Jumat, 17 April 2020

Struktur Bumi dan Bencana

Bumi adalah planet ketiga dalam sistem tata surya. Bumi penuh dengan makhluk hidup dan segala yang diperlukan, untuk membantu kehidupan, termasuk berbagai mineral. Bumi tersusun atas beberapa lapisan. Lapisan terdalam bumi membentuk inti Bumi. Inti bumi terbentuk dari materi yaitu bertekanan sangat tinggi yang tersusun dari mineral cair NiFe dengan suhu mendekati suhu permukaan matahari, yaitu sekitar 6000ºC.

Inti bumi terbagai menjadi dua, yaitu inti luar bumi (outer core) yang berupa cairan dan inti dalam bumi (inner core) yang berupa material padat. Inti bumi mempunyai suhu yang tinggi, sehingga magma (mantle) berupa cairan panas yang akan mencari celah untuk keluar dari dalam bumi.
Naiknya cairan panas disebabkan oleh adanya tekanan luar bumi ke dalam inti bumi atau compressing. Inti dalam bumi karena mengalami tekanan atau compressing mengakibatkan yang seharusnya berupa cairan atau bahkan gas menjadi benda padat.

Bagaimana berat jenis (BJ) masing-masing bahan penyusun setiap lapisan? Semakin dalam lapisan tanah mempunyai nilai BJ yang semakin meningkat. Demikian juga inti dalam bumi mempunyai nilai BJ yang paling tinggi karena mengalami tekanan.

Lapisan kedua dari dalam bumi adalah lapisan selimut atau selubung bumi atau mantel bumi. Suhu pada lapisan ini diperkirakan sekitar 3000ºC. Lapisan ini terdiri atas 3 bagian, yaitu;
a. Lithosfer, 
merupakan lapisan selimut bumi yang paling atas dengan ketebalan 50-100 km, mengandung silisium dan aluminium berbentuk padat. Lithosfer bersama kerak bumi sering dinamakan lempeng lithosfer. Di dalam litosfer terdapat lebih dari 2000 mineral dan hanya 20 mineral yang terdapat dalam batuan. Mineral pembentuk batuan yang penting, yaitu;
  1. Kuarsa (Si02), 
  2. Feldspar, 
  3. Piroksen, 
  4. Mika Putih (K-Al-Silikat), 
  5. Biotit atau Mika Cokelat (K-Fe-Al-Silikat), 
  6. Amphibol, 
  7. Khlorit, 
  8. Kalsit (CaC03), 
  9. Dolomit (CaMgCOT3), 
  10. Olivin (Mg, Fe), 
  11. Bijih Besi Hematit (Fe2O3), 
  12. Magnetik (Fe3O2), dan 
  13. Limonit (Fe3OH2O).
Selain itu, litosfer tersusun atas dua lapisan utama, yaitu lapisan SiAl (ilisium dan aluminium) dan lapisan SiMa (Silisium dan Magnesium). Lapisan SiAl tersusun oleh logam Silisium dan Aluminum. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO2 dan Al2O3. Batuan yang terdapat dalam lapisan SiAl antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan metamorf. Lapisan SiMa adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam Silisium dan Magnesium. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO2 dan MgO.
b. Astenosfer,
merupakan lapisan di bawah lithosfer dengan ketebalan 130-160 km. Lapisan ini berbentuk cairan kental, mengandung Silisium, Aluminium, dan Magnesium.
c. Mesosfer,
merupakan lapisan yang tebalnya 2400-2750 km, mengandung Silisium dan Magnesium.

Lapisan ketiga adalah kerak bumi. Lapisan ini mencapai 70 km, dan merupakan lapisan tanah dan bebatuan. Lapisan ini menjadi tempat tinggal seluruh makhluk hidup di bumi. Kerak bumi membentuk lempeng samudra dan lempeng benua. Lempeng samudra dengan ketebalan 5-10 km, sedangkan lempeng benua mencapai ketebalan 20-70 km. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100ºC. Unsur-unsur kimia utama pembenyuk kerak bumi adalah;
  • oksigen (46,6%), 
  • silicon (27,7%), 
  • aluminium (8,1%), 
  • besi ( 5,0%), 
  • kalsium (3,6%), 
  • natrium (2,8%), 
  • kalium (2,6%), dan 
  • magnesium (2,1%). 
Unsur-unsur tersebut membentuk satu senyawa yang disebut batuan.

Atmosfer
Planet bumi sebagai tempat tinggal makhluk hidup diselimuti oleh udara yang disebut atmosfer. Lapisan atmosfer merupakan campuran dari berbagai gas yang tidak tampak. Berdasarkan volumenya, terdapat empat gas yang terkandung di lapisan atmosfer. Keempat gas yang menempati hampir 100% lapisan atmosfer tersebut masing-masing;
  • nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, 
  • oksigen (O2) sebanyak 20,95%, 
  • argon (Ar) sebanyak 0,93% dan 
  • karbondioksida (CO2) sebanyak 0,03%. 
Gas lain yang terkandung dalam lapisan atmosfer dengan volume yang sangat rendah antara lain neon (Ne), helium (He), krypton (Kr), hydrogen (H2 ), xenon (Xe), dan ozon(O3).

Lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi mempunyai ketebalan yang sulit untuk ditetapkan secara pasti. Sebagian besar ahli ilmu iklim menyepakati bahwa ketebalan lapisan atmosfer lebih dari 650 km. Menurut perubahan suhu dan ketinggiannya, atmosfer dapat dikelompokkan menjadi empat lapisan, yakni;
a. Troposfer
Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yang terletak pada ketinggian 0-18 km di atas permukaan bumi. Ketebalan lapisan troposfer di atas permukaan bumi tidak merata. Di daerah khatulistiwa atau daerah tropis, ketebalan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C, daerah sedang ketebalan lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, dan daerah kutub ketebalannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C. Tebal lapisan troposfer rata-rata di permukaan bumi ± 10 km. Coba pikirkan, mengapa ketebalan lapisan troposfer berbeda?
b. Stratosfer
Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin, yaitu sekitar − 57°C. Tahukah kamu dimana pesawat terbang melintas? Nah, ternyata pada lapisan stratosfer inilah tempat terbangnya pesawat. Pada lapisan ini juga terdapat awan cirrus, namun tidak ada pola cuaca. Dari bagian tengah stratosfer ke atas, terdapat lapisan dengan konsentrasi ozon (O3). Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini dapat mencapai sekitar 18°C pada ketinggian sekitar 40 km.
c. Mesosfer
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. 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. 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.
d. Termosfer atau ionosfer
Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Disebut dengan termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982°C. Disebut ionosfer karena pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek.
e. Eksosfer
Eksosfer adalah lapisan udara kelima, eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 - 1000 km dari permukaan bumi.

Hidrosfer
Jika kita perhatikan gambar bola bumi, wilayah samudera digambarkan dengan warna biru yang dominan dibandingkan dengan warna hijau dan warna yang lain. Ini menggambarkan bahwa 70% muka bumi ditutupi dengan lapisan air yang disebut hidrosfer. Hidrosfer sangat penting bagi kehidupan di bumi. Tak ada mahluk hidup yang dapat hidup tanpa air.

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.


Fenomena Gempa Bumi
Gempa bumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi dari dalam bumi. Terjadinya perubahan energi panas yang menyebabkan pergolakan inti bumi menjadi energi kinetik sehingga mampu menekan dan menggerakkan lempeng-lempeng bumi. Energi kinetik yang dihasilkan tersebut dipancarkan ke segala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi.

Menurut teori lempeng tektonik, permukaan bumi terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik besar. Lempeng tektonik atau lempeng lithosfer merupakan bagian dari kerak bumi yang keras dan mengapung di atas astenosfer yang cair dan panas. Hal tersebut mengakibatkan lempeng tektonik menjadi bebas bergerak dan saling berinteraksi satu sama lain. Daerah perbatasan lempeng-lempeng tektonik merupakan tempat-tempat yang memiliki kondisi tektonik yang aktif, yang menyebabkan gempa bumi, gunung berapi, dan pembentukan dataran tinggi.

Lempeng-lempeng tektonik yang berdekatan saling berinteraksi dengan tiga kemungkinan pola gerakan yaitu apabila kedua lempeng saling menjauhi (spreading), saling mendekati (collision), dan saling geser (transform). Kadang-kadang, gerakan lempeng ini macet dan saling mengunci, sehingga terjadi pengumpulan energi yang berlangsung terus-menerus sampai pada suatu saat batuan pada lempeng tektonik tersebut tidak kuat menahan gerakan tersebut dan akhirya terjadi pelepasan mendadak yang kita kenal sebagai gempa bumi.
Pergeseran lempeng bumi dapat mengakibatkan gempa bumi, karena dalam peristiwa tersebut disertai dengan pelepasan sejumlah energi yang besar. Selain pergeseran lempeng bumi, gerak lempeng bumi yang saling menjauhi satu sama lain juga dapat mengakibatkan gempa bumi. Hal tersebut dikarenakan saat dua lempeng bumi bergerak saling menjauh, akan terbentuk lempeng baru diantara keduanya. Lempeng baru yang terbentuk memiliki berat jenis yang jauh lebih kecil dari berat jenis lempeng yang lama. Lempeng yang baru terbentuk tersebut akan mendapatkan tekanan yang besar dari dua lempeng lama, sehingga akan bergerak ke bawah dan menimbulkan pelepasan energi yang juga sangat besar. Terakhir adalah gerak lempeng yang saling mendekat juga dapat mengakibatkan gempa bumi. Pergerakan dua lempeng yang saling mendekat juga berdampak pada terbentuknya gunung. Seperti yang terjadi pada gunung Everest yang terus tumbuh tinggi akibat gerak lempeng di bawahnya yang semakin mendekat dan saling bertumpuk.

Indonesia merupakan daerah rawan gempa bumi karena dilalui oleh jalur pertemuan 3 lempeng tektonik, yaitu Lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia, dan lempeng Pasifik. Lempeng Indo-Australia bergerak relatif ke arah utara dan menyusup ke dalam lempeng Eurasia, sementara lempeng Pasifik bergerak relatif ke arah barat. Jalur pertemuan lempeng berada di laut, sehingga apabila terjadi gempa bumi besar dengan kedalaman dangkal maka akan berpotensi menimbulkan tsunami sehingga Indonesia juga rawan mengalami bencana tsunami.

Fenomena Gunung Api
Apa yang membuat sebuah gunung menjadi aktif dan meletus? dan bagaimana sebuah gunung berapi dapat terbentuk? Gunung berapi terbentuk akibat pertemuan dua lempeng Bumi. Bagian lempeng yang tenggelam memasuki lapisan astemosfir akan mencair karena suhu bawah lempeng Bumi yang sangat tinggi. Bagian cair tersebut akan menambah magma dalam perut Bumi. Oleh karena magma yang terbentuk tersebut memiliki berat jenis yang lebih kecil daripada berat jenis batuan di sekitarnya maka magma akan terdesak hingga naik ke permukaan bumi. Magma yang mencapai permukaan bumi disebut sebagai lava. Lava dan abu yang meledak dari waktu ke waktu akan menumpuk dan membentuk gunung berapi. Inilah yang memunculkan istilah bahwa gunung berapi dapat tumbuh dari waktu ke waktu.
Selain di darat, gunung berapi juga dapat terbentuk di lautan. Erupsi yang terjadi di bawah lautan dapat memunculkan gunung berapi. Erupsi adalah letusan yang mengakibatkan keluarnya material gunung api yang berupa gas, debu, aliran lava, dan fragmen batuan. Jika erupsi terjadi dalam waktu yang lama dan dengan jumlah lava yang sangat besar, maka sangat dimungkinkan gunung berapi akan muncul hingga ke permukaan air laut.

Magma yang berasal dari gunung subduksi tersebut jauh lebih dekat dengan permukaan bumi. Gunung berapi ini jauh lebih besar ukurannya dan memiliki banyak sisi yang landai. Letusan gunung berapi dapat menimbulkan bencana yang mematikan bagi kehidupan di sekitarnya. Misalnya seperti saat meletusnya gunung Krakatau yang terletak di bawah lautan selat Sunda. Menurut kesaksian nenek moyang dan tulisan sejarah menyebutkan bahwa gemuruh erupsi Krakatau terdengar hingga Australia dan Sri Langka. Setelah letusan besar terjadi, langit tampak gelap selama 2½ hari. Bulan tampak berwarna Biru, tsunami setinggi 40 meter menghantam pantai-pantai di sekitarnya, selama beberapa hari bumi tertutup debu vulkanik, dan tak terhitung jumlah korban jiwa yang jatuh pada saat itu. Bahkan karena kedahsyatannya, meletusnya gunung Krakatau disebut-sebut sebagai faktor yang menyebabkan berpisahnya pulau Jawa dan Sumatera.

Selain menimbulkan berbagai macam bencana, letusan gunung api juga menimbulkan banyak manfaat. Beberapa manfaat diantaranya adalah terbentuknya daratan baru (misalnya kepulauan Krakatau); ditemukannya mineral logam dan batu mulia dari hasil lava yang telah membeku seperti tembaga, intan, perak, dan emas; menghasilkan energi panas bumi; mata air panas belerang yang bermanfaat bagi kesehatan; pasir gunung api sebagai bahan bangunan; dan letusan gunung berapi juga menghasilkan tanah yang subur dan kaya unsur hara yang diperlukan untuk tanaman.

Setelah terjadinya letusan gunung berapi, dalam jangka pendek daerah yang dilalui oleh lava akan terkesan sangat gersang dan tidak ada kehidupan. Hal ini dikarenakan lava adalah benda cair panas yang memiliki temperatur hingga 1.200° C. Makhluk apapun yang dilalui oleh lava akan musnah, karena panasnya. Akan tetapi, pada jangka panjang daerah yang dilalui oleh lava akan menjadi daerah yang kaya mineral. Berdasarkan hasil penelitian, diketahui bahwa kandungan mineral yang terdapat pada tanah vulkanik antara lain, Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Silika (Si), dan Besi (Fe). Sebagaimana yang telah disebutkan sebelumnya bahwa mineral-mineral tersebut merupakan komponen anorganik yang dibutuhkan oleh tanaman. Tidak heran jika banyak yang menyatakan bahwa tanah vulkanik itu adalah tanah yang subur. Setiap terjadi letusan gunung api akan menguntungkan tanah yang dijangkau oleh material letusan, karena akan terjadi ”peremajaan dan pengayaan tanah secara alami”.

Selain itu, abu vulkanik memiliki kadar keasaman (pH) sekitar 4 –4,3. Dengan kadar keasamannya, tanah yang terkena abu vulkanik akan memiliki kadar keasaman (pH) tanah sebesar 5 – 5,5. Dengan turunnya kadar keasaman (Ph) tanah ini, dalam jangka pendek abu vulkanik dapat mengusir hama serangga atau gulma yang biasa menjadi musuh petani. Hal ini disebabkan makhluk hidup tersebut tidak dapat hidup dalam suasana terlalu asam, sehingga populasi makhluk tersebut akan menurun. Kondisi yang demikian tentunya sangat menguntungkan petani karena lahan sawah petani menjadi subur serta tanaman yang ditanam tidak terganggu oleh hama.

Tindakan untuk Mengurangi Bencana
Jepang adalah salah satu negara yang berada di atas lempeng vulkanik yang aktif. Akibatnya Jepang harus selalu siaga untuk mengantisipasi kemungkinan terjadinya bencana gempa Bumi atau gunung meletus.

Banyak hal yang dilakukan pemerintah Jepang sebagai wujud pencegahan terhadap bencana. Pemerintah Jepang secara berkala selalu melakukan latihan tanggap bencana hampir di semua daerah. Jepang memiliki sistem peringatan dini bencana alam yang otomatis akan berbunyi saat terjadi bencana. Di semua tempat disediakan alat-alat sebagai perencanaan evakuasi seperti senter, sepatu, helm, dan obat-obatan. Selain itu, pemerintah Jepang juga memasukkan aktivitas tanggap darurat bencana dalam kurikulum di sekolah-sekolah. Hal tersebut dimaksudkan untuk memperkenalkan sedini mungkin cara mengurangi dampak bencana alam kepada siswa-siswa sekolah.

Ada beberapa tindakan yang dapat dilakukan untuk mengurangi dampak dari terjadinya letusan gunung berapi dan gempa Bumi. Tindakan tersebut diantaranya:

  • mencari tahu sistem pengamanan yang berlaku yang ada di daerah masing-masing,
  • selalu mewaspadai bahaya yang menyertai letusan gunung berapi seperti gempa Bumi, hujan abu, lahar, banjir bandang, longsor, dan tsunami,
  • senantiasa melakukan perencanaan evakuasi, seperti selalu mempersiapkan baterai, senter, obat-obatan, makanan dan minuman untuk keadaan darurat, masker debu, dan kacamata untuk mengurangi dampak hujan debu,
  • selalu menyimpan nomor-nomor telepon lembaga tanggap darurat.