Litosfer, Hidrosfer, dan Atmosfer Bumi

1.1. Litosfer

1.1.1. Pengertian Litosfer

Litosfer adalah kulit terluar dari planet berbatu. Litosfer berasal dari kata Yunani, lithos yang berarti berbatu, dan sphere yang berarti padat. Litosfer berasal dari kata lithos artinya batuan, dan sphere artinya lapisan. Secara harfiah litosfer adalah lapisan bumi yang paling luar atau biasa disebut dengan kulit bumi. Pada lapisan ini pada umumnya terjadi dari senyawa kimia yang kaya akan Si0₂, itulah sebabnya lapisan litosfer sering dinamakan lapisan silikat dan memiliki ketebalan rata-rata 30 km yang terdiri atas dua bagian, yaitu Litosfer atas (merupakan daratan dengan kira-kira 35% atau 1/3 bagian) dan Litosfer bawah (merupakan lautan dengan kira-kira 65% atau 2/3 bagian).

Litosfer terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik yang mengakibatkan terjadinya gerak benua akibat konveksi yang terjadi dalam astenosfer.

Terdapat dua tipe litosfer:

· Litosfer samudra, yang berhubungan dengan kerak samudra dan berada di dasar samdura.

· Litosfer benua, yang berhubungan dengan kerak benua.

Litosfer samudra memiliki ketebalan 50-100 km, sementara litosfer benua memiliki kedalaman 40-200 km. Kerak benua dibedakan dengan lapisan mantel atas karena keberadaan lapisan Mohorovicic.

Bumi tersusun dari beberapa lapisan yaitu :

a. Inti Bumi (Barisfer atau Centrosfer)

Barisfer yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bahan padat yang tersusun dari lapisan nife (niccolum=nikel dan ferum besi) jari jari barisfer +- 3.470 km. Inti bumi dari kedalaman 6370 km kea rah luar, terdiri dari dua bagian yaitu inti dalam yang tebalnya 1320 km, dan inti luar 2160 km. Disebut barisfer karena ini bumi mempunyai massa jenis yang besar (berat) yaitu 10,7 gram/cc, yang jauh lebih besar dibandingkan dengan kulit bumi (litosfer). Temperatur di inti bumi diperkirakan tidak lebih dari 3000⁰C. Adanya bahan nikel dan besi ini yang menyebabkan bumi mempunyai sifat kemagnetan yang luar biasa.

b. Selimut (Mantel)

Lapisan ini mempunyai 3 bagian berturut-turut :

Ø Mesosfer : Lapisan ini dikedalaman sekitar 2900 km, wujudnya padat

terletak dibawah atenosfer dengan ketebalan 2400-2750 km.

Ø Astenosfer : Lapisan ini dikedalaman 700 km, wujudnya agak kental

tebalnya 100-400km. Diduga lapisan ini tempat formasi magma.

Ø Lithosfer : Lapisan ini pada kedalaman 50-200 km, tebalnya sekitar 50-

100 km, dengan masa jenis rata-rata 2,9 gram/cc. Lapisan ini merupakan lapisan bebatuan yang mengapung diatas astenosfer.

c. Kerak

Lapisan ini merupakan bagian paling atas dari permukaan bimu dengan ketebalan rata-rata 10-50 km. Ketebalan di atas benua antara 20-50 km, sedangkan dibawah permukaan laut berkisar 10-12 km.

1.1.2. Material Pembentuk Litosfer

Litosfer tersusun atas tiga macam material utama dengan bahan dasar pembentukannya adalah Magma dengan berbagai proses yang berbeda-beda. Berikut merupakan material batuan penyusun litosfer,

1. Batuan Beku (Igneous Rock)

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma pijar yang membeku menjadi padat, dengan sekitar 80% material batuan yang menyusun batuan kerak bumi adalah batuan beku. Berdasarkan tempat terbentuknya magma beku. batuan beku dibagi menjadi tiga macam :

a. Batuan Beku Dalam (Plutonik/Abisik)

Batuan beku dalam terjadi dari pembekuan magma yang berlangsung perlahan-lahan ketika masih berada jauh di dalam kulit bumi. Contoh batuan beku dalam adalah granit, diotit, dan gabbro.

b. Batuan Beku Gang/Korok

Batuan beku korok terjadi dari magma yang membeku di lorong antara dapur magma dan permukaan bumi. Magma yang meresap di antara lapisan-lapisan litosfer mengalami proses pembekuan yang berlangsung lebih cepat, sehingga kristal mineral yang terbentuk tidak semua besar. Campuran kristal mineral yang besarnya tidak sama merupakan ciri batuan beku korok.

c. Batuan Beku Luar

Batuan beku luar terjadi dari magma yang keluar dari dapur magma membeku di permukaan bumi (seperti magma hasil letusan gunung berapi). Contoh batuan beku luar adalah : basalt, diorit, andesit, obsidin, scoria, batuan apung (bumice).

2. Batuan Sedimen (Sedimentary Rock)

Batuan Sedimen merupakan batuan mineral yang telah terbentuk dipermukaan bumi yang mengalami pelapukan. Bagian - bagian yang lepas dari hasil pelapukan tersebut terlepas dan ditansportasikan oleh aliran air, angin, maupun oleh gletser yang kemudian terendapkan atau tersedimentasi dan terjadilah proses diagenesis yang menyebabkan endapan tersebut mengeras dan menjadi bantuan sedimen. Batuan Sedimen berdasar proses pembentukannya terdiri atas :

1. Batuan Sedimen Klastik

2. Batuan Sedimen Kimiawi

3. Batuan Sedimen Organik

Berdasar tenaga yang mengangkutnya Batuan Sedimen terdiri atas :

1. Batuan Sedimen Aeris atau Aeolis

2. Batuan Sedimen Glasial

3. Batuan Sedimen Aquatis

4. Batuan Sedimen Marine

3. Batuan Malihan (Metamorf)

Batuan Malihan terbentuk karena terjadinya penambahan suhu atau penambahan tekanan yang tinggi dan terjadi secara bersamaan pada batuan sedimen.

1.1.3. Struktur Lapisan Kerak Bumi

Di dalam litosfer terdapat lebih dari 2000 mineral dan hanya 20 mineral yang terdapat dalam batuan. Mineral pembentuk batuan yang penting, yaitu Kuarsa (Si0₂), Feldspar, Piroksen, Mika Putih (K-Al-Silikat), Biotit atau Mika Cokelat (K-Fe-Al-Silikat), Amphibol, Khlorit, Kalsit (CaC0₃), Dolomit (CaMgCO_T3), Olivin (Mg, Fe), Bijih Besi Hematit (Fe₂O₃), Magnetik (Fe₃O₂), dan Limonit (Fe₃OH₂O). Selain itu, litosfer juga terdiri atas dua bagian, yaitu lapisan Sial dan lapisan Sima. 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 metamorf, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan Sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun oleh logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa SiO₂ dan MgO lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar daripada lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral ferro magnesium dan batuan basalt. Batuan pembentuk kulit bumi selalu mengalami siklus atau daur, yaitu batuan mengalami perubahan wujud dari magma, batuan beku, batuan sedimen, batuan malihan, dan kembali lagi menjadi magma.

1.2. Hidrosfer

1.2.1. Pengertian Hidrosfer

Hidrosfer adalah lapisan air yang ada di permukaan bumi. Kata hidrosfer berasal dari kata hidros yang berarti air dan sphere yang berarti lapisan. Hidrosfer di permukaan bumi meliputi danau, sungai, laut, lautan, salju atau gletser, air tanah dan uap air yang terdapat di lapisan udara.

Hampir tiga per empat bumi ditutupi oleh air dengan jumlah yang tetap dan hanya mengalami perubahan bentuk. Hal ini terjadi karena air mengalami siklus yang disebut daur idrologi atau water cycle.

Bentangan air yang terdapat di daratan dipelajari dalam ilmu hidrologi. Bentangan air yang terdapat di lautan ddipelajari dalam ilmu oceanografi. Bentangan air yang terdapat di atmosfer, yang mempengaruhi iklim dan cuaca, dipelajari dalam ilmu meteorology dan klimatologi.

1.2.2. Siklus hidrologi

Siklus hidrologi adalah suatu proses peredaran atau daur ulang air secara yang berurutan secara terus-menerus. Pemanasan sinar matahari menjadi pengaruh pada siklus hidrologi. Air di seluruh permukaan bumi akan menguap bila terkena sinar matahari. Pada ketinggian tertentu ketika temperatur semakin turun uap air akan mengalami kondensasi dan berubah menjadi titik-titik air dan jatuh sebagai hujan.

Siklus hidrologi dibedakan menjadi tiga, yaitu siklus pendek, siklus sedang dan siklus panjang.

1. Siklus sedang

Pada siklus sedang, uap air yang berasal dari lautan ditiup oleh angin menuju ke daratan. Di daratan uap air membentuk awan yang akhirnya jatuh sebagai hujan di atas daratan. Air hujan tersebut akan mengalir melalui sungai-sungai, selokan dan sebagainya hingga kembali lagi ke laut.

2. Siklus panjang

Pada siklus panjang, uap air yang berasal dari lautan ditiup oleh angin ke atas daratan. Adanya pendinginan yang mencapai titik beku pada ketinggian tertentu, membuat terbentuknya awan yang mengandung kristal es. Awan tersebut menurunkan hujan es atau salju di pegunungan. Di permukaan bumi es mengalir dalam bentuk gletser, masuk ke sungai dan selanjutnya kembali ke lautan.

Hidrosfer dikelompokkan menjadi dua, yaitu perairan darat dan perairan laut.

1. Perairan di daratan

Perairan di daratan tergolong sebagai perairan tawar, yaitu semua perairan yang melintasi daratan. Air di daratan meliputi air tanah dan air permukaan.

a. Air tanah

Air tanah adalah air yang terdapat di dalam tanah. Air tanah berasal dari salju, hujan atau bentuk curahan lain yang meresap ke dalam tanah dan tertampung pada lapisan kedap air.

b. Air tanah dangkal

Air freatis adalah air tanah yang terletak di atas lapisan kedap air tidak jauh dari permukaan tanah. Air freatis sangat dipengaruhi oleh resapan air di sekelilingnya. Pada musim kemarau jumlah air freatis berkurang. Sebaliknya pada musim hujan jumlah air freatis akan bertambah. Air freatis dapat diambil melalui sumur atau mata air.

c. Air tanah dalam

Air artesis adalah air tanah yang terletak jauh di dalam tanah, di antara dua lapisan kedap air. Lapisan di antara dua lapisan kedap air tersebut disebut lapisan akuifer. Lapisan tersebut banyak menampung air. Jika lapisan kedap air retak, secara alami air akan keluar ke permukaan. Air yang memancar ke permukaan disebut mata air artesis. Air artesis dapat dapat diperoleh melalui pengeboran. Sumur pengeborannya disebut sumur artesis.

d. Air permukaan

Air permukaan adalah wadah air yang terdapat di permukaan bumi. Bentuk air permukaan meliputi sungai, danau, rawa.

2. Perairan Laut

1.3. Atmosfer Bumi

1.3.1. Pengertian Atmosfer

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

1.3.2. Lapisan Atmosfer Bumi

1. Troposfer

Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yaitu pada ketinggian 0 - 18 km di atas permukaan bumi. Tebal lapisan troposfer rata-rata ± 10 km. Di daerah khatulistiwa, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C. Daerah sedang ketinggian lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, sedangkan di daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km dengan temperature rata-rata 46°C. Lapisan ini selain terjadi peristiwa-peristiwa seperti cuaca dan iklim, juga terdapat kira-kira 80% dari seluruh massa gas yang terkandung dalam atmosfer terdapat pada lapisan ini. Ciri khas yang terjadi pada lapisan troposfer adalah suhu (temperatur) udara menurun sesuai dengan perubahan ketinggian, yaitu setiap naik 100 meter dari permukaan bumi, suhu (temperatur) udara menurun sebesar ± 0,5°C. Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause yang menjadi batas antara troposfer dan stratosfer. Suhu (temperatur) udara di lapisan ini relatif konstan atau tetap, walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar antara -55°C sampai -60°C. Ketebalan lapisan tropopause ± 2 km.

Troposfer terdiri atas:

a. Lapisan planetair : 0-1 km

b. Lapisan konveksi : 1-8 km

c. Lapisan tropopause : 8-12 km.

2. Stratosfer

Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi. Lapisan ini ditandai dengan adanya proses inversi suhu, artinya suhu udara bertambah tinggi seiring dengan kenaikan ketinggian dari permukaan bumi. Kenaikan suhu udara berdasarkan ketinggian mulai terhenti, yaitu pada puncak lapisan stratosfer yang disebut stratopause dengan suhu udara sekitar 0°C. Stratopause adalah lapisan batas antara stratosfer dengan mesosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 50 - 60 km dari permukaan bumi. Stratosfer terdiri atas tiga lapisan yaitu, lapisan isotermis, lapisan panas dan lapisan campuran teratas.

Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu − 70^oF atau sekitar − 57^oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini.

Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18^oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

3. Mesosfer

Mesosfer adalah lapisan udara ketiga, di mana suhu atmosfer akan berkurang dengan pertambahan ketinggian hingga ke lapisan keempat. Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Udara yang terdapat di sini akan mengakibatkan pergeseran berlaku dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini. Lapisan mesosfer ini ditandai dengan penurunan suhu (temperatur) udara, rata-rata 0,4°C per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) udara ini disebabkan karena mesosfer memiliki kesetimbangan radioaktif yang negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81°C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai sekitar -100°C.

4. Termosfer

Termosfer adalah lapisan udara keempat, peralihan dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 82 km. Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek. Disebut dengan termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 19820°C. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh.

5. Eksosfer

Eksosfer adalah lapisan udara kelima, eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 - 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan. Lapisan ini merupakan lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan atmosfer sampai ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, karena merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar.

1.3.3. Komposisi Udara pada Atmosfer Bumi

Atmosfer mengandung campuran gas-gas yang lebih terkenal dengan nama udara dan menutupi seluruh permukaan bumi. Campuran gas-gas ini menyatakan komposisi dari atmosfer bumi. Bagian bawah dari atmosfer bumi dibatasi oleh daratan, samudera, sungai, danau, es, dan permukaan salju. Gas pembentuk atmosfer disebut udara. Udara adalah campuran berbagai unsure dan senyawa kimia sehingga udara menjadi beragam. Keberagaman terjadi biasanya karena kandungan uap air dan susunan masing-masing bagian dari sisa udara (disebut udara kering). Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya.

1.3.4. Manfaat/Fungsi Lapisan Atmosfer (Atmosfir) Bumi

1. Melindungi bumi dari benda-benda angkasa yang jatuh ke bumi karena terkena gaya gravitasi bumi.

2. Melindungi bumi dari radiasi ultraviolet yang berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup dengan lapisan ozon.

3. Mengandung gas-gas yang dibutuhkan manusia, hewan dan tumbuhan untuk bernafas dan untuk keperluan lainnya seperti oksigen, nitrogen, karbon dioksida, dan lain sebagainya.

4. Media cuaca yang mempengaruhi awan, angin, salju, hujan, badai, topan, dan lain-lain.

1.3.5. Sifat Atmosfer Bumi

1. Merupakan selimut gas tebal yang secara menyeluruh menutupi bumi sampai ketinggian 560 km dari permukaan bumi.

2. Atmosfer bumi tidak mempunyai batas mendadak, tetapi menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

3. Tidak berwarna, tidak berbau, tidak dapat dirasakan, tidak dapat diraba (kecuali bergerak sebagai angin).

4. Mudah bergerak, dapat ditekan, dapat berkembang.

5. Mempunyai berat (56 x 1014 ton) dan dapat memberikan tekanan. 99% dari beratnya berada sampai ketinggian 30 km, dan separuhnya berada di bawah 6000 m.

6. Memberikan tahanan jika suatu benda melewatinya berupa panas akibat pergesekan (misalnya meteor hancur sebelum mencapai permukaan bumi).Sangat penting untuk kehidupan dan sebagai media untuk proses cuaca. Sebagai selimut yang melindungi bumi terhadap tenaga penuh dari matahari pada waktu siang, menghalangi hilangnya panas pada waktu malam. Tanpa atmosfer suhu bumi pada siang hari 93,3°C dan pada malam hari -148,9°C.