DISTRIBUSI AIR DIPERMUKAAN BUMI

Hidrosfer 

  Distribusi air di permukaan bumi

            Hidrosfer adalah seluruh lapisan air yang ada pada planet bumi yang mencakup 2/3 permukaan bumi, tetapi massanya hanya sebagian kecil dari massa total bumi. Osean ( samudra) mencakup bedian permukaan lebih besar dibandingkan dengan luas daratan mencakup luas permukaan 39,3% dan osean 60.7% sedangkan dibelahan bumi selatan daratan mencakup luas permukaan 19,1% dan osean 80,9%.

            Air adalah bahan yang dapat ditemui pada bumi dalam ketiga fasa (wujud) yaitu pada (es), cair, dan gas (uap air). Dalam bentuk padat air berada dalam atmosfer dalam bentuk salju, dan sebagai kristal atau batu es (hail stone) didalam awan. Es tampak pada bumi dalam bentuk ladang salju, air beku dalam tanah atau sebagai glasier (es) di pegunungan yang tinggi. Es juga tampak sebagai gunung es (icebergs) di samudra dan sebagai air beku didanau. Es berinteraksi dengan bumi padat, laut, dan udara. Dalam bentuk glasier, ia dapat merubah bentuk daratan. Es muncul dari atmosfer melalui deposisi, dari hidrosfer melalui pembekuan, dan kembali lagi ke atmosfer melalui penguapan dan sublimasi.

            Perubahan fase dari air menjadi uap air disebut penguapan yang memerlukan sejumlah energi atau panas yang di sebut panas penguapan. Panas ini tersimpan dalam uap air yang berbentuk panas laten kondensasi. Jika uap air mengkondensasi, maka panas laten kondensasi diberikan oleh air sehingga molekul-molekulnya terikat lebih rapat dalam bentuk cair. Penguapan mengambil panas  dari lingkungan dan kondensasi memberikan panas pada lingkungan.

            Perubahan fase dari uap air ke es disebut deposisi, kebalikannya dari es menjadi uap air disebut sublimasi. Energi yang diperlukan untuk mengubah es menjadi uap agak (sedikit) lebih besar dari pada mengubah air menjadi uap air. Jika uap menhadi es, sepeerti pembentukan embun beku (frost), maka panas laten sublimasi diberikan kepada lingkungan sehingga udara menjadi panas.

            Peleburan dar es menjadi air membutuhkan sejumlah energi yang disebut panas peleburan. Sedangkan dalam fase cair panas ini tersimpan sebagai panas leten peleburan. Panas ini akan dilepaskan jika iar membeku. Jad peleburan es seperti penguapan air mengambil panas, sedangkan pembentukan air seperti kondensasi uap air melepas panas. Transformasi air melaui semua fasenya pada bumi disebut daur hidrologi.

            Air berubah menjadi uap penguapan.terutama melalui penguapan air laut dan air tawar, dan melaui transpirasi tetanaman. Uap air di atmosfer dibawa oleh angin dalam jarak yang jauh, dan mungkin dari darat ke laut atau dari laut kedarat. Uap air yang naik menjad dingin dan mengkondensasi menjadi tetesan-tetesan awan dan kristal es yang kemudian jatuh presipitasi ( hujan dan salju). Kebanyakan presipitasi ini kembali kelaut. Dari presipitasi yang jatuh kedarat, sebagian diperlukan tanaman dan binatang. Sebagai besar curah hujan mengalir di atas darat sebagai limpahan (run off) yang bergabung dengan lelehan salju, sebagian mengalir kesungai yang akhirnya menuju ke laut. Semua air tawar (fres water) dibumi berasal dari air hujan. Sebagian dari hujan merembas ke tanah yang membantu pada cadangan air tanah dan pada arus bawah tanah. Sisanya akan kembali ke atmosder melalui penguapan.

(Tjasyono, Bayong. 2008. Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung: Rosda)

MATAHARI

Matahari  adalah sebuah bintang bagaikan bola api raksasa yang berpijar. Matahari juga merupakan sumber energi dan panas utama bagi kehidupan di planet bumi. Matahari terdiri dari inti dan 3 lapisan kulit yang masing-masingnya fotosfer, kromosfer dan korona. Jarak matahari ke bumi adalah 9,3 x 10⁷ mil yang dipakai sebagai satuan astronomi. Garis tengah: 1.392.000 km. massa : 331.950 massa bumi. Temperatur permukaan matahari mencapai 6.000°K, inti mencapai 15.000.000°K, bintik-bintik hingga 4.000°K, dan tekanan mencapai 400x109 atm bumi. Gaya tarik matahari kira-kira 30 kali gaya tarik Bumi. Matahari sangat penting bagi kehidupan di Bumi, karena

• Merupakan sumber energi (sumber panas)
• Mengontrol stabilitas peredaran Bumi (rotasi dan revolusi)

                  Reaksi rantai proton-proton atau reaksi rantai pp adalah salah satu dari dua reaksi fusi yang mengubah hidrogen menjadi helium di dalam inti bintang, reaksi lainnya adalah siklus CNO. Reaksi rantai proton-proton terutama terjadi di dalam bintang-bintang seukuran Matahari atau lebih kecil.

                  Umumnya fusi proton-proton hanya dapat terjadi pada temperatur yang sangat tinggi untuk membuat proton-proton memiliki cukup energi kinetik dalam mengatasi tolakan Coulomb. Temperatur yang tinggi ini adalah sebab reaksi seperti ini disebut sebagai reaksi termonuklir. Teori bahwa reaksi proton-proton adalah dasar bagi Matahari dan bintang-bintang lain bersinar diajukan oleh Arthur Eddington pada 1920-an, tetapi masalah timbul karena temperatur Matahari didapati masih terlalu kecil untuk mengatasi penghalang gaya Coulomb. Setelah berkembangnya mekanika kuantum, ditemukan bahwa efek terowongan dalam fungsi gelombang proton-proton tersebut memungkinkan reaksi fusi terjadi pada temperatur yang lebih rendah. Setiap rangkaian reaksi pp memakan waktu rata-rata 10⁹ tahun pada kondisi suhu inti Matahari. Karena lambatnya reaksi ini maka Matahari masih bersinar. jika lebih cepat, Matahari sudah sejak lama menghabiskan hidrogennya.

·         Reaksi proton-proton merupakan reaksi berantai yang melibatkan tumbukan enam proton dengan hasil akhir satu inti helium, dua proton, dua positron, dua neutrino, dan energi. Dinamai reaksi proton-proton karena reaksi pertama dalam rangkaian reaksi rantai tersebut melibatkan dua proton.

                        Secara keseluruhan proses reaksi nuklir atau reaksi fusi yang terjadi di pusat matahari adalah sebagai berikut.

4 ¹H      4He + 2 ⁰e⁺ + 2n_c + 2ɤ

Positron dan elektron selanjutnya akan bergabung menjadi energi matahari yang pada akhirnya sampai permukaan bumi.

⁰e⁺ + ⁰e^-                     energi

·         Lampiran foto reaksi-reaksi matahari dirumah energi boscha

ALAM SEMESTA

A.    PENGERTIAN ALAM SEMESTA          

                   Pengertian alam semesta mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amuba dan sebagainya. Sedangkan makrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet ataupun galaksi. Para ahli astronomi mempergunakan istilah alam semesta dalam pengertian tentang ruang angkasa dan benda-benda langit yang ada di dalamnya (termasuk bumi sebagai salah satu planet).

                   Konsep pemikiran manusia tentang pusat universe atau alam semesta sangat radikal. Awalnya para ilmuan astronom menetapkan bahwa manusialah yang sebagai pusat, yang diberi nama teori egosentris. Setelah itu mereka menetapkan bumi yang menjadi pusat yang ditokohi oleh Cladius Ptolemeus. Teori ini dikenal dengan geosentris. Namun setelah itu Nicolas Copernicus mengungkap teori baru di mana matahari dijadikan pusat alam semesta, heliosentris. Namun saat ini mereka baru menyadari bahwa teoti tersebut lebih cocok digelayutkan pada tata surya. Dan tata surya hanyalah sebagian dari galaksi, dan galaksi adalah satu kumpulan bintang dari banyak kumpulan bintang di alam semesta.

1.      Galaksi

                            Galaksi adalah kumpulan benda-benda langit yang terdapat di alam semesta yang berjumlah jutaan bahkan milyaran. Menurut Fowler kira-kira 12.000 juta tahun lalu galaksi yang jumlahnya ribuan di alam semesta tidaklah seperti galaksipada saat ini. Saat itu galaksi masih merupakan kabut gas hidrogen yang sangat besar yang berada di ruang angkasa. Kabut gas tersebut bergerak perlahan-lahan berputar pada porosnya sehingga keseluruhannya seolah-olah berbentuk bulat, dikarenakan gaya beratnya maka kabut gas hidrogen tadi mengadakan kontraksi di mana bagian luar dari kabut gas hidrogen tersebut banyak yang tertinggal. Di tempat yang rotasinya lambat atau mempunyai berat jenis yang besar terbentuklah bintang-bintang. Beberapa galaksi di antaranya telah dikenal dengan baik, misalnya galaksi Andromeda, galaksi Magellan, galaksi Ursa Mayor, galaksi Jauh, galaksi Black Eye, dan galaksi yang dikenal dengan galaksi kita (Our Galaxy), yaitu galaksi Bima Sakti atau galaksi Susunan Jalan Susu (The Milky Way System).

2.       Nebula

                            Nebula adalah kabut atau awan debu dan gas yang bercahaya dalam suatu kumpulan sangat luas. Nebula banyak diyakini oleh para ahli sebagai suatu materi cikal bakal terbentuknya suatu sistem bintang, seperti sistem bintang matahari atau biasa disebut tata surya. Nebula yang terkenal, antara lain Nebula Orion M42 di rasi Orion dan Nebula Trifid di rasi Sagitarius.

3.       Bintang

     Bintang adalah sebuah benda langit yang dapat memancarkan cahaya dan panas sendiri. Bintang-bintang berbeda ukuran dan sifatnya. Beberapa buah bintang lebih kecil dari bumi dan yang lainnya beribu-ribu kali lebih besar. Salah satu contoh bintang adalah matahari. Bintang-bintang terbentuk dari kabut debu dan gas yang sangat besar yang disebut nebula. Terbentuknya bintang diawali dengan penumpukan debu dan gas, karena adanya gaya yang kuat, sehingga mendorong debu dan gas menjadi sebuah bola raksasa. Di setiap tempat gaya itu mendorong ke arah pusat bola sehingga tekanan di pusat semakin membesar. Akibat tekanan yang besar maka suhu semakin meningkat sehingga pusat bola menjadi panas. Semakin mengecilnya bola akibat gaya tarik yang terus-menerus, menyebabkan bola panas menjadi mengecil. Debu dan gas yang terus menekan ke arah pusat menyebabkan naiknya suhu dan tekanan di pusat bola. Setelah beberapa waktu gas tersebut menjadi panas menyala dan terbentuklah bintang baru.

4.       Rasi bintang

                          Kelompok bintang-bintang yang membentuk pola tertentu dan letaknya berdekatan disebut Rasi Bintang atau Konstelasi Bintang. Contohnya Rasi Bintang Pari (Crux) merupakan kumpulan dari empat bintang yang letaknya berdekatan, yakni Bintang Alfa, Beta, Gamma, dan Delta. Selain Rasi Bintang Pari, nama-nama rasi bintang lainnya antara lain Rasi Bintang Orion, Centauri, Ursa Mayor, Lyra, dan Aquilla. Di sekitar Ekliptika yang seolah-olah melingkari bola langit terdapat 12 rasi bintang yang disebut Zodiak. 12 Rasi bintang yang ada di sekitar ekliptika adalah Aries, Taurus, Gemini, Cancer, Leo, Virgo, Libra, Scorpio, Sagitarius, Capricornus, Aquarius, dan Pisces.

B.   TEORI ASAL MULA ALAM SEMESTA

1. Teori keadaan tetap (Steady-state theory)

Teori ini berdasarkan pada prinsip kosmologi sempurna yang menyatakan bahwa alam semesta di manapun dan bilamanapun selalu sama. Beradasarkan prinsip tersebut, alam semesta terjadi pada suatu saat tertentu yang telah lalu dan segala sesuatu di alam semesta selalu tetap sama walaupun galaksi-galaksi saling bergerak menjauhi satu sama lain. Teori ini menyatakan bahwa tiap-tiap galaksi terbentuk (lahir), tumbuh, menjadi tua dan akhirnya mati. Jadi, teori ini beranggapan bahwa alam semesta itu tak terhingga besar dan tuanya.

Dengan diketahuinya kecepatan radial galaksi-galaksi menjauhi bumi dari hasil pemotretan satelit, maka disimpulkan bahwa makin jauh jarak galaksi terhadap bumi, maka makin cepat galaksi tersebut bergerak menjauhi bumi. Dari hasil penemuan ini menguatkan bahwa alam semesta selalu mengembang (ekspansi) dan menipis (kontraksi). Dalam masa ekspansi, terbentuklah galaksi-galaksi serta bintang-bintangnya. Ekspansi ini didukung dengan adanya tenaga yang bersumber dari reaksi inti hydrogen yang akhirnya membentuk berbagai unsure yang lebih kompleks. Sedangkan pada masa kontraksi, galaksi dan bintang-bintang yang terbentuk meredup dan unsur-unsur yang terbentuk menyusut dengan mengeluarkan tenaga berupa panas yanfg sangat tinggi. Dengan demikian harus ada “ledakan” atau “dentuman” yang memulai adanya pengembangan.

2.      Teori dentuman/ledakan besar (Big-bang theory)

Teori Big-bang ini menyatakan bahwa alam semesta ini berasal dari suatu ledakan besar yang bermula dengan ketiadaan dimana materi, energi dan waktu belum ada. Teori ledakan ini bertolak dari asumsi adanya suatu massa yang sangat besar dan mempunyai berat jenis yang juga sangat besar. Kemudian massa tersebut meledak dengan hebat karena adanya reaksi inti. Massa itu kemudian bergerak mengembang dengan sangat cepatnya menjauhi pusat ledakan. Setelah berjuta-juta tahun, massa yang berserakan itu membentuk kelompok-kelompok galaksi yang ada sekarang yang terus bergerak menjauhi titik pusatnya. Hal ini juga didukung berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan oleh para ahli dengan melibatkan peralatan-peralatan mikroskopis/teleskop canggih. Satelit COBE yang diluncurkan oleh NASA pada tahun 1992 telah berhasil menangkap sisa-sisa radiasi ledakan Big-bang.