Lapisan Bumi: Atmosfer, Litosfer & Hidrosfer (Terlengkap)

Lapisan bumi secara umum terdiri atas 3 komponen, yaitu gas yang disebut atmosfer, komponen padatan yang disebut litosfer, dan komponen air yang disebut hidrosfer (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 86). Berdasarkan pengamatan teleskop Hubble yang dipublikasikan oleh NASA juga kita mengetahui bahwa bumi berbentuk bulat seperti bola. Lalu apakah bagian dalam lapisan bumi itu kopong layaknya bola?

Tidak, sejatinya bahkan berbagai hal yang tercipta di alam terdiri dari berbagai lapisan. Contohnya telur dan bawang merah juga terdiri dari lapisan-lapisan yang berbeda. Setiap lapisan juga memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda. Hal tersebut berlaku juga bagi Bumi.

Hingga kini, Bumi merupakan satu-satunya planet dalam galaksi Bima Sakti yang diketahui mampu menunjang kehidupan. Hal tersebut karena komponen-komponen pendukung kehidupan tersedia di Bumi, mulai dari air, udara, dan tanah yang merupakan tempat tumbuhnya berbagai tanaman untuk mendukung kehidupan.

Bagian dalam bumi juga kaya akan berbagai mineral dan hasil tambang yang dapat dieksplorasi. Beberapa mineral seperti emas, besi, batu bara, dan beberapa mineral lain ditambang dengan menggali hingga kedalaman tertentu.

Beberapa bagian terdalam Bumi juga tersusun dari sebuah cairan, yakni magma. Kita biasa melihat wujudnya sebagai lava yang dimuntahkan saat terjadi letusan gunung berapi. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa Bumi berbentuk bola berlapis yang memiliki isi di dalamnya. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah gambar lapisan bumi.

lapisan bumi — Gambar Lapisan Bumi. Dokumentasi Tim Kemdikbud.

Pada gambar di atas, bumi tersusun atas lapisan-lapisan yang terdiri atas atmosfer sebagai lapisan terluar, kemudian ada mantel Bumi, inti luar, dan inti dalam. Bentuk dari lapisan tersebut adalah selimut bola sehingga lapisan yang lebih luar menyelimuti lapisan di dalamnya. Berikut adalah penjelasan masing-masing 3 komponen utama lapisan bumi.

Atmosfer

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti Bumi (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 86). Istilah Atmosfer berasal dari 2 kata yunani, yakni atmos yang berarti uap dan sphaira yang berarti lapisan. 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 terbentuknya bumi. Atmosfer pada awalnya terbentuk dari letusan gunung berapi yang kaya nitrogen dan karbon dioksida, akan tetapi sedikit oksigen.

Komposisi Atmosfer

Atmosfer sebagian besar tersusun atas gas nitrogen, yakni sebesar 78%. Sementara itu oksigen menyusun 21% bagian dari atmosfer. Sisanya, sebagian kecil disusun oleh karbon dioksida, argon, dan beberapa gas lain.

Selanjutnya organisme fotosintetik mengolah karbon dioksida menjadi oksigen dan melepaskan oksigen tersebut ke atmosfer sebagai hasil pengolahan makanan yang memanfaatkan cahaya Matahari.

Lapisan Atmosfer

Atmosfer tersusun atas lapisan-lapisan penyusunnya yang meliputi: Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Termosfer, dan Eksosfer. Berikut adalah penjelasan masing-masing lapisan atmosfer yang dikemukakan oleh Tim Kemdikbud (2017, hlm. 88-91).

Troposfer

Troposfer merupakan lapisan atmosfer yang berada di bagian paling bawah. Ketinggian troposfer terhitung mulai dari permukaan laut (0 km) hingga 10 km di atas permukaan laut (dpl). Sebagian besar bagian troposfer berbentuk uap air dan 75% terdiri atas gas-gas atmosfer. Troposfer merupakan tempat berlangsungnya sistem Bumi, seperti hujan, angin, salju, dan awan.

Stratosfer

Stratosfer adalah lapisan atmosfer yang memiliki ketinggian antara 10-50 km dpl dan sebagian besar stratosfer terdiri atas gas ozon (O3). Lapisan stratosfer memiliki sedikit awan, namun tidak ada aktivitas cuaca, sehingga tidak mengganggu penerbangan pesawat yang biasa terbang di lapisan ini.

Mesosfer

Saat melihat fenomena meteor jatuh, kita akan melihat meteor tersebut melintasi Bumi namun tiba-tiba hilang. Sebetulnya, meteor tersebut terbakar habis karena melewati lapisan atmosfer yang disebut mesosfer. Lapisan mesosfer adalah lapisan pelindung bumi dari benda-benda luar angkasa, kebanyakan benda asing yang masuk ke bumi tidak akan bertahan dan terbakar habis saat melewati lapisan ini. Lapisan mesosfer terletak pada ketinggian 50-85 km dpl.

Termosfer

Dinamakan termosfer karena suhu yang sangat panas yakni pada lapisan ini mencapai 1.982 derajat selsius. Termosfer adalah lapisan atmosfer yang memiliki suhu paling tinggi. Lapisan termosfer memiliki ketinggian antara 85-500 km dpl.

Selain digunakan sebagai tempat mengorbitnya teleskop Hubble dan pesawat ulang-alik, termosfer juga berfungsi sebagai pelindung Bumi dari radiasi ultraviolet. Pada mesosfer dan termosfer terdapat lapisan yang memiliki partikel ion (bermuatan) yang disebut ionosfer.

Eksosfer

Lapisan eksosfer terdapat pada ketinggian lebih dari 500 km dpl. Kandungan utama dari eksosfer adalah gas hidrogen. Eksosfer memiliki sedikit molekul, sehingga gaya tekanannya sangat rendah. Satelit-satelit buatan yang mengitari Bumi ditempatkan pada lapisan ini.

Tekanan Udara Atmosfer

Gas yang terdapat di atmosfer memiliki massa. Oleh karena itu, Gravitasi Bumi juga akan menghasilkan gaya tarik terhadap molekul gas dari atmosfer yang berada ratusan kilometer di atas Bumi. Molekul gas atmosfer itu mengarah langsung ke permukaan Bumi sehingga akan menekan udara di bawahnya.

Akibatnya, molekul udara di dekat permukaan Bumi menjadi lebih rapat. Udara yang memiliki kerapatan tinggi ini akan menghasilkan gaya tekan yang besar pula. Gaya yang diberikan pada suatu daerah tersebut disebut tekanan udara.

Besarnya tekanan udara akan berkurang seiring dengan bertambahnya ketinggian atmosfer. Itulah penyebab kita akan merasakan kesulitan bernapas seperti biasa saat sedang berada di daerah pegunungan. Karena di daerah tinggi, jumlah molekul udara oksigen semakin sedikit.

Lapisan Ozon

Setelah terdapat oksigen di atmosfer, terbentuklah ozon (O3). Ozon memiliki peran yang penting bagi keberlangsungan hidup organisme yang ada di Bumi. Fungsi dari Lapisan Ozon di atmosfer adalah melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang sangat berbahaya bagi organisme di Bumi.

Hanya 50% dari energi radiasi Matahari yang sampai ke permukaan Bumi. Sementara itu, jumlah radiasi ultraviolet yang sampai ke permukaan Bumi hanya 1%, karena 99% radiasi ultraviolet diserap pula oleh lapisan ozon.

Lapisan ozon terdapat pada stratosfer pada ketinggian 18-54 km dpl. Ozon tersusun atas oksigen sebagai bahan dasarnya. Kandungan ozon dalam lapisan stratosfer sangat tinggi, sehingga melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang berbahaya.

Konsentrasi ozon di atmosfer berubah-ubah. Salah satu yang memengaruhi konsentrasi ozon adalah adanya gas CFC yang biasa digunakan dalam produk pendingin (AC dan kulkas) juga parfum. Hasil pengamatan NASA menunjukkan bahwa lubang ozon semakin membesar dari tahun 1980 hingga tahun 2010. Oleh karena itu, kita harus mengurangi penggunaan CFC dan menanggapi Pemanasan Global secara serius.

Litosfer

Litosfer adalah lapisan tanah atau bebatuan yang menyelimuti Bumi. Litosfer berasal dari bahasa Yunani yakni lithos yang berarti “batuan” dan shapira yang berarti “lapisan”. Sehingga dapat disimpulkan bahwa litosfer adalah lapisan batuan yang ada di Bumi. Dalam arti luas, litosfer juga diartikan sebagai seluruh bagian padat Bumi, termasuk intinya.

Struktur padat Bumi terdiri atas kerak Bumi, mantel, dan inti Bumi. Masing-masing struktur padat Bumi tersebut dibedakan lagi menjadi bagiannya masing-masing. Berikut adalah penjabarannya.

Kerak Bumi terdiri atas: Kerak Benua, yakni kerak bumi yang berada di daratan dan Kerak Samudra, yakni kerak bumi yang berada di laut.
Mantel Bumi terdiri dari: mantel atas dan mantel bawah.
Inti Bumi dibedakan menjadi 2, yakni inti luar yang berupa cairan pekat dan inti dalam yang bersifat pekat hampir menyerupai padatan.

Teori Tektonik Lempeng

Teori ini menjelaskan bahwa salah satu bagian dari litosfer adalah lempeng yang selalu aktif bergerak. Pergerakan lempeng tersebut diakibatkan oleh adanya aliran konveksi dari inti Bumi. Lempeng dapat bergerak saling menjauhi maupun saling mendekati. Ketika lempeng bergerak saling menjauhi, maka akan timbul patahan/sesar.

Jika lempeng bergerak saling mendekati dan bertumbukan, maka akan terjadi subduksi. Salah satu efek dari pergerakan lempeng adalah adanya gempa dan terbentuknya pegunungan berapi.

Teori tektonik lempeng ditarik berdasarkan dua teori mengenai lempeng bumi yang sebelumnya sudah dikembangkan. Berikut adalah penjelasannya.

Continental Drift

Jika diperhatikan, berbagai benua yang ada di bumi tampak seperti potongan puzzle yang kalau disatukan akan menjadi kesatuan utuh. Berdasarkan alasan tersebut, seorang ahli meteorologi asal Jerman bernama Alfred Wegener mengajukan sebuah teori yang dikenal dengan teori pergerakan benua (continental drift).

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 saling menjauh secara perlahan.

Bebatuan yang menyusun benua yang sudah terpisah juga memiliki kesamaan. Misalnya, struktur bebatuan pegunungan di Amerika Serikat memiliki kesamaan dengan batuan di Greenland dan Eropa Barat.

Penemuan fosil juga mendukung teori pergerakan benua. Salah satu buktinya dengan adanya penemuan fosil Mesosaurus di Amerika Selatan dan Afrika. Padahal Mesosaurus adalah reptil yang hidup di air tawar dan tidak mungkin berenang melewati samudra.

Selain fosil itu, penemuan fosil lainnya juga menudukung teori pergerakan lempeng, meliputi:

fosil Cynognathus yang ditemukan di Amerika Selatan dan Afrika
Fosil Lystrosaurus yang ditemukan di Afrika, India, dan Antartika
Fosil tumbuhan Glossopteris yang ditemukan di Amerika Selatan, Afrika, India, Antartika, dan Australia.

Namun sayangnya Wegener tidak dapat menjelaskan bagaimana dan mengapa perpisahan benua tersebut terjadi.

Seafloor Spreading

Baru pada awal tahun 1960, seorang ilmuan dari Princeton University yang bernama Harry Hess mengajukan teori yang bernama seafloor spreading atau pergerakan dasar laut. Hess menjelaskan bahwa di bawah kerak Bumi tersusun atas material yang panas dan memiliki massa jenis yang rendah. Akibatnya, material tersebut naik ke punggung kerak samudra.

Kemudian material bergerak ke samping bersama dasar kerak samudra, sehingga bagian dasar kerak samudra tersebut menjauh dari punggung kerak samudra dan membentuk sebuah patahan. Karena dasar kerak samudra menjauh sehingga terbentuk patahan, maka magma akan naik ke atas dan mengisi patahan tersebut. Magma yang telah sampai ke patahan akan mendingin dan membentuk kerak yang baru.

Seafloor spreading menjadi teori yang cukup kuat untuk menjelaskan mengapa dan bagaimana perpisahan benua dapat terjadi.

Gempa Bumi

Ketika lempeng bergerak atau patah, maka terdapat energi yang dilepaskan pula. Energi tersebut mengakibatkan terjadinya getaran yang merambat melalui material Bumi lainnya yang disebut dengan gempa bumi.

Gelombang yang merambat sepanjang permukaan Bumi dan gelombang gempa Bumi disebut gelombang seismik. Sementara titik pusat pada kedalaman Bumi yang menjadi pusat gempa disebut hiposentrum. Permukaan Bumi yang berada di atas hiposentrum disebut episentrum.

Kekuatan gempa (magnitude) pada sebuah daerah dinyatakan dengan Skala Richter. Pengukuran kekuatan gempa didasarkan pada amplitudo atau grafik gelombang seismik di seismogram. Skala Richter menunjukkan besarnya energi gempa yang dilepaskan.

Berdasarkan gempa yang terjadi sampai saat ini, rentang Skala Richter antara 1,0 – 10,0. Setiap kenaikan 1,0 skala, energi gempa yang dihasilkan 32 kali lebih besar. Misalnya, sebuah gempa dengan kekuatan 6,8 Skala Richter melepaskan energi 32 kali lebih besar dibandingkan energi yang dilepaskan gempa dengan kekuatan 5,8 Skala Richter. Intinya, semakin besar skalanya, maka semakin besar pula getarannya.

Dampak Gempa Bumi

Sebagian besar dampak kerusakan akibat gempa Bumi diakibatkan oleh gelombang yang merambat di permukaan Bumi. Bangunan serta jalan raya dapat rusak, makhluk hidup yang berada di sana juga terancam bahaya, termasuk manusia. Selain itu, gempa bumi juga berpotensi menyebabkan bencana lain jika terjadi di dasar laut.

Namun, ketika gempa terjadi di dasar laut, gerakan lempeng tersebut akan mendorong air laut ke atas, sehingga timbul gelombang yang besar dan kuat. Gelombang air laut dapat mengalir ratusan kilometer ke segala arah dari episentrum. Gelombang air laut ini disebut tsunami. Dampak yang terjadi juga dapat merusak berbagai bangunan dan membahayakan jiwa manusia.

Hidrosfer

Hidrosfer adalah lapisan air yang menyelimuti Bumi. Hidrosfer berasal dari kata hidros yang artinya air dan sphaira yang berarti selimut. Jadi, hidrosfer merupakan lapisan air yang menyelimuti Bumi. Jika diperhatikan dari globe atau google earth, warna yang paling dominan dari Bumi adalah biru. Bagian berwarna biru tersebut adalah air. Hampir 70% bagian bumi adalah air (hidrosfer).

Hampir semua elemen kehidupan memerlukan air untuk keberlangsungan kehidupannya. Tumbuhan memerlukan air untuk berfotosintesis, sedangkan manusia memerlukan air untuk metabolisme dan memenuhi kebutuhan hidup.

Jika semua makhluk di Bumi menggunakan air untuk melangsungkan kehidupannya, apakah air yang ada di Bumi akan berkurang dan habis? Atau jumlah air akan bertambah karena adanya hujan? Ataukah jumlah air di Bumi tetap?

Siklus Air

Air yang ada di Bumi memiliki sebuah siklus yang dinamakan siklus hidrologi atau siklus air. Siklus hidrologi merupakan sebuah proses daur ulang air secara terus menerus. Berikut adalah siklus air seperti dalam buku yang disusun oleh Tim Kemdikbud (2017, hlm. 133-).

Siklus air bermula saat panas Matahari menguapkan air yang ada di laut dan di permukaan Bumi lainnya. Proses ini disebut dengan evaporasi.
Uap air tersebut akan berkumpul di angkasa dan terjadi proses kondensasi (pengembunan) hingga terbentuk awan.
Awan tersebut kemudian akan berjalan sesuai dengan arah embusan 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 di awan akan turun sebagai hujan.
Air hujan kemudian akan mengisi wadah cadangan air yang berada di permukaan Bumi, meliputi berbagai danau, sungai, dan resapan air (mata air).

Siklus ini adalah siklus yang berlangsung terus menerus. Jadi, seharusnya jumlah air yang ada di bumi ain cenderung tetap sama. Namun, bisa saja terjadi sebaliknya, di sebagian belahan bumi air tidak ada karena curah hujannya kecil. Sebagian lagi justru berpotensi terkena banjir.

Banjir

Saat wadah cadangan air yang berada di permukaan bumi terganggu, maka hal tersebut dapat menyebabkan bencana banjir. Misalnya bagaimana tanah tidak dapat menjadi resapan air karena ditutupi oleh bangunan bertingkat, jalan beton, dan aspal.

Banjir juga bisa berasal dari luapan penyimpanan air, baik itu danau, waduk, maupun sungai yang tidak mampu menampung jumlah air yang sangat besar. Ketika penyimpanan air sudah penuh, maka air yang harusnya disalurkan ke penyimpanan akan meluap ke daratan sehingga membanjiri daerah sekitarnya. Hal tersebut dapat terjadi akibat dari pencemaran lingkungan seperti membuang sampah sembarang ke sungai.

Referensi

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VII. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.