1

BAB I

LINGKUP ILMU PENGETAHUAN ALAM

A. PENDAHULUAN

Ruang lingkup Ilmu Pengetahuan Alam yang akan dipelajari

meliputi : kelahiran alam semesta dengan berbagai teori, keadaan

tata surya, bumi, asal mula kehidupan di bumi dan perkembangan

makhluk hidup. Pengetahuan lingkup IPA tersebut sangat penting

memberi pemahaman kepada mahasiswa sehingga dapat

mendukung pemahaman yang lebih luas tentang hubungan

lingkungan hidup, teknologi bagi kemanfaatan umat manusia.

Diketahui bersama IPA sangat berkaitan erat dengan teknologi.

Oleh karena itu pula pemahaman yang benar tentang IPA akan

mengurangi perilaku negative terhadap lingkungan bahkan pada

akhirnya mengurangi dampak teknologi yang dihasilkannya.

Standar kompetensi :

Mahasiswa diharapkan memiliki pemahaman lingkup IPA seperti

terbentuknya alam semesta dan system tata surya khususnya bumi.

Kompetensi Dasar :

1. Menjelaskan terbentuknya alam semesta

2. Menerangkan teori terbentuknya tata surya

3. Menunjukkan gambaran yang tepat susunan tata surya

4. Menerangkan dengan singkat sifat-sifat khusus masing-masing

planet

5. Mengungkapkan dengan kata-kata sendiri teori terbentuknya

bumi termasuk continental drift

6. Menjelaskan adanya system tertutup dari bumi

7. Menerangkan dengan singkat adanya fungsi lapisan bumi

meliputi litosfer, hidrosfer, atmosfer dan biosfer.

Petunjuk Belajar :

1. Untuk mempelajari materi IPA sebaiknya dilengkapi dengan video, film yang berhubungan dengan Alam.

2. Memanfaatkan multimedia secara optimal dapat membantu mahasiswa untuk memiliki motivasi dalam belajar.

2

3. Dari penjelasan maupun gambaran yang diperoleh dari Film/video, mahasiswa diminta komentar masing-masing.

4. Menuliskan hal-hal yang berkaitan dengan penciptaan, keadaan tata surya yang semakin berkembang maupun keberadaan

makhluk hidup dewasa ini.

5. Mengerjakan latihan dan menuliskan dalam bentuk laporan tugas mandiri.

B. PENYAJIAN

KEGIATAN BELAJAR 1.

ALAM SEMESTA DAN TATA SURYA

a. Teori Terbentuknya Alam Semesta

Berbagai teori tentang terbentuknya alam semesta telah

menjadi perdebatan para peneliti dari zaman ke zaman. Beberapa

yang akan disajikan merupakan teori yang masih dipercaya hingga

kini. 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. Sedang makrokosmos adalah benda-benda yang

mempunyai ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet,

galaksi.

Para ahli astronomi menggunakan istilah alam semesta dalam

pengertian tentang ruang angkasa dan benda-benda langit yang ada

di dalamnya. Manusia sebagai makhluk Tuhan yang berakal budi

dan sebagai penghuni alam semesta selalu tergoda oleh rasa ingin

tahunya untuk mencari penjelasan tentang makna dari hal-hal yang

diamati. Dengan diperolehnya berbagai pesan dan beraneka ragam

cahaya dari benda-benda langit yang sampai dibumi timbullah

beberapa teori yang mengungkapkan tentang terbentuknya alam

semesta. Teori tersebut dikelompokkan menjadi:

1) Teori keadaan tetap (Steady-state theory) Teori ini berdasarkan prinsip kosmologi sempurna yang

menyatakan bahwa alam semesta di manapun dan bilamanapun

selalu sama. Berdasarkan 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 ditunjang oleh

3

kenyataan bahwa galaksi baru mempunyai jumlah yang

sebanding dengan galaksi lama. Dengan demikian teori ini secara

ringkas menyatakan bahwa tiap-tiap galaksi terbentuk (lahir),

tumbuh, menjadi tua dan akhirnya mati. Jadi, teori ini

beranggapan bahwa alam semesta itu tak terhingga besarnya dan

tak terhingga tuanya. (tanpa awal dan tanpa akhir).

Dengan diketahuinya kecepatan radial galaksi-galaksi

menjauhi bumi yang dihubungkan dengan jarak antara galaksi-

galaksi dengan bumi dari hasil pemotretan satelit, maka

disimpulkan bahwa makin jauh jarak galaksi terhadap bumi,

makin cepat galaksi tersebut bergerak menjauhi bumi. Hal ini

sesuai dengan garis spektra yang menuju ke panjang gelombang

yang lebih besar yaitu menuju merah, yang hal ini sering dikenal

dengan pergeseran merah. Dari hasil penemuan ini menguatkan

bahwa alam semesta selalu mengembang (ekspansi) dan menipis

(kontraksi). Dengan demikian harus ada ledakan atau dentuman yang memulai adanya pengembangan.

2) Teori dentuman besar (Big-bang theory) Teori ini berlandaskan dari asumsi adanya massa yang

sangat besar dan mempunyai masa jenis yang sangat besar

karena adanya reaksi inti kemudian meledak dengan hebat Massa

tersebut kemudian mengembang dengan sangat cepat menjauhi

pusat ledakan Menurut teori ini ada beberapa massa yang penting

selama terjadinya alam semesta, yaitu:

- Masa batas dinding Planck yaitu masa pada saat alai semesta berumur 10

-43 detik berdasarkan hasil perhitungan Panck.

- Masa Jiffy yaitu masa pada saat alam semesta berumur 10-23 detik, dengan jari-jari alam semesta 10

-13 cm dengan

kerapatannya 1055

kali kerapatan air.

- Masa Quark yaitu masa pada saat alam semesta berumur 10-4 detik. Pada masa ini partikel-partikel saling bertumpang

tindih dan tidak berstruktur serta diikuti dengan terbentuknya

hadron yang mempunyai kerapatan 109

ton tiap sentimeter

kubik.

- Masa pembentukan Lipton yaitu masa pada saat alam semesta berumur setelah 10

-4 detik.

- Masa Radiasi yaitu masa alam semesta berumur 1 detik sampai satu juta kemudian pada saat terbentuknya fusi

hidrogen menjadi helium mempunyai suhu 109 derajat

4

Kelvin. Pada saat usia alam semesta berumur 105 sampai 10

6

tahun mempunyai suhu 3000 derajat Kelvin.

- Masa pembentukan Galaksi yaitu pada usia alam semesta 10

8-10

9 tahun. Pada saat usia ini galaksi masih berupa kabut

pilin yang berputar membentuk piringan raksasa.

- Masa pembentukan tata surya yaitu pada usia 4,6 X 109 tahun.

b. Teori Terbentuknya Galaksi dan Tata Surya

Menurut Fowler, 12 ribu juta tahun yang lalu Galaksi kita ini

tidaklah seperti dalam keadaan seperti sekarang ini. la masih berupa

kabut gas hidrogen yang sangat besar sekali yang berada di ruang

angkasa. la bergerak perlahan mengadakan rotasi sehingga

keseluruhannya berbentuk bulat. Karena gaya beratnya maka ia

mengadakan kontraksi. Massa bagian luar banyak yang tertinggal;

pada bagian yang berkisar lambat dan mempunyai berat jenis yang

besar terbentuklah bintang-bintang. Gumpalan kabut yang telah

menjadi bintang itupun secara perlahan mengadakan kontraksi.

Energi potensialnya mereka keluarkan dalam bentuk sinar dan panas

radiasi dan bintang-bintang itupun makin turun temperatur-nya.

Setelah berpuluh ribu juta tahun ia mempunyai bentuknya yang

boleh dikatakan tetap seperti halnya matahari kita. Hipotesis itu

diyakinkan oleh suatu observasi yang ditujukan kepada pusat galaksi

di mana selalu dilahirkan bintang baru baik secara perlahan-lahan

maupun secara eksplosif (Amysari 2007: 10).

Galaksi. Berdasarkan apa yang nampak dari hasil

pengamatan, dapat kita bedakan adanya tiga macam galaksi, yaitu:

a) Galaksi berbentuk spiral b) Galaksi berbentuk elips c) Galaksi berbentuk tak beraturan.

Bima Sakti. Induk dari matahari kita adalah galaksi Bima

Sakti atau Milky Way. Bima Sakti mempunyai bentuk spiral.

Tetangga terdekat dari Bima Sakti adalah galaksi Andromeda yang

juga berbentuk spiral dan jauhnya 870.000 tahun cahaya (cahaya

bergerak dengan kecepatan 300.000 km/detik, jadi tahun cahaya

berjarak 300.000 X 365 X 24 X 60 X 60 km = 1013

km).

Letak matahari dan bumi tempat tinggal kita kira-kira adalah

pada tanda (X), yang jauhnya kurang lebih 2/3dari pusat galaksi

sampai batas tepian luarnya. Bulatan-bulatan yang terletak di bawah

5

dan di atas pusat galaksi adalah kumpulan-kumpulan bintang

(globular). Dalam satu galaksi ada yang mencapai 1.000 kumpulan

bintang seperti itu. Galaksi kita ini mengadakan rotasi dengan arah

yang berlawanan dengan jarum jam.

Bima Sakti memiliki tidak kurang dari 100 ribu juta bintang.

Selain itu masih terdapat gumpalan-gumpalan kabut gas maupun

semacam galaksi kecil yang banyak jumlahnya.

1) Hipotesis Nebular Hipotesis ini dikemukakan pertama kali oleh Laplace

pada tahun 1796. Ia yakin bahwa sistem tata surya terbentuk dari

kondensasi awan panas atau kabut gas yang sangat panas. Pada

proses kondensasi tersebut ada sebagian yang terpisah dan

merupakan cincin yang mengelilingi pusat. Pusatnya itu menjadi

sebuah bintang atau matahari. Bagian yang mengelilingi pusat itu

dengan cara yang sama berkondensasi membentuk suatu formula

yang serupa dengan terbentuknya matahari tadi. Setelah

mendingin benda-benda ini akan menjadi planet-planet seperti

bumi dengan benda-benda yang mengelilinginya berupa satelit

atau bulan. Dapat dibayangkan bahwa berdasarkan teori ini,

planet Saturnus yang dikelilingi oleh cincin Saturnus itulah

merupakan bakal satelitnya. Salah satu keberatan dari hipotesis

ini adalah ditemukannya dua buah bulan pada Jupiter dan sebuah

bulan di Saturnus yang berputar berlawanan arah dengan rotasi

planet-planet tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa satelit

tersebut bukan merupakan bagian dari planetnya sesuai dengan

hipotesis Laplace.

2) Hipotesis Planettesimal Dikemukakan pertama kali oleh Chamberlin dan

Moulton. Hipotesis ini bertitik tolak dari pemikiran yang sama

dengan teori nebular yaitu bahwa sistem tata surya ini terbentuk

dari kabut gas yang sangat besar yang berkondensasi.

Perbedaannya adalah terletak pada asumsi bahwa terbentuknya

planet-planet itu tidak harus dari satu badan tetapi diasumsikan

ada bintang besar lain yang kebetulan sedang lewat dekat bintang

di mana tata surya kita merupakan bagiannya. Kabut gas dari

bintang lain itu sebagian terpengaruh oleh daya tarik matahari

kita dan setelah mendingin terbentuklah benda-benda yang

disebut planettesimal. Planettesimal merupakan benda-benda

6

kecil yang padat. Karena daya tarik menarik antar benda itu

sendiri, benda-benda kecil tersebut akan bergumpal menjadi

besar dan menjadi panas. Hal ini disebabkan oleh tekanan akibat

akumulasi dari massanya. Teori ini dapat menjawab pertanyaan

meng-apa ada satelit-satelit pada Jupiter maupun pada Saturnus

yang mempunyai orbit berlawanan dengan rotasi planet-planet

itu.

3) Teori Tidal Teori ini diungkapkan pertama kali oleh James Jeans dan

Harold Jeffreys pada tahun 1919. Menurut teori ini planet itu

merupakan percikan dari matahari yaitu seperti percikan mata-

hari yang sampai kini masih nampak ada. Percikan tersebut di-

sebut tidal. Tidal yang besar yang kemudian akan menjadi planet itu disebabkan karena adanya dua buah matahari yang

bergerak saling mendekat. Peristiwa ini tentu jarang sekali terjadi

namun bila ada dua buah bintang yang bergerak mendekat satu

dengan yang lain maka akan terbentuklah planet-planet baru

seperti teori tersebut di atas.

Usaha para ilmuwan itu hanyalah sekadar menguji hipo-

tesis. Setelah teruji, teori itu masih mungkin diperbaiki dengan

teori yang lebih akurat. Namun demikian teori-teori tersebut di

atas masih diyakini orang sampai sekarang.

c. Sistem Tata Surya

Kesamaan dan Kelainan

Sembilan buah planet yang mengelilingi matahari pada

hakikatnya merupakan dunia tersendiri, dengan beberapa cm khas.

Dilihat dari segi kemanusiaan, bumilah yang paling khas, karena

mampu mengemban kehidupan dan makhluk teknologi. Sampai saat

ini diduga tidak ada Homo Sapiens. Manusia Pemikir, di lingkungan

planet lain (makhluk jenis lain) mungkin saja hidup di planet Mars

atau Venus, artinya dapat berkembang atau bermetabolisme.

Secara kelompok, planet di dalam tata surya kita ini dapat

terbagi dalam dua golongan kecil:

1) Planet kecil (kerdil) Termasuk ke dalam keluarga ini ialah Merkurius, Venus,

Bumi dan Mars. Golongan ini kebetulan menempati lintasan

yang dekat dengan matahari, dibanding dengan lintasan golongan

7

kedua. Ciri umumnya ialah, garis tengahnya kecil, tetapi padat.

Rapat masa rata-ratanya terletak antara 4,2-5,5 gram setiap

sentimeter kubik; biasanya tidak berlapisan angkasa tebal,

bahkan Merkurius sama sekali tidak diselimuti angkasa.

2) Planet raksasa Terdiri dari Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus

lintasannya jauh dari Matahari. Garis tengahnya jauh lebih besar

dibanding dengan golongan pertama. Garis tengah Jupiter,

umpamanya 17 kali garis tengah bumi. Walaupun demikian,

kelompok ini umumnya kurang padat. Rapat masa sangat rendah,

misalnya Saturnus, antara 0,7-1,6 gram setiap sentimeter kubik,

lebih rendah daripada rapat air. Di samping ciri tadi, dilihat dari

besar jari-jarinya, lapisan angkasa planet raksasa ini sangat tebal,

dan hampir tiada kecualinya terdiri dari senyawa berhidrogen.

Sesuatu yang sangat menarik kiranya ialah kenyataan, bahwa

ruang antara kedua golongan planet itu dihuni oleh asteroid.

Ketiadaan planet besar di dalam ruang asteroid pernah menimbulkan

banyak perdebatan sampai pada tahun 1801. Pada tahun itu seorang

astronom Italia, Piazzi, menemukan asteroid Ceres. Benda yang garis

tengahnya hanya 750 kilometer itu terlalu kecil untuk disebut planet,

tetapi terlalu besar untuk dianggap tidak ada. Penemuan ini

merupakan permulaan daripada serangkaian penemuan asteroid.

Kemudian ternyata, bahwa asteroid merupakan keluarga besar

banyaknya sekitar 100.000. Semua itu menghuni daerah antara

planet kecil dan planet raksasa. Planet Pluto, yang terdapat pada jarak 40 kali lebih daripada

jarak matahari-bumi, sebenarnya merupakan dunia gelap, dingin dan

masih asing bagi pengetahuan astronomi dewasa ini.

Kekurangtahuan mengenai dimensinya menyebabkan dia belum

dapat dimasukkan ke dalam salah satu sub-golongan tersebut di atas.

Planet, selain berevolusi (beredar mengelilingi titik pusat

gravitasi, yang dalam hal ini matahari) juga berotasi (bergasing

mengelilingi pusat masa planet sendiri). Lamanya tempo revolusi

dan rotasi berbeda antara planet yang satu dengan lainnya. Gerak

putar planet terlihat sangat besar dibanding dengan gerakan

matahari. Hampir 98 persen momentum putaran di dalam tata surya

kita dihimpun dalam gerakan planet. Momentum putaran dalam ilmu

mekanika merupakan suatu besaran vektor yang tetap besar dan

arahnya. Perubahan dalam komponennya bisa terjadi, tetapi harus

8

diimbangi oleh komponen lainnya. Bahwasanya matahari sangat

lamban memutari porosnya, barangkali bukan suatu kebutuhan tetapi

merupakan sifat tak terpisahkan dengan terjadinya matahari dan

pembentukan tata surya.

Adonan dasar zat yang ditemui pada semua planet mungkin

sama, tetapi ramuan bisa berbeda karena keadaan (kondisi) fisik

yang berbeda. Hidrogen di bumi ditemui kebanyakan bersenyawa

dengan oksigen, membentuk air. Di angkasa planet Jupiter, hidrogen

ditemui sebagai senyawa dengan karbon dan nitrogen. Yang terakhir

itu menghasilkan metana, yang tidak bisa diharapkan melimpah

dalam angkasa bumi. Di planet Merkurius, hidrogen dan unsur

ringan lain barangkali telah dihalau oleh panasnya permukaan planet

itu (600). Kalau sejak dulu telah diduga, Merkurius tak dapat

menahan angkasa maka pengamatan Meriner-10 pada tahun 1974

hanya membenarkan dugaan tersebut. Planet Merkurius sangat padat,

hal itu diduga akibat penumpukan unsur berat pada intinya, yaitu

tersusun atas besi-nikel. Permukaan menyerupai permukaan bulan,

penuh dengan kawah tetapi tanpa dataran rendah atau laut. Warnanya kehitaman menyerupai lapisan batuan basal yang kelam.

Pada jarak, jarak rata-rata matahari-bumi,-terdapat planet

berangkasa tebal, Venus, sering disebut saudara kembar bumi, hanya

karena hampir sama besar dengan planet kita. Walaupun suhu rata-

ratanya lebih tinggi daripada bumi, tetapi lapisan angkasa Venus

cukup tebal, dan sebagian besar terdiri dari CO2. Ada petunjuk

bahwa di sana tidak terdapat CO, tetapi uap air, nihil. Karena CO2-

lah penyusun utama, menyebabkan angkasa planet itu memperoleh

efek rumah semai (greenhouse) yang menyebabkan suhu permukaannya menjadi sangat tinggi akibat tertahannya pancaran

panas dari permukaan. Warna Venus yang menyala merupakan

petunjuk bahwa daya pantul lapisan angkasa Venus yang teratas

tinggi sekali. Ini merupakan gejala yang menarik.

Di samping tingginya suhu, juga tekanan udara di dalam ang-

kasa sangat tinggi, 100 kali lebih besar daripada tekanan planetnya

sendiri. Di bumi, adanya magnetosfera sangat menguntungkan,

karena dapat bertindak sebagai penahanan pemboman zarah

bermuatan yang berasal dari luar bumi. Ketiadaan magnetosfera di

sekeliling planet Venus tidak bertentangan dengan teori dinamo. Dalam teori ini dikatakan, medan magnet di sekeliling sebuah planet

hanya mungkin terjadi, jika di dalam planet itu masih terdapat zat

9

yang meleleh. Lagi pula planet yang bersangkutan harus berputar

dengan cepat. Venus memang berputar lambat pada sumbunya.

Tebal angkasa Venus menghalangi orang memandang

tubuhnya, tetapi penyelidikan dengan radar telah memungkinkan

pemetaan topografi permukaan planet itu. Dari penginderaan radar

tersebut ditarik kesimpulan, permukaan Venus berlereng sangat

landai, tidak seterjal Merkurius atau bulan.

Planet ketiga dalam tata surya kita ialah bumi tempat tinggal

manusia. Salah satu hasil terpenting penjelajahan angkasa luar ialah

ditemukannya sabuk radiasi van Allen, yang merupakan tempat

kedudukan partikel bermuatan yang tertangkap oleh medan magnet

bumi. Partikel itu ada yang berasal dari angin, matahari atau dari

awan plasma. Sebagian lagi berasal dari partikel yang dipercepat

oleh medan magnet bumi atau terdiri dari elektron yang berasal dari

peluruhan beta. Netron yang dapat meluruhkan elektron itu berasal

dari sumber sinar kosmos utama yang bertumbukan dengan nitrogen

angkasa bumi. Berbeda dengan planet venus, susunan angkasa bumi

lebih ditentukan oleh nitrogen. Susunannya yang nyaman dan tepat

untuk memenuhi kebutuhan manusia itu adalah hasil suatu proses

yang memakan waktu kira-kira 4,5 milyar tahun, yakni seumur tata

surya kita.

Satu setengah kali lebih jauh dari jarak bumi matahari

mengantarlah planet merah Mars. Warna merah yang sangat

mencolok, baik dilihat dengan mata bugil maupun teropong,

menyebabkan Mars mendapat julukan Dewa Perang dengan warna merah darah. Zat warnanya sendiri sebenarnya terdiri dari mineral

yang tersebar pada permukaannya yang mungkin serupa padang

pasir. Mineral itu di bumi dikenal dengan nama limonit (Fe2O3)

Dataran rendah Mars yang lainnya tertutup debu dengan senyawa

silikat. Tergantung dari musim, dingin atau panas, kedua kutub

planet itu terdapat berubah warnanya. Putih mengkilap kalau dingin,

seperti halnya jika terdapat lapisan pemantul yang kuat sekali.

Dugaan yang sesuai logika ialah, jika musim dingin tiba, kutub

tersebut tertutup zat cair yang membeku. Kemungkinan besar yang

membeku ialah CO2, bukan air biasa. Seperti permukaan bulan,

planet mars ditandai oleh adanya kawah, lembah dan ngarai.

Sebagaimana diungkapkan oleh sejumlah foto Mariner pada tahun

1971, kadang-kadang terlihat juga longsoran tanah. Pada tempat

yang rendah di permukaan mars terdapat adanya perubahan baik

10

musiman maupun yang tidak. Barangkali aero-dinamika pada

angkasa planet inilah yang menimbulkan angin dan memboyong

debu dari satu tempat ke tempat lain, inilah kira-nya penyebab utama

perubahan warna-warni permukaannya. Perubahan warna itu telah

berpuluh tahun menarik perhatian, karena dikira timbul dari adanya

jasad renik yang hidup kembali setelah musim semi tiba. Walaupun

angin kencang sering mengamuk di permukaan mars, tetapi

ketiadaan atau kekurangan zat cair, mengurangi derasnya laju erosi.

Kecepatan erosi itu kira-kira hanya seperdua puluh kecepatan erosi

wajar di permukaan bumi. Oleh karena itu, goresan pada permukaan

planet merah itu sebenarnya merupakan tanda abadi kegiatannya di

masa silam. Pada planet ini kelihatannya molekul organik dapat

berkembang. Hanya berapa jauhkah evolusi organik di sana dapat

maju dan berkembang, belum dapat dipastikan. CO2 dan H2O (air

dapat ditemui di angkasa Mars, begitu pula N2, O3, dan argon.

Berbeda dengan Venus, lapisan angkasa planet ini sangat tipis.

Barangkali hanya 1-2 persen daripada perapatan lapisan angkasa

bumi. Selain itu, walaupun belum meyakinkan, diduga planet Mars

mempunyai medan magnet. Rotasi planet yang cepat dengan periode

24 jam 37 menit, merupakan salah satu syarat dapat terbangkitnya

medan magnet itu.

Dari planet kecil, kita beranjak ke planet raksasa. Jupiter me-

rupakan wakil golongan kedua, tidak hanya karena lebih dekat-nya

dengan bumi (bahkan dikunjungi oleh wahana antariksa tak

berawak), tetapi sekaligus juga karena besarnya. Jupiterlah planet

terbesar, dengan garis tengah 17 kali garis tengah bumi. Dengan

teropong terlihat planet ini sangat pepat pada kutubnya dan kelihatan

mempunyai lapisan angkasa yang tidak sederhana. Warna-warni

lapisan itu yang sejajar dengan khatulistiwa planet, mencerminkan

gerakan di dalam angkasanya. Rotasinya cepat, hanya 10 jam waktu

yang diperlukan untuk bergasing pada sumbunya. Mencoloknya

kecepatan itu karena cepatnya planet bergasing, sehingga gaya

sentrifugasi pada khatulistiwa besar, di samping kenyataan bahwa

sebagian besar planet itu terdiri dari lapisan gas atau zat yang kurang

padat. Sebagian inti Jupiter masih dalam keadaan liat, terbukti dari

adanya medan magnet yang kuat di sekelilingnya. Perputaran planet

yang cepat dan inti yang meleleh adalah syarat bagi pembentukan

medan magnet.

11

Jupiter memancarkan pulsa (denyut) radio dan pancaran

panas yang cukup besar. Kegiatan pancaran radio itu serta

hubungannya dengan posisi Io, satelit yang cukup besar. Diduga

interaksi antara medan magnet dengan Io, merupakan penyebab

terbangkitnya pulsa radio tadi. Radiasi panas yang disebabkan

karena bobot lapisan Jupiter, menekan bagian yang lebih dalam.

Pengerutan Jupiter sebesar 1 mm saja, sudahlah cukup untuk

menimbulkan tenaga potensial yang dapat menjadikan inti Jupiter

100 derajat lebih panas, Radiasi panas semacam ini tidak dimiliki

planet lain. Selain pancaran panas ini, Jupiter masih memancarkan

panas dari proses yang nontermik. Sebuah zarah bermuatan seperti

elektron, jika jalannya dipercepat oleh medan magnet sambil

mempercepat jalan juga akan memancarkan radiasi sinkroton. Jupiter

ternyata cukup besar kemampuannya untuk memancarkan radiasi

tipe tersebut. Dalam pada itu halilintar atau peloncatan listrik di

dalam angkasa Jupiter rupanya cukup intensif, hingga kadangkala

tercatat semburan pancaran.

Penyelidikan spektroskopi menunjukkan angkasa planet Ju-

piter ini mengandung senyawa C, H, dan N. Amoniak (NH3) dan

metana (CH4) merupakan zat yang spektrumnya terlihat kuat.

Walauupun begitu seluruh amoniak di situ barangkali hanya

mencapai 6 x 1020

gram atau hanya 1/10.000 juta masa seluruh pla-

net. Dalam tubuhnya sendiri He diduga menjadi komponen

pembentuk planet yang tidak boleh diabaikan. Salah satu satelit

planet Jupiter bernama Ganymede. Satelit ini besarnya melebihi

Merkurius. Tetapi yang lebih menarik ialah, satelit tersebut, di luar

keberatan apapun juga, sudah dapat dipastikan mempunyai lapisan

angkasa. Satelit lainnya yang mempunyai angkasa adalah Titan,

salah satu satelit Saturnus. Bulan terlalu kecil dan panas untuk

menahan molekul angkasanya. Sesudah selang beberapa juta tahun,

ia kehilangan seluruh angkasa dan menjadi gersang seperti yang

sekarang kita saksikan.

Susunan angkasa planet raksasa lainnya, seperti Saturnus,

Uranus dan Neptunus, hampir serupa dengan susunan angkasa planet

Jupiter. Kalau pun ada perbedaan, maka itu disebabkan terutama

karena temperatur. Hampir semua amoniak pada angkasa saturnus

membeku, tetapi pada angkasa uranus dan neptunus mungkin

menjadi kristal warna kehijauan yang menjadi ciri planet Uranus dan

Neptunus disebabkan karena banyaknya metana di dalam

12

angkasanya. Berbeda dengan planet kecil, tubuh planet besar ini

terdiri atas 10 persen hidrogen, helium dan bahkan neon.

Planet terjauh dan terakhir ditemukan secara teleskopi ialah

Pluto dari planet ini matahari hanya terlihat sebagai cahaya lilin, dan

oleh karena itu Pluto adalah dunia dingin dan gelap. Astronomi

belum banyak mengetahui keadaan kebenarannya planet itu tetapi

sudah melihat beberapa keanehan. Lintasannya berbeda dengan

planet lain, dalam arti menyilang lintasan planet tetangganya,

Neptunus. Inilah salah satu sebab timbulnya dugaan Pluto mungkin

lepasan satelit Neptunus, yang karena suatu sebab, terpental keluar

dari garis edarnya. Kecuali itu cahaya Pluto menunjukkan berbagai

perubahan tak teratur. Seandainya ia merupakan planet yang bundar

sempurna, maka kelakuan cahayanya tidak mungkin demikian. Jadi,

barangkali Pluto memang tidak bundar. Masanya terlalu berat untuk

ukuran garis tengahnya. Jika garis tengahnya yang sekarang

diterima, dan dipergunakan sebagai dasar pengukuran volumenya,

rapat masanya akan mencapai 50 kali lebih berat daripada masa air.

Ini merupakan suatu hal yang sukar dimengerti.

Pluto merupakan planet terakhir yang semula ditemukan se-

cara perhitungan (1930) dan baru kemudian dilihat dengan teropong.

Sebelumnya. telah ada dua buah planet yang ditemui secara

demikian. Penemuan dengan perhitungan ini membuktikan

keampuhan pengetahuan matematika dan mekanika benda langit,

sehingga mendorong orang mencari planet lain. Mungkin masih ada

planet di luar orbit Pluto, sebaliknya, di dekat matahari di sebelah

dalam lintasan merkurius. Usaha terakhir ini sampai sekarang belum

memberikan hasil nyata.

Keseragaman dan Kebetulan

Walaupun permukaan planet yang tampak maupun lapisan

angkasanya berbeda satu sama lainnya. tetapi dinamika planet

mempunyai kesamaan dan keseragaman yang khas, sehingga sukar

di duga bahwa hal itu terjadi karena sesuatu kebetulan. Pergerakan

planet dalam tata surya mempunyai beberapa ciri:

1) Arah gerak baik rotasi maupun revolusinya searah. Semua ke arah yang berlawanan dengan gerakan jarum jam, kalau dilihat

dari kutub utara. Aturan ini hampir tiada kecualinya diikuti

dengan patuh, kecuali oleh beberapa satelit.

13

2) Bentuk lapisan planet mengelilingi matahari. ataupun satelit mengelilingi planet hampir menyerupai lingkaran. Yang

mengingkari hukum ini ialah Merkurius dan Pluto, yang masing-

masing mempunyai keeksentrikan 0,206 dan 0,247.

3) Selain lintasannya yang sepusat (konsentris) semua lintasan tersebut terdapat pada bidang edar yang satu dengan lainnya

hampir berhimpitan.

Dari beberapa keseragaman di atas telah timbul beberapa alur

pemikiran yang menunjukkan status permulaan tata surya kita.

Dalam garis besarnya berbagai pemikiran tersebut dapat digolongkan

jadi dua hal utama:

1) Teori yang mengemukakan asal dan pembentukan planet dalam hubungannya langsung dengan kelahiran matahari. Proses

pembentukan itu dapat terjadi sekaligus maupun berurutan.

2) Teori yang mengemukakan kehadiran planet di sekeliling ma-tahari baru terjadi setelah matahari jadi bintang biasa (normal)

dan mantap. Kedalam golongan ini termasuk aliran yang

mengatakan bahwa:

a) Materi pembentuk planet berasal dari terlemparnya matel matahari sendiri atau materi bintang tersebut. Tumbukan di

sini tidak perlu berarti tumbukan antara dua buah bintang

melainkan berarti matahari dan bintang tersebut hanya

bersimpang jalan.

b) Materi dasar pembentuk planet terkumpulkan dari materi antar bintang yang terseret oleh matahari dalam perjalan an

hidupnya mengelilingi pusat galaktika.

KEGIATAN BELAJAR 2.

BUMI

a. Hipotesis Kejadian Bumi

diketahui bahwa kejadian bumi merupakan hal yang

menakjubkan, sehingga hingga kini masih menjadi polemic. Untuk

membahasnya hanya menelusuri cara terjadinya bukan siapa yang

menjadikannya. Masalah yang terbesar yang mengganggu para ahli

pikir adalah bagaimana sebenarnya bumi ini tercipta. Banyak dugaan

dikemukakan sesuai dengan tingkat kemajuan ilmu dan pengetahuan.

Pada permulaan abad ke-18 di daerah sebelah timur Mesopotamia,

14

yang kini dikenal sebagai Negara Irak, para ahli Archeologi

menemukan sisa tulisan pada tanah liat. Ternyata tulisan itu memuat,

antara lain tentang kejadian bumi. Cerita tentang adanya banjir besar

zaman Nabi Nuh, juga terdapat dalam tulisan itu. Hal itu sangat

sesuai dengan cerita-cerita dalam kitab suci. Pada masa kejayaan

gereja di Eropa, buku Genesis adalah satu-satunya yang harus

dipercaya. Pelopor perubahan ke zaman penelitian, Copernicus

Keppler, Galileo dan Newton, membawa pandangan baru dalam

meninjau sistem tata surya. Teori Newton tentang gravitasi,

mendorong. para ahli untuk mengajukan hipotesis kejadian bumi

dengan dasar ilmiah.

1) Hipotesis Kabut dari Kant dan Laplace Immanuel Kant (1755) dari Jerman, dalam bukunya Al

gemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels nach

newtonisehen Grundsatzen behandelt, mencoba mengemukakan pikiran tentang kejadian bumi. Berdasarkan teori Newton tentang

gravitasi, Kant mengatakan bahwa, asal segalanya ini adalah dari

gas yang bermacam-macam, yang tarik menarik membentuk

kabut besar. Terjadinya benturan masing-masing gas,

menimbulkan panas. Pijarlah, dan itulah asal daripada matahari.

Matahari berputar kencang, dan di khatulistiwanya memiliki

kecepatan linear paling besar sehingga terlepaslah fragmen-

fragmen.

Fragmen-fragmen inilah yang tadinya pijar, melepaskan

banyak panas, dan mengembun. Kemudian cair dan bagian luar

makin padat. Demikianlah terjadi planet-planet, termasuk bumi

kita ini ( Fessenden ,R.J and Fessenden J.S (2001).

Piere de Laplace (1796) sarjana Perancis, seorang filosof

dan ahli matematika, mengemukakan pula adanya kabut,

meskipun sama sekali tidak kenal dengan Kant, ia beranggapan

bahwa kabut asal itu telah berputar dan pijar. Di khatulistiwa

terjadi penumpukan awan. Jika massa ini mendingin maka

terlepaslah sedikit material dari induknya. Fragment tadi jadi

dingin dan mengembun, berputar mengelilingi induknya.

Kemudian menyusul terlepasnya fragmen yang kedua, dan

ketiga. Sembilan buah planet yang kini beredar dianggap terjadi

dengan cara yang sama. Induknya adalah matahari.

15

Massa asal matahari itu disebut nebula, sehingga

hipotesis ini disebut hipotesis nebula. Karena Kant dan Laplace

serupa dalam mengemukakan hipotesisnya, maka disebutlah

hipotesis nebula dari Kant Laplace.

2) Hipotesis Planetesimal Chamberlain dan Moulton masing-masing ahli Geologi

dan ahli Astronomi, kira-kira seratus tahun setelah Kant dan

Laplace, mengejutkan hipotesa Planetesimal. Maka beranggapan

adanya matahari asal yang didekati oleh suatu bin tang besar

yang sedang beredar, maka terjadilah tarik menarik sesuai

dengan hukum Newton. Peledakan di matahari melepaskan

sebagian materialnya dan tertarik oleh adanya bintang yang

mendekat tadi. Material matahari itu akan sedikit menjauh dan

kemudian mendingin sementara bintang besar itu terus berlalu.

Selanjutnya terjadi pengembunan dan terbentuk sembilan planet

dan planetoida.

3) Hipotesis Pasang surut Gas Dikemukakan oleh Jeans dan Jeffries (1930) sebagian

menyokong hipotesis planetesimal, sambil memperbaiki

keberatan-keberatannya. Mereka berpikir adanya bintang besar

yang mendekat, kira-kira seperti bulan dengan bumi, yaitu bulan

menyebabkan adanya pasang dan surut lautan. Bulan tak cukup

kuat menarik air menjulur jauh. Akan tetapi matahari yang

didekati bintang besar itu menjauh, lidah api dari matahari asal

itu putus dari induknya; pecah berkeping-keping seraya me-

ngembun dan membeku menjadi planet-planet serta planetoida.

b. Susunan Lapisan Bumi

Bahwa bumi berlapis-lapis telah banyak disebut orang.

Sesuai dengan hipotesis Kant-Laplace, bahwa bumi kemudian

mendingin di sebelah luar sedang di dalam masih panas. Di dekat

permukaan menjadi beku dan disebut kerak bumi. Untuk meneliti

kedalaman bumi, cara yang terbaik adalah dengan pengeboran, Akan

tetapi pengeboran yang terdalam hanya mampu sampai 5.000 meter, sedangkan jari-jari bumi 6.000.000 meter. Maka pemboran

sedalam 5.000 meter hampir tiada berarti.

Dengan majunya penelitian gempa (Seismologi) oleh alat

yang disebut seismograf, dapatlah diteliti lapisan bumi secara tidak

16

langsung. Prinsip penelitian adalah anggapan bahwa getaran yang

merambat melalui kedalaman bumi, hasil grafnya tergantung kepada

material yang dilaluinya. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa

memang bagian dalam ini tidaklah homogen, akan tetapi terdapat

lapisan-lapisan. Dalam ilmu Geologi, lapisan batas itu disebut

bidang diskontinyu.

Bidang diskontinyu yang pertama pada kedalaman 60 Km,

disebut bidang diskontinyu dari Mohorovicik, nama penemunya,

kemudian pada kedalaman 1.200 Km dan 2.900 Km. Pada bagian

paling dalam terdapat bola dengan jari-jari 3.500 Km, yang disebut

inti bumi (Barysfer). Belum diketahui dengan pasti apakah inti bumi

ini padat ataukah gas. Yang diketahui dari penelitian seismograf,

bahwa inti bumi tidaklah cair seperti hipotesis Kant-Laplace.Suess

dan Wiechert (1919), membagi lapisan bumi sebagai berikut:

1) Kerak bumi, tebalnya 30-70 Km, terdiri batuan basal dan acid (basa atau pH tinggi, dan acid atau asam pH rendah).

Massa jenisnya (massa jenis air = 1) kira-kira 2,7

mengandung banyak Silikat dan Aluminium. Semua butan yang

ada di ke-rak bumi paling atas, sedalam lautan terdalam (+10

Km) dianggap berasal dari sedimentasi. Berbagai endapan

mineral organik, yaitu berasal dari organisme, misalnya batubara,

minyak bumi, kapur, mungkin berada di tempat tinggi karena

kerjaan gaya-dalam daripada bumi. Batubara terjadi di rawa-

rawa pada periode karbon, maka daerah batubara disebut facies

rawa. Kapur terjadi di pantai tropis pada periode Kapur, 150 juta

tahun yang lalu, maka daerah kapur disebut facies neritis.

Sedangkan daerah minyak disebut facies lautan, karena minyak

dianggap berasal dari organisme lautan. Endapan batuan yang

biasa dibuat porselen, berasal dari cangkang Diatomae (gangang

Kersik), yang mengendap di lautan dalam. Daratan yang kini

dianggap stabil kulit buminya, misalnya daratan Cina, Eropa dan

Amerika, banyak mengandung kersik dalam tanahnya, sehingga

bila dibakar akan menjadi porselen. Di Indonesia dan daerah

labil lainnya, kerjaan vulkanis menyebabkan tanahnya

mengandung banyak senyawa besi, warnanya lebih merah,

sehingga bila dibakar tetap merah dan jadilah tembikar.

2) Selubung bumi, atau sisik silikat (Si), tebalnya 2.200 Km, massa jenisnya 3,6-4. Selubung bumi bersama Kerak bumi disebut

Lithosfera.

17

3) Lapisan Chalkosfera, tebalnya 1.700 km, massa jenisnya 6,4 terdiri dari oksida besi dan sulfida besi.

4) Inti bumi, atau Barisfera, merupakan bola dengan jari-jari 3.500 Km, massa jenisnya 9,6 terdiri dari besi dan nikel.

Kuhn dan Pittman (1940) mengemukakan bahwa

sesungguhnya bumi berasal dari matahari, maka inti bumi

seharusnya juga seperti material matahari. Yaitu terdiri sebagian

besar dari Hidrogen. Karena tekanan dalam inti bumi sangat besar,

maka atom-atom Hidrogen bersifat padat. Holmes (1936), membagi

kerak bumi sebagai berikut:

a. Bagian atas setebal 15 Km, massa jenisnya 2,7 dan disebut magma-granit.

b. Lebih ke dalam tebalnya 25 Km, massa jenisnya 3,5 dan disebut magma-basal.

c. Bagian terbawah kerak bumi, setebal 20 Km, massa jenisnya 3,5 dan disebut magma-peridotit dan eklogit.

Wiechert (1910), mengemukakan bahwa pada pokoknya

bagian Lithosfera terdiri dari Silikat dan Aluminium (SiAl atau Sial)

lebih ringan dan terutama menempati kontinen. Di sebelah bawah,

terutama di lautan terdapat lapisan berat yang terdiri dari Silikat dan

Magnesium (Sima). Dari penelitian terbukti bahwa dasar samudera

Pasifik, terdiri dari Sima. Kedua lapisan tersebut berupa kristal,

sedangkan di bawahnya terdapat substratum yang bersifat amorf.

Selanjutnya terdapat teori adanya gerakan kontinen, yang disebabkan

oleh karena Sial terapung di atas Sima. Wegner (1930) mengajukan

hipotesis Continental drift (perkisar benua). Permukaan bumi terdiri

beberapa lempeng besar berukuran benua, masing-masing terdiri dari

bagian oceanis dan kontinental yang bergerak relatif yang satu

terhadap yang lain. Tebal tiap lempeng kerak bumi ini adalah kira-

kira 80 Km.

Kecepatan gerak relatif lempeng-lempeng ini berkisar antara

1 cm sampai 13 cm setahun. Meskipun menurut ukuran manusia

kecepatan ini sangat kecil, namun dilihat dari kacamata Geologi, ini

sangat berarti, karena gerak 5 cm setahun misalnya dalam satu juta

tahun dapat menghanyutkan suatu benua sejauh 50 Km ke arah

jurusan tertentu. Lempeng yang membawa benua Australia misalkan

dengan kecepatan 6 cm per tahun sedang bergerak ke arah Utara

yang dalam beberapa juta tahun, kalau proses ini berlangsung tanpa

gangguan, dapat menjepit kepulauan Nusantara antara benua

18

Australia dan Asia. Lempeng-lempeng kerak bumi ini dipisahkan

yang satu dengan yang lain oleh batas lempeng yang geraknya dapat

bersifat divergensi, konvergensi atau shear (gesekan). Batas lempeng

ini adalah sangat labil dan ditandai oleh gunung api yang aktif serta

kegempaan yang tinggi.

c. Atmosfer, Hidrosfer dan Lithosfer

Atmosfer

Bumi dikelilingi oleh selimut gas yang disebut udara atau

atmosfer. Tebal lapisan udara secara pasti belum dapat diketahui.

Tetapi para ahli berpendapat, pada jarak 100 Km di atas permukaan

bumi masih terdapat udara. Kalau dibandingkan dengan jari-jari

bumi yang 60.000 Km, maka tinggi lapisan udara yang 100 Km

tersebut, hanya 1/600 jari-jari bumi. Ada lapisan dalam atmosfer.

1) Yang dekat dengan permukaan bumi setebal . 10 Km disebut troposfer.

2) Lapisan di atas troposfer disebut Stratosfer. Batas antara 2 lapisan udara tersebut tidak sama di semua

tempat. Di daerah sekitar khatulistiwa batas itu kadang-kadang dapat

mencapai 19 Km, tetapi dikutub hanya 6 Km. Presentase tiap gas

dalam atmosfer pada beberapa ketinggian (HUMPHREY). Hal

tersebut disebabkan karena adanya angin vertikal yang disebabkan

pemanasan matahari. Troposfer mempunyai susunan gas yang

seragam, hal ini disebabkan karena adanya angin yang vertikal,

maupun horizontal.

Susunan gas dalam troposfer:

- 78% zat lemas - 1% gas oksigen - 0,0% asam arang.

Selanjutnya masih ada, Ozon, Argon, Helium, di samping itu

juga terdapat zat air. Sebaliknya di stratosfer susunannya tidak

homogen. Di sini terdapat lapisan-lapisan udara yang B.D-nya

berbeda-beda. B.D. udara yang besar terletak dekat dengan troposfer,

sedangkan lapisan udara yang B.D. kecil cenderung bergerak di atas

jauh dari troposfer. Lapisan udara tersebut terbentuk di stratosfer,

karena adanya angin yang horizontal saja. Selain gas yang terdapat

di troposfer tersebut terdapat juga:

a) Uap air yang % nya tidak tetap, jumlah tersebut tergantung pada tempat dan waktu.

19

b) Benda bukan gas yaitu debu berfungsi sebagai inti kondensasi. Sebab uap air di udara tidak akan mengalami kondensasi menjadi

titik-titik air yang berupa awan, kalau tidak ada inti kondensasi.

Sehingga awan adalah kumpulan tetes-tetes air yang telah

berkondensasi. Debu berasal dari muka bumi (dari gunung api)

tetapi dapat juga dari angkasa luar yang berasal dari meteor.

Bumi menerima panas dari matahari, dari bumi itu sendiri

dan dari bulan. Di pusat bumi terdapat temperatur yang sangat

tinggi, hal ini dapat dibuktikan: Dengan jalan menggali tanah secara

vertikal ke bawah maka terjadi kenaikan temperatur, setiap turun 35

m, temperatur naik 1C. Dan adanya benda-benda yang keluar dari

gunung api yang mempunyai temperatur sangat tinggi seperti: lava

abu, awan panas, dan sebagainya. Sebenarnya panas yang dikirim

matahari ke bumi relatif tidak berubah; tetapi yang berubah adalah

penerimaan panas tersebut oleh bumi. Penerima-an yang berubah-

ubah ini disebabkan kondisi awan yang ada di udara.

Apabila udara kerawan, panas matahari yang diterima bumi

hanya berkisar 40%, sedangkan apabila udara bersih dari awan,

panas matahari yang diterima bumi dapat mencapai sekitar 64%-

69%. Menurut penelitian makin besar sudut penyinaran matahari,

makin berat pula panas yang diterima dan sebaliknya. Di lapisan

bawah (0 sampai 4 Km) dekat dengan permukaan bumi,

temperaturnya sangat dipengaruhi bumi, pada lapisan ini masih

berlaku ketentuan bahwa setiap naik ke atas 100 Km, temperatur

akan turun 1C. Lapisan 1 ini masih banyak terdapat uap air. Dalam

troposfer terdapat uap air yang jumlahnya tidak tetap. Uap air adalah

gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Uap air yang mencair

merupakan titik-titik air yang disebut awan. Jumlah uap air di udara

tidak tetap, makin tinggi temperaturnya makin banyak kandungan

uap air di udara. Ada dua cara untuk menyatakan uap air di udara,

yaitu:

a) Basah absolut Yaitu banyaknya uap air (dalam garam) yang terdapat dalam 1

m3 udara.

b) Basah relatif Yaitu perbandingan antara banyaknya uap air di udara (terhitung

gram 1 m3 udara) dengan banyaknya uap air apabila udara

tersebut pada temperatur yang bersangkutan jenuh dengan uap

air.

20

Apabila awan yang terdiri dari titik-titik air berkumpul

sehingga titik-titik air tersebut menjadi satu dan merupakan tetesan-

tetesan air yang lebih besar dan lebih berat, dan kemudian jatuh ke

bumi, maka peristiwa di atas disebut hujan. Jadi hujan adalah

peristiwa jatuhnya tetesan-tetesan air sampai ke permukaan bumi.

Selain hujan seperti pengertian di atas, kita mengenal juga hujan

salju dan hujan es. Hujan salju terjadi apabila uap di udara terus naik

ke atas sehingga mencapai temperatur lebih kecil dari 0C, maka uap

air tersebut akan mengkristal. Dan apabila kelompokan kristal

tersebut jatuh ke bumi akan terjadi hujan salju (Darmodjo, 2000:12).

Hujan es berbeda dengan hujan salju.

Hujan salju yang jatuh adalah kristal-kristal es, tetapi hujan

es yang jatuh ke bumi memang butiran-butiran es yang cukup keras

dan sering menimbulkan kerusakan. Secara garis besar dapat

diterapkan sebagai berikut: Awan yang karena letaknya sangat

tinggi, temperaturnya dapat jauh di bawah 0C, maka sebagian awan

tersebut membeku dan terus dibawa angin naik ke atas lagi sehingga

temperatur turun lebih rendah lagi jauh ke bawah 0C, dengan

demikian keseluruhan awan menjadi gumpalan es. Panas yang

dikeluarkan dalam pembekuan tidak mampu untuk mencairkan

bagian awan yang lain karena rendahnya temperatur.

Bila udara dianggap terdiri dari beberapa lapisan udara hori-

zontal, dan setiap lapisan udara mempunyai berat, maka lapisan di

bawah menerima tekanan lapisan udara di atasnya. Karena makin

dekat dengan permukaan bumi tekanan udara makin besar, dan

makin ke atas tekanan udara makin kecil/berkurang. Tempat-tempat

di mana temperaturnya rendah akan terjadi tekanan udara yang

rendah. Perbedaan tekanan udara antara tempat akan mengakibatkan

terjadinya pemindahan udara dari daerah tekanan tinggi ke daerah

tekanan rendah. Perpindahan udara karena perbedaan tekanan udara

ini disebut angin. Angin mempunyai arah dan kecepatan.

Pada siang hari di daratan mencapai temperatur lebih panas

dari di lautan. Akibatnya di daratan akan terjadi tekanan udara yang

lebih rendah dari di lautan, sehingga pada siang hari bergeraklah

angin dari laut ke darat. Pada malam hari keadaannya terbalik, yaitu

di laut panas yang diterima pada siang hari masih cukup tinggi. Di

darat lebih cepat mengalami pendinginan temperatur udara di laut

lebih besar dari daratan. Akibatnya tekanan udara di darat lebih besar

21

dari di laut sehingga bertiup angin dari darat ke laut. Kecepatan

angin sangat ditentukan oleh besar kecilnya perbedaan tekanan

antara 2 tempat. Makin besar perbedaan tekanan udara, makin cepat

gerak angin (Kastama, E (2003 :25). Uap air, temperatur udara,

tekanan udara dan hujan, apakah hujan es maupun salju; semuanya

merupakan peristiwa-peristiwa/kejadian-kejadian di atmosfer. Hal

tersebut akan menimbulkan adanya iklim serta cuaca di suatu daerah.

Iklim: adalah peristiwa-peristiwa dalam atmosfer di suatu daerah

untuk periode waktu yang panjang. Disebut juga, merupakan rata-

rata cuaca periode panjang. Ilmu yang mempelajari iklim, disebut

Klimatologi. Cuaca: adalah perubahan keadaan udara di suatu tempat

pada suatu saat. Ilmu yang mempelajari cuaca disebut Meteorologi.

Hidrosfer

Yang termasuk hidrosfer adalah semua bentuk air yang ada di

atas muka bumi. Yang terbesar adalah samudera dan lautan.

Dikatakan bahwa perbandingan antara samudera dan daratan

berkisar antara 72% dan 28%. Artinya 72% muka bumi berupa air

sedangkan 28% berupa daratan. Kita semua tahu bahwa di daratan

masih terdapat: danau, sungai dan rawa-rawa. Dasar laut dan

samudera tak ubahnya seperti relief di muka bumi, dengan bagian

sebagai berikut:

- Shelf: Dasar samudera di sepanjang pantai yang di dalamnya rata-rata 200 m. Daerah ini merupakan daerah yang kaya ikan.

- Plat: seperti Shelf tetapi daerahnya meluas dan kedalaman rata-ratanya 200 m. Daerah ini juga kaya akan ikan.

- Trog: adalah lembah yang dalam dan memanjang di dasar laut. Daerah-daerah tersebut di atas selain kaya akan ikan juga

merupakan daerah minyak bumi. Sehingga dewasa ini banyak

dilakukan pemboran minyak di lepas pantai (off shore) sebagai

perhiasan pemboran minyak di daratan (on shore).

Makin ke bawah dan makin ke arah kutub, temperatur air laut

makin rendah. Apabila temperatur air laut di daerah khatulistiwa

28 C, temperatur laut di dekat kutub dapat mencapai 2 C sampai

0C. Temperatur laut sangat mempengaruhi kehidupan di laut.

Dengan demikian ikan banyak diketemukan di laut dangkal karena

sinar matahari masih mampu menembus laut sampai dasar; di mana

sinar matahari sampai dibutuhkan bagi setiap makhluk hidup, seperti

ikan, plankton, maupun tumbuh-tumbuhan laut yang lain. Samudera

22

maupun laut akan bergerak menimbulkan arus laut baik terjadi

dipermukaan maupun di bagian bawah (Maskoeri, Y .2005:24).

Gerakan laut disebabkan oleh berbagai faktor:

a. Adanya angin yang bertiup b. Adanya perbedaan kadar garam c. Adanya perbedaan berat jenis air laut d. Adanya perbedaan pasang naik dan pasang surut.

Arus laut mempunyai pengaruh yang besar sekali dalam

menentukan keadaan iklim di suatu tempat. Hal ini disebabkan ka-

rena adanya arus panas dan arus dingin. Dengan demikian arus panas

dapat membuat musim dingin tidak terlalu dingin, dan laut tidak

akan mengalami pembekuan sepanjang tahun. Sebaliknya arus

dingin, menyebabkan temperatur di atas laut tersebut rendah

sehingga tidak ada penguapan. Maka ke daratan merupakan angin

yang kering akibatnya di daratan tidak pernah jatuh hujan. Tetapi

dalam suatu periode yang sangat panjang daratan tersebut dapat

berubah menjadi padang pasir yang gersang.

Pertemuan arus panas dan arus dingin merupakan tempat

yang ideal bagi kehidupan ikan; karena pada tempat-tempat seperti

itu banyak dijumpai plankton dan zat-zat makanan yang lain. Namun

udara dingin di atas arus dingin, dan udara panas di atas arus panas,

apabila bertemu akan menimbulkan suatu kabut tebal di atas laut

yang sangat membahayakan pelayaran kapal-kapal di laut. Arus laut

mempunyai arti ekonomi yang penting, karena para pedagang

berlayar mengikuti arus. Bangsa-bangsa yang tahu dan dapat

memperhitungkan dari mana dan kemana arah arus laut, dapat

menjadi bangsa yang jaya.

Litosfer

Berdasarkan cara terjadinya batuan dapat dibedakan 3 jenis

batuan:

a) Batuan Beku Batuan ini terjadi secara langsung dari pembekuan magma yang

terdiri dari mineral yang belum menunjukkan struktur tertentu.

Misalnya: Batuan Andesit yang banyak digunakan untuk

pengerasan jalan.

b) Batuan Sedimen Batuan sedimen dapat terjadi karena pengendapan bahan organis,

seperti tumbuh-tumbuhan.

23

Misalnya: Batuan kapur.

c) Batuan Metamorf Batuan ini merupakan perubahan batuan beku dikarenakan

perubahan temperatur atau tekanan.

Misalnya: Batubara, Marmer.

Bertitik tolak dari suatu pengertian bahwa mineral-mineral

yang terdapat dalam magma (cairan bahan) mempunyai B.D. yang

berbeda-beda. Mineral yang B.D-nya tinggi akan tenggelam berada

di bawah, sedangkan mineral yang B.D-nya rendah naik ke atas.

Mineral yang B.D-nya tinggi umumnya mengandung Fe, Mg, Ca

sedangkan mineral yang B.D-nya kecil, umumnya mengandung Al,

Si. Seperti diketahui bahwa makin masuk ke dalam perut bumi akan

terjadi kenaikan temperatur. Thermigradient untuk Indonesia 30 m,

artinya setiap masuk ke dalam tanah sedalam 30 m, temperatur akan

naik 1 C. Selain temperatur cukup tinggi, tekanan juga besar, maka

mineral-mineral tersebut berada dalam keadaan padat latent (latent

plastic). Oleh karena itu apa-bila terjadi gerakan tektonik, bahan

yang padat latent tersebut akan mencair. Hal ini disebabkan karena

adanya pengurangan tekanan; disebabkan tekanan sebagian

digunakan untuk menggerakkan bumi (gerakan tektonik). Bahan

yang mencair tersebut kemudian lewat retakan kulit bumi yang

mungkin ada bergerak keluar. Berdasarkan tempat terjadinya maka

batuan penyusun litosfer dapat dibedakan atas:

a) batuan intrusif: terjadi di bagian dalam, jauh dari permukaan bumi.

b) batuan ekstrusif: terjadi di dekat permukaan bumi, atau diluar permukaan bumi.

c) batuan hypoobisis: terjadi dalam gang atau saluran-saluran kulit bumi.

Bagian luar dari bumi lapisan batuan yang disebut lithosfer.

Karena adanya peristiwa diferensiasi, terbentuklah lapisan SIAL dan

lapisan SMA. SIAL merupakan bagian teratas dari kerak bumi yang

terdiri dari Silica dan Aluminium (SI-AL). Sedangkan SIMA

merupakan bagian bawah dari SIAL, yang terdiri dari Silica dan

magnesium (SI-MA). Kedua lapisan di atas merupakan lithosfer.

d. Cuaca

Bagi orang yang kerapkali berada di luar rumah, cuaca esok

hari senantiasa menjadi suatu taruhan yang istimewa, oleh sebab itu

24

sebelum ribuan tahun, meramal cuaca merupakan suatu seni rakyat

yang terutama dipraktekkan oleh pelaut, petani, pemburu, dan

nelayan. Mereka mempelajari dewa, merasakan kelembaban udara

pada pipi, mencatat perubahan angin serta memperhatikan rasa gatal

pada bahu, nyeri pada paha kiri, mencocokkannya dengan perilaku

binatang ternak atau burung, mengingat-ingat kembali kata-kata

kakeknya, hal yang sama membanding-bandingkannya dengan

pengalamannya sendiri serta dongeng cuaca dan akhirnya sampai

pada suatu tebakan yang masuk akal (Mien, R 2009:45).

Dewasa ini meramal merupakan ilmu yang diberi nama

meteorologi (dari kata Yunani meteoros, tinggi di udara dan logos,

pembahasan). Pembiayaan negara untuk penelitian atmosfer di AS

hampir mencapai satu milyar dolar setiap tahun. Berkat adanya

elektronika dan abad antariksa, para ahli meteorologi sekarang dapat

menggunakan suatu teknologi menggairahkan yang dalam satu

generasi saja telah menemukan hal-hal tentang cuaca yang

jumlahnya lebih banyak daripada yang telah dicapai disepanjang

sejarah sebelumnya. Pada saat ini setelit dengan kamera televisi

mengawasi awan topan dari atas, dan menunjukkan kecepatan serta

arah geraknya kepada para ahli meteorologi. Bahkan bila tidak ada

topan alat ini mengirimkan gambar pemandangan antariksa yang

memperlihatkan selimut awan diseluruh negeri, sehingga dapat

dilihat pada berita televisi setiap malam.

Unsur cuaca:

Semua keadaan cuaca berawal pada empat unsur pokok yang

saling mempengaruhi, yaitu:

1) Matahari, yang merupakan sumber cahaya dan kehidupan yang energi radiasinya menentukan keadaan atmosfer.

2) Bumi, dengan geometri hanya menentukan ciri-ciri cuaca serta iklim.

3) Atmosfer bumi (berasal dari kata Yunani, atmos uap, dan sphaira bola) yaitu selimut gas yang memodulasikan radiasi matahari (mengubah panjang gelombangnya hingga menjadi

radiasi yang tidak mematikan) dalam perjalanannya ke bumi.

4) Faktor lain yang menentukan cuaca yaitu bentuk permukaan alam dan bentuk geofisika bumi gunung, lembah samudera,

tudung es, gurun, danau dan sungai yang mengolah banyak

keadaan atmosfer dalam perputaran abadinya.

25

Dari pengalaman serta pemikiran para ilmiawan memiliki

keteraturan serta struktur cuaca pada suatu hari yang merupakan

hasil dari apa yang telah terjadi dalam atmosfer pada hari

sebelumnya. Kekuatan yang menghasilkan cuaca tidak dapat

dielakkan atau pun diubah. Hal ini merupakan hukum alam. Salah

seorang ahli teori pertama tentang cuaca, adalah filsuf Yunani

Arsitoteles, yang hidup dari tahun 384-322 SM. Dalam bukunya

Meteorologica, Aristoteles mengatakan bahwa seluruh kawasan

bumi terdiri dari empat unsur yaitu api, udara, air dan tanah. la

berpendapat bahwa unsur-unsur ini dapat diubah dari yang satu

menjadi unsur yang lain, dan masing-masing secara potensial tetap

terdapat dalam unsur yang lain. Sedangkan matahari merupakan

penyebab perubahan.

Angin

Hakikat cuaca ialah perubahan. Dalam beberapa menit laut

yang tenang kemilau dapat mengubah suatu hari yang

menyenangkan pada akhir musim gugur menjadi awal musim dingin

yang menggigil. Dari hari ke hari atau dalam perubahan musiman

yang lebih panjang, manusia dapat tertimpa banjir, atau kekeringan,

dapat digembirakan oleh hujan atau embun pagi. Dan digentarkan

oleh angin topan badai salju atau tornado. Semua itu terjadi karena

bumi terselubung oleh atmosfer, yang seakan-akan tidak berwujud

namun gerakan abadinya mempengaruhi setiap saat kehidupan

manusia. Andaikata tidak ada atmosfer, bumi akan berupa planet

mati, mandul dan tak berkehidupan seperti bulan. Tidak ada

tumbuhan, binatang, langit biru, awan atau pemandangan senja yang

indah.

Pentingnya atmosfer bukan saja karena semua kehidupan

menghirup atau mengisapnya, tetapi juga sebagai selimut pelindung

yang diperlukan. Tanpa atmosfer sinar matahari akan

menghanguskan kerak bumi dengan suhu setinggi 82 C pada siang

hari di khatulistiwa dan pada malam hari suhu akan mencapai 140 C

di bawah nol pada tempat yang sama. Ahli meteorologi mengatakan

bahwa udara yang bergerak disebut angin. Angin adalah energi dan

merupakan kekuatan yang besarnya tidak terukur. Ilmuwan menaksir

bahwa jika seluruh atmosfer bumi bergerak dengan kecepatan santai

30 km/jam yaitu kecepatan yang kurang lebih sama dengan

kecepatan angin sepoi, maka energinya pada setiap saat akan

26

menyamai energi yang dihasilkan bendungan Hoover jika bekerja

dengan kapasitas penuh, siang dan malam selama 6.800 tahun.

Energi angin melakukan tugas yang mengagumkan yakni tugas yang

paling penting bagi kelangsungan kegiatan atmosfer. Energi angin

mengisi langit dengan awan kemudian menyapunya lagi hingga

bersih. Selain itu juga mendorong kabut yang menjadi dingin dan

sarat lembaban dari laut, menghembuskan seluruh sistem badai

hingga menempuh bulatan bumi, membawa bahang dan lembaban

dari satu kawasan ke kawasan lain di bumi.

Kelembaban udara

Kelembaban udara diperlukan oleh peramal cuaca, yang di-

maksud dengan kelembaban udara ialah perbandingan jumlah uap air

di udara dengan jumlah uap air yang dapat dimuatnya pada suhu dan

tekanan tertentu. Alat yang dipergunakan untuk mengukur

kelembaban udara disebut higrometer. Mungkin anda merasakan,

pada saat mendung badan sangat gerah, keringat mengalir di tubuh

anda. Keadaan tersebut menandakan bahwa udara telah jenuh dengan

uap air, sehingga keringat tidak mudah menguap dan menyebabkan

badan terasa panas. Untuk mengurangi kegerahan dinyalakanlah

kipas angin ini menyebabkan keringat menguap dan badan terasa

dingin. Bila kelembaban makin tinggi lebih dari 80% dapat

diharapkan akan terjadi hujan.

KEGIATAN BELAJAR 3.

ASAL MULA KEHIDUPAN DI BUMI

a. Berbagai Pendapat Tentang Asal Mula Kehidupan

Sebelum abad ke-17, para ahli menganggap bahwa makhluk

hidup terjadi dengan sendirinya dari makhluk tak hidup. Anggapan

ini disebut teori generatio spontanea atau abiogenesis. Pendapat ini

begitu ekstrim, misalnya kecebong berasal dari lumpur, ulat berasal

dari bangkai, bahkan dari gandum dapat langsung jadi tikus hanya

dalam waktu satu malam. Dengan adanya renaissance, mulai timbul

paham baru. Francesco Redi (1626-1697), ahli Biologi dari Italia,

dapat membuktikan bahwa ulat pada bangkai berasal dari telur lalat,

yang meletakkan telurnya dengan sengaja. Dari berbagai percobaan,

27

mendapatkan peristiwa yang serupa, ia mengemukakan pendapat

bahwa kehidupan berasal dari telur atau comne vivum ex ovo.

Lazzaro Spallanzani (1729-1799) juga ahli Biologi dari Italia,

dengan eksperimen terhadap kaldu membuktikan bahwa jasad renik

yang mencemari kaldu dapat membusukkan kaldu itu. Bila kaldu

ditutup rapat setelah mendidih, maka tak terjadi pembusukan. Ia

mengambil kesimpulan, bahwa untuk adanya telur harus ada jasad

hidup, atau omne ovum ex vivum. Louis Pasteur (1822-1895) sarjana

Perancis, melanjutkan teori Spallanzani, dengan eksperimen

berbagai jasad renik. Ia mendukungnya, meskipun banyak yang

menentang. Kemudian menarik kesimpulan bahwa harus ada

kehidupan sebelumnya agar tumbuh kehidupan baru atau omne

vivum ex vivum. Timbullah teori biogenesis, sedangkan teori

abiogenesis rupa-rupanya telah terkalahkan. Akan tetapi asal mula

kehidupan masih tetap jadi pikiran para ilmuwan.

Sedemikian jauh hampir semua para ahli biologi sependapat

bahwa pemula kehidupan terjadi di bumi ini, tidak di luar bumi.

Mereka menemukan makhluk hidup bersel satu sebagai pemula

kehidupan. Kemudian terjadi evolusi organik menjadi organisme

bersel banyak, Porifera-Coelenterata-Vermes-Echinodermata-

Molusca Arthropoda-Vertebrata, dan Manusia paling akhir. Oparin

(1938) sarjana Rusia, mengemukakan hipotesis bahwa ada makhluk

peralihan dari makhluk tak hidup ke makhluk hidup. Hipotesis ini

berdasarkan penelitian ahli lain di bidang Ilmu Kimia. Kita telah

mengetahui bahwa tubuh organisme 99% terdiri dari senyawa

Karbon, Hidrogen, Oksigen dan Nitrogen. Seorang ahli kimia Harold

Urey (1893) di Amerika Serikat, mengemukakan pendapat bahwa

atmosfer bumi suatu waktu pernah mengandung banyak CH4

(metana), NH3 (amonia), H2 (hidrogen), dan H2O (air) dalam bentuk

gas. Zat tersebut sangat mungkin bergabung membentuk ikatan

organik, di mana kehidupan biasanya berlangsung. Pendapat ini,

kemudian terkenal dengan teori Urey. Seorang murid Urey, bernama

Stanley Miller (1953) berhasil membuat model alat laboratorium

yang sederhana untuk membuktikan teori Urey. Ke dalam alat itu ia

masukkan gas tersebut di atas, kemudian dibuat loncatan listrik

bertegangan tinggi. Hasilnya sungguh menakjubkan, setelah

dianalisis ternyata diperoleh zat organik berupa: gula, purin,

pyrimidin, asam amino, dan senyawa lainnya. Zat itu merupakan

28

komponen ikatan DNA (deoxyribo nucleic acid) dan RNA(Ribose

nucleic acid),yaitu protein inti, yang biasanya membentuk virus.

Eksperimen tersebut mengingatkan kita bahwa sinar matahari

menyebabkan terjadinya muatan listrik di atmosfer. Bila muatan

listrik besar akan menimbulkan loncatan listrik, yang kita nama-kan

petir, baik besar maupun kecil. Karena di alam bebas dapat terjadi

senyawa kimia seperti dalam eksperimen Stanley Miller dan

tentunya juga menyokong teori Urey. Peristiwa petir terjadi jutaan

kali setiap hari. Tentunya ikatan-ikatan kimia organik tersebar di

seluruh pelosok muka bumi. Para ahli kimia sepakat bahwa di alam

selalu terdapat kecenderungan penggabungan berbagai senyawa,

sehingga makin kompleks struktur molekulnya. Weisz (1961)

melanjutkan hipotesis Operin, disertai bekal teori Urey yang telah

diuji kebenarannya oleh Milller. Menurut Weisz, penggabungan

senyawa kimia itu terus bergabung menjadi molekul-molekul yang

lebih besar dan kompleks. Salah satu ikatan yang banyak itu

terbentuk asam nuklein, yang terdiri dari gula-phosfat-purin-

pyrimidin-asam amino. Rantai ini cenderung untuk mengikat rnata

rantai dari sekitarnya, sehingga terjadilah rantai dobel yang

setangkup. Kemudian rantai yang satu melepaskan did dari yang

pertama dalam bentuk duplikat Mulai dari sinilah, barangkali, terjadi

loncatan tingkah laku kimiawi dari sifat tak hidup ke sifat hidup.

Pada waktu rantai tadi mengikat materi yang sama, bolehlah kita

sebut makan yang pertama, bila ia disebut hidup. Pada waktu

melepaskan duplikat, bolehlah kita namakan reproduksi yang

pertama, bila ia sebagai pemula kehidupan di bumi. Selanjutnya

terjadilah persaingan, maka rantai serupa itu perlu bergabung satu

sama lain, membentuk rantai yang lebih panjang dan lebih panjang

lagi. Bila hipotesis ini dapat bertahan, maka terjawablah salah satu

missing link terbesar dalam evolusi organik.

Virus

Bila rantai senyawa gula-phosfat-purin-pyrimidin asam

amino itu makin panjang dan makin kompleks, maka akan terbentuk

DNA dan selanjutnya terbentuk virus. Penemu virus sejalan dengan

ditemukannya mikroskop elektron oleh Knoll dan Ruska (Jerman,

1932). Mikroskop biasa yang menggunakan cahaya tak dapat dipakai

untuk melihat virus, karena ukurannya sangat halus, kira-kira 10

sampai 30 milimikron. Berbagai jenis virus telah ditemukan.

29

Bentuknya bermacam-macam, ada yang bulat, lonjong, seperti

kubus, atau seperti batang, sifatnya aneh, dapat dikristalkan sebagai

zat kimia biasa, dapat pula ditanam dalam tumbuhan atau hewan,

dan bertambah banyak. Pertambahan banyaknya masih ada dua

pendapat:

a) Virus melakukan reproduksi sebagaimana halnya makhluk hidup lain.

b) Virus itu tak dapat memperbanyak diri, melainkan organisme tempat virus itu berada, dapat membentuk duplikat virus tadi.

Dalam pengamatan, jelas virus itu menjadi lebih banyak

sedangkan bagaimana cara perbanyakannya belum diketahui dengan

pasti. Percobaan untuk menumbuhkan virus dalam substrat buat-an

selalu gagal. Timbul dalam pikiran lata, bahwa kalau demikian virus

ini merupakan makhluk transisi antara makhluk tak hidup ke

makhluk hidup. Akan tetapi terlalu pagi untuk berpendapat

demikian. Beberapa jenis virus menyebabkan berbagai penyakit,

misalnya: Mozaik pada tembakau, tomat, mentimun, waluh, jipang,

dan lain-lain. Pada manusia misalnya campak, cacar, cacar air,

influensa, polio, kutil, demam kuning, hepatitis infections dan lain-

lain. Pada hewan misalnya, anthrax, rabies, psitacosis, pes-sapi, dan

lain-lain.

Bacteriophage

Adanya suatu zat hidup yang menyelinap ke dalam substansi

serupa virus, yang kemudian menyebabkan kehidupan, selalu dapat

dipersoalkan yang tak pernah habis. Akan tetapi kenyataan adanya

kehidupan tak terbantah. Tingkat yang lebih tinggi derajatnya

daripada virus adalah bacteriophage. Ia sudah boleh dianggap hidup

sesungguhnya. Tidak dapat hidup dalam substrat buatan. Tubuhnya

terdiri dari rantai DNA yang dikelilingi protein. Dapat bereproduksi,

hidupnya sebagai parasit yang menyerang bakteri dengan jalan

membor tubuh bakteri. Ia berbuat demikian karena ukurannya jauh

lebih kecil daripada bakteri, dan sedikit lebih besar daripada virus.

Bentuknya seperti kendi; ukurannya 30-20 milimikron.

Rickettsia

Taraf makhluk hidup yang lebih tinggi dari Bacteriophage

adalah Rickettsia. Ia sudah mempunyai RNA (Ribose Nucleic Acid),

30

yaitu asam inti yang biasanya berada di luar inti sel pada organisma

bertaraf tinggi. Ukurannya 0,3-0,5 mikron, sedemikian kecilnya

sehingga tak dapat disaring. Ia tak dapat berbiak dalam medium yang

tak hidup. Oleh karena itu Rickettsia masih memiliki sifat virus.

Telah ditemukan Rickettsia penyebab demam, cacar dan tiphus.

Bakteria

Bakteria merupakan mikroba yang sangat beragam dalam hal

bentuk dan perilakunya. Ia digolongkan kepada tumbuhan karena

berdinding tubuh yang tebal. Ukurannya 0,5-70 mikron, tergantung

pada macam bakteria. Meskipun bakteria tidak memiliki inti sel, tapi

DNA dan RNA ada dalam tubuhnya. Ia dapat dibiakan dalam

medium buatan. Bakteria sering digolongkan ke dalam ragi atau

jamur, karena tidak memiliki hijau daun, sehingga tidak dapat

berfotosintetis; jadi kehidupannya tergantung kepada bahan organik

yang sudah mati (saprofitis) atau menjadi parasit pada makhluk

hidup lain. Pada umumnya bakteria hidup subur pada suhu 20-35

derajat Celcius; ada pula bakteria yang tahan pada suhu 80 C

misalnya di sumber air panas vulkanik. Hampir semua proses

pembusukan, sebenarnya fenomena pembiakan bakteria. Dalam

proses pembusukan, semua bahan organik hancur menjadi bahan

anorganik; oleh karena itu bakteria disebut pula mikroba pengurai.

Protozoa

Protozoa sering pula disebut hewan bersel tunggal, karena

dinding tubuhnya tipis sekali dan berperilaku seperti hewan, dalam

arti mobilitasnya dan cara makan. Ukuran tubuhnya 20-100 mikron;

memiliki inti sel yang masif dan tubuh kental yang dinamakan

protoplasma. Protozoa ada yang hidup bebas di alam ada pula yang

menjadi parasit. Ia dapat berbiak dengan cara membelah diri.

Sel

Nama sel, pertama kali dipakai oleh Robert Hook (1655)

penemu mikroskop. la melihat ruang-ruang kecil waktu memeriksa

irisan gabus sumbat botol. Itu hanyalah ruang kosong yang tampak

hanya dindingnya. Para peneliti yang selanjutnya melihat bahwa

dalam sel itu terdapat cairan sebagai lendir yang disebut protoplas-

ma. Inilah bagian yang hidup. Pada irisan tubuh hewan ruangan

seperti di atas tidak terdapat. Akan tetapi untuk menghormati

31

penemunya, maka terhadap satuan protoplasma yang hidup tetap di-

sebut sel.

Setiap sel pada umumnya terdiri dari dua bagian pokok yaitu:

1) Inti sel (nucleus) tampak lebih masif. Di dalamnya terdapat serabut-serabut halus yang berfungsi sebagai penerus keturunan,

untuk mempertahankan jenisnya yang disebut kromosom. Tiap

jenis organisme mempunyai jumlah kromosom yang tetap,

misalnya: Manusia 46 atau 23 pasang, Kera Rhesus 21 pasang,

Kucing 19 pasang, Sapi 30 pasang, Kuda 33 pasang, Anjing 39

pasang, Gandum 21 pasang, Tomat 12 pasang, Jagung 10 pasang,

Bawang 8 pasang, dan lain-lain.

Dalam kromosom itu terdapat titik-titik pembawa sifat keturunan

yang banyak sekali, dan disebut gena. Dari segi Ilmu Kimia, titik

gena itu terdiri dari DNA. Pada lalat-buah, dalam 4 pasang

kromosom, telah ditemukan 500 gena, pada manusia kira-kira

100.000 gena. Setiap jenis organisme mempunyai peta

kromosom yang barangkali dapat diandaikan cetak biru untuk

suatu bangunan. Gena itulah yang bertanggung jawab terhadap

sifat kelestarian. Sifat yang tercata dalam kromosom disebut

genotype. Dalam pelaksanaan pertumbuhan, dipengaruhi oleh

keadaan sekitar, jadilah sifat yang sering berbeda dengan peta

kromosom. Sifat inilah yang kita dapat amati di alam, dan di-

sebut phaenotype.

2) Protoplasma sel atau Cytoplasma, yang mengelilingi inti. Bagian ini bertanggung jawab terhadap peristiwa aktivitas hidup sehari-

hari, misalnya metabolisme, makan, bernapas, peredaran darah,

bergerak dan lain-lain.

Reproduksi dan Perkembangan

Pada organisme bersel tunggal, segala kehidupan berlangsung

dalam satu sel dirinya saja. Reproduksinya dengan jalan membelah

dirinya menjadi dua. Mula-mula yang membelah adalah intinya serta

kromosomnya, baru diikuti oleh sitoplasmanya. Dari satu individu

menjadi dua individu, lalu jadi empat, delapan, enambelas, dan

seterusnya. Dari pembelahan ke pembelahan berikutnya hanya

berlangsung antara 20-60 menit. Sementara terjadi yang baru, maka

yang lama satu demi satu kehilangan kemampuan untuk hidup.

Pada organisme bersel banyak, banyaknya sel sangat

bervariasi, bilangan ratusan sampai milyaran sel tergantung kepada

32

jenisnya. Mereka, pada umumnya dapat didiferensiasi dalam bagian-

bagian tubuh dan fungsinya. Tiap bagian tubuh mempunyai fungsi

tersendiri, akan tetapi tetap dalam kesatuan harmonis individu,

semuanya dalam satu kontrol. Bila karena sesuatu hal salah satu

bagian tidak berfungsi sebagaimana mestinya, akan berakibat buruk

kepada bagian lain dalam individu itu. Mereka mempunyai bagian

khusus untuk melaksanakan reproduksi. Bagian ini disebut alat ke-

lamin, yaitu alat kelamin jantan dan alat kelamin betina. Kedua alat

itu mungkin dimiliki oleh satu individu, yang disebut

hermaproditisme. Bila individu hanya memiliki alat kelamin jantan

saja atau alat kelamin betina saja, disebut sifat gonochorisme.

Alat kelamin jantan menghasilkan sel-kelamin jantan

(spermatozoa = sel mani), alat kelamin betina menghasilkan sel-

kelamin betina (ovum = telur). Sel mani dan sel telur masing-masing

mempunyai inti dengan kromosom sebanyak setengah dari jumlah

kromosom sel tubuh. Contoh, pada manusia sel mani dan sel telur

masing-masing mempunyai 23 kromosom, sedangkan sel tubuh

mempunyai 46 kromosom. Untuk melanjutkan keturunannya, suatu

individu perlu mempertemukan sel mani dengan sel telur.

Penggabungan itu disebut pembuahan (Conseptio). Dari dua sel

melebur menjadi satu sel-zygote, dengan jumlah kromosom seperti

induknya. Terleburlah sifat dari jantan dan dari betina di mana tiap

kromosom mencari pasangan masing-masing. Sel zygote ini

membelah diri sebagaimana halnya individu bersel tunggal. Akan

tetapi semua sel melekat satu dengan yang lain, merupakan awal

perkembangan individu. Setiap fase pertumbuhan mengikuti pola

tertentu sampai selesai proses diferensiasi. Pertumbuhan dilanjutkan

dengan masa kecil, masa muda dan masa dewasa untuk

menghasilkan reproduksi, keturunan. Setelah itu tugas alamiah

selesai bagi sesuatu individu.

Perkembangan individu yang berbeda dengan uraian di atas,

adalah fenomena parthenogenesis, yaitu sel telur yang tidak

mengalami pembuahan berkembang menjadi individu dewasa.

Contoh-nya, pada lebah madu, hewan betina yang biasa disebut ratu,

bertelur banyak dengan tiga kelompok telur, yaitu:

a) Telur yang berisi zygote, kemudian berkembang menjadi indi-vidu jantan.

b) Telur yang berisi zygote, kemudian berkembang menjadi indi-vidu betina tulen dan dapat menjadi ratu baru.

33

c) Telur yang hanya berisi sel kelamin betina, tapi dapat berkem-bang menjadi individu betina palsu, alat kelaminnya berubah

menjadi alat penyengat beracun.

Ekologi (Oikos = rumah atau tempat tinggal)

Kini menjadi sangat populer karena manusia mulai

menyadari bahwa hidupnya tak dapat lepas dari lingkungan bumi. Di

bumi inipun tak semua tempat layak untuk kehidupan manusia, tidak

semua baik untuk kehidupan sesuatu makhluk hidup. Ekologi

mempelajari interaksi makhluk hidup dengan lingkungannya. Suatu

sistem di mana terdapat keseimbangan ekologis, dinamakan

ekosistem. Contoh ekosistem adalah: kolam, danau, hutan, padang

rumput, akuarium yang baik, dan sebagainya. Biasanya tersedia

komponen abiotik dan biotik.

a) Komponen abiotik, misalnya tanah, udara, air, cahaya, suhu, semuanya berpengaruh terhadap makhluk hidup, dan saling

mempengaruhi di antara komponen abiotik itu sendiri.

b) Komponen biotik, adalah semua makhluk hidup yang ada di kawasan non biotik, yaitu:

(1) Produsen, kelompok makhluk hidup yang dapat menghasilkan zat organik dari zat anorganik dengan jalan

foto-sintesis.

(2) Konsumen, kelompok makhluk hidup yang makan zat organik yang telah dibentuk oleh produsen.

(3) Pengurai, adalah makhluk hidup yang menguraikan organisme mati menjadi zat anorganik. Kelompok ini

biasanya bakteri dan berbagai jamur.

(4) Rantai makanan, adalah proses makanan yang dimakan. Contoh: Jagung tikus ular burung manusia bakteri zat anorganik dan seterusnya.

b. Sejarah Perkembangan Makhluk Hidup

Menurut suatu teori, organisme sekarang yang beraneka

ragam macamnya adalah hasil dari proses evolusi kehidupan. Yang

dimaksud dengan evolusi kehidupan yaitu suatu perubahan

kehidupan menjadi bentuk kehidupan lainnya melalui suatu proses

yang perlahan-lahan dan mungkin memakan waktu ribuan bahkan

jutaan tahun. Teori tersebut menyatakan bahwa organisme yang

34

mula-mula ada di dunia berupa organisme bersel tunggal, dan

organisme ini bersel dari agregasi molekul-molekul yang ada.

Yang menjadi persoalan kemudian adalah bagaimana

mekanisme dasar sehingga organisme bersel tunggal tersebut

sekarang berkembang menjadi organisme bersel banyak. Salah satu

dugaan menyatakan bahwa biosfer yaitu suatu dunia kehidupan di

bumi kita ini merupakan sebuah sistem, sedang organisme yang

merupakan komponennya menjadi suatu subsistem. Sebagai suatu

subsistem organisme itu dibentuk oleh materi dan energi yang

tersedia dalam biosfer pula.Karena dalam biosfer berlaku hukum

Termodinamika I dan II, maka organisme itu akan mengalami

perlakuan hukum tersebut.

Hukum Termodinamika I

Di dalam biosfer tak ada energi yang hilang, jumlah energi

itu tetap, yang berubah hanya bentuknya. Contoh:

Energi listrik berubah menjadi energi mekanik, energi mekanik

berubah menjadi energi panas.

Hukum Termodinamika II

Bila suatu sistem dibiarkan berdiri sendiri, maka sistem terse-

but cenderung untuk mengalami penguraian ke arah yang paling

tidak teratur. Bertalian dengan Hukum Termodinamika I dan II

tersebut organisme akan menjadi suatu jalur arus energi. Dalam

tubuh organisme, energi akan mengalami perubahan bentuk dari satu

macam bentuk ke bentuk lain. Dan selanjutnya sebagai suatu sistem

kalau dibiarkan begitu saja maka organisme akan cenderung ke arah

kerusakan yang paling parah. Tetapi sebaliknya organisme sebagai

suatu sistem akan mempertahankan diri dari perlakuan hukum

tersebut. Organisme dapat mempertahankan diri dengan adanya

kemampuan pelestarian diri atau self perpetuation. Dan kemampuan

ini adalah bagian dari proses evolusi.

Perkembangan yang lain yaitu adanya suatu kerja sama

antara organisme sehingga akan membentuk koloni. Dengan alasan

yang sama pula terjadilah gejala perkembangan menuju ke arah

pembentukan organisme bersel banyak. Hal ini ditambah pula

dengan keharusan beradaptasi terhadap lingkungannya. Kemudian

berkembanglah apa yang dinamakan organisme bersel banyak yang

35

seperti halnya organisme uniselular, organisme multiselular ini

berkembang menjadi beraneka ragam organisme lainnya.

c. Perbedaan Makhluk Hidup dengan Benda Mati

Makhluk hidup merupakan suatu substansi zat yang dapat

menjalankan proses kehidupan. Yang dimaksud dengan proses ke-

hidupan atau ciri-ciri makhluk hidup antara lain ialah:

1) Bergerak Makhluk hidup dapat bergerak, baik pindah tempat maupun

pergerakan dari bagian-bagian tubuhnya sebagai contoh: Kuda

dapat berlari, burung dapat terbang, sedang ikan dapat bere-nang.

Tetapi gerakan yang terdapat pada tumbuh-tumbuhan sangat

terbatas, misalnya gerakan daun Mimosa pudica kalau tersinggung, gerakan membuka dan menutupnya stomata, ge-

rakan rotasi dan sirkulasi plasma sel.

2) Metabolisme Makhluk hidup melakukan metabolisme, yang meliputi:

- Nutrisi yaitu pengambilan zat-zat makanan dan sumber energi lain dari lingkungannya.

- Respirasi yaitu menguraikan zat-zat nutrisi, sehingga memperoleh energi.

- Sintesis, yaitu pembuatan zat-zat baru yang penting bagi kelangsungan hidup.

- Ekskresi, yaitu pengeluaran zat-zat yang sudah tidak di-perlukan oleh tubuh.

3) Mempertahankan jenisnya/hidupnya Makhluk hidup selalu berusaha untuk mempertahankan jenisnya

supaya tidak punah dari bumi, usaha tersebut meliputi:

- Regulasi yaitu fungsi mengatur keserasian proses yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup.

- Reproduksi yaitu kegiatan untuk tumbuh dari muda menjadi dewasa selanjutnya menjadi tua, dan kemampuan untuk

berkembang biak dari jumlah sedikit menjadi banyak.

- Adaptasi yaitu usaha menyesuaikan diri terhadap lingkungan dengan tujuan selalu dapat mengikuti perubahan yang terjadi

di lingkungan hidupnya.

- Evolusi yaitu suatu perubahan kehidupan menjadi bentuk kehidupan lainnya melalui proses yang memakan waktu yang

sangat panjang.

36

4) Tanggap terhadap rangsang Makhluk hidup mampu memberikan tanggapan terhadap

rangsangan yang diterimanya. Sebagai contoh: sewaktu mata

terkena cahaya yang menyilaukan maka dipejamkanlah mata itu,

di sini cahaya merupakan rangsangan sedang memejamkan mata

merupakan tanggapannya.

Benda Mati dan Ciri-cirinya

Benda mati merupakan substansi yang tidak menjalankan

proses kehidupan. Ciri-ciri benda mati tentunya berlawanan dengan

ciri-ciri makhluk hidup seperti yang telah dikemukakan di atas. Jadi

ciri-ciri benda mati antara lain adalah:

1) Tidak dapat bergerak Benda mati tidak dapat bergerak, kecuali kalau ada pengaruh

luar. Batu bergerak karena pengaruh tenaga luar yang mengena

pada batu tersebut.

2) Tidak mengadakan metabolisme Benda mati tidak mengadakan kegiatan nutrisi, respirasi, sintesa

maupun ekskresi.

3) Tidak mempertahankan jenisnya Benda mati tidak ada usaha untuk mempertahankan

keberadaannya (eksistensinya). Jadi benda mati tidak memiliki

kegiatan regulasi, reproduksi, adaptasi maupun evolusi.

4) Tidak ada tanggapan terhadap rangsang Benda mati tidak mempunyai tanggapan terhadap rangsang yang

diterimanya. Jadi benda mati akan diam saja meskipun datang

rangsang bertubi-tubi dari luar.

Dengan memahami ciri-ciri makhluk hidup dan benda mati

seperti diuraikan di muka, kita dapat membedakan antara makhluk

hidup dan benda mati. Tetapi bagi makhluk hidup yang sangat

sederhana susunannya dan sangat kecil ukurannya, ciri-ciri kehidup-

an tadi sukar untuk dapat diamati begitu saja. Dalam kehidupan

sehari-hari dengan mudah kita dapat menyebut bahwa batu itu benda

mati sedang kucing adalah makhluk hidup. Mengapa kita bisa

mengatakan bahwa batu itu benda mati dan kucing adalah benda

hidup? Hal ini tentu berdasarkan tanda-tanda yang dapat dipakai

untuk membedakan antara benda mati dan makhluk hidup. Sifat-sifat

umum yang dapat dipakai untuk membedakan antara keduanya

adalah:

37

a) Bentuk dan ukuran Makhluk hidup mempunyai bentuk dan ukuran tertentu sedang

benda mati tidak, sebagai contoh: batu ada yang sebesar butir

pasir, tetapi ada pula sebesar gunung, sedang kucing misalnya

bentuk dan ukurannya tertentu.

b) Komposisi kimia Makhluk hidup mempunyai komposisi kimia tertentu yaitu terdiri

dari unsur-unsur Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (0),

Nitrogen (N), Belerang atau Sulfur (S), Posfor (P), dan se-dikit

mineral. Benda mati komposisi kimianya tidak tertentu.

c) Organisasi Setiap makhluk hidup terdiri dari sel-sel. Sel-sel ini membentuk

jaringan, dan jaringan membentuk organ. Sistem organ mem-

bentuk proses hidup. Pada benda mati susunannya sedemikian

rupa, merupakan hasil dari unsur pokoknya.

d) Metabolisme Pada makhluk hidup terjadi pengambilan dan penggunaan ma-

kanan, pernapasan (respirasi) sekresi dan ekskresi. Benda-benda

mati tidak mengalami hal-hal tersebut.

e) Iritabilitas Makhluk hidup dapat memberikan reaksi terhadap perubahan

sekitarnya, misalnya cahaya, gerakan, kelembaban dan suhu.

Besarnya reaksi tidak seimbang dengan besarnya aksi. Sebagai

contoh, besi yang kena panas akan memuai sesuai dengan panas

yang diterima.

f) Reproduksi Pada makhluk hidup terdapat kemampuan untuk membuat

makhluk itu menjadi banyak, sedang benda mati tidak.

g) Tumbuh dan mempunyai daur hidup Setiap makhluk hidup mempunyai proses pertumbuhan dan

mempunyai daur hidup, artinya mempunyai proses kelahiran,

tumbuh, dewasa dan mati. Benda mati membesar karena

pengaruh luar seperti halnya pada kristal.

Hal-hal tersebut di atas merupakan perbedaan antara makhluk

hidup dengan benda-benda mati, dan bukan kriteria untuk

menetapkan apakah sesuatu itu makhluk hidup atau benda mati.

d. Polusi atau Pencemaran

38

Pencemaran ialah keadaan yang akan mengakibatkan

menurunnya kualitas lingkungan hidup dan terganggunya kesehatan

dan ketenangan hidup makhluk hidup. Terjadinya pencemaran

lingkungan umumnya terjadi akibat kemajuan teknologi dalam usaha

meningkatkan kesejahteraan hidup.

Mengenai polutan (unsur-unsur penyebab polusi), dapat

digolongkan menjadi dua, yaitu:

a) Yang bersifat kuantitatif Yaitu terdiri dari unsur-unsur yang secara alamiah telah ada di

dalam alam ini, tetapi jumlahnya semakin bertambah karena

kegiatan manusia sehingga menyebabkan pencemaran, misalnya:

karbon dioksida, nitrogen, posfor dan lain-lainnya.

b) Yang bersifat kualitatif Yaitu terdiri dari senyawa-senyawa yang terjadi karena sengaja

dibuat manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, tetapi

kurang bijaksana dalam penggunaannya, misalnya: pestisida,

detergen, pupuk dan lain-lain.

Beberapa pencemaran yang perlu diketahui ialah pencemaran

udara, pencemaran air, pencemaran tanah dan pencemaran suara.

1) Pencemaran Udara Udara pada lingkungan tercemar oleh zat-zat polutan jelas tidak

bersih lagi dan telah merupakan gangguan kesehatan bagi

makhluk hidup (termasuk manusia) sekitarnya. Dengan

kemajuan teknologi pada masa kini, polusi udara telah

menimbulkan banyak kekhawatiran terutama di daerah-daerah

industri. Sebagai polutan dapat berupa gas misalnya

karbondioksida, karbonmonoksida, nitrogen oksida, hidrokarbon,

sulfordioksida, hidrogen sulfida. Polutan dapat juga berupa butir-

butir benda cair dan partikel-partikel padat. Semua polutan

tersebut menyembur ke udara, terbawa angin menyebar ke mana-

mana di dalam atmosfer. Reaktor atom dan peledakan bom atom

menyebarkan debu radioaktif yang merupakan polutan yang

berbahaya ke mana-mana sampai ke tempat yang jauh sekali.

Dari hasil observasi cuaca ternyata pencemaran udara dewasa ini

tidak hanya terbatas di sekitar daerah industri dan tempat peledak

bom atom, melainkan sudah menyebar mengotori seluruh

atmosfer bumi kita (Mien, R 2009:56).

Tindakan-tindakan mengatasi pencemaran udara:

39

a) Mencegah terjadinya pencemaran misalnya mesin kendaraan bermotor yang sudah tidak baik harus diservis supaya

pembabakaran bensin atau solar lebih sempurna, pabrik yang

mengeluarkan gas pencemar harus membuat cerobong yang

sangat tinggi sehingga gas pencemar lekas