Lapisan Bumi - IPA kelas VII

Lapisan Bumi

Bumi merupakan planet ketiga dalam tata surya. Sampai saat ini, Bumi adalah planet satu-satunya yang dapat menunjang kehidupan, hal ini karena di Bumi terdapat berbagai macam komponen, seperti; air, tanah dan udara.

Secara umum Bumi terdiri atas tiga komponen utama, yaitu:

·         Atmosfer, berupa komponen gas

·         Litosfer, berupa komponen padatan

·         Hidrosfer, berupa komponen air

Selain tiga komponen utama tersebut, di bumi juga terdapat komponen penunjang, yaitu:

·         Kriosfer, berupa komponen es

·         Biosfer, berupa komponen tempat berlangsungnya kehidupan

A.   Atmosfer.

Atmosfer berasal dari Bahasa Yunani, yaitu Atmos yang berarti uap dan shpaira yang berarti lapisan. Jadi, atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti / menyelubungi Bumi.

Komposisi atmosfer saat ini berbeda dengan komposisi atmosfer pada saat awal terbentuknya. Atmosfer pada awal terbentuk dari letusan gunung berapi yang kaya nitrogen dan karbondioksida, akan tetapi sedikit oksigen. Kemudian, organisme fotosintesis mengolah karbondioksida menjadi oksigen dan melepaskan oksigen tersebut ke atmosfer sebagai hasil pengolahan makanan yang memanfaatkan sinar matahari.

Setelah terdapat oksigen di atmosfer, terbentuklan Ozon (O₃). Ozon berperan penting bagi keberlangsungan hidup organisme yang ada di Bumi. Ozon melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang sangat berbahaya bagi organisme di Bumi. Ozon juga melindungi tumbuhan hijau, sehingga dapat berkembang dan menghasilkan lebih banyak oksigen. Saat ini berbagai organisme yang hidup di Bumi sangat bergantung dengan banyaknya oksigen di atmosfer.

1.   Lapisan Atmosfer.

Secara garis besar terbagi atas:

·         Lapisan bawah; troposfer dan startosfer

·         Lapisan atas; mesosfer, termosfer, dan eksosfer

a.   Troposfer.

Troposfer berasal dari kata Yunani, yaitu tropos yang berarti campuran.

Sifat-sifat Troposfer:

·         Merupakan lapisan atmosfer yang berada di lapisan paling bawah.

·         Ketinggian dihitung mulai dari permukaan laut (0 km) hingga 10 km di atas permukaan laut (dpl).

·         Sebagian besar berbentuk uap air.

·         Mengandung 75% gas-gas atmosfer.

·         Tempat terjadinya proses-proses yang menentukan keadaan cuaca yang akan terjadi, seperti hujan dan salju.

Lapisan Troposfer sangat penting dan bermanfaat bagi kelangsungan kehidupan, karena:

·         Bersentuhan langsung dengan mahluk hidup.

·         Tempat berlangsungnya pembentukan gejala-gejala cuaca seperti angin, hujan dan petir.

·         Mengandung sebagian besar gas-gas yang berguna bagi kehidupan, seperti oksigen dan nitrogen.

b.   Stratosfer.

Antara troposfer dengan stratosfer dibatasi oleh lapisan yang disebut tropopause. Stratosfer adalah bagian dari atmosfer ketika suhu mencapai titik tertingginya.

Sifat-sifat Stratosfer:

·         Ketinggian antara 10 km – 50 km dpl.

·         Memiliki sedikit awan namun tidak ada aktivitas cuaca.

·         Terdapat lapisan Ozon (O₃), yang berfungsi menyerap radiasi sinar ultra violet dari sinar Matahari.

·         Suhu pada bagian paling bawah berada di sekitar -57⁰C, jika ketinggian bertambah maka suhu akan semakin naik, karena konsentrasi (kepadatan) lapisan Ozon meningkat.

·         Pada ketinggian 40 km dpl suhu mencapai 18⁰C.

c.   Mesosfer.

Antara stratosfer dengan mesosfer dibatasi oleh lapisan yang disebut stratopause.

Sifat-sifat Mesosfer:

·         Ketinggian antara 50 km – 85 km dpl.

·         Berhimpit dengan laposan Ozon.

·         Jika ketinggian bertambah maka suhu akan semakin turun, pada lapisan paling atas hingga mencapai – 143 ­⁰C.

·         Menjadi lapisan pelindung Bumi dari benda-benda luar angkasa (kebanyakan meteor yang menuju Bumi akan terbakar habis di mesosfer).

d.   Termosfer.

Lapisan ini juga sering disebut dengan lapisan panas (hot layer).

Sifat-sifar Termosfer:

·         Ketinggian anatar 85 km – 500 km dpl.

·         Jika ketinggian bertambah maka suhu akan semakin naik, hingga mencapai 1.982 ⁰C.

·         Sebagai pelindung Bumi dari radiasi sinar UV.

·         Terdapat lapisan yang memiliki partikel ion yang disebut ionosfer (sebagai media pengantar gelombang radio AM).

e.   Eksosfer.

Merupakan lapisan paing luar dari atmosfer Bumi.

Sifat-sifat Eksosfer:

·         Ketinggian di atas 500 km dpl

·         Mengandung gas hidrogen

·         Semakin ke atas maka pengaruh gravitasi (daya tarik) Bumi akan semakin berkurang.

·         Kerapatan udara sangat kecil, sehingga jarak antar molukel menjadi besar, hal ini mengakibatkan gerak molekul sangat bebas.

2.   Manfaat Lapisan Atmosfer.

Lapisan atmosfer Bumi sangat besar manfaatnya bagi semua bentuk kehidupan.

Berikut ini beberapa manfaat atomosfer untuk kehidupan di muka Bumi:

a)   Melindungi Bumi dan mahluk hidup di Bumi dari radiasi Matahari.

b)   Melindungi Bumi dari kemungkinan adanya benturan benda-benda angkasa karena gravitasi (daya tarik) Bumi.

c)   Mengatur keseeimbangan suhu agar tidak terlalu panas pada siang hari dan tidak terlalu dingin pada malam hari.

d)   Pernapasan bagi semua mahluk hidup.

e)   Pemantul gelombang bunyi bagi aktivitas telekomunikasi dan radio.

f)    Pembakaran dan lain-lain

Lapisan atmosfer dalam bentuk gerakan udara juga memiliki peranan penting bagi kehidupan sehari-hari, misal-nya; pelayaran (mendorong layar pada perahu layar), penyerbukan tanaman, sumber tenaga listrik (memutar kincir yang merubah energi gerak menjadi energi listrik), olah raga layang-layang, menimbulkan hujan, dan lain-lain.

B.   Litosfer.

Litosfer berasal dari kata lithos yang berarti batuan dan sphere yang berarti lapisan. Litosfer diartikan sebagai seluruh bagian padat Bumi, termasuk intinya.

1.   Lapisan Litosfer.

Litosfer dibagi menjadi tiga lapisan utama, yaitu;

·         kerak bumi (crust)

·         selimut bumi (mantle)

·         inti bumi (core).

a.   Kerak Bumi (crust)

Kerak Bumi merupakan lapisan yang paling luar dari Bumi yang merupakan tempat tinggal mahluk hidup dengan ketebalan maksimum 80 km. Kerak Bumi dan bagian atas mantel Bumi membentuk lapisan yang disebut lempeng Bumi (litosfer).

Kerak Bumi terdiri dari:

·         Kerak Benua, yang berupa dataran dengan ketebalan 20 – 80 km.

·         Kerak Samudra, yang terletak pada cekungan samudra dengan ketebalan 5 – 10 km.

b.   Mantel Bumi (mantle)

Mantel Bumi atau sering disebut Selimut Bumi, merupakan lapisan di bawah Kerak Bumi.

Sifat-sifat Mantel Bumi:

·         Merupakan lapisan batuan padat.

·         Tebal maksimum 2.900 km.

·         Suhu mencapai 3.000 ⁰C.

·         Terdiri dari dua lapisan;

-      mantel atas yang bersifat plastis hingga semiplastis (lentur) dengan kedalaman hingga 400 km.

-      mantel bawah yang bersifat padat dengan kedalaman hingga 2.900 km.

c.   Inti Bumi (core).

Inti Bumi, merupakan lapisan yang terakhir atau paling dalam dari Bumi.

Sifat-sifat Inti Bumi:

·         Terdiri atas material (benda-benda yang berasal dari lapisan Bumi) cair dengan penyusun utama logam besi 90%, nikel 8% dan lain-lain.

·         Kedalaman 2.900 – 5.100 km.

·         Suhu mencapai 6.000 ⁰C.

·         Sumber gravitasi dan akitivitas magnetik Bumi.

·         Merupakan pusat massa Bumi.

·         Terdiri dari dua lapisan:

-      lapisan inti luar (outer core) dengan ketebalan 2.000 km

-      lapisan inti dalam (inner core) dengan ketebalan 3.800 km

2.   Teori Tektonik Lempeng.

Teori Tektonik Lempeng adalah suatu teori yang menerangkan dimanika (pergerakan) bumi tentang pergerakan jalur pegunungan, jalur gunung api, jalur gempa bumi, dan cekungan endapan di muka bumiyang diakibatkan oleh pergerakan lempeng.

Teori Teknik Lempang berasal dari Hipotesis Pergeseran Benua (continental drift) yang dikemukakan oleh Alfred Wegener pada tahun 1912. Dalam teorinya, Wegwner menjelaskan bahwa pada zaman dahulu, semua benua di Bumi menyatu membentuk sebuah daratan yang sangat luas (Pangea). Kemudian, sekitar 200 juta tahun yang lalu benua tersebut terpisah dan bergerak menjauh secara perlahan. Akan tetapi, teori pergerakan benua yang diajukan oleh Wegener tidak dapat menjelaskan bagaimana benua berpisah dan bergerak menjauh. Oleh karena itu, teori pergerakan benua Wegener ditolak oleh para ahli pada saat itu.

Pada awal tahun 1960, seorang ilmuan dari Princeton University yang bernama Harry Hess mengajukan teori yang bernama Seaflor Spreading atau pergerakan dasar laut. Hess menjelaskan bahwa di bawah kerak Bumi tersusun atas meterial yang panas dan memiliki massa jenis yang rendah. Akibatnya material tersebut naik ke punggung kerak samudra. Kemudian material bergerak ke samping bersama dasar kerak samudra, sehingga bagian dasar kerak samudra tersebut menjauh dari punggung kerak samudra dan membentuk sebuah patahan.

Karena dasar kerak samudra menjauh sehingga terbentuk patahan, maka magma akan naik ke atas dan mengisi patahan tersebut. Magma yang telah sampai ke patahan akan mendingin dan membentuk kerak yang baru. Teori seafloor spreading ini mampu menjelasakan bagaimana proses terbentuknya lembah maupun gunung bahwah laut.

Selain itu, berdasarkan hasil penelitian batuan dasar laut dengan menggunakan kapal Glomar Chalengger (1968), ternyata juga memperkuat teori ini. Berdasarkan hasil penelitian tersebut dapat diketahui bahwa usia batuan pada pungggung kerak samudra lebih tua dari usia batuan pada dasar kerak. Hal ini menunjukkan bahwa batuan di punggung kerak samudra yang baru, terbentuk karena efek seafloor spreading.

Pada tahun 1960 – an teori seafloor spreading (pergerakan dasar laut) dan teori continental drift (pergeseran benua) yang sebelumnya dikemukakan dan kemudian dikembangkan, teori ini disebut dengan  teori Tektonik Lempeng. Berdasarkan teori ini, kerak Bumi dan bagian atas dari mantel Bumi terbagi menjadi beberapa bagian. Bagian ini disebut lempeng. Lempeng bersifat plastis dan dapat bergerak di lapisan ini. Lempeng tersusun atas kerak dan bagian atas mantel Bumi.

Prinsip umum dari lempeng tektonik adalah adanya lempeng litosfer yang bersifat padat dan kaku yang terapung di atas selubung bagian atas (astenosfer) yang bersifat plastis.

Lempeng litosfer yang kitab kenal sekarang ada 6 lempeng besar, yaitu:

1)   Eurasia

2)   Amerika utara

3)   Amerika selatan

4)   Afrika

5)   Pasifik

6)   Hindia Australia

Lempeng-lempeng tersebut bergerak di atas lapisan astenosfer (kedalaman 500 km di dalam selubung dan bersifat hampir melebur atau hampir berbentuk cair). Karena hal tersebut, maka terjadi interaksi antar lempeng pada batas-batas lempeng yang dapat bebentuk:

1)   Divergen, yaitu: lempeng-lempeng bergerak saling menjauh dan mengakibatkan material dari selubung naik membentuk kerak (lantai) samudra baru dan membentuk jalur magmatik( gunung api).

2)   Konvergen, yaitu: lempeng-lempeng yang saling mendekati dan menyebabkan tumbukan di mana salah satu dari lempeng akan menunjam (menyusup) ke bawah lempeng yang lain dan masuk ke selubung (astenosfer). Daerah penunjam membentuk satu palung yang dalam, yang biasanya merupakan jalur gempa bumi yang kuat. Di belakang jalur penunjam akan terbentuk rangkaian kegiatan magmatik dan gunung berapi serta berbagai cekungan endapan. Salah satu contohnya terjadi di Indonesia, pertemuan antar lempeng Indo-Australia dan lempeng Eurasia menghasilkan jalur penunjam di selatan Pulau Jawa dan pegunungan api Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara dan berbagai cekungan seperti cekungan Sumatra Utara, Sumatra Tengah, Sumatra Selatan dan cekungan Jawa Utara.

3)   Transform, yaitu: lempeng-lempeng saling bergesekan tanpa membentuk atau merusak litosfer. Hal ini dicirikan oleh adanya sesar mendatar yang besar seperti misalnya Sesar San Andres di Amerika.

3.   Gempa Bumi.

Jenis-jenis gempa bumi dibedakan menjadi 2 yaitu berdasarkan penyebab dan kedalamannya. Berikut ini merupakan penjelasannya.

Berdasarkan Penyebabnya terjadinya, gempa bumi dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :

1)   Gempa Vulkanik.

Gempa bumi vulkanik adalah gempa bumi yang disebabkan oleh letusan gunung berapi. Contoh : gempa G. Bromo, gempa G. Una-Una, gempa G. Krakatau.

2)   Gempa Tektonik.

Gempa tektonik adalah gempa bumi yang terjadi karena pergeseran lapisan kulit bumi akibat lepasnya energi di zone penunjaman. Gempa bumi tektonik memiliki kekuatan yang cukup dahsyat. Contoh : gempa Aceh, Bengkulu, Pangandaran.

3)   Gempa runtuhan atau terban.

Gempa runtuhan atau terban adalah gempa bumi yang disebabkan oleh tanah longsor, gua-gua yang runtuh, dan sejenisnya. Tipe gempa seperti ini hanya berdampak kecil dan wilayahnya sempit.

Berdasarkan kedalamannya, jenis-jenis gempa bumi juga dibedakan menjadi tiga, yaitu :

1)   Gempa bumi dalam.

Gempa bumi dalam adalah gempa bumi yang hiposentrumnya (pusat gempa) berada lebih dari 300 km di bawah permukaan bumi (di dalam kerak bumi). Gempa bumi dalam pada umumnya tidak terlalu berbahaya.

2)   Gempa bumi menengah.

Gempa bumi menengah adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada antara 60 km sampai 300 km di bawah permukaan bumi.gempa bumi menengah pada umumnya menimbulkan kerusakan ringan dan getarannya lebih terasa.

3)   Gempa bumi dangkal.

Gempa bumi dangkal adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada kurang dari 60 km dari permukaan bumi. Gempa bumi ini biasanya menimbulkan kerusakan yang besar.

Hiposentrum adalah sumber, tempat peristiwa (tektonik, vulkanik, atau bongkah tanah roboh) yang menyebabkan gempa. Letaknya di bagian dalam lapisan bumi.

Episentrum adalah titik atau garis pada permukaan bumi tegak lurus di atas hiposentrum.

 4.   Gunung Berapi.

Gunung berapi merupakan bukit atau gunung yang terbentuk karena tumbukan lempeng-lempeng Bumi yang berada di lapisan mantel Bumi.

Erupsi (letusan gunung berapi) terjadi karena tekanan gas dari dalam Bumi terus menerus mendorong magma (material panas berbentuk lumpur yang ada di bawah gunung berapi) untuk naik ke permukaan, Pada perjalanan ke permukaan, magma memiliki suhu hingga 1200⁰C dan dapat melelehkan batuan di sekitarnya. Tekanan dari dalam Bumi akan semakin menguat dan membesar, sehingga jika litosfer yang berada di atas magma tidak dapat menahan tekanan dari dalam Bumi, maka terjadilah erupsi.

Pada saat erupsi terjadi, maka lava dan material lainnya dimuntahkan melalui kawah, yaitu lubang yang berbentuk lingkaran yang berada di puncak gunung berapi. Lava yang keluar kemudian mengalir dan menjadi lahar.

Material yang keluar akibat erupsi dapat berupa material padat, cair dan gas, yaitu antara lain:

a) Lava, yaitu material magma yang keluar dari gunung berapi saat gunung tersebut meletus.

b) Lahar, yaitu material lava yang sudah keluar dari gunung berapi dan mulai tercampur dengan air, batuan dan material lainnya di sekitar kawasan gunung.

c) Batu-batuan dari kerak bumi.

d) Gas-gas, antara lain: Hidrogen Sulfida (H₂S), Sulfur Dioksida (SO₂) dan Nitrogen Dioksida (NO₂).

e) Awan Panas (aliran piroklastik) atau yang dikenal warga dengan sebutan “wedhus gembel”, yaitu awan hasil erupsi yang mengalir bergulung dan mengandung batuan pijar, gas panas dan material lainnya, memiliki suhu 700⁰C dan memiliki kecepatan  mencapai 200 km/jam.

Pada saat akan terjadi erupsi, kita dapat melihat dari tanda-tanda berikut ini:

·         suhu di sekitar gunung meningkat

·         mata air menjadi kering

·         tumbuhan di sekitar gunung layu

·         binatang di sekitar gunung bermigrasi

·         perubahan benrtuk dataran

·         sering terdengar suara gemuruh dan kadang disertai getaran (gempa)

C.   Hidrosfer.

Hidrosfer merupakan daerah perairan yang mengikuti bentuk Bumi yang bulat. Hidrosfer berasal dari kata Yunani, hidros yang berarti air dan sphere yang berarti lapisan. Hidrosfer menempati sebagian besar muka Bumi.

75% muka bumi tertutup oleh air, yang meliputi:

·         Samudra

·         Laut

·         Danau

·         Sungai

·         Air tanah

·         Uap air

·         Gletser

Air merupakan komponen yang sangat penting bagi kehidupan dan mahluk hidup. Tidak ada mahluk hidup dapat hidup tanpa air. Tumbuhan memerlukan air untuk proses fotosintesis dan manusia serta hewan memerlukan air untuk proses metabolisme.

Air di Bumi mengalami proses sirkulasi dalam lingkaran hidrologi. Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.

Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.

   

Siklus Air:

1) Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

2) Terjadi evaporasi

3) Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat

4) Pembentukan awan

5) Turun hujan di permukaan daratan

6) Air mengalir di sungai menuju laut kembali