LAPISAN ATMOSFER BUMI DAN FUNGSINYA
Struktur Lapisan Bumi Kita Apr 14, ’08 2:51 AM
for everyone
Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi
merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat
dengan matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km,
berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi merupakan satu-satunya
planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Permukaan
bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan bumi
dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :
1. Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan
bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan
batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini
menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah
kerak bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya
hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.
2. Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di
bawah lapisan kerak bumi. Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km dan
merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi
mencapai 3.000 oC.
3. Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan
penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang
terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi
lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya
sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200
oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter
sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang
suhunya mencapai 4.500 oC.
Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat
bagian, yakni bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan
batuan; bagian cair (hidrosfer) yang terdiri dari berbagai bentuk
ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian udara
(atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang
ditempati oleh berbagai jenis organisme (biosfer).
Keempat komponen tersebut berinteraksi secara aktif satu sama lain,
misalnya dalam siklus biogeokimia dari berbagai unsure kimia yang ada
di bumi, proses transfer panas dan perpindahan materi padat.
A. ATMOSFER
Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara
menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km. Gerakan udara dalam
atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar
matahari serta perputaran bumi. Perputaran bumi ini akan mengakibatkan
bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di
berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin.
Pada lapisan atmosfer terkandung berbagai macam gas. Berdasarkan
volumenya, jenis gas yang paling banyak terkandung berturut-turut
adalah nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, oksigen (O2) sebanyak 20,95%,
argon sebanyak 0,93%, serta karbon dioksida (CO2) sebanyak 0,03%.
Berbagai jenis gas lainnya jufga terkandung dalam atmosfer, tetapi
dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya neon (Ne), helium
(He), kripton (Kr), hidrogen (H2), xenon (Xe), ozon (O3), metan dan uap
air.
Di antara gas-gas yang terkandung di dalam atmosfer tersebut, karbon
dioksida dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari
tempat ke tempat, serta dari waktu ke waktu untuk uap air.
Keberadaan atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi memiliki
arti yang sangat penting bagi kelangsungan hidup berbagai organisme di
muka bumi. Fungsi atmosfer antara lain :
1. Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada
siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.
2. Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi
3. Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.
4. Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.
Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting.
Apabila tidak ada lapian atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100%
radiasi matahari diterima oleh permukaan bumi akan sangat tinggi dan
dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk
manusia.
Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran
atmosfer ini terlihat dalam siklus hidrologi. Tasnpa adanya atmosfer
yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya
akan mengumpul pada tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan
kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya
akan mengumpul di samudera dan laut saja. Pendistribusian air oleh
atmosfer ini memberikan peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh
dan berkembang di seluruh permukaan bumi.
Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup.
Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.
Berdasarkan perbedaan suhu vertikal, atmosfer bumi dapat dibagi menjadi lima lapisan, yaitu :
a. Troposfer
Lapisan ini merupakan lapisan yang paling bawah, berada antara
permukaan bumi sampai pada ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 –
19 km pada daerah ekuator. Pada lapisan ini suhu udara akan menurun
dengan bertambahnya ketinggian. Setiap kenaikan 100 meter temperaturnya
turun turun 0,5 oC. Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang
paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang
merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia,
serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan
troposfer.
Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99
oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium,
0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon.
Di dalam lapisan ini berlangsung semua hal yang berhubungan dengan
iklim. Walaupun troposfer hanya menempati sebagian kecil saja dari
atmosfer dalam, akan tetapi, 90% dari semua masa atmosfer berkumpul
pada lapisan ini. Di lapisan inilah terbentuknya awan, jatuhnya hujan,
salju, hujan es dan lain-lain.
Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah
(cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto
cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi
(cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.
Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :
1. Lapisan Udara Dasar
Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi.
Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka
bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya.
Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro,
yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam
tanah.
2. Lapisan Udara Bawah
Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter
(planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 –
2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga
menentukan iklim.
3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)
Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan,
yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar
lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu
di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.
4. Lapisan Udara Tropopouse
Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer
terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan
ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 o C
sampai – 80o C pada musim panas dan antara – 57 o C sampai – 83 o C
pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang
menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih
tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai
tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan)
dan padat (salju, hujan es).
b. Stratosfer
Merupakan bagian atmosfer yang berada di atas lapisan troposfer
sampai pada ketinggian 50 – 60 km, atau lebih tepatnya lapisan ini
terletak di antara lapisan troposfer dan ionosfer.
Pada lapisan stratosfer, suhu akan semakin meningkat dengan
meningkatnya ketinggian. Suhu pada bagian atas stratosfer hampir sama
dengan suhu pada permukaan bumi. Dengan demikian, profil suhu pada
lapisan stratosfer ini merupakan kebalikan dari lapisan troposfer.
Ciri penting dari lapisan stratosfer adalah keberadaan lapisan ozon
yang berguna untuk menyerap radiasi ultraviolet, sehingga sebagian
besar tidak akan mencapai permukaan bumi.
Serapan radiasi matahari oleh ozon dan beberapa gas atmosfer lainnya
menyebabkan suhu udara pada lapisan stratosfer meningkat.
Lapisanstratosfer tidak mengandung uap air, sehingga lapisan ini hanya
mengandung udara kering. Batas lapisan stratosfer disebut stratopouse.
Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu :
1. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara – 50o C sampai -55o C.
2. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
3. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl,
dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar
ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga
kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.
c. Mesosfer
Mesosfer terletak di atas stratosfer pada ketinggian 50 – 70 km.
Suhu di lapisan ini akan menurun seiring dengan meningkatnya
ketinggian. Suhunya mula-mula naik, tetapi kemudian turun dan mencapai
-72 oC di ketinggian 75 km. Suhu terendah terukur pada ketinggian
antara 80 – 100 km yang merupakan batas dengan lapisan atmosfer
berikutnya, yakni lapisan mesosfer. Daerah transisi antara lapisan
mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah – 110o C .
d. Lapisan Termosfer
Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada
ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi,
oleh karenanya lapisan ini sering juda disebut lapisan ionosfer.
Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses
pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan
menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada
lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya
ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu :
1. Lapisan Udara E
Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini
tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga
lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan
gelombang radio. Suu udara di sini berkisar – 70o C sampai +50o C .
2. Lapisan udara F
Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.
3. Lapisan udara atom
Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya
lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung
dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C .
e. Ekosfer atau atmosfer luar
Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini,
kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang
pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak
jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah yang masih
dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner yang membatasi
ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.
Ozon Dalam Atmosfer
Ozon adalah zat oksidan yang kuat, beracun, dan zat pembunuh jasad
renik yang kuat juga. Ozon biasanya digunakan untuk mensterilkan air
isi ulang, serta dapat juga digunakan untuk menghilangkan warna dan bau
yang tidak enak pada air.
Ozon terbentuk secara alamiah di stratosfer. Pembentukan dan
perusakan ozon di stratosfer merupakan mekanisme perlindungan bumi dari
sinar UV dari matahari. Di troposfer ozon terbentuk melalui reaksi
fotokimia pada berbagai zat pencemar udara.
Ozon terdapat dalam lapisan stratosfer dan juga dalam lapisan
troposfer. Ozon yang terdapat dalam stratosfer berfungsi melindungi
manusia dan mahluk hidup di bumi dari penyinaran sunar UV. Sedangkan
ozon yang terdapat pada lapisan troposfer memiliki efek yang berbeda
terhadap bumi dan mahluk hidup di dalamnya, walaupun susunan kimianya
sama. Ozon di troposfer ini bersifat racun dan merupakan salah satu
dari gas rumah kaca. Selain itu, ozon di troposfer juga menyebabkan
kerusakan pada tumbuhan, cat, plastik dan kesehatan manusia.
Ozon memiliki rumus kimai O3, menyerupai rumus kimia molekul oksigen
O2 dengan sebuah atom oksigen lebih banyak. Pada suhu kamar ozon berupa
gas, terkondensasi pada suhu -112 oC menjadi zat cair yang berwarna
biru. Ozon yang cair ini akan membeku pada -251,4 oC, sedangkan pada
suhu di atas 100 oC ozon dengan cepat mengalami dekomposisi.
Dari molekol O2, melalui reaksi. Ozon yang terbentuk akan kembali
pecah menjadi molekul oksigen. Dalam alam, pembentukan dan destruksi
ozon ada dalam keadaan seimbang, sehingga kadar ozon terdapat dalam
keseimbangan dinamik. Kedua reaksi ini secara efektif dapat menghalangi
sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B untuk sampai
ke bumi. Inilah mekanisme alam yang melindungi bumi dan penghuninya
dari penyinaran UV gelombang pendek yang berbahaya bagi kehidupan.
Kedua reaksi ini juga mengakibatkan naiknya suhu di dalam stratosfer
dibandingkan suhu di troposfer.
Kira-kira 3 milyar tahun yang lalu, sebagai hasil evolusi di bumi
muncul mahluk hidup yang berklorofil, mulailah terjadi proses
fotosintesis yang salah satu hasilnya adalah O2. semakin lama, kadar O2
semakin tinggi, sehingga semakin meningkat kadar ozon yang terbentuk.
Dengan demikian, semakin banyak pula sinar UV gelombnag pendek yang
terhalang oleh lapisan ozon untuk sampai ke permukaan bumi. Dan inilah
cikal bakal kehidupan di daratan.
Akan tetapi, seiring berjalannya waktu, pertambahan jumlah oenduduk
dan kemajuan industri serta pembangunan mengakibatkan lapisan ozon ini
mulai berlubang. Lubang ozon ini sangat merisaukan karena dengan
berkurangnya kada ozon berarti semakin bertambah sinar UV-B yang akan
sampai ke bumi. Dampak bertambahnya sinar UV-B ini akan sangat besar
terhadap mahluk hidup di bumi.
Terjadinya lubang ozon ini diakibatkan adanya peningkatan kadar NOx
dari pembakaran bahan bakar pesawat, naiknya kadar N2O karena akibat
pembakaran biomassa dan oenggunaan pupuk, dimana N2O ini merupakan
sumber terbentuknya NO.
Selain itu, zat kimia yang kita kenal clorofuorocarbon atau CFC
berpengaruh sangat besar terhadap perusakan ozon. CFC ini adalah
segolongan zat kimia yang terdiri atas tiga jenis unrus, yaitu klor
(Cl), fluor (F) dan karbon (C). CFC inilah yang mendominasi
permasalahan perusakan ozon dan menjadi zat yang sangat dicurigai
sebagai penyebab terjadinya kerusakan ozon. CFC ini tidak ditemukan di
alam, melainkan merupakan zat hasil rekayasa manusia. CFC tidak
beracun, tidak terbakar dan sangat stabil karena tidak mudah bereaksi.
Karenanya menjadi zat yang sangat ideal untuk industri. CFC banyak
digunakan sebagai zat pendingin dalam kulkas dan AC mobil (CFC-12),
sebagai bahan untuk membuat plastik busa, bantal kursi dan jok mobil
(CFC-11), campuran CFC-11 dan CFC-12 digunakan untuk pendorong aerosol,
serta CFC-13 yang biasa digunakan dalam dry cleaning.
Dampak Lubang Ozon
Lapisan ozon di stratosfer dapat menyerap seluruh sinar UV ekstrem
dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B. Di katulistiwa, pada keadaan
terang tak berawan sekitar 30% sinar UV-B dapat sampai ke bumi. Semakin
jauh dari katulistiwa, UV-B yang sampai ke bumi semakin berkurang. Akan
tetapi, pada musim panas penyinaran UV-B di daerah yang jauh dari
katulistiwa tidak berbeda jauh dengan di katulistiwa.
Dengan semakin berkurangnya lapisan ozon, maka sinar UV-B yang
diserap bumi semakin besar. Karena sinar yang bergelombang pendek ini
memiliki energi yang tidur, maka berpengaruh besar terhadap sel hidup
dan mengakibatkan kematian jasad renik.
Sinar UV-B juga mempunyai dampak negatif pada mahluk tingkat tinggi,
baik hewan maupun tumbuhan. Pada tumbuhan, menipisnya lapisan ozon akan
mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis yang selanjutnya
menyebabkan turunnya laju pertumbuhan daun dan batang serta penurunan
berat kering total sehingga hasilnya akan berkurang. Selain itu dapat
juga mempengaruhi produktivitas hutan, mengakibatkan gangguan pada
ekosistem akuatik, serta mengakibatkan penyakit kanker kulit, penyakit
katarak serta menurunnya daya imunitas pada manusia. Dengan
berkurangnya daya imunitas oranng menjadi lebih peka terhadap serangan
infeksi termasuk virus herpes dan lepra.
Mekanisme Pembentukan Lubang Ozon di Antartika
Pada bulan Agustus – Oktober 1987 diadakan penelitian untuk
mengetahui apa yang menyebabkan terjadinya lubang ozon di Antartika.
Penelitian ini dilakukan oleh sebuah tim Internasional, yang dikenal
dengan Airborne Antartic Ozone Experiment. Dari penelitian ini
menunjukkan bahwa pada musim dingin, daerah lubang ozon dibatasi oleh
pusaran angin pada 60o Lintang Selatan. Dengan adanya pusaran angin
itu, daerah di atas Antartika merupakan daerah dengan udara yang tenang
yang terisolasi dari daerah sekitarnya. Daerah ini disebut botol
kungkungan (containment vessel). Kerusakan ozon terutama terjadi pada
ketinggian 14 dan 24 km. Di daerah ini terdapat kadar CFC yang rendah
dan ClO (klormonoksida) yang merupakan perusak ozon yang berasal dari
CFC.
Pada musim dingin, di Antartika matahari tidak bersinar selama
berbulan-bulan. Karena udara terisolasi oelh adanya pusaran angin dan
karena udara terus memancarkan radiasi inframerah ke angkasa, sedangkan
matahri tidak bersinar, suhunya terus turun. Pada suhu -78 oC,
terjadilah awan yang terutama terdiri dari kristal asam nitrat.
Terjadinya lubang ozon di Antartika ini dimungkinkan karena kondisi
atmosfer yang khusus. Suhu yang sangat rendah pada musim dingin ini
memungkinkan terjadinya reaksi kimia peusakan ozon dalam musim semi
berikutnya.
Terbentuknya pusaran angin itu dimungkinkan juga karena naiknya
kadar gas rumah kaca yang menghalangi lepasnya panas dari bumi ke
angkasa, sehingga suhu stratosfer lebih dingin.
Di samping daerah utama perusakan ozon terdapat pula ”lubang mini”
di luar daerah botol kungkungan sampai pada garis lintang 45o Selatan
di atas ujung selatan Amerika Selatan, Australia dan Selandia Baru..
Masing-masing lubang mini hanya berumur beberapa hari saja, kemudian
menghilang. Akan tetapi, pada pertengahan bulan September beberapa
lubang mini muncul bersamaan dan bergabung menjadi satu.
B. HIDROSFER
Air adalah senyawa gabungan dua atom hidrogen dengan satu atom
oksigen menjadi H2O. Sekitar 71% permukaan bumi merupakan wilayah
perairan. Lapisan air yang menyelimuti permukaan bumi disebut
hidrosfer.
Energi matahari yang datang di permukaan bumi menyebabkan penguapan
air ke bagian atmosfer. Kemudian di atmosfer uap air ini mengalami
kondensasi dan selanjutnya akan jatuh sebagai hujan.
Pemanasan oleh sinar matahari menyebabkan suhu air laut di darah
tropis lebih panas dibandingkan suhu air laut yang terletak di belahan
bumi lainnya. Akibatnya, timbul arus vertikal ke arah permukaan laut di
daerah tropis serta arus ke arah dasar laut di daerah kutub. Adanya
arus vertikal ini juga mengakibatkan perbedaan tekanan teanan air laut
antara daerah tropis dengan daerah kutub. Perbedaan ini bersamaan
dengan perputaran bumi serta arus angin akan menimbulkan arus air di
permukaan air laut yang membantu distribusi organisme-organisme di laut.
Hidrosfer meliputi samudera, laut, sungai, danau, gletser, salju, air tanah, serta uap air di atmosfer.
1. Samudera-samudera dan laut-laut
Samudera-samudera dan laut-laut menempati 71% permukaan bumi. Bila
di lihat dari luar bumi, terlihat seperti bulatan air. Tubir samudera
yang paling dalam 10 km, dengan rata-ratanya 4 km. Bila semua air ini
diratakan di permukaan bumi dapat mencapai dalamnya 2,84 km.
Pada dasarnya yang dimaksud dengan laut adalah masa air asin yang
menggenangi sebagian besar permukaan bumi. Secara langsung maupun
tidak, laut sangat berpengaruh terhadap kehidupan di permukaan bumi.
Berat jenis air laut adalah 1,027, disebabkan oleh larutan
garam-garamair laut rata-rata mempunyai kandungan garam dan berbagai
jenis mineral dengan konsentrasi yang relatif lebih tinggi dibandingkan
air sungai atau danau, yaitu sekitar 35%. Hal inilah yang mengakibatkan
organisme laut memiliki struktur tubuh maupun kondisi fisiologis yang
sangat berbeda dengan organisme yang hidup di air tawar.
Besarnya kadar bagi masing-masing garam di laut adalah sebagai
berikut : NaCl 77,76%, MgCl2 10,88%, MgSO4 4,74%, CaSO4 3,60%, K2SO4
2,64%, CaCO3 0,34%, MgBr2 0,22% dari sejumlah garam yang ada di dalam
air laut.
Garam-garam ini terlarut dalam air sungai. Air hujan yang jatuh di
daratan meresap ke dalam tanah dan ke dalam lapisan-lapisan di
bawahnya, melarutkan garam-garam yang dapat dilarutkan dan semua ini
diangkut sebagai larutan yang amat encer yang mengalir ke laut.
Kemudian air diuapkan, melalui peredarannya lagi dan garam tinggal
di samudera. Pada dasarnya, kandungan garam kapur yang dilarutkan oleh
air hujan sangat besar, akan tetapi kandungan garam kapur di laut amat
sedikit. Hal ini dikarenakan jasad-jasad laut membutuhkan banyak garam
kapur untuk menyusun tubuhnya.
Laut terasing, yaitu laut yang berhubungan dengan laut terbuka yang
belum putus, mengandung lebih banyak garam daripada laut terbuka. Laut
Tengah memiliki kadar garam lebih tinggi daripada Laut Antlantik; Laut
Hitam kadar garamnya lebih tinggi daripda Laut Tengah. Laut Kaspi dan
Laut Mati memiliki kadar garam yang lebih tinggi lagi.
Hal ini disebabkan pada laut yang terasing kadar garamnya tidak dialirkan lagi ke tempat lain seperti halnya laut terbuka.
Selain mengandung garam, air laut juga mengandung gas, terutama CO2
yang terdapat di laut 27 kali lipat lebih banyak daripada di hawa
udara. Karenanya, samudera dianggap sebagai suatu pengatur kadar CO2
udara.
Suhu di permukaan air laut berkisar antara +32oC sampai -3 oC. Pada kedalaman sekitar 75 – 1100 m, suhu udara mencapai +4 oC.
Air di permukaan bumi jumlahnya selalu tetap, meskipun berubah bentuk dari cair menjadi uap, kemudian menjadi cair kembali.
Wilayah laut dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Berdasarkan letaknya, terbagi menjadi laut tepi yang terletak di
antara tepi benua dan kepulauan yang memisahkannya dengan samudera,
contohnya laut Jepang yang terletak antara Kepulauan Jepang dan Benua
Asia yang memisahkannya dnegan Samudera Pasifik; Laut Tengah yang
terletak di antara dua benua, misalnya Laut Karibia yang t erletak di
antara Benua Amerika Utara dan Amerika Selatan; serta Laut Pedalaman,
yang hampir seluruhnya dikelilingi daratan, seperti Laut Hutam, Laut
Baltik dan Laut Kaspia.
2. Berdasarkan proses terjadinya, terbagi
menjadi laut transgresi yang terjadi karena naiknya permukaan laut;
laut ingresi yang terjadi karena turunnya daratan akibat proses
patahan; serta laut regresi yang terjadi karena turunnya permukaan laut.
3. Berdasarkan kedalamannya, terbagi menjadi zona litoralyang merupakan
wilayah laut yang terletak antara zona pasang naik dan pasang surut;
zona neritik yang terletak dari wilayah pasang surut sampau kedalaman
200 meter; zona batial yang terletak pada kedalaman antara 200 – 2.000
meter di bawah permukaan laut serta zona abisal yang merupakan wilayah
laut yang terletak pada kedalaman lebih dari 2.000 meter di bawah
permukaan laut.
2. Sungai
Sungai adalah aliran air tawar melalui suatu saluran menuju laut,
danau dan atau sungai lain yang lebih besar. Air sungai dapat berasal
dari gletser (es), danau yang meluap atau mata air pegunungan. Dalam
perjalanannya, aliran air sungai mempunyai tiga aktivitas, ayitu
melakukan erosi, transportasi dan sedimentasi.
Beberapa manfaat sungai bagi kehidupan kita adalah :
1. Sebagai sarana transportasi.
2. Sebagai sumber air irigasi.
3. Aliran sungai dapat digunakan untuk pembangkit tenaga listrik.
4. Sebagai prasarana oleh raga.
5. Sebagai tempat budidaya perikanan.
3. Danau
Danau adalah masa airdalam jumlah besar yang berada dalam satu
cekungan atau basin diwilayah daratan. Berdasarkan proses terjadinya,
danau terbagi menjadi :
1. Danau alam; terbentuk secara alami tanpa campur tangan manusia.
2. Danau buatan (waduk) yang merupakan buatan manusia untuk keperluan
tertentu. Misalnya waduk Jatiluhur dan Saguliang di Jawa Barat. Waduk
ini antara lain manfaatkan untuk pembangkit listrik, pengairan lahan
pertanian, pengendali banjir, rekreasi dan budidaya ikan.
3. Rawa
Rawa adalah tanah rendah yang selalu tergenang air karena tidak ada
pelepasan air (drainase). Oleh karena itu, air rawa bersifat asam.
Berdasarkan sifatnya, rawa dapat dibedakan menjadi :
a. Rawa air asin, yaitu rawa yang terdapat di daerah pantai.
b. Rawa air payau, yang terdapat di sekitar muara air sungai di dekat laut.
c. Rawa air tawar, yang terdapat di sekitar sungai-sungai besar.
4. Air Tanah
Merupakan air yang terdapat di lapisan tanah di bawah permukaan
bumi, berasal ari air hujan yang meresap ke dalam tanah. Semakin banyak
air hujan yang meresap ke dalam tanah, semkain banyak pula air yang
tersimpan di dalam tanah. Secara umum air tanah dibedakan menjadi dua,
yaitu :
1. Air tanah dangkal, yang terdapat di atas lapisan batuan kedap air.
2. Air tanah dalam, yang terletak di antara dua lapisan batuan kedap air.
Air tanah dapat juga keluar ke permukaan bumi dalam bentuk sumber
air panas yang disebut geyser. Geyser merupakan sumber air panas yang
erat hubungannya dengan aktivitas vulkanisme.
C. LITHOSFER
Lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan,
dan sphera artinya lapisan. Lithosfer merupakan lapisan kerak bumi yang
paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km.
Lithosfer adalah lapisan kulit bumi paling luar yang berupa batuan
padat. Lithosfer tersusun dalam dua lapisan, yaitu kerak dan selubung,
yang tebalnya 50 – 100 km. Lithosfer merupakan lempeng yang bergerak
sehingga dapt menimbulkan persegeran benua.
Penyusun utama lapisan lithosfer adalah batuan yang terdiri ari
campuran antar mineral sejenis atau tidak sejenis yang saling terikat
secara gembur atau padat. Induk batuan pembentuk litosfer adalah magma,
yaitu batuan cair pijar yang bersuhu sangat tinngi dan terdapat di
bawah kerak bumi. Magma akan mengalami beberapa proses perubahan sampi
menjadi batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamorf.
Lithosfer memegang peranan penting dalam kehidupan tumbuhan. Tanah
terbentuk apabila batu-batuan di permukaan litosfer mengalami
degradasi, erosi maupun proses fisika lainnya menjadi batuan kecil
sampai pasir. Selanjutnya bagian ini bercampur dengan hasil pemasukan
komponen organis mahluk hidup yang kemudian membentuk tanah yang dapat
digunakan sebagai tempat hidup organisme.
Tanah merupakan sumber berbagai jenis mineral bagi mahluk hidup.
Dalam wujud aslinya, mineral-mineral ini berupa batu-batuan yang
treletak berlapis di permukaan bumi. Melalui proses erosi
mineral-mineral yang menjadi usmber makanan mahluk hidup ini seringkali
terbawa oleh aliran sungai ke laut dan terdeposit di dasar laut.
Lithosfer terdiri dari dua bagian utama, yaitu :
1. Lapisan sial yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam
silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3.
Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat
batuan sedimen, granit andesit jenis-jenis batuan metamor, dan batuan
lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan sial dinamakan juga
lapisan kerak, bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35km. Kerak
bumi ini terbagi menjadi dua bagian yaitu :
a. Kerak benua, merupakan benda padat yang terdiri dari batuan
granit di bagian atasnya dan batuan beku basalt di bagian bawahnya.
Kerak ini yang merupakan benua.
b. Kerak samudera, merupakan benda padat yang terdiri dari endapan
di laut pada bagian atas, kemudian di bawahnya batuan batuan vulkanik
dan yang paling bawah tersusun dari batuan beku gabro dan peridolit.
Kerak ini menempati dasar samudra
2. Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang
tersusun oleh logam logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa
Si O2 dan Mg O lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar dari
pada lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral
ferro magnesium dan batuan basalt. Lapisan merupakan bahan yang
bersipat elastis dan mepunyai ketebalan rata rata 65 km .
Batuan Pembentuk Lithosfer
Semua batuan pada mulanya dari magma yang keluar melalui puncak
gunung berapi. Magma yang sudah mencapai permukaan bumi akan membeku.
Magma yang membeku kemudian menjadi batuan beku, yang dalam ribuan
tahun dapat hancur terurai selama terkena panas, hujan, serta aktifitas
tumbuhan dan hewan.
Selanjutnya hancuran batuan tersebut tersangkut oleh air, angin atau
hewan ke tempat lain untuk diendapkan. Hancuran batuan yang diendapkan
disebut batuan endapan atau batuan sedimen. Baik batuan sedimen atau
beku dapat berubah bentuk dalam waktu yang sangat lama karena adanya
perubahan temperatur dan tekanan. Batuan yang berubah bentuk disebut
batuan malihan atau batuan metamorf.
a. Batuan beku
Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma yang membeku.
Secara umum batuan beku mempunyai ciri-ciri homogen dan kompak, tidak
ada pelapisan, dan umumnya tidak mengandung fosil. Berdasarkan tempat
pembekuannya, batuan beku dibagi menjadi :
1. Batuan Beku Dalam ; adalah batuan beku yang terbentuk jauh di
bawah permukaan bumi, pada kedalaman 15 – 50 km. Karena tempat
pembekuannya dekat dengan astenofer, pendinginan magmanya sangat lambat
serta
2. Batuan Beku Gang, terbentuk di bagian celah/gang dari kerak bumi,
sebelum sampai ke permukaan bumi. Proses pembekuan magma ini agak cepat
sehingga membentuk batuan yang mempunyai cristal yang kurang sempurna.
3. Batuan Beku Luar, hádala batuan beku yang terbentuk di permukaan
bumi. Magma yang keluar dari bumi mengalami proses pendinginan dan
pembekuan Sangat cepat sehingga tidak menghasilkan cristal batuan.
Contohnya riolit dan basalt.
b. Batuan Sedimen
Batuan redimen adalah batuan yang terbentuk karena adanya proses
pengendapan. Batir-butir batuan sedimen berasal dari berbagai macam
batuan melalui proses pelapukan, baik oleh angin maupun air. Proses
pembentukan batuan sedimen disebut diagenesis yang menyatakan perubahan
bentuk dari bahan deposit menjadi batuan endapan.
Ada beberapa macam batuan sedimen, yaitu batuan sedimen klastik,
sedimen kimiawi dan sedimen organik. Sedimen klastik berupa campuran
hancuran batuan beku, contohnya breksi, konglomerat dan batu pasir.
Sedimen kimiawi berupa endapan dari suatu pelarutan, contohnya batu
kapur dan batu giok. Sedimen organic berupa endapan sisa sisa hewan dan
tumbuhan laut contohnya batu gamping dan koral
c. Batuan Malihan (Batuan Metamorf)
Batuan malihan atau metamorf adalah batuan yang telah mengalami
perubahan baik secara fisik maupun kimiawi sehingga menjadi batuan yang
berbeda dari batuan induknya. Faktor yang mempengaruhi perubahannya
adalah suhu yang tinggi, tekanan yang kuat serta waktu yang lama.
Contohnya adalah batu kapur (kalsit) yang berubah menjadi marmer, atau
batuan kuarsa menjadi kuarsit
Lithosfer merupakan bagian bumi yang langsung berpengaruh terhadap
kehidupan dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di
bumi. Lithosfer bagian atas merupakan tempat hidup bagi manusia, hewan
dan tanaman.
Manusia melakukan aktifitas di atas lithosfer. Selanjutnya lithosfer
bagian bawah mengandung bahan bahan mineral yang sangat bermanfaat bagi
manusia. Bahan bahan mineral atau tambang yang berasal dari lithosfer
bagian bawah diantaranya minyak bumi dan gas, emas, batu bara, besi,
nikel dan timah.
D. Biosfer
Biosfer merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdiri dari
gabungan ekosistem yang ada di planet bumi. Sistem ini mencakup semua
mahluk hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya sebagai kesatuan
utuh.
Secara entimologi, biosfer berasal dari dua kata, yaitu bio yang
berarti hidup dan sphere yang berarti lapisan. Dengan demikian dapat
diartikan biosfer adalah lapisan tempat tinggal mahluk hidup. Termsuk
semua bisofer adalah semua bagian permukaan bumi yang dapat dihuni oleh
mahluk hidup.
Pemahaman mengenai biosfer sangat penting untuk pengelolaan
sumberdaya hayati, terutama karena perkembangan flora dan fauna yang
semakin berkurang. Salah satu penyebabnya adalah terjadinya degradasi
hutan akibat kebakaran ataupun pembukaan hutan untuk pemukiman.
Organisme hidup tersusun oleh berbagai unsur yang berasal dari
biosfer, baik air, mineral maupun komponen-komponen penyusun atmosfer.
Secara fisik biosfre ini terbagi tiga, yaitu litosfer, hidrosfer dan
atmosfer.
Salah satu bentuk dari lingkungan hidrosfer adalah terbentuknya
gambut. Gambut terletak di antara atosfre dan litosfer, pada lain pihak
tumbuh juga dalam hidrosfer. Gambut merupakan suatu bentuk organis
sebagai asal mula pembentukan batu bara. Di dalamnya hidup beraneka
ragam mikro-plankton yang amat cepat pertumbuhannya, sedangkan umur
jasad-jasad tersebut sangat pendek dan ketika mati akan terendap dalam
rawa.
Lapisan gambut mengandung semua macam garam makanan tanaman yang
terlarut dalam air tanah. Gambut dibagi menjadi beberapa daerah, yaitu :
a. Gambut ombrogin, sebagai gambut pantai, terdapat di dataran tanah Sumatera, Kalimantan dan Irian.
b. Gambut topogin, terdapat pada tanah dataran Jawa (Pangandaran)
dan Sumatera serta di tanah pegunungan Jawa dan Sulawesi.