) dari Bumi dan menggunakan aturan perbandingan tangen
sudut. Cara ini dapat digunakan sehubungan jarak antara Matahari dan Bumi telah
diketahui.
Pada Gambar 7.2, r adalah jarak antara Matahari dengan Bumi, R adalah jari-jari
Matahari, dan 2θ adalah sudut pandang garis tengah Matahari dari Bumi. Untuk
sudut θ yang sangat kecil, maka nilai tangen θ mendekati nilai θ, sehingga :
tan gen θ ≈ θ =
R
r
atau
R =θr
(7.5)
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa sudut pandang garis tengah Matahari dari
Bumi (2θ) adalah sekitar 0,53o. Dengan demikian nilai θ adalah sekitar 0,265o
yang identik dengan
0,265o =
0,265
× π radian = 4,625 radian
180
Dengan mensubstitusikan nilai θ ini ke persamaan 7.5 akan didapat nilai jari-jari
matahari seperti berikut :
R =θ r = (4,625)(145.6000.000 km )
R = 6,9 × 105 km
Begitulah jari-jari Matahari dapat ditentukan.
Massa Matahari adalah sekitar 1,99 x 1030 kg, atau 300. 000 kali lebih
besar dari massa Bumi (5,98 x 1024 kg). Bagaimana pula massa Matahari dapat
ditentukan? Massa Matahari dapat ditentukan dari hukum interaksi (gravitasi)
Newton. Sebagaimana telah dibahas pada BBM 6, Bumi bergerak mengitari
Matahari dengan jari-jari orbit r, seperti ditunjukkan pada Ganbar 7.3. Gaya
sentripetal yang menyebabkan Bumi berotasi mengelilingi Matahari adalah gaya
gravitasi Matahari terhadap Bumi, sehingga berlaku hubungan : (Tjasyono, 2003)
Matahari
F
Bumi
r
Orbit Bumi
Gambar 7.3. Interaksi Bumi dan Matahari
Fsentripetal = Fgravitasi
m
v2
Mm
=G 2
r
r
(7.6)
v 2r
G
(7.7)
atau
M=
karena kecepatan linier v dapat dinyatakan dalam kecepatan sudut ω melalui
hubungan v = ω r, maka persamaan 7.7 dapat dituliskan sebagai ;
M=
ω 2r 3
G
(7.8)
tetapi karena kecepatan sudut ini erat hubungannya dengan periode revolusi Bumi
melalui hubungan
2π
T
(7.9)
4π 2 r 3
GT 2
(7.10)
ω=
maka persamaan 7.8 menjadi ;
M =
dengan memasukkan nilai-nilai r, G, dan T ke persamaan 7.20, akan diperoleh
massa Matahari seperti berikut :
M=
(
4π 2 1,496 ×1010 m
(6,67 ×10
−11
)(
)
3
Nm 2 kg − 2 3,15 ×107 s
)
2
= 1,997 x 1030 kg
Begitulah cara yang paling masuk akal untuk menentukan massa Matahari.
Jika massa matahari ini dibagi dengan volumenya, maka akan diperoleh
besaran massa jenis Matahari (ρ), seperti berikut :
ρ=
ρ =
M
V
(7.11)
1,99 × 1030 kg
= 1382 kg / m3
18
3
1,44 ×10 m
Meskipun massa Matahari sangat besar, namun massa jenisnya hanya 1,4 kali
massa jenis air (ρair = 1000 kg/m3). Sebaliknya Bumi yang massanya jauh lebih
kecil dari matahari, massa jenisnya jauh lebih tinggi, yaitu 5,5 kali massa jenis air.
Pertanyaannya, mengapa demikian? Massa jenis Matahari yang rendah ini
berkaitan dengan fakta yang menunjukkan bahwa massa matahari tidak tersebar
merata di seluruh volumnya. Massa matahari yang tinggi hanya terjadi pada
pusatnya (inti) sedangkan bagian luar inti sebagian besar ditempati oleh gas-gas
yang ringan. Jadi massa jenis Matahari yang besar hanya pada bagian inti, yaitu
mencapai 100 kali massa jenis air, tetapi massa jenis untuk bagian luarnya sangat
kecil, jadi jika dirata-ratakan untuk seluruh volum Matahari maka massa jenisnya
akan menjadi kecil (Kanginan, 1999).
Unsur-Unsur Kimia Pembentuk Matahari
Setiap zat atau benda baik yang ukurannya besar maupun kecil sudah tentu
terbentuk dari unsur-unsur kimiawi. Unsur-unsur kimiawi apa sajakah yang
membentuk Matahari? Dan bagaimana cara mengidentifikasi unsur-unsur kimia
yang ada di Matahari? Unsur-unsur kimia pembentuk Matahari dapat ditentukan
melalui analisis spektrum sinar Matahari yang berupa garis-garis gelap. Cabang
ilmu fisika yang secara khusus mempelajari spektra Matahari dengan
menggunakan bantuan spektroskop, spektrometer, atau spektograf disebut
spektroskopi. Hasil analisis terhadap spektra Matahari yang dilakukan dalam
kurun waktu sekitar satu abad, menunjukkan bahwa unsur pembentuk Matahari
terbanyak adalah hidrogen (H) dan helium (He). Hidrogen sebanyak 75 % dan
helium sebanyak 20 %. Unsur-unsur yang lebih berat hanya kira-kira sekitar 2 %
yang terdiri dari unsur-unsur oksigen (O2), karbon (C), dan neon (Ne). Secara
rinci unsur-unsur pembentuk Matahari ditunjukkan pada tabel 7.1 (Kanginan,
1999)
Matahari terdiri dari campuran atom-atom gas, inti-inti atom, dan partikelpartikel sub-atomik, yaitu : elektron, proton, neutron, positron (elektron
bermuatan positif), dan neutrino (partikel tak bermuatan). Seluruh massa materi
pembentuk Matahari ini disebut plasma karena pada suhu yang sangat tinggi
(suhu Matahari) semua atom akan terionisasi sempurna membentuk plasma. Suhu
yang sangat tinggi di Matahari ini hampir tidak memungkinkan adanya senyawa
kimia di Matahari.
Tabel 7.1. Unsur-unsur pembentuk Matahari
No
Persen dari massa
Matahari
Unsur Kimia
1
Hidrogen
(H)
76,4
2
Helium
(He)
21,8
3
Oksigen
(O2)
0,8
4
Karbon
(C)
0,4
5
Neon
(Ne)
0,2
6
Besi
(Fe)
0,1
7
Nitrogen
(N)
0,1
8
Silikon
(Si)
0,08
9
Magnesium
(Mg)
0,07
10
Sulfur
(S)
0,05
11
Nikel
(Ni)
0,01
Suhu Matahari
Setiap pagi kita sering merasakan hangatnya sinar Matahari, bahkan kalau
siang hari lebih panas lagi. Panas dipermukaan Bumi ini timbul akibat
meningkatnya suhu ketika permukaan Bumi menerima sinar Matahari. Kita yang
berada sangat jauh dari Matahari masih dapat menerima panasnya, tentu suhu di
Matahari sangatlah tinggi. Berapakah suhu Matahari dan bagaimana cara
menentukannya? Itulah pertanyaan-pertanyaan yang mungkin muncul di benak
anda. Suhu Matahari sangatlah tinggi dan tidak bisa diukur secara langsung.
Untuk mengetahui suhu dan menaksir keadaan-keadaan di Matahari, para ahli
astronomi menggunakan berbagai metode pengamatan yang didasarkan atas
berbagai teori, misalnya teori penyusutan Helmholtz memperkirakan bahwa suhu
di bagian inti Matahari dapat mencapai 15 juta kelvin (K). Suhu ini dipercaya
sebagai suhu pada inti matahari yang menyebabkan reaksi fusi inti dapat
berlangsung.
Energi yang memancar dari inti Matahari memanaskan permukaan luarnya
(fotosfer). Suhu fotosfer bisa ditentukan dari hukum pergeseran Wien, yaitu
dengan cara mengamati spektrum radiasi Matahari. Dengan menggunakan hukum
ini, suhu fotosfer dapat diperkirakan sekitar 5700 K (Kanginan, 1999).
Struktur Matahari
Bagaimana struktur fisik dari Matahari dan proses-proses apa yang terjadi
pada bagian-bagian struktur Matahari? Struktur Matahari terdiri atas empat
lapisan, yaitu bagian inti Matahari (Solar Core), lapisan fotosfer (Photospere),
lapisan kromosfer, dan lapisan korona (Corona), seperti ditunjukkan pada Gambar
7.4. Inti Matahari adalah bagian dalam Matahari yang merupakan pusatnya.
Gambar 7.4. Struktur Matahari (http://en.wikipedia.org)
Bagian ini merupakan tempat terjadinya proses pembentukan energi melalui
reaksi fusi rantai proton-proton. Oleh karena itu suhu di bagian inti Matahari
sangat tinggi, kira-kira mencapai 15 juta kelvin. Energi yang dihasilkan
dirambatkan menuju bagian permukaan Matahari melalui dua cara, yaitu pertama
perambatan energi dari inti Matahari menuju permukaan Matahari secara radiasi
(pancaran gelombang elektromagnetik) melalui plasma (gas panas) yang memiliki
massa jenis besar yang terdapat di bagian dalam Matahari. Kedua perambatan
energi dari bagian inti yang dekat ke permukaan menuju permukaan matahari
secara konveksi (perpindahan panas yang disertai perpindahan partikel-partikel
perantaranya) (Kanginan, 1999).
Fotosfer (Photosphere) atau disebut juga lapisan cahaya adalah bagian
Matahari yang dapat dilihat manusia. Batas sebelah luar dari fotosfer merupakan
pinggiran (tepi) cakram matahari yang tampak seperti cahaya putih. Karena itu
fotosfer disebut juga cakram Matahari. Lapisan
fotosfer tidak terlalu tebal,
kedalamannya hanya sekitar 320 km atau kurang dari 1/2000 jari-jari Matahari.
Suhu fotosfer bagian dalam dapat mencapai 6000 K, sedangkan di bagian luarnya
hanya sekitar 4300 K. Gas-gas panas pada fotosfer memancarkan cahaya dengan
intensitas yang sangat kuat, sehingga cahaya fotosfer tampak nerwarna kuning
jika dilihat dari bumi. Unsur –unsur utama penyusun Fotosfer adalah hidrogen (94
%), helium (5,9 %), dan elemen-elemen yang lebih berat seperti karbon, oksigen,
nitrogen, dan neon (0,1 %).
Lapisan kromosfer adalah lapisan yang terdapat di atas lapisan fotosfer,
yang disebut juga atmosfer Matahari. Unsur penyusun atmosfer ini sebagian besar
adalah hidrogen. Atmosfer Matahari terdiri dari dua lapisan, yaitu lapisan bawah
yang paling dekat dengan fotosfer yang disebut kromosfer atau bola warna dan
lapisan atas atau sebelah luar yang disebut korona atau mahkota. Lapisan
kromosfer menjulang 12000 km di atas fotosfer, dan memiliki tebal kira-kira 2500
km. Suhu pada bagian atas lapisan ini dapat mencapai di atas 10000 K. Kromosfer
dan korona biasanya tidak dapat dilihat oleh manusia di Bumi, karena intensitas
sinar yang dipancarkan oleh keduannya tidak sekuat yang dipancarkan oleh
fotosfer, sehingga cahaya yang menyilaukan dari fotosfer merintangi manusia
untuk melihat keduanya. Hal lain yang juga merintangi manusia untuk melihat
kromosfer dan korona adalah efek dari atmosfer bumi. Namun demikian pada saat
tertentu atmosfer Matahari (kromosfer dan korona) dapat juga dilihat oleh
manusia, yaitu ketika terjadi gerhana Matahari total (Bulan menutupi fotosfer).
Dalam kejadian ini kromosfer dapat dilihat manusia, bentuknya seperti cincin
kecil dengan nyala merah kuat.
Korona adalah lapisan atmosfer Matahari yang terletak di sebelah atas
kromosfer. Meskipun letaknya jauh dari inti matahari sebagai penghasil energi,
korona memiliki suhu yang jauh lebih tinggi dibanding lapisan kromosfer, para
ahli astronomi memperkirakan suhu korona mencapai 2.000.000 kelvin pada
bagian luarnya. Hal yang menyebabkan suhu korona demikian tinggi meskipun
jaraknya jauh dari inti adalah akibat adanya pemaksaan pemindahan kalor (energi)
secara konveksi pada fotosfer dan kromosfer, memanaskan secara intensif gas
yang sangat tipis pada lapisan korona. Akibat suhu yang sangat tinggi ini, korona
mengembang sangat cepat dalam ruang hampa. Selama gerhana matahari total
berlangsung, fotosfer tertutup oleh bulan dan akan tampak oleh mata telanjang
suatu bentuk mahkota di sebelah luar cincin berwarna merah (kromosfer). Oleh
karena itu korona disebut juga mahkota Matahari.
Gambar 7.5. Korona (http://en.wikipedia.org)
Sebetulnya untuk mengamati korona tidak perlu menunggu terjadinya gerhana
Matahari total. Korona dapat diamati dengan menggunakan bantuan alat teleskop
khusus yang disebut koronagraf (coronagraph), yang dapat menciptakan gerhana
matahari total buatan karena alat ini dilengkapt dengan suatu cakram hitam yang
diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat menutupi cahaya dari fotosfer.
Gambar 7.5 memperlihatkan citra korona.
B. Karakteristik Planet-Planet
Setelah kita mengetahui karakteristik Matahari, marilah sekarang kita
mempelajari karakteristik masing-masing planet anggota tata surya, apa saja
persamaan dan perbedaan dari karakteristik setiap planet?
1. Karakteristik Planet Merkurius
Bagaimanakah karakteristik planet Merkurius? Planet Merkurius memiliki
ukuran garis tengah sekitar 4. 862. 000 km. Massanya sekitar 0,055 kali massa
Bumi, dan massa jenisnya adalah sekitar 5400 kg/m3. Jaraknya dari Matahari
adalah 0,39 SA. Periode revolusi planet Merkurius adalah 88 hari, sedangkan
periode rotasinya adalah 59 hari. Percepatan gravitasi Merkurius adalah 0,38 kali
percepatan gravitasi Bumi. Citra planet Merkurius ditunjukkan pada Gambar 7.6
Gambar 7.6. Citra planet Merkurius (http://en.wikipedia.org)
Planet merkurius memiliki medan magnet yang lemah sehingga
kemungkinan besar bagian dalam Merkurius mirip dengan Bumi, yaitu pada
intinya banyak mengandung logam paduan besi (besi-nikel) dan lapisan tipis
selubung dari bahan silikat. Suhu permukaan planet ini pada siang hari sangat
tinggi, dapat mencapai 700 K (427oC), pada saat Matahari terbenam (sore hari)
suhu pernukaan Merkurius menurun hingga mencapai 425 K (152oC), dan suhu
terendah terjadi pada tengah malam, yaitu mencapai sekitar 100 K (-173o C). Ini
merupakan rentang temperatur terbesar dibanding rentang temperatur yang terjadi
pada planet-planet lain dalam sistem tata surya kita. Di Bumi variasi suhu antara
siang dan malam jarang sekali melebihi 20 K.
Hari-hari panas yang lama dan laju penurunan suhu yang sangat cepat
menandakan bahwa Merkurius tidak memiliki atmosfer. Merkurius hanya
memantulkan 6 persen cahaya matahari yang diterimanya (albedo Merkurius
adalah sekitar 0,06) (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003).
2. Karakteristik Planet Venus
Bagaimanakah karakteristik planet Venus ? Planet Venus memiliki ukuran
garis tengah sekitar 12. 190. 000 km. Massanya sekitar 0,82 kali massa Bumi, dan
massa jenisnya adalah sekitar 5200 kg/m3. Jaraknya dari Matahari adalah 0,72
SA. Periode revolusi planet Venus adalah 225 hari, sedangkan periode rotasinya
adalah 243 hari (retrogade). Percepatan gravitasi Venus adalah 0,91 kali
percepatan gravitasi Bumi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa planet Venus
tidak memiliki medan magnet yang terasa pengaruhnya seperti di Bumi. Dengan
massa jenis yang hampir sama dengan Bumi, diperkirakan bagian dalam planet
Venus mirip dengan bagian dalam Bumi, yaitu mengandung lapisan batuan besar
dan inti logam. Gambar 7.7 menunjukkan citra Venus.
Atmosfer Venus
mengandung kira-kira 96 % karbondioksida, 3 %
nitrogen, sejumlah argon, sedikit uap air (bervariasi antara 0,1% hingga 0,4 %),
oksigen, hidrogen klorida, hidrogen flourida hidrogen sulfida, sulfur dioksida,
helium, dan karbon monoksida.
Gambar 7.7. Citra planet Venus (http://en.wikipedia.org)
Suhu pada planet ini juga sangat tinggi, pada permukaannya suhu
mencapai 480oC, cukup untuk melebur beberapa jenis logam seperti alumunium,
timbal, dan seng. Suhu yang sangat tinggi ini diprediksi terjadi sebagian akibat
adanya suatu peristiwa yang dikenal sebagai efek rumah kaca. Dalam peristiwa
ini, sinar Matahari masuk melalui atmosfer dan memanasi permukaan planet.
Sinar yang panas ini lalu diradiasikan keluar, tetapi tidak dapat menembus
karbondioksida atmosfer. Sinar radiasi tersebut malah terperangkap diantara
permukaan planet dan lapisan bawah selubung awan. Peritiwa tersebut
menyerupai suatu rumah kaca yang bagian atapnya dirancang untuk mengurung
udara panas, sehingga menjadi sebuah rumah panas. Planet Venus memantulkan
sebagian besar (sekitar 76 %) cahaya yang diterimanya dari Matahari (albedo
Venus = 0,76) (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003).
3. Karakteristik Planet Bumi
Bagaimanakah karakteristik planet Bumi yang kita diami? Planet Bumi
memiliki ukuran garis tengah sekitar 12. 725. 000 km. Massanya adalah sekitar 6
x 1024 kg, dan massa jenisnya adalah sekitar 5500 kg/m3 atau 5,5 kali massa jenis
air. Jaraknya dari Matahari adalah 1 SA (149,6 juta km). Periode revolusi planet
Bumi adalah 365,25 hari, sedangkan periode rotasinya adalah 23,9 hari.
Percepatan gravitasi Bumi adalah 9,8 gr/cm2. Massa jenis Bumi yang besar
menandakan bahwa bagian inti Bumi terdiri atas campuran batuan dan bahan
paduan logam. Hasil penyelidikan menunjukkan bahwa pada inti bumi banyak
mengandung logam paduan besi (besi-nikel) dan lapisan tipis selubung yang
terbentuk dari bahan silikat. Kebanyakan batuan memiliki massa jenis antara 2000
– 4000 kg/m3, sedangkan besi murni memiliki massa jenis 7888 kg/m3. Citra
Bumi ditunjukkan pada gambar 7.8.
Gambar 7.8. Citra planet Bumi (http://en.wikipedia.org)
Bumi memiliki atmosfer yang kondusif untuk menjamin adanya
kehidupan. Atmosfer juga berfungsi untuk melindungi kehidupan di Bumi dari
radiasi Matahari yang kuat pada siang hari dan benda-benda angkasa lainnya.
Komposisi unsur penyusun atmosfer Bumi antara lain gas Nitrogen (N) sekitar 78
%, gas Oksigen (O2) sekitar 21 %, gas Argon (Ar) sekitar 0,9 %, dan Karbon
dioksida (CO2) sekitar 0,3 %. Selain itu juga terdapat sejumlah kecil unsur-unsur
lain seperti gas Neon, hidrogen, helium, kripton, ozon, dan uap air. Oksigen
sangat berperan dalam kehidupan makhluk hidup di Bumi, fungsinya sebagai
pengubah zat makanan menjadi energi yang dibutugkan untuk kelangsungan
hidup mahluk hidup.
Planet Bumi memiliki medan magnet yang cukup lemah. Suhu di Bumi
juga sangat kondusif untuk menunjang adanya kehidupan. Perubahan suhu harian
di permukaan Bumi juga tidak terlalu ekstrim, dari yang terendah hingga yang
tertinggi tidak melebihi 20oC (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003).
4. Karakteristik Planet Mars
Bagaimanakah karakteristik planet Mars? Planet Mars memiliki ukuran
garis tengah sekitar 6.780.000 km. Massanya sekitar 0,11 kali massa Bumi, dan
massa jenisnya adalah sekitar 3930 kg/m3. Jaraknya dari Matahari adalah 1,52
SA. Periode revolusi planet Mars adalah 1,9 tahun, sedangkan periode rotasinya
adalah 24,6 jam. Percepatan gravitasi Mars adalah 0,38 kali percepatan gravitasi
Bumi. Mars memiliki medan magnet lemah, hanya 0,002 kali medan magnet
Bumi. Karena massa jenis Mars lebih rendah dari massa jenis Bumi. Karena itu
bagian dalam planet Mars diduga berbeda dengan bagian dalam Bumi. Bagian
intinya diperkirakan lebih kecil dari intu Bumi, dan kemungkinan mengandung
campuran besi dan besi sulfida. Lapisannya boleh jadi sama dengan lapisan Bumi,
yang terbuat dari olivin (besi-magnesium silikat), besi oksida, dan sejumlah air.
Citra Mars ditunjukkan pada Gambar 7.9.
Atmosfer Mars sangat tipis, sehingga tekanan pada permukaan sangat
rendah, yaitu sekitar 0,005 kali tekanan pada permukaan Bumi. Atmosfer Mars
yang tipis ini mengandung 95 % karbondioksida, 0,1 sampai 0,4 % molekul
oksigen, 2 sampai 3 % molekul nitrogen, dan kira-kira 1 sampai 2 % argon.
Akibat atmosfer Mars yang tipis, maka tidak dapat melindungi sebagian besar
permukaannya terhadap perubahan suhu dan radiasi ruang angkasa. Ionosfer
Mars, yaitu lapisan atmosfer Mars yang bermuatan listrik, sangat lemah sehingga
radiasi berbahaya dari Matahari dan ruang angkasa dengan mudah dapat mencapai
permukaan Mars.
Gambar 7.9. Citra planet Mars (http://en.wikipedia.org)
Mars sedikit lebih dingin dibanding Bumi, suhunya berkisar dari yang
paling dingin cukup untuk membekukan gas karbon monoksida menjadi es kering,
hingga yang paling panas cukup untuk melelehkan es biasa. Mars memantulkan
15 % cahaya Matahari yang diterimanya (albedo Mars = 0,15) (Kanginan, 1999,
Tjasyono, 2003).
5. Karakteristik Planet Jupiter
Bagaimanakah
karakteristik planet Jupiter ? Planet Jupiter memiliki
ukuran garis tengah sekitar 142. 860. 000 km. Massanya sekitar 318 kali massa
Bumi, dan massa jenisnya adalah sekitar 1330 kg/m3. Jaraknya dari Matahari
adalah 5,2 SA. Periode revolusi planet Jupiter adalah 11,9 tahun, sedangkan
periode rotasinya adalah 9,8 jam. Percepatan gravitasi Jipiter adalah 2,53 kali
percepatan gravitasi Bumi. Gambar 7.10 menunjukkan citra Jupiter.
Salah satu faktor yang membedakan planet besar dengan planet-planet
yang menyerupai Bumi (terrestrial) adalah bahwa planet besar selalu memiliki
massa jenis yang lebih kecil dibanding planet-planet terrestrial. Massa jenis yang
rendah tersebut menunjukkan bahwa planet-planet besar disusun oleh material-
material yang sama sekali berbeda dengan material-material yang menyusun
planet terrestrial. Planet terrestrial pada dasarnya disusun oleh unsur-unsur batuan
dan logam-logam yang mengandung unsur besi, alumunium, oksigen dan silikon.
Planet Jupiter disusun terutama oleh unsur hidrogen dan helium dalam fase cair
atau gas.
Gambar 7.10. Citra planet Jupiter (http://en.wikipedia.org)
Jupiter seringkali terlihat tampak cerah meskipun jaraknya dari Bumi
sangat jauh. Hal ini terjadi karena selain planet ini ukurannya besar, juga karena
planet ini memantulkan 70 % cahaya Matahari yang jatuh ke permukaannya
(albedo Jupiter = 0,70).
Zat-zat dalam atmosfer Jupiter bersifat racun yang dapat mematilemaskan
makhluk hidup yang berasal dari Bumi. Zat-zat berbahaya tersebut antara lain
adalah hidrogen, helium, dan senyawa metana penghasil hidrogen, amoniak, dan
mungkin hidrogen sulfida. Atmosfer Jupiter sangat sedikit mengandung unsurunsur atmosfer Bumi seperti molekul oksigen, nitrogen, dan karbon dioksida yang
bebas. Pada planet Jupiter diduga terkandung unsur air (Kanginan, 1999,
Tjasyono, 2003).
6. Karakteristik Planet Saturnus
Bagaimanakah karakteristik planet Saturnus ? Planet Saturnus memiliki
ukuran garis tengah sekitar 120. 000. 000 km. Massanya sekitar 94,3 kali massa
Bumi, dan massa jenisnya adalah sekitar 710 kg/m3. Jaraknya dari Matahari
adalah 9,54 SA. Periode revolusi planet Saturnus adalah 29,5 tahun, sedangkan
periode rotasinya adalah 10,7 jam. Percepatan gravitasi Saturnus adalah 1,07 kali
percepatan gravitasi Bumi. Citra Saturnus ditunjukkan oleh Gambar 7.11.
Gambar 7.11. Citra planet Saturnus (http://en.wikipedia.org)
Bagian dalam planet Saturnus diduga menyerupai bagian dalam Matahari.
Saturnus memiliki inti batuan kecil dengan garis tengah sekitar 20.000 km dan
massanya 20 kali massa Bumi. Kemungkinan besar planet tersebut memiliki
daerah hidrogen cair yang luas dan daerah hidrogen metalik cair yang lebih
kecil. Jadi seperti halnya Jupiter, kebanyakan unsur penyusun bagian dalam
Saturnus berada dalam fase cair.
Hasil analisis spektroskopi menunjukkan bahwa atmosfer Saturnus cukup
tebal. Unsur penyusun atmosfer Saturnus dapat dikatakan mirip dengan unsur
penyusun atmosfer Jupiter, terutama mengandung hidrogen dan helium. Seperti
halnya Jupiter, pada atmosfer saturnus terkandung amoniak maupun gas metana.
Tetapi jika pada atmosfer Jupiter amoniak lebih banyak dari metana, sebaliknya
pada atmosfer Saturnus metana lebih banyak dari amoniak (Kanginan, 1999,
Tjasyono, 2003).
7. Karakteristik Planet Uranus
Bagaimanakah
karakteristik planet Uranus? Planet Uranus memiliki
ukuran garis tengah sekitar 50. 100. 000 km. Massanya sekitar 14,54 kali massa
Bumi, dan massa jenisnya adalah sekitar 1270 kg/m3. Jaraknya dari Matahari
adalah 19,19 SA. Periode revolusi planet Uranus adalah 84 tahun, sedangkan
periode rotasinya adalah 17,24 jam (retrograsi). Percepatan gravitasi Uranus
adalah 0,92
kali percepatan gravitasi Bumi. Citra Uranus ditunjukkan pada
Gambar 7.12.
Gambar 7.12. Citra planet Uranus (http://en.wikipedia.org)
Massa jenis Uranus yang sangat rendah
menunjukkan bahwa Uranus
tersbentuk dari unsur-unsur ringan. Diperkirakan unsur pembentuk Uranus adalah
15 % hidrogen dan helium, 60 % bahan es yaitu air, metana dan amoniak, dan
25% bahan-bahan yang terdapat di Bumi seperti silikat dan besi.
Seperti halnya Jupiter dan Saturnus, atmosfer Uranus mengandung
melekul hidrogen dan helium. Atmosfer planet ini juga mengandung gas metana.
Suhu atmosfer Uranus bagaian atas sangat dingin, yaitu sekitar 58 K (-215oC)
(Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003).
8. Karakteristik Planet Neptunus
Bagaimanakah karakteristik planet Neptunus ? Planet Neptunus memiliki
ukuran garis tengah sekitar 48. 600. 000 km. Massanya sekitar 17,2 kali massa
Bumi, dan massa jenisnya adalah sekitar 1700 kg/m3. Jaraknya dari Matahari
adalah 30,07 SA. Periode revolusi planet Neptunus adalah 164,8 tahun, sedangkan
periode rotasinya adalah 15,8 jam. Percepatan gravitasi Neptunus adalah 1,18 kali
percepatan gravitasi Bumi. Citra Neptunus ditunjukkan pada Gambar 7.13.
Gambar 7.13. Citra planet Neptunus (http://en.wikipedia.org)
Unsur utama penyusun planet Neptunus adalah molekul hidrogen dan
helium, serta sejumlah kecil metana. Berdasarkan gasil analisis foto inframerah
diperkirakan bahwa suhu Neptunus sekitar 60 K (-213oC). Neptunus merupakan
pemantul cahaya matahari terbesar dibanding planet-planet lainnya. Albedo
Neptunus adalah 0,84, lebih besar dari planet Venus yang cerah (albedo 0,76).
Induksi magnetik di Neptunus besarnya kira-kira seperlima induksi magnetik di
Bumi (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003).
9. Karakteristik Pluto
Bagaimanakah karakteristik Pluto ? Meskipun masih menjadi perdebatan
tentang Pluto tergolong planet atau bukan, tapi tidak ada salahnya kita ketahui
karakteristiknya. Pluto memiliki ukuran garis tengah sekitar 2. 400. 000 km.
Massanya sekitar 0,002 kali massa Bumi, dan massa jenisnya adalah sekitar 1700
kg/m3. Jaraknya dari Matahari adalah 39,46 SA. Periode revolusi Pluto adalah
248,4 tahun, sedangkan periode rotasinya adalah 6,39 hari. Percepatan gravitasi
Pluto adalah 0,03 kali percepatan gravitasi Bumi.
Suhu permukaan Pluto pada siang hari tidak melebihi 60 K (-213oC). Hal
ini menandakan bahwa Pluto ditutupi oleh metana beku. Hasil pengamatan barubaru ini menunjukkan adanya unsur nitrogen beku dan karbon monoksida beku
selain metana beku. Albedo Pluto adalah 0,5.
Pluto memiliki atmosfer yang terbentang 600 km di atas permukaannya.
Atmosfer ini kemungkinan mengandung gas nitrogen, karbon monoksida, dan
metana yang telah dibebaskan oleh es pada permukaan planet ketika planet
mendapat panas. Tekanan atmosfer Pluto adalah sekitar 10-8 atm (Kanginan, 1999,
Tjasyono, 2003).
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. a. Urutkan bagian-bagian Matahari dari suhunya tertinggi hingga terendah !
b. Urutkan bagian-bagian Matahari dari yang massa jenisnya terbesar hingga
terkecil !
c. Urautkan unsur-unsur kimia yang membantuk
Matagari dari yang
komposisinya terbesar hingga terkecil !
2. Lakukan perbandingan karakteristik antar planet, dan jawablah pertamyaan
berikut !
1
a. Planet mana yang memiliki ukuran terkecil ?
b. Planet mana yang memiliki ukuran terbesar ?
2
a. Planet mana yang jaraknya terdekat ke Matahari ?
b. Planet mana yang jaraknya terjauh ke Matahari ?
3
a. Planet mana yang memiliki massa terkecil ?
b. Planet maana yang memiliki massa terbesar ?
4
a. Planet mana yang memiliki massa jenis terkecil ?
b. Planet mana yang memiliki massa jenis terbesar ?
5
a. Planet mana yang periode revolusinya tersingkat ?
b. Planet mana yang periode revolusinya terlama ?
6
a. Planet mana yang periode rotasinya tersingkat ?
b. Planet mana yang periode rotasinya terlama ?
7
a. Planet mana yang pecepatan gravitasinya terkecil ?
b. Planet mana yang percepatan gravitasinya terbesar ?
8
a. Planet mana yang albedonya terkecil ?
b. Planet mana yang albedonya terbesar ?
Ranbu-Ranbu Jawaban
1. Baca karakteristik Matahari dengan seksama, lalu catat karakteristik setiap
bagian Matahari yang ditanyakan dengan cara diurutkan dari yang terkecil
hingga yang tebesar.
2. Baca karakteristik setiap planet dengan seksama, lalu catat karakteristik yang
ditanyakan dengan cara diurutkan dari yang terkecil hingga yang tebesar.
Setelah itu lalu jawab pertanyaan di atas dengan mengisi tabel berikut :
Karakteristik planet
Ukuran
Jarak ke matahari
Massa
Massa jenis
Periode revolusi
Periode rotasi
Percepatan gravitasi
Albedo
Terkecil
Terbesar
RANGKUMAN
Matahri meruapak pusat tata surya yang dikelilingi oleh anggota tata surya
seperti planet, asteroid, komet, dan yang lainnya. Matahari memiliki ukuran
vilume yang sangat besar, yaitu kira-kira 1.300.000 kali volume bumi. Matahari
juga memiliki massa yang besar. Akan tetapi massa matahari tidak tersebar merata
di seluruh volumnya, massa matahari terbesari hanya terjadi pada pusatnya (inti)
sedangkan bagian luar inti sebagian besar ditempati oleh gas-gas yang ringan.
Akibatnya meskipun Matahari memiliki massa yang besar, tetapi massa jenisnya
rata-ratanya kecil yaitu hanya 1,4 kali massa jenis air. Massa jenis matahari
terbesar hanya pada bagian inti, yaitu mencapai 100 kali massa jenis air. Unsur
kimia pembentuk Matahari terbanyak adalah hidrogen dan helium. Struktur
Matahari terdiri atas empat lapisan, yaitu bagian inti, lapisan fotosfer, lapisan
kronosfer, dan lapisan korona. Bagian Inti merupakan tempat terhadinya proses
pembentukan energi Matahari melalui reaksi fusi rantai proton-proton, oleh
karena itu suhu bagian inti sangat tinggi, kira-kira mencapai 15 juta kelvin
Fotosfer atau disebut juga lapisan cahaya adalah bagian Matahari yang dapat
dilihat manusia. Lapisan fotosfer tidak terlalu tebal, kedalamannya hanya sekitar
320 km atau kurang dari 1/2000 jari-jari Matahari. Suhu fotosfer bagian dalam
dapat mencapai 6000 K, sedangkan di bagian luarnya hanya sekitar 4300 K.
Lapisan kromosfer adalah lapisan yang terdapat di atas lapisan fotosfer, yang
disebut juga atmosfer Matahari. Unsur penyusun atmosfer ini sebagian besar
adalah hidrogen. Lapisan kromosfer menjulang 12000 km di atas fotosfer, dan
memiliki tebal kira-kira 2500 km. Suhu pada bagian atas lapisan ini dapat
mencapai di atas 10000 K. Korona adalah lapisan atmosfer Matahari yang terletak
di sebelah atas kromosfer. Meskipun letaknya jauh dari inti matahari sebagai
penghasil energi, korona memiliki suhu yang jauh lebih tinggi dibanding lapisan
kromosfer, yaitu mencapai 2.000.000 kelvin pada bagian luarnya
Ditinjau dari unsur pembentuknya, secara garis besar dapat digolongkan
dua jenis planet, yaitu planet-planet yang unsur pembentuknya menyerupai
matahari dan planet-planet unsur pembentuknya menyerupai Bumi (terrestrial).
Planet besar seperti Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus memiliki unsur
pembentuk seperti Matahari, sedangkan palnet-planet kecil seperti Merkurius,
Venus, dan Mars memiliki unsur pembentuk seperti Bumi. Planet-planet besar
selalu memiliki massa jenis yang lebih kecil dibanding planet-planet terrestrial.
Planet terrestrial pada dasarnya disusun oleh unsur-unsur batuan dan logam-logam
yang mengandung unsur besi, alumunium, oksigen dan silikon, sedangkan planet
besar seperti Jupiter disusun terutama oleh unsur hidrogen dan helium dalam fase
cair atau gas.
TES FORMATIF 1
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Unsur pembentuk Matahari yang komposisinya paling banyak adalah .........
A. Helium
B. Hidrogen
C. Oksigen
D. Nitrogen
E. Karbon dioksida
2. Bagian Matahari yang disebut lapisan cahaya adalah …….
A. Kromosfer
B. Korona
C. Inti
D. Fotosfer
E. Sunspot
3. Bagian Matahari yang terlihat seperti cincin kecil dengan nyala merah kuat
ketika terjadi gerhana Matahari total .adalah .........
A. Kromosfer
B. Korona
C. Mahkota
D. Fotosfer
E. Inti
4. Massa Matahari sangat besar sehingga .........
A. Massa jenisnya juga sangat besar
B. Massa jenis terbesar hanya pada bagian permukaan
C. Massa jenis terbesar hanya pada bagian korona
D. Massa jenis terbesar hanya pada bagian kromosfer
E. Massa jenis terbesar hanya pada bagian Inti
5. Seorang Astronout akan memiliki berat paling kecil ketika berada pada
permukaan planet
A. Merkurius
B. venus
C. Bumi
D. Yupiter
E. Neptunus
6. Planet yang memiliki albedo terbesar adalah ........
A. Mars
B. Venus
C. Jupiter
D. Neptunus
E. Uranus
7. Planet yang periode rotasinya paling pendek adalah ........
A. Venus
B. Pluto
C. Saturnus
D. Uranus
E. Bumi
8. Planet yang mengandung gas hidrogen dan helium paling paling banyak
adalah ........
A. Merkurius
B. Venus
C. Mars
D. Bumi
E. Jupiter
9. Planet-planet yang unsur pembentuknya mirip unsur pembentuk Matahari
adalah .........
A. planet Saturnus
B. planet Mars
C. planet Bumi
D. planet Merkurius
E. planet Venus
10. Planet yang memiliki percepatan gravitasi paling besar adalah ........
A. planet Merkurius
B. planet Mars
C. planet Bumi
D. planet Jupiter
E. planet Saturnus
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 7.1 yang
terdapat pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang
benar, kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
anda terhadap materi kegiatan belajar 1 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada kegiatan belajar selanjutnya yaitu kegiatan belajar 2, Bagus !
Tetapi apabila tingkat penguasaan materi anda masih di bawah 80 %, anda harus
mengulang kembali kegiatan belajar 1, terutama pada bagian yang belum anda
kuasai.
KEGIATAN BELAJAR 2 :
KARAKTERISTIK ANGGOTA TATA SURYA LAINNYA
PENGANTAR
Selain Matahari dan planet-planet, juga terdapat benda-benda lain yang
merupakan anggota tata surya kita, yaitu, asteroid, satelit alamiah, komet, dan
meteoroid. Ukuran benda-benda ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan ukuran
planet-planet. Seperti halnya planet-planet, benda-benda ini juga bergerak
mengitari Matahari. Asteroid dan satelit alamiah diperkirakan terbentuk
bersamaan dengan terbentuknya tata surya. Fakta pengamatan yang menunjukkan
adanya perilaku yang berbeda dari ke empat benda ini, mengindikasikan bahwa
masing-masing benda ini memiliki ciri karaketristik yang berbeda-beda.
Apakah Asteroid, satelit, komet dan meteoroid itu? Asteroid merupakan
kumpulan dari ribuan planet-planet kecil dan pecahan-pecahan benda angkasa
yang membentuk sebuah sabuk (belt) yang terletak diantara planet Mars dan
planet Jupiter. Satelit berarti suatu benda kecil yang bergerak mengitari suatu
planet sebagai pengiring. Satelit alamiah yang dimiliki oleh setiap planet
jumlahnya berbeda-beda, ada juga planet yang tidak memiliki satelit seperti planet
Merkurius dan planet Venus. Planet yang memiliki satelit terbanyak adalah
Saturnus, yaitu sebanyak 19 buah. Komet adalah benda antar planet yang
terbentuk dari es yang sangat padat, dan ketika mendekati Matahari mengeluarkan
gas berbentuk kepala yang berpijar dan semburan yang terlihat seperti ekor.
Bagian-bagian dari sebuah komet adalah bagian inti, koma, awan hidrogen, dan
ekor. Sedangkan meteoroid merupakan benda-benda langit yang tergolong kecil
ukurannya yang bergerak mengelilingi Matahari dan terdapat pada ruang antar
planet. Meteoroid kadang-kadang tertarik dan masuk ke atmosfer Bumi. Akibat
adanya gesekan dengan atmosfer Bumi, maka meteoroid akan terbakar dan di
langit tampak ada lintasan pijar yag disebut meteor. Meteoroid yang tidak habis
terbakar dan dapat mencapai permukaan Bumi dikenal dengan sebutan meteorit.
A. Karakteristik Asteroid
Bagaimanakah karakteristik Asteroid? Asteroid merupakan kumpulan dari
ribuan planet-planet kecil dan pecahan-pecahan benda angkasa yang membentuk
sebuah sabuk (belt) yang terletak diantara planet Mars dan planet Jupiter. Asteroid
sebagai batas antara planet dalam dan planet luar. Kadang-kadang asteroid ini
disebut juga planetoid (planet kecil).
Asteroid
Gambar 7.14. Asteroid diantara orbit Mars dan Jupiter (http://en.wikipedia.org)
Kapan Asteroid ditemukan? Pada tahun 1801, seorang astronom Italia
yang bernama Guiseppi Piazzi menemukan sebuah titik cahaya yang berpindahpindah tempat, yang terletak diantara lintasan orbit Mars dan orbit Jupiter. Piazzi
menduga titik cahaya tersebut merupakan sebuah komet. Tetapi seorang antronom
lain yang bernama Johan Elert Bode, memperkirakan benda tersebut adalah
planet. Karena jenis benda tersebut belum diketahui dengan pasti, para astromom
kemudian menamainya dengan sebutan Ceres yang diambil dari nama
dewi
pertanian bangsa Romawi. Hasil penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa
diameter (garis tengah) Ceres jauh lebih kecil dari ukuran planet, yaitu hanya
sekitar 750 km. Karena ukurannya sangat kecil, kemudian para astronom
meramalkan bahwa benda-benda semacam ini jumlahnya akan banyak. Ramalan
tersebut terbukti beberapa tahun kemudian dengan ditemukannya tiga buah benda
serupa tetapi ukurannya lebih kecil dari Ceres yang diberi nama Vesta, Juno, dan
Pallas. Hingga saat ini telah ditemukan 100.000 lebih benda seperti itu, dan
hingga tahun 1987, 3500 diantaranya telah dicatat dan diberi nama. Ceres
merupakan asteroid terbesar diantara yang telah ditemukan.
Dimanakah letak Asteroid? Kebanyakan orbit asteroid berada diantara
orbit Mars dan Jupiter. Sekitar 90 % dari jumlah asteroid memiliki jarak ke
Matahari antara 2,3 sampai 3,3 SA, atau jika diambil rata-ratanya adalah sekitar
2,8 SA. Berdasarkan hasil penyelidikan pada astronom, beberapa Asteroid yang
berukuran kecil memiliki lintasan orbit yang sangat aneh. Ada lintasan Asteroid
yang melalui orbit Jupiter atau melewati orbit Mars mendekati Bumi. Bahkan
pada suatu saat, asteroid kecil yang diberi nama Hermes sempat bergerak hingga
sangat dekat dengan Bumi. Keadaan ini tentu sempat mengkhawatirkan penduduk
Bumi, karena jika terjadi tabrakan, maka akan menimbulkan bencana yang cukup
dahsyat di Bumi. Akan tetapi sebenarnya hal itu sangat kecil kemungkinan
terjadinya, karena Hermes memiliki lintasan tertentu yang tidak bersinggungan
dengan lintasan orbit Bumi.
Hingga saat ini para ahli belum dapat menjelaskan secara pasti dari mana
asal mula atau bagaimana terbentuknya asteroid. Selama ini para ahli hanya
menduga-duga sesuai dengan data pengamatan yang mereka lakukan. Sebagian
astronom menduga asteroid berasal dari pecahan planet tua yang telah hancur.
Sebagian astronom lainnya menduga bahwa asteroid terbentuk secara bersamaan
dengan terbentuknya planet-planet, jadi bahan pembentuknya juga sama dengan
bahan pembentuk planet. Ada juga kelompok astronom yang menduga bahwa
beberapa Asteroid kecil berasal dari serpihan benda-benda langit yang saling
berbenturan. Sekarang ini para astronom meyakini bahwa pada awalnya Asteroid
merupakan bahan tata surya yang tidak pernah bergabung membentuk sebuah
planet tunggal. Keyakinan ini diperkuat dengan beragamnya ukuran Asteroid
yang ditemukan.
Pada tahun 1977 para astronom menemukan Asteroid pertama yang
memiliki orbit sangat eliptik dengan periode orbit 50 tahun yang terletak antara
Saturnus dan Uranus. Ini adalah Asteroid paling jauh yang dapat teramati, diberi
nama Chiron. Chiron tergolong Asteroid kecil dengan garis tengah kurang dari
200 mil, dan karena lintasan orbitnya yang sangat eliptik, maka pada akhirnya
Chiron mungkin akan bertabrakan dengan salah satu planet, atau tersingkir dari
sistem tata surya (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003).
B. Karakteristik Satelit Alamiah
Bagaimanakah karakteristik Satelit alamiah? Dari hasil pengamatan, dalam
sistem tata surya terdeteksi ada benda-benda yang begerak mengitari planetplanet. Benda-benda seperti itu kemudian dikenal dengan istilah satelit, yang
diambil dari bahasa latin ’satelles’ yang berarti seorang pelayan (pengiring). Jadi
satelit berarti suatu benda kecil yang bergerak mengitari suatu planet sebagai
pengiring. Ada dua jenis satelit, yakni satelit alamiah dan satelit buatan. Satelit
alamiah adalah satelit yang terbentuk secara alamiah bersamaan dengan
terbentuknya sistem tata surya, sedangkan satelit buatan adalah satelit yang
sengaja dibuat oleh manusia dan diorbitkan mengitari sebuah planet untuk
kepentingan tertentu, misalnya untuk kepentingan komunikasi.
Satelit alamiah yang dimiliki oleh setiap planet jumlahnya berbeda-beda,
ada juga planet yang tidak memiliki satelit seperti planet Merkurius dan planet
Venus. Planet yang memiliki satelit terbanyak adalah Saturnus, yaitu sebanyak 19
buah. Jumlah satelit yang dimiliki setiap planet berikut nama-namanya dapat
dilihat pada Tabel 7.2. (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003).
Tabel 7.2. Satelit yang dimiliki setiap planet
No
Planet
Jumlah satelit
Nama satelit
1
Merkurius
0
2
Venus
0
3
Bumi
1
Bulan
4
Mars
2
Phobos dan Deimos
5
Jupiter
16
6
Saturnus
19
7
Uranus
15
8
Neptunus
8
9
Pluto
1
Metis, Andrastea, Amalthea, Thebe,
Io, Europa, Ganymede, Callisto,
Himalia, Lysithea, Elara, Ananke,
Carme, Pasiphae, Sinope
1980S.28, 1980S.27, 1980S.26,
Epimetheus, Janus, Mimas, Mimas
co-orbital,
Enceladus,
Tethys,
Calypso, Telesto, Dione, 1980S.6,
Dione co-orbital, Rhea, Titan,
Hyperion, Iapetus, Phoebe.
Miranda, Ariel, Umbriel, Titania,
Oberon, dan 10 lagi belum diberi
nama
Triton, Nereid, dan 6 lagi belum
diberi nama
Charon
C. Karakteristik Komet
Bagaimanakah karakteristik Komet? Komet adalah istilah yang diberikan
kepada benda langit aneh yang teramati berbentuk pijaran cahaya yang mirip
dengan rambut panjang seorang wanita. Benda langit ini dinamakan bintang
berambut panjang atau bintang berekor atau komet. Kata komet berasal dari
bahasa Yunani ’kometes’ yang berarti berambut panjang.
Planet
Komet
Gambar 7.15. Lintasan orbit planet dan Komet (http://en.wikipedia.org)
Komet adalah benda antar planet yang terbentuk dari es yang sangat padat,
dan ketika mendekati Matahari mengeluarkan gas berbentuk kepala yang berpijar
dan semburan yang terlihat seperti ekor. Komet beredar mengitari Matahari
dengan lintasan orbit berbeda dengan lintasan orbit planet. Lintasan orbit komet
lebih lonjong (Gambar 7.15), sehingga jaraknya terhadap Matahari sangat
bervariasi.
Awan hidrogen
Awan hidrogen
Ekor
koma
Inti
Ekor
koma
Inti
Gambar 7.16. Komet (http://en.wikipedia.org)
Bagian-bagian dari sebuah komet adalah bagian inti, koma, awan
hidrogen, dan ekor. Ketika sebuah komet teramati di langit, maka yang tampak
duluan adalah bagian inti, yaitu bagian padat yang menyerupai bintang yang amat
kecil. Sedangkan koma adalah daerah kabut di sekitar inti. Inti dan koma
bergabung membentuk kepala sebuah komet.
Kebanyakan komet hanya dapat dilihat dengan bantuan teleskop, tetapi
komet yang sangat mencolok dapat dilihat dengan mata telanjang. Ketika komet
bergerak mendekati Matahari, bagian koma dan ekor tampak mengembang
bertambah besar. Penambahan ukuran koma dan ekor komet disebabkan oleh dua
hal, yaitu; (1) angin Matahari, yang terdiri atas aliran partikel-partikel seperti
elektron, proton, dan inti-inti unsur ringan yang dipancarkan Matahari dan
arahnya menjauh dari Matahari dengan kelajuan ratusan mil per sekon, dan (2)
tekanan radiasi yang dibangkitkan oleh energi radiasi yang dipancarkan oleh
Matahari.
Gambar 7.17. Ketika mendekati Matahari ekor komet selalu menjauh
dari Matahari
Bagaimana komet beredar dan memancarkan cahaya? Para ilmuwan
meyakini bahwa panas Matahari hanya memanasi lapisan tipis di luar inti komet.
Begitu komet bergerak ke arah periheliumnya (titik terdekat dengan Matahari)
panas yang diradiasikan Matahari akan melebur dan menguapkan bahan-bahan
pada lapisan tipis di luar inti komet. Gas-gas yang lolos dan membawa debu halus
membaur ke dalam koma. Gas-gas ini kemudian dihalau oleh angin Matahari dan
tekanan radiasi Matahari, menghasilkan bentuk ekor komet yang arahnya selalu
menjauh dari Matahari, seperti ditunjukkan pada Gambar 7.17. Komet tampak
paling terang ketika berada pada periheliumnya. Setelah mencapai titik
perihelium, komet terus bergerak menjauhi Matahari. Dalam perjalanan
panjangnya di ruang angkasa, komet akan kehilangan sebagian besar massanya
sehingga tampak ekornya makin lama makin pendek dan memudar secara
perlahan. Akhirnya komet menghilang di angkasa menyisakan unsur-unsur batuan
dan logam yang melanjutkan geraknya mengitari Matahari.
Mengapa manusia dapat melihat komet? Terdapat dua penyebab mengapa
manusia dapat melihat ekor komet di angkasa, pertama, gas-gas dan debu yang
diangkut oleh komet memantulkan cahaya Matahari, dan kedua, sebagian gas dan
debu pada komet dapat menyerap sinar ultrviolet dan memancarkannya kembali
dalam bentuk cahaya tampak. Jadi sebanarnya ekor komet adalah gas yang
bercahaya yang terjadi ketika komet bergerak mendekati Matahari.
Contoh komet yang paling terkenal adalah komet Halley yang ditemukan
oleh Edmund Halley (1656-1742), seorang astronom berkebangsaan Inggeris.
Komet Halley merupakan komet yang paling terang sehingga dapat diamati
dengan mata telanjang. Berdasarkan catatan pengamatan tentang komet-komet
yang tampak pada tahun 1531, 1607, dan 1682, Edmund Halley menyimpulkan
behwa komet-komet ini sesungguhnya adalah komet yang sama yang mengitari
Matahari selama tiga jangkauan waktu yang berbeda. Halley meramalkan bahwa
bahwa komet ini akan tampak kembali pada tahun 1728, dan ramalan ini telah
menjadi kenyataan. Hal ini menunjukkan bahwa periode revolusi komet Halley
adalah 76 tahun. Selanjutnya dapat diperkirakan bahwa komet Halley ini akan
tampak kembali pada tahun 1835, 1910, dan 1986.
Berdasarkan data-data yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa
yang menyelidiki komet Halley, teori yang menyatakan bahwa komet merupakan
kumpulan dari berbagai zat beku dan debu telah terbukti kebenarannya. Data-data
pengamatan menunjukkan bahwa gas-gas pada komet terdiri atas unsur uap air
yang komposisinya sekitar 80 %, karbon monoksida sekitar 10 – 15 %, dan gasgas lainnya sekitar 5 %.
Massa jenis inti komet sangat rendah, diperkirakan antara 100 – 400
kg/m3. Dengan demikian inti komet diperkirakan tersusun dari unsur-unsur yang
sangat ringan (bandingkan dengan massa jenis air beku yang nilainya 920 kg/m3).
Oleh karena itu diyakini bahwa inti komet dibentuk oleh partikel-partikel debu
yang diikat oleh air beku dan beberapa zat beku lainnya seperti; karbon, oksigen,
hidrogen, dan nitrogen. Permukaan inti komet tidak beraturan, hitam seperti batu
bara, dengan lembah-lembah dan bukit-bukit. Kebanyakan permukaan komet
ditutupi oleh bahan gelap yang sukar menguap, yang diperkirakan berupa senyawa
karbon.
Mungkinkah terjadi tabrakan komet dengan planet? Jika terjadi apa
akibatnya? Dalam pergerakannya, sangat boleh jadi terjadi tabrakan antara komet
dengan planet. Dan jika hal ini terjadi dengan planet yang didiami mahluk hidup
seperti Bumi maka akan terjadi bencana yang maha dahsyat berupa musnahnya
kehidupan akibat adanya perubahan cuaca yang mematikan sebagai efek
terjadinya ledakan yang sangat kuat yang setara dengan ledakan jutaan bom atom.
Peristiwa seperti ini telah terjadi pada 65 juta tahun yang lalu yang disebut sebagai
peristiwa K-T, dimana sebuah komet jatuh menghujam ke Bumi yang
mengakibatkan musnahnya semua dinosaurus dan 70 % kehidupan mahluk hidup
di Bumi. Tabrakan antara komet dengan planet yang terbaru adalah terjadi pada
tahun 1994, yaitu antara komet Shoemaher-Levy dengan Jupiter. Para pengamat
bintang di Afrika Selatan menyatakan bahwa akibat tabrakan tersebut
menimbulkan ledakan yang mengahsilkan bola api yang mengandung gas panas.
Ledakan hebat tersebut berlangsung selama 20 menit dan terjadi pada atmosfer
Jupiter. (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003.
D. Karakteristik Meteoroid, Meteor, dan Meteorit
Bagaimana karakteristik Metoroid? Meteoroid adalah benda angkasa yang
merupakan anggota tata surya yang kemungkinan barasal dari
komet dan
pecahan-pecahan asteroid. Meteoroid merupakan benda-benda langit yang
tergolong kecil ukurannya yang bergerak mengelilingi Matahari dan terdapat pada
ruang antar planet. Kadang-kadang meteoroid tertarik oleh gravitasi planet
sehingga memasuki atmosfer planet tersebut. Ukuran meteoroid ini bervariasi,
mulai dari ukuran sebutir padi, hingga ukuran batu besar bulat. Kita sering
mendengar istilah batu meteor, apakah itu? Ketika tertarik oleh gravitasi Bumi,
meteorid-meteorid ini memasuki atmosfer Bumi dengan kelajuan yang tinggi.
Gesekan antara meteoroid dengan atmosfer Bumi menyebabkan panas dan
menimbulkan pijaran pada bagian luar meteoroid, yang sering tampak berupa
lintasan cahaya di langit. Lintasan cahaya di langit itulah yang sering disebut
sebagai meteor atau seting juga disebut bintang jatuh.
Adakah meteoroid yang jatuh di Bumi? Pada umumnya meteoroidmeteoroid yang berukuran kecil akan habis terbakar sebelum sampai di
permukaan Bumi. Tetapi meteoroid yang ukurannya besar, sangat mungkin tidak
terbakar habis di atmosfer dan dapat mencapai pemukaan Bumi. Meteoroid yang
jatuh di permukaan Bumi ini yang dikenal dengan sebutan meteorit. Berdasarkan
data-data hasil penelitian, menunjukkan bahwa meteorit yang jatuh di permukaan
Bumi mencapai beberapa ton setiap harinya.
Willamete
Lapham
Canyon diablo
Allende
Gambar 7.18. Beberapa contoh meteorit (http://en.wikipedia.org)
Sekitar 50.000 tahun yang lalu, sebuah meteorit dengan berat ribuan ton
dan bergaris tengan 15 meter jatuh di Arizona Amerika Serikat dan mernimbulkan
ledakan yang dahsyat. Ledakan tersebut telah mengakibatkan daerah yang
ditimpanya menjadi lubang kawah besar yang diameternya mencapai 1200 m.
Kini tempat tersebut dikenal dengan nama kawah Canyon Diablo.
Meteorit terbesar yang beratnya mencapai 55.000 kg pernah jatuh di
Afrika Selatan bagian barat. Sedangkan yang jatuh di dekat Cape York, Greenland
Amerika Serikat pada tahun 1895 beratnya mencapai 36.000 kg. Meteorit ini
sekarang dipamerkan di Hayden Planetarium New York. Beberapa contoh
meteorit ditunjukkan pada Gambar 7.18.
Meteorit dapat diklasifikasikan dalam dua bentuk, yaitu berbentuk logam
(metalik) dan berbentuk batuan. Meteorit logam memiliki komposisi unsur
pembentuk kira-kira 91 % Besi, 8 % Nikel, sejumlah kecil kobalt dan fosfor, serta
sisa dari banyak unsur lain. Sedangkan meteorit batuan memiliki komposisi unsur
pembentuk kira-kira 36 % Oksigen, 26% Besi, 18 % Silikon, 14 % Magnesium,
dan sejumlah unsur lainnya (Kanginan, 1999, Tjasyono, 2003)
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. Komet, Asteroid, Satelit, dan Meteor, dapat kelihatan oleh manusia di bumi
karena mereka bercahaya. Apakah perbedaan penyebab munculnya cahaya
pada masing-masing benda-banda langit tersebut.
2. Jelaskan mengapa ketika mendekati Matahari bagian koma dan ekor komet
tampak bertambah ukurannya dan ekornya selalu menjauhi matahari
3. Jelaskan perbedaan antara Meteoroid, Meteor, dan Meteorit
Ranbu-Ranbu Jawaban
1. Baca karakteristik Komet, Asteroid, Satelit, dan Meteor dengan seksama lalu
catat karakteristik yang ditanyakan.
2. Baca karakteristik Komet dengan seksama lalu tandai hal yang ditanyakan.
3. Baca karakteristik Meteoroid dengan seksama lalu tandai hal yang ditanyakan.
RANGKUMAN
Asteroid merupakan kumpulan dari ribuan planet-planet kecil dan
pecahan-pecahan benda angkasa yang membentuk sebuah sabuk (belt) yang
terletak diantara planet Mars dan planet Jupiter. asteroid ini disebut juga
planetoid. Ukuran asteroid jauh lebih kecil dari ukuran planet, garis tengahnya
hanya sekitar ratusan km. Kebanyakan orbit asteroid berada diantara orbit Mars
dan Jupiter. Sekitar 90 % dari jumlah asteroid memiliki jarak ke Matahari antara
2,3 sampai 3,3 SA, atau jika diambil rata-ratanya adalah sekitar 2,8 SA. Hingga
saat ini para astronom meyakini bahwa pada awalnya asteroid merupakan bahan
tata surya yang tidak pernah bergabung membentuk sebuah planet tunggal.
Keyakinan ini diperkuat dengan beragamnya ukuran asteroid yang ditemukan.
Satelit alamiah merupakan suatu benda kecil yang bergerak mengitari
suatu planet sebagai pengiring yang terbentuk secara alamiah bersamaan
terbentuknya sistem tata surya. Jumlah satelit alamiah yang dimiliki oleh setiap
planet jumlahnya berbeda-beda, ada juga planet yang tidak memiliki satelit seperti
planet Merkurius dan planet Venus. Planet yang memiliki satelit terbanyak adalah
Saturnus, yaitu sebanyak 19 buah.
Komet adalah istilah yang diberikan kepada benda langit aneh yang
teramati berbentuk pijaran cahaya yang mirip dengan rambut panjang seorang
wanita. Komet adalah benda antar planet yang terbentuk dari es yang sangat
padat, dan ketika mendekati Matahari mengeluarkan gas berbentuk kepala yang
berpijar dan semburan yang terlihat seperti ekor. Bagian-bagian dari sebuah komet
adalah bagian inti, koma, awan hidrogen, dan ekor. Ketika komet bergerak
mendekati Matahari, ukuran koma dan ekornya mengembang. Penambahan
ukuran koma dan ekor komet disebabkan oleh adanya angin Matahari dan tekanan
radiasi Matahari. Selain pengembangan koma dan ekor komet adanya angin
matahari dan tekanan radiasi ini mengakibatkan bentuk ekor komet yang arahnya
selalu menjauh dari Matahari. Massa jenis inti komet sangat rendah, diperkirakan
antara 100 – 400 kg/m3. Dengan demikian inti komet diperkirakan tersusun dari
unsur-unsur yang sangat ringan seperti partikel-partikel debu yang diikat oleh air
beku dan beberapa zat beku lainnya seperti; karbon, oksigen, hidrogen, dan
nitrogen. Permukaan inti komet tidak beraturan, hitam seperti batu bara, dengan
lembah-lembah dan bukit-bukit. Kebanyakan permukaan komet ditutupi oleh
bahan gelap yang sukar menguap, yang diperkirakan berupa senyawa karbon.
Meteoroid adalah benda angkasa yang kemungkinan barasal dari komet
dan pecahan-pecahan asteroid, tergolong kecil ukurannya dan bergerak
mengelilingi Matahari pada ruang antar planet. Kadang-kadang meteoroid tertarik
oleh gravitasi planet sehingga memasuki atmosfer planet tersebut. Ketika tertarik
oleh gravitasi Bumi, meteorid-meteorid ini memasuki atmosfer Bumi dengan
kelajuan yang
tinggi. Gesekan antara meteoroid dengan atmosfer Bumi
menyebabkan panas dan menimbulkan pijaran pada bagian luar meteoroid, yang
sering tampak berupa lintasan cahaya di langit. Lintasan cahaya di langit itulah
yang sering disebut sebagai meteor atau seting juga disebut bintang jatuh.
Pada umumnya meteoroid-meteoroid yang berukuran kecil akan habis
terbakar sebelum sampai di permukaan Bumi. Tetapi meteoroid yang ukurannya
besar, sangat mungkin tidak terbakar habis di atmosfer dan dapat mencapai
pemukaan Bumi. Meteoroid yang jatuh di permukaan Bumi ini yang dikenal
dengan sebutan meteorit. Berdasarkan data-data hasil penelitian, menunjukkan
bahwa meteorit yang jatuh di permukaan Bumi mencapai beberapa ton setiap
harinya.
TES FORMATIF 2
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Planet yang memiliki satelit alamiah paling banyak adalah ...........
A. Venus
B. Mars
C. Saturnus
D. Jupiter
E. Neptunus
2. Asteroid memiliki garis tengah kira-kira …….
A. 1 km
B. 10 km
C. sama dengan garis tengah Bumi
D. sama dengan garis tengah bulan
E. ratusan km
3. Meteoroid .........
A. Berasal dari Matahari
B. Berasal dari Bulan
C. Berasal dari luar tata surya
D. Anggota tata surya
E. Berasal dari planet-planet
4. Sebagian besar unsur penyusun komet adalah .........
A. Hidrogen
B. Oksigen
C. Besi
D. Es dan gas-gas beku
E. Batuan
5. Ekor komet .........
A. Tampak terang hanya ketika mendekati Matahari
B. Selalu berarah menuju Matahari
C. Bersinar karena memancarkan cahaya sendiri
D. Memancarkan cahaya terhadap Bumi ketika melewati Bumi
E. Ukurannya selalu tetap di manapun posisinya terhadap Matahari
6. Sebagian besar meteorit logam mengandung ......
A. Oksigen
B. Kalsit
C. Besi
D. Nikel
E. Alumunium
7. Lintasan cahaya di langit yang sering tampak pada malam hari adalah ........
A. Meteoroid
B. Meteorit
C. Meteor
D. Komet
E. Asteroid
8. Penambahan ukuran koma dan ekor komet ketika mendekati Matahari
disebabkan adanya........
A. Gravitasi Matahari
B. Penambahan unsur-unsur penyusunnya
C. Pemuaian akibat panas Matahari
D. Angin Matahari
E. Gravitasi planet
9. Asteroid tergolong jenis .........
A. Planet
B. Satelit alamiah
C. Meteoroid
D. Bintang
E. Komet
10. Istilah satelit diambil dari bahasa latin ’satelles’ yang berarti ........
A. Rambut panjang
B. Pengiring
C. Planet kecil
D. Berwarna hitam
E. seperti ekor
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 7.2 yang
terdapat pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang
benar, kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
anda terhadap materi kegiatan belajar 2 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada kegiatan belajar selanjutnya yaitu kegiatan belajar pada BBM
selanjutnya, Baik sekali ! Tetapi apabila tingkat penguasaan materi anda masih di
bawah 80 %, anda harus mengulang kembali kegiatan belajar 2 ini, terutama pada
bagian yang belum anda kuasai.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Kunci Jawaban Tes Formatif 1
1. B
2. D
3. A
4. E
5. A
6. D
7. C
8. E
9. A
10. D
Alasan :
1. Helium 21,8 %, Hidrogen 76,4 %, Oksigen 0,8 %, Nitrogen 0,1 %,
Karbondioksida 0 %.
2. Bagian Matahari yang disebut lapisan cahaya adalah fotosfer yaitu lapisan
yang dapat dilihat oleh manusia
3. Bagian Matahari yang terlihat seperti cincin kecil dengan nyala merah kuat
ketika terjadi gerhana adalah kromosfer, yaitu lapisan di atas fotosfer yang
sering disebut sebagai atmosfer Matahari.
4. Massa matahari sangat besar, tetapi massa jenis matahari terbesar hanya pada
bagian inti, karena bagian luar matahari teridi atas gas-gas ringan.
5. Berat paling kecil terjadi pada planet yang memiliki percepatan gravitasi paling
kecil, dalam hal ini pada planet Merkuriun yang percepatan gravitasinya hanya
0,38 percepatan gravitasi Bumi.
6. Albedo Mars 0,15, Venus 0,76, Jupiter 0,70, dan Neptunus 0,84
7. Rotasi Venus 243 hari, Pluto 6,39 hari, Saturnus 10,7 jam, Uranus 17,24 jam
dan Bumi 24 jam.
8. Planet yang mengandung hidrogen dan helium paling banyak adalah Jupiter,
karena merupakan planet yang mirip matahari.
9. Planet yang unsur pembentuknya mirip Matahari adalah Saturnus.
10. Percepatan gravitasi Merkurius 0,38 kali Bumi, Mars 0,38 kali Bumi, Jupiter
2,53 kali Bumi, dan Saturnus 1,07 kali Bumi.
Kunci Jawaban Tes Formatif 2
1. C
2. E
3. D
4. D
5. A
6. C
7. C
8. D
9. A
10. B
Alasan :
1. Venus tidak punya, Mars memiliki 2, Saturnus memiliki 19, Jupiter memiliki
16, Neptunus memiliki 8
2. Diameter Asteroid ratusan km, contoh Ceres Asteroid terbesar diameternya
750 km.
3. Meteoroid merupakan anggota tata surya bersama planet, asteroid dan satelit
4. Unsur terbesar penyusun komet adalah Es dan gas-gas beku
5. Ekor komet tampak terang hanya ketika mendekati Matahari, gas-gas dan debu
yang diangkut komet memantulkan cahaya matahari ketika komet mendekati
Matahari.
6. Besi 91 %, Nikel 8 %, unsur lainnya 1 %
7. Meteor, yaitu meteorid yang bergerak masuk atmosfer Bumi dan bergesekan
udara dan menimbulkan pijaran.
8. Penyebab berkembangnya ukuran koma dan ekor planet ada dua, yaitu angin
matahari dan tekanan radiasi energi matahari.
9. Asteroid tergolong planet tetapi ukurannya jauh lebih kecil dari planet.
10. Satelles merupakan bahasa latin yang berarti pengiring.
DAFTAR PUSTAKA
Tjasyono, B., 2003, Geosains, ITB
Kanginan, M., 1999, Fisika SMU kelas 2, Erlangga, Jakarta
http://en.wikipedia.org/wiki/planet
GLOSARIUM
Asteroid : Kumpulan dari ribuan planet-planet kecil dan pecahan-pecahan benda
angkasa yang membentuk sebuah sabuk (belt) yang terletak
diantara planet Mars dan planet Jupiter
Fotosfer : Disebut juga lapisan cahaya adalah bagian Matahari yang dapat dilihat
manusia, dimana
batas sebelah luar dari fotosfer merupakan
pinggiran (tepi) cakram matahari yang tampak seperti cahaya putih.
Inti Matahari : Bagian dalam Matahari yang merupakan
tempat terjadinya
proses pembentukan energi melalui reaksi fusi rantai proton-proton
Komet : Benda antar planet yang terbentuk dari es yang sangat padat, dan ketika
mendekati Matahari mengeluarkan gas berbentuk kepala yang
berpijar dan semburan yang terlihat seperti ekor
Korona : Lapisan atmosfer Matahari yang terletak di sebelah atas kromosfer
Koronagraf : alat teleskop khusus yang digunakan untuk mengamati Korona
Kromosfer : lapisan yang terdapat di atas lapisan fotosfer, yang disebut juga
atmosfer Matahari, yang sebagian besar disusun oleh unsur
hidrogen
Meteor : Lintasan cahaya di langit yang merupakan pijaran pada bagian luar
meteoroid yang timbul akibat gesekan antara meteoroid dengan
atmosfer Bumi yang menyebabkan panas.
Meteoroid : Benda angkasa yang merupakan anggota tata surya yang
kemungkinan barasal dari komet dan pecahan-pecahan asteroid
Meteorit : Meteoroid yang jatuh di permukaan Bumi
Plasma : Seluruh massa materi pembentuk Matahari, karena pada suhu yang
sangat tinggi (suhu Matahari) semua atom akan terionisasi
sempurna membentuk plasma
Satelit : Suatu benda kecil yang bergerak mengitari suatu planet sebagai pengiring
Spektroskopi : Cabang ilmu fisika yang secara khusus mempelajari spektra
Matahari
dengan
menggunakan
spentrometer, atau spektograf
bantuan
spektroskop,
BBM 8. RADIASI ENERGI MATAHARI
Oleh : Andi Suhandi
PENDAHULUAN
Kita meyakini sumber-sumber kehidupan dan berbagai fenomena fisis
yang terjadi di Bumi kita sangat erat kaitannya dengan aktivitas Matahari. Oleh
harena itu sangat penting bagi Anda untuk mengetahui dan memahami aktivitas
apa saja yang terjadi di Matahari, produk-produk apa saja yang dihasilkan dari
berbagai aktivitas tersebut, dengan cara bagaimana produk-produk tersebut
disalurkan ke ruang angkasa hingga mencapai Bumi, Bagaimana pengaruh
atmosfer Bumi terhadap produk-produk yang datang dari Matahari dan Efek-efek
apa saja yang terjadi di sistem atmosfer Bumi akibat diterimanya produk-produk
matahari di planet Bumi. Dengan mengetahui hal-hal tersebut, maka Kita dapat
semaksimal mungkin memanfaatkan produk-produk yang menguntungkan bagi
kehidupan mahluk hidup di Bumi dan dapat sedini mungkin melakukan antisipasi
untuk menghindari berbagai produk dan fenomena fisis yang merugikan dan
membahayakan kehidupan di Bumi tersebut.
Secara umum BBM ini menjelaskan tentang bentuk-bentuk aktivitas
permukaan
Matahari,
pembentukan
energi
Matahari
pada
inti,
radiasi
elektromagnetik, intensitas insolasi, karakteristik radiasi, dan efek atmosfer bumi
terhadap radiasi Matahari.
Setelah mempelajari Bahan Belajar Mandiri (BBM) ini, secara khusus
Anda diharapkan dapat :
1. Menjelaskan bentuk-bentuk aktivitas Matahari
2. Menjelaskan efek-efek yang timbul dari aktivitas Matahari terhadap Bumi
3. Menjelaskan proses pembentukan eneri Matahari
4. Menjelaskan proses penyaluran energi Matahari ke seluruh ruang angkasa
5. Menjelaskan karakteristik fisis gelombang radiasi Matahari
6. Menjelaskan intensitas insolasi dan faktor-faktor yang mempengaruhinya
7. Menjelaskan pengaruh keberadaan atmosfer Bumi terhadap radiasi Matahari
yang menuju Bumi.
Untuk
membantu
Anda
mencapai
tujuan
tersebut,
BBM
ini
diorganisasikan menjadi dua Kegiatan Belajar (KB), yaitu :
KB 1 : Aktivitas dan Radiasi Matahari, dan
KB 2 : Karakteristik Radiasi dan Efek Atnosfer terhadap Radiasi Matahari
Untuk membantu Anda dalam mempelajari BBM ini, ada baiknya
diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini :
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami
secara tuntas tentang apa, untuk apa, dan bagaimana mempelajari bahan
belajar ini
2. Baca sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari kata-kata
yang dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci tersebut
dalam kamus yang Anda miliki
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan tukar
pikiran dengan mahasiswa lain atau dengan tutor Anda
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajari sumber-sumber lain yang
relevan. Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai sumber, termasuk dari
internet
5. Mantapkan pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan melalui
kegiatan diskusi dalam kegiatan tutorial dengan mahasiswa lainnya atau teman
sejawat
6. Jangan dilewatkan untuk mencoba menjawab soal-soal yang dituliskan pada
setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna untuk mengetahui apakah Anda
sudah memahami dengan benar kandungan bahan belajar ini.
Selamat belajar !
KEGIATAN BELAJAR 1
AKTIVITAS DAN RADIASI MATAHARI
PENGANTAR
Setelah kita mengetahui struktur dan karakteristik Matahari, selanjutnya
kita perlu mengetahui aktivitas-aktivitas dan proses-proses yang terjadi di Matahri
dan apa saja produk yang dihasilkan dari aktivitas-aktivitas tersebut. Matahari
meradiasikan produk-produk aktivitasnya ke ruang angkasa dan mencapai planetplanet. Proses apa yang terjadi di bagian inti matahri ? Di bagian inti matahari
terjadi proses-proses reaksi inti (nuklir) berupa reaksi fusi (penggabungan inti) inti
hidrogen menjadi inti helium, disertai pelepasan energi yang sangat besar. Energi
ini dihantarkan ke ruang angkasa dalam bentuk radiasi elektromagnetik yang
memiliki kecepatan sangat tinggi yaitu 3 x 108 m/s dan dapat melewati ruang
hampa. Energi Matahari adalah merupakan sumber energi utama untuk prosesproses yang terjadi di Bumi. Energi matahari sangat membantu berbagai proses
fisis dan
biologis di Bumi. Intensitas radiasi Matahari yang diterima Bumi
(intensitas insolasi) bergantung pada lintang atau letak suatu tempat di permukaan
Bumi. Intensitas insolasi di suatu tempat bergantung terutama pada dua faktor,
yaitu sudut jatuh sinar Matahari dan lamanya radiasi.
Aktivitas apa yang terjadi di bagian permukaan Matahari? Di permukaan Matahari
juga terjadi berbagai bentuk aktivitas, yaitu granula atau gumpalan Matahari,
Bintik Matahari dan lidah api Matahari. Aktivitas Matahari selama terbentuknya
suatu bintik Matahari maupun terbentuknya lidah api Matahari selalu disertai
dengan pancaran partikel-partikel bermuatan listrik seperti proton-proton dan
elektron-elektron yang melewati korona ke arah ruang angkasa dan dapat
mencapai planet-planet. Pancaran partikel bermuatan ini disebut sebagai angin
Matahari
(solar wind).
Interaksi angin Matahari dengan
Bumi
dapat
mempengaruhi proses-proses di atmosfer Bumi.
A. AKTIVITAS MATAHARI
Pada awalnya fotosfer (lapisan cahaya) dianggap sebagai sebuah bola
cahaya yang serangam dan sempurna. Akan tetapi pengamatan menunjukkan
bahwa pada fotosfer terdeteksi ada berbagai noda. Noda-noda ini muncul akibat
adanya aktivitas di lapisan cahaya ini. Aktivitas atau kegiatan di permukaan
Matahari digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu ; gumpalan Matahari (granula),
bintik Matahari atau noda hitam (sunspot), dan lidah api Matahari (prominensa
atau protuberans) (Kanginan, 1999).
Gumpalan Matahari (granula)
Apa yang disebut gumpalan Matahari dan bagaimana gumpalan ini dapat
terjadi? Fotosfer bila diamati melalui sebuah teleskop yang dilengkapi dengan
filter akan tampak adanya bentuk gumpalan-gumpalan. Gumpalan-gumpalan ini
merupakan bintik-bintik panas (hot spots) yang terjadi akibat adanya perbedaan
suhu yang sangat tinggi antara daerah panas dan daerah dingin pada fotosfer. Suhu
gumpalan diperkirakan sekitar 100 kali lebih tinggi dibanding permukaan
sekitarnya. Setiap gumpalan dapat memiliki garis tengah yang berukuran ratusan
kilometer dan dapat bertahan hanya beberapa menit saja. Gambar 8.1 melukiskan
granula atau gumpalan Matahari (Kanginan, 1999).
Gambar 8.1. Gumpalan Matahari (granula) (http://en.wikipedia.org)
Bintik Matahari
Apa yang disebut bintik Matahari dan bagaimana bisa terbentuk? Bintik
Matahari atau noda Matahari (sunspot) adalah daerah gelap pada fotosfer yang
muncul akibat suhunya lebih rendah dari suhu daerah di sekitarnya. Sebuah bintik
Matahari suhunya berkisar antara 4000 K sampai 5000 K. Bintik Matahari
ditimbulkan oleh perubahan medan magnetik di Matahari. Bintik Matahari bisa
tunggal atau berkelompok. Bintik ini tampak bergerak melintasi fotosfer akibat
adanya rotasi Matahari pada sumbunya. Ukuran diameter bintik Matahari
bervariasi, bintik yang besar dapat memiliki ukuran antara 200.000 – 300.000 km,
sedangkan bintik yang kecil atau disebut pori-pori ukurannya kurang dari 3000
km. Sebuah pori-pori dapat bertahan dalam selang waktu dibawah satu jam,
sedangkan bintik yang besar mampu bertahan hingga 250 hari. Gambar 8.2
menunjukkan Bintik matahari.
Kapan keberadaan bintik Matahari mulai terdeteksi? Keberadaan bintik
Matahari baru disadari pada tahun 1613, ketika Galileo melakukan pengamatan
dan menyimpulkan bahwa bintik Matahari berlokasi di permukaan Matahari dan
dibawa mengitari Matahari oleh gerak rotasinya. Pergerakan bintik itulah yang
kemudian digunakan untuk menentukan periode rotasi Matahari, yang kemudian
menunjukkan bahwa periode rotasi Matahari adalah kira-kira 25 hari terhadap
ekuatornya.
Bintik Matahari
Gambar 8.2. Bintik Matahari (http://en.wikipedia.org)
Para ahli memperkirakan bahwa bintik Matahari mencapai jumlah
maksimum dalam kurun waktu setiap 11 tahun sebelum akhirnya jumlahnya
menurun kembali. Jadi frekuensi bintik Matahari mengikuti suatu siklus dengan
periode rata-rata 11 tahun. Suatu teori bintik Matahari modern yang dibangun
berdasarkan penemuan baru tentang medan magnetik di Matahari menyatakan
bahwa suatu zat cair yang panas dan bermuatan listrik, seperti gas Matahari, dapat
menghasilkan sifat kemagnetan. Pada saat gas bergerak, garis-garis medan
magnetik mengikutinya. Gerakan gas Matahari yang teratur yang diikuti oleh
medan magnetiknya itulah yang kemungkinan besar menimbulkan siklus bintik
Matahari (Kanginan, 1999).
Lidah api Matahari
Bagaimana lidah api Matahari dapat terbentuk? Lidah api Matahari
(prominensa atau protuberans) muncul akibat gangguan pada permukaan
Matahari. Prominensa terjadi pada bagian tepi kromosfer. Prominensa merupakan
gas panas yang tersembur dengan dahsyat dari permukaan Matahari. Semburan
tersebut menyerupai lidah api besar berwarna kemerahan dan memiliki bentuk
yang bervariasi. Prominensa dapat berbentuk seperti pita, simpal (loop), spiral,
gunung, atau tabir. Prominensa dapat memanjang ke luar dari permukaan
Matahari sejauh ribuan mil dan dapat mencapai ketinggian sampai satu juta mil,
seperti ditunjukkan pada Gambar 8.3. Kapan Prominensa dapat diamati?
Prominensa dapat diamati pada saat terjadi gerhana Matahari total.
Aktivitas Matahari selama terbentuknya suatu bintik Matahari maupun
terbentuknya lidah api Matahari selalu disertai dengan pancaran partikel-partikel
bermuatan listrik seperti proton-proton dan elektron-elektron yang melewati
korona ke arah planet-planet. Pancaran partikel bermuatan ini disebut sebagai
angin Matahari (solar wind). Jika dibandingkan dengan atmosfer Bumi yang
mengandung sekitar 1019 partikel/cm3, konsentrasi partikel pada angin Matahari
sangat kecil, yaitu hanya mengandung sekitar 5 partikel/cm3. Meskipun demikian
kecepatan gerak partikel-partikel tersebut amatlah tinggi sehingga memiliki energi
yang sangat tinggi pula (Kanginan, 1999).
Gambar 8.3 Lidah api Matahari (Prominensa) (http://en.wikipedia.org)
Apakah keberadaan angin Matahari dapat mempengaruhi atmosfer Bumi?
Meskipun kerapatan massa angin Matahari sangat rendah, angin Matahari dapat
mempengaruhi bumi dalam beberapa hal. Pengaruh ini muncul ketika terjadi
interaksi antara partikel-partikel bermuatan listrik dari angin Matahari dengan
medan magnetik Bumi. Seperti telah diketahui bahwa ketika partikel bermuatan
listrik melintasi daerah medan magnet dengan arah gerak membentuk sudut
dengan arah medan magnet, maka partikel tersebut akan dibelokkan
(disimpangkan). Selain itu akibat adanya interaksi partikel bermuatan yang
bergerak dalam medan magnet Bumi, maka akan dihasilkan suatu arus listrik
induksi. Ketika proton-proton dan elektron-elektron berkecepatan tinggi dari
angin Matahari melintasi medan magnet Bumi, kebanyakan dari partikel tersebut
dibelokkan untuk seterusnya bergerak mengitari Bumi, meninggalkan suatu
daerah yang menyerupai komet di sekitar Bumi, yang biasa disebut
Magnetosphere (Gambar 8.4). Dengan demikian, medan magnet Bumi bertindak
sebagai suatu perisai pelindung untuk menjaga agar sebagian besar partikelpartikel berenergi tinggi tidak mencapai permukaan Bumi.
Gambar 8.4. Bumi dan Magnetospherenya (http://en.wikipedia.org)
Apakah efek dari adanya pergerakan partikel-partikel bermuatan listrik
mengelilingi Bumi? Sebagai efek dari pergerakan partikel-partikel bermuatan
listrik mengelilingi Bumi akan timbul
arus listrik di sekitar Bumi. Melalui
serangkaian proses interaksi yang cukup kompleks, beberapa diantara partikel
bermuatan tersebut mampu menembus ke dalam Magnetosphere. Beberapa
partikel yang menembus magnetosphere tersebut berkumpul dalam beberapa zone
di sekitar Bumi. Arus listrik yang dibangkitkan akan memberikan energi untuk
mermpercepat beberapa partikel ini untuk kembali menuju Bumi dengan arah
gerak sejajar dengan garis-garis gaya magnetik Bumi yang mengarah dari kutub
utara magnetik ke kutub selatan. Partikel-partikel ini kemudian menabrak
atmosfer Bumi bagian atas, mengionisasi beberapa atom dam molekul yang
berada di atmosfer dan mengeksitasi atom-atom dan molekul-molekul lainnya ke
tingkat energi yang lebih tinggi (keadaan eksitasi). Ketika atom-atom ini kembali
ke keadaan dasarnya, maka atom-atom dan molekul-molekul ini akan
membebaskan energi radiasi berupa energi cahaya (foton) dengan panjang
gelombang tertentu. Gelombang-gelombang cahaya tampak yang diradiasikan
akan membentuk aurora yang dapat dilihat dari tempat-tempat yang memiliki
lintang tinggi di Bumi seperti di kutub utara atau kutub selatan Bumi. Aurora yang
terlihat dari kutub utara dinamai aurora Borealis (Gambar 8.5) atau cahaya utara
yang indah, sedangkan yang terlihat dari kutub selatan dinamai aurora Australis
(Gambar 8.6) (Kanginan, 1999).
Gambar 8.5. Aurora Borealis (http://en.wikipedia.org)
Gambar 8.5. Aurora Australis (http://en.wikipedia.org)
B. ENERGI MATAHARI
Bagaimana proses terbentuknya energi Matahari yang diradiasikan ke
ruang angkasa dalam bentuk gelombang elektromagnetik? Energi yang
diradiasikan oleh Matahari ke ruang angkasa terbentuk pada bagian inti Matahari.
Energi ini terbentuk bukan merupakan hasil pembakaran, karena proses
pembakaran selalu melibatkan reaksi antara oksigen dan bahan kimia lain untuk
membentuk senyawa. Akan tetapi suhu di bagian inti Matahari sangatlah tinggi
dan tidak memungkinkan untuk terbentuknya senyawa di sana. Selain itu energi
yang dihasilkan dari proses pembakaran biasanya sangat kecil, sehingga tidak
cocok dengan kenyataan bahwa energi Matahari yang diradiasikan amatlah besar.
Para ahli telah bersepakat bahwa energi yang terbentuk pada inti Matahari
dihasilkan dari suatu proses reaksi inti (nuklir) yang biasa disebut reaksi fusi
(reaksi penggabungan) inti-inti hidrogen membentuk inti helium. Reaksi fusi
nuklir ini diperkirakan meliputi tiga tahapan yang disebut rantai proton-proton,
yang dapat dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi seperti berikut : (Tjasyono,
2003; Kanginan, 1999)
disini
1
1
H + 11H → 12H + 10e + v + 0,42 MeV
(perlahan-lahan)
(8.1.a)
2
1
H + 11H → 23He + γ + 5,49 MeV
(cepat)
(8.1.b)
3
2
He + 23He → 24He + 2 11H + 12,86 MeV
(cepat)
(8.1.c)
1
1
H
adalah inti hidrogen (proton),
4
2
He adalah inti helium, 10 e adalah
positron (elektron bermuatan positif).
Jika persamaan reaksi (8.1.a) dan (8.1.b) dikalikan dengan dua dan hasilnya
dijumlahkan dengan persamaan reaksi (8.1.c), maka akan didapatkan reaksi akhir
yang dapat dituliskan dalam persamaan reaksi berikut :
1
1
H + 11H + 11H + 11H → 24He + 2(10e) + 2 v + 2 γ + 26,7 MeV
atau
4 11H → 24He + 2(10e) + 2 v + 2 γ + 26,7 MeV
dari reaksi inti (8.2), ternyata massa
4
2
(8.2)
He lebih kecil dari massa 4 11 H , jadi
terdapat massa yang hilang. Sesuai dengan teori relativitas Einstein, massa
tersebut tidak hilang begitu saja, melainkan diubah menjadi bentuk energi,
menurut persamaan kesetaraan massa dan energi berikut ini ;
E = m c2
(8.3)
dimana E adalah energi yang dihasilkan, m adalah massa yang hilang, dan c
adalah kecepatan rambat cahaya yang nilainya 3 x 108 m/s.
Setiap detik pada inti Matahari 630 juta ton hidrogen ( 11 H ) diubah menjadi 625,4
juta ton helium
4
2
He dengan membebaskan energi yang setara dengan 4,6 juta
ton. Dengan berkurangnya massa matahari sebesar 4,6 juta ton/sekon maka
diprediksi Matahari masih dapat memancarkan energi sekitar 5 milyar tahun lagi.
Berapakah intensitas energi Matahari yang diradiasikan? Setiap menit
Matahari meradiasikan energi sebesar 56 x 1026 kalori. Energi Matahari persatuan
luas yang jatuh pada permukaan bersimetri bola yang memotong Bumi dengan
Matahari terletak di pusatnya, dan jari-jari bola 150 juta kilometer (jarak rata-rata
Bumi Matahari), dapat dihitung seperti berikut : (Tjasyono, 2003: Tjasyono,
2006)
S=
S=
Erad
4π R 2
(8.4)
56 ×1026 kal. menit −1
(
4π × 15×1012 cm
)
2
S ≈ 2,0 kal.cm −2 .menit −1
S ≈ 2,0 langley / menit
S disebut juga konstanta Matahari
Dengan demikian energi radiasi Matahari yang diterima Bumi yang berjari-jari
6370 km dapat dihitung seperti berikut :
Eb = π r 2 S
(8.5)
(
)
2
= 3,14 × 637 ×106 cm 2 kal.cm − 2 .menit −1
= 2,55 ×1018 kal.menit −1
= 3,67 ×1021 kal.hari −1
Energi sebesar ini cukup untuk menciptakan 100 juta badai guruh (petir) atau 100
milyar tornado.
Energi Matahari adalah merupakan sumber energi utama untuk prosesproses yang terjadi di Bumi. Energi matahari sangat membantu berbagai proses
fisis dan biologis di Bumi, seperti :
- sumber gerak atmosfer dan laut
- sumber bahan makanan (proses fotosintesis)
- sumber bahan bakar dan air melalui formasi awan hujan
- pengendali iklim bumi.
Tabel 8.1 menunjukkan berbagai sumber energi bagi Bumi. Sumber energi
dari Bulan, Kilat, Bintang, dan sinar Kosmik sangat kecil dibanding dengan energi
matahari, sehingga keberadaannya dapat diabaikan. Rentang panjang gelombang
elektromagnetik apa saja yang diradiasikan Matahari ke ruang angkasa? Matahari
memancarkan
energi
hampir
pada
semua
rentang
panjang
gelombang
elektromagnetik, mulai gelombang yang memiliki panjang gelombang panjang
seperti gelombang radio dan inframerah, hingga gelombang yang memiliki
panjang gelombang pendek seperti gelombang mikro, ultraviolet, sinar-X, dan
sinar Gamma. Manusia di Bumi hanya dapat melihat radiasi gelombang dengan
panjang gelombang pada cahaya tampak (visible).
Tabel 8.1. Sumber energi bagi Bumi dan proporsinya (Tjasyono, 2003)
Energi
Sumber
Matahari
1,76 x 1024
Relatif terhadap
matahari
1
Bulan
3,09 x 1019
1,76 x 10-5
Kilat
1,60 x 1019
9,09 x 10-6
Bintang
2,61 x 1017
1,48 x 10-7
Sinar Kosmik
1,63 x 1017
9,26 x 10-8
Erg/s
Radiasi Matahari yang kuat seperti sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar
Gamma yang menuju Bumi akan diserap oleh molekul-molekul gas nitrogen dan
gas oksigen yang terdapat dalam atmosfer Bumi bagian atas. Penyerapan ini
menyebabkan molekul-molekul gas mengalami proses ionisasi, yaitu proses
lepasnya sebagian elektron pada molekul-molekul gas sehingga terbentuk ion-ion
positif. Dari proses ini maka pada lapisan atmosfer bagian atas akan terbentuk
lapisan-lapisan yang mengandung muatan listrik positif. Lapisan atmosfer ini oleh
para ahli dinamai ionosfer (lapisan ion). Dengan demikian lapisan ionosfer ini
melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang berbahaya seperti radiasi ultraviolet.
Ionosfer juga sangat bermanfaat untuk proses komunikasi dengan jangkauan jauh
di permukaan Bumi. Hal ini dimungkinkan karena informasi yang dibawa oleh
gelombang radio medium dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer kembali ke
Bumi, dan tidak diteruskan ke ruang angkasa.
Kapan pancaran partikel-partikel bermuatan listrik dari Matahari
intensitasnya akan meningkat ? Pancaran partikel-partikel bermuatan listrik dari
Matahari kuantitasnya akan sangat
meningkat ketika jumlah bintik matahari
mencapai maksimum. Hujan partikel bermuatan ini menghasilkan induksi
magnetik yang sangat kuat, kira-kira ribuan kali induksi magnetik permukaan
Bumi. Keadaan ini dapat menyebabkan sabuk radiasi Van Allen sangat radiatif,
dan akibatnya komunikasi dengan gelombang radio di bumi akan terganggu,
kadang-kadang terpitis-putus. Kondisi ini terjadi akibat terganggunya lapisan
ionosfer oleh pancaran partikel bermuatan yang sangat kuat. Gejala semacam ini
dikenal dengan istilah badai magnetik yang sangat mengganggu proses
komunikasi radio.
C. RADIASI ELEKTROMAGNETIK
Bagaimana radiasi Matahari dapat sampai di permukaan Bumi ? Radiasi
adalah suatu proses perambatan energi (panas) dalam bentuk gelombang
elektromagnetik yang tanpa memerlukan zat perantara. Energi Matahari bisa
sampai ke permukaan Bumi adalah dengan cara radiasi (pancaran), karena
diantara Bumi dan Matahari terdapat ruang hampa (tidak ada zat perantara).
Sedangkan gelombang elektromagnetik adalah suatu bentuk gelombang yang
dirambatkan dalam bentuk komponen medan listrik dan medan magnet, sehingga
dapat merambat dengan kecepatan yang sangat tinggi dan tanpa memerlukan zat
atau medium perantara.
Berapa laju penjalaran gelombang elektromagnetik? Energi Matahari yang
jatuh ke permukaan Bumi berbentuk gelombang elektromagnetik yang menjalar
dengan kecepatan cahaya sebesar 3 x 108 m/s. Jika Matahari dianggap sebagai
benda hitam (Benda hipotesis yang dapat memancarkan dan menyerap energi
radiasi secara sempurna). Benda ini memiliki nilai emisivitas sama dengan 1,
maka temperatur radiasi efektifnya dapat diperkirakan dari hukum Stefan
Boltzman. Hukum ini menyatakan bahwa fluks radiasi sebuah benda hitam
berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur mutlaknya, yakni: (Tjasyono,
2003)
F = σT 4
(8.6)
dimana F adalah fluks radiasi Matahari, T adalah temperatur mutlak, σ adalah
tetapan Stefan-Boltzman yang nilainya 8,14 x 10-11 ly.menit-1.K-4 (1 ly = 1 langley
= 1 kalori/cm2).
Berapa kuantitas energi yang dipancarkan Matahari per satuan waktu?
Tiap menit Matahari meradiasikan energi sebesar 56 x 1026 kalori, sedangkan luas
permukaan Matahari adalah 6,093 x 1022 cm2, maka fluks radiasi Matahari dapat
dihitung seperti berikut :
F=
56 ×10 26 kalori / menit
6,093× 10 22 cm 2
F = 9,2 × 10 4 ly / menit
Dengan demikian temperatur radiasi efektif Matahari dapat diperkirakan sebesar;
T =4
T =4
F
σ
9,2 × 10 4 ly / menit
8,14 × 10 −11 ly / menit.K 4
T ≈ 5800 K
D. INTENSITAS INSOLASI
Insolasi yang berasal dari bahasa Inggris Insolation, adalah singkatan dari
Incoming Solar Radiation yang berarti radiasi Matahari yang diterima Bumi.
Faktor yang mempengaruhi intensitas insolasi adalah lintang atau letak suatu
tempat di permukaan Bumi. Jika efek penyerapan, pemantulan dan hamburan oleh
lapisan atmosfer Bumi dapat diabaikan, maka intensitas insolasi bergantung
terutama pada dua faktor, yaitu sudut jatuh sinar Matahari dan lamanya radiasi
Matahari (Tjasyono, 2006).
Sinar matahari
A
B
Permukaan Bumi
C
Gambar 8.7. Sudut jatuh sinar Matahari (Inklinasi) dan intensitas insolasi
Perhatikan Gambar 8.7, sudut jatuh sinar Matahari di A lebih besar dari sudut
jatuh sinar Matahari di B dan di C. Perbedaan sudut jatuh ini mengakibatkan luas
bidang yang tersinari di A, B, C menjadi berbeda. Luas bidang yang disinari di A
lebih kecil dari luas bidang yang disinari di B dan di C. Karena intensitas adalah
rasio antara fluks sinar matahari datang dengan luas bidang yang disinarinya,
maka intensitas insolasi di A lebih besar dari intensitas insolasi di B dan di C.
Intesitas insolasi di A adalah terbesar karena luas bidang yang disinarinya paling
kecil, sebaliknya intensitas insolasi di C paling kecil, karena luas bidang yang
disinarinya paling besar.
Bertambahnya
lintang
suatu
suatu
tempat
di
permukaan
Bumi
menyebabkan sudut jatuh sinar matahari dan intensitas insolasi menjadi
berkurang. Pada Gambar 8.8 dapat dilihat bahwa sinar matahari yang jatuh di A
lebih tegak dari pada sinar matahari yang jatuh di B, sehingga energi Matahari
yang diterima di permukaan A lebih besar dari energi Matahari yang diterima di
permukaan Bumi B. Hal ini dikarenakan pada permukaan A energi disebarkan
pada area yang lebih sempit dibanding pada permukaan B.
Atmosfer
KU
B
Bumi
A
KS
Gambar 8.8. Lintang tempat di Bumi dan intensitas insolasi
Bentuk permukaan Bumi yang tidak rata juga mempengaruhi intensitas insolasi.
Di lereng pegunungan dan di lembah, intensitas insolasinya berbeda, karena sudut
jatuh sinar Mataharinya berbeda, seperti ditunjukkan pada Gambar 8.9.
Gambar 8.9. Bentuk permukaan Bumi dan intensitas insolasi
Sebagai akibat dari pergerakan Bumi mengelilingi Matahari, maka sudut
elevasi matahari terhadap suatu tempat di permukaan Bumi setiap saat akan
berubah. Semakin tinggi elevasi Matahari, maka intensitas insolasi di tempat
tersebut akan semakin tinggi. Terdapat tiga alasan mengapa tingginya elevasi
matahari dapat menyebabkan intensitas insolasi menjadi lebih kuat dibandingkan
dengan elevasi Matahari yang rendah (Tjasyono, 2006)
1. Ketika elevasi matahari tinggi, maka sinar matahari jatuh secara tegak lurus
terhadap Bumi. Dengan sinar yang jatuh secara tegak maka luas bidang yang
tersinari akan lebih sempit dari pada ketika sinar jatuh secara miring. Karena
intensitas insolasi berbanding terbalik dengan luas bidang yang tersinari, maka
efeknya intensitas insolasi akan lebih kuat ketika elevasi matahari tinggi.
2. Dengan posisi Matahari yang tinggi, maka sinar matahari akan melewati
atmosfer Bumi yang lebih tipis dibanding ketika matahari berada pada posisi
rendah. Akibatnya atenuasi gelombang radiasi akan lebih kecil (efek
hamburan oleh partikel-partikel debu atmosferik akan lebih kecil). Efek ini
secara nyata dapat kita rasakan, ketika matahari di posisi rendah, maka kita
tidak merasa silau ketika melihat matahari dengan mata telanjang, tetapi ketika
matahari berada pada posisi yang tinggi, maka kita tidak akan tahan melihat
matahari dengan mata telanjang, karena sangat silau. Keadaan ini terjadi
akibat proporsi radiasi gelombang pendek difus berbeda dengan proporsi
radiasi gelombang pendek langsung. Radiasi gelombang pendek difus adalah
radiasi matahari yang mengalami hamburan, sedangkan radiasi gelombang
pendek langsung adalah radiasi matahari yang mengalami
penyerapan,
hamburan atau pemantulan. Efek hamburan gelombang pendek dapat kita
amati dari dari munculnya warna kemerah-merahan ketika matahari terbit atau
terbenam (warna merah memiliki panjang gelombang panjang yang tidak
dihambur)
3. Efek yang terkait erat dengan elevasi matahari adalah albedo, yaitu persentase
insolasi yang dipantulkan oleh permukaan Bumi. Albedo dikendalikan oleh
sifat fisis permukaan Bumi, terutama warnanya. Dalam kondisi yang sama,
albedo akan berkurang ketika elevasi matahari bertambah tinggi. Efek
pantulan ini akan lebih kuat terjadi pada permuakaan perairan.
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. Jika setiap detik pada inti Matahari terjadi reaksi fusi yang mengubah 630 juta
ton hidrogen ( 11 H ) menjadi 650 juta ton helium
4
2
He , maka hitunglah energi
yang dibebaskan Matahari setiap detiknya !
2. Jika setiap menit Matahari meradiasikan energi sebesar 56 x 1026 kalori,
Hitunglah
energi radiasi Matahari yang diterima Mars yang berjari-jari
3.390.000 km dan berjarak 1,52 SA dari Matahari.
Ranbu-Ranbu Jawaban
1.
Gunakan persamaan 8.3 dengan terlebih dahulu mencari selisih massa (m)
helium yang terbentuk dengan massa hidrogen yang diubah.
2. Gunakan persamaan 8.4 dan persamaan 8.5, dengan memasukan konstantakonstanta untuk planet Mars.
RANGKUMAN
Aktivitas atau kegiatan di permukaan Matahari digolongkan menjadi tiga jenis,
yaitu ; gumpalan Matahari (granula), bintik Matahari atau noda hitam (sunspot),
dan lidah api Matahari (prominensa atau protuberans). Pergerakan bintik
Matahari telah digunakan untuk menentukan periode rotasi Matahari. Aktivitas
Matahari selama terbentuknya suatu bintik Matahari maupun terbentuknya lidah
api Matahari selalu disertai dengan pancaran partikel-partikel bermuatan listrik
seperti proton-proton dan elektron-elektron yang melewati korona ke arah planetplanet. Pancaran partikel bermuatan ini disebut sebagai angin Matahari.
Energi yang terbentuk pada inti Matahari dihasilkan dari suatu proses reaksi inti
(nuklir) yang biasa disebut reaksi fusi dan dipanbarkan ke ruang angkasa secara
radiasi. Setiap menit Matahari meradiasikan energi sebesar 56 x 1026 kalori dan
energi radiasi Matahari yang diterima Bumi yang berjari-jari 6370 km adalah
sebesar 3,67 x 1021 kal/hari. Energi Matahari yang jatuh ke permukaan Bumi
berbentuk gelombang elektromagnetik yang menjalar dengan kecepatan cahaya
sebesar 3 x 108 m/s. Jika Matahari dianggap sebagai benda hitam maka temepartur
radiasi efektifnya dapat diperkirakan dari hukum Stefan Boltzman sebesar
5800 K.
Radiasi Matahari yang diterima Bumi dikenal istilah Insolasi. Intensitas insolasi
bergantung terutama pada dua faktor, yaitu sudut jatuh sinar Matahari dan
lamanya radiasi Matahari.
TES FORMATIF 1
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Bentuk aktivitas Matahari yang dapat digunakan untuk menentukan periode
rotasi Matahari adalah ............
A. Granula
B. Korona
C. Prominensa
D. Hotspot
E. Bintik Matahari
2. Gas panas yang tersembur dengan dahsyat dari permukaan Matahari yang
menyerupai lidah api besar berwarna kemerahan dan memiliki bentuk pita,
simpal (loop), spiral, gunung, atau tabir yang dapat diamati pada saat terjadi
gerhana Matahari total disebut .........
A. Granula
B. Korona
C. Prominensa
D. Sunspot
E. Bintik Matahari
3. Angin Matahari adalah ..........
A. pancaran partikel-partikel bermuatan listrik seperti proton-proton dan
elektron-elektron dari permukaan Matahari ke arah planet-planet
B. Aliran hidrogen dari Matahari ke planet
C. Pancaran energi dari Matahari
D. Semburan gas panas dari Matahari
E. Semburan bola api dari Matahari
4. Aurora adalah ...................
A. Pancaran gelombang ultraviolet ketika atom-atom ini kembali dari keadaan
eksitasi ke keadaan dasarnya
B. Pancaran gelombang radio ketika atom-atom ini kembali dari keadaan
eksitasi ke keadaan dasarnya
C. Pancaran gelombang infra merah ketika atom-atom ini kembali dari
keadaan eksitasi ke keadaan dasarnya
D. Pancaran gelombang cahaya tampak ketika atom-atom ini kembali dari
keadaan eksitasi ke keadaan dasarnya
E. Pancaran gelombang sinar gamma ketika atom-atom ini kembali dari
keadaan eksitasi ke keadaan dasarnya
5. Energi Matahari yang diproduksi pada bagian intinya merupakan proses ........
A. Pembakaran material-material di Matahari
B. Reaksi senyawa kimia endoterm
C. Reaksi senyawa kimia eksoterm
D. reaksi inti (nuklir) yang biasa disebut reaksi fisi
E. reaksi inti (nuklir) yang biasa disebut reaksi fusi
6. Intensitas insolasi di tempat kita berdiri akan bernilai paling besar pada
saat ......
A. jam 7.00
B. jam 9.00
C. Jam 12.00
D. Jam 14.00
E. Jam 17.00
7. Pada permukaan Bumi Intensitas insolasi terbesar terjadi di daerah ........
A. Kutub utara
B. Ekuator
C. lintang 45o
D. lintang 135o
E. Kutub selatan
8. Intensitas insolasi terbesar terjadi pada daerah .........
Sinar Matahari
c
b
d
a
e
A. a
B. b
C. c
D. d
E. e
9. Keadaan terganggunya lapisan ionosfer akibat bombardir partikel bermuatan
listrik yang berasal dari permukaan matahari yang menghasilkan induksi
magnetik yang sangat kuat, disebut ........
A. Aurora
B. Magnetosphere
C. Kosmik
D. Angin Matahari
E. Badai magnetik
10. Hal-hal di bawah ini merupakan faktor yang menyebabkan insolasi matahari
lebih kuat ketika elevasi Matahari tinggi, kecuali .........
A. luas bidang yang tersinari lebih sempit
B. albedo bertambah
C. efek hamburan berkurang
D. albedo berkurang
E. efek penyerapan radiasi berkurang
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 8.1 yang
terdapat pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang
benar, kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
anda terhadap materi kegiatan belajar 1 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada kegiatan belajar selanjutnya yaitu kegiatan belajar 2, Bagus !
Tetapi apabila tingkat penguasaan materi anda masih di bawah 80 %, anda harus
mengulang kembali kegiatan belajar 1, terutama pada bagian yang belum anda
kuasai.
KEGIATAN BELAJAR 2
KARAKTERISTIK RADIASI DAN EFEK ATMOSFER TERHADAP
RADIASI MATAHARI
PENGANTAR
Apakah syarat suatu benda dapat memancarkan energi radiasi? Setiap
benda yang temperturnya tidak nol Kelvin, dapat memancarkan energi radiasi.
Radiasi dipancarkan dalam bentuk foton-foton atau paket-paket energi yang
mempunyai sifat mirip dengan partikel dan gelombang (Dualisme partikelgelombang). Panjang gelombang secara unik terkait dengan energi foton, sehingga
memungkinkan untuk dapat menghitung fluks energi foton pada panjang
gelombang tertentu. Semakin tinggi suhu benda, maka energi yang diradiasikan
semakin tinggi yang ditandai dengan semakin pendeknya panjang gelombang
radiasi. Karena suhu mutlak matahari lebih tinggi dari suhu mutlak Bumi, maka
radiasi yang dipancarkan Matahari memiki panjang gelombang yang lebih pendek
daripada radiaisi yang dipancarkan Bumi. Hampir 99 persen radiasi Matahari
diisi oleh panjang gelombang pendek dari 0,15 sampai 4,0 µm. Dari jumlah ini, 9
persennya adalah gelombang ultraviolet, 45 persennya adalah gelombang cahaya
tampak (merah-violet), dan 46 persennya adalah gelombang inframerah.
Apakah semua radiasi Matahari dapat mencapai permukaan Bumi? Tidak
semua radiasi Matahari dapat mencapai
permukaan Bumi, akibat adanya
hamburan yang mengembalikan radiasi tersebut ke ruang angkasa oleh partikelpertikel atmosfer Bumi. Hamburan radiasi oleh atmosfer Bumi bergantung pada
diameter partikel-partikel penghambur (D) dan panjang gelombang yang
diradiasikan (λ)
A. KARAKTERISTIK RADIASI MATAHARI
Bagaimanakah karakteristik radiasi Matahari? Semua proses pertukaran
energi antara Bumi dan alam semesta terjadi dengan cara pertukaran radiasi. Bumi
dan atmosfer secara tetap menyerap radiasi Matahari dan mengemisikan kembali
radiasinya ke angkasa. Setelah selang waktu yang cukup lama maka laju
penyerapan (absorpsi) dan laju emisi dapat dianggap sama. Jika hal ini terjadi,
dikatakan sistem Bumi-atmosfer berada dalam keseimbangan radiatif dengan
Matahari. Pertukaran radiasi memainkan peranan penting dalam sejumlah reaksi
kimia di atmosfer Bumi bagian atas.
Darimanakah dihasilkan radiasi? Radiasi adalah sebuah bentuk energi
yang dihasilkan osilasi cepat medan elektromagnetik. Radiasi dipancarkan dalam
bentuk foton-foton atau paket-paket energi yang mempunyai sifat mirip dengan
partikel dan gelombang (dualisme partikel-gelombang). Osilasi dapat ditinjau
sebagai penjalaran gelombang dengan periode ruang (panjang gelombang)
tertentu. Radiasi dapat menjalar dalam vakum (hampa), semua radiasi menjalar
dalam lintasan lurus dengan kecepatan sebesar 3 x 108 m/s (kecepatan cahaya).
Panjang gelombang secara unik terkait dengan energi foton, sehingga
memungkinkan untuk dapat menghitung fluks energi foton pada panjang
gelombang tertentu. Karena radiasi memiliki sifat dualisme yaitu partikel dan
gelombang, maka radiasi dapat dipandang sebagai paket-paket diskrit yang
disebut kuanta (atau foton untuk bagian spektrum cahaya tampak). Hubungan
antara energi foton dengan panjang gelombangnya dinyatakan oleh persamaan
berikut : (Tjasyono, 2003 ; Tjasyono, 2006)
E=
hc
λ
(8.7)
Dimana h adalah konstanta Planck yang nilainya 6,63 x 10-34 J.s, c adalah
kecepatan cahaya
dan λ adalah panjang gelombang. Persamaan 8.7 adalah
persamaan energi untuk satu buah foton. Persamaan energi untuk satu mol foton
didapat dengan cara mengalikan persamaan 8.7 dengan bilangan Avogadro (A),
seperti berikut :
E=
h cA
λ
dimana nilai A adalah 6,023 x 1023 partikel/mol.
(8.8)
Gambar 8.10. Distribusi spektral energi radiasi benda hitam pada T=6000 K
dengan sumbu horizontal di bawah dan sumbu vertikal di kiri,
dan pada T = 300 K dengan sumbu horizontal di atas dan sumbu
vertikal di kanan.
Apakah yang disebut dengan benda hitam? Setiap benda yang memiliki
energi, yaitu yang memiliki tempertur di atas 0K akan mengemisikan radisi. Jika
sebuah benda yang memiliki temperatur tertentu mengemisikan semaksimum
mungkin jumlah radiasi per satuan luas dalam satuan waktu, maka benda tersebut
disebut benda hitam atau radiator sempurna. Benda demikian memiliki nilai
emisivitas permukaan (ε) sama dengan satu.
Gambar 8.10 menunjukkan distribusi spektral energi radiasi benda hitam
pada temperatur 6000 K (temperatur permukaan Matahari) dan 300 K (temperatur
sistem Bumi-atmosfer). Untuk Matahari, panjang gelombang emisi maksimumnya
adalah sekitar 0,48 µ m ( ≈ 0,5 µm) yang terletak pada spektrum cahaya tampak,
sedangkan untuk sistem Bumi-atmosfer, panjang gelombang emisi maksimumnya
adalah sekitar 9,66 µ m ( ≈ 10,0 µm). Oleh karena itu, radiasi Matahari sering
disebut radiasi gelombang pendek, dan radiasi Bumi-atmosfer (radiasi terrestrial)
sering disebut radiasi gelombang panjang. Bagaimanakah komposisi rentang
panjang gelombang radiasi Matahari? Hampir 99 persen radiasi Matahari diisi
oleh panjang gelombang pendek dari 0,15 sampai 4,0 µm. Dari jumlah ini (99 %),
9 persennya adalah gelombang ultraviolet ( λ < 0,4 µm), 45 persennya adalah
gelombang cahaya tampak (merah-violet) (0,4 µm ≤ λ ≤ 0,74 µm), dan 46
persennya adalah gelombang inframerah (λ ≥ 0,75 µm). Pada tabel 8.2 disajikan
panjang gelombang radiasi untuk setiap warna (Tjasyono, 2003 ; Tjasyono, 2006).
Tabel 8.2. panjang gelombang radiasi dan hubungannya dengan warna
Interval panjang
gelombang (µm)
Panjang gelombang
tipik (µm)
Violet
0,390 – 0,455
0,430
Biru gelap
0,455 – 0,485
0,470
Biru cerah
0,485 – 0,505
0,495
Hijau
0,505 – 0,550
0,530
Kuning-Hijau
0,550 – 0,575
0,560
Kuning
0,575 – 0,585
0,580
Oranye
0,585 – 0,620
0,600
Merah
0,620 – 0,760
0,640
warna
B. EFEK ATMOSFER TERHADAP RADIASI MATAHARI
Adakah pengaruh atmosfer Bumi terhadap radiasi Matahari ? Ketika
cahaya melewati medium transparan, maka sebagian cahaya tersebut akan
disimpangkan ke berbagai arah, yang disebut sebagai gajala hamburan. Demikian
juga halnya dengan radiasi matahari ketika melewati atmosfer Bumi, maka
sebagian dari radiasi tersebut akan dihamburkan oleh partikel-partikel udara.
Hamburan radiasi oleh atmosfer Bumi bergantung pada diameter partikel-partikel
penghambur (D) dan panjang gelombang yang diradiasikan (λ). Untuk D << λ,
yang disebut sebagai hamburan Rayleigh, besarnya hamburan berbanding terbalik
dengan panjang gelombang pangkat empat ; (Tjasyono, 2006).
H =
1
λ4
(8.9)
dimana H adalah besarnya hamburan Rayleigh dan λ adalah panjang gelombang
radiasi.
Adakah hubungan antara proses hamburan dengan warna biru dari langit?
Karena panjang gelombang warna biru lebih pendek dari panjang gelombang
warna hijau atau warna merah, maka menurut persamaan 8.9, warna biru akan
lebih kuat dihamburkan dibanding warna hijau atau warna merah. Itulah sebabnya
pada saat atmosfer cerah, langit tampak berwarna biru. Pada tahun 1996
kementrian lingkungan hidup negara kita telah mencanangkan ”proyek langit
biru”. Proyek ini dimaksudkan gerakan udara bersih. Atmosfer yang cerah adalah
yang banyak mengandung partikel-partikel gas nitrogen dan oksigen, yang disebut
juga atmosfer Rayleigh.
Bagaimana jika D jauh lebih besar dari λ? Jika diameter partikel-partikel
atmosfer jauh lebih besar dari panjang gelombang radiasi atau D >> λ, maka
disebut sebagai pemantulan difus yang besarnya tidak bergantung pada panjang
gelombang spektrum daerah cahaya tampak. Pemantulan difus dapat terjadi oleh
tetes-tetes dengan diameter berorde antara 10 µm hingga 200 µm. Pada spektrum
cahaya tampak, warna biru, hijau, dan merah dipantulkan sama kuat (non selektif),
sehingga radiasi yang dipantulkan dari awan (kumpulan tetes-tets air) tampak
berwarna putih bersih. Ingat campuran warna bahaya merah, kuning, hijau, biru,
nila, dan violet akan menghasilkan warna putih.
Bagaimana jika D sebanding dengan λ? Jika diameter partikel-partikel
atmosfer sebanding dengan panjang gelombang radiasi atau D ≈ λ, maka disebut
sebagai hamburan Mie. Atmosfer demikian disebut atmosfer Mie, yang banyak
mengandung partikel-partikel debu, asap, kabut, dan sebagainya. Atmosfer bumi
akan tampak putih sampai kemerahan. Hamburan Mie terjadi pada atmosfer
bawah yaitu lapisan yang ketinggiannya di bawah 4,5 km, karena pada lapisan ini
banyak terdapat partikel-partikel berukuran besar. Sedangkan hanburan Rayleigh
banyak terjadi pada lapisan yang ketinggiannya antara 4,5 km hingga 9,0 km.
Hamburan Mie lebih dominan terjadi pada gelombang panjang dan pada cuaca
yang tidak cerah (berkabut atau berdebu), sedangkan hamburan Rayleigh lebih
dominan terjadi pada gelombang pendek dan pada saat cuaca cerah.
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. Hitunglah energi sebuah foton cahaya biru yang memiliki panjang gelombang
0,4 µm
2. Hitunglah energi yang dipancarkan oleh 5 mol foton yang memiliki panjang
gelombang 0,67 µm
Ranbu-Ranbu Jawaban
1. Gunakan persamaan 8.7.
2. Gunakan persamaan 8.8 dengan bilangan Avogadro untuk untuk 5 mol foton.
RANGKUMAN
Semua proses pertukaran energi antara Bumi dan alam semesta terjadi
dengan cara pertukaran radiasi. Pertukaran radiasi memainkan peranan penting
dalam sejumlah reaksi kimia di atmosfer Bumi bagian atas. Radiasi adalah sebuah
bentuk energi yang dipancarkan dalam bentuk
foton-foton atau paket-paket
energi yang mempunyai sifat mirip dengan partikel dan gelombang dan dapat
menjalar dalam vakum (hampa) dalam lintasan lurus dengan kecepatan sebesar
3 x 108 m/s.
Setiap benda yang memiliki energi, yaitu yang memiliki tempertur di atas
0K akan mengemisikan radisi.
Jika sebuah benda yang memiliki temperatur
tertentu mengemisikan semaksimum mungkin jumlah radiasi per satuan luas
dalam satuan waktu, maka benda tersebut disebut benda hitam atau radiator
sempurna. Benda demikian memiliki nilai emisivitas permukaan (ε) sama dengan
satu.
Hampir 99 persen radiasi Matahari diisi oleh panjang gelombang pendek
dari 0,15 sampai 4,0 µm. Yang terdiri atas gelombang ultraviolet, gelombang
cahaya tampak (merah-violet) dan gelombang inframerah.
Ketika radiasi matahari melewati atmosfer bumi, maka sebagian dari
radiasi tersebut akan dihamburkan oleh partikel-partikel udara. Hamburan radiasi
oleh atmosfer Bumi bergantung pada diameter partikel-partikel penghambur (D)
dan panjang gelombang yang diradiasikan (λ). Untuk D << λ, yang disebut
sebagai hamburan Rayleigh, besarnya
hamburan berbanding terbalik dengan
panjang gelombang pangkat empat. Akibat hamburan ini, pada saat atmosfer
cerah, langit tampak berwarna biru. atmosfer Rayleigh banyak mengandung
partikel-partikel gas nitrogen dan oksigen
Jika diameter partikel-partikel atmosfer jauh lebih besar dari panjang
gelombang radiasi atau D >> λ, maka disebut sebagai pemantulan difus yang
besarnya tidak bergantung pada panjang gelombang spektrum daerah cahaya
tampak. Pada spektrum cahaya tampak, warna biru, hijau, dan merah dipantulkan
sama kuat (non selektif), sehingga radiasi yang dipantulkan dari awan (kumpulan
tetes-tets air) tampak berwarna putih bersih.
Jika diameter partikel-partikel atmosfer sebanding dengan panjang
gelombang radiasi atau D ≈ λ, maka disebut sebagai hanburan Mie banyak
mengandung partikel-partikel debu, asap, kabut, dan sebagainya. Atmosfer bumi
akan tampak putih sampai kemerahan.
TES FORMATIF 2
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Benda hitam adalah ..........
A. sebuah benda yang mengemisikan semaksimum mungkin radiasi per satuan
luas dalam satuan waktu
B. benda yang warnanya sangat hitam
C. Benda yang temperaturnya tinggi sekali
D. Benda demikian memiliki nilai emisivitas permukaan (ε) nol
E. Ruang yang sangat gelap
2. Sistem Bumi-atmosfer dikatakan berada dalam keseimbangan radiatif dengan
Matahari jika …….
A. Suhu bumi sama dengan suhu matahari
B. Panjang gelombang Matahari yang diserap Bumi sama dengan yang
dipancarkan Bumi
C. Energi matahari yang diserap bumi sama dengan energi yang dipancarkan
Bumi
D. Radiasi yang dipancarkan sistem bumi-atmosfer sama dengan radiasi
Matahari yang diserapnya
E. Intensitas radiasi yang di serap sama dengan intensitas radiasi yang
dipancarkan.
3. Benda A memiliki temperatur 3000 K dan benda B memiliki temperatur
1500 K, maka ..............
A. panjang gelombang emisi maksimum benda A lebih besar dibanding
benda B
B. panjang gelombang emisi maksimum benda A dua kali lebih besar dari
benda B
C. panjang gelombang emisi maksimum benda A lebih kecil dari benda B
D. panjang gelombang emisi maksimum benda A setengah kali dari benda B
E. energi emisi maksimum benda A setengah kali dari benda B
4.
Pada saat atmosfer cerah, langit tampak berwarna biru, hal ini berkaitan
dengan ........
A. Hamburan Mie
B. radiasi matahari memiliki panjang gelombang pendek
C. penyerapan panjang gelombang pendek oleh atmosfer bumi
D. Pemantulan difus
E. Hamburan Rayleigh
5. Radiasi memiliki sifat dualisme yaitu partikel dan gelombang. Radiasi dapat
dipandang sebagai paket-paket diskrit yang disebut kuanta atau foton.
Manakah diantara pernyataan berikut yang benar ?
A. Energi foton yang besar terkait dengan radiasi gelombang panjang
B. Energi foton yang besar terkait dengan radiasi gelombang pendek
C. Energi foton yang besar terkait dengan intensitas radiasi yang besar
D. Energi foton yang besar terkait dengan intensitas radiasi yang kecil
E. Energi foton yang besar terkait dengan luas bidang yang disinari yang kecil
6. Atmosfer yang cerah adalah yang banyak mengandung partikel-partikel .........
A. gas nitrogen dan Karbon dioksida
B. gas oksigen dan hidrogen
C. gas oksigen dan argon
D. gas nitrogen dan oksigen
E. gas karbon monoksida dan klorin
7. Hamburan radiasi oleh atmosfer yang banyak mengandung partikel-partikel
debu, asap, dan kabut sehingga atmosfer bumi tampak putih sampai
kemerahan disebut .........
A. Pemantulan difus
B. Hamburan Rayleigh
C. hamburan Mie
D. hamburan foton
E. hamburan Avogadro
8. Akibat pemantulan difus, radiasi yang dipantulkan dari awan (kumpulan tetestets air) tampak berwarna putih bersih. Hal ini terjadi karena ........
A. Warna putih dipantulkan paling kuat oleh awan
B. Warna putih diserap oleh awan
C. Warna biru dipantulkan paling kuat
D. Warna merah dipantulkan paling kuat
E. Semua warna cahaya tampak dipantulkan sama kuat
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 8.2 yang
terdapat pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang
benar, kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan
anda terhadap materi kegiatan belajar 2 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada BBM selanjutnya, Baik sekali ! Tetapi apabila tingkat
penguasaan materi anda masih di bawah 80 %, anda harus mengulang kembali
kegiatan belajar 2 pada BBM ini, terutama pada bagian yang belum anda kuasai.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Kunci Jawaban Tes Formatif 1
1. E
2. C
3. A
4. D
5. E
6. C
7. B
8. C
9. E
10. B
Alasan :
1.
Bintik Matahari adalah daerah gelap pada fotosfer Matahari. Bintik ini
bergerak secara rotasi dibawa oleh gerak rotasi Matahari, sehingga pergerakan
bintik ini dapat menunjukkan periode rotasi Matahari.
2. Gas panas yang tersembur dengan dahsyat dari permukaan Matahari, yang
menyerupai lidah api besar berwarna kemerahan dan memiliki bentuk yang
bervariasi seperti pita, simpal (loop), spiral, gunung, atau tabir disebut
Prominensa, yang terbentuk akibat gangguan pada permukaan Matahari.
3.
Aktivitas Matahari selama terbentuknya suatu bintik Matahari maupun
terbentuknya lidah api Matahari selalu disertai dengan pancaran partikelpartikel bermuatan listrik seperti proton-proton dan elektron-elektron yang
melewati korona ke arah planet-planet. Pancaran partikel bermuatan ini
disebut sebagai angin Matahari (solar wind)
4. Ketika partikel-partikel yang dipancarkan dari Matahari menabrak atmosfer
Bumi bagian atas, mengionisasi beberapa atom dam molekul yang berada di
atmosfer dan mengeksitasi atom-atom dan molekul-molekul lainnya ke tingkat
energi yang lebih tinggi (keadaan eksitasi). Ketika atom-atom ini kembali ke
keadaan dasarnya, maka atom-atom dan molekul-molekul ini akan
membebaskan energi radiasi berupa energi cahaya (foton) dengan panjang
gelombang tertentu. Gelombang-gelombang cahaya tampak yang diradiasikan
akan membentuk aurora yang dapat dilihat dari tempat-tempat yang memiliki
lintang tinggi di Bumi seperti di kutub utara atau kutub selatan Bumi
5. Energi yang terbentuk pada inti Matahari dihasilkan dari suatu proses reaksi
inti (nuklir) yang biasa disebut reaksi fusi (reaksi penggabungan) inti-inti
hidrogen membentuk inti helium. Reaksi fusi nuklir ini diperkirakan meliputi
tiga tahapan yang disebut rantai proton-proton
6. Insolasi yang berasal dari bahasa Inggris Insolation, adalah singkatan dari
Incoming Solar Radiation yang berarti radiasi Matahari yang diterima Bumi.
intensitas insolasi bergantung terutama pada dua faktor, yaitu sudut jatuh sinar
Matahari dan lamanya radiasi Matahari. Intensitas adalah rasio antara fluks
sinar matahari datang dengan luas bidang yang disinarinya, maka intensitas
insolasi terbesar pada pukul 12.00, karena luas bidang yang disinari terkecil,
sinar Matahari jatuh secara tegak.
7. Insolasi terbesar di permukaan Bumi jelas pada ekuator, karena jatuhnya sinar
Matahari hampir tegak lurus.
8.
Insolasi terbesar jelas di daerah C, karena permukaan tanah di C datar,
sehingga jatuhnya sinar Matahari seolah-olah tegak lurus dan luas bidang yang
disinari menjadi terkecil.
9. Pancaran partikel-partikel bermuatan listrik dari Matahari kuantitasnya akan
sangat meningkat ketika jumlah bintik matahari mencapai maksimum. Hujan
partikel bermuatan ini menghasilkan induksi magnetik yang sangat kuat, kirakira ribuan kali induksi magnetik permukaan Bumi. Keadaan ini dapat
menyebabkan sabuk radiasi Van Allen sangat radiatif, dan akibatnya
komunikasi dengan gelombang radio di bumi akan terganggu, kadang-kadang
terpitis-putus. Kondisi ini terjadi akibat terganggunya lapisan ionosfer oleh
pancaran partikel bermuatan yang sangat kuat. Gejala semacam ini dikenal
dengan istilah badai magnetik yang sangat mengganggu proses komunikasi
radio.
10. Sebagai akibat dari pergerakan Bumi mengelilingi Matahari, maka sudut
elevasi matahari terhadap suatu tempat di permukaan Bumi setiap saat akan
berubah. Semakin tinggi elevasi Matahari, maka intensitas insolasi di tempat
tersebut akan semakin tinggi. Hal ini terjadi karena Ketika elevasi matahari
tinggi, maka sinar matahari jatuh secara tegak lurus terhadap Bumi. Dengan
sinar yang jatuh secara tegak maka luas bidang yang tersinari akan lebih
sempit dari pada ketika sinar jatuh secara miring. Dengan posisi Matahari
yang tinggi, maka sinar matahari akan melewati atmosfer Bumi yang lebih
tipis dibanding ketika matahari berada pada posisi rendah. Akibatnya atenuasi
gelombang radiasi akan lebih kecil (efek hamburan oleh partikel-partikel debu
atmosferik akan lebih kecil). Efek yang terkait erat dengan elevasi matahari
adalah albedo, yaitu persentase insolasi yang dipantulkan oleh permukaan
Bumi. Albedo dikendalikan oleh sifat fisis permukaan Bumi, terutama
warnanya. Dalam kondisi yang sama, albedo akan berkurang ketika elevasi
matahari bertambah tinggi. Efek pantulan ini akan lebih kuat terjadi pada
permuakaan perairan.
Kunci Jawaban Tes Formatif 2
1. A
2. D
3. C
4. D
5. B
6. D
7. C
8. E
Alasan :
1. Setiap benda yang memiliki energi, yaitu yang memiliki tempertur di atas 0K
akan mengemisikan radisi.
Jika sebuah benda yang memiliki temperatur
tertentu mengemisikan semaksimum mungkin jumlah radiasi per satuan luas
dalam satuan waktu, maka benda tersebut disebut benda hitam atau radiator
sempurna. Benda demikian memiliki nilai emisivitas permukaan (ε) sama
dengan satu.
2. Bumi dan atmosfer secara tetap menyerap radiasi Matahari dan mengemisikan
kembali radiasinya ke angkasa. Setelah selang waktu yang cukup lama maka
laju penyerapan (absorpsi) dan laju emisi dapat dianggap sama. Jika hal ini
terjadi, dikatakan sistem Bumi-atmosfer berada dalam keseimbangan radiatif
dengan Matahari. Pertukaran radiasi memainkan peranan penting dalam
sejumlah reaksi kimia di atmosfer Bumi bagian atas.
3.
Panjang gelombang elektromagnetik yang diradiasikan suatu benda
bergantung pada temperatur permukaan benda. Semakin tinggi temperatur
benda, maka energi radiasinya semakin tinggi. Karena antara energi dan
panjang gelombang hubungannya terbalik, maka semakin tinggi temperatur
benda panjang gelombang yang diradiasikan semakin pendek.
4. Hamburan radiasi oleh atmosfer Bumi bergantung pada diameter partikelpartikel
penghambur (D) dan panjang gelombang yang diradiasikan (λ).
Untuk D << λ, yang disebut sebagai hamburan Rayleigh, besarnya hamburan
berbanding terbalik dengan panjang gelombang pangkat empat
H =
1
λ4
dimana H adalah besarnya hamburan Rayleigh dan λ adalah panjang
gelombang radiasi. Karena panjang gelombang warna biru lebih pendek dari
panjang gelombang warna hijau atau warna merah, maka warna biru akan
lebih kuat dihamburkan dibanding warna hijau atau warna merah
5. Hubungan antara energi (E) dan panjang gelombang (λ) adalah E =
hc
λ
6. Pada tahun 1996 kementrian lingkungan hidup negara kita telah mencanangkan
”proyek langit biru”. Proyek ini dimaksudkan gerakan udara bersih. Atmosfer
yang cerah adalah yang banyak mengandung partikel-partikel gas nitrogen dan
oksigen, yang disebut juga atmosfer Rayleigh.
7. Jika diameter partikel-partikel atmosfer sebanding dengan panjang gelombang
radiasi atau D ≈ λ, maka disebut sebagai hamburan Mie. Atmosfer demikian
disebut atmosfer Mie, yang banyak mengandung partikel-partikel debu, asap,
kabut, dan sebagainya. Atmosfer bumi akan tampak putih sampai kemerahan.
Hamburan Mie terjadi pada atmosfer bawah yaitu lapisan yang ketinggiannya
di bawah 4,5 km, karena pada lapisan ini banyak terdapat partikel-partikel
berukuran besar. Hamburan Mie lebih dominan terjadi pada gelombang
panjang dan pada cuaca yang tidak cerah (berkabut atau berdebu).
8. Jika diameter partikel-partikel atmosfer jauh lebih besar dari panjang
gelombang radiasi atau D >> λ, maka disebut sebagai pemantulan difus yang
besarnya tidak bergantung pada panjang gelombang spektrum daerah cahaya
tampak. Pemantulan difus dapat terjadi oleh tetes-tetes dengan diameter
berorde antara 10 µm hingga 200 µm. Pada spektrum cahaya tampak, warna
biru, hijau, dan merah dipantulkan sama kuat (non selektif), sehingga radiasi
yang dipantulkan dari awan (kumpulan tetes-tets air) tampak berwarna putih
bersih. Ingat campuran warna bahaya merah, kuning, hijau, biru, nila, dan
violet akan menghasilkan warna putih.
DAFTAR PUSTAKA
Tjasyono, B., 2003, Geosains, ITB
Tjasyono, B., 2006, Ilmu Kebumian dan Entariksa, Rosdakarya, Bandung
Kanginan, M., 1999, Fisika SMU kelas 3, Erlangga, Jakarta
http://en.wikipedia.org
GLOSARIUM
Albedo : persentase insolasi yang dipantulkan oleh permukaan Planet
Angin Matahari (solar wind) : Pancaran partikel-partikel bermuatan listrik
seperti proton-proton dan elektron-elektron yang melewati korona ke
arah planet-planet yang terjadi selama aktivitas matahari pada
pembentukan suatu bintik Matahari maupun terbentuknya lidah api
Matahari
Atmosfer Rayleigh : Atmosfer yang cerah yang banyak mengandung partikelpartikel gas nitrogen dan oksigen.
Aurora : Gelombang-gelombang cahaya tampak yang diradiasikan ketika atomatom ini kembali ke keadaan dasarnya, yang dapat dilihat dari tempattempat yang memiliki lintang tinggi di Bumi seperti di kutub utara atau
kutub selatan Bumi
Benda hitam : Sebuah benda yang memiliki temperatur tertentu yang dapat
mengemisikan semaksimum mungkin jumlah radiasi per satuan luas
dalam satuan waktu.
Bintik Matahari : Disebut juga noda Matahari (sunspot) adalah daerah gelap
pada fotosfer yang muncul akibat suhunya lebih rendah dari suhu
daerah di sekitarnya, yang dapat ditimbulkan oleh perubahan medan
magnetik di Matahari
Granula : Gumpalan Matahari (granula) yang merupakan bintik-bintik panas (hot
spots) yang terjadi akibat adanya perbedaan suhu yang sangat tinggi
antara daerah panas dan daerah dingin pada fotosfer
Insolasi (Insolation) : Sigkatan dari Incoming Solar Radiation yang berarti
radiasi Matahari yang diterima Bumi, yang dipengaruhi oleh lintang
atau letak suatu tempat di permukaan Bumi.
Magnetosphere : Suatu daerah yang menyerupai komet di sekitar Bumi yang
terbentuk ketika proton-proton dan elektron-elektron berkecepatan
tinggi dari angin Matahari melintasi medan magnet Bumi, kebanyakan
dari partikel tersebut dibelokkan untuk seterusnya bergerak mengitari
Bumi.
Prominensa atau protuberans : Lidah api Matahari yang muncul akibat
gangguan pada permukaan Matahari
Reaksi fusi nuklir : Suatu proses yang pada inti Matahari yang merupakan reaksi
penggabungan proton-proton, yang menghasilkan energi matahari
Radiasi : Proses perambatan energi (panas) dalam bentuk gelombang
elektromagnetik yang tanpa memerlukan zat perantara
BBM 9. EFEK RADIASI MATAHARI TERHADAP BUMI
Oleh : Andi Suhandi
PENDAHULUAN
Apakah pentingnya radiasi Matahari bagi kehidupan di Bumi?
Radiasi
Matahari sangat berguna bagi keseimbangan panas Bumi. Bumi dan atmosfer secara
tetap menyerap radiasi Matahari dan mengemisikan kembali radiasinya ke angkasa
hingga sistem Bumi-atmosfer berada dalam keseimbangan radiatif dengan Matahari.
Dapatkah proses alamiah ini mengalami gangguan? Proses alamiah ini dapat
terganggu oleh aktivitas manusia di Bumi, yang menghasilkan polutan-polutan yang
dapat menghambat proses radiasi Bumi ke angkasa, sehingga mengganggu
keseimbangan radiatif dengan Matahari. Gangguan ini tentu akan merugikan dan
membahayakan kehidupan di Bumi. Terhambatnya radiasi permukaan Bumi menuju
angkasa, akan menimbulkan efek pemanasan Bumi. Jika hal ini terus menerus terjadi,
maka dapat Anda banyangkan apa yang akan terjadi ketika efek pemanasan ini
mencairkan daratan es di kutub. Selain itu polutan-polutan juga dapat merusak
lapisan Ozon di atmosfer. Lapisan Ozon berperan sebagai pelindung mahluk hidup di
Bumi dari radiasi Matahari yang berbahaya seperti radiasi ultraviolet. Jika Ozon
rusak maka mahluk hidup akan rentan terhadap bahaya yang ditimbulkan radiasi
Matahari. Untuk mengurangi efek-efek tersebut, maka tidak bisa ditawar lagi untuk
segera membatasi aktivitas manusia yang dapat menghasilkan polutan-polutan
tersebut. Sangat penting bagi kita untuk memiliki pengetahuan yang baik tentang
bagaimana mekanisme pemanasan global, zat-zat polutan apa saja yang dapat
menimbulkan efek tersebut, aktivitas manusia apa saja yang dapat menghasilkan
polutan seperti itu, bagaimana mekanisme perusakan Ozonosfer, zat-zat apa saja yang
dapat merusak Ozon, dari aktivitas apa saja yang dapat menghasilkan zat-zat polutan
tersebut, dan lain-lain yang ada kaitannya dengan peristiwa ini. Dengan mengetahui
itu semua, diharapkan kita memiliki pola perilaku hidup yang senantiasa bebas
polutan. Kita diharapkan menjaga kelestarian hutan dan biota-biota di perairan baik
perairan darat maupun laut. Tentu yang terpenting adalah dapat menekan jumlah gas
polutan yang dihasilkan dario aktivitas hidup kita dan mengurangi penggunaan gasgas yang tergolong polutan pada berbagai alat rumah tangga yang kita gunakan.
Secara umum BBM ini menjelaskan tentang radiasi Matahari dan
keseimbangan panas Bumi serta perubahan musim, Efek pemanasan global di Bumi,
dan Mekanisme perusakan lapisan Ozonosfer.
Setelah mempelajari Bahan Belajar Mandiri (BBM) ini, secara khusus Anda
diharapkan dapat :
1. Menjelaskan tentang keseimbangan radiasi Matahari
2. Menjelaskan tentang keseimbangan radiasi Bumi
3. Menjelaskan hubungan pergerakan semu matahari dengan musim
4. Menyebutkan jenis-jenis musim yang ada di Bumi dan karakteristiknya
5. Menjelaskan efek rumah kaca
6. Menjelaskan mekanisme terbentuknya efek rumah kaca
7. Menyebutkan faktor-faktor penyebab terjadinya efek rumah kaca
8. Menjelaskan mekanisme penipisan lapisan Ozon
9. Menyebutkan faktor-faktor penyebab terjadinya penipisan lapisan Ozon
Untuk membantu Anda mencapai tujuan tersebut, BBM ini diorganisasikan
menjadi dua Kegiatan Belajar (KB), yaitu :
KB 1 : Efek Radiasi Matahari terhadap keseimbangan panas Bumi dan perubahan
musim, dan
KB 2 : Hubungan radiasi dengan efek rumah kaca dan penipisan Ozonosfer
Untuk membantu Anda dalam mempelajari BBM ini, ada baiknya
diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini :
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami secara
tuntas tentang apa, untuk apa, dan bagaimana mempelajari bahan belajar ini
2. Baca sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari kata-kata
yang dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci tersebut dalam
kamus yang Anda miliki
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan tukar
pikiran dengan mahasiswa lain atau dengan tutor Anda
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajari sumber-sumber lain yang relevan.
Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai sumber, termasuk dari internet
5. Mantapkan pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan melalui kegiatan
diskusi dalam kegiatan tutorial dengan mahasiswa lainnya atau teman sejawat
6. Jangan dilewatkan untuk mencoba menjawab soal-soal yang dituliskan pada
setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna untuk mengetahui apakah Anda
sudah memahami dengan benar kandungan bahan belajar ini.
Selamat belajar !
KEGIATAN BELAJAR 1
EFEK RADIASI MATAHARI TERHADAP KESEIMBANGAN PANAS
BUMI DAN MUSIM
PENGANTAR
Kapan keseimbangan panas Bumi dapat tercapai? Keseimbangan panas Bumi
(temperatur Bumi sepanjang tahun tidak meningkat atau tidak menurun) akan tercapai
jika radiasi Matahari yang diserap oleh sistem atmosfer Bumi seluruhnya diradiasikan
kembali oleh Bumi ke angkasa. Untuk menuju keadaan tersebut, Bumi memancarkan
radiasi ke angkasa dalam bentuk dan kuantitas pancaran seperti berikut; 14 % hilang
ke ruang angkasa dan tidak memanasi atmosfer, 6 % radiasi Bumi diserap atmosfer
yang disebut radiasi efektif, 9 % diterima atmosfer melalui panas yang dibawa oleh
arus turbulensi dan konveksi. 19 % diterima atmosfer melalui kondensasi dari uap air,
dimana panas laten kondensasi dilepaskan. Jumlah ini pas sama dengan radiasi
Matahari yang diserap sistem atmosfer-Bumi.
Apakah yang dapat menyebabkan variasi radiasi Matahari di seluruh
permukaan Bumi? Pergerakan semu Matahari menyebabkan adanya variasi radiasi
matahari di seluruh permukaan Bumi, sehingga menyebabkan adanya varisi musim di
belahan bumi pada kurun-kurun waktu tertentu. Di bumi terdapat empat jenis musim,
yaitu ; musim dingin, di belahan bumi bagian utara terjadi pada bulan Desember,
Januari, dan Februari, sedangkan di belahan bumi bagian selatan terjadi pada bulan
Juni, Juli, dan Agustus; musim semi, di belahan bumi bagian utara terjadi pada bulan
Maret, April, dan Mei, sedangkan di belahan bumi bagian selatan terjadi pada bulan
September, Oktober, dan November; musim panas, di belahan bumi bagian utara
terjadi pada bulan Juni, Juli, dan Agustus, sedangkan di belahan bumi bagian selatan
terjadi pada bulan Desember, Januari, dan Februari; dan musim gugur, di belahan
bumi bagian utara terjadi pada bulan September, Oktober, dan November, sedangkan
di belahan bumi bagian selatan terjadi pada bulan Maret, April, dan Mei.
Apakah di Indonesia dijumpai keempat musim ini? Di Indonesia ke empat
musim ini tidak dijumpai, karena variasi temperatur sepanjang tahun di Indonesia
sangat kecil. Hal ini terjadi berkaitan dengan letak Indonesia di khatulistiwa.
A. KESEIMBANGAN PANAS BUMI
Bagaimanakah proses penyerapan dan pengemisian radiasi Matahari oleh
atmosfer Bumi dan permukaan Bumi? Diperkirakan bahwa 35 % dari radiasi
Matahari yang diterima pada batas atas atmosfer Bumi dikembalikan kembali ke
ruang angkasa dalam bentuk gelombang pendek oleh proses hamburan, dan
pemantulan-pemantulan
oleh awan, oleh partikel-partikel debu, oleh molekul-
molekul udara, dan oleh permukaan Bumi, dengan perincian; 2 % dipantulkan oleh
permukaan Bumi, 6 % dipantulkan atau dihamburkan oleh atmosfer, dan 27 %
dipantulkan oleh awan. Sisanya sebesar 65 % diserap oleh atmosfer Bumi dan
permukaan Bumi. Atmosfer menyerap sebesar 14 % radiasi Matahari dan permukaan
Bumi menyerap sebesar 51 % radiasi. Radiasi yang diserap permukaan Bumi
dipergunakan untuk memanasi atmosfer dari bawah. Dari 51 % radiasi yang diserap
permukaan Bumi, 34 % berasal dari radiasi Matahari langsung, dan 17 % lagi dari
radiasi difus atau radiasi langit (sky radiation). Dengan demikian hanya 65 % dari
radiasi Matahari yang dapat digunakan untuk memanaskan atmosfer Bumi, yaitu
sebesar 14 % langsung diserap oleh atmosfer, dan 51 % yang diserap permukaan
Bumi. Gambar 9.1 menunjukkan keseimbangan radiasi Matahari dan Gambar 9.2
menunjukkan keseimbangan radiasi Bumi (Tjasyono, 2006).
Karena temperatur rata-rata tahunan Bumi secara keseluruhan konstan, artinya
Bumi tidak bertambah panas atau bertambah dingin, maka 65 % dari radiasi Matahari
yang diserap atmosfer dan permukaan Bumi harus dipancarkan kembali ke ruang
angkasa dalam bentuk radiasi gelombang panjang. Tidak boleh ada radiasi yang
menunpuk di Bumi. Bentuk dan kuantitas pancaran radiasi sistem atmosfer Bumi
adalah (Gambar 9.2) : 14 % hilang ke ruang angkasa dan tidak memanasi atmosfer, 6
% radiasi Bumi diserap atmosfer yang disebut radiasi efektif, 9 % diterima atmosfer
melalui panas yang dibawa oleh arus turbulensi dan konveksi. 19 % diterima
atmosfer melalui kondensasi dari uap air, dimana panas laten kondensasi dilepaskan.
RADIASI GELOMBANG PENDEK
(MATAHARI)
-6
Radiasi matahari total
(100 %)
Dihamburkan ke
angkasa
-29
Dipantulkan ke
angkasa
-17
-2
-6
Awan
+14
Diserap atmosfer
+17
+34
Diserap bumi
Diserap bumi
Gambar 9.1. Keseimbangan radiasi Matahari
Jadi jumlah radiasi yang dipancarkan ke ruang angkasa oleh atmosfer sama dengan
14 + 6 + 9 + 19 = 48 %, dan jumlah yang dipancarkan langsung oleh permukaan
Bumi ke ruang angkasa adalah 17 %. Sehingga jumlah total radiasi yang pancarkan
kembali oleh sistem atmosfer-Bumi ke rung angkasa adalah 48 + 17 = 65 %. Jumlah
ini tepat seimbang dengan radiasi Matahari yang diserap oleh sistem atmosfer-Bumi,
yaitu 65 % (Tjasyono, 2006).
RADIASI GELOMBANG PANJANG (BUMI)
Diradiasikan ke
angkasa oleh
atmosfer
Diradiasikan ke
angkasa oleh
permukaan bumi
-48
-17
+19
+6
Turbulensi dan
konveksi
+9
kondensasi
-23
Radiasi dari
bumi
-19
-9
Penguapan
Gambar 9.2. Keseimbangan radiasi Bumi
B. MUSIM
Bagaimanakah pengaruh musim terhadap lamanya siang dan malam? Musim
mempengaruhi lamanya siang hari dan lamanya insolasi. Di ekuator, lamanya siang
dan malam hari sama yaitu 12 jam, sedangkan di daerah kutub, 6 bulan siang dan 6
bulan berikutnya malam. Pada tempat-tempat di lintang lain, lamanya siang dan
malam hari tidak sama, seperti ditunjukkan pada Tabel 9.1.
Tabel 9.1. Hubungan posisi lintang dengan lamanya siang
Lintang tempat
Lamanya siang hari
0o (ekuator)
12 jam
17o
13 jam
41o
15 jam
49o
16 jam
63o
20 jam
66o30’
24 jam
67o21’
1 bulan
69o51’
2 bulan
78o11’
4 bulan
90o (kutub)
6 bulan
Di bumi terdapat empat jenis musim, yaitu : (Tjasyono, 2006).
1. Musim dingin, di belahan bumi bagian utara terjadi pada bulan Desember ,
Januari, dan Februari. Sedangkan di belahan bumi bagian selatan terjadi pada
bulan Juni, Juli, dan Agustus
2. Musim semi, di belahan bumi bagian utara terjadi pada bulan Maret, April, dan
Mei. Sedangkan di belahan bumi bagian selatan terjadi pada bulan September,
Oktober, dan November.
3. Musim panas, di belahan bumi bagian utara terjadi pada bulan Juni, Juli, dan
Agustus. Serdangkan di belahan bumi bagian selatan terjadi pada bulan
Desember, Januari, dan Februari
4. Musim gugur, di belahan bumi bagian utara terjadi pada bulan September,
Oktober, dan November. Sedangkan di belahan bumi bagian selatan terjadi pada
bulan Maret, April, dan Mei.
Karena variasi temperatur sepanjang tahun sangat kecil, di Indonesia tidak
lazim disebut musim panas dan musim dingin, dan lebih lazim disebut musim kering
dan musim basah atau disebut musim kemarau dan musim hujan, karena variasi
musiman curah hujan sangat besar. Musim yang terdapat di Indonesia adalah musim
hujan yang biasa terjadi pada bulan-bulan Desember, Januari, dan Febrtari; musim
pancaroba ke satu yang terjadi pada bulan-bilan Maret, April, dan Mei; musim
kemarau yang terjadi pada bulan-bulan Juni, Juli, dan Agustus; dan musim pancaroba
ke dua yang terjadi pada bulan-bulan September, Oktober, dan November.
Berapa kali dalam satu tahun kedudukan matahari tepat di ekuator?
Kedudukan Matahari pada ekuator yang disebut Ekinoks, terjadi dua kali selama
periode revolusi bumi (1 tahun), yaitu pada tanggal 21 Maret yang disebut ekinoks
musim semi dan pada tanggal 23 September yang disebut ekinoks musim gugur.
Sinar Matahari pada jam 12.00 (tengah hari) tepat berada di atas ekuator. Oleh karena
itu sinar Matahari menyinggung kedua kutub (klutub utara dan selatan ), dan dengan
demikian maka lingkaran terang (penyinaran) juga melalui kedua kutub tersebut.
Akibatnya di seluruh Bumi lamanya siang hari dan malam hari menjadi sama, yaitu
masing-masing 12 jam. Pada saat ekinoks, energi Matahari yang diterima di daerah
ekuator bernilai maksimum. Besar energi Matahari berkurang ketika kita bergerak
dari ekuator ke arah kutub, dan pas di kutub, besar energi matahari menjadi nol.
Posisi ekinoks Matahari ditunjukkan pada Gambar 9.3. (Tjasyono, 2006).
KU
66,5o
23,5o
0o
23,5o
66,5o
KS
Gambar 9.3. Ekinoks, lamanya siang dan malam sama di Bumi
Berapa kali dalam setahun kedudukan Matahari berada pada titik balik gerak
semunya? Kedudukan Matahari berada pada titik balik yang disebut Solistis, terjadi
dua kali selama periode revolusi Bumi, yaitu posisi 23,5o LU yang terjadi pada
tanggal 22 Juni dan disebut solistis musim panas, dan posisi 23,5o LS yang terjadi
pada tanggal 22 Desember dan disebut solistis musim dingin untuk belahan Bumi
bagian utara.
Solistis musim panas tanggal 22 Juni mempunyai ciri-ciri sebagai berikut : (Tjasyono,
2006).
1. kutub utara condong 23,5o ke Matahari
2. Sinar Matahari jam 12.00 vertikal pada 23,5oLU
3. Di belahan bumi bagian utara, sinar Matahari menyinggung 66,5oLU setelah
melewati kutub utara. Di
belahan bumi bagian selatan, sinar matahari tidak
menyinggung kutub selatan tetapi berakhir pada 66,5oLS.
4. Lingkaran terang tidak membagi lintang sama besar, kecuali pada ekuator,
sehingga lamanya siang tidak sama dengan malam hari kecuali pada ekuator.
5. Belahan Bumi bagian utara lebih luas mengarah ke arah Matahari daripada
belahan Bumi bagian selatan, sehingga siang hari lebih lama di belahan Bumi
utara. Daerah 66,5o sampai 90oLU siang hari mencapai 6 bulan.
Solistis musim panas ditunjukkan oleh Gambar 9.4,
KU
66,5o
23,5o
0o
KS
23,5
o
66,5o
Gambar 9.4. Solistis musim panas
Solistis musim dingin tanggal 22 Desenber mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :
(Tjasyono, 2006).
1. Kutub selatan condong 23,5o ke Matahari
2. Sinar Matahari jam 12.00 vertikal pada 23,5oLS
3. Di belahan bumi bagian selatan, sinar Matahari menyinggung 66,5oLS sehingga
ada cahaya, sedangkan pada 66,5oLU tidak ada cahaya. Daerah 66,5o sampai 90o
LU, malamnya sampai 6 bulan.
4. Lingkaran terang tidak membagi lintang sama besar, kecuali pada ekuator,
sehingga lamanya siang tidak sama dengan malam hari kecuali pada ekuator.
5. Luas belahan Bumi bagian utara lebih kecil mengarah ke arah Matahari daripada
belahan Bumi bagian selatan, sehingga malam hari lenih lama di belahan bumi
utara.
6. Pada tanggal 22 Desember, di belahan Bumi bagian utara tempertur menjadi
rendah, sehingga terjadi solistis musim dingin.
Solistis musim dingin di belahan bumi utara ditunjukkan oleh Gambar 9.5.
KS
66,5o
23,5o
0o
KU
23,5
o
66,5o
Gambar 9.5. Solistis musim dingin di belahan bumi utara
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. Coba identifikasi kembali bentuk dan kuantitas pancaran radiasi Matahari dan
radiasi sistem atmosfer Bumi !
2. Sebutkan kembali ciri-ciri solistis musim panas tanggal 22 Juni dan solistis
musim dingin tanggal 22 Desenber !
Ranbu-Ranbu Jawaban
1. Pelajari dengan seksama gambar 9.1 dan 9.2.
2. Pelajari dengan seksama bahasan tentang pengaruh radiasi terhadap perubahan
musim, bila perlu pelajari gambar 9.3 sampai gambar 9.5..
RANGKUMAN
Diperkirakan bahwa 35 % dari radiasi Matahari yang diterima pada batas atas
atmosfer Bumi dikembalikan kembali ke ruang angkasa dalam bentuk gelombang
pendek oleh proses hamburan, dan pemantulan-pemantulan oleh awan, oleh partikelpartikel debu, oleh molekul-molekul udara, dan oleh permukaan Bumi, sedangkan
sisanya sebesar 65 % diserap oleh atmosfer Bumi dan permukaan Bumi. Radiasi
yang diserap permukaan Bumi dipergunakan untuk memanasi atmosfer dari bawah.
Dari 51 % radiasi yang diserap permukaan Bumi, 34 % berasal dari radiasi Matahari
langsung, dan 17 % lagi dari radiasi difus atau radiasi langit (sky radiation).
Karena temperatur rata-rata tahunan Bumi secara keseluruhan konstan, artinya
Bumi tidak bertambah panas atau bertambah dingin, maka 65 % dari radiasi Matahari
yang diserap atmosfer dan permukaan Bumi harus dipancarkan kembali ke ruang
angkasa dalam bentuk radiasi gelombang panjang.
Musim mempengaruhi lamanya siang hari dan lamanya insolasi. Di ekuator,
lamanya siang dan malam hari sama yaitu 12 jam , di daerah kutub 6 bulan siang dan
6 bulan berikutnya malam, dan pada tempat-tempat di lintang lain, lamanya siang dan
malam hari tidak sama. Di bumi terdapat empat jenis musim, yaitu musim dingin,
musim semi, musim panas, dan musim gugur. Karena variasi temperatur sepanjang
tahun sangat kecil, di Indonesia tidak lazim disebut musim panas dan musim dingin,
dan lebih lazim disebut musim kering dan musim basah atau disebut musim kemarau
dan musim hujan, karena variasi musiman curah hujan sangat besar.
Ekinoks yang berarti kedudukan Matahari pada ekuator, terjadi dua kali
selama periode revolusi bumi (1 tahun), yaitu pada tanggal 21 Maret yang disebut
ekinoks musim semi dan pada tanggal 23 September yang disebut ekinoks musim
gugur. Solistis yang berarti kedudukan Matahari berada pada titik balik, terjadi dua
kali selama periode revolusi Bumi, yaitu posisi 23,5o LU yang terjadi pada tanggal
22 Juni dan disebut solistis musim panas, dan posisi 23,5o LS yang terjadi pada
tanggal 22 Desember dan disebut solistis musim dingin untuk belahan bumi utara.
TES FORMATIF 1
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Berikut ini adalah perbedaan utama antara radiasi Matahari dan radiasi Bumi,
kecuali ............
A. Panjang gelombang yang diradiasikan
B. energi yang diradiasikan
C. frekuensi radiasi
D. intensitas radiasi
E. bentuk radiasi
2. Yang secara langsung menyebabkan terjadinya perbedaan radiasi Matahari dan
radiasi Bumi adalah .........
A. perbedaan ukuran Bumi dan Matahari
B. perbedaan bahan penyusun Bumi dan Matahari
C. Perbedaan temperatur permukaan Bumi dan permukaan Matahari
D. perbedaan tekstur permukaan Bumi dan Matahari
E. pernedaan warna permukaan Bumi dan Matahari
3. Jumlah radiasi Matahari yang diserap permukan Bumi adalah ..........
A. 65 %
B. 17 %
C. 14 %
D. 51 %
E. 34 %
4. Energi radiasi yang digunakan untuk memanaskan atmosfer Bumi adalah ........
A. 65 %
B. 17 %
C. 14 %
D. 51 %
E. 48 %
5. Energi Matahari yang diterima di daerah ekuator akan bernilai maksimum, ketika
terjadi ..............
A. Ekinoks
B. Musim panas
C. Solistis
D. Musim kemarau
E. Musim semi
6. Kedudukan Matahari pada ekuator yang terjadi pada tanggal 21 Maret disebut........
A. ekinoks musim dingin
B. ekinoks musim semi
C. ekinoks musim gugur
D. ekinoks musim panas
E. ekinoks musim basah
7. Di Indonesi tidak terdapat musim dingin dan musim panas, karena ......
A. Karena merupakan kepulauan
B. Indobesia negara lautan
C. Temperatur bumi di Indonesia tergolong sedang
D. Variasi temperatur bulanan sangat kecil
E. Variasi temperatur tahunan sangat kecil
8. Lamanya siang dan malam di Bumi akan sama ketika terjadi .........
A. Musim semi
B. Solistis
C. Musim gugur
D. Musim pancaroba
E. Ekinoks
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 9.1 yang terdapat
pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar,
kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda
terhadap materi kegiatan belajar 1 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada kegiatan belajar selanjutnya yaitu kegiatan belajar 2, Bagus ! Tetapi
apabila tingkat penguasaan materi anda masih di bawah 80 %, anda harus mengulang
kembali kegiatan belajar 1, terutama pada bagian yang belum anda kuasai.
KEGIATAN BELAJAR 2
HUBUNGAN RADIASI DENGAN EFEK RUMAH KACA DAN PENIPISAN
OZONOSFER
PENGANTAR
Apakah aktivitas manusia dapat mengganggu keseimbangan panas Bumi?
Aktivitas manusia di permukaan Bumi banyak menghasilkan polutan yang ditransfer
ke atmosfer. Diantara polutan-polutan tersebut ada yang dapat menghambat radiasi
Bumi menuju angkasa, yaitu gas CO2. Gas ini akan menyerap radiasi gelombang
panjang Bumi, sehingga radiasi tersebut terkungkung di atmosfer Bumi. Kungkungan
ini akan menimbulkan efek pemanasan Bumi yang dikenal dengan istilah efek rumah
kaca. CO2 banyak dihasilkan dari
pembakaran bahan bakar fosil yang banyak
diterjadi pada sektor transportasi dan industri di Bumi.
Polutan-polutan juga dapat menyebabkan perusakan atau penipisan
Ozonosfer. Kerusakan ini terjadi akibat adanya reaksi kimia antara lapisan ozon
dengan khlor yang dihasilkan dari gas-gas khlorin seperti CFC yang banyak
digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti gas pengisi refrigerator, atau alat
pendingin udara.
A. EFEK RUMAH KACA
Bagaimana mekanisme terjadinya efek rumah kaca? Karbon monoksida (CO)
adalah senyawa karbon sebagai hasil pembakaran bahan bakar fosil (produk minyak
bumi ; bensin, solar, minyak diesel, dll) yang tidak sempurna, sedangkan karbon
dioksida (CO2) merupakan bentuk akhir senyawa karbon sebagai hasil pembakaran
bahan bakar fosil yang sempurna. Sebenarnya CO2 tidak beracun, tidak berbau, dan
tidak berwarna, tetapi mempunyai waktu tinggal di atmosfer sekitar 4 sampai 6 tahun.
Alasan bahwa CO2 merupakan zat pencemar hanya karena dapat menimbulkan
adanya efek rumah kaca saja.
Uap air menyerap radiasi dengan kuat pada panjang gelombang 5 µm sampai
7 mµ dan di atas 12 µm, sedangkan CO2 menyerap radiasi matahari pada panjang
gelombang 4 µm sampai 5 mµ dan di atas 14 µm. Karena radiasi matahari terletak
dalam panjang gelombang pendek, maka sebagian radiasi matahari yang diterima
Bumi dapat lewat melalui atmosfer yang mengandung uap air dan gas CO2 mencapai
permukaan Bumi. Akan tetapi pada saat permukaan Bumi meradiasikan kembali
energi yang diserapnya ke atmosfer, maka radiasi permukaan Bumi tersebut akan
segera diserap oleh uap air dan karbon dioksida, karena radiasi Bumi memiliki
panjang gelombang yang lebih panjang dari radiasi Matahari. Semakin banyak kadar
CO2 di atmosfer, maka penyerapan radiasi Bumi oleh atmosfer akan semakin besar
pula. Oleh karena itu kenaikan konsentrasi gas CO2 pada lapisan atmosfer akan dapat
meningkatkan pemanasan atmosfer Bumi. Efek pemanasan ini dikenal sebagai efek
rumah kaca (Tjasyono, 2006).
Uap air dan CO2 pada lapisan atmosfer membiarkan gelombang pendek
radiasi Matahari melaluinya, tetapi menyerap gelombang panjang yang diradiasikan
kembali oleh permukaan Bumi ke angkasa. Jadi variasi jumlah karbon dioksida pada
atmosfer dapat menyebabkan perubahan iklim. Meskipun CO2 merupakan salah satu
faktor penting yang mempengaruhi iklim Bumi, tetapi kadar CO2 bukan satu-satunya
penyebab perubahan iklim Bumi. Ada faktor-faktor lain yang juga berpengaruh pada
perubahan iklim, misalnya kenaikan jumlah aerosol dan pembentukan awan dapat
menyebabkan efek pendinginan yang besar pada atmosfer.
Bagaimana kecenderungan konsentrasi CO2 di atmosfer Bumi dari masa ke
masa? Konsentrasi CO2 di atmosfer dari sekitar 295 ppmv (part per million volume)
sebelum zaman industri hingga sekarang menunjukkan kecenderungan yang terus
meningkat. Sebenarnya selama masih banyak pohon hijau di daerah hutan hujan
tropis dan banyak tanaman hijau yang tumbuh di laut, para ilmuwan tidak
mengkhawatirkan peningkatan pembakaran bahan bakar fosil sebagai sumber gas
CO2. Kekhawatiran mulai menghantui para ilmuwan manakala terjadi aktivitas
pengrusakan hutan dan pengalihan hutan menjadi lahan pertanian atau perkebunan
yang dilakukan secara besar-besaran dan liar, juga adanya kerusakan biota laut akibat
pencemaran limbah. Kerusakan hutan dan plankton-plankton laut akan menyebabkan
daur CO2 menjadi terganggu, dan sebagai efeknya maka kadarnya di atmosfer akan
terus meningkat.
Adakah zat selain CO2 yang juga dapat menimbulkan efek rumah kaca?
Selain gas karbon dioksida, diperkirakan terdapat gas-gas polutan lain yang juga
dapat menimbulkan efek rumah kaca yang dapat mempengaruhi iklim Bumi, yakni
nitrous oksida atau dinitrogen oksida (N2O), metan (CH4), khlorofluorokarbon (CFC)
dan Ozon (O3), seperti ditunjukkan pada Tabel 9.2. (Tjasyono, 2006).
Tabel 9.2. Hubungan sumber polutan dengan efek rumah kaca
Sumber polutan
Polusi atmosfer
Efek Rumah Kaca
Energi dari bahan
Sulfur dioksida SO2
-
bakar fosil :
Nitrogen oksida NOx
-
-
transportasi
Hidrokarbon CxHy
-
industri
Karbon dioksida CO2
55 %
-
rumah tangga
Ozon O3
5%
Peternakan
Amonia NH3
-
Pertanian
Metan CH4
20 %
Mikro-organisme
Nitrous oksida N2O
5%
Refrigerators
Khlorofluorokarbon CFC
15 %
Airconditioners
Semprotan Aerosol
Jika ditelusuri lebih lanjut tentang asal muasal gas-gas polutan tersebut, maka efek
rumah kaca sangat erat kaitannya dengan aktivitas atau kegiatan manusia, seperti
aktivitas transportasi, industri, dan rumah tangga.
B. PENIPISAN OZONOSFER
Bagaimana terjadi penipisan Ozonosfer dan apa akibatnya? Pada tahun 1974,
Sherwood, Rowland dan Mario Molina dari Universitas California menyatakan
bahwa Chlorin dari CFC (Chloroflurocarbons) dapat merusak lapisan Ozon di
atmosfer. Bahan ini terutama CFCl3 (Freon 11) dan CFCl2 (Freon 12) telah banyak
dipakai sebagai bahan pembakar (propellants) dalam kaleng-kaleng semprotan, gas
alat pendingin (refrigerator), gas pengatur udara (air conditioner), dan sebagai agen
busa untuk plastik. CFC sebenarnya tidak reaktif di lapisan atmosfer bawah dan
relatif tidak larut (insoluble) dalam air, sehingga CFC tidak jatuh terbawa oleh tetestetes hujan ke permukaan Bumi. Kurang reaktifnya CFC membuat bahan ini secara
komersial bermanfaat, tetapi waktu hidup CFC di atmosfer menjadi lebih lama, dan
akhirnya dapat berdifusi masuk ke lapisan stratosfer. Diperkirakan beberapa juta ton
CFC berada di lapisan atmosfer.
Ketika CFC berdifusi ke lapisan stratosfer, maka
radiasi energi tinggi
Matahari yaitu yang memiliki panjang gelombang dalam daerah antara 190 dan 225
nm menyebabkan fotolisis atau pemecahan ikatan karbon-klorin dari CFC melalui
reaksi kimia seperti berikut : (Tjasyono, 2006).
CFxCl4 − x ( g ) + hv → CFxCl3− x ( g ) + Cl ( g )
(9.1)
Dimana h adalah konstanta Planck yang nilainya 6,625 x 10-34 J.s, v adalah frekuensi
radiasi, g artinya berbentuk gas, dan hv adalah energi foton (radiasi).
Dari reaksi tersebut dihasilkan atom khlor (Cl). Pembentukan atom khlor dengan laju
terbesar terjadi pada ketinggian sekitar 30 km di atas permukaan Bumi. Atom khlor
yang dihasilkan dapat bereaksi cepat dengan Ozon untuk membentuk khlor
monoksida (ClO) dan molekul oksigen (O2). Selanjutnya ClO dapat bereaksi dengan
atom O untuk kembali membentuk atom khlor, menurut persamaan reaksi :
Cl ( g ) + O3 ( g ) → ClO + O2 ( g )
(9.2)
ClO ( g ) + O( g ) → Cl + O2 ( g )
(9.3)
O3 ( g ) + O → 2O2 ( g ),
neto
Hasil reaksi di atas adalah perubahan Ozon (O3) menjadi O2. Artinya lapisan Ozon
(O3) menjadi rusak. Dalam reaksi ini khlor berperan sebagai katalisator, karena Cl
dipakai pada langkah pertama dalam mekanisme persamaan 9.2 yang kemudian
terbentuk kembali dalam langkah kedua persamaan 9.3. Diperkirakan bahwa setiap
atom Cl akan merusak sekitar 100.000 molekul Ozon sebelum khlor sendiri rusak
oleh reaksi-reaksi lain.
Apakah efek dari penipisan lapisan Ozon ini bagi kehidupan mahluk hidup di
Bumi? Meskipun kecepatan molekul CFC berdifusi kedalam lapisan stratosfer dari
permukaan Bumi kemungkinan rendah, tetapi kerusakan Ozonosfer oleh CFC telah
diyakini keberadaannya berdasarkan hasil observasi. Sejak akhir 1970an, para peneliti
telah mendapatkan bukti penipisan lapisan ozon di kutub selatan yang terjadi selama
musim semi Australia. Demikian juga di kutub utara. Salah satu fungsi ozon adalah
melindungi Bumi dari radiasi-radiasi Matahari yang berbahaya bagi mahluk hidup
yaitu yang dapat merusak jaringan-jaringan sel mahluk hidup. Meningkatnya
penyakit kanker kulit dan katarak, diyakini sebagai efek dari rusaknya lapisan Ozon
ini. Sehingga apabila lapisan Ozon ini rusak maka tidak ada pelindung lagi bagi
mahluk akan sengatan radiasi Matahari berenergi sangat tinggi.
LATIHAN
Petunjuk : Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan cermat.
1. Coba anda identifikasi kegiatan manusia yang dapat menghasilkan polutanpolutan yang dapat menimbulkan efek rumah kaca !
2.
Ceritakan kembali dengan kata-kata anda sendiri, bagaimana mekanisme
pengrusakan Ozon oleh CFC !
Ranbu-Ranbu Jawaban
1. tulis dalam bentuk tabel seperti tabel 9.2.
2. Baca dan pelajari dengan seksama persamaan-persamaan reaksi 9.1 sampai 9.3.
RANGKUMAN
CO2 yang dihasilkan dari proses pembajaran bahan bakar fosil sebenarnya
tidak beracun, tidak berbau, dan tidak berwarna, tetapi mempunyai waktu tinggal di
atmosfer sekitar 4 sampai 6 tahun. Alasan bahwa CO2 merupakan zat pencemar hanya
karena dapat menimbulkan adanya efek rumah kaca saja. CO2 dapat menyerap radiasi
gelombang panjang 4 µm sampai 5 mµ dan di atas 14 µm. Karena radiasi matahari
terletak dalam panjang gelombang pendek, maka sebagian radiasi matahari yang
diterima Bumi tidak diserap oleh CO2 dan dapat mencapai permukaan Bumi. Akan
tetapi pada saat permukaan Bumi meradiasikan kembali energi yang diserapnya ke
atmosfer, maka radiasi tersebut karbon dioksida, karena radiasi Bumi tergolong
gelombang panjang. Semakin banyak kadar CO2 di atmosfer, maka penyerapan
radiasi Bumi oleh atmosfer akan semakin besar pula. Oleh karena itu kenaikan
konsentrasi gas CO2 pada lapisan atmosfer akan dapat meningkatkan pemanasan
atmosfer Bumi. Efek pemanasan ini dikenal sebagai efek rumah kaca.
Selain gas karbon dioksida, diperkirakan terdapat gas-gas polutan lain yang
juga dapat menimbulkan efek rumah kaca yang dapat mempengaruhi iklim Bumi,
yakni nitrous oksida atau dinitrogen oksida (N2O), metan (CH4), khlorofluorokarbon
(CFC) dan Ozon (O3),
Konsentrasi CO2 di atmosfer cenderung terus meningkat seiring dengan
semakin maraknya pengrusakan hutan dan pengalihan fungsinya menjadi lahan
pertanian atau perkebunan, seta kerusakan biota laut akibat pencemaran limbah.
Kerusakan hutan dan plankton-plankton laut akan menyebabkan daur CO2 menjadi
terganggu. Jika ditelusuri lebih lanjut tentang asal muasal gas-gas polutan tersebut,
maka efek rumah kaca sangat erat kaitannya dengan aktivitas atau kegiatan manusia,
seperti aktivitas transportasi, industri, dan rumah tangga.
Gas Chlorin dari CFC (Chloroflurocarbons) dapat merusak lapisan Ozon di
atmosfer. Bahan ini terutama CFCl3 (Freon 11) dan CFCl2 (Freon 12) banyak dipakai
sebagai bahan pembakar (propellants) dalam kaleng-kaleng semprotan, gas alat
pendingin (refrigerator), gas pengatur udara (air conditioner), dan sebagai agen busa
untuk plastik. CFC sebenarnya tidak reaktif di lapisan atmosfer bawah dan relatif
tidak larut (insoluble) dalam air.
Ketika CFC berdifusi ke lapisan stratosfer, maka
radiasi Matahari yang
memiliki panjang gelombang dalam daerah antara 190 dan 225 nm dapat
menyebabkan fotolisis atau pemecahan ikatan karbon-klorin dari CFC yang akan
menghasilkan atom khlor (Cl). Atom khlor yang dihasilkan dapat bereaksi cepat
dengan Ozon untuk membentuk khlor monoksida (ClO) dan molekul oksigen (O2).
Selanjutnya ClO dapat bereaksi dengan atom O untuk kembali membentuk atom
khlor. Hasil reaksi tersebut adalah perubahan Ozon (O3) menjadi O2. Dalam hal ini
khlor berperan sebagai katalisator, Diperkirakan bahwa setiap atom Cl akan merusak
sekitar 100.000 molekul Ozon.
Salah satu fungsi ozon adalah melindungi Bumi dari radiasi-radiasi Matahari
yang berbahaya bagi mahluk hidup yaitu yang dapat merusak jaringan-jaringan sel
mahluk hidup, dan jika lapisan Ozon ini rusak maka tidak ada pelindung lagi bagi
mahluk akan sengatan radiasi Matahari berenergi sangat tinggi.
TES FORMATIF 2
Petunjuk : Pilihlah salah satu jawaban yang anda anggap paling tepat, dengan cara
membubuhkan tanda silang (X) pada option yang disediakan.
1. Gas CO2 digolongkan polutan bagi atmosfer, karena ............
A. Beracun
B. berwarna
C. berbau
D. menimbulkan efek rumah kaca
E. merusak Ozon
2. Efek rumah kaca adalah .........
A. meningkatnya temperatur Bumi akibat penyerapan radiasi gelombang pendek
Matahari oleh gas CO2 di atmosfer
B. meningkatnya temperatur Bumi akibat penyerapan radiasi gelombang panjang
yang diradiasikan permukan Bumi
C. meningkatnya temperatur Bumi akibat penyerapan radiasi gelombang panjang
Matahari oleh gas CO2 di atmosfer
D. meningkatnya temperatur Bumi akibat penyerapan radiasi gelombang pendek
yang diradiasikan permukan Bumi
E. meningkatnya temperatur Bumi akibat penyerapan radiasi kosmik oleh gas
CO2 di atmosfer
3. Gas-gas berikut adalah penyebab munculnya efek rumah kaca, kecuali ..........
A. CO2
B. O3
C. CH4
D. NH3
E. CFC
4. Kerusakan hutan dan plankton-plankton laut turut andil dalam meningkatnya efek
rumah kaca, karena ...................
A. Terganggunya daur NH3
B. Berkurangnya penetralisir Aerosol
C. Terganggunya daur CO2
D. Berkurangnya penyerap gas Metan
E. Pengrusakan hutan menghasilkan gas hidrokarbon
5. Berikut ini adalah kegiatan Manusia yang dapat menyebabkan munculnya efek
rumah kaca, kecuali ..........
A. Menanam pohon
B. Memakai kendaraan bermotor
C. Menjalankan mesin pabrik
D. Menggunakan kulkas
E. Menyalakan AC
6. Chlorin dari CFC (Chloroflurocarbons) dapat merusak lapisan Ozon, karena ......
A. sangat reaktif
B. dapat menghasilkan khlor yang dapat bereaksi dengan Ozon
C. dapat menghasilkan fluor yang dapat bereaksi dengan Ozon
D. larut dalam air
E. dapat menghasilkan khlor yang dapat bereaksi dengan Oksigen
7. Pemecahan ikatan karbon-klorin dari CFC terjadi pada lapisan ........
A. ionosfer
B. termosfer
C. mesosfer
D. Stratosfer
E. troposfer
8. Berikut ini adalah peralatan rumah tangga yang menggunakan CFC yang dapat
merusak Ozon, kecuali ...........
A. bahan pembakar (propellants) dalam kaleng-kaleng semprotan,
B. gas alat pendingin (refrigerator),
C. gas pengatur udara (air conditioner), dan
D. sebagai agen busa untuk plastik .........
E. gas untuk memasak (elpiji)
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban tes formatif 9.2 yang terdapat
pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar,
kemudian gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda
terhadap materi kegiatan belajar 1 pada BBM ini.
Rumus :
Tingkat Penguasaan =
Jumlah Jawaban Anda yang Benar
x100%
Jumlah soal
Klasifikasi tingkat penguasaan materi :
Rentang tingkat penguasaan
Kriteria
90 % - 100 %
Baik Sekali
80 % - 89 %
Baik
70 % - 79 %
Cukup
≤ 69 %
Kurang
Jika anda mencapai tingkat penguasaan materi 80 % ke atas, maka anda dapat
meneruskan pada kegiatan belajar BBM selanjutnya yaitu BBM 10, Sangat Bagus !
Tetapi apabila tingkat penguasaan materi anda masih di bawah 80 %, anda harus
mengulang kembali kegiatan belajar 2 ini, terutama pada bagian yang belum anda
kuasai.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Kunci Jawaban Tes Formatif 1
1. E
2. C
3. D
4. A
5. A
6. B
7. E
8. E
Alasan :
1. Radiasi Matahari dan radiasi Bumi memiliki bentuk yang sama yaitu berupa
gelombang elektromagnetik, perbedaannya terletak pada panjang gelombang,
frekuensi, energi, dan intensitas gelombang elektromagnetik yang diradiasikan.
2. Energi radiasi suatu benda bergantung pada temperatur permukaan benda,
temperatur permukaan Matahari sangat jauh lebih tinggi dari temperatur
permukaan Bumi, sehingga radiasi Matahari berbeda dengan radiasi Bumi.
3. Radiasi Matahari yang menuju Bumi, 2 % dipantulkan oleh permukaan Bumi, 6 %
dipantulkan oleh atmosfer, 27 % dipantulkan oleh awan, 14 % diserap atmosfer,
dan 51 % diserap permukaan Bumi.
4. Radiasi Matahari yang digunakan untuk memanaskan sistem atmosfer Bumi adalah
65 %, dengan rincian 14 % diserap langsung atmosfer dan 51% diserap
permukaan Bumi.
5. Kedudukan Matahari pada ekuator disebut ekinoks, terjadi dua kali setahun. Ketika
ekinoks sinar Matahari pada jam 12.00 sinar Matahri tepat di atas ekuator,
sehingga energi Matahari yang diterima di daerah ekuator bernilai maksimum.
6. Ekinoks terjadi dua kali yaitu tanggal 21 Maret dan 23 September, Karena pada
bulan maret di belahan bumi utara terjadi musim semi, maka ekinoks yang terjadi
pada tanggal 21 Maret disebut ekinoks musim semi.
7. Musim dingin dan musim panas terjadi jika variasi temperatur di suatu wilayah
sepanjang tahun cukup besar. Di Indonesia variasi temperatur sepanjang tahun
tergolong kecil, jadi di Indonesia tidak dikenal musim panas dan dingin.
8. Lamanya siang dan malam di Bumi yaitu masing-masing 12 jam terjadi ketika
kedudukan matahari pada ekuator yang disebut sebagai ekinoks.
Kunci Jawaban Tes Formatif 2
1. D
2. B
3. D
4. C
5. A
6. B
7. D
8. E
Alasan :
1. Gas CO2 merupakan bentuk akhir senyawa karbon sebagai hasil pembakaran bahan
bakar fosil yang sempurna. CO2 sebenarnya tidak beracun, tidak berbau, dan tidak
berwarna. Tetapi gas ini dapat menimbulkan efek rumah kaca, sehingga
digolongkan polutan (pencemar).
2. Efek rumah kaca adalah meningkatnya temperatur permukaan Bumi yang
diakibatkan penyerapan radiasi gelombang panjang dari permukaan Bumi oleh
gas-gas polutan seperti CO2.
3. Gas-gas polutan yang dapat menyebabkan efek rumah kaca antara lain : CO2, N2O,
CH4, CFC, dan O3.
4. Pohon-pohon di hutan dan plankton-plankton di perairan merupakan penyerap
CO2 dan menghasilkan Oksigen melalui proses fotosintesis, jadi dapat
mengendalikan kadar CO2 di atmosfer. Jika pohon-pohon ditebang dan planktonplankton di lautan rusak, maka daur CO2 akan terganggu dan konsentrasinya di
atmosfer makin meningkat, akibatnya efek rumah kaca semakin meningkat pula.
5. Gas-gas polutan yang menyebabkan efek rumah kaca dihasilkan dari kegiatankegiatan manusia terkait aktivitas transportasi, industri dan rumah tangga.
6. CFC dapat merusak Ozon kerena clorin dari CFC dapat menghasilkan khlor yang
dapat bereaksi dengan Ozon (O3) menghasilkan O2. Semakin banyak O3 yang
diubah menjadi O2 maka lapisan O3 (Ozon) akan semakin tipis.
7. Pemecahan ikatan karbon-klorin dari CFC terjadi pada lapisan stratosfer, dimana
lapisan Ozon berada.
8. Alat-alat rumah tangga yang menggunakan CFC yang dapat merusak lapisan ozon
antara lain : bahan pembakar (propellants) dalam kaleng-kaleng semprotan, gas
pengisi alat pendingin (refrigerator), gas pengatur suhu udara (AC), dan berbagai
agen busa untuk plastik.
DAFTAR PUSTAKA
Tjasyono, B., 2006, Ilmu Kebumian dan Entariksa, Rosdakarya, Bandung
GLOSARIUM
Ekinoks : Kedudukan Matahari pada ekuator, terjadi dua kali selama periode revolusi
bumi (1 tahun),
Solistis : Kedudukan Matahari berada pada titik balik, terjadi dua kali selama periode
revolusi Bumi
Polutan : Gas-gas buang hasil aktivitas manusia di permukaan Bumi yang ditransfer
ke atmosfer, yang dapat menghambat radiasi Bumi menuju angkasa atau
menyebabkan perusakan atau penipisan Ozonosfer
Efek Rumah Kaca : Efek pemanasan atmosfer Bumi akibat kenaikan konsentrasi gas
CO2 pada lapisan atmosfer yang menghambat radiasi Bumi menuju
angkasa.
Ozonosfer : Lapisan di atmosfer yang banyak mengandung Ozon (O3) yang
berfungsi melindungi mahluk hidup di Bumi dari radiasi ultraviolet
CFC (Chloroflurocarbons) : Bahan ini terutama CFCl3 (Freon 11) dan CFCl2 (Freon
12) telah banyak dipakai sebagai bahan pembakar (propellants) dalam
kaleng-kaleng semprotan, gas alat pendingin (refrigerator), gas pengatur
udara
(air conditioner), dan sebagai agen busa untuk plastik dapat
merusak lapisan Ozon di atmosfer.
BBM 10
PLANET BUMI (1)
Drs. H. Basuni Rachman, S.Pd, M.Pd.
PENDAHULUAN
Pada Bahan Belajar Mandiri yang lalu Anda telah mempelajari tentang Tata Surya
atau Solar System. Bedasarkan jaraknya terhadap matahari, dalam sistem tata surya, Bumi
termasuk planet dalam (planet inferior) yang merupakan planet ketiga setelah planet
Merkurius dan planet Venus. Berdasarkan perbandingan besarnya planet, Bumi termasuk
kelompok planet minor/planet terestrial (Merkurius, Venus, Bumi, Mars) yang ukuran
dan massanya relatif kecil. Planet Bumi merupakan satu-satunya planet yang dihuni oleh
makhluk hidup. Seperti planet lain dalam sistem Tata Surya, dari jauh Bumi tampak
sebagai bola yang melayang mengedari Matahari.
Bumi mempunyai atmosfer yang terdiri dari 78% N2, 21% O2 sedangkan sisanya
terdiri dari Argon 0,9%, Karbondioksida 0,03% dan gas-gas mulia termasuk Ozon 0,07%.
Permukaan Bumi sebagian besar tertutup air hingga 71%, komposisi dalam bumi
merupakan selubung yang sebelah luarnya terdiri dari campuran Silisium dan Aluminium
(Si Al), yang sebelah dalam terdiri dari campuran Silisium dan Magnesium (Si Ma).
Bagian inti lebih banyak mengandung Nikel dan Ferum. Bumi hanya memiliki satu satelit
yaitu Bulan atau Luna. Di Bulan tidak terdapat atmosfer, tekanannya hanya 10 –9 atm.
Pada Bahan Belajar Mandiri ini, Anda akan mempelajari bentuk, ukuran,
massa, dan umur Bumi; rotasi dan revolusi Bumi; serta kalender surya.
Setelah Anda mempelajari Bahan Belajar Mandiri ini, secara umum diharapkan
Anda mengetahui dan memahami kedudukan Bumi dalam sistem Tata Surya dan
hubungannya dengan Matahari sebagai pusat Tata Surya, sedangkan secara khusus Anda
dapat:
1. menjelaskan kedudukan Bumi dalam Tata Surya,
2. menjelaskan tentang bentuk Bumi dan yang mempengaruhinya,
3. menjelaskan ukuran (luas, volume, massa, densitas/massa jenis) Bumi,
4. menjelaskan perkiraan umur Bumi,
5. menjelaskan rotasi Bumi beserta pengaruh-pengaruhya, dan
6. menjelaskan revolusi Bumi beserta pengaruh-pengaruhnya.
Untuk membantu Anda mencapai tujuan tersebut, BBM ini diorganisasikan
menjadi tiga Kegiatan Belajar (KB), yaitu:
KB 1 :
Bentuk, ukuran, dan umur Bumi,
KB 2 :
Rotasi dan Revolusi Bumi, dan
Agar Anda mudah mempelajari sendiri Bahan Belajar Mandiri ini sebaiknya
memperhatikan beberapa petunjuk di bawah ini:
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami secara tuntas
bagaimana mempelajari materi Bahan Belajar ini.
2. Bacalah sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari kata-kata yang
dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci tersebut dalam kamus
yang Anda miliki.
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan bertukar
pikiran dengan teman yang lain atau dengan dosen/tutor Anda.
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajarilah sumber-sumber lain yang relevan.
Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai buku sumber termasuk dari internet.
5. Mantapkanlah pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan diskusi dalam
kegiatan tutorial dengan mahasiswa lain atau teman sejawat.
6. Jawablah soal-soal yang tercantum pada setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna
untuk mengetahui kemampuan Anda dalam memahami materi Bahan Belajar Mandiri
ini.
Selamat Belajar !
Kegiatan Belajar 1
BENTUK, UKURAN, DAN UMUR BUMI
Pada pendahuluan Bahan Belajar Mandiri ini, telah disampaikan bahwa
kedudukan Bumi dalam Sistem Tata Surya (Solar Sistem) termasuk planet dalam (Planet
Inferior) yang merupakan Planet ketiga dari Matahari setelah Planet Merkurius, dan
Penus. Apabila dibandingkan dengan alam semesta yang tak terbatas luasnya, Planet
Bumi hanyalah benda terlalu kecil sehingga dengan mudah dapat hilang dari pandangan
dan hanya tampak sebagai titik yang tidak kelihatan. Meskipun demikian, sampai saat ini
belum juga ditemukan tempat lain dalam jagat raya ini yang mampu dijadikan tempat
kehidupan selain di Bumi ini.
Bumi disebut juga “planet biru” karena tampak berwarna biru apabila dilihat dari
luar angkasa. Planet bumi sangat unik dalam Tata Surya karena terdapat air dalam tiga
fasa (padat, cair, dan gas) sehingga memiliki lautan dan kutub es serta terjadinya siklus
hidrologi (di antaranya hujan) yang berkesinambungan. Di bumi juga berlangsung proses
geologis secara aktif, yaitu terjadinya daur (siklus) geologi yang menyebabkan
permukaan Bumi terus mengalami perubahan dan peremajaan (rejufenation) sepanjang
waktu (Mulyo,A., 2004: 33).
Gambar 10.1.1 : Ukuran relatif aktual planet-planet dan Matahari
1. Bentuk Bumi
Berbagai bukti telah dikemukakan orang bahwa bentuk Bumi itu bulat. Bukti yang
paling mutakhir adalah bentuk Bumi sebagaimana terlihat dari satelit buatan, dan kapal
ruang angkasa pada abad ke-20 ini (Hidayat,B., 1978:33). Hasil pengamatan itu terlihat
seperti pada gambar 10.1.2 di bawah:
Gambar 10.1.2 : Bumi bulat terlihat dari kapal ruang angkasa
Selain itu, menurut Hidayat, B., (1978:34) bahwa Bumi bulat dan permukaannya
melengkung dapat dibuktikan dengan kenyataan-kenyataan, seperti kita mengamati pada
waktu matahari terbenam. Awan dan gunung yang tinggi di atas kita masih kelihatan
terang, artinya masih mendapat sinar Matahari. Hal ini hanya mungkin bila permukaan
Bumi melengkung. Bukti sejarah menyatakan jika kita berlayar terus ke satu arah, maka
kita akan tiba kembali di tempat semula sebagaimana dilakukan oleh Magelhaens tahun
1522. Ini hanya mungkin terjadi bila Bumi bulat.
Gambar 10.1.3 : Awan dan gunung yang tinggi masih terang
walaupun matahari baru terbenam
Jika Anda berdiri di tepi pantai di suatu pelabuhan memandang jauh ke laut lepas
memperhatikan kapal yang datang menuju pantai. Pertama-tama Anda hanya akan
melihat bendera kapal diujung atas tiang, makin lama tampak seluruh tiang, disusul
bagian atas kapal, dan akhirnya seluruh badan kapal. Keadaan itu mungkin terjadi apabila
Bumi itu bulat (Didjosoemarno, S., dkk., 1991:471).
Gambar 10.1.4 : Kapal berlayar menuju pantai
Menurut Mulyo,A.,(2004:38) berdasarkan pengukuran-pengukuran yang lebih
akurat menunjukkan bahwa Bumi itu tidak bulat benar-benar seperti bola, melainkan
menyerupai oblate spheroid, yaitu agak pepat pada kutub-kutubnya. Panjang jari-jari
kutub 6.356,8 km dan di ekuator 6.378,2 km dengan luas permukaan 510.100.954 km2.
Bentuk seperti ini disebut Geoid, yaitu suatu bentuk yang berbeda dari bentuk planet-
planet lainnya, dan hanya dimiliki oleh Bumi (ellipsoid triaxial/krasovsky ellipsoid), dan
tak dapat disamakan dengan bentuk-bentuk geometris yang manapun.
Secara teoritis pepatnya bola Bumi disebabkan adanya rotasi sejak awal
pembentukannya ketika Bumi belum padat. Akibatnya, pada bagian yang searah dengan
sumbu rotasi akan terjadi pemampatan, sedangkan yang tegak lurus, yaitu yang searah
dengan ekuator akan mengalami pengembangan. Lihat gambar 10.1.5 !
Gambar 10.1.5 : Bentuk bumi yang bulat pepat
(Hidayat,P.,dkk.,1978:35)
2. Ukuran Bumi
Eratosthenes (276 – 194 sebelum Masehi) dari Yunani menentukan bahwa pada
siang hari terpanjang pada musim panas, matahari berada tepat di atas kepala pada tengah
hari (jam 12.00) di kota kuno Syne (sekarang disebut Aswan) Mesir. Pada hari yang sama
pada tengah hari (jam 12.00) sebuah tiang pada Alexandria memberikan bayangan pada
tanah yang panjangnya membuat sudut zenith matahari (sudut antara matahari dan
vertikal) sebesar 1/50 lingkaran (70). Seperti dalam gambar 10.1.6
sudut itu (70)
terbentuk oleh radius dari pusat bumi yang mengarah ke Alexandria dan Syne yang juga
1/50 lingkaran. Jarak dari Syne ke Alexandria diketahui 5.000 stadia atau sekitar 925 km.
Erasthotenes menghitung bahwa keliling bumi harus 50 x 5.000 = 250.000 stadia ≅
46.000 km = 29.000 mil. Jari-jari bumi dengan mudah dihitung dari kelilingnya dan
diperoleh 4.600 mil. Hasil ini hanya sekitar 15 persen lebih tinggi daripada nilai
sebenarnya (Tjasyono, 2006: 93).
1/50 lingkaran
(7o)
Sinar Matahari
Kutub Utara
Bayangan
Alexandria
Syene (Aswan)
1/50 lingkaran
(7o)
Pusat Bumi
5000 stadia =
925 km
Equator
Gambar 10.1.6 : Perhitungan keliling Bumi menurut Eratosthenes
Selanjutnya Tjasyono (2006: 94) mengemukakan bahwa rasio (perbandingan)
keliling lingkaran dengan diameternya (2 x radius) sama dengan 3,1416… yang disebut π
(huruf Yunani, dibaca pi). Stadia (tunggal stadium) merupakan satuan panjang kuno, 1
stadium kira-kira 185 meter atau 605 kaki. Jadi 5.000 stadia = 925.000 m = 925 km.
Tentu Anda masih ingat bahwa 1 kaki = 0,305 m dan 1 mil = 1.609 m atau 1,609 km.
Sebagaimana dijelaskan di atas bahwa bentuk bumi yang sebenarnya bulat pepat/dempak
(spheroid) sehingga jari-jari polar (jarak dari pusat bumi ke kutub) lebih pendek daripada
jari-jari ekuator. Rujukan internasional tentang dimensi bumi yang diadopsi oleh IUGG
(the International Union of Geodesy and Geophysics) mempunyai pendekatan sebagai
berikut:
Jari-jari polar
= 6.357 km
= 3.951 mil
Jari-jari ekuator
= 6.378 km
= 3.964 mil
Jari-jari rata-rata
= 6.371 km
= 3.960 mil
Luas permukaan bumi dengan mudah dapat dihitung dari radiusnya, yaitu:
L = 4πr2 = 4 x 3,14 x (6371 km)2 = 510 juta km2 dan Volume bumi yaitu:
V = 4πr3/3 = 4/3 x 3,14 (6371 km)3 = 1,08 x 1012 km3. Massa total bumi dapat
ditentukan dari gaya gravitasi yang dilakukan dan diperoleh 5,98 x 1027 gram. Densitas
rata-rata bumi adalah 5,98 x 1027 gram/1,08 x 1027 cm3 = 5,52 g cm-3 (densitas air murni
= 1 g cm-3).
Bumi diperkirakan lahir 4,5 milyar tahun yang lalu. Umur Bumi dapat
diperkirakan dengan ditemukannya radioaktif, yang selanjutnya ditemukan pula bahwa
bumi berisi unsur-unsur radioaktif. Bahan radioaktif akan meluruh (decay) dan
memancarkan sinar alpha (α), beta (β) atau gamma (γ). Partikel (sinar) alpha (α) adalah
inti atom helium (He), beta ( β) adalah elektron-elektron dengan kecepatan tinggi, dan
sinar gamma (γ) adalah radiasi dengan frekuensi tinggi seperti sinar x. Penyerapan radiasi
ini di dalam Bumi mengubah energi radiasi menjadi panas sehingga menyebabkan
temperatur yang tinggi di bawah permukaan Bumi.
Dengan adanya sinar α, β, dan γ maka unsur radioaktif secara sepontan berubah
menjadi unsur lain. Transformasi (perubahan bentuk) ini terjadi dalam inti atom dan
bergantung pada sifat-sifat inti. Isotop unsur adalah atom-atom yang mempunyai sifat
kimia hampir identik dan menduduki tempat yang sama dalam susunan berkala unsurunsur kimia, akan tetapi massanya berbeda satu sama lain. Isotop berasal dari bahasa
Yunani (Greek, yaitu iso berarti sama dan topos berarti tempat. Tiap unsur kimia
dilukiskan oleh jumlah proton dalam intinya yang disebut bilangan atom (atomic
number). Selain mengandung proton dan elektron, inti atom juga mengandung partikelpartikel netral yang disebut netron. Jumlah proton dan netron dalam inti atom disebut
bilangan massa. Isotop yang berlainan mempunyai bilangan atom sama tetapi bilangan
massa berbeda. Sebagai contoh:
a) Uranium 238 adalah isotop uranium dengan bilangan atom 92 dan massanya 238,
ditulis: 92U238
b) Uranium 235 adalah isotop uranium dengan bilangan atom 92 tetapi massanya 235
(lebih ringan), ditulis: 92U235.
Peluruhan isotop radioaktif mengakibatkan unsur tersebut berubah menjadi unsur
lain, dan jika unsur ini juga radioaktif maka ia akan meluruh juga. Rantai radioaktif akan
berakhir dengan isotop stabil (non radioaktif) yang tidak meluruh. Isotop radioaktif asal
(original) disebut induk (parent) dan isotop dalam deretan peluruhan radioaktif disebut
putri (daughter).
Setiap isotop radioaktif meluruh dengan kecepatan konstan dan biasanya
dinyatakan dengan istilah waktuparo (half time) yaitu waktu yang dibutuhkan agar separo
(1/2) massa isotop radioaktif hilang karena peluruhan atau waktu yang diperlukan agar
separo dari atom isotop radioaktif ditransformasikan menjadi isotop lain. Waktuparo
bahan radioaktif yang ditemukan di bumi kemudian dipakai utuk mengukur umur bumi.
Umur batuan (rock) ditentukan dengan mengukur besaran relatif dari isotop induk
dan putri yang dihasilkannya. Hasilnya dinyatakan dengan perbandigan isotop yaitu
perbandingan dari besaran isotop induk yang masih tinggal. Perbandingan (ratio) ini
bertambah dengan umur batuan. Dari perbandingan isotop dan waktuparo yang diketahui
maka umur batuan dapat ditentukan. Perhatikan tabel 10.1.1 di bawah ini:
Tabel 10.1.1 : Isotop radioaktif utama di Bumi
PUTRI
WAKTU PARO
(STABIL)
(MILYAR TAHUN)
Uranium 238 (U238)
Timah 206 (Pb206)
4,5
Uranium 235 (U235)
Timah 207 (Pb207)
0,7
Thorium 232 (Th232)
Timah 208 (Pb208)
15,0
Rubidium 87 (Rb87)
Strotium 87 (Sr 87)
60,0
Potasium 40 (K40)
Argon 40 (A40)
1,3
INDUK
Misalkan perbandingan Argon 40 (A40) dengan Potasium 40 (K40) dalam batuan
adalah 1, maka umur batuan adalah 1,3 milyar tahun dengan anggapan bahwa tidak ada
Argon yang hilang. Oleh karena waktuparo Potasium 40 = 1,3 milyar tahun artinya
separo jumlah Potasium mula-mula ditransformasikan menjadi Argon sehingga pada
akhir massa waktuparo jumlah Potasium dan Argon adalah sama, yaitu A40/K40 = 1. Pada
akhir massa dua kali waktuparo, maka separo (1/2) Potasium yang tinggal meluruh
menjadi Argon dan rasio A40/K40 bertambah menjadi 3, setelah tiga kali waktu paro maka
rasio A40/K40 menjadi 7,dan seterusnya. Lihat gambar 10.1.7 .
Peluruhan umur batuan (rocks) di Bumi diperkirakan 3,4 milyar tahun tetapi umur
Bumi lebih tua daripada batuan . Dari analisis jumlah berbagai isotop timah (Pb) di Bumi
dan dalam meteorit telah ditentukan bahwa Bumi dibentuk menjadi rupa (keadaan)
sekarang kira-kira 4,5 milyar tahun ( Tjasyono, 2006: 94-98).
Gambar 10.1.7 : Peluruhan (decay) radioaktif dari Potasium (K)
menjadi Argon (A)
LATIHAN 1
Setelah Anda mempelajari uraian di atas, untuk mengetahui tingkat pemahaman
Anda jawab dengan singkat dan jelas atau kerjakan dengan baik latihan di bawah ini!
1. Mengapa dikatakan bahwa planet Bumi hanya satu-satunya yang menjadi pelabuhan
kehidupan bagi makhluk hidup?
2. Planet Bumi itu dikatakan “unik” karena terdapat air tiga fasa. Berikan contoh bentuk
air dalam tiga fasa di Bumi!
3. Jika Anda mengajarkan tentang bentuk Bumi kepada siswa sekolah dasar, bagaimana
usaha-usaha Anda untuk meyakinkan bahwa bentuk Bumi itu bulat?
4. Apa sebabnya bentuk Bumi itu tidak bulat sempurna tetapi bulat pepat (spheroid)?
5. Bagaimana cara mengukur umur Bumi dengan peluruhan isotop radioatif?
6. Umur Bumi diperkirakan telah 4,5 milyar tahun berdasarkan isotop induk: Uranium
238 (U238) tak mantap menjadi putri: Timah 206 (Pb206) yang mantap. Coba jelaskan
peluruhan radioaktif tersebut!
PETUNJUK JAWABAN LATIHAN
Untuk menjawab soal latihan di atas, Anda harus mengikuti rambu-rambu
jawaban berikut ini:
1. Untuk menjawab soal nomor 1, Anda harus mempelajari kembali tentang planetplanet lain selain planet Bumi. Adakah di sana tanda-tanda kehidupan, baik atmosfer
yang menyelubunginya maupun suhu yang memungkinkan makhluk hidup bertahan
hidup.
2. Untuk menjawab soal nomor 2, Anda harus mengingat kembali tentang permukaan
bumi yang terdiri dari sebagian besar adalah air, misalnya di lautan dalam bentuk
cair, di kutub dalam bentuk padat (es), dan dalam siklus hirologi terjadi penguapan
dalam bentuk gas.
3. Untuk meyakinkan siswa sekolah dasar tentang bentuk bumi itu bulat, Anda dapat
melakukannya antara lain:
1) memperlihatkan foto Bumi hasil pemotretan dari angkasa,
2) menggunakan metode karyawisata dengan mengamati permukaan Bumi dari
tempat yang tinggi (gunung/pegunungan),
3) karyawisata ke pantai/pelabuhan untuk mengamati datang atau perginya kapal,
dsb.
4. Anda harus mempelajari/mengingat kembali tentang adanya rotasi bumi sejak awal
pembentukan Bumi hingga sekarang, kemudian jelaskan!
5. Untuk menjawab soal nomor 5, Anda harus mempelajari kembali tentang peluruhan
unsur radioaktif. Perhatikan dan interpretasikan gambar 10.1.7 di atas!
6. Untuk menjawab soal nomor 6, Anda perhatikan bagan peluruhan radioaktif di bawah
ini!
Jika Anda mendapat kesulitan dalam mengerjakan latihan di atas, mintalah
bantuan tutor/dosen pembimbing Anda!
Bagan peluruhan radioaktif
RANGKUMAN
Bumi termasuk planet minor dalam sistem tata surya. Bumi merupakan satusatunya planet yang dapat dihuni oleh makhluk hidup.
Bumi disebut juga planet biru karena tampak dari luar angkasa berwarna biru. Air
di Bumi mengalami tiga fasa, yaitu dalam bentuk cair seperti di lautan, bentuk es di
kutub, dan bentuk gas dalam penguapan (siklus hidrologi). Permukaan Bumi mengalami
perubahan dan peremajaan sepanjang waktu disebabkan adanya siklus (daur) geologi.
Bentuk bumi tidaklah bulat sempurna seperti bola (sphere), tetapi Bumi berbentuk
dempak atau pepat (spheroid), disebabkan adanya rotasi sejak awal pembentukannya
hingga sekarang. Diameter melalui ekuator sekitar 12.756 km, melaui kutub sekitar
12.714 km dengan rata-rata diameternya 12.742 km. Perbandingan keliling lingkaran
Bumi dengan diameternya adalah 3,1416 (baca π, dari huruf Yunani pi). Luas permukaan
Bumi adalah 4πr2 = 510 juta km2 dan Volumenya adalah: V = 4πr3/3 = 1,08 x 1012 km2
dengan radius rata-rata bumi 6371 km. Massa toal Bumi adalah 5,98 x 1024 kg dan
densitas rata-ratanya adalah 5,52 g/cm3 (densitas air murni = 1 g/cm3).
Untuk memperkirakan umur Bumi yang paling akurat adalah melalui peluruhan
zat radioaktif. Zat radioaktif akan meluruh dan berubah menjadi unsur lain dengan
memancarkan sinar alfa (α), beta (β), dan gamma (γ). Rantai zat radioaktif akan berakhir
dengan isotop stabil (non radioaktif) yang tidak meluruh. Isotop radioaktif dengan
kecepatan konstan yang disebut waktuparo (half time). Waktuparo zat radioaktif yang
ditemukan di Bumi kemudian dipakai untuk mengukur umur Bumi. Dari analisis jumlah
berbagai isotop timah (Pb), yaitu dari induk Uranium 238 (U238) dan putri Timah (Pb206)
yang ada di Bumi, diperkirakan Bumi lahir 4,5 milyar tahun yang lalu.
TES FORMATIF 1
Petunjuk: Isilah titik-titik di bawah ini dengan tepat!
1. Bumi sampai saat ini merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh makhluk
hidup, sebab ….
2. Planet Bumi dalam sistem Tata Surya merupakan planet ke- ….
3. Permukaan Bumi terus-menerus mengalami perubahan dan peremajaan.Hal ini
disebabkan adanya ….
4. Yang menyebabkan bentuk Bumi bulat pepat (spheroid) bukan bulat sempurna
(sphere) adalah ….
5. Orang pertama yang dapat menentukan ukuran Bumi adalah ….
6. Hasil perhitungan orang Yunani zaman dulu, jari-jari Bumi diperoleh 4600 mil. Hasil
perhitungan ini 15% lebih tinggi daripada nilai sebenarnya, maka keliling sebenarnya
… km.
7. Yang menjadi rujukan internasional dalam menentukan dimensi Bumi adalah ….
8. Luas permukaan bumi … km2, volumenya … km3, dan densitasnya … g/cm3.
9. Buatlah rumus/persamaan untuk mencari rata-rata densitas (massa jenis) Bumi! ….
10. Banyak cara untuk memperkirakan umur Bumi. Cara yang paling akurat adalah ….
11. Diperkirakan bumi lahir 4,5 milyar tahun yang lalu. Perkiraan ini berdasarkan ….
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes Formatif 1 yang ada
pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian gunakan
rumus yang ada di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi
Kegiatan Belajar 1.
Rumus:
Tingkat Penguasaan = Jumlah Jawaban Yang Benar
12
x 100%
Arti Tingkat Penguasaan:
90% - 100% = Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
≤ 69% = Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruska
dengan Kegiatan Belajar 2, bagus! Akan tetapi apabila penguasan Anda masih di bawah
80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum Anda
kuasai.
Kegiatan Belajar 2
ROTASI, DAN REVOLUSI BUMI
Anda telah mengetahui bahwa bumi berputar pada porosnya sambil mengelilingi
Matahari. Arah perputaran Bumi pada porosnya sama dengan arah bumi mengelilingi
matahari, yaitu dari barat ke timur. Anggapan pada zaman dahulu semua benda langit
berputar mengelilingi Bumi yang kita kenal dengan paham geosentris (geo = bumi;
sentris = pusat), selanjutnya berkembang paham heleosentris (heleo = matahari; sentris=
pusat) yaitu paham yang menyatakan bahwa pusat peredaran adalah Matahari.
Perputaran Bumi pada porosnya dengan arah barat timur itu tidak dapat kita
saksikan.
Yang kita saksikan hanyalah gerakan Matahari dan benda-benda langit yang
lain dari timur ke barat, yang disebut gerak semu harian. Begitu juga peredaran Bumi
mengelilingi Matahari tidak dapat kita saksikan. Yang kelihatan adalah seakan-akan
mataharilah yang bergeser dari ekuator (00) kearah garis lintang utara (23,50 LU )
kembali lagi ke ekuator, terus ke arah garis lintang selatan (23,50 LS) dan kembali lagi ke
ekuator, dan seterusnya, yang disebut gerak semu tahunan matahari.
1. Rotasi Bumi
Perputaran Bumi pada porosnya mengakibatkan adanya pembagian waktu pada
permukaan Bumi, terjadinya pergantian siang dan malam, penggelembungan ekuator dan
pemepatan polar bumi serta terjadinya angin pasat yang semula merupakan angin Utara
dan angin Selatan menuju ekuator, karena perputaran bumi pada sumbunya membiaslah
angin-angin itu menjadi angin Barat Laut dan Tenggara.
Pembagian tempat di Bumi berdasarkan satu tata koordinat menimbulkan
hubungan antara jarak dan waktu. Kedudukan Matahari terhadap permukaan Bumi tidak
sama, hal ini erat kaitannya dengan bentuk Bumi bulat. Pembagian waktu pada
permukaan Bumi didasarkan pada pembagian koordinat Bumi. Oleh sebab itu kita sering
mendapat informasi dari Arab Saudi pagi hari (pukul 06.00) di kita Pulau Jawa siang hari
(pukul 10.00).
1.1 Pembagian Tempat di Bumi
Anda tentu telah mengenalnya, bahwa untuk menentukan letak suatu tempat di
muka Bumi yaitu dengan menentukan panjang geografi (absis) dan lebar geografi
(ordinat), penerapannya dalam peta atau globe kita kenal dengan garis lintang dan garis
bujur (meridian). Garis lintang pada peta arahnya dari kiri ke kanan (absis/lintang)
sedangkan garis bujur arahnya dari bawah ke atas (ordinat/bujur).
Garis Lintang
Pada globe, Anda mendapatkan garis yang arahnya dari barat ke timur, garis ini
membentuk suatu lingkaran. Garis yang membentuk lingkaran yang paling besar dan
membelah tiruan Bumi menjadi dua bagian yang sama besar itu disebut garis Ekuator 00.
Garis Ekuator 00 membagi Bumi menjadi belahan Bumi Utara dan belahan Bumi Selatan.
Garis khayal ini Anda ketahui melalui Kota Pontianak di Provinsi Kalimantan Barat.
Kota ini terkenal dengan sebutan Kota Khatulistiwa.
Berpedoman pada garis Ekuator (lintang 00), kita buat lingkaran-lingkaran yang
sejajar dengan Ekuator ke arah utara dan ke arah selatam. Garis-garis Lintang Utara bila
berada di belahan Bumi utara dan Lintang Selatan bila terletak di belahan Bumi selatan.
Lintang Utara dan Lintang Selatan dihitung dari Ekuator sampai titik Kutub Utara,
demikian juga belahan Bumi selatan mulai dari Ekuator sampai titik Kutub Selatan.
Perhatikan gambar 10.2.1 di bawah ini:
Gambar 10.2.1: Pembagian Bumi Berdasarkan Garis Lintang
Garis lintang yang membentuk lingkaran utara terletak 23,50 LU disebut
Lingkaran Balik Utara sedangkan garis lintang yang membentuk lingkaran selatan
terletak pada 23,50 LS disebut Lingkaran Balik Selatan. Lingkaran Kutub Utara terletak
pada 66,50 LU dan Lingkaran Kutub Selatan terletak pada garis 66,50 LS.
Garis Bujur
Garis yang membentuk lingkaran bukan saja dibuat secara horizotal tetapi dapat
pula dibuat garis yang membentuk lingkaran arah vertikal. Apabila kita lihat garis
lingkaran ini akan melalui dua titik, yaitu titik Kutub Utara dan titik Kutub Selatan.
Lingkaran ini disebut lingkaran bujur atau lingkaran meridian, sehingga garisnya disebut
garis bujur atau garis meridian. Ligkaran ini membagi Bumi menjadi dua bagian yaitu
belahan Timur dan belahan Barat tepat 00 (meridian nol) yang melalui kota Greenwich
dekat London Inggris. Garis ini disebut garis bujur/meridian primer. Dari meridian
Greenwich ini dihitung ke arah Timur sampai 1800 disebut sebagai Bujur Timur (BT) dan
ke arah Barat sampai 1800 disebut Bujur Barat (BB). Untuk 1800 Bujur Timur dan 1800
Bujur Barat sebenarnya kedua garis ini berimpit sebagai patokan untuk penanggalan,
letaknya di kepulauan Fiji bagian timur di Samudra Pasifik. Garis ini disebut juga garis
penanggalan Internasional. Perhatikan gambar 10.2.2!
Gambar 10.2.2
Pembagian Belahan Bumi Berdasarkan Garis Meridian
Panjang Geografi
Dalam penentuan pajang geografi dimulai dari 00 sampai 1800 pada bujur
khatulistiwa yang dimulai dari garis bujur 00 yang berpotongan dengan busur
khatulistiwa. Sebagai meridian 00 ditetapkan secara Internasional yakni garis yang
melalui kota Greenwich dekat London Inggris. Sebagaimana telah dikatakan di atas
bahwa pembagian ke arah Timur sampai 1800 disebut Bujur Timur (BB) dan ke arah
barat sampai 1800 disebut Bujur Barat (BB) sehingga bila ditentukan suatu kota dalam
peta sebelah Barat Greenwich dinyatakan dengan Bujur Barat, contohnya kota San
Fransisco 1220 BB, dan yang terletak disebelah Timur disebut Bujur Timur, cotohnya
kota Tokyo 1400 BT. Bila kita terbang dengan pesawat dari Tokyo ke arah Timur pada
tanggal 2 Februari 2007 sore hari, setelah melewati garis penanggalan 1800 pada malam
hari, dan sampai di San Fransisco 2 Februari 2007 sore hari setelah melewati garis
penanggalan pada malam hari, dan sampai di Tokyo pagi hari tanggal 4 Februari 2007.
Hal ini dapat Anda pahami karena saat di Tokyo sore hari tanggal 2 Februari 2007, di
San Fransisco dini hari tanggal 2 Februari 2007. Ketika sore hari di San Fransisco tanggal
2 februari 2007 maka di Tokyo telah tanggal 3 Februari 2007 dini hari. Perhatikan
gambar 10.2.3 di bawah ini!
Gambar 10.2.3: Penetapan Batas Tanggal
Lebar Geografi
Yang dimaksud dengan lebar geografi adalah garis yang membentuk lingkaran
pada muka Bumi (globe) yang dihitung dari 00 di Khatulistiwa sampai 900 di titik Kutub
Utara atau Kutub Selatan. Garis yang membentuk lingkaran ini disebut juga garis lintang.
Garis ini berguna untuk menentukan letak suatu kota atau tempat di muka Bumi dengan
menyatakan derajat dan terletak di lintang. Jadi lebar geografi suatu kota atau tempat,
sama dengan lintang kota atau tempat tersebut.
Dengan mengetahui lebar geografi dan panjang geografi, Anda mudah
menentukan letak suatu kota atau tempat pada peta atau muka Bumi.
Lebar Geografi dan Tinggi Kutub Langit
Sebagaimana Anda ketahui bahwa orang di Bumi dalam menentukan arah
berpedoman pada benda-benda langit. Oleh sebab itu lebar geografi itu sama dengan
tinggi kutub langit, artinya bila kutub langit diketahui maka lebar geografi atau lintang
kota atau tempat diketahui juga.
Tinggi kutub adalah busur lengkung langit yang dihitung mulai dari titik kaki
langit (horizon) sampai titik kutub, baik utara maupun selatan. Untuk lebih jelasnya
perhatikan gambar 10.2.4 berikut ini.
Gambar 10.2.4 : Lebar Geografi (β) sama dengan Tinggi Kutub (Ï•)
Dalam penggunaan ketetapan bahwa lebar geografi sama dengan tinggi kutub ini
kita berpedoman pada Konstelasi Bintang. Konstelasi Bintang Ursa Mayor untuk mencari
arah utara dan titik utara, Konstelasi Bintang Gux atau Pari atau Salib untuk mencari arah
selatan dan titik selatan. Perhatikan gambar 10.2.5 dan 10.2.6.
Gambar 10.2.5 : Konstelasi Bintang Ursa Mayor untuk Menentukan
Arah dan titik Utara
Gambar 10.2.6 : Konstelasi Bintang Pari MenunjukkanArah dan Titik Selatan
Selain Konstelasi Ursa Mayor (Beruang Besar) di bagian belahan Utara Anda
akan mendapatkan pula Konstelasi Bintang Ursa Minor. Bentuk kontelasi bintang ini
lebih kecil dari Ursa Mayor. Konstelasi Bintang Ursa Minor terdiri dari tujuh anggota.
Bintang “a“ disebut Bintang Polaris karena bintang ini tepat berada di atas titik Polar
(kutub) Utara. Untuk jelasnya, perhatikan gambar 10.2.7 berikut ini.
Gambar 10.2.7 : Konstalasi Bintang Ursa Minor dengan Bintang ”a” sebagai
Bintang Polaris
Misalnya bila kita ukur Bintang Polaris dengan Teodolit (pengukur tinggi
Bintang) dari horizon adalah 300, maka lebar geografis atau lintang sama dengan tinggi
kutub tempat tersebut adalah 300. Perhatikan gambar 10.2.8 di bawah ini:
Gambar 10.2.8: Lebar Geografis sama dengan Tinggi Kutub
Sekarang bagaimana mencari meridian suatu tempat? Meridian atau garis bujur
dapat ditentukan oleh sebuah alat yang disebut chronometer yaitu sebuah jam yang
sangat teliti (sekarang banyak jam digital yang dilengkapi dengan chronograf). Dengan
membandingkan waktu lokal dengan waktu GMT (Greenwich Mean Time) didapat
perbedaan antara waktu GMT dengan waktu lokalnya ini kita bagi dengan 4 menit.
Perbedaan waktu antara selisih satu derajat baik Bujur Timur maupun Bujur Barat adalah
4 menit. Hal ini dapat kita hitung dengan patokan 2 x 1800 = 3600 adalah sehari semalam
atau 24 jam, atau 1800 adalah 12 jam. Jadi 12 jam atau 720 menit dibagi 1800, sehingga
didapatkan 4 menit untuk 1 derajat. Contohnya kita berada di suatu tempat di Bujur
Timur waktu setempat (lokal) pukul 12.44 sedang jam GMT (Chronometer)
menunjukkan pukul 12.00 maka selisih waktu 44 menit sehingga meridiannya (selisih
meridian antara Greenwich dengan tempat tersebut) adalah 44 : 4 = 110. Letak tempat
tersebut berada pada 110 Bujur Timur.
Bagi tempat-tempat yang letaknya jauh dari khatulistiwa, akan terdapat Bintang
yang lintasannya di atas horizon, dengan kata lain lintasan dari benda langit tersebut tidak
pernah memotong horizon atau tidak pernah tenggelam. Bintang tersebut dinamakan
Bintang Sirkumpoler. Bintang sirkumpoler yang tampak disebut Sirkumpoler Tampak dan
Bintang sirkumpoler tak tampak disebut Bintang Sirkumpoler tak Tampak. Bintang ini
mempunyai tinggi kulminasi atas dan tinggi kulminasi bawah. Cara menghitung lebar
geografis suatu tempat berdasarkan Bintang Sirkumpoler adalah sebagai berikut:
1) Gambarlah bola langit dengan Z = zenit, N = nadir, S = selatan, U = utara, SBUT =
horizon!
2) Ukur dari S sebesar 500 (didapat dari hasil pengukuran 500 kulminasi atas bintang
tersebut) disebut KA, dan dari S sebesar 200 (didapat dari hasil pengukuran 200
kulminasi bawah bintang tersebut) disebut KB.
3) Bagi dua selisih antara busur KA (500) dan KB (200) ini adalah titik Kutub Selatan
(KS).
4) Tarik KS dan KU melalui titik pusat ( P ). Garis ini disebut Sumbu Langit.
5) Tarik KH tegak lurus sumbu langit sehingga busur Z.K. besarnya sama dengan busur
KS.S yakni sebesar 200 + ½ x 300 = 350.
6) Oleh karena Z, terletak sebelah selatan bola langit sebesar 350 maka letak kota
tersebut jadi di 350 LS.
Gambar/lukisan Anda, cocokkan dengan gambar 10.2.9 di bawah ini!
Gambar 10.2.9:
Cara Menentukan Lebar Geografis dengan Bintang Sirkumpoler
Penentuan Waktu
Di atas Anda telah mempelajari bahwa rotasi Bumi dengan arah timur barat tidak
dapat kita saksikan. Yang dapat kita lihat hanyalah gerakan Matahari dan benda-benda
langit lainnya yang bergerak dari timur ke barat. Gerakan ini disebut gerakan semu
Matahari yang dapat digunakan dalam penentuan waktu (jam).
Hari Matahari
Simamora,P.(1975: 66-72) mengemukakan bahwa satu hari matahari adalah
ditentukan oleh selang waktu antara dua kulminasi. Kulminasi Atas disebut tengah hari
(pukul 12.00) dan Kulminasi Bawah adalah saat tengah malam (pukul 24.00 atau pukul
00.00). Dalam pegertian kita sehari-hari, satu hari matahari adalah waktu yang
diperlukan Matahari bergerak semu mengelilingi Bumi, terhitung mulai titik Kulminasi
Atasnya hingga kembali lagi ke titik Kulminasi Atasnya lagi. Dari hasil pengamatan
ternyata panjang hari matahari (semu) selama setahun berbeda-beda (tidak konstan), hal
ini disebabkan:
1) Bentuk lintasan revolusi Bumi adalah elips.
Dalam perjalanan Bumi mengelilingi Matahari membuat lintasan berbentuk elips
sehingga waktu lintasan dekat Matahari (perihelium) pergerakannya cepat dan pada
waktu lintasan terjauh dengan Matahari (aphelium) pergeserannya pada ekliptika lambat.
Dengan adanya kecepatan gerak Bumi mengelilingi matahari (revolusi) tidak sama
sedang rotasi bumi tetap maka terjadilah pergeseran semu pada ekliptika tidak seragam,
akibatnya saat Matahari mencapai kulminasinya tidak sama. Artinya panjang hari pada
hari matahari setiap harinya tidak sama.
2) Inklinasi ekliptika pada ekuator langit
Oleh sebab perputaran Bumi pada sumbunya (rotasi) miring maka kedudukan bidang
ekuator langit dengan bidang ekliptika membentuk sudut 23,50. Akibat dari itu sepanjang
tahun Matahari seolah-olah bergeser ke arah Utara atau ke arah Selatan. Enam bulan
berada di belahan Utara dan enam bulan di belahan bumi Selatan. Gerakan tersebut
menyebabkan terjadi perbedaan panjang hari terutama pada lintang geografis sedang atau
tinggi baik di belahan Bumi Utara atau belahan Bumi Utara.
Hari Bintang (Sidereal Day)
Hari Bintang adalah selang waktu yang diperlukan sebuah Bintang untuk
berkulminasi pada tempat yang sama pada saat berikutnya dalam meridian langit yang
sama dari suatu tempat. Satu hari bintang (sehari semalam bintang) adalah waktu yang
diperlukan sebuah bintang (lebih umum disebut titik Aries) bergerak semu mengelilingi
Bumi mulai dari titik Kulminasi Atasnya sampai ke titik Kulminasi Atasnya lagi. Hari
Matahari lamanya 24 jam sedangkan hari Bintang adalah 23 jam 56 menit. Jadi
perbedaan antara hari Matahari dan hari Bintang adalah 1/365 x 24 jam atau 1/365 x 1440
menit yaitu 3 menit 56 detik dibulatkan menjadi 4 menit. Jadi pada hari berikutnya
Bintang tersebut akan berkulminasi 4 menit lebih awal. Anda dapat menghitung selama
30 hari menjadi 30 x 4 menit yaitu 120 menit atau 2 jam. Jadi setelah 12 bulan (1 tahun)
yaitu 12 x 2 jam = 24 jam. Dengan demikian setahun kemudian baru Bintang tersebut
akan berkulminasi pada jam yang sama. Jadi seolah-olah langit perbintangan berputar
kurang lebih 10 setiap hari. Satu tahun Bintang 3600 dibagi 365,25 hari Matahari.
Sebagai contoh, pada tanggal 22 Maret Bintang Regulus berkulminasi pada pukul
08.00, pada tanggal 22 April bintang tersebut berkulminasi pukul 06.00, dan pada tanggal
22 Mei Bintang tersebut berkulminasi pukul 04.00. Dari pendataan tersebut maka:
• 1 hari bintang = 1 hari matahari dikurangi 4 menit,
• 1 jam bintang = 1 jam matahari dikurangi 1 detik.
Dari perhitungan di atas maka ada tanggal-tanggal istimewa untuk waktu Bintang
dan waktu Matahari, yaitu:
• Tanggal 21 Maret, pukul 00.00 waktu Bintang = pukul 12.00 waktu Matahari,
• Tanggal 21 Juni, pukul 00.00 waktu Bintang = pukul 06.00 waktu Matahari,
• Taggal 23 September, pukul 00.00 waktu Bintang = pukul 00.00 waktu Matahari,
• Tanggal 22 Desember, pukul 00.00 waktu Bintang = pukul 18.00 waktu Matahari.
Jadi hubungan antara Lokal Siderial Times (LST) atau waktu Bintang, dengan
Local Civil Times (LCT) dan jumlah hari perbedaan sejak 22,7 September (dibulatkan 23
September) sampai tanggal yang ditentukan adalah: LST = LCT + (4.69/70) D.
Catatan: 4.69/70 = 4 x 69/70 = 3 menit 56 Detik.
Hari Matahari Menengah (Matahari Khayal) dan Perata Waktu
Dari penjelasan diatas kita dapat mengetahui bahwa Matahari bukanlah penunjuk
waktu yang sangat tepat. Oleh karena itu untuk keperluan pembagian waktu yang tepat
yang kita gunakan sehari-hari, para ahlipun mendasarkan perhitungannya pada Matahari
khayal. Matahari khayal ini adalah Matahari yang dianggap atau dimisalkan ada, yang
kecepatan pergeserannya hampir serupa dengan pergeseran Matahari sebenarnya.
Perbedaannya bahwa Matahari khayal ini bergeser sepanjang ekuator langit
dengan kecepatan pergeseran yang tetap (konstan) atau seragam, sehingga panjang satu
“hari matahari khayal” = panjang rata-rata “hari matahari sebenarnya”. Oleh karena
itulah hari matahari khayal disebut pula hari matahari menengah.
Pada matahari menengah inilah didasarkan pembagian waktu pada jam yang kita
gunakan sehari-hari, karena setiap hari matahari menengah panjangnya tetap sama
sepanjang tahun.
1 hari matahari menengah
= 24 jam waktu matahari menengah
1 jam waktu matahri menengah = 60 menit waktu matahari menengah
1 menit waktu matahari menegah = 60 detik waktu matahari menengah
Bandingkan:
1 hari matahari menegah = 24 jam waktu matahari menengah (jam kita)
= 24 jam 4 menit waktu bintang ( 24 jam 3menit 57 detik)
1 hari bintang
= 24 jam waktu bintang
= 23 jam 6 menit waktu matahari menengah (tepatnya 23 jam 56
menit 4 detik)
Waktu matahari menengah dimulai pada saat matahari menengah berada pada
titik Kulminasi Bawahya (pukul 00.00 waktu matahari menengah), utuk membedakannya
dari waktu bintang yang dimulai pada saat titik Aries berada pada titik Kulminasi Atasnya
(pukul 00.00 waktu bintang).
Hari Matahari Menengah kadang-kadang lebih pendek sedikit dari Hari Matahari
Sebenarnya tetapi kadang-kadang lebih panjang. Perbedan maksimal hanyalah sampai
kira-kira seperempat jam. Perbedaan waktu ini disebut Perata Waktu, dengan rumus:
Perata Waktu = Hari Matahari Menengah – Hari Matahari Sebenarnya
(Simamora,P.,1975: 72)
Perata waktu ini dinyatakan dengan tanda positif (+) jika matahari menengah
mendahului matahari sebenarnya dan tanda negatif (-) jika terjadi sebaliknya. Perata
waktu terbesar terjadi pada 11 Februari, yaitu + 14 menit dan 2 November, yaitu – 16
menit. Dalam satu tahun terjadi empat kali panjang hari matahari menengah sama
dengan pajang hari matahari sebenarnya, yaitu 15 April, 14 Juni, 1 September, dan 24
Desember. Pada hari-hari ini perata waktunya adalah 0 menit. Untuk lebih jelasnya
perhatikan gambar 10.2..10 di bawah ini.
Gambar 10.2.10 Perata Waktu
Dari gambar di atas Anda dapat mengetahui pula bahwa sekitar bulan Januari,
Februari, Maret, Juli, dan Agustus matahari sebenarnya lebih lambat sampai ke titik
Kulminasi Atasnya, sehingga sore hari lebih lama terangnya.
Contoh:
Tanggal 11 Februari jam ditangan kita (waktu matahari menengah) menunjukkan pukul
12.00, tetapi Matahari di langit masih belum tiba di titik Kulminasi Atasnya, baru 14
menit kemudian hal itu terjadi, yaitu pada pukul 12.14 waktu matahari menengah.
Sebaliknya, pada bulan Oktober, November, dan Desember matahari menengah lebih
lambat daripada matahari sebenarnya. Pagi hari Matahari telah terbit sedangkan jam kita
masih menunjukkan kurang dari pukul 06.00. Pada sore harinya pukul 06.00 sudah gelap.
Hal ini terjadi pada sekitar khatulistiwa (termasuk di Indonesia), di daerah-daerah sedang
dan kutub tentunya berbeda.(Simamora, P.,1975: 66-72).
Greenwich Mean Time (GMT)
Greenwich Mean Time (GMT) adalah waktu di Greenwich tempat yang menjadi
patokan waktu dunia berada. Jika ditentukan waktu GMT dengan mudah kita dapat
menghitung waktu-waktu di seluruh permukaan Bumi. Bagi daerah yang berada di
belahan barat (meridian barat) waktu setempat adalah waktu GMT ditambah dengan
hasil kali perbedaan meridian dengn 4 menit sedangkan daerah yang berada di belahan
timur (meridian timur) waktu setempat adalah waktu GMT dikurangi dengan hasil kali
antara selisih meridian dengan 4menit.
Rumus:
LMT = GMT + (M.4)
(Dardjosoemarto, dkk.,1991: 445)
Keterangan:
LMT = Local Mean Time / Waktu Setempat
GMT = Greenwich Mean Time / waktu GMT
+ = + bila di BB dan – bila di BT
(M.4) = meridian (bujur) x 4 menit
Contoh:
1) Bila di Alaska yang terletak pada 1650 BB menunjukkan pukul 0.8.15. Pukul berapa
waktu GMT?
Jawab:
Posisi BB ( + )
GMT = LMT + (M.4) menit
GMT = 08.15 + (165 x 4) menit
GMT = 08.15 + 660 menit (= 11 jam)
GMT = 08.15 + 11 jam
GMT = 19.15
Jadi waktu GMT menunjukkan pukul 19.15.
2) Suatu kota terletak 300 BT waktu GMT pukul 10.15, pukul berapa waktu setempat?
Jawab:
Posisi BT ( - )
LMT = GMT – (M.4)
LMT = 10.15 – (30 x 4) menit
LMT = 10.15 – 120 menit (2jam)
LMT = 08.15
Jadi waktu setempat (LMT) menunjukkan pukul 08.15.
Berdasarkan penjelasan dan conto-contoh soal di atas, Anda dapat menghitung
waktu di seluruh permukaan Bumi dengan berpedoman pada garis meridian/bujur.
Waktu Standar
Tempat-tempat yang terletak pada garis meridian yang sama, bersamaan pula
waktunya. Jika demikian, seluruh permukaan Bumi terdapat 360 waktu yang bedanya
empat menit. Hal ini tentu sukar dalam kehidupan sehari-hari. Oleh sebab itu
disepakatilah untuk membagi permukaan Bumi atas 24 daerah waktu saja yang disebut
waktu standar.
Waktu standar disebut juga Zone Time, yaitu waktu yang ditetapkan setiap selisih
0
15 adalah 60 menit (1 jam) dengan lingkup daerah yang berada pada 00 – 150 atau 150 –
300 ,dan seterusnya baik di Bujur Timur maupun Bujur Barat.
Keputusan Kongres Internasional mengenai garis-garis meridian (International
Meridian Conferense) di Washington menetapkan waktu standar dunia yang dibagi
menjadi 24 daerah berdasarkan perbedaan meridian 150. Setiap daerah mempunyai selisih
waktu 1 jam. Akan tetapi berdasarkan pembagian wilayah kepemerintahan atau kontinen
(pulau/benua) maka ada sedikit pergeseran. Batas yang terdapat pada 1800 BT dan 1800
BB berupa garis yang berkelok-kelok. Perhatikan Gambar 10.2.11 di bawah ini:
Gambar 10.2.11: Pembagian Daerah Waktu di Dunia
(Dirdjosoemarto, dkk., 1991: 447)
Setiap negara mempunyai pembagian daerah waktu yang berbeda-beda karena
letak pada meridianya berbeda. Indonesia terletak antara 950 BT – 1410 BT.
Oleh karena Indonesia mempuyai rentang meridian 1410 – 950 = 460, maka
Indonesia di bagi menjadi 3 daerah waktu, yakni Waktu Indonesia bagian Barat (WIB),
Waktu Indonesia bagian Tengan (WITA), dan Waktu Indonesia bagian Timur (WIT)
dengan selisih satu jam. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar 10.2.12 di bawah.
Gambar 10.2.12: Pembagian Waktu di Indonesia (mulai 1 – 1 – 1964)
(Dirdjosoemarto,dkk.,1991: 447)
Indonesia mempunyai tiga meridian standar, yaitu meridian 1050 BT untuk daerah
WIB, 1200 BT untuk daerah WITA, dan 1350 untuk WIT . Dengan demikian waktu
lokalnya (LMT) masing-masing adalah waktu Greenwich ditambah 105/15 untuk WIB,
120/15 untuk WITA, dan 135/15 untuk WIT . Jika waktu GMT pukul 12.00, maka: WIB
= 12.00 + (105/15 = 7) yaitu pukul 19.00, WITA = 12.00 + (120/15 = 8) yaitu pukul
20.00, dan WIT = 12.00 + (135/15 =9) yaitu pukul 21.00 (Hidayat,B.,1978: 42).
Untuk mengetahui daerah waktu di negara-negara lain misalnya Amerika Serikat
dan Eropa perhatika tabel 10.2.1 dan 10.2.2 di bawah ini.
Tabel 10.2.1: Daerah Waktu di Amerika Serikat
N0.
Waktu Standar
Meridian Standar
1.
Eastern Standar Time (EST)
750 BB
2.
Central Standar Time (CST)
900 BB
3.
Mountain Standar Time (MST)
1050 BB
4.
Pasific Standar Time (PST)
1200 BB
Tabel 10.2.2: Daerah Waktu di Eropa
No.
Waktu Standar
Meridian Standar
1.
Daerah Waktu Eropa Barat
00
2.
Daerah Waktu Eropa Tengah
150 BT
3.
Daerah Waktu Eropa Timur
300 BT
2. Revolusi Bumi
Sebagaimana dijelaskan di atas, bahwa Bumi itu sambil berputar pada sumbunya
(berotasi) beredar pula mengelilingi Matahari (berevolusi). Selama mengedari Matahari,
sumbu Bumi miring dengan arah yang sama yang besarnya 23,50 dari garis tegak lurus
pada ekliptika. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar 10.2.13 di bawah ini:
Gambar 10.2.13
Kemiringan Sumbu Bumi Selama Mengedari Matahari
Pengaruh Revolusi Bumi
Dalam perjalanan Bumi dari tanggal 21 Maret sampai 21 Juni, Kutub Utara
kelihatan makin condong ke arah Matahari, sebaliknya Kutub Selatan makin condong
menjauhi Matahari. Oleh karena itu belahan Bumi Utara mengalami musim semi/bunga
dan belahan Bumi Selatan mengalami musim gugur/rontok. Sementara itu Belahan Bumi
Utara mengalami siang hari yang makin lebih panjang daripada malam harinya
sedangkan Belahan Bumi Selatan mengalami siang yang makin lebih pendek daripada
malamnya.
Perjalanan Bumi dari tanggal 21 Juni sampai 23 September kecondongan Kutub
Utara ke arah Matahari makin kurang, sebaliknya kecondongan Kutub Selatan makin
bertambah. Oleh sebab itu belahan Bumi Utara mengalami musim panas dan belahan
Bumi Selatan musim dingin. Bersamaan dengan itu Belahan Bumi Utara mengalami
siang yang makin pendek tetapi tetap masih lebih lama daripada malam hari. Sebaliknya
Belahan Bumi Selatan mengalami siang yang makin panjang, tetapi masih tetap lebih
pendek daripada malamnya.
Dari tanggal 23 September sampai 21 Desember Kutub Utara kelihatan makin
condong menjauhi Matahari dan Kutub Selatan makin condong ke arah matahari. Oleh
karena itu Belahan Bumi Utara mengalami musim gugur/rontok dan Belahan Bumi
Selatan mengalami musim semi/bunga. Sementara itu Belahan Bumi Utara mengalami
siang makin lebih pendek daripada malam hari, sedangkan Belahan Bumi Selatan
mengalami siang yang makin lebih panjang daripada malam harinya.
Dari tanggal 21 Desember sampai 21 Maret kecodongan Kutub Utara ke arah
Matahari makin bertambah, sedangkan kecondongan Kutub Selatan makin berkurang.
Oleh sebab itu Belahan Bumi Utara mengalami musim dingin dan Belahan Bumi Selatan
mengalami musim panas. Bersamaan dengan itu Belahan Bumi Utara mengalami siang
yang makin panjang tetapi masih tetap lebih pendek daripada malam harinya, sebaliknya
Belahan Bumi Selatan mengalami siang yang makin pendek tetapi masih tetap lebih
panjang daripada malamnya.
Tepat pada tanggal 21 Maret dan tanggal 23 September baik Kutub Selatan
maupun Kutub Utara sama jauhnya dari Matahari. Hanya letak Bumi pada orbitnya
bersebrangan. Pada kedua tanggal ini panjang siang dan malam sama di seluruh
permukaan Bumi.
Sebetulnya pergantian musim tersebut di atas tidak dialami oleh seluruh muka
bumi, tetapi hanya oleh bagian Bumi di sebelah utara Garis Balik Utara dan di sebelah
selatan Garis Balik Selatan. Tempat-tempat itu tidak pernah mengalami Matahari tepat
tegak lurus di atasnya, sungguhpun selama enam bulan siangnya lebih panjang daripada
malamnya. Malahan daerah sekitar Kutub Utara atau Kutub Selatan mengalami siang
selama enam bulan terus-menerus. Pada tanggal 21 Maret Kutub Utara menyaksikan
Matahari terbit, mencapai titik tertinggi pada tanggal 21 Juni, kemudian menurun
perlahan-lahan dan terbenam pada tanggal 23 September.
Tempat-tempat yang terletak antara 23,50 Lintang Utara dan 23,50 Lintang selatan
mengalami Matahari tepat di atasnya dua kali dalam setahun. Bagian ini tidak mengalami
pergantian keempat musim di atas. (Hidayat,B.,dkk.,1975: 37-39).
Kalender Surya
Kalender berasal dari kata colondro (Yunani, Colondro = hari pertama). Untuk
menentukan waktu manusia berpedoman pada benda-benda langit. Oleh sebab itu ada dua
sistem penetapan tanggal, yaitu Kalender Surya dan Kalender Bulan (dibahas pada BBM
12).
Kalender Surya atau Tahun Syamsiah perhitungannya berdasarkan pada lamanya
pergeseran semu Matahari sepanjang lingkaran ekliptika. Tentu Anda telah mengetahui
bahwa Bumi mengelilingi Matahari satu kali dalam waktu 365,25 hari (tepatnya 265 hari
5 jam 48 menit 40 detik atau 365,242 hari).
Pada kesempatan ini, Anda akan mempelajari tentang Kalender Julian, dan
Kalender Gregorius yang dikemukakan oleh Simamora,P. (1975: 75-76).
Kalender Julian
Kalender yang mendasarkan revolusi Bumi telah digunakan sejak tahun 45
sebelaum Masehi yang disebut Kalender Julian (kalender Gaya Lama).
Ketika Julius Caesar memegang tampuk pemerintahan, di Romawi mengalami
kekacauan perhitungan kalender sehingga pada tahun 45 sebelum Masehi Julius Caesar
mengakhiri kekecauan itu dengan membuat perhitungan kalender sebagai berikut:
1) Satu tahun ditetapkan rata-rata 565,25 hari.
2) Tahun biasa, yaitu tiga tahun berturut-turut berjumlah 365 hari.
3) Tahun kabisat, yaitu tahun keempat ditambah satu hari menjadi 366 hari.
Tambahannya dimasukkan pada bulan Februari yang pada tahun biasa 28 hari pada
tahun kabisat menjadi 29 hari.
4) Titik permulaan musim semi/bunga ditetapkan tanggal 24 Maret.
5) Permulaan tahun ditetapkan pada tanggal 1 Januari (sebelumnya pada tanggal 1
Maret).
Meskipun kalender Julian sudah cukup baik pada zamannya tetapi ada cacatnya,
yaitu satu tahun rata-rata Julian sesungguhnya masih terlalu panjang dari tahun tropis,
terpaut 365,25 – 365,242= 0,0078 = 1/128 hari atau 11 menit, artinya setelah 128 tahun
perbedaannya menjadi satu hari penuh. Pada tahun 325 Masehi ketika Rapat Gereja
(Konsili) di Nicea perbedaan itu telah menjadi 3 hari dengan tidak tahu seorangpun
penyebabnya. Titik musim bunga pad zaman Julius jatuh pada tanggal 24 Maret,
sedangkan pada waktu Konsili Nicea jatuh pada tanggal 21 Maret.
Sebelum Julius Caesar, orang-orang Romawi telah mengenal nama-nama bulan
seperti:
1) Martius = 31 hari,
2) Aprilis = 29 hari,
3) Majus = 31 hari,
4) Junius = 29 hari,
5) Quintilis = 31 hari,
6) Sextilis = 29 hari,
7) September = 29 hari,
8) October = 31 hari,
9) November = 29 hari,
10) Dcember = 29 hari,
11) Januarius = 29 hari, dan
12) Februarius = 28 hari.
Jumlah hari pada setiap bulan dan awal tahun dirubah oleh Julius Caesar sehingga
seperti yang kita miliki sekarang kecuali bulan Agustus, yang baru kemudian menjadi 31
hari.
Kalender Gregorius
Pada zaman Paus Gregorius XIII tahun 1582 Masehi ia menyaksikan musim
bunga pada tanggal 11 Maret, bukan lagi tanggal 21 Maret seperti pada Konsili Nicea
dalam Kalender Julian.
Paus Gregorius memperbaiki kalender itu dengan cara:
1) Titik musim bunga ditetapkan jatuh pada tanggal 21 Maret, yaitu disesuaikan dengan
keadaan waktu Konsili Nicea pada Kalender Julian. Untuk itu Paus Gregorius pada
tanggal 4 Oktober 1582 mengumumkan perubahan tanggal kalender yaitu tanggal 5
Oktober 1582 (gaya lama) ditetapkan menjadi tanggal 15 Oktober 1582 pada
Kalender Gregorius (gaya baru) sehingga tanggal 5, 6, 7, … 14 Oktober tidak pernah
ada.
2) Tahun biasa berjumlah 365 hari dan tahun kabisat berjumlah 566 hari, sama dengan
kalender Julian.
Meskipun demikian ada perbedaannya, yaitu semua tahun yang dapat dibagi 4,
ditetapkan sebagai tahun kabisat kecuali tahun-tahun abad yang tidak dapat dibagi 400,
seperti tahun 1700, 1800, 1900, 2100, 2200 dst. Tahun-tahun yang dapat dibagi 4 dan
dapat dibagi 400, seperti tahun 1600, 2000, 2400, dst. adalah tahun kabisat yang pada
bulan Februari menjadi 29 hari. Kalender Julian berlaku sejak tanggal 1 Januari 45 S.M.
hingga tanggal 5 Oktober 1582 (gaya lama) atau 15 Oktober 1582 (gaya baru).
Kalender Gregorius lebih umum disebut Kalender Masehi yang jumlah hari pada
setiap bulan dan penetapan awal tahun seperti yang kita miliki sekarang. Kalender
Masehi dimulai dari tanggal 1 Januari tahun 1, pukul 00.00, yaitu bertepatan dengan
tanggal lahir Kristus. Akan tetapi ada yang berpendapat bahwa Kristus lahir 4 tahun
sebelum tahun Masehi.
LATIHAN 2
Setelah Anda mempelajari uraian materi di atas, untuk mengetahui tingkat
pemahaman Anda, coba jawab atau kerjakan latihan di bawah ini.
1. Bagaimana Anda menentukan sebuah titik/kota/tempat pada muka Bumi?
2. Bagaimana hubungan antara panjang geografi dengan waktu pada tritik/tempat yang
ditentukan?
3. Apa yang dimaksud dengan hari matahari dan hari matahari khayal?
4. Apa yang dimaksud dengan waktu standar?
5. Jika waktu Greenwich (00) pukul 07.00. Pukul berapakah waktu Indonesia bagian
barat WIB, waktu Indonesia bagian tengah (WITA) dan waktu Indonesia bagian timur
(WIT)?
6. Sebutkan dua akibat revolusi Bumi?
7. Lengkapilah tabel di bawah ini:
Tanggal, Bulan
Belahan Utara Bumi
Belahan Selatan Bumi
-
Musim ………………
Musim ……………….
-
Musim ………………
Musim ……………….
-
Musim ………………
Musim ……………….
-
Musim ………………
Musim ……………….
PETUNJUK JAWABAN LATIHAN 2
Untuk mengetahui kebenaran jawaban Anda dalam mengerjakan latihan, silakan
Anda telaah jawaban berikut ini atau mintalah bantuan Tutor/Dosen pembimbing.
1. Sebuah titik/kota/tempat pada muka Bumi ditentukan oleh panjang geografi (garis
meridian/bujur) yang dihitung mulai dari bujur 00 ke arah Timur sampai 1800 yang
disebut Bujur Timur dan ke arah Barat sampai 1800 disebut Bujur Barat. Selajutnya,
dihitung oleh lebar geografi (garis lintang) mulai lingkaran besar (garis ekuator) yang
dinyatakan 00 ke sebelah Utara sampai Kutub Utara (900), demikian juga ke Selatan
sampai Kutub Selatan (900). Hitunglah titik/kota/tempat itu terhadap garis bujur dan
garis lintangnya. Pertemuan antara kedua garis itulah adalah titik/kota/tempat yang
dicari.
2. Panjang geografi berhubungan dengan waktu setempat. Satu putaran Bumi adalah
3600 ditempuh selama 24 jam. Jadi setiap 150 adalah 1 jam sehingga tiap-tiap derajat
(10) adalah 4 menit. Waktu GMT yang menjadi patokan, ke arah Timur setiap derajat
ditambah 4 menit atau 1 jam setiap 150. Apabila bergerak ke arah Barat dikurangi 4
menit setiap 10 atau 1 jam setiap 150.
3. Hari Matahari atau satu hari Matahari adalah waktu yang diperlukan Matahari
bergerak semu mengelilingi Bumi terhitung mulai dari titik Kulminasi Atasnya
sampai kembali lagi ke titik Kulminasi atas tersebut. Matahari Khayal disebut juga
Matahari Menengah, yaitu Matahari yang dianggap atau dimisalkan ada, yang
kecepatan pergeserannya hampir serupa dengan pergeseran Matahari yang
sebenarnya. Matahari Khayal bergeser sepanjang ekuator dengan kecepatan kontan
(tetap). Watu Matahari Khayal dimulai pada saat Matahari Khayal berada pada titik
Kulminasi Bawahnya (pukul 00.00).
4. Waktu Standar (Zone Time) yaitu waktu yang ditetapkan setiap selisih lima belas
derajat (150) panjang geografi adalah satu jam, sehingga Bumi dibuat mejadi 24 Zone
Time. Dengan demikian bagi daerah yang terletak pada panjang geografi (garis
meridian) mempunyai waktu yang sama.
5. Garis meridian untuk waktu Indonesia Bagian Barat (WIB) adalah 1050 BT, WITA
adalah 1200 BT, dan WIT adalah 1350 BT sehingga waktu lokalnya adalah waktu
Greenwich ditambah 105/15 = 7 jam untuk WIB, 120/15 = 8 jam untuk WITA, dan
135/15 = 9 jam. Jika waktu Greenwich pukul 07.00 maka waktu Indonesia bagian
barat (WIB) adalah pukul 07.00 maju 7 jam = pukul 14.00, WITA adalah pukul 07
maju 8 jam adalah pukul 15.00, dan WIT pukul 07.00 maju 9 jam adalah pukul 16.00.
6. Akibat revolusi Bumi dengan kemiringan sumbunya yang selalu searah adalah: 1)
terjadinya pergantian musim dan 2) perubahan lamanya siang dan malam.
7. Untuk menjawab soal latihan nomor 7, Anda harus mempelajari kembali tentang
terjadinya empat musim yang terjadi pada bagian Bumi di sebelah utara garis Balik
Utara dan di sebelah selatan Garis Balik Selatan. Kemudian masukkanlah ke dalam
tabel di atas.
RANGKUMAN
Bumi berputar pada sumbunya (berotasi) dari Barat ke Timur. Dalam
perputarannya Bumi menjalani 360 derajat meridian dalam waktu 24 jam sehingga setiap
satu derajat ditempuh dalam waktu empat menit.
Pembagian Waktu Standar (Zone Time), dunia dibagi atas 24 daerah berdasarkan
perbedaan meridian atau bujur 15 derajat sehingga setiap daerah mempunyai selisih satu
jam (60 menit). Greenwich Mean Time (GMT) adalah waktu Greenwich, yaitu yang
menjadi patokan waktu dunia.
Indonesia yang terletak antara 910 – 1410 BT mulai tanggal 1 – 1 – 1964 memiliki
tiga meridian standar, yaitu 1050 BT untuk WIB,1200 BT untuk WITA, dan 1350 BT
untuk WIT dengan perbedaan waktu GMT ditambah 105/15, 120/15, dan 135/15 (7, 8,
dan 9 jam).
Waktu Matahari dan waktu bintang selalu terpaut sebesar 4 menit, tepatnya 3
menit 56 detik. Hal ini karena Bumi mengelilingi Matahari. Yang dijadikan penetapan
waktu di muka Bumi adalah dengan menggunakan hari Matahari Menengah (Khayal)
dengan perata waktu.
Revolusi bumi dengan kemiringan sumbunya yang selalu searah mengakibatkan
terjadinya pergantian musim dan perubahan lamanya siang dan malam serta terlihatnya
rasi bintang yang berbeda dari bulan ke bulan.
Kalender Surya mendasarkan perhitungannya pada lamanya pergeseran semu
Matahari sepanjang lingkaran ekliptika (satu tahun = 365,25 hari). Sejak tahun 45
sebelum Masehi Kalender Surya telah digunakan Di Romawi pada zaman Julius Caesar
dengan perhitungan satu tahun adalah 365 hari, sisanya yang seperempat hari akan
menjadi satu hari setelah empat tahun sehingga setiap tahun keempat dijadikan 366 hari.
Tahun tersebut disebut tahun kabisat yang pada bulan Februari berjumlah 29 hari. Tahun
kabisat pada waktu itu adalah angka tahun yang dapat dibagi empat, seperti tahun
1700,1800, dan 1900, dst.
Sebenarnya perhitungan Julius Caesar itu kelebihan 11 menit sebab tepatnya
Bumi mengelilingi Matahari dalam waktu 365 hari 5 jam 48 menit 40 detik sehingga
pada Zaman Paus Gregorius pada tahun 1582 menyaksikan musim bunga/semi itu bukan
tanggal 21 Maret melainkan tanggal 11 Maret. Untuk menyesuaikan dengan kalender
Julian, Paus Gregorius mengumumkan pada 4 Oktober 1582 bahwa Kalender Julian
dipakai sejak tanggal 1 januari 45 S.M. berakhir tanggal 5 Oktober 1582 (gaya lama) atau
15 Oktober 1582 (gaya baru), sehingga tanggal 5, 6, 7, …14 Oktober 1582 tidak pernah
ada. Kalender Gregorian (gaya baru) berlaku sampai sekarang. Disamping itu Paus
Gregorius menyempurnakan tahun kabisat, yaitu angka tahun yang habis dibagi empat
dan angka abad habis dibagi 400.
TES FORMATIF 2
Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban dengan memberi tanda silang (X) pada jawaban
yang paling tepat!
1. Perputaran Bumi pada sumbuya mengakibatkan, kecuali ….
A. pergantian siang dan malam
B. perbedaan waktu di setiap belahan bumi
C. perbedaan musim
D. penggelembungan Bumi di ekuator dan pemempatan pada polar.
2. Garis lintang 00 atau garis ekuator melintasi negara kita, tepatnya melalui kota ….
A. Tarakan
B. Banjarmasin
C. Palangkaraya
D. Pontianak
3. Garis Balik semu Matahari terletak pada garis lintang ….
A. 0 derajat
B. 23,5 derajat
C. 66,5 derajat
D. 90 derajat.
4. Batas penanggalan ditentukan oleh dua garis meridian yang berimpit, yaitu ….
A. 0 derajat
B. 0 derajat dengan 0 derajat
C. 180 derajat BT dengan 180 derajat BB
D. 180 derajat BT
5. Bila kita bergerak ke arah barat sejauh 20 derajat, waktu GMT saat itu pukul 08.00
maka saat itu pada tempat 20 derajat BB pukul ….
A. 09.20
B. 10.20
C. 06.40
D. 08.20
6. Sebuah kota terletak 80 derajat BB waktu setempat menunjukkan pukul 07.00. Jam
GMT menunjukkan pukul ….
A. 13.20
B. 14.20
C. 15.20
D. 12.20
7. Untuk menentukan titik Utara, kita berpedoman pada konstelasi Bintang ….
A. Ursa Mayor/Ursa Minor
B. Gux
C. Salib
D. Pari/Layang-layang.
8. Jika waktu Indonesia sebelum tanggal 1 – 1 – 1964 dibagi enam waktu maka selisih
derajat meridian antara dua daerah berdekatan adalah ….
A. 7,5 derajat
B. 15 derajat
C. 3,25 derajat
D. 22,5 derajat
9. Panjang siang dan panjang malam sama di seluruh permukaan Bumi terjadi pada ….
A. 21 Juni dan 23 September
B. 21 Maret dan 21 Juni
C. 23 September dan 21 Desember
D. 21 Maret dan 23 September
10. Pada kalender syamsiah (kalender matahari) jumlah hari pada bulan Februari 29 hari
terjadi pada tahun ….
A. 1900
B. 2000
C. 2004
D. 2006
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes Formatif 2 yang ada
pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian gunakan
rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan
belajar 2.
Rumus:
Tingkat Penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar x 100%
10
Arti Tingkat Penguasaan:
90% - 100% = Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
≤ 69% = Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 1 BBM 11, bagus! Akan tetapi apabila tingkat penguasaan
Anda di bawah 80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang
belum Anda kuasai.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Tes Formatif 1
1. Selain di planet Bumi, tidak ada keidupan karena tidak ada udara yang dapat
digunakan untuk fotosintetis dan resfirasi, seperti H2O, C02, CH0, 02.
2. Planet Bumi menempati planet ketiga setelah Planet Merkurius, dan Venus.
3. Di Bumi berlangsung proses geologis secara aktif, yaitu terjadinya daur (siklus)
geologi
4. Adanya rotasi Bumi secara terus-menerus dan adanya gravitas dan gravitasi dalam
mengedari Matahari.
5. Yang pertama menentukan ukuran Bumi adalah Eratosthenes dari Yunani sekitar
tahun 250 sebelum Masehi.
6. 15% lebih kecil dari jari-jari bumi sebesar 4600 mil adalah:
15/100 (4600 x 1,609 km) = 15/100 x 7.401,4 km = 1.110,21 km.
Jadi, jari-jari Bumi yang sebenarnya = 7.401,4 km – 1.110,21 km = 6.291,19 km.
7. IUGG (the International Union of Geodesy and Geophysics).
8. L = 4πr2 = 510 juta km2 ; V = 4πr3/3 = 1,08 x 1012 km3; densitas Bumi = 5,52 g cm-3
9. Rumus densitas: ρ = m/v, dimana m (massa) dalam kg atau g, dan v (volume) dalam
m3 atau cm3
10. Waktuparo zat radioaktif unsur Uranium 238 (U238) → Timah 206 (Pb206)
11. Peluruhan umur batuan di Bumi
Tes Formati 2
1. C (perbedaan musim), akibat dari pengaruh revolusi Bumi terhadap Matahari.
2. D (Pontianak), sudah jelas.
3. B (23,50), sebab: lintang 00 adalah garis khatulistiwa; lintang 66,50 adalah lingkaran
Kutub Utara, dan Kutub Selatan; 900 adalah Kutub Utara, dan Kutub Selatan.
4. C (1800 BT dan 1800 BB), sudah jelas
5. A (09.20), Rumus yang digunakan: LMT = GMT +(M.4) menit, karena posisi BB.
= 08.00 + (20.4) menit
= 08.00 + 80 menit
=09.20
6. D (12.20), Hitungan sama dengan no. 5.
7. A (Ursa mayor/Ursa minor), Bintang Gux mencari arah Selatan; Bintang Salib
mencari arah dan titik Selatan; Bintang Pari mencari arah, dan titik Selatan
8. A (7,50), sebab: selisih 7,50 bila pembagiannya 6 waktu, yaitu selisih meridian (1410 –
950) = 460, kemudian dibagi 6
9. D (21 Maret dan 23 September), sebab pada tgl. 21 Maret dan 23 September, Kutub
Selatan dan Kutub Utara sama jauhnya dari Matahari
10. B ( tahun 2000), sbab tahun 2000 sebagai tahun kabisat, yaitu tahun yang dapat dibagi
4 dan 400.
GLOSARIUM
Absis
: panjang geografi
Aphelium
: lintasan terjauh, lintasan revolusi bumi atau bulan
Chronometer
: alat atau jam yang sangat teliti
Colondro
: kalender, hari pertama
Densitas
: massa jenis
Ekliptika
: garis edar (bumi)
Ekuator
: garis lintang nol derajat, garis khatulistiwa
Elips
: bulat panjang, lintasan planet-planet berbentuk elips
Geosentris
: bumi yang menjadi pusat peredaran tata surya
Globe
: tiruan bumi
GMT
: Greenwich mean time, waktu Greenwich, tempat yang menjadi
patokan waktu dunia
Half time
: waktuparo
Heliosentris
: matahari yang menjadi pusat peredaran tata surya
Horizon
: garis yang mendatar sejajar dengan permukaan bumi, kaki langit
Inklinasi ekliptika : sudut inklinasi (kemiringan) terhadap ekliptika
Isotop
: unsur yang bilangan atom sama tetapi bilangan massa berbeda
Kabisat
: tahun kabisat, tahun ke-4 ditambah 1 hari sehingga menjadi 366 hari,
bulan Februari menjadi 29 hari; tahun yang dapat dibagi 4 dan abad
dapat dibagi 400
Konstelasi
: menetapkan gejala atau tanda-tanda
Kulminasi
: puncak tertinggi, kulminasi atas pkl. 12.00 dan kulminasi bawah pkl.
24.00 (00.00)
LMT
: Local Mean Time, waktu setempat
Meridian
: garis bujur, bujur timur (BT) dan bujur barat (BB)
Obled spheroid
: → spheroid
Ordinat
: lebar geografi
Parent
: induk, radioaktif asal (original)
Perihelium
: lintasan terdekat, lintasan revolusi bumi atau bulan
Polars
: kutub-kutub, kutub utara dan kutub selatan bumi
Rejufenation
: peremajaan pada muka bumi
Revolusi
: putaran, perkisaran; revolusi bumi, perputaran bumi terhadap
matahari; revolusi bulan, perputaran bulan terhadap bumi
Rotasi
: putaran; rotasi bumi, perputaran bumi pada sumbunya
Sideral
: sideral day, hari bintang
Spheroid
: bentuk Bumi bulat pepat/dempak pada kutub-kutubnya,
Sphere
: bentuk Bumi tidak tepat berbentuk bola,
Stadia
: satuan panjang kuno zaman Yunani
Stadium
: bentuk tuggal dari stadia
Zone time
: waktu standar, selisih 150 = 1 jam; waktu standar Indonesia: 1050 BB
untuk WIB, 1200 BB untuk WITA, dan 1350BB untuk WIT
DAFTAR PUSTAKA
Dirdjosoemarto, Soendjojo, dkk.. (1991). Pendidikan IPA 2, Buku II. Jakarta:
Departemen
Pendidikan
dan
Kebudayaan,
Proyek
Pembinaan
Tenaga
Kependidikan Pendidikan Tinggi.
Hidayat, B., dkk.. (1978). Bumi dan Antariksa 1. Jakarta: Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan.
Mulyo, Agung. (2004). Pengantar Ilmu Kebumian. Bandung: CV Pustaka Setia.
Simamora, P.. (1975). Ilmu Falak. Jakarta: CV Pejuang Bangsa.
Tjasyono, B. HK.. (2006). Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung: PT Remaja
Rosdakarya Bekerja Sama dengan Program Pascasarjana UPI.
1/50
lingkaran
(7o)
Kutub Utara
Sinar Matahari
Bayangan
Alexandria
Syene (Aswan)
1/50
lingkaran
(7o)
Pusat Bumi
5000 stadia =
925 km
Equator
Gambar 10.1.6. Perhitungan keliling Bumi menurut Eratosthenes
Matahari
Bumi
Gambar 10.2.13. Kemiringan sumbu Bumi selama mengedari Matahari
MODUL 11
PLANET BUMI (2)
Drs. H. Basuni Rachman, S.Pd., M.Pd.
PENDAHULUAN
Pada bahan belajar mandiri (BBM) 10 di atas, Anda telah mempelajari tentang
bentuk Bumi, ukuran Bumi, massa Bumi, densitas Bumi dan umur Bumi; serta rotasi dan
revolusi Bumi.
Pada bahan belajar mandiri (BBM) ini, Anda akan mempelajari tentang
kemagnetan Bumi, sifat panas Bumi, dan interaksi Bumi (gravitas dan gravitasi).
Setelah mempelajari BBM ini, secara umum Anda diharapkan mengetahui dan
memahami tentang kemagnetan Bumi, sifat panas Bumi, dan interaksi Bumi (gravitas dan
gravitasi) sedangkan secara khusus diharapkan Anda dapat:
1. menjelaskan proses terjadinya “Sabuk Van Allen”(Van Allen Belts),
2. menjelaskan pengaruh kemagnetan Bumi,
3. menjelaskan perbedaan antara Kutub Bumi dengan Kutub Magnet Bumi,
4. menjelaskan sifat panas Bumi,
5. menjelaskan konsep gravitas, dan
6. menjelaskan hubungan gravitas dengan gravitasi.
Untuk membantu Anda mecapai tujuan tersebut, bahan belajar mandiri ini
diorganisasikan menjadi dua kegiatan belajar (KB), yitu:
KB 1 : Kemagnetan dan Sifat Panas Bumi, dan
KB 2 : Interaksi Bumi (gravitas dan gravitasi).
Agar Anda mudah mempelajari sendiri bahan belajar mandiri ini, sebaiknya
memerhatikan beberapa petunjuk di bawah ini:
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami secara tuntas
bagaimana mempelajari materi Bahan Belajar ini.
2. Bacalah sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari kata-kata yang
dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci tersebut dalam kamus
yang Anda miliki.
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan bertukar
pikiran dengan teman yang lain atau dengan dosen/tutor Anda.
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajarilah sumber-sumber lain yang relevan.
Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai buku sumber termasuk dari internet.
5. Mantapkanlah pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan diskusi dalam
kegiatan tutorial dengan mahasiswa lain atau teman sejawat.
6. Jawablah soal-soal yang tercantum pada setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini berguna
untuk mengetahui kemampuan Anda dalam memahami materi Bahan Belajar Mandiri
ini.
Selamat Belajar !
Kegiatan Belajar 1
KEMAGNETAN BUMI DAN SIFAT PANAS BUMI
1. Kemagnetan Bumi
Menurut Mulyo, A. (2004: 39) bahwa Bumi memiliki medan magnet yang
dibangkitkan oleh inti Bumi. Seperti halnya pada magnet batang, magnet Bumi juga
memilki kutub-kutub (Utara dan Selatan), letaknya dekat dengan kutub-kutub Bumi. Di
atas eksosfer ada satu daerah yang menunjukkan sifat-sifat magnetik Bumi dan
berinteraksi dengan arus radiasi Matahari korpuskuler yang mengisi ruang antar planet
yang disebut angin surya (solar wind) yang setelah sampai ke Bumi berinteraksi dengan
magnet Bumi yang disebut magnetosfera. Akibat interaksi ini, magnetosfera bentuknya
menjadi seperti komet karena adanya hembusan angin surya tersebut. Perhatikan gambar
11.1.1 berikut ini:
Gambar 11.1.1: Magnetosfer Bumi terbentuk akibat interaksi
antara gaya magnet Bumi dengan angin surya
Magnetosfera merupakan perisai Bumi terhadp partikel-partikel dari Matahari
yang dapat membahayakan kehidupan makhluk hidup di Bumi. Partikel-partikel yang
datang ke arah Bumi dihadang oleh magnetosfera sehingga terkungkung di dalam medan
ini. Daerah tempat terkungkungnya partikel-partikel tersebut dinamakan Sabuk Van
Allen (Van Allen Belts) sesuai dengan nama yang menemukannya, James A. Van Allen.
Jadi Van Allen belts adalah pita-pita radiasi yang berbentuk kue donat terbuat dari
partikel-partikel bermuatan yang terperangkap dalam medan magnetik Bumi.
Aurora adalah lengkungan lembaran cahaya (seperti tirai) beraneka warna yang
selalu bergerak-gerak di langit. Peristiwa ini akibat variasi medan magnet Bumi yang
timbul karena adanya peningkatan aktivitas di Matahari sehingga intensitas angin surya
yang menghantam Bumi bertambah besar. Ketinggian aurora sekitar 80 – 150 km bahkan
ada yang mencapai 1.000 km di atas permukaan Bumi. Kebanyakan aurora diamati
dalam sabuk (belt) sekitar kutub geomagnetik antara lintang 150 dan 300, dengan
frekuensi maksimum pada lintang sekitar 22,50.
Kemagnetan Bumi ditandai oleh dua hal, yaitu inklinasi magnetik (magnetic
inclination) dan deklinasi magnetik (magnetic declination).
Inklinasi magnetik adalah sudut inklinasi (kemiringan) antara jarum magnet
terhadap horizontal. Di daerah belahan Bumi Utara, titik Utara jarum magnet berinklinasi
ke arah horizontal, sedangkan di belahan Bumi Selatan, titik selatan jarum magnet
berinklinasi ke arah horizon. Perhatikan gambar 11.1..2 berikut:
Gambar 11.1.2: Perbedaan antara posisi kutub magnet dan kutub Bumi
Sudut inklinasi berbeda-beda untuk setiap tempat yang berlainan. Dari ekuator ke
arah kutub magnet, sudut inklinasi semakin besar dan tepat di kutub magnet harganya
maksimum, yaitu jarum magnet berhenti pada posisi tegak lurus. Garis yang
menghubungkan tempat-tempat di Bumi yang berinklinasi sama dinamakan isoclines
(garis isoklin). Deklinasi magnetis adalah besarnya sudut yang dibentuk antara arah
jarum magnet dengan garis bujur geografis, baik di sebelah timur maupun sebelah barat.
Besarnya deklinasi berbeda-beda untuk setiap tempat. Garis yang menghubungkan
tempat-tempat di Bumi yang berdeklinasi sama dinamakan isogon. Isogon yang
deklinasinya nol disebut meridian magnetis.
Garis-garis isogon membujur dari satu titik di Utara menuju satu titik di Selatan.
Titik-titik itu tidaklah sama dengan titik kutub-kutub geografis. Koordinat kutub Utara
magnet adalah 700 05′ 03′′ Lintang Utara dan dan 960 45′ 03′′ Bujur Barat, sedangkan
koodinat kutub Selatan magnet adalah 740 06′ Lintang Selatan dan 1540 08′ Bujur Timur.
Secara definitif kita tidak dapat memberikan jawaban mengapa kutub-kutub
magnet Bumi bukanlah kutub-kutub Bumi? Mungkin penyebabnya tidak meratanya
distribusi daratan dan air. Pada beberapa tempat di muka Bumi, arah garis isoklinik dan
isogonik mengalami variasi definitif yang berhubungan dengan anomali-anomali
magnetis. Anomali magnetis telah dibuktikan adanya batuan atau massa besar yang
mengandung magnet, misalnya biji besi dan mineral-mineral logam lainnya yang terletak
dekat permukaan Bumi. Juga hal itu dapat disebabkan adanya struktur patahan yang
dapat memindahkan batuan dengan sifat-sifat megnetis berbeda menjadi saling
bersentuhan.
Intensitas dan sifat magnetis Bumi berbeda untuk setiap tempat dan berubahrubah sesuai posisi Bumi terhadap Matahari. Apabila jarum magnet secara tiba-tiba
bergerak di luar batas variasi yang normal, hal ini menandakan adanya magnetic storm
(badai magnetik). Gejala ini berlangsung dalam waktu yang singkat tetapi kadang-kadang
sampai beberapa hari, biasanya akibat terjadinya petir, gempa bumi, atau letusan gunung
berapi. Alat untuk mengukur intensitas kemagnetan dinamakan magnetometer.
Pengetahuan mengenai kemagnetan Bumi dapat digunakan untuk eksplorasi
(pencarian) mineral dan bahan tambang lainnya dengan azas geofisika.
2. Sifat Panas Bumi
Bumi memilki sifat panas dari luar (external heat) dan dalam (internal heat).
Panas dari luar bersumber dari pancaran sinar matahari, besarnya panas yang diterima
oleh Bumi 1021 kalori setiap tahun. Penerimaan panas di permukaan Bumi tidak merata
tergantung pada radian energi (insolation) dan beberapa faktor lain, misalnya distribusi
daratan dan perairan, kedalaman, dan crustal relief, yakni tinggi rendahnya permukaan
Bumi, penyebaran tumbuhan, arus laut, dan pergerakan udara (angin), serta ketandusan
atau kegundulan suatu tempat. Faktor lain yang berpengaruh terhadap kemampuan
menyerap panas Matahari adalah jenis batuan. Setiap penambahan tinggi 100 meter suatu
tempat suhu turun 0,50C (Mulyo, A., 2004: 42-44)
Gradien geotermal adalah tingkat kenaikan temperatur (0C) apabila turun/masuk
ke dalam Bumi setiap 100 meter. Untuk daerah Eropa rata-rata 30C/100 m sedangkan
Amerka utara gradian geotermalnya 1,60C/100 m.
Tempat-tempat yang semakin jauh dari khatulistiwa suhu udaranya semakin
rendah. Suhu udara di daerah kutub rata-rata tahunannya minus 100C sampai minus 150C,
bahkan lebih rendah dari itu. Akan tetapi suhu udara di gurun pasir mencapai 700C.
Fluktuasi suhu udara di dekat permukaan Bumi sangat tinggi, kadang-kadang mencapai
1000C. Namun,fluktuasi ini semakin berkurang apabila ke arah dalam Bumi, bahkan pada
kedalaman tertentu hilang sama sekali. Daerah seperti ini dinamakan zone of constant
annual temperature, yaitu zona yang suhunya tetap dari masa ke masa dalam setahun.
Pada zona ini suhu tanah sama dengan suhu udara di atasnya karena bagian atasnya
diselimuti zona heliothermal, yaitu lapisan kulit Bumi yang mendapat radiasi panas
matahari.
Di bawah lapisan zona yang bersuhu konstan terdapat zona geothermal, yakni
daerah yang suhunya tetap tinggi bukan berasal dari sinar Matahari melainkan dari dalam
perut Bumi sendiri. Derajat geotermik tidak sama pada setiap tempat, hal ini disebabkan
beberapa faktor, yaitu:
1. Perbedaan sifat penghantar panas (thermoconductivity) dari lapisan tanah dan batuan.
Semakin tinggi daya penghantar panasnya, semakin rendah derajat geotermiknya,
begitu pula sebaliknya.
2. Proses reaksi kimia dari kandungan air yang terdapat dalam lapisan tanah dan batuan.
Salah satu proses ini contohya reaksi antara air dengan batuan yang mengandung besi
sulfida (FeS) yang banyak melepaskan panas.
3. Kondisi yang menyebabkan terbentuknya batuan. Pada lapisan batuan yang terlipat
sehingga lapisannya miring atau tegak lurus maka kenaikan suhunya ke arah dalam
lebih cepat dibandingkan lapisan batuan yang datar. Hal ini karena lapisan batuan
penghantar panas lebih mendekati permukaan Bumi.
4. Gerakan air bawah permukaan. Tergantung aliran airnya panas atau dingin.
5. Gerakan air di permukaan Bumi. Daerah dekat lautan/laut derajat geotermiknya lebih
tinggi daripada tempat-tempat yang jauh terhadap lautan atau laut.
6. Konsentrasi unsur-unsur radioaktif pada batuan. Pada tempat dengan konsentrasi
radioaktifnya tinggi, derajat geotermikya menurun.
Dengan patokan derajat geotermik 33 meter untuk lapisan-lapisan litosfer, maka
pada kedalaman 33 km suhunya 1.0000C dan pada kedalaman 66 km dapat mencapai
2.0000C. Pada suhu setinggi ini, batuan-batuan di bawah litosfera akan mencair, tetapi
pada kedalaman tersebut tekanannya tinggi (11.000 – 14.000 atmosfer) menyebabkan
batuan-batuan atau zat-zat berada dalam keadaan padat yang plastis. Apabila derajat
geotermik tetap 33 meter, maka temperatur di pusat Bumi sekitar 193.0600C. Ini berarti
unsur-unsur yang berada di pusat dan mantel Bumi dalam keadaan cair. Dalam keadaan
seperti ini lapisan permukaan Bumi (litosfera) juga akan mencair. Dengan demikian, suhu
pada bagian dalam bumi tidak akan lebih antara 3.5000 – 4.0000C. Hal ini dengan
perhitungan adanya tekanan pada tempat tersebut sebesar 4.163.450 atm. Pada kodisi
seperti ini maka batuan dalam mantel dan pusat Bumi bentuknya kenyal dan padat. Hal
ini sesuai dengan data astronomis dan seismologis.
Pendapat terakhir menyatakan bahwa panas yang terjadi pada lapisan litosfera
(lapisan batuan Bumi paling atas) berasal dari adanya reaksi zat-zat radioaktif. Unsurusur yang mencair akibat reaksi ini akan bertambah volumenya sehingga tekanannya
meningkat dan dapat mengakibatkan erupsi dalam bentuk massa air.
LATIHAN 1
Setelah Anda mempelajari uraian materi di atas, untuk mengetahui tingkat
pemahaman Anda, coba jawab atau kerjakan latihan di bawah ini!
1. Apa yang dimaksud dengan:
a. solar wind,
b. magnetosfer,
c. aurora,
d. sabuk Van Allen (Van Allen belts),
e. inklinasi magnetik, dan
f. deklinasi magnetik.
2. Mengapa garis-garis isogon yang membujur dari titik Utara menuju titik Selatan tidak
sama dengan titik kutub-kutub geografis?
3. Secara praktik, untuk apa kegunaan pengetahuan kemagnetan Bumi?
4. Yang mempengaruhi sifat panas Bumi adalah geotermal dan heliotermal. Jelaskan,
apa yang Anda ketahui tentang hal itu?
PETUNJUK JAWABAN LATIHAN
Untuk mengetahui kebenaran jawaban Anda dalam mengerjakan latihan, silakan
Anda telaah jawaban berikut ini atau mintalah bantuan Tutor/Dosen pembimbing untuk
menjelaskan latihan di atas itu.
1. Untuk menjawab soal latihan no. 1, Anda dapat menjelaskan pengertian-pengertian
dengan mencari atau mempelajari kembali materi yang telah dikemukakan di atas
atau dari kamus/glosarium.
2. Kutub-kutub magnet Bumi dipengaruhi dengan adanya batuan yang mengandung
magnet yang terletak dipermukaan Bumi dan kemungkinan tidak meratanya distribusi
daratan dan air.
3. Kegunaan pengetahuan kemagnetan Bumi yaitu untuk eksplorasi (pencarian) mineral
dan bahan tambang.
4. Geotermal adalah panas Bumi yang berasal dari dalam (perut) Bumi sendiri
sedangkan heliotermal adalah sifat panas yang diterima Bumi dari pancaran Matahari.
RANGKUMAN
Di atas eksosfer ada daerah yang menunjukkan sifat magnetik Bumi dan
berinteraksi dengan arus radiasi matahari yang disebut angin surya (solar wind) yang
setelah sampai ke Bumi berinteraksi dengan medan magnetik Bumi yang disebut
magnetosfera. Van Allen belts atau sabuk Van Allen adalah pita-pita radiasi yang
berbentuk kue donat terbuat dari partiel-partikel bermuatan yang terperangkap dalam
medan magnetik Bumi. Pada beberapa tempat di muka Bumi, arah isoklinik dan isogonik
mengalami variasi definitif yang berhubungan dengan anomali magnetis. Aomali
magnetis disebabkan adanya batuan atau massa besar yang mengandung magnet, seperti
bijih besi dan mineral-mineral logam lainya yang terletak di dekat permukaan Bumi.
Pengetahuan mengenai kemagnetan Bumi dapat digunakan untuk eksplorasi (pencarian)
mineral dan bahan tambang.
Bumi memiliki sifat panas yang dipancarkan dari luar (external heat) dan dari
dalam (internal heat). Panas dari luar bersumber dari Matahari yang diterima oleh Bumi
sebesar 1021 kalori setiap tahun. Setiap penambahan tinggi 100 m, suhu turun 0,50 C. Di
bawah lapisan zona yang bersuhu konstan terdapat zona geothermal, yaitu daerah
suhunya tetap tinggi bukan karena pengaruh sinar Matahari tetapi panas dari dalam perut
Bumi. Zona heliothermal, yakni zona yang suhunya tetap dari masa ke masa dalam
setahun dan suhu tanah sama dengan suhu udara di atasnya akibat lapisan kulit Bumi
mendapat radiasi panas Matahari.
Dengan patokan derajat geotermik 33 meter untuk lapisan-lapisan litosfer maka
pada kedalaman 33 km suhunya 1.0000 C dan pada kedalaman 66 km akan mencapai
2.0000 C. Pada suhu setinggi ini jika tidak ada tekaan tinggi (11.000 – 14.000 atmosfer),
batuan-batuan di bawah litosfer akan mencair. Oleh karena ada tekanan itu maka batuanbatuan tersebut tetap padat yang plastis.
TES FORMATIF 1
Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban dengan memberi tanda silang (X) pada jawaban
yang paling tepat!
1. Partikel yang dipancarkan terus menerus oleh Matahari yang mengisi ruang
antarplanet disebut ….
A. magnetosfer
B. solar wind
C. aurora
D. magnetik storm
2.
Pita-pita radiasi yang berbentuk kue donat dan terbentuk dari partikel-partikel
bermuatan yang terperangkap dalam medan magnetik Bumi disebut ….
A. Magnetic inclination
B. Magnetic declination
C. magnetic tail
D. Van Allen belts
3. Anomali magnetis pada beberapa tempat di muka Bumi yang menyebabkan arah garis
isoklinik dan isogonik mengalami variasi definitif antara lain disebabkan ….
A. batuan yang mengandung magnet
B. es yang ada di kutub-kutub geografis
C. perputaran bumi pada sumbunya
D. terjadinya petir, gempa bumi, dan letusan gunung berapi
4. Panas Bumi yang berasal dari luar (external heat) bersumber dari …
A. geothermal
B. heliothermal
C. magma source
D. magma chamber
5. Faktor-faktor yang memengaruhi tingkat panas Bumi adalah … , kecuali
A. radian energi (insolation)
B. distribusi daratan dan perairan
C. kedalaman dan tinggi rendahnya permukaan Bumi
D. frekuensi cahaya Matahari
5. Jika suhu kamar di pantai Jakarta pada ketinggian nol meter dari permukaan air laut
250C maka suhu kamar di Bandung pada ketinggian 800 meter adalah …
A. 290C
B. 210C
C. 330C
D. 170C
7. Jika gradien geotermal 30C/100 meter maka suhu pada kedalam 1 km di bawah
permukaan Bumi sebesar ….
A. 30000C
B. 10000C
C. 5000C
D. 15000C
8. Faktor-faktor yang mempengaruhi derajat geotermik tidak sama untuk setiap tempat,
faktor-faktor itu antara lain … , kecuali
A. perbedaan sifat penghantar panas
B. proses reaksi kimia lapisan batuan
C. gerakan air di permukaan Bumi
D. tingkat kerapatan udara di permukaan Bumi
9. Jika derajat geotermik 33 meter pada kedalaman 33 km bersuhu 1.0000C maka suhu
pada kedalaman 99 km di bawah permukaan Bumi adalah ….
A. 2000C
B. 20000C
C. 30000C
D. 3000C
10. Pada daerah laut derajat geotermiknya adalah ….
A. lebih tinggi daripada daratan
B. sama saja dengan daratan
C. lebih rendah daripada daratan
D. konstan
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes Formatif 1 yang ada
pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian gunakan
rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan
belajar 1.
Rumus:
Tingkat Penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar x 100%
10
Arti Tingkat Penguasaan:
90% - 100% = Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
≤ 69% = Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 2, bagus! Akan tetapi apabila tingkat penguasaan Anda di
bawah 80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum
Anda kuasai.
Kegiatan Belajar 2
Gravitas dan Gravitasi Bumi
Menurut Tjasyono, B. HK.(2006: 103-106), konsep Gravitas (gravity) adalah
salah salah satu dasar fisika klasik yang dapat menjelaskan fenomena berat, percepatan
benda-benda yang jatuh, dan orbit satelit Bumi. Gravitas adalah universal, masuk ke
dalam semua cabang fisika dan semua aspek kehidupan. Dalam geofisika, gravitas sangat
menarik perhatian untuk berbagai alasan. Pertama, pengukuran gravitas dipakai untuk
menentukan massa Bumi. Kedua, pengukuran gravitas memberikan informasi bentuk
Bumi. Observasi gravitas yang teliti juga memberikan data tentang distribusi materi di
bawah permukaan Bumi. Dalam penerapan praktis, pengukuran gravitas memungkinkan
untuk mencari lokasi endapan minyak (oil deposits) dan ketidakteraturan (irregularity)
komposisi lain dalam kerak Bumi. Walaupun gravitas mendekati konstan di atas
permukaan Bumi tetapi gravitas bervariasi sedikit dan secara sistematik dengan lintang
tempat. Gravitas juga bervariasi sekala kecil yang disebabkan oleh ketidakteraturan
massa Bumi, misalya pegunungan. Gravitas meter (gravimeter)yang teliti dipakai untuk
mengukur dan memetakan anomali gravitas.
Newton meformulasikan hukum gravitas universal untuk menjelaskan gerak
Planet dan Bulan. Menurut Newton, planet-planet tertarik ke Matahari oleh sebuah gaya
gravitasi yang bekerja berdasarkan massa. Tentu Anda telah mempelajarinya pada Bahan
Belajar Mandiri sebelumnya, bahwa besarya gaya gravitasi sebanding dengan massa
Matahari dan planet , dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda
tersebut. Jarak antara kedua benda dalam hukum gravitasi adalah jarak antara pusat-pusat
massa kedua benda. Planet “jatuh” ke arah Matahari sebagai akibat atraksi massa ini.
Jadi, planet akan ditarik ke arah dalam, menjauhi dari sebuah garis lurus di angkasa dan
memaksa untuk bergerak dalam lintasan lengkung (eliptik) di sekitar Matahari. Newton
membuktikan hukumnya dengan menghitung efek gravitasional Bumi terhadap Bulan.
Perhatikan gambar 11.2.1 berikut ini.
Gambar 11.2.1
Gerakan Sentripetal Bulan akibat Atraksi Gravitasional
Antara Bulan dan Bumi
Gaya gravitasional menyebabkan Bulan/Planet mempercepat secara konstan ke
arah Bumi/Matahari ketika Bulan/Planet bergerak dalam orbitnya, ini disebut percepatan
sentripetal. Oleh karena adanya inersia (kelembaman), benda yang melakukan revolusi
akan melakukan dalam sebuah garis lurus, jika tidak ada gravitas. Kecenderungan benda
untuk bergerak dalam sebuah garis lurus dapat dinyatakan oleh gaya imaginer berarah
keluar yang disebut gaya sentrifugal. Kita dapat menduga gravitas sebagai gaya lawan
dari gaya inersial ini. Dengan membayangkan sebuah gaya sentrifugal, barangkali kita
dibantu untuk melihat bagaimana benda yang melakukan revolusi akan tetap pada
orbitnya. Gaya sentrifugal (F) sama dengan massa benda yang melakukan revolusi (m)
dikalikan jarak radialnya dari pusat rotasi (R) dikalikan kuadrat kecepatan sudutnya (ω2 ).
Untuk melengkapi karya Newton, perlu menentukan konstanta perbandingan
(konstanta gravtasional universal) yang muncul dalam hukum gravitasi universal. Hal ini
dapat dilakukan dengan mengukur massa Bumi atau di laboratorium dengan mengukur
gaya gravitasional antara dua massa yang diketahui dengan jarak tetap. Setelah diketahui
konstata perbandingan maka dapat dihitung massa Bumi dari prcepatan gravitasional.
Dengan menentukan massa Bumi, maka dapat ditentukan massa Matahari, Bulan, dan
Planet melalui hukum gravitasi.
Dalam abad ke-18, pengukuran gravitas yang tepat dapat menentukan bentuk
Bumi lebih teliti. Bersamaan dengan itu, variasi gaya gravitas diamati dan dikaitkan
dengan pegunungan dan iregularitas (ketidakteraturan) densitas Bumi. Penemuan penting
berdasarkan pengukuran gravitas adalah fakta bahwa pegunungan (gunung) tampaknya
“terapung” pada material yang relatif ringan yang terletak di bawahnya, suatu fenomena
yang dikenal sebagai isostasi (isostasy). Pada tahun 1738, Bouguer berusaha tanpa hasil
mengukur konstanta gravitas dengan mengukur defleksi sebuah garis timbangan (plumb
line) yang disebabkan oleh tarikan gravitasional sebuah gunung di Peru, massa gunung
diketahui dari pemboran.
Pada tahun 1774 Marskelyn, di Skotlandia lebih sukses dalam menggunakan
metode gunung, yang diilustrasikan dalam gambar 11.2.2. di bawah ini.
Gambar 11.2.2: Defleksi garis timbangan oleh massa gunung dengan
mengabaikan efek isostasi
Defleksi garis timbangan dari vertikal astronomis diukur dari dua lereng gunung.
Massa gunung yang menyebabkan atraksi gravitasional horisontal dan defleksi garis
timbangan, diukur secara bebas (independently) dari contoh (samples) batuan dan volume
gunung, sehingga konstanta gravitasional dan massa Bumi dapat ditentukan. Diperoleh
bahwa garis timbangan sebenarnya dapat disimpangkan jauh dari gunug tersebut akibat
efek isostasi. Pada kenyataanya Bouguer (1738) dalam Tjasyono,B.HK.(2006: 106) telah
menemukan secara menakjubkan bahwa gunung dalam percobaannya menyebabkan efek
defleksi yang lebih kecil daripada yang ia perkirakan, sehingga Bouguer merupakan
orang pertama yang melihat fenomena isostasi (keseimbangan isostatik).
Pengukuran konstanta gravitasional yang teliti dan pertama kali dilakukan oleh
Hendry Cavendish (1731 - 1810) di sekitar tahun 1798. Cavendish memakai sebuah
neraca puntir (torsions balance) dan mengetahui massa untuk mengukur gaya gravitas,
seperti diilustrasika dalam gambar 11.2.3 berikut ini.
Gambar 11.2.3: Pemakaian neraca torsi untuk mengukur
konstanta gravitasional universal
Dengan mengukur defleksi massa yang melekat pada kawat yang menggantung,
ketika dua massa yang lebih besar yang ditempatkan di dekat massa-massa yang melekat
pada kawat tersebut saling menarik, Cavendish dapat mengukur gaya gravitasional antara
benda-benda yang saling menarik. Oleh karena massa benda dan jarak antara massamassa tersebut diketahui maka konstanta gravitasional universal dapat dihitung.
Konstanta gravitasional universal hukum Newton yang ditentukan oleh Cavendish
(1798) adalah 6,67 x 10-8 cm3 g-1 s-2. Dari nilai ini, dapat dihitung massa Bumi, jika
diketahui radius Bumi. Dalam satuan sistem internasional (SI), nilai konstanta
(gravitasional) universal adalah G = 6,67 x 10-11 Nm2 kg-2 , tentu Anda masih ingat pada
persamaan Hukum Newton tentang gravitasi universal pada BBM yang lalu (
F =G
m1m 2
)
r2
Hubungan Gravitas dan Gravitasi
Jika massa Bumi M dan massa atmosfer m, maka gaya tarik Bumi terhadap
atmosfer scara vektor dapat ditulis sebagai berikut:
Fg = −
GMm  r 
2
r ï£¬ï£ r 
(11.2.1)
r adalah vektor yang besarnya r dan arahnya dari M ke m, dan r adalah jarak antara
benda M dan m. Tanda negatif adalah gaya tarik berlawanan dengan vektor jarak.
Gaya tarik Bumi per satuan massa atmosfer (m) atau percepatan gravitasi dapat
ditulis:
Fg
GM
= g* = − 2
m
r
r
 
r
ï£ ï£¸
(11.2.2)
g* adalah gaya gravitasi per satuan massa. Jika percepatan gravitasi pada paras laut rata*
rata (mean sea level) adalah g o maka percepatan gravitasi pada ketinggian z adalah:
g* =
g*

1 +
ï£
z

a
(11.2.3)
2
dengan
*
go = −
GM  r 
2
a ï£¬ï£ r 
Keterangan:
a = jari-jari Bumi
z = tinggi di atas paras laut rata-rata
r=a+z
Pada umumnya z << a, sehingga dapat dianggap g* =go*, dengan demikian
percepatan gravitasi dapat dianggap konstan.
Sebuah partikel yang diam di permukaan Bumi yang berputar dengan kecepatan
sudut Ω akan mengalami gaya sentripugal sebesar Ω 2 R di mana R adalah vektor posisi
dari sumbu rotasi sampai partikel. Gabungan antara gaya gravitasi persatuan massa ( g *)
dan gaya sentripugal per satuan massa ( Ω 2 R) ) disebut gaya gravitas per satuan massa
atau percepatan gravitas yang secara sederhana disebut “gravitas”, yaitu:
g = g * +Ω 2 R
(11.2.4)
Gambar 11.2.4 : Gravitas (g) dan gravitasi (g*)
Gravitasi menuju ke arah pusat Bumi, gaya sentrifugal berarah menjauhi sumbu
rotasi Bumi. Jadi gravitas tidak menuju pusat Bumi kecuali di ekuator dan kutub. Oleh
karena Bumi berputar terhadap sumbu imaginernya maka bentuk Bumi dempak/pepat
(spheroid) dengan jari-jari ekuator lebih besar daripada kutub dengan beda sekitar 21,5
km.
Persamaan empirik percepatan gravitas pada paras laut rata-rata fungsi litang φ
adalah:
gφ = 980,616 (1 – 0,002644 cos 2φ + 0,000007 cos 2φ)
(11.2.5)
gφ adalah gravitas pada lintang tempat φ dalam cm s-2 dan φ dalam derajat. Menurut
persamaan (11.2.5), gravitas pada lintang tempat 450 adalah: g45 = 980,616 cm s-2, dan
secara praktis persamaan (11.2.5) dapat di tulis:
gφ = 980,616 (1- 0,0026 cos 2φ) cm s-2
(11.2.6)
Di ekuator (φ = 0) gaya sentrifugal maksimum dan berarah menjauhi pusat Bumi
sedangkan gravitasi menuju pusat Bumi, sehingga nilai gravitasi minimal, yaitu:
g0 = 980,6 (1 – 0,0026) cm s-2
(11.2.7)
Di kutub (φ = 0) gaya sentripugal nol, sehingga gravitas maksimum, yaitu:
g90 = 980,6 (1 + 0,0026) cm s-2
(11.2.8)
Jika dibandingkan gravitas di ekuator, di kutub dan di lintang tempat φ = 450,
diperoleh:
g 90 − g 0
= 0,0052 = 0,5%
g 45
(11.2.9)
Ini berarti bahwa variasi gravitasi pada paras laut rata-rata sangat kecil (0,5%)
dari nilai normal, karena itu variasi gravitas terhadap lintang tempat dapat diabaikan.
Perbandingan gravitas pada tinggi z dan gravitas pada paras laut rata-rata (z-0)
adalah:
gz
a2
1
atau g z = g 0
=
2
2
g 0 (a + z )
z

1 + 
ï£ a
(11.2.10)
Keterangan: a = jari-jari Bumi
z = tinggi paras laut rata-rata
Dengan mengabaikan (z/a)2 maka persamaan 11.2.10 menjadi:
a

g z = g 0 1 − 2 
z
ï£
(11.2.11)
Jika jari-jari Bumi rata-rata a dimasukkan ke persamaan (11.2.11) maka
diperoleh:
(
g z = g 0 1 − 3,14 x10 −7 z
)
(10.3.12)
z dalam meter dan g dalam cm s-2 .
Percepatan gravitas sebagai fungsi lintang tempat φ dan tinggi tempat z dapat
ditulis dengan ekspresi berikut:
gφ,z = 980,6 (1 – 0,0026 cos 2φ)(1 – 3,14 x 10-7z) cm s-2
(10.3.13)
Persamaan (11.2.13) berlaku untuk atmosfer bebas, sehingga untuk daerah
pegunungan harus dikoreksi dengan memperhitungkan gravitas gunung.
LATIHAN 2
Setelah Anda mempelajari uraian materi di atas, untuk mengetahui tingkat
pemahaman Anda, coba jawab atau kerjakan latihan di bawah ini.
1. Mengapa gravitas di ekuator mempunyai nilai minimum?
2. Bagaimana caranya menentukan gravitas dengan bandul sederhana?
PETUNJUK JAWABAN LATIHAN
Untuk mengetahui kebenaran jawaban Anda dalam mengerjakan latihan, silakan
Anda telaah jawaban berikut ini atau mintalah bantuan Tutor/Dosen pembimbing untuk
menjelaskan latihan di atas itu.
1. Percepatan gravitas dinyatakandengan formula berikut:
g = g * Ω2 R
dimana: g : percepatan gravitasi
Ω : kecepatan sudut rotasi
R : vektor posisi dari sumbu rotasi sampai partikel
Ω 2 R : gaya sentrifugal persatuan massa
Di ekuator arah g * menuju pusat bumi dan arah Ω 2 R menjauhi pusat Bumi
yang mempunyai nilai maksimum, jadi gravitasinya menuju pusat Bumi dan nialinya
minimum.
2. Untuk mencari gravitas (g), Anda dapat melakukannya di Laboratorium IPA atau bisa
di rumah tepat tinggal Anda dengan menggunakan bandul sederhana. Bandul
sederhana terdiri dari sebuah massa kecil (m) yang digantung dengan tali yang tidak
memanjang dan beratnya diabaikan. Periode bandul sederhana untuk osilasi kecil,
diberikan oleh formula:
T = 2π
l
atau g = 4π2l/T2
g
Keterangan:
T
: periode osilasi
l
: panjang tali
g
: percepatan gravitasi
π
: 3,141…adalah perbandingan keliling dan diameter lingkaran
Caranya:
Ayun massa m sepajang busur yang kecil. Ukur dengan stop watch, total waktu
yang diperlukan bandul untuk berayun 10 siklus penuh. Periode T diperoleh dari waktu
total dibagi dengan jumlah siklus penuh, misalnya 10. Dengan mengukur panjang tali
maka gravitas g dapat dihitung dari persamaan di atas. (Tjasyono, B. HK., 2006: 112).
RANGKUMAN
Dalam geofisika, gravitas dapat dipakai untuk menentukan massa Bumi dan
memberikan informasi bentuk Bumi. Pengukuran gravitas memungkinkan dapat mencari
lokasi endapat minyak dan ketidakteraturan (irregularity) komposisi dalam kerak Bumi.
Gravitas tidak menuju pusat Bumi kecuali di ekuator dan di kutub, sedangkan gravitasi
menuju pusat Bumi. Di ekuator (lintang 00) gaya sentrifugal maksimum berarah menjauhi
pusat Bumi sedangkan gravitasi menuju pusat Bumi, sehingga nilai gravitasnya
minimum. Sebaliknya di kutub (lintang 900), gaya sentrifugal nol sehingga nilai
gravitasnya menjadi maksimum. Nilai gravitas pada atmosfer bebas perlu dikorekasi
untuk daerah pegunungan dengan memperhitungkan gravitas gunung.
TES FORMATIF 2
Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban dengan memberi tanda silang (X) pada jawaban
yang paling tepat
1. Dalam geofisika, gravitas dapat digunakan antara lain, kecuali ….
A. untuk menentukan massa Bumi
B. memberikan informasi bentuk Bumi
C. untuk penerbangan antariksa
D. untuk mencari lokasi endapan minyak
2. Keterikatan Bumi dalam mengelilingi Matahari sehingga dalam peredarannya konstan
disebabkan oleh gaya ….
A. gravitas
B. gravitasi
C. gravitas dan gravitasi
D. sentripetal
3. Besarnya gaya gravitas Bumi adalah ….
A. sama di semua permukaan Bumi
B. tergantung tinggi rendahnya permukaan Bumi
C. di dataran tinggi gaya gravitas lebih besar daripada di pantai
D. di ekuator dan kutub gaya gravitas sangat tinggi
4. Gaya gravitasi yang menuju pusat Bumi terdapat di ….
A. lintang 00
B. lintang 23,50
C. lintang 450
D. lintang 66,50
5. Gabungan atara gaya gravitasi persatuan massa dan gaya setrifugal persatuan massa
disebut ….
A. percepata gravitasi
B. percepatan gravitas
C. percepatan sentrifugal
D. percepatan sentripetal
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes Formatif 2 yang ada
pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian gunakan
rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan
belajar 2.
Rumus:
Tingkat Penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar x 100%
5
Arti Tingkat Penguasaan:
90% - 100% = Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
≤ 69% = Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat meneruskan
dengan Kegiatan Belajar 1 BBM 12, bagus! Akan tetapi apabila tingkat penguasaan
Anda di bawah 80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang
belum Anda kuasai.
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Tes Formatif 1
1. A.(Magnetosfer), sebab solar wind adalah angin surya; aurora adalah cahaya di langit;
magnetic storm adalah badai magnetik
2. D. (Van Allen belts), sebab magnetic inclination adalah sudut kemiringan antara
jarum magnet terhadap horizontal; magnetic declination adalah besarnya sudut yang
dibentuk arah jarum magnet dengan garis bujur geografis
3. A.(batuan yang mengandung magnet), sudah jelas!
4. B. (Heliotermal), yaitu panas dari Matahari (Helio)
5. D. (Frekuensi cahaya Matahari), tidak mempengaruhi tingkat panas Bumi
6. B. (210C), sebab ketinggian naik 100 m, suhu akan turun 0,50C sehingga: 800 m / 100
m x 0,50C = 40C. Jadi: 250 C – 40 C = 210 C
7. A. (30000C), sebab gradient geothermal masuk ke dalam Bumi 30C setiap turun 100
meter, maka 1 km atau 1000 m x 30C = 30000C
8. D. sudah jelas
9. C. (30000C), sebab, jika 33 km suhunya = 10000C, 66 km suhunya = 20000C, maka
99 km suhunya = 30000C.
10. A, sebab daerah laut menerima suhu dari dalam perut Bumi
Tes Formatif 2
1. C. sudah jelas
2. D. (sentripetal), sebab gaya gravitasional Bumi terhadap Matahari, sehingga
peredaran Bumi terhadap Matahari konstan.
3. B. sudah jelas
4. A. (lintang 00), sebab gravitasi pada lintang 00 tinggi sedang gravitasnya minimum
5. B. sudah jelas!
GLOSARIUM
anomali
: penyimpangan
aurora
: gejala berupa cahaya di langit berbentuk berkas, pita, atau tirai
yang biasanya berwarna merah, hijau dan ungu
atraksi
: daya tarik
crustal relief
: tinggi rendahnya permukaan bumi
defleksi
: pembelokan, pengelakan
erupsi
: letusan, ledakan; pemunculan
external heat
: sifat panas bumi dari luar
fenomena
: perwujudan, kejadian, gejala (natural fenomena, kejadian alam);
hal-hal yang dapat disaksikan dengan indra dan dapat diterangkan
serta dinilai secara ilmiah
fluktuasi
: perubahan yang terus-menerus
geotermal
: panas dari dalam (perut) bumi
gradien
: tinggi; gradien geotermal, tingkat kenaikan temperatur (0C)
apabila turun/masuk ke dalam bumi setiap 100 meter
gravimeter
: alat pengukur gravitas
gravitas, gravity
: gaya berat; dapat mejelaskan fenomena berat, percepatan benda
benda yang jatuh, dan orbit satelit bumi
gravitasional
: gaya tarik
heliotermal
: radiasi panas dari matahari
imaginer
: khayal
inersia
: kelembaman, kemalasan; dalam keadaan diam cenderung diam
dan dalam keadaan bergerak cenderung terus bergerak
intensitas
: kekuatan, keadaan (tingkatan)
magnetic declination : deklinasi magnetik, besarnya sudut yang dibentuk antara arah
jarum magnet dengan bujur geografis
magnetic inclination : inklinasi magnetik, sudut kemiringan antara jarum magnet
terhadap horizontal
magnetometer
magnetosfera
: alat pengukur intensitas kemagnetan
: pancaran-pancaran partikel matahari yang sampai di bumi
berinteraksi dengan magnet bumi
osilasi
goyangan
plumb line
: garis timbangan
sentrifugal
: gaya tarik ke luar, bumi/planet ditarik ke arah matahari
sentripetal
: gaya tarik ke dalam, bulan ditarik ke arah bumi
solar wind
: angin surya, pancaran-pancaran partikel matahari
storm
: magnetic storm, badai magnet
thermoconductivity
: sifat penghatar panas
Van Allen belts
: sabuk Van Allen, pita-pita radiasi yang berbentuk kue donat
terbuat dari partikel-partikel bermuatan yang teperangkap
dalam medan magnet bumi
vektor, vector
: panah, kecepatan yang mempunyai jarak dan arah
DAFTAR PUSTAKA
Mulyo, Agung. (2004). Pengantar Ilmu Kebumian. Bandung: CV Pustaka Setia.
Simamora, P.. (1975). Ilmu Falak. Jakarta: CV Pejuang Bangsa.
Tjasyono, Bayong, HK.. (2006). Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung: PT Remaja
Rosdakarya Bekerja Sama dengan Program Pascasarjana UPI.
BBM 12
BULAN SEBAGAI SATELIT BUMI
Drs. H. Basuni Rachman, S.Pd., M.Pd.
PENDAHULUAN
Pada Bahan Belajar Mandiri yang lalu Anda telah mempelajari tentang Planet
Bumi dalam sistem Tata Surya. Pada Bahan Belajar Mandiri ini Anda akan
mempelajari tentang Satelit yang merupakan pengikut dari Planet. Dalam sistem Tata
Surya tidak setiap Planet memiliki satelit. Planet Yupiter merupakan planet yang
paling banyak memiliki satelit, yaitu 17 satelit, kemudian Saturnus 9 satelit, Uranus 5
satelit, Neptunus 2 satelit, Mars 2 satelit, dan Bumi memiliki 1 satelit.
Satelit Bumi bernama Bulan atau Luna. Di antara satelit-satelit planet, Bulan
banyak memengaruhi gejala alam di Bumi, misalnya pasang surut air laut. Jarak
antara Bulan dengan Bumi adalah 384 x 103 km, diameternya 0,27 kali diameter
Bumi (3.476 km), densitas (massa jenis) Bulan 3,33 g/cm³, dan gravitasinya 0,17 kali
gravitas Bumi. Bidang orbit Bulan miring dengan sudut 5,1 derajat terhadap bidang
ekliptika (bidang orbit Bumi).
Pada BBM ini, Anda akan mempelajari bagian Bulan, rupa Bulan, gerak
Bulan fasa dan aspek Bulan serta kalender Bulan.
Setelah Anda mempelajari BBM ini, secara umum diharapkan Anda
mengetahui dan memahami Bulan sebagai satelit Bumi dan pengaruh-pengaruh Bulan
terhadap gejala alam di Bumi sedangkan secara khusus Anda dapat:
1. menjelaskan ukuran Bulan,
2. menjelaskan keadaan rupa Bulan,
3. menjelaskan bagian Bulan,
1
4. menjelaskan pergerakan Bulan,
5. menjelaskan perbedaan fasa dan aspek Bulan
6. menjelaskan perbedaan kalender syamsiah dan komariah
7. menjelaskan perbedaan gerhana Matahari dengan gerhana Bulan, dan
8. menjelaskan peristiwa pasang surut air laut.
Untuk membantu Anda mencapai tujuan tersebut, BBM ini diorganisasikan
menjadi dua Kegiatan Belajar (KB), yaitu:
KB 1 :
Bagian, rupa, dan gerak Bulan serta fase dan aspek Bulan.
KB 2 :
Kalender Bulan, Gerhana dan pasang surut air laut.
Agar Anda mudah mempelajari sendiri Bahan Belajar Mandiri ini sebaiknya
memerhatikan beberapa petunjuk di bawah ini:
1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini sampai Anda memahami secara
tuntas bagaimana mempelajari materi Bahan Belajar ini.
2. Bacalah sepintas bagian demi bagian dan temukan kata-kata kunci dari kata-kata
yang dianggap baru. Carilah dan baca pengertian kata-kata kunci tersebut dalam
kamus yang Anda miliki.
3. Tangkaplah pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri dan bertukar
pikiran dengan teman yang lain atau dengan dosen/tutor Anda.
4. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajarilah sumber-sumber lain yang
relevan. Anda dapat menemukan bacaan dari berbagai buku sumber termasuk dari
internet.
5. Mantapkanlah pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan diskusi dalam
kegiatan tutorial dengan mahasiswa lain atau teman sejawat.
6. Jawablah soal-soal yang tercantum pada setiap akhir kegiatan belajar. Hal ini
berguna untuk mengetahui kemampuan Anda dalam memahami materi Bahan
Belajar Mandiri ini.
Selamat Belajar !
2
Kegiatan Belajar 1
BAGIAN, RUPA, DAN GERAK BULAN
SERTA FASA, DAN ASPEK BULAN
Bulan merupakan satelit Bumi dalam sistem Tata Surya. Anda telah
mempelajari pada BBM sebelumnya bahwa dalam sistem Tata Surya, benda yang
paling besar adalah Matahari dengan diameter 109 kali diameter Bumi dan massanya
333.000 kali massa Bumi. Sebagaimana benda-benda langit lain, Bulan juga
berbentuk bulat dengan diameternya adalah 3.476 km atau 2.59 mil, yaitu kurang
lebih ¼ besar Bumi, sedangkan massa Bulan kurang lebih 1% massa Bumi. Jarak
Bulan dengan Bumi terjauh atau apogee (Yunani: ap artinya jauh, gee artinya Bumi)
adalah 253.000 mil (1 mil = 1,609 km), sedangkan jarak terdekatnya dari Bumi atau
perigee (Yunani: peri artinya dekat, gee artinya Bumi) adalah 222.000 mil. Jarak ratarata Bulan – Bumi adalah 238.860 mil atau 384.330 km (Tjasyono, B.HK., 2006: 39).
Dalam sistem Matahari – Bumi – Bulan, revolusi Bumi mengelilingi
Matahari, Bulan mengelilingi Bumi, dan rotasi ketiga benda tersebut berputar pada
sumbu-sumbunya mempunyai arah yang sama. Perhatikan gambar 12.1.1 di bawah
ini:
Gambar 12.1.1: Gerakan Sistem Matahari – Bumi – Bulan
3
Menurut Dirdjosoemarto,S.,dkk. (1991: 405) permukaan Bulan terdiri dari
bagian-bagian yang disebut:
1) Terra, yaitu daerah terlihat terang, ditaburi kawah.
2) Marta, yaitu daerah gurun batuan gelap yang diselubungi lava basah, hanya
sedikit terdapat kawah.
3) Lembah, terdapat banyak lembah sempit (riil) ada yang memanjang hingga 100
km.
4) Gunung, ada yang mencapai ketinggian 8.000 m.
5) Kawah, diduga jumlahnya mencapai 40.000 dengan diameternya antara 2 – 200
km. Kawah ini kemungkinan berasal dari kegiatan vulkanis dan tumbukkan
meteorit.
Pada akhir-akhir ini pengetahuan tentang Bulan maju dengan pesat berkat
berhasilnya pendaratan manusia di Bulan. Sungguhpun demikian belum ada manusia
yang bisa menetap di sana. Seismometer yang dibawa pesawat angkasa Apollo
menunjukkan bahwa Bulan lebih sunyi gempa bulan. Gempa di Bulan dapat
berlangsung antara 60 sampai 100 menit. Umur batuan Bula yang dibawa misi Apollo
berkisar antara 3.300 sampai 4.600 juta tahun, sedangkan umur batuan tertua di Bumi
diduga 3.600 juta tahun, artinya bulan membeku lebih dahulu daripada Bumi
(Dirdjosoemarto,S.,dkk., 1991:405).
Pada waktu bulan purnama banyak bagian Bulan yang dapat diamati dari
Bumi. Kawah-kawah yang telah dikenal manusia di antaranya Kawah Ptolomeus
yang luasnya diperkirakan mencapai 150 km2, Kawah Tycho yang pada waktu bulan
purnama bercahaya kemilau dengan tebingnya yang tinggi, Kawah Pluto yang
diameternya mencapai 90 km, Kawah Bruno diduga kawah yang paling muda, dan
ribuan kawah lainnya.
Menurut Hidayat,B.(1978: 46-50), muka Bulan yang menghadap ke Bumi
selalu sama. Separuh lagi tidak pernah berhadapan dengan Bumi. Jadi rupa Bulan
yang kita saksikan hanyalah bagian Bulan yang menghadap Bumi saja. Rupa
permukaan Bulan yang menghadap ke Bumi semakin jelas terlihat setelah diambil
gambarnya dari jarak dekat, misalnya oleh pesawat antariksa Apollo. Ternyata ada
4
bagian-bagian Bulan yang kelihatan agak gelap, halus, dan datar. Bagian ini sering
dianggap sebagai laut atau maria. Yang dulu disangka laut ini sebenarnya hanyalah
dataran yang kering dan halus permukaannya. Selain maria terlihat pula kawahkawah, ada yang mengatakan bahwa kawah (kepundan) ini terjadi karena vulkanisme.
Akan tetapi kemungkinan besar karena tabrakan meteorit karena di Bulan tidak
memiliki atmosfer. Bulanpun mempunyai barisan-barisan pegunungan dan dataran
tinggi. Perhatikan perbedaan rupa permukaan bulan yang terlihat dalam teropong dari
Bumi (gambar 12.1.2) dan permukaan Bulan yang diambil dari jarak dekat (gambar
12.1.3) di bawah ini.
Gambar 12.1.2 :
Rupa permukaan Bulan yang terlihat dalam teropong dari Bumi.
5
Gambar 12.1.3:
Rupa permukaan Bulan (foto) yang diambil dari jarak dekat.
Muka Bulan yang sebelah lagi, yaitu bagian belakang baru dapat dilihat
gambarnya untuk pertama kalinya pada tahun 1959. Gambar ini dikirim oleh
pesawat-pesawat antariksa. Muka bulan yang sebelah lagi dapat dilihat pada gambar
12.1.4 di bawah ini.
6
Gambar 12.1.4:
Foto bagian belakang Bulan dari salah satu pesawat antariksa.
Telah diduga dari semula bahwa Bulan tidak memiliki atmosfer. Dugaan ini
terbukti dari hasil pendaratan manusia di Bulan. Tidak adanya atmosfer ini
menimbulkan beberapa akibat, antara lain:
1) Suhu pada permukaan Bulan dapat berubah dengan cepat, yaitu suhu pada bagian
yang mendapat cahaya Matahari meleihi titik didih mencapai 1100 C, sedangkan
di bagian yang tidak mendapat cahaya matahari mencapai minus1730 C (-1730 C).
2) Di Bulan tidak ada perambatan bunyi, karena itu kita tidak dapat mendengar suara
sehingga Bulan merupakan tempat yang sepi.
3) Langit di Bulan hitam kelam, tidak biru seperti langit di Bumi. Langit Bumi
kelihatan biru disebabkan adanya debu angkasa yang menyebarkan cahaya
gelombang pendek yang berwarna biru lebih banyak daripada cahaya gelombang
panjang. Anda masih ingat tentang spektrum cahaya, bukan? Di Bulan
penyebaran cahaya oleh angkasa itu tidak ada.
7
4) Oleh karena di Bulan tidak ada atmosfer, maka di Bulan tidak mengenal adanya
siklus biogeokimia sehingga di Bulan tidak mungkin ada kehidupan.
Anda telah mempelajari pada Bahan Belajar Mandiri yang lalu dan tentu telah
memahaminya bahwa Bulan melakukan tiga gerakan sekaligus. Pertama Bulan
mengelilingi sumbunya sendiri atau gerakan rotasi; kedua, Bulan mengelilingi Bumi
atau revolusi bulan; dan ketiga, bersama-sama dengan Bumi, Bulan itu mengelilingi
matahari. Meskipun mempunyai tiga gerakan sekaligus, ternyata kala rotasi Bulan
sama dengan kala revolusinya sehingga bagian Bulan yang menghadap ke Bumi
selalu sama. Sebagaimana Bumi, Bulan pun tidak mempunyai cahaya sendiri. Cahaya
Bulan yang sering kita saksikan adalah cahaya Matahari yang dipantulkannya.
Menurut Tjasyono,B.HK.(2006:40-42) bidang orbit Bulan miring dengan
sudut 5,10 ( 50) terhadap bidang ekliptika. Fasa atau bentuk Bulan tergantung pada
posisinya relatif terhadap Bumi dan Matahari. Perhatikan gambar 12.1.5 berikut ini.
Gambar 12.1.5:
Fasa Bulan ketika berevolusi terhadap Matahari
8
Dari kedudukan bulan muda (fasa bulan muda), Bulan berada dalam
konjungsi (konjuction), yaitu Bulan berada antara Bumi dan Matahari yang pada
waktu ini hanya sisi Bulan yang menjauhi Bumi disinari Matahari. Bulan beredar ke
arah perempatan atau kwartir pertama, yaitu titik B. Separuh bagian Bulan yang
menghadap Bumi mendapat cahaya Matahari, karena itu kita dapat melihat Bulan
setengah cakram atau piring. Begitu meninggalkan fasa bulan muda Bulan mulai
kelihatan. Mula-mula seperti sabit, makin lama makin besar dan sampai setengah
cakram. Yang setengah cakram ini sebenarnya seperempat dari seluruh bola Bulan.
Pada waktu ini hanya sisi Bulan yang menjauhi Bumi disinari Matahari, dan fasa
Bulan adalah bulan baru. Oleh karena itu bulan tampak di atas horison hanya pada
siang hari dan masih tampak gelap.
Dari kwartir pertama, Bulan menuju kwartir kedua atau bulan purnama pada
titik C, yaitu Bulan berada pada sisi Bumi yang membelakangi Matahari yang disebut
bulan dalam oposisi. Pada saat ini Bumi berada antara Bulan dan Matahari. Seluruh
bagian Bulan yang menghadap Bumi mendapat cahaya Matahari sehingga kita dapat
melihat Bulan paling besar, yang disebut bulan purnama atau bulan penuh. Bulan
kelihatan seperti sebuah cakram. Sebenarnya yang kita lihat separuh dari bola Bulan.
Dari bulan purnama, Bulan bergerak ke arah prempatan ketiga yaitu titik D.
Keadaannya sama dengan kwartir pertama, tetapi yang kelihatan dari Bulan adalah
setengah cakram yang sebelah lagi dari bagian bulan yang menghadap Bumi. Begitu
meninggalkan bula purnama, Bulan yang kelihatan semakin kecil, sampai menjadi
setengah cakram pada perempatan ketiga.
Selanjutnya Bulan kembali ke titik A. Bulan mengecil, lalu menghilang atau
mati sehingga disebut bulan mati. Bulan mati ini berarti permulaan bagi bulan
berikutnya. Oleh karena itu bisa disebut bulan baru atau bulan muda.
Keempat kedudukan Bulan dengan bentuknya masing-masing itulah yang
dinamakan fasa atau bentuk utama Bulan. Setiap hari Bulan menjalani 360/27,3 atau
13,2 derajat dari garis edarnya (waktu revolusi bulan adalah 27,3 hari). Oleh karena
arahnya sama dengan arah revolusi dan rotasi Bumi, maka Bulan selalu ketinggalan
sejauh 13,5 derajat setiap hari, karena setiap derajat dijalani rotasi Bulan dalam waktu
9
empat menit maka terbit Bulan selalu ketinggalan kira-kira 50 menit (13,2 x 4 = 52,8)
dari waktu terbit semalam sebelumnya.
Interval waktu yang dibutuhkan agar bulan melalui seluruh fasanya, misalnya
dari bulan baru ke bulan baru berikutnya disebut bulan sinodik dan sama dengan
sekitar 29,5 hari (29 hari, 12 jam, 44 menit, 2,8 detik). Interval waktu ini adalah dasar
dari bulan kalender.
Beda dengan bulan sideral yang periode revolusi bulan relatif terhadap
Bintang, Bulan sinodik adalah periode revolusi Bulan relatif terhadap Matahari.
Bintang-bintang dapat ditinjau berjarak tak terhingga, jadi cahaya Bintang dapat
dianggap masuk ke tata surya sepanjang sinar-sinar yang paralel. Oleh karena Bumi
berputar terhadap matahari, maka bulan harus melakukan perjalanan lebih jauh
daripada satu revolusi sideral untuk melengkapi revolusi sinodiknya relatif terhadap
matahari. Jarak ekstra (tambahan) sesuai dengan 1/12 sebuah lingkaran (1 bulan atau
1/12 x 1 tahun) dalam orbit Bumi, dan karenanya sesuai dengan 1/12 sebuah
lingkaran atau 2 1/3 hari dalam orbit Bulan, maka Bulan sinodik (dari fasa ke fasa)
adalah 2 1/3 hari lebih lama daripada bulan sideral.
LATIHAN 1
Setelah Anda mempelajari uraian materi di atas, untuk mengetahui tingkat
pemahaman Anda, coba jawab atau kerjakan latihan di bawah ini.
1. Planet-planet mana saja yang mempunyai satelit?
2. Mengapa muka Bulan yang menghadap ke Bumi selalu sama, dan mulai kapan
manusia dapat melihat foto Bulan yang sebelah lagi (bagian belakang)?
3. Di Bulan pun mempunyai barisan-barisan pegunungan dan dataran tinggi serta
kawah-kawah. Kawah-kawah ini ada yang memprediksi terjadi karena
vulkanisme dan karena tabrakan meteor. Bagaimana pendapat Anda tentang hal
itu? Berikan alasan pendapat itu!
10
4. Bagaimana posisi Bulan yang berada dalam konjungsi dan Bulan yang berada
dalam oposisi?
5. Bagaimana Anda menjelaskan kepada siswa SD bahwa Bulan yang terlihat hanya
bagian yang menghadap Bumi dan mendapat cahayanya dari Matahari!
PETUNJUK JAWABAN LATIHAN
Untuk mengetahui kebenaran jawaban Anda dalam mengerjakan latihan,
silakan Anda telaah jawaban berikut ini atau mintalah bantuan Tutor/Dosen
pembimbing.
1. Planet yang mempuyai satelit, yaitu
1) Yupiter: 17 satelit,
2) Saturnus: 9 satelit,
3) Uranus: 5 satelit,
4) Neptunus: 2 satelit,
5) Mars: 2 satelit,
6) Pluto*: 1 satelit, dan
7) Bumi: 1 satelit.
2. Kala rotasi Bulan sama dengan kala revolusinya, artinya sekali bulan mengelilingi
sumbunya dan sekali Bulan mengelilingi Bumi.
3. Di Bulan tidak terdapat atmosfer sehingga benda-benda angkasa seperti meteor
mudah jatuh dan menghancurkan permukaan Bulan. Oleh karena itu pada dataran
tinggi penuh dengan kepundan akibat tumbukan meteor.
4. Posisi Bulan berada dalam konjungsi, bila Bulan berada antara Bumi dan
Matahari, yaitu pada kedudukan bulan baru/muda. Posisi Bulan berada dalam
oposisi, jika Bulan berada pada sisi Bumi yang membelkangi Matahari, yaitu
pada kedudukan bulan penuh atau bulan purnama.
5. Latihan nomor 5 ini, Anda lakukan dalam praktikum di kelas, antara lain dengan
langkah-langkah sebagai berikut:
11
1) Menyediakan alat, seperti: bola voli sebagai Bulan, Mata Anda sebagai Bumi,
dan lampu pijar sebagai Matahari):
2) Lakukanlah dengan memperhatikan gambar 12.1.6
a. Peganglah bola voli itu antara mata Anda dengan lampu pijar dalam sebuah
kamar gelap. Bola – mata Anda – lampu pijar terletak pada satu garis lurus.
Adakah bagian bola yang mendapat cahaya lampu yang Anda lihat?
b. Peganglah bola itu di sebelah kiri lampu. Berapa bagian bola yang mendapat
cahaya lampu yang Anda lihat?
c. Bagaimana kalau bola itu dipegang sebelah kanan lampu?
d. Bagaimana jika bola berada di belakang lampu?
e. Putarlah bola itu perlahan-lahan ke arah kanan, kemudian Anda juga berputar
ke arah kanan mengelilingi lampu secara perlahan hingga Anda kembali ke
tempat semula dan putaran bola juga sampai ke tempat semula. Bagaimana
keadaan muka bola yang terkena cahaya lampu?
Gambar 12.1.6:
Meniru rotasi dan revolusi Bulan
12
RANGKUMAN
Bulan merupakan satelit Bumi dalam sistem Tata Surya.Diameter Bulan
adalah 3.476 km, massa Bulan kurang lebih 1% dari massa Bumi (1% dari 5,98 x 1024
kg), dan jarak Bulan – Bumi rata-rata 384.330 km.
Bulan melakukan tiga gerakan sekaligus, yaitu Bulan mengelilingi sumbunya
sediri (rotasi), Bulan mengelilingi Bumi (revolusi), dan bersama-sama Bumi, Bulan
mengelilingi Matahari. Kala rotasi Bulan sama dengan kala revolusinya, artinya
sekali Bulan mengelilingi Bumi, sekali pula mengelilingi sumbunya. Akibat dari itu
bagian muka Bulan yang menghadap Bumi selalu sama. Bidang orbit Bulan miring
dengan sudut 50 terhadap bidang ekliptika (bidang orbit Bumi).
Fasa (bentuk) Bulan tergantung posisinya relatif terhadap Bumi dan Matahari.
Jika Bulan berada di antara Bumi dan Matahari dikatakan bulan berada dalam
konjungsi, pada waktu itu hanya sisi Bulan menjauhi Bumi disinari Matahari, fasa
Bulan adalah bulan baru atau bulan muda. Sealiknya jika Bulan berada pada sisi
Bumi yang membelakangi Matahari disebut Bulan dalam oposisi yang seluruh
bulatan Bulan menghadap Bumi disinari cahaya Matahari, fasa Bulan adalah bulan
penuh atau bulan purnama.
Bulan tidak memiliki atmosfer akibatnya suhu Bulan berubah dengan cepat,
tidak ada perambatan bunyi sehingga keadaannya sepi, langitnya hitam kelam, dan
meteor mudah jatuh menghancurkan permukaan Bulan.
Bulan sinodik adalah periode revolusi Bulan relatif terhadap Matahari,
interval waktu dari bulan baru ke bulan baru berikutnya adalah 29,5 hari, sedangkan
bulan sideral adalah periode bulan relatif terhadap Bintang (dari fasa ke fasa = 27,3
hari).
13
TES FORMATIF 1
Petunjuk: Pilihlah: A. Jika kedua pernyatan itu benar dan keduanya ada hubungan
sebab-akibat,
B. Jika kedua pernyataan itu benar tetapi keduanya tidak ada
hubungan sebab-akibat,
C. Jika salah satu pernyataan benar, dan
D. Jika kedua pernyataan salah.
1. Yang dimaksud dengan Terra, yaitu bagian Bulan yang merupakan daerah gurun
batu gelap.
SEBAB
Ketika bulan purnama, Bulan memantulkan cahaya kemilau dengan tebing yang
tinggi yang dikenal manusia di Bumi dengan nama kawah Tycho.
2. Orbit Bulan adalah elips dengan Bumi pada salah satu fokus.
SEBAB
Jarak Bulan – Bumi terjauh disebut apogee.
3. Langit di Bulan adalah hitam sedangkan langit di Bumi adalah biru.
SEBAB
Permukaan Bulan tidak memilki atmosfer sedangkan permukaan Bumi memiliki
atmosfer
4. Kedudukan bulan muda atau bulan baru, yaitu keadaan Bulan berada dalam
konjungsi.
SEBAB
Pada waktu Bulan berkonjungsi sisi Bulan menjauhi Bumi disinari Matahari.
14
5. Pada saat bulan purnama atau bulan penuh, keadaan Bulan berada dalam oposisi.
SEBAB
Seluruh bagian Bulan yang menghadap Bumi mendapat cahaya Matahari.
6. Pada bulan baru atau bulan muda, Bulan tampak di atas horison pada siang hari
dan masih tampak gelap.
SEBAB
Pada bulan baru atau bulan muda cahaya matahari menyinari bagian Bulan yang
menghadap Bumi.
7. Suhu di Bulan dapat berubah dengan cepat, misalnya bagian Bulan yang
mendapat cahaya Matahari mencapai 1100C sedangkan yang tidak mendapat
cahaya Matahari mencapai minus 1730C.
SEBAB
Kedudukan Bulan sangat dekat dengan Matahari.
8. Interval waktu yang dibutuhkan agar Bulan melalui seluruh fasanya (dari bulan
baru ke bulan baru berikutnya) disebut sinodik.
SEBAB
Satu bulan sinodik sama dengan 29 hari, 12 jam, 44 menit, 2,8 detik.
9. Interval waktu bulan sinodik menjadi dasar bagi bulan kalender.
SEBAB
Satu bualn sinodik sama dengan 29,5 hari (1 tahun = 354 hari).
10. Bulan sideral yaitu periode revolusi Bulan relatif terhadap Matahari.
SEBAB
Bulan sinodik yaitu periode revolusi Bulan relatif terhadap Bintang.
15
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes Formatif 1 yang
ada pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan belajar 1.
Rumus:
Tingkat Penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar x 100%
10
Arti Tingkat Penguasaan:
90% - 100% = Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
≤ 69% = Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda dapat
meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2, bagus! Akan tetapi apabila tingkat
penguasaan Anda di bawah 80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 1,
terutama bagian yang belum Anda kuasai.
16
Kegiatan Belajar 2
Kalender Bulan, Gerhana, dan Pasang Surut Air Laut
Pada bahan belajar mandiri (BBM) yang lalu, Anda telah mempelajari tentang
Kalender Surya atau Tahun Syamsiah yang berdasarkan perhitungan lamanya
pergeseran semu Matahari sepanjang lingkaran ekliptika. Selain itu, sampai sekarang
masih ada juga kalender yang berdasarkan perhitungan lamanya peredaran bulan
mengelilingi Bumi, yaitu Kalender Bulan atau Tahun Komariah.
Revolusi Bulan mengelilingi Bumi dan keduanya bersama-sama mengeliligi
Matahari, selain dijadikan dasar perhitungan kalender bulan juga menyebabkan
peristiwa gerhana dan pasang surut air laut.
1. Kalender Bulan (Tahun Komariah)
Kalender bulan, perhitungannya berdasarkan bulan sinodik, yaitu interval
waktu yang dibutuhkan agar bulan melalui seluruh fasanya, misalnya dari bulan baru
hingga bulan baru berikutnya. Lamanya peredaran bulan sinodik sekitar 29,5 hari
(tepatnya 29 hari 13 jam (Simamora, P. , 1975: 78).
Kalender Hijriah (Kalender Islam)
Kaum Islam mendasarkan perhitungan kalender berdasarkan peredaran bulan
sinodik sebagaimana dijelaskan di atas. Agar jumlah hari dalam sebulan bulat, maka
umur bulan berselang-seling 30 dan 29 hari. Dengan demikian jumlah hari dalam satu
tahun hijriah adalah 29,5 x 12 atau (6 x 30) + (6 x 29) hari = 354 hari. Kalender
Hijriah atau Kalender Islam dimulai dengan Bulan Muharam yang berjumlah 30 hari.
Untuk lebih jelasnya perhatikan tabel 12.2.1 di bawah.
17
Tabel 12.2.1
Nama-nama bulan dalam Kalender Hijriah
Nomor Bulan
Nama Bulan
Jumlah hari
1.
Muharam
30
2.
Safar
29
3.
Rabiulawal
30
4.
Rabiulakhir
29
5.
Jumadilawal
30
6.
Jumadilakhir
29
7.
Rajab
30
8.
Sya’ban
29
9.
Ramadhan
30
10.
Syawal
29
11.
Zulkaidah
30
12
Zuljijah
29
Jumlah hari setiap bulan 30 dan 29 hari ini dimaksudkan untuk menyesuaikan
pada peredaran bulan sinodik, tetapi waktu peredaran bulan sinodik ini masih
berlebih sedikit dari 29,5 hari, yakni 29,53 – 29,5 = 0,03 hari, maka dalam satu tahun
jumlah ini menjadi 12 x 0,03 = 0,36 hari = + 8,5 jam. Untuk membetulkan kelebihan
ini maka diadakan tahun kabisat yang berjumlah 355 hari dengan menambah 1 hari
pada bulan ke-12 (Bulan Zulhijah) yang pada tahun biasa 29, hari pada tahun kabisat
berjumlah 30 hari. Tahun kabisat ini terjadi 11 kali dalam 30 tahun, yaitu tahun-tahun
ke-2, ke-5, ke-7, ke-10, ke-13, ke-16, ke-18, ke-21, ke-24, ke-26, dan ke-28. Pada
kenyataannya, untuk menentukan penanggalan Kalender Hijriah sering orang
mengamati bulan pada saat tenggelam Matahari (ru’yat) untuk menentukan hari
pertama (Colondro) dari bulan berikutnya.
18
Kalender Hijriah atau Kalender Islam lebih pendek 11 atau 12 hari dari
Kalender Surya (Tahun Masehi/Gregorian). Oleh sebab itu hari-hari raya Islam tiap
tahun lebih dahulu 11 atau 12 hari dari Kalender Masehi. Kalender Hijriah (Kalender
Islam) dimulai dari tahun 622 Masehi, pada saat Nabi Muhammad S.A.W hijrah dari
Mekah ke Madinah.
Kalender Syaka (Jawa Hindu), dan Kalender Sultan Agung (Jawa Islam)
Menurut Simamora, P. (1975: 78-79) bahwa Kalender Syaka mulai tahun 78
Masehi pada waktu raja bangsa Syaka di India naik takhta. Kalender ini mendasarkan
perhitungannya pada pergeseran semu Matahari. Perhitungan kalender ini dibawa
bangsa Hindu ke Indonesia sehingga kalender ini disebut Kalender Jawa Hindu.
Pada tahun 1555 Syaka (1093 Hijriah atau 1633 Masehi), Sultan Agung
menyesuaikan Kalender Syaka dengan Kalender Hijriah. Kalender ini bernama
Kalender Jawa Islam. Perhitungannya didasarkan pada peredaran bulan sinodik, tetapi
bilangan tahun pada Kalender Syaka itu diteruskan sampai sekarang. Satu tahun pada
Kalender Jawa Islam sama dengan Kalender Hijriah, yaitu 1 tahun biasa 354 hari dan
1 tahun kabisat 355 hari. Namun demikian, Kalender Jawa Islam dimulai dengan
Bulan Suro (30 hari) dan tahun kabisatnya hanya 3 kali dalam satu windu (8 tahun).
2. Gerhana
Sebagaimana Anda ketahui bahwa bidang edar Bulan miring membetuk sudut
0
5,1 (5,090) terhadap ekliptika (bidang edar Bumi). Bumi beredar mengelilingi
Matahari dan Bulan beredar mengelilingi Bumi. Jadi, dalam peredaran Bulan
mengelilingi Bumi, Bulan itu memotong bidang edar Bumi sebanyak dua kali.
Perhatikan gambar 12.2.1 di bawah!
19
Gambar 12.2.1
Sudut antara bidang edar Bumi dan Bulan sebesar 5,090
Setiap satu bulan satu kali, Bulan akan berada antara Bumi dan Matahari, saat
seperti itu disebut fasa bulan baru, yaitu Bulan dalam kedudukan berkonjungsi. Jika
pada saat itu Matahari – Bulan – Bumi berada dalam satu garis lurus maka bayangan
Bulan akan mengenai Bumi. Pada saat itu akan terjadi peristiwa gerhana matahari.
Sebaliknya, jika Bulan berada di dalam bayangan Bumi, yaitu pada kedudukan
Matahari - Bumi – Bulan terletak pada garis lurus maka akan terjadi peristiwa
gerhana bulan. Pada saat itu Bulan berada dalam fase bulan purnama, yaitu saat
Bulan dalam kedudukan beroposisi (Dirdjosoemarto,S.,dkk., 1991: 420). Kedudukan
Matahari, Bumi, dan Bulan untuk kedua peristiwa terliat pada gambar 12.2.2 di
bawah ini.
20
Gambar 12.2.2:
Kedudukan Matahari, Bumi, dan Bulan
pada saat Gerhana matahari dan bulan
Gerhana Matahari (Solar Eclipses)
Untuk membicarakan gerhana matahari ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan, karena jarak antara Matahari ke Bumi berubah antara 23.100r dan
23.900r serta jarak antara Bumi ke Bulan antara 57r dan 64r (r adalah jari-jari Bumi).
Gerhana Matahari mungkin terjadi bila:
1) Kerucut bayang-bayang bulan cukup panjang untuk mengenai Bumi.
2) Bulan berada di simpul (node), atau pada jarak tertentu dari simpul.
3) Bulan dalam kedudukan konjungsi, yaitu pada bulan baru.
(Dirdjosoemarto,S.,dkk., 1991: 421-425)
21
Ada tiga jenis gerhana matahari, yaitu:
a. Gerhana Matahari Total
Gerhana Matahari Total terjadi pada saat jarak Bulan – Matahari yang paling
jauh (563.319 km), sehingga bayangan inti Bulan dapat jatuh di Bumi. Perhatikan
gambar 12.2.3!
Gambar 12.2.3: Gerhana Matahari total
b. Gerhana Matahari Partial
Gerhana Matahari Partial terjadi pada saat Bulan berada pada daerah
bayangan penumbra sehingga ada bagian Matahari yang terlihat normal. Perhatikan
gambar 12.2 4.
Gambar 12.2.4: Gehana Matahari Partial
22
c. Gerhana Matahari Cincin
Gerhana Matahari Cincin terjadi kalau jarak Bulan mencapai jarak terjauh dari
Bumi (405.530 km), sehingga kerucut bayang-bayang inti (umbra) tidak sampai ke
Bumi, permukaan Bumi hanya dikenai oleh perpanjangan umbra. Pengamat gerhana
akan melihat matahari tampak sebagai cincin putih di sekitar bola hitam. Perhatikan
gambar 12.2.5 di bawah.
Gambar 12.2.5: Gerhana Matahari Cincin
Ada beberapa hal penting tentang Gerhana Matahari:
1) Gerhana Matahari akan terjadi jika bulan baru berada pada jarak 170 dari salah
satu titik simpul.
2) Satu bulan kemungkinan dapat terjadi gerhana matahari dua kali.
3) Bagian Matahari yang tertutup lebih dahulu adalah bagian sebelah kanan (barat).
4) Gerhana Matahari hanya terlihat dari sebagian permukaan Bumi saja, yaitu
permukaan yang tertutup oleh bayang-bayang Bulan.
5) Gerhana Matahari Total paling lama hanya tujuh menit, hanya terlihat di daerah
sempit di permukaan Bumi, di luar daerah itu hanya terlihat gerhana sebagian.
6) Gerhana Matahari, sebenarnya Matahari tidak kehilangan cahayanya tetapi hanya
sebagian cahayanya tidak sampai di Bumi karena terhalang oleh Bulan.
23
Gerhana Bulan (Lunar Eclipses)
Bumi dan Bulan yang memperoleh pancaran sinar Matahari membentuk
bayangan yang berbentuk kerucut. Bayangan Bulan terdiri dari dua bagian, yaitu
bagian gelap yang disebut umbra dan bagian yang tidak begitu gelap disebut
penumbra. Kedua bagian bayangan itu dapat dilihat pada gambar 12.2.6! Begitu juga
Bumi memiliki bayangan umbra dan penumbra seperti yang terjadi pada Bulan.
Gambar 12.2.6: Bayangan Umbra dan Penumbra Bulan
Gerhana bulan terjadi bila lintasan peredaran Bulan dan ekliptika berimpitan,
pada saat Bulan dan Matahari itu beroposisi (bertentangan), maka akan terjadi
gerhana bulan total. Hal itu terjadi karena Bulan seluruhnya masuk ke dalam kerucut
bayangan inti (umbra) Bumi. Jika sebagian saja dari Bulan masuk ke bayangan umbra
Bumi, terjadilah gerhana bulan partial (sebagian). Akan tetapi bila Bulan hanya
memasuki bayangan penumbra saja, maka tidak akan terjadi gerhana bulan (Gambar
12.2.7). Gerhana bulan partial dapat terjadi sesudah dan sebelum terjadi gerhana
bulan total.
24
Gambar 12.2.7: Gerhana Bulan Total
Ada beberapa hal penting dari gerhana bulan, yaitu:
1) Gerhana bulan hanya akan terlihat pada bulan purnama dan pada jarak 120 dari
simpul (node).
2) Pada gerhana bulan, bagian Bulan sebelah kiri (timur) yang akan tertutup lebih
dahulu kemudian berakhir pada bagian sebelah kanan (barat).
3) Dalam satu bulan sinodis, satu kali kemungkinan terjadi gerhana bulan.
4) Pada gerhana bulan total, seluruh peristiwa berlangsung 220 menit, 2 x 60 menit
untuk 2 kali gerhana partial dan 100 menit berlangsungnya gerhana total.
5) Pada gerhana bulan, gejalanya dapat dilihat diseluruh bagian Bumi yang pada
waktu itu dapat melihat Bulan
6) Bagian Bulan yang tertutup memang tidak memberi cahaya sebab Bulan tidak
mempunyai cahaya sendiri.
25
Frekuensi Terjadinya Gerhana
Gerhana matahari total kira-kira sama seringnya dengan gerhana bulan dalam
setiap tahun. Akan tetapi kita jauh lebih sering melihat gerhana bulan daripada
gerhana matari total. Sebabnya daerah di Bumi yang mengalami gerhana matahari
total hanya merupakan jalur yang sempit. Diameter umbra di permukaan Bumi paling
besar hanya 264 km, sebalikya gerhana bulan dapat dilihat di semua tempat di Bumi
pada malam hari.
Perlu dicatat suatu gerhana matahari total yang penting dapat dilihat di
Indonesia pada tanggal 11 Juni 1983. Gerhana matahari total ini terlihat di Jawa
Tengah dan Sulawesi bagian Selatan. Di tempat-tempat itu orang dapat melihat total
selama 5,4 menit.
Terulangnya Gerhana yang Serupa
Untuk mengetahui terulangnya kembali gerhana, perlu kita definisikan dahulu
beberapa macam bulan, yaitu:
1) Satu bulan sinodis, yakni waktu Bulan dari fasa ke fasa itu lagi = 29,5306 hari
2) Satu bulan draconitis, yakni waktu bulan dari dan ke suatu kedudukan yang sama
terhadap garis simpul = 27,2222 hari
3) Satu bulan anomalitis, yakni waktu bulan dari dan ke suatu kedudukan yang sama
terhadap perigee = 27,5545 hari.
Gerhana yang serupa akan terulang jika:
(1) Bulan pada fasa yang sama (bulan baru atau purnama).
(2) Kedudukan Bulan terhadap simpul sama.
(3) Jarak Bumi-Bulan sama.
26
Jelas bahwa:
Syarat (1) dicapai setiap kelipatan bulan sinodis,
Syarat (2) dicapai setiap kelipatan bulan draconitis,
Syarat (3) dicapai setiap kelipatan bulan anomalitis.
Hal ini terjadi antara lain setiap:
223 bulan sinodis
: 6.585,321 hari,
242 bulan draconitis : 6.585,357 hari,
239 bulan anomalitis : 6.585,538 hari,
selang waktu itu kira-kira 18 tahun.
Jangka waktu berulangnya gerhana serupa ini telah dicatat oleh orang-orang
Babylon beberapa abad sebelum Masehi. Selang waktu itu disebut periode saros.
Cara ini dapat digunakan untuk meramalkan gerhana. Gerhana yang serupa baik
gerhana bulan maupun gerhana matahari, akan terulang setiap periode saros. Gerhana
yang berurutan dalam selang 18 tahun itu dikatakan dalam seri saros yang sama.
Tentu saja dalam selang 18 tahun itu terjadi banyak gerhana tetapi tidak pada seri
yang sama.
Oleh karena 223 bulan sinodis tidak tepat sama dengan 242 bulan draconitis
dan 239 bulan anomalitis, maka gerhana dalam satu saros tidak akan tepat sama.
Dalam suatu seri, gerhana yang mirip akan terjadi setiap 18 tahun. Pada gerhanagerhana berikutnya perbedaan ini mungkin besar. Setelah kira-kira 70 kali gerhana
dalam suatu seri saros, garis simpul akan keluar dari batas ekliptika, dan gerhana
dalam seri itu selesai.
3. Pasang Surut Air Laut
Air laut terjadi pasang naik dan pasang surut disebabkan gaya tarik Bulan atau
gaya tarik Bulan dan Matahari terhadap Bumi berdasarkan hukum Newton.
27
Hukum Newton berbunyi:
Dua benda tarik menarik dengan kekuatan yang berbanding lurus dengan
besarnya massa I dan massa II dan berbanding terbalik dengan pangkat dua
jaraknya.
Menurut hukum Newton ini makin besar jaraknya makin kecil gaya tariknya.
Pasang itu disebabkan oleh gaya gravitasi Bulan dan Matahari terhadap Bumi.
Akan tetapi karena Bulan jauh lebih dekat maka gaya gravitasinya lah terutama yang
menyebabkan pasang. Memang pasang karena Matahari hanya 5/11 pasang karena
Bulan, tetapi jika Bulan dan Matahari itu bekerja sama, yaitu pada waktu bulan baru
dan bulan purnama, maka terjadilah pasang yang besar sekali. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat pada gambar 12.2 8 di bawah ini.
Gambar 12.2.8: Pasang karena gaya grafitasi Bulan dan Bumi
28
Pasang Surut
Pasang surut umumnya terjadi dua kali dalam sehari yang di tengah laut juga
dapat menyebabkan mengalirnya arus laut, yaitu dari daerah dimana sedang
mengalami pasang (air laut naik) dan akan mengalir ke segala jurusan, sehingga air
laut di sepanjang pantai itu terdesak dan naik maka terjadilah pasang.
Kejadian pasang surut umumnya di pantai lepas (samudra), sehingga semalam
itu terjadi dua kali pasang surut. Pasang mulai kira-kira pukul 12.00 siang dan pukul
24.00 malam, sedangkan surut mulai pukul 06.00 pagi dan pukul 18.00 sore.
Pasang Purnama dan Pasang Mati
Selain dari pasang surut yang biasa dan terjadi dua kali sehari, dapat terjadi
pula pasang surut yang istimewa tinggi dan rendahnya.
a. Pasang Purnama
Pasang purnama terjadi pada kedudukan bulan baru dan pada bulan purnama.
1) Bulan baru
Pada kedudukan ini Bulan dan Matahari berada pada kedudukan
konjungsi (searah), sehingga gaya tariknya saling membantu dan saling
memperkuat. Air laut di A pada gambar 12.2.8, ditarik oleh Bulan dan
Matahari sehingga terjadilah di A dan C pasang yang amat tinggi, lebih tinggi
dari biasanya, yang kita sebut pasang purnama. Di C air laut itu juga naik,
akibatnya gaya tarik Bulan dan Matahari lebih kecil daripada di A, karena
jarak ke Bulan dan Matahari berbeda 2 x jari-jari Bumi yang panjangnya
6.576 km, sehingga air laut di sana cenderung ingin melambung ke atas
karena gaya beratnya yang berkurang (seperti balon karet yang diisi gas karbit
melambung).
29
2) Bulan Purnama
Pada kedudukan ini, Bulan dan Matahari berada pada kedudukan oposisi
(berlawanan/berhadap-hadapan) dan gaya tariknya saling membantu pula
sehingga di A dan C (gambar 12.2.8) terjadi pasang yang amat tinggi, yang
disebut pasang purnama.
b. Pasang Mati
Pasang mati terjadi pada kedudukan bulan pada peremptan awal (PA) dan
perempatan akhir (PP) pada gambar 12.2.8, ketika gaya tarik Bulan dan Matahari
saling mengurangi, sehingga pasang di B dan D itu tidak begitu tinggi, dan disebut
pasang perbani atau pasang mati.
LATIHAN 2
Setelah Anda mempelajari uraian materi di atas, untuk mengetahui tingkat
pemahaman Anda, coba jawab atau kerjakan latihan di bawah ini.
1. Apa yang Anda ketahui tentang Kalender Bulan?
2. Mengapa gerhana tidak terjadi setiap bulan baik pada baru maupun pada bulan
purnama?
3. Jelaskan, beberapa hal penting yang terjadi atau berhubungan dengan gerhana
Matahari!
4. Jelaskan, beberapa hal penting yang terjadi atau berhubungan dengan gerhana
bulan!
5. Jelaskan, mengapa pada kedudukan bulan baru dan bulan purnama terjadi pasang
yang sangat tinggi?
30
PETUNJUK JAWABAN LATIHAN
Untuk mengetahui kebenaran jawaban Anda dalam mengerjakan latihan,
silakan Anda telaah jawaban berikut ini atau mintalah bantuan Tutor/Dosen
pembimbing.
1. Kalender bulan adalah kalender yang mendasarkan perhitunganya pada peredaran
bulan sinodis, yaitu waktu yang diperlukan Bulan mengedari Bumi mulai bulan
baru hingga bulan baru berikutnya. Lamanya peredaran bulan sinodis yaitu 29
hari 13 jam.
2. Seandainya lintasan Bulan mengelilingi Bumi berimpit dengan lintasan Bumi
mengelilingi Matahari (ekliptika) maka dapat dipastikan bahwa setiap bulan baru
akan terjadi gerhana Matahari dan setiap bulan purnama akan terjadi peristiwa
gerhana bulan. Akan tetapi dalam kenyataannya tidak demikian karena lintasan
Bulan mengelilingi Bumi membentuk sudut 5,1 derajat.
3. Untuk menjawab nomor ini, Anda pelajari kembali tentang gerhana Matahari.
4. Untuk menjawab nomor ini, Anda pelajari kembali tentang gerhana Bulan.
5. Untuk menjawab soal latihan ini, Anda harus mengkaji tentang gaya tarik Bulan
dan Matahari terhadap permukaan Bumi seperti pada gambar 12.2.8.
RANGKUMAN
Kalender Bulan perhitungannya berdasarkan bulan sinodik yang lamanya 29
hari 13 jam. Kalender Bulan yang masih digunakan di Indonesia adalah kalender
Hijriah dan Jawa Islam. Kalender Hijriah atau kalender Islam dimulai dengan bulan
Muharam yang berjumlah 30 hari. Jumlah hari setiap bulannya adalah 30 dan 29 hari
guna menyesuaikan dengan peredaran bulan sinodik. Untuk menentukan hari pertama
(colodro) dari bulan berikutnya sering orang dengan mengamati bulan pada saat
tenggelam matahari, yang disebut ru’yat. Kalender Hijriah lebih pendek 11 atau 12
31
hari lebih pendek daripada kalender Masehi. Kalender Hijriah dimulai pada tahun 622
Masehi pada saat Nabi Muhammad S.A.W. hijrah dari Mekah ke Madinah.
Gerhana Matahari terjadi pada saat fasa bulan baru, yaitu Bulan dalam
kedudukan konjungsi, Matahari – Bulan – Bumi berada dalam garis lurus. Sebaliknya
Gerhana Bulan terjadi pada saat fasa bulan purnama, yaitu Bulan dalam kedudukan
oposisi, Matahari – Bumi – Bulan terletak pada garis lurus (garis edar Bulan
berimpitan dengan garis ekliptika). Gerhana yang serupa dapat terjadi setiap periode
saros, yaitu kurang lebih berselang 18 tahun.
Terjadinya pasang naik dan pasang surut disebabkan gaya tarik Bulan, atau
gaya tarik Bulan dan Matahari terhadap Bumi.
TES FORMATIF 2
Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban dengan memberi tanda silang (X) pada jawaban
yang paling tepat!
1. Yang menjadi dasar perhitungan kalender bulan adalah, kecuali ….
A. bulan siderik
B. bulan draconitis
C. bulan sinodik
D. bulan anomalitis
2. Interval waktu yang dibutuhkan dalam bulan sinodik agar bulan melalui seluruh
fasanya dari bulan baru sampai bulan baru berikutnya adalah ….
A. 30 hari
B. 29 hari 13 jam
C. 29 hari
D. 27 1/3 hari
32
3. Peredaran Bulan mengelilingi Bumi selain menjadi dasar dalam perhitungan
kalender Bulan, juga menyebabkan peristiwa, kecuali ….
A. gerhana bulan
B. gerhana matahari
C. pasang surut air laut
D. terjadinya siang dan malam
4. Yang menggunakan perhitungan Bulan sinodik dalam menentukan penanggalan
adalah ….
A. Kalender Hijriah
B. Kalender Saka
C. Kalender Gregorius
D. Kalender Yulian
5. Kalender Islam dimulai sejak ….
A. dilahirkan Nabi Muhammad S.A.W.
B. wafatnya Nabi Muhammad S.A.W.
C. diagkatnya Nabi Muhammad S.A.W menjadi Rosul
D. pindahnya Nabi Muhammad S.A.W. dari Mekah ke Madinah
6. Terjadinya peristiwa gerhana jika kedudukan ….
A. Bulan, Bumi, dan Matahari dalam konjungsi dan oposisi
B. Bulan, Bumi, dan Matahari konjungsi dan oposisi dalam satu garis lurus
C. Bulan, Bumi, dan Matahari dalam konjungsi dan oposisi dengan sudut 5,10
D. Bulan, Bumi, dan Matahari membentuk sudut 150
7. Gerhana Matahari terjadi pada saat fasa ….
A. Bulan baru malam
B. Bulan baru siang
C. Bulan purnama siang
D. Bulan purnama malam
8. Selang waktu gerhana yang serupa disebut ….
A. waktu bulan sinodik
B. kedudukan berkonjungsi
33
C. periode saros
D. batas ekliptika
9. Pasang yang terjadi pada saat bulan mati disebut ….
A. pasang perbani
B. pasang purnama
C. pasang surut
D. pasang perempat awal (PA)
10. Terjadinya pasang air laut yang sangat tinggi akibat dari gaya tarik ….
A. Bulan terhadap Bumi
B. Matahari terhadap Bumi
C. Matahari terhadap Bulan
D. Bulan bersama Matahari terhadap Bumi
BALIKAN DAN TINDAK LANJUT
Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban Tes Formatif 2 yang
ada pada bagian belakang BBM ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar, kemudian
gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap
materi Kegiatan belajar 2.
Rumus:
Tingkat Penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar x 100%
10
Arti Tingkat Penguasaan:
90% - 100% = Baik Sekali
80% - 89%
= Baik
70% - 79%
= Cukup
≤ 69% = Kurang
Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% ke atas, Anda telah berhasil
mempelajari Konsep Dasar Bumi Antariksa untuk SD, bagus! Akan tetapi apabila
34
tingkat penguasaan Anda di bawah 80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar 2,
terutama bagian yang belum Anda kuasai.
35
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF
Tes Formatif 1
1. C., sebab pernyataan kesatu salah, dan pernyataan kedua benar
2. C., sudah jelas
3. A., kedua pernyataan itu benar dan ada hubungan sebab-akibat
4. A., sudah jelas
5. B., sebab kedua pernyataan itu benar tetapi tidak ada hubungan sebab-akibat
6. C., sudah jelas
7. C., sudah jelas
8. B., sebab kedua pernyataan itu benar tetapi tidak ada hubungan sebab-akibat
9. A., kedua pernyataan itu benar dan ada hubungan sebab-akibat
10. D., sebab kedua pernyataan itu salah. Bulan sidereal adalah periode bulan relative
terhadap bintang, sedangkan bulan sinodik adalah periode revolusi bulan relative
terhadap matahari.
Tes Formatif 2
1. C. (bulan anomalis), sebab dasar perhitungan Kalender Bulan adalah bulan
siderik, bulan draconitis, dan bulan sinodik
2. B. (29 hari 13 jam), sebab bulan sinodik itu 29,5 hari
3. D. (terjadinya siang dan malam), sudah jelas
4. A. (Kalender Hijriah), sebab Kalender Saka (Jawa Hindu), Kalender Gregorius,
dan Kalender Yulian perhitungannya berdasarkan perputaran semu Matahari
5. D. (Pindahnya Nabi Muhammad,SAW dari Mekah ke Madinah), sebab pindah
sama dengan hijriah
6. B. (Bulan, Bumi, dan Matahari konjungsi dan oposisi dalam satu grs.lurusa), jelas
7. B. (Bulan baru siang), sudah jelas
8. C. (Periode saros), sudah jelas
36
9. B. (pasang purnama), sudah jelas
10. D. (Bulan bersama Matahari terhadap Bumi), sebab Bulan dan Matahari pada
kedudukan oposisi, dan gaya tariknya saling membantu
37
GLOSARIUM
Apogee
: bahasa Yunani: ap artinya jauh, gee artinya Bumi, lintasan
terjauh ketika Bulan mengedari Bumi
Hijrah
: pindah, pindahnya Nabi Muhammad S.A.W. dari Mekah ke
Madinah
Kalender
: bahasa Yunani: Colodro atinya hari pertama, penanggalan
Konjungsi
: conjuction, searah, berhadap-hadapan
Marta
: daerah gurun batuan gelap di Bulan
Meteorit
: benda angkasa yang jatuh sampai di Bulan/Bumi
Oposisi
: berlawanan
Perigee
: bahasa Yunani: peri artinya dekat, gee artinya Bumi, terdekat
Sideral
: bulan sideral, revolusi Bulan relatif terhadap Bintang
Sinodik
: bulan sinodik, revolusi Bulan relatif terhadap Matahari
Terra
: daerah yang terlihat terang (bagian Bulan)
Umbra
: inti, bayangan inti pada gerhana
38
DAFTAR PUSTAKA
Dirdjosoemarto, Soendjojo, dkk.. (1991). Pendidikan IPA 2, Buku II. Jakarta:
Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Proyek Pembinaan Tenaga
Kependidikan Pendidikan Tinggi.
Hidayat, Bambang, dkk., (1978). Bumi dan Antariksa 1. Jakarta: Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan.
Simamora, P.. (1975). Ilmu Falak. Jakarta: CV Pejuang Bangsa.
Tjasyono, B. HK.. (2006). Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung: PT Remaja
Rosdakarya Bekerja Sama dengan Program Pascasarjana UPI.
39
