LAPISAN BUMI

Bumi merupakan planet ketiga dalam sistem galaksi Bima Sakti. Berdasarkan gambar yang diambil dari teleskop Hubble yang diluncurkan (NASA), Bumi memiliki bentuk bulat seperti bola. Jika bagian dalam sebuah bola kosong, apakah bagian dalam bumi juga kosong ?

Dari tambang emas milik PT. Freeport di Papua memiliki kedalaman hingga 1.785 meter kita dapat mengetahui bahwa pada kedalaman tertentu Bumi memiliki penyusun yang berbeda. Salah satu material yang dimuntahkan saat terjadi letusan gunung berapi adalah lava, yakni magma dari dalam Bumi yang keluar ke permukaan. Berdasarkan fakta tersebut dapat diketahui bahwa jauh di dalam Bumi juga terdapat cairan berupa magma yang menjadi salah satu penyusun Bumi. Bumi memiliki lapisan- lapisan penyusun mulai dari lapisan paling dalam hingga lapisan terluar. 

Bumi terdiri atas 3 komponen utama, yakni komponen gas yang disebut atmosfer, komponen padatan yang disebut litosfer, dan komponen air yang disebut hidrosfer. Selain 3 komponen utama tersebut, Bumi juga memiliki komponen lainnya yaitu, Bumi bagian es disebut kriosfer dan bagian Bumi tempat di mana berlangsungnya kehidupan yang dinamakan biosfer.

PT. Freeport di Papua

A. Atmosfer 

Bumi adalah satu-satunya planet di Bima Sakti yang menunjang adanya kehidupan.  Karena tersedianya oksigen bagi makhluk hidup aerob untuk bernapas.  Udara di Bumi ini terdapat pada bagian atmosfer. Atmosfer berasal dari 2 kata yunani, yakni atmos yang berarti uap dan Spaira yang berarti lapisan. Jadi, atmosfer adalah lapisan uap yang menyelimuti Bumi. Atmosfer Bumi terdiri atas campuran dari gas, serta sedikit cairan dan padatan yang menyelimuti Bumi mulai dari permukaan Bumi hingga luar angkasa. Komposisi atmosfer saat ini berbeda dengan komposisi atmosfer pada saat awal tetbentuknya. Atmosfer pada awalnya terbentuk dari letusan gunung berapi yang kaya nitrogen dan karbon dioksida, akan tetapi sedikit oksigen. Kemudian, organisme fotosintetik mengolah karbon dioksida menjadi oksigen dan melepaskan oksigen tersebut ke atmosfer sebagai hasil pengolahan makanan yang memanfaatkan cahaya Matahari. Keberadaan oksigen menyebabkan terbentuknya Ozon. Adapun peran penting Ozon adalah : 

• Melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang sangat berbahaya bagi organisme di Bumi. 
• Melindungi tumbuhan hijau, sehingga dapat berkembang dan menghasilkan lebih banyak oksigen.

Atmosfer sebagian besar tersusun atas gas nitrogen, yakni sebesar 78%. Oksigen menyusun 21% atas atmosfer. Karbon dioksida, argon, dan beberapa gas lain menyusun sebagian kecil dari atmosfer. Seiring dengan berjalannya waktu, komposisi atmosfer berubah dalam jumlah yang kecil namun memberi dampak yang besar bagi kehidupan. Misalnya, polusi udara akibat : 

• Asap kendaraan, asap pabrik, dan pembakaran bahan bakar fosil.
• Pembakaran batu bara, minyak Bumi, dan gas alam akan menghasilkan karbon dioksida. Semakin banyak penggunaan bahan bakar fosil akan meningkatkan jumlah karbon dioksida di atmosfer. 
• Padatan dan zat cair dalam jumlah yang kecil. Salah satu padatan pada atmosfer adalah debu. Partikel debu menjadi bagian atmosfer karena terbawa angin yang berhembus di permukaan Bumi hingga ke udara. Zat cair pada atmosfer yang sering dijumpai adalah

Lapisan Atmosfer 

Ketika menyeduh kopi kemudian membiarkannya sesaat, akan menemukan bahwa pada gelas tersebut terdapat 2 lapisan. Layaknya secangkir kopi, atmosfer Bumi juga terdiri atas berbagai lapisan. Terdapat 5 lapisan pada atmosfer yang memiliki karakteristik yang berbeda.

1) Troposfer

Troposfer merupakan lapisan atmosfer yang berada di bagian paling bawah. Ketinggian troposfer terhitung mulai (0 km) hingga 10 km diatas permukaan laut (dpl). Sebagian troposfer berbentuk uap air dan 75% terdiri atas gas-gas atmosfer. Fenomena cuaca, seperti awan, hujan, dan badai guruh terjadi di troposfer.

3) Stratosfer 

Pesawat melintas di stratosfer

Pesawat yang melintas terlihat terbang di atas awan, namun sebenarnya pesawat tersebut berada di lapisan stratosfer yang memiliki ketinggian antara 10- 50 km dpl. Lapisan stratosfer memiliki sedikit awan, namun tidak ada aktivitas cuaca, sehingga tidak menganggu penerbangan. Sebagian besar stratosfer terdiri atas gas ozon (O3).

4) Mesosfer 

Saat melihat fenomena meteor, kamu akan menyaksikan bahwa seolah-olah meteor tersebut melintasi Bumi dan kemudian hilang. Namun sebenarnya Meteor sedang menuju Bumi, akan tetapi meteor tersebut terbakar habis di atmosfer. Lapisan yang membakar habis meteor tersebut adalah mesosfer. Lapisan mesosfer terletak pada ketinggian 50-85 km dpl. Lapisan ini menjadi lapisan pelindung Bumi dari benda-benda luar angkasa.

5) Termosfer 

Lapisan termosfer memiliki ketinggian antara 85-500 km dpl. Dinamakan termosfer karena suhu yang sangat panas yakni pada lapisan ini mencapai 1.982oC. Selain sebagai tempat mengorbitnya teleskop Huble dan pesawat ulang alik, termosfer berfungi sebagai pelindung Bumi dari radiasi ultraviolet. Pada mesosfer dan termosfer terdapat lapisan yang memiliki partikel ion (bermuatan) yag disebut Ionosfer. Ketika mendengarkan radio pada malam hari 27 siaran radio di kota lain akan terdengar lebih jelas, hal ini disebabkan karena adanya lapisan ionosfer.

6) Eksosfer

Satelit-satelit buatan yang mengitari Bumi masih berada dalam atmosfer Bumi, tepatnya pada lapisan eksosfer. Lapisan eksosfer memiliki ketinggian lebih dari 500 km dpl. Kandungan utama dari eksosfer adalah gas hidrogen.

a) Tekanan Udara 

Salah satu sifat zat adalah memiliki massa. Gas yang terdapat di atmosfer juga memiliki massa. Atmosfer menyelubungi Bumi hingga ratusan kilometer di atas permukaan Bumi. Gravitasi Bumi akan menghasilkan gaya tarik molekul gas mengarah ke permukaan Bumi. Sehingga berat molekul suatu gas akan menekan udara di bawahnya. Akibatnya molekul udara di dekat permukaan Bumi lebih rapat. Udara yang memiliki kerapatan tinggi ini menghasilkan gaya tekan yang besar pula. Gaya yang diberikan pada suatu daerah disebut tekanan. Seperti ilustrasi panjat pinang, tekanan udara di dekat permukaan Bumi juga lebih besar. Besarnya tekanan udara akan berkurang seiring dengan bertambahnya ketinggian atmosfer. ketika kamu sedang mendaki gunung, atau berada di daerah pegunungan akan merasakan kesulitan untuk bernapas seperti biasa karena di gunung yang lebih tinggi jumlah molekul udara termasuk oksigen semakin sedikit.

b) Suhu di Atmosfer

Sebelum mencapai permukaan Bumi, radiasi matahari akan melewati atmosfer yang sebagian akan diserap dalam bentuk kalor atau panas, akan tetapi tidak semua bagian atmosfer mudah menyerap energi matahari, beberapa lapisan 28 atmosfer memiliki molekul gas yang sulit menyerap energi matahari. Sehingga suhu di tiap atmosfer berbeda. Lapisan troposfer memiliki suhu antara -52 o C hingga 17o C. Berbeda dengan lapisan troposfer, suhu di lapisan stratosfer semakin tinggi dengan bertambahnya ketinggian, hal ini disebabkan adanya ozon. Molekul ozon dapat menyerap energi matahari sehingga mengakibatkan kenaikan temperatur. Lapisan mesosfer memiliki karakteristik seperti stratosfer, yakni semakin tinggi maka temperaturnya semakin rendah. Karena mesosfer tersusun atas molekul gas yang sulit menyerap energi matahari.



Lapisan termosfer dan eksosfer merupakan lapisan pertama yang menerima radiasi energi matahari, jumlah molekul yang sedikit pada 2 lapisan ini sangat efektif dalam menyerap energi matahari akibatnya semakin tinggi ketinggian semakin besar pula temperaturnya.

c) Lapisan Ozon

Ozon (O3) adalah gas yang sangat aktif dan merupakan bentuk lain dari oksigen. Gas ini terdapat terutama pada ketinggian antara 20 dan 30 km. Salah satu bentuk energi radiasi yang dihasilkan matahari adalah sinar ultraviolet. Pada kenyataanya jumlah radiasi ultraviolet yang sampai ke permukaan Bumi hanya 1 % karena 99 % radiasi ultraviolet diserap oleh lapisan ozon.


Konsentrasi laisan ozon di atmosfer berubah-ubah setiap waktu, salah faktor yang memengaruhi konsentrasi ozon adanya gas chlorofluorocarbon (CFC). Gas CFC berasal dari pendingin lemari es, AC, dan parfum.

d) Ionosfer

Pada atmosfer atas ketinggian sekitar 60 km sampai di atas 500 km, beberapa molekul udara terionisasi oleh radiasi ultraviolet (UV) dari matahari 29 yang menghasilkan gas terionisasi. Sebuah gas yang terionisasi disebut plasma, dan daerah ini disebut ionosfer. Ionisasi adalah proses dimana elektron-elektron yang bermuatan listrik negatif terkelupas dari atom atau molekul netral untuk membentuk ion-ion bermuatan positif dan elektron-elektron bebas. Ion – ion ini yang memberi nama lapisan atmosfer sebagai ionosfer

b. Litosfer

Dalam ilmu pengetahan Alam (IPA) tentang kebumian, tanah atau bebatuan yang ada di Bumi disebut Litosfer. Litosfer berasal dari bahasa yunani yakni lithos (batuan) dan sphaira (lapisan). Jadi litosfer merupakan lapisan batuan yang ada di Bumi. Dalam pengertian luas litosfer diartikan sebagai seluruh bagian padat Bumi, termasuk intinya. Struktur padat Bumi terdiri atas kerak Bumi, Mantel, dan Inti Bumi. Masing-masing struktur padat Bumi tersbeut dibedakan lagi menjadi bagiannya masing-masing. Kerak Bumi merupakan lapisan terluar dari bumi padat yang terdiri dari kerak benua dan kerak samudera. Kerak benua merupakan kerak Bumi yang berada di daratan. Kerak samudera merupakan kerak Bumi yang berada di dalam laut. Mantel Bumi terdiri atas mantel atas dan mantel bawah. Mantel atas mempunyai ketebalan antara 40 dan 400 km. Lapisan mantel bawah memiliki ketebalan antara 900 dan 2700 km. Inti Bumi dibedakan menjadi 2, yakni inti luar yang berupa cairan pekat dan inti dalam yang bersifat pekat hampir menyerupai padatan.

Berdasarkan struktur Bumi, ada dua teori mendasar yaitu teori tektonik lempeng serta teori gempa bumi dan gunung berapi.

1) Teori Tektonik Lempeng
Dalam teori pergerakan benua, Wegener menjelaskan bahwa pada zaman dahulu semua benua di Bumi menyatu membentuk sebuah daratan yang sangat luas (Pangeae). Sekitar 200 juta tahun lalu benua tersebut terpisah dan bergerak menjauh secara perlahan. Teori yang kedua adalah teori dari Harry Hess, yaitu teori Seafloor Spreading atau pergerakan dasar laut. Hess menjelaskan bahwa di bawah kerak Bumi terdiri atas material yang panas dan memiliki massa jenis yang rendah. Akibatnya, material tersebut naik ke puggung kerak samudra. Kemudian, materialbergerak ke samping bersama dasar kerak samudra. Dengan demikian,bagian dasar kerak samudra tersebut menjauh dari punggung kerak samudra dan membentuk sebuah patahan. Dari kedua teori tersebut, para peneliti mengembangkan teori yang dikenal dengan teori tektonik lempeng.

2) Gempa Bumi dan Gunung Berapi

Pengertian gempa bumi sendiri adalah suatu getaran yang ditimbulkan oleh energi potensial dari patahnya atautergesernya suatu lempengan Bumi. Lempengan-lempengan yang patah atau tergeser tersebut membentuk suatu lempengan baru yang dinamakan sesar. Sesar ini terdiri atas tiga jenis, yaitu sesar normal, sesar terbalik, serta sesar geser yang masing-masing memiliki bentuk tersendiri. Dikarenakan getaran berasal dari gempa, maka hal ini bersifat merambat, dan getaran ini akan terus merambat dari pusat gempa (hiposentrum) sampai ke titik dimana kekuatan gempa tersebut terasa. Selain itu juga sesuai dengan kekuatan gempa tersebut (magnitute) yang dapat diukur dengan alat yang disebut seismograf. Semakin besar nilai magnitutenya, maka kerusakan yang ditimbulkan akan semakin besar serta dapat berpotensi menjadi tsunami jika gempa tersebut terjadi di dasar laut.  Karena kerusakan yang terjadi biasanya dikarenakan gempa bumi, maka manusia akan melakukan suatu tindakan pengurangan. Pengurangan tersebut berupa antisipasi (tindakan sebelum bencana) dan aksi (tindakan ketika terjadi bencana dan setelah bencana) gempa bumi. Berdasarkan proses fisis gempa bumi diklasifikasikan menjadi:

a) Gempa tektonik. Gempa ini disebabkan oleh pergeseran lempeng benua;

b) Gempa vulkanik disebabkan oleh kegiatan magma dekat permukaan bumi atau disebabkan oleh letusan gunung berapi (vulkano);

c) Gempa runtuhan disebabkan oleh runtuhan batuan, misalnya pada gua atau disebabkan oleh longsoran tanah. Gunung terjadi karena adanya proses gaya tektonik yang bekerja dalam bumi yang disebut orogenesis dan epeirogenesis. Dalam prosesorogenesis ini, sedimen yang terkumpul berubah bentuk karenamendapat gaya tekan dari tumbukan lempeng tektonik. Ada tiga tipe tumbukan lempeng tektonik, antara lain :

• Lautan dan benua Tumbukan lempeng lautan dan benua menimbulkan deposit sedimen laut terhadaptepi lempeng benua.

• Lempeng busur kepulauan dan benua. Tumbukan antara lempeng busur kepulauan danbenua akan berakibat lempeng lautan menyusup ke lapisan astenosferdan batuan vulkanik. Akibatnya, sedimen menumpuk pada sisi benua, sehingga terjadilah pegunungan Sierra Nevada di California padazaman Mesozoic.

• Antara benua dan benua. Tumbukan lempeng benua dan benua merupakan proses pembentukan sistem pegunungan Himalaya dan Ural.

   Dalam proses epirogenesis terjadi gerakan yang membentuk benua yang bekerja sepanjang jari-jari bumi. Proses ini disebut juga gerakan radial karena gerakan mengarah atau menjauhi titik pusat Bumi danterjadi pada daerah yang sangat luas, sehingga prosesnya lebih lambat dibandingkan proses orogenesis. Pembentukan dataran rendah(graben) dan dataran tinggi (horts) merupakan salah satu contoh proses epirogenesis. Proses pembentukan gunung berlangsung menurut skala tahun geologi, yaitu berkisar antara 45 - 450 juta tahun yang lalu. Misalnya pegunungan Himalaya terbentuk mulai dari 45 juta tahun yang lalu,sedangkan pegunungan Appalache terbentuk mulai dari 450 juta tahun yang lalu. Gunung Api sendiri adalah suatu gunung yang masih aktif dalam artian sewaktu-waktu dapat mengeluarkan magma. Gunung berapi ini sendiri adalah gunung yang memiliki kawah di atasnya berbentuk lingkaran yang berisi batuan cair atau magma yang bersifat panas. Sewaktu-waktu magma dapat keluar dari bagian bawah karena memiliki massa jenis yang lebih kecil daripada bebatuan yang ada diatasnya.Ketika gunung api meletus atau erupsi, maka gunung tersebut akan mengeluarkan berbagai macam material yang dapat berupa padat, cair, dan gas. Selain itu, juga dapat menyebabkan bencana karena sifat dari materi tersebut yang memiliki daya penghancur dan biasanya beracun untuk sementara waktu.

Materi Pengayaan 

Kenali Jenis Patahan Penyebab Utama Gempa di Indonesia

Salah satu penyebab terjadinya gempa adalah pergerakan lempeng bumi. Pergerakan lempeng ini menghasilkan tekanan yang berujung pada terjadinya gempa. Besar kecilnya gempa tergantung pada besar tekanan yang terjadi karena pergerakan lempeng ini. Dikutip dari berbagai sumber, kali ini kita akan mengenal berbagai jenis-jenis Patahan / sesar dengan berbagai karakternya.

Sesar dapat dibagi kedalam beberapa jenis/tipe tergantung pada arah relatif pergeserannya. Selama patahan/sesar dianggap sebagai suatu bidang datar,

maka konsep jurus dan kemiringan juga dapat dipakai, dengan demikian jurus dan kemiringan dari suatu bidang sesar dapat diukur dan ditentukan.

1.Transform-Faults

Transform-Faults adalah jenis patahan “strike-slip faults” yang khas terjadi pada batas lempeng, dimana dua lempeng saling berpapasan satu dan lainnya secara horisontal. Jenis patahantransform umumnya terjadi di pematang samudra yang mengalami pergeseran (offset), dimana patahan transform hanya terjadi diantara batas kedua pematang, sedangkan dibagian luar dari kedua batas pematang tidak terjadi pergerakan relatif diantara kedua bloknya karena

blok tersebut bergerak dengan arah yang sama. Daerah ini dikenal sebagai zona rekahan (fracture zones). Patahan “SanAndreas” di California termasuk jenis patahan “transform fault”.

2. Horsts & Gabens

Horsts & Gabens dalam kaitannya dengan sesar normal yang terjadi sebagai akibat dari tegasan tensional, seringkali dijumpai sesar-sesar normal yang

berpasang pasangan dengan bidang patahan yang berlawanan. Dalam kasus yang demikian, maka bagian dari blok-blok yang turun akan membentuk “graben” sedangkan pasangan dari blok-

blok yang terangkat sebagai “horst”.

Contoh kasus dari pengaruh gaya tegasan tensional yang bekerja pada kerak bumi pada saat ini adalah “East African Rift Valley” suatu wilayah dimana terjadi pemekaran benua yang menghasilkan suatu “Rift”. Contoh

lainnya yang saat ini juga terjadi pemekaran kerak bumi adalah wilayah di bagian barat Amerika Serikat, yaitu di Nevada, Utah, dan Idaho.

3. Thrust Fault

Thrust Fault adalah patahan “reverse fault” yang kemiringan bidang patahannya lebih kecil dari 150. . Pergeseran dari sesar “Thrust fault” dapat mencapai hingga ratusan kilometer sehingga memungkinkan batuan yang lebih tua dijumpai menutupi batuan yang lebih muda.

c. Hidrosfer

Hidrosfer adalah seluruh lapisan air yang ada pada planet bumi yang mencakup 2/3 permukaan bumi.Istilah Hidrosfer berasaldari kata hidros yang berarti air dan sphaira yang berarti selimut,sehingga dapat dikatakan bahwa Hidrosfer adalah lapisan yang berupa air yang menyelimuti bumi. Air adalah bahan yang ditemui di bumi dalam tiga fasa (wujud) yaitu padat (es), cair, dan gas (uap air). Dalam bentuk padat air berada dalam atmosfer sebagai salju, dan sebagai kristal es atau batu es di dalam awan. Kadar air di bumi memiliki jumlah yang tetap, hanya bentuknya yang berbeda, dikarenakan air memiliki suatu siklus yang dinamakan siklus hidrologi, dimana air dapat berdaur ulang. Siklus air bermula dari evaporasi menuju ke  pengembunan danakan membentuk awan. Awan tersebut kemudian akan berjalan sesuai dengan arah hembusan angin. Penguapan yang terjadi setiap hari mengakibatkan uap yang menjadi awan semakin banyak. Jika awan sudah tidak dapat menampung uap dari evaporasi, maka uap air diawan akan turun sebagai hujan. Namun, terkadang jumlah air akan menggenang dalam suatu tempat atau wilayah dan dapat menjadi suatu bencana yang dinamakan banjir.Permasalahannya biasanya karena kelalaian dari manusia sendiri atau suhu yang terlalu tinggi yang menyebabkan cadangan air berupa es dapat mencair dan menambah kuantitas air tersebut.Karena kerusakan yang terjadi karena banjir, manusia biasanya melakukan suatu tindakan pengurangan suatu bencana yang berupa antisipasi (tindakan sebelum bencana). Selain itu, juga melakukan tindakan aksi (tindakan ketika terjadi bencana dan setelah bencana)banjir tersebut

Sumber : 
https://belajar.kemdikbud.go.id/
BSE IPA siswa kelas VII PUSKURBUK KEMDIKNAS
https://www.atmago.com/posts/kenali-jenis-patahan-penyebab-utama-gempa-di-indonesia_9c3b0bda-902d-4b56-a0b5-b7c0050ac9bf