Bumi tersusun dari tiga lapisan, yaitu kulit bumi, mantel bumi, dan inti bumi. Manusia hidup di permukaan bumi menempati lapisan terluar (kulit bumi) yang sering juga disebut kerak bumi atau litosfer.
1. Pengertian Litosfer
Istilah litosfer berasal dari bahasa Yunani yaitu lithos yang artinya batuan dan sphera yang artinya lapisan. Jadi litosfer adalah lapisan bumi paling luar dan terdiri atas batuan. Dalam pengertian lebih luas, litosfer dapat berarti seluruh lapisan bumi dari lapisan kerak bumi (crust) sampai ke bagian inti bumi yang cair (molten core), tetapi tidak termasuk hidrosfer dan atmosfer.
Yang dimaksud batuan bukan hanya benda yang keras yang berupa batu dalam kehidupan sehari-hari, namun juga dalam bentuk tanah liat, abu gunung api, pasir, dan kerikil.
Litosfer atau kerak bumi merupakan lapisan terluar dari bumi yang berupa benda padat dengan ketebalan rata-rata 70 km dan berat jenisnya 2,8 gram/cm3. Kerak bumi terdiri atas kerak daratan dan kerak lautan dan tersusun dari bermacam-macam batuan dengan ketebalan yang berbeda-beda. Kerak daratan adalah kerak bumi pada bagian daratan (permukaan bumi di daratan), sedangkan kerak lautan adalah kerak bumi yang menempati dasar laut (permukaan bumi di dasar laut). Kerak daratan lebih tebal jika dibanding dengan kerak lautan.
2. Bentuk Kerak Daratan
Kerak daratan terdiri dari bermacam-macam bentuk, misalnya dataran, pegunungan, lembah, dan cekungan. Berbagai macam bentuk permukaan bumi tersebut dinamakan bentang alam.
Dataran merupakan bagian bentang alam dengan bentuk permukaan hampir rata yang sangat luas. Dataran terdiri dari dataran rendah dan dataran tinggi. Dataran rendah mempunyai ketinggian kurang dari 200 m dari permukaan air laut.
Beberapa bagian dari permukaan bumi kita terdiri dari gunung-gunung yang membentuk suatu pegunungan. Gunung merupakan permukaan bumi yang mengerucut. Lembah adalah dataran di sepanjang sungai. Sedangkan cekungan merupakan dataran rendah yang dikelilingi oleh dataran tinggi.
3. Bentuk Kerak Lautan
Berbeda dengan permukaan air laut yang terlihat hampir rata, permukaan bumi di dasar lautan terdiri dari bermaca-mmacam bentuk. Perhatikan gambar berikut!
4. Batuan Pembentuk Permukaan Bumi
Litosfer merupakan lapisan terluar dari bumi yang sebagian besar terdiri dari batuan. Proses pembentukan batuan di permukaan bumi diawali dari magma pijar yang berasal dari dalam bumi yang mengalami proses pendinginan dan akhirnya menjadi batuan beku. Karena proses alam, batuan beku tersebut mengalami proses penghancuran yang kemudian membentuk batuan sedimen. Dalam perkembangan berikutnya batuan sedimen dapat berubah menjadi batuan metamorf karena proses metamorfosis batuan.
Dari uraian di atas, secara garis besar batuan di permukaan bumi dapat dibedakan menjadi tiga berdasarkan proses pembentukannya, yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan malihan.
a. Batuan Beku
Batuan beku merupakan batuan keras yang terbentuk dari magma yang keluar dari perut bumi dan membeku karena mengalami proses pendinginan. Karena itu, batuan beku juga disebut sebagai bekuan.
Batuan beku dapat dibedakan berdasarkan tempat magma yang keluar membeku menjadi tiga jenis.
1) Batuan beku dalam, yaitu merupakan hasil pembekuan magma di bagian dalam perut bumi, bahkan di dalam dapur magma. Karena proses pendinginan yang terjadi berlangsung sangat lambat, maka dihasilkan hablur mineral yang sempurna (teratur). Contoh batuan beku dalam antara lain sienit, granit, diorit, dan gabro.
2) Batuan beku luar, yaitu terbentuk karena adanya proses pembekuan magma pada permukaan bumi. Biasanya proses pembentukan batuan ini terjadi secara cepat akibat penurunan suhu yang mendadak. Contoh batuan beku dalam antara lain obsidian, liparit, trachit, desit, andesit, dan basalt.
3) Batuan beku korok, yaitu terbentuk karena proses penyusupan magma pada celah-celah litosfer bagian atas dan kemudian membeku. Oleh karenanya, posisi batuan beku korok biasanya dekat dengan permukaan bumi. Batuan beku jenis ini juga mengkristal. Beberapa contoh batuan beku korok antara lain porfir granit, porfir diorit, dan ordinit.
Di alam, kita dapat membedakan empat macam batuan beku berdasarkan teksturnya, yaitu sebagai berikut.
1) Batuan granitoid, yaitu semua batuan yang butir-butir mineralnya cukup besar untuk dapat dikenal dengan mata biasa (megaskopis).
2) Batuan felsitoid, (aphanit) yaitu batuan yang tersusun terutama atau seluruhnya atas butir-butir mineral kecil yang hanya dapat dikenal jika dilihat dengan bantuan lensa kuat (mikroskopis).
3) Batuan gelas, yaitu batuan yang tersusun seluruhnya atau sebagian besar atas bahan gelas yang berkilap kaca.
4) Batuan pecahan (fragment), yaitu batuan yang tersusun terutama atas bahan yang dikeluarkan vulkan.
b. Batuan Sedimen
Batuan sedimen terbentuk dari batuan beku atau zat padat yang mengalami erosi di tempat tertentu kemudian mengendap dan menjadi keras. Batuan sedimen biasanya berlapis-lapis secara mendatar. Di antara batuan ini, seringkali ditemukan fosil-fosil.
Batuan sedimen dapat dibagi berdasarkan proses pembentukannya, yaitu sedimen klastis, kimiawi, dan organik.
1) Batuan sedimen klastis terbentuk karena pelapukan atau erosi pada pecahan batuan atau mineral, sehingga batuan menjadi hancur atau pecah dan kemudian mengendap di tempat tertentu dan menjadi keras. Susunan kimia dan warna batuan ini biasanya sama dengan batuan asalnya. Contoh batuan sedimen klastis antara lain batu konglomerat, batu breksi, dan batu pasir.
2) Batuan sedimen kimiawi terbentuk karena pengendapan melalui proses kimia pada mineral-mineral tertentu. Misalnya, pada batu kapur yang larut oleh air kemudian mengendap dan membentuk stalaktit dan stalagmit di gua kapur. Contoh batuan sedimen kimiawi lainnya adalah garam.
3) Batuan sedimen organik atau batuan sedimen biogenik terbentuk karena adanya sisa-sisa makhluk hidup yang mengalami pengendapan di tempat tertentu. Contohnya, batu karang yang terbentuk dari terumbu karang yang mati dan fosfat yang terbentuk dari kotoran kelelawar.
c. Batuan Malihan (Metamorfosis)
Batuan malihan terbentuk dari batuan beku atau batuan sedimen yang telah berubah wujud. Karena itu, batuan malihan disebut juga batuan metamorfosis.
Batuan malihan dapat dibagi berdasarkan proses pembentukannya, yaitu sebagai berikut.
1) Batuan malihan kontak, yaitu terbentuk karena adanya pemanasan atau peningkatan suhu dan perubahan kimia karena intrusi magma. Contohnya, batu marmer yang berasal dari batu kapur.
2) Batuan malihan dinamo, yaitu terbentuk karena adanya tekanan yang besar disertai pemanasan dan tumbukan. Tekanan dapat berasal dari lapisan-lapisan yang berada di atas batu dalam jangka waktu lama. Contohnya batu sabak yang berasal dari tanah liat. Contoh lainnya batubara yang berasal dari sisa-sisa jasad hewan dan tumbuhan di daerah rawa-rawa (tanah gambut).
3) Batuan malihan thermal-pneumatolik, yaitu terbentuk karena adanya zat-zat tertentu yang memasuki batuan yang sedang mengalami metamorfosis. Contohnya, batu zamrud, permata, dan topaz.
5. Proses Alam
Permukaan bumi terbentuk karena adanya proses alamiah yang berlangsung terus-menerus. Peristiwa alamiah tersebut digerakkan oleh suatu tenaga alamiah yang berasal dari dalam maupun luar bumi. Tenaga-tenaga yang berasal dari dalam bumi dan bersifat membentuk permukaan bumi dikenal sebagai tenaga endogen. Adapun tenaga-tenaga yang berasal dari luar bumi dan bersifat mengubah atau merusak permukaan bumi disebut tenaga eksogen.
a. Tenaga Endogen
Gempa bumi dan gunung meletus tersebut terjadi karena proses alam akibat tenaga dari dalam bumi atau tenaga endogen.
Tenaga endogen secara umum ada dua macam, yaitu
tektonisme dan vulkanisme. Tektonisme merupakan gejala alam yang berupa peristiwa pergerakan lapisan kerak bumi yang menyebabkan perubahan pada permukaan bumi. Peristiwa alami karena tektonisme dapat berupa pelipatan, pergeseran, ataupun pengangkatan membentuk struktur permukaan bumi. Beberapa contoh bentuk alam yang disebabkan oleh gejala tektonisme antara lain adanya lembah, gunung, jurang, dan bukit.
Adapun gejala alam yang berupa peristiwa keluarnya magma dari perut bumi ke permukaan dinamakan vulkanisme.
Vulkanisme terjadi akibat tekanan gas di dapur magma yang temperaturnya tinggi, sehingga magma mendesak keluar. Aktivitas gunung berapi merupakan contoh peristiwa vulkanisme.
Peristiwa alam tektonisme dan vulkanisme terjadi karena pada dasarnya bentuk bumi ini tidak bulat sempurna. Bumi tersusun atas lempengan-lempengan besar atau lempeng tektonik yang selalu bergerak. Setiap pergerakan suatu lempeng akan menyebabkan terjadinya gesekan dengan lempengan lainnya. Pergesekan tersebut akan terjadi di batas lempeng.
b. Tenaga Eksogen
Tenaga pengubah bentuk permukaan bumi yang berasal dari luar permukaan bumi dinamakan tenaga eksogen. Tenaga eksogen biasanya membentuk permukaan bumi dengan perusakan, misalnya melalui pelapukan, erosi, dan abrasi.
1) Pelapukan
Pelapukan merupakan proses alami hancurnya batuan tertentu menjadi berbagai jenis tanah. Proses pelapukan tergantung kepada beberapa sebab, misalnya susunan dan bahan pembentuk batuan, temperatur dan cuaca di sekitar batuan, serta kelebatan tumbuhan yang ada di sekitar batuan. Berdasarkan penyebabnya, proses pelapukan dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu pelapukan kimia, fisika, dan biologi.
Pelapukan kimia adalah pelapukan yang terjadi karena reaksi kimia yang mengakibatkan hancurnya batuan. Pelapukan jenis ini dapat terjadi dengan cepat di daerah yang sangat panas atau sangat dingin. Peristiwa pelapukan kimia dapat terjadi karena batuan bereaksi dengan bahan kimia tertentu, misalnya batuan gamping yang melapuk karena terkena air.
Pelapukan fisika adalah proses hancurnya batuan karena proses fisika pada batuan tersebut. Pelapukan jenis ini biasanya tidak akan mengubah sifat dasar dan komposisi batuan yang mengalaminya. Pelapukan fisika biasanya terjadi karena temperatur di sekitar batuan selalu berubah- ubah secara cepat. Peristiwa pelapukan fisika dapat terjadi karena batuan mengalami perubahan mekanik. Misalnya sebuah batu pada siang hari memuai karena panas matahari dan pada malam hari mengerut karena udara dingin.
Pelapukan biologi adalah proses hancurnya batuan karena aktivitas makhluk hidup. Pelapukan biologi biasanya disertai oleh pelapukan kimia. Misalnya batu yang hancur karena ditumbuhi lumut, dan tanaman lain, atau batu yang berlubang karena dilubangi semut.
2) Erosi
Air yang mengalir di sungai dapat mengakibatkan runtuhnya dinding-dinding sungai. Proses runtuhnya dinding sungai didahului dengan pengikisan oleh aliran air.
Proses pengikisan ini disebut sebagai erosi. Erosi tidak hanya terjadi akibat tenaga air, tetapi juga angin, gelombang laut, dan es.
Erosi didefinisikan sebagai proses terjadinya pengikisan pada bagian-bagian tertentu di muka bumi. Materi dari bagian yang mengalami pengikisan tersebut dapat mengalami perpindahan dari tempat asalnya. Proses perpindahan materi tersebut dinamakan transportasi.
Berdasarkan penyebabnya, erosi dapat dibedakan menjadi lima jenis sebagai berikut.
a) Ablasi, yaitu erosi yang terjadi karena aliran air yang mengikis batuan atau permukaan bumi. Saat terjadi hujan di gunung, batuan dan tanah yang ada di permukaan gunung terkikis oleh air hujan yang mengalir dari puncak ke kaki gunung.
b) Deflasi terjadi karena adanya hembusan angin yang mengikis permukaan bumi. Contohnya, angin laut yang berhembus dari laut ke daratan dapat mengikis batuan dan pasir yang ada di daerah pantai.
c) Korosi terjadi karena hembusan angin yang membawa butiran pasir. Angin yang meniupkan butiran pasir menerpa bagian batuan tertentu sehingga batuan tersebut melapuk dan terkikis.
d) Abrasi terjadi di pantai karena gelombang air laut mengikis tepian pantai. Contohnya, pasir pantai dan karang yang tergerus oleh gelombang laut yang surut.
e) Eksarasi merupakan erosi yang terjadi karena gerakan es yang mencair atau gletser. Air dari es yang mencair di puncak gunung salju mengikis permukaan gunung di sepanjang jalur yang dilalui.
3) Sedimentasi
Sedimentasi merupakan proses pengendapan material hasil erosi pada tempat tertentu. Materi yang mengendap dapat disebabkan oleh berbagai hal, misalnya terbawa angin, aliran air, atau gletser. Semua yang mengendap kemudian akan menyatu dan membentuk batuan baru yang disebut batuan sedimen.
Berdasarkan penyebabnya, sedimentasi dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu sebagai berikut.
a) Sedimentasi akuatisatau sedimentasi karena air sungai, yaitu proses pengendapan materi-materi yang terbawa oleh aliran air di tempat-tempat yang dilaluinya. Hasil pembentukan dari proses sedimentasi fluvial adalah delta dan bantaran sungai. Delta berupa daratan di dekat pantai yang terbentuk karena pengendapan lumpur, tanah, pasir dan batuan yang terbawa oleh air sungai. Adapun bantaran sungai merupakan daratan semacam delta yang terbentuk di tepi sungai.
b) Sedimentasi aeolis atau sedimentasi karena angin, yaitu proses pengendapan materi-materi yang terbawa oleh hembusan angin di tempat-tempat yang dilalui oleh tiupan angin tersebut. Hasil pembentukan dari proses sedimentasi aeolis antara lain adalah gumuk pasir (sand dunes).
c) Sedimentasi marine atau sedimentasi karena air laut, yaitu proses pengendapan material yang terbawa oleh gelombang air laut. Hasil pembentukan dari proses sedimentasi marine antara lain tumpukan karang di pantai, bar (endapan pasir yang panjang seperti pematang) di pantai, tombolo (bar yang terbentuk dekat pantai dan terhubung dengan daratan), serta karang atol (karang yang bentuknya terputus-putus).
Kenampakan-kenampakan alam yang terbentuk akibat adanya proses sedimentasi oleh tenaga air antara lain delta, nehrung, tombolo, dataran banjir.
- Delta adalah endapan tanah yang terdapat di muara sungai. Bentuk-bentuk delta antara lain delta kipas, delta runcing, dan delta kaki burung atau lobben.
- Nehrung adalah endapan pasir tepi pantai yang melintang seperti lidah banyak dijumpai di sekitar teluk atau estuaria.
- Tombolo adalah endapan pasir yangmenghubungkan daratan dengan pulau yang berada di dekat pantai.
- Dataran banjir adalah dataran yang berada di kanan kiri sungai dan terbentuk akibat luapan saat terjadi banjir.
Proses alami pembentukan permukaan bumi karena faktor tenaga endogen dan tenaga eksogen dapat menghasilkan dampak-dampak tertentu, baik yang bersifat positif maupun negatif.
Dampak positif tenaga endogen antara lain sebagai berikut.
1) Pembentukan patahan dan lipatan menyebabkan adanya keanekaragaman bentuk permukaan bumi seperti adanya danau, pegunungan, sungai dan dataran. Hasil bentukan ini dapat kita nikmati sebagai suatu keindahan alam dan juga memberi manfaat besar bagi manusia. Contoh manfaat tersebut misalnya, pegunungan yang memengaruhi cuaca di sekitarnya, atau aliran sungai yang airnya dapat dimanfaatkan oleh manusia.
2) Proses vulkanisme dapat menyuburkan tanah, misalnya letusan gunung berapi yang menghamburkan debu vulkanik.
3) Pembentukan batuan memberikan manfaat yang besar bagi kehidupan manusia, misalnya granit dan fosfat yang menjadi bahan-bahan dasar industri.
4) Pembentukan logam-logam di perut bumi yang bermanfaat, semacam besi, baja, timah.
Dampak positif tenaga eksogen, antara lain sebagai berikut.
1) Di daerah pesisir, tenaga eksogen menghasilkan delta-delta di muara sungai yang subur sangat bermanfaat bagi manusia.
2) Hasil erosi dan sedimentasi di pesisir sangat baik untuk pertanian dan perikanan.
Sedangkan dampak negatif akibat tenaga endogen dan eksogen antara lain sebagai berikut.
1) Gunung yang meletus akan mengeluarkan lava, awan panas, dan material vulkanis yang dapat merusak lingkungan yang terkena seperti hutan, lahan pertanian, dan permukiman penduduk.
2) Gempa tektonik mengakibatkan rusaknya bangunan, retaknya tanah memutus jalan, listrik dan sarana-sarana lainnya, serta korban jiwa yang banyak.
3) Gas beracun yang keluar dari letusan gunung berapi dapat
mengancam penduduk di sekitarnya.
4) Keadaan relief Indonesia yang kasar dan banyak memiliki gunung mengakibatkan banyak kejadian erosi dan tanah longsor.
5) Sedimentasi di muara sungai menyebabkan pendangkalan. Akibatnya lalu lintas air terhambat dan mengakibatkan banjir.
6) Abrasi yang terus-menerus terjadi mengakibatkan garis pantai makin maju ke arah daratan, sehingga banyak rumah di pantai yang hancur dan terendam laut.
7) Longsor tanah atau lahan di daerah berlereng yang mengakibatkan kerusakan lahan dan bangunan.
8) Angin kencang dan angin puting beliung mengakibatkan kerusakan tanaman dan bangunan.
B. Atmosfer
Selain lapisan-lapisan yang membentuk permukaan bumi, planet bumi juga diselubungi oleh lapisan-lapisan gas. Lapisan-lapisan gas tersebut merupakan gabungan dari berbagai gas berlapis-lapis dan tidak berwarna dan sering disebut dengan atmosfer.
1. Pengertian Atmosfer
Atmosfer bertindak sebagai pelindung bagi kehidupan di bumi dari energi matahari yang sangat kuat pada siang hari, dan mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari. Istilah atmosfer berasal dari bahasa Yunani atmos yang berarti uap dari sphaira berarti lapisan. Secara umum, pengertian atmosfer adalah lapisan gas yang menyelimuti bumi. Lapisan gas ini tetap berada di tempatnya karena pengaruh gaya gravitasi bumi.
Secara fisik atmosfer dapat dirasakan dan dapat diperkirakan keberadaannya. Ketika kamu berdiri di pantai atau di lapangan terbuka, akan terasa sekali terpaan angin yang merupakan bagian dari atmosfer. Atmosfer mempunyai beberapa sifat, antara lain sebagai berikut.
a. Tidak berwarna, tidak berbau, tidak dapat dirasakan kecuali dalam bentuk angin.
b. Dinamis dan elastis sehingga dapat mengembang dan mengerut.
c. Transparan terhadap beberapa bentuk radiasi.
d. Mempunyai berat sehingga dapat menimbulkan tekanan.
Lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi mempunyai ketebalan yang sulit untuk ditetapkan secara pasti. Bukan karena tebalnya lapisan atmosfer tersebut sehingga sulit diukur, tetapi disebabkan oleh batas antara lapisan atmosfer bumi dengan angkasan luar (outer space) yang tidak jelas. Sebagian besar ahli ilmu iklim menyepakati bahwa ketebalan lapisan atmosfer adalah lebih dari 650 km.
2. Susunan Atmosfer
Gas-gas yang membentuk atmosfer sering kita sebut udara, terdiri atas unsur-unsur gas dan senyawa kimia. Gas yang membentuk udara di atmosfer dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu gas yang jumlahnya permanen (gas konstan) dan gas yang jumlahnya berubah (gas variabel).
a. Gas di atmosfer yang jumlahnya tetap atau permanen yaitu nitrogen, oksigen, hidrogen, helium, dan beberapa jenis gas yang keberadaannya di atmosfer sedikit seperti argon, neon, krypton, dan xenon. Gas-gas ini mempunyai proporsi relatif konstan permukaan bumi sampai ketinggian kira-kira 25 km. Campuran dari gas-gas tersebut dinamakan udara kering. Di alam ini, tidak pernah ada udara kering murni. Hal ini disebabkan adanya uap air di udara yang jumlahnya berubah-ubah dan adanya pengotoran udara, misalnya oleh debu. Udara semacam ini disebut udara alam (natural air).
Di antara gas-gas tersebut, oksigen memegang peranan penting bagi kehidupan. Salah satunya mengubah makanan menjadi energi hidup. Oksigen dapat bersenyawa dengan unsur-unsur kimia lain, juga diperlukan untuk pembakaran.
Nitrogen terdapat di udara dalam jumlah paling banyak yaitu meliputi 78 bagian. Nitrogen tidak langsung bersenyawa dengan elemen-elemen lain, tetapi pada hakikatnya nitrogen penting bagi kehidupan karena merupakan bagian dari senyawa organis.
Helium dan hidrogen sangat jarang di udara kecuali pada elevasi (ketinggian) yang tinggi. Gas-gas ini merupakan gas yang paling ringan dan sering dipakai untuk mengisi balon meteorologi.
Neon, argon, xenon, dan krypton disebut gas mulia (inert gases), karena tidak mudah bersenyawa dengan elemen lain. Manfaat gas antara lain neon digunakan untuk reklame atau lampu penerang dan argon dipakai dalam bola lampu listrik.
b. Gas yang jumlahnya berubah terdiri atas uap air, karbon dioksida, dan ozon. Ketiga gas ini penting dalam proses pertukaran panas oleh penyinaran antara atmosfer, matahari, bumi dan antara bagian-bagian di atmosfer sendiri.
Meskipun nitrogen dan oksigen keduanya meliputi jumlah 99% volume udara, tetapi kedua gas ini sangat pasif terhadap proses-proses meteorologi. Gas-gas yang penting di dalam proses meteorologi antara lain sebagai berikut.
1) Uap air (H2O), gas ini dapat berubah wujud dari fase gas menjadi fase cair dan padat.
2) Karbon dioksida (CO2), gas ini dapat menjadi inti-inti kondensasi yang mempercepat proses pembentukannya.
3) Ozon (O3), gas ini terdapat terutama pada ketinggian 20–30 km. Ozon penting karena menyerap sinar ultra violet yang mempunyai energi besar dan berbahaya bagi manusia.
3. Lapisan Atmosfer
Menurut perubahan suhu dan ketinggiannya, atmosfer dapat dikelompokkan menjadi empat lapisan, yakni troposfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer (ionosfer).
a. Troposfer
Troposfer merupakan lapisan terbawah, terletak pada ketinggian antara 0 – 16 km. Beberapa ciri lapisan ini adalah sebagai berikut.
1) Lapisan ini mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap kehidupan di bumi. Pada lapisan ini terjadi peristiwa-peristiwa cuaca seperti angin, hujan, awan, dan halilintar. Lapisan troposfer merupakan satu-satunya lapisan atmosfer yang mengandung uap air.
2) Temperatur troposfer relatif tidak konstan, makin tinggi dari permukaan bumi, suhunya makin rendah.
3) Ketebalan dan ketinggian lapisan ini berbeda-beda di setiap bagian bumi. Di daerah kutub ketinggiannya ±8 km dengan suhu ±-46° C, di daerah sedang ketebalannya ±11 km dengan suhu ± -50° C, dan di daerah khatulistiwa ketinggiannya ±16 km dengan suhu ± -30° C. Terjadinya perbedaan ketebalan atmosfer antara di bagian kutub dan khatulistiwa diakibatkan karena adanya pengaruh rotasi bumi. Efek yang ditimbulkan gerakan rotasi di bagian khatulistiwa lebih besar bila dibandingkan di bagian kutub. Hal itulah yang mengakibatkan ketebalan atmosfer di bagian khatulistiwa lebih besar.
4) Troposfer terdiri atas beberapa lapisan, yaitu lapisan planetair dengan ketinggian 0 – 1 km, lapisan konveksi dengan ketinggian 1 – 8 km, dan lapisan tropopause dengan ketinggian 8 – 12 km.
5) Tropopaus merupakan lapisan antara yang membatasi lapisan troposfer dengan lapisan di atasnya (stratosfer). Temperaturnya relatif konstan.
6) Gerakan udara secara vertikal (konveksi) terhenti pada lapisan tropopause ini.
b. Stratosfer
Merupakan lapisan udara yang terletak pada ketinggian antara 16 – 50 km. Ciri-ciri lapisan ini adalah sebagai berikut.
1) Lapisan stratosfer terbagi atas tiga lapisan sebagai berikut.
a) Lapisan isotherm, terletak antara 16 – 20 km dengan temperatur yang tetap, yaitu -50° C.
b) Lapisan panas, terletak antara 21 – 35 km dengan
temperatur antara -50° C sampai + 50° C.
c) Lapisan campuran teratas, terletak antara 36 – 50 km
dengan temperatur antara -70° C sampai +80° C.
2) Pada stratosfer terdapat lapisan ozon (O3) pada ketinggian 35 km sehingga disebut juga ozonosfer. Pada stratosfer, perbedaan ketinggian menyebabkan perbedaan suhu.
3) Ozon merupakan lapisan yang memegang peranan penting bagi kehidupan karena menjadi pelindung pada permukaan bumi dari pancaran sinar ultraviolet matahari yang berlebihan sehingga tidak merusak kehidupan di bumi.
4) Pada lapisan ini terdapat lapisan stratopause yang merupakan lapisan peralihan antara stratosfer dan mesosfer. Suhu di stratopause umumnya konstan.
c. Mesosfer
Terdapat lapisan mesosfer yang berada pada ketinggian antara 50–80 km. Lapisan ini mempunyai peranan penting karena dapat melindungi bumi dari kejatuhan meteor. Pada lapisan ini meteor hancur dan terbakar karena gesekan dengan udara sehingga hanya kepingan-kepingan kecil yang sampai di permukaan bumi. Diperkirakan kecepatan meteor sewaktu memasuki atmosfer bumi mencapai 25.000 km per jam. Karena kecepatan itulah meteor terbakar dan hancur sehingga menimbulkan cahaya terang yang bergerak cepat pada malam hari.
d. Termosfer atau Ionosfer
Merupakan lapisan udara yang terletak pada ketinggian lebih dari 80 km. Ciri-ciri lapisan ini adalah sebagai berikut.
1) Pada lapisan ini sebagian molekul dan atom-atom atmosfer mengalami proses ionisasi, maka sering disebut lapisan ionosfer.
2) Pada lapisan ini terdapat lapisan inversi, yaitu lapisan atmosfer yang menunjukkan makin naik, suhunya makin tinggi. Karena itulah lapisan ini memiliki temperatur yang cukup tinggi hingga mencapai ratusan derajat Celcius, sehingga disebut lapisan termosfer.
3) Pada lapisan terdapat partikel-partikel ion yang berfungsi sebagai pemantul gelombang radio. Lapisan ionosfer terbagi menjadi tiga lapisan sebagai berikut.
a) Lapisan E atau lapisan Kennely Heavyside (100 – 200 km).
b) Lapisan F atau lapisan Appleton (200 – 400 km).
c) Lapisan atom (400 – 800 km).
Pada lapisan E dan F, gelombang radio mengalami pemantulan, yakni gelombang panjang dan pendek.
4. Manfaat Atmosfer
Seandainya bumi yang kita tempati ini tidak diselimuti oleh atmosfer, tentu tidak akan ada kehidupan. Atmosfer merupakan salah satu komponen utama pendukung kehidupan di bumi selain air. Berikut beberapa manfaat atmosfer bagi kehidupan di muka bumi.
a. Memantulkan kembali sinar ultraviolet yang dipancarkan matahari. Radiasi ultraviolet sangat berbahaya bagi makhluk hidup di bumi.
b. Melindungi bumi dari benturan benda-benda langit atau meteor yang hancur lebih dahulu di lapisan mesosfer.
c. Sebagai pemantul gelombang radio yang digunakan dalam proses telekomunikasi.
d. Menjaga kestabilan suhu udara, sehingga tidak terlalu panas di siang hari dan terlalu dingin di malam hari.
e. Membantu makhluk hidup dalam pemenuhan kebutuhan
oksigen untuk bernapas.
f. Menjaga temperatur bumi. Tanpa atmosfer, temperatur bumi pada siang dan malam dapat berbeda drastis. Temperatur siang akan tinggi sekali dan temperatur malam akan rendah sekali. Atmosfer menjaga agar temperatur antara siang dan malam hari tidak terlalu jauh berbeda.
g. Sebagai sumber gas dan uap pembuat hujan.
5. Cuaca dan Iklim
Cuaca adalah keadaan udara pada suatu saat di daerah yang relatif sempit. Misalnya keadaan hujan, cuaca cerah, banyak terdapat awan, tekanan angin tinggi, udara panas atau sejuk di suatu kota. Adapun iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada suatu wilayah yang relatif luas dan waktu yang relatif lama (puluhan tahun). Ilmu yang mempelajari cuaca disebut meteorologi dan ilmu yang mempelajari iklim adalah klimatologi.
Cuaca dan iklim di bumi ini senantiasa berubah-ubah. Walau begitu, sifat dan polanya pada kawasan tertentu memiliki kecenderungan yang sama. Cuaca dan iklim dapat terbentuk karena unsur-unsur sinar matahari, suhu/temperatur, kelembapan udara, tekanan udara, curah hujan, angin, dan awan.
a. Sinar Matahari
Bumi beredar mengelilingi matahari pada lintasan elips yang disebut garis edar (orbit). Matahari yang berpijar memancarkan sinarnya ke segala arah, dan bumi yang mengelilinginya pun menerima sinar matahari tersebut. Karena bumi berbentuk bulat dan selalu berputar pada porosnya, tidak mungkin semua permukaan bumi menerima penyinaran matahari pada saat yang bersamaan. Waktu penerimaan sinar matahari di suatu kawasan tertentu sangat dipengaruhi oleh letak lintang kawasan tersebut. Makin tinggi letak lintang suatu kawasan, maka penyinaran akan makin kurang, sehingga waktu siang hari di kawasan tersebut makin pendek.
Di samping itu, penyinaran matahari pada bumi juga dipengaruhi oleh pergerakan unsur-unsur di atmosfer. Misalnya, awan yang ada pada lapisan troposfer dapat menghalangi sinar matahari di suatu kawasan, sehingga kawasan yang diselubungi awan tersebut tidak mendapat penyinaran matahari.
b. Suhu (Temperatur)
Adanya perbedaan tingkat pemanasan matahari di permukaan bumi menyebabkan suatu kawasan akan memiliki perbedaan suhu dengan kawasan lainnya. Sebagian panas yang sampai ke permukaan bumi diserap dan sebagian lagi dipantulkan. Pantulan sinar matahari tersebut akan sangat memengaruhi suhu di kawasan tersebut.
Kawasan permukaan bumi yang berada pada posisi garis lintang 0 – 23° (sekitar garis khatulistiwa) akan mengalami pemanasan yang lebih banyak dibanding kawasan yang dekat kutub. Perhatikan Gambar 10.14!
Daerah atau dataran yang tinggi akan memiliki suhu yang lebih sejuk dibanding daerah atau dataran yang rendah. Hal ini terjadi karena pemanasan berlangsung melalui gelombang pantulan pemanasan dari permukaan. Dataran tinggi semacam pegunungan biasanya tidak membentang seperti dataran rendah, sehingga pemantulan pun tidak dapat berlangsung maksimal. Selain itu, kerapatan udara di dataran tinggi lebih renggang daripada di dataran rendah, sehingga udara di dataran tinggi kurang mampu menyerap panas.
Pemanasan di darat akan lebih cepat dibandingkan perairan karena keadaan daratan yang padat dan sulit ditembus sinar matahari. Pemanasan pada kawasan perairan berlangsung lambat karena air selalu bergerak dan dapat tertembus sinar matahari.
Dari penjelasan di atas, penerimaan panas Matahari ke permukaan bumi dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut.
a. Sudut datang sinar matahari di posisi tegak lurus atau miring.
b. Lamanya penyinaran matahari, semakin lama siangnya semakin panas yang diterima bumi.
c. Keadaan muka bumi yang meliputi daratan yang bervegetasi, gurun pasir, dan lautan.
d. Banyak sedikitnya awan atau uap air di udara.
c. Kelembaban Udara
Pemanasan yang terjadi pada permukaan bumi menyebabkan air-air yang ada pada permukaan bumi, baik di daratan maupun lautan, menguap dan termuat dalam udara.Kandungan uap yang ada dalam udara ini dinamakan kelembaban udara. Kelembaban udara dapat berubahubah, tergantung pada pemanasan yang terjadi. Makin tinggi suhu di suatu kawasan, maka makin tinggi pula tingkat kelembaban udara di kawasan tersebut, karena udara yang mengalami pemanasan, merenggang, dan terisi oleh uap air.
Kandungan uap air yang termuat dalam jumlah udara tertentu pada temperatur tertentu dibandingkan dengan kandungan uap yang dapat termuat dalam udara tersebut disebut kelembaban relatif atau kelembaban nisbi. Besarnya kelembaban relatif dinyatakan dalam persen. Untuk menentukan kelembaban relatif, digunakan persamaan sebagai berikut.
Kelembaban Relatif =(e/E) x 100%
Keterangan:
e = jumlah uap air yang dikandung udara (lembab absolut)
E = jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung dalam udara tersebut
d. Tekanan Udara
Tekanan udara adalah suatu gaya yang timbul oleh adanya berat dari lapisan udara. Udara merupakan kumpulan gas yang masing-masing memiliki massa dan menempati ruang. Karena massa yang dimilikinya, udara pun memiliki tekanan. Suhu di suatu kawasan sangat berpengaruh terhadap tekanan udara di kawasan tersebut. Bila suhu makin tinggi, maka tekanan udara akan makin rendah. Ini disebabkan udara yang hangat bersifat renggang. Sebaliknya, bila suhu makin rendah, maka tekanan udara akan makin tinggi karena udara yang dingin lebih padat daripada udara yang panas. Berdasarkan hal tersebut, suhu sangat menentukan perbedaan tekanan udara di setiap kawasan di muka bumi ini.
e. Angin
Seperti telah kita ketahui, tekanan udara di setiap kawasan di bumi ini tidak sama. Karena adanya perbedaan tekanan udara di dua kawasan yang berbeda, maka udara yang berada di salah satu kawasan tersebut akan bergerak di kawasan lain. Udara akan bergerak dari daerah dengan tekanan udara tinggi ke daerah dengan tekanan yang lebih rendah untuk mengisi ruang. Maka udara bergerak dari daerah yang dingin ke daerah yang lebih panas. Udara yang bergerak ini disebut angin.
f. Curah Hujan
Hujan ialah suatu proses jatuhnya air (H2O) dari udara ke permukaan bumi. Air yang jatuh dapat berbentuk cair maupun padat (es dan salju). Hujan terjadi karena menguapnya air sebagai akibat dari pemanasan sinar matahari. Uap-uap air tersebut kemudian naik ke atmosfer dan mengalami kondensasi sehingga membentuk awan. Lama-kelamaan awan akan makin berat, karena kandungan airnya makin banyak. Bila uap air di awan telah mencapai jumlah tertentu, maka titik-titik air pada awan tersebut akan jatuh sebagai hujan.
g. Awan
Awan adalah kumpulan besar dari titik-titik air atau kristalkristal es yang halus di atmosfer. Pada waktu musim kemarau sedikit sekali kita jumpai awan di udara karena penguapan yang terjadi sedikit, tetapi di musim hujan kita dapat menjumpai banyak sekali awan dengan berbagai bentuk dan variasinya, hal ini karena kandungan uap air di udara cukup banyak.
Berdasarkan bentuknya, awan dibedakan sebagai berikut.
1) Awan cumulus, yaitu awan putih yang bergerombol yang sering kita lihat di siang dan sore hari.
2) Awan stratus, yaitu awan yang berbentuk seperti selimut yang berlapis-lapis dan relatif luas.
3) Awan cirrus, yaitu awan yang letaknya tinggi sekali dan tipis seperti tabir.
4) Awan nimbus, yaitu awan gelap dengan bentuk yang tidak menentu, awan ini menandakan akan terjadinya hujan.
Kadang-kadang dijumpai bentuk-bentuk awan yang
bervariasi atau gabungan. Contohnya awan cumulonimbus, yaitu awan yang bergumpal-gumpal gelap yang biasanya disertai dengan petir dan hujan yang lebat. Jenis awan ini sangat berbahaya bagi penerbangan.
C. Gangguan Kesehatan dan Pencemaran Lingkungan
Apa yang terjadi jika litosfer dan atmosfer mengalami gangguan atau kerusakan? Jika lingkungan mengalami gangguan atau kerusakan, tentu akan berdampak pada makhluk hidup yang ada di dalamnya. Misalnya jika udara yang kamu hidup kotor, tentu lama-kelamaan dapat mengakibatkan gangguan pernapasan. Jika air yang sehari-hari kamu konsumsi telah tercemar, tentu kamu dapat mengalami iritasi kulit, gangguan pencernaan, dan berbagai gangguan kesehatan lainnya.
Mengapa litosfer dan atmosfer dapat mengalami gangguan
dan kerusakan? Kepadatan penduduk merupakan salah satu penyebab terjadinya pencemaran lingkungan. Lingkungan menerima polutan dari berbagai sumber. Misalnya, sampah rumah tangga dan sampah pada tempat pariwisata; limbah buangan beracun yang berasal dari pabrik-pabrik dan pembangkit listrik; adanya zat-zat kimia yang dipakai untuk persawahan, seperti pestisida untuk membunuh hama dan bahan penyubur yang membantu pertumbuhan tanaman.
Salah satu akibat pencemaran udara adalah menipisnya lapisan ozon, hujan asam, cuaca yang tidak terduga, dan naiknya permukaan air laut karena mencairnya pulau-pulau es di kutub. Apabila lapisan ozon makin menipis, maka sinar ultraviolet akan menembus ke permukaan bumi dengan kuat. Radiasi ultraviolet sangat merugikan manusia, hewan, dan tanaman. Sinar ultraviolet dapat menimbulkan penyakit katarak pada mata, berkembangnya penyakit kanker kulit, menurunkan kemampuan manusia untuk melawan infeksi, mengganggu proses fotosintesis pada tanaman baru sehingga menurunkan produksi panen berbagai tanaman pertanian dan perkebunan.
Untuk mengurangi bahaya menipisnya lapisan ozon dapat dilakukan dengan cara, antara lain, pembatasan jumlah kendaraan untuk memperkecil pencemaran asap, penghapusan secara bertahap produksi CFC dan halon serta mengembangkan CFC yang ramah lingkungan, seperti hidrokarbon dan hidroklorofluorokarbon (HCFC).
Hujan asam pertama kali terjadi di Skandinavia pada tahun 1960-an. Para ilmuwan memperhatikan bahwa ikan-ikan menyelam lebih dalam di danau dan sungai-sungai dikarenakan air di permukaan bersifat asam. Air asam ini berasal dari air hujan. Air hujan yang bersifat asam ini disebabkan oleh adanya oksida sulfur dan oksida nitrogen yang dihasilkan oleh pembakaran batu bara atau minyak. Gas-gas ini dibawa ke dalam atmosfer dan disebarkan pada daerah yang luas oleh angin. Gas-gas itu akan larut di dalam air hujan dan berubah menjadi asam sulfat dan asam nitrat. Hujan asam dapat merusak tanaman, berbagai peralatan, dan bangunan. Jika air yang asam ini kamu gunakan untuk mandi atau mencuci, dapat menyebabkan iritasi kulit. Dan bila diminum, dapat menyebabkan gangguan pencernaan dan gangguan kesehatan yang lain. Oleh karena itu, berhati-hatilah dalam mengonsumsi air.
Pencemaran di litosfer juga dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan lingkungan. Contohnya adalah pencemaran minyak di perairan laut. Saat ini terdapat lebih dari 3.000 tanker (kapal pengangkut minyak) yang berada di atas lautan untuk mengangkut minyak dengan tujuan keseluruh dunia. Pencemaran minyak dapat berasal dari pembersihan tangki dan kecelakaan yang terjadi di lautan. Ketika minyak tumpah, lapisan minyak akan menutupi permukaan lautan yang luas. Minyak dapat membunuh kehidupan di laut. Jika minyak di buang ke pantai, maka akan merusak pantai. Minyak diuraikan oleh bakteri secara alami dengan lambat. Pencemaran minyak dapat dihilangkan lebih cepat oleh manusia, tetapi biayanya mahal. Contoh pemecahan masalah akibat pencemaran minyak, antara lain, dengan mendaur ulang minyak dan mengurangi kecelakaan tanker.
Sampah juga dapat menjadi sumber gangguan litosfer dan atmosfer. Sampah tersebar di berbagai tempat, seperti sungai, selokan, lautan, dan daerah pariwisata. Sampah anorganik seperti plastik, kaleng, dan botol kaca sukar diuraikan secara alami sehingga tahan selama bertahun-tahun. Jika sampah seperti ini dibuang di lautan dapat mengganggu kehidupan ikan, burung laut, dan mamalia laut.
Industri juga menghasilkan limbah. Sejumlah besar limbah pabrik dibuang melalui sungai menuju lautan. Limbah industri ini dapat meracuni lingkungan. Limbah ini banyak mengandung logam berat dan bahan kimia beracun lainnya. Kadar logam berat di sungai dan lautan yang tinggi dapat membahayakan makhluk hidup yang hidup di dalamnya dan yang memanfaatkan air dari tempat tercemar tersebut. Contohnya, tembaga. Pencemaran yang disebabkan tembaga dapat logam tersebut. Logam tembaga akan tersimpan dan tertimbun hingga ke tingkat yang membahayakan di dalam tubuh hewan lain dan manusia yang telah memakan ikan-ikan tersebut. Selain mengandung bahan kimia berbahaya, limbah juga sering mengandung bakteri, virus, dan telur parasit yang berbahayabagi kesehatan manusia.
Sejumlah bahan kimia tiruan yang buatan juga dapat menyebabkan gangguan atmosfer dan litosfer. Contohnya adalah pestisida DDT. Residu DDT sukar terurai di lingkungan. Insektisida DDT (dichlorodi-pheniltrichloretan) dapat menyebabkan cangkang telur burung menjadi tipis sehingga telur mudah pecah sebelum menetas. DDT ini juga menyebabkan kanker.
