DINAMIKA PLANET BUMI SEBAGAI RUANG KEHIDUPAN

PENGERTIAN JAGAT RAYA

Jagat raya adalah ruangan yang meluas ke segala arah, tak terhingga. Namun, jagat raya memiliki batas-batas yang belum dapat diketahui. Jagat raya disebut juga alam semesta yang terdiri dari ribuan galaksi dan sistem bintang. Bintang-bintang tersebut ada yang dapat dilihat langsung atau dengan menggunakan teropong bintang. Ukuran bintang yang terlihat bergantung pada jarak antarbenda langit tersebut.

2.JAGAT RAYA MENGEMBANG

Fenomena ini dikenal dengan efek Doppler, yang ditemukan oleh seorang fisikawan dari Austria bernama Cristian Doppler.

Perkembangan jagat raya ini didukung oleh teori yang menyatakan adanya gaya repulsi kosmis yang membuat benda langit saling tolak menolak. Gaya ini berbeda dengan gaya gravitasi yang menyebabkan benda langit saling tarik-menarik.

Apabila gaya gravitasi lebih besar daripada gaya kosmis, benda langit akan saling berdekatan sehingga ruang angkasa akan menyusut.

Namun, jika gaya kosmis lebih besar daripada gaya gravitasi, benda langit akan berjauhan dan ruang angkasa akan mengembang.

Gaya gravitasi yang lebih besar daripada gaya kosmis terlihat pada Galaksi Andromeda dan Bimasakti.

Jagad raya yang mengembang juga dibuktikan dengan pemancaran kabut ekstragalaksi yang memiliki jarak dan kecepatan yang berbanding lurus sehingga jagat raya mengalami pemuaian.

Kecepatan kabut untuk sampai ke bumi bertambah 550 km/detik setiap jarak 1 megasperk (3.262 juta tahun cahaya).

1. Teori Mengembang dan Memampat (Oscillation Theory)
Menurut teori ini, jagat raya pada awalnya terbentuk karena adanya siklus materi yang diawali dengan massa yang mengembang yang disebabkan reaksi inti hidrogen.

Akibatnya, terbentuklah galaksi-galaksi yang diperkirakan sudah berlangsung selama tiga puluh milyar tahun.

Galaksi-galaksi tersebut lama kelamaan akan meredup kemudian memampat yang didahului dengan keluarnya pancaran panas.

Peristiwa mengembang dan memampat tersebut berlangsung secara terus menerus. Teori ini juga disebut  teori ekspansi dan kontraksi.

2. Teori Ledakan Besar (The Big Bang Theory)
Menurut teori ini, pembentukan alam semesta terjadi sekitar 13.700 milyar tahun yang lalu. Menurut George Lemaitre, dahulu terdapat galaksi-galaksi yang saling berdekatan.

Galaksi-galaksi berasal dari massa tunggal yang menyimpan suhu dan energi yang sangat besar. Hal ini menimbulkan ledakan yang mahadahsyat hingga menghancurkan massa tunggal tersebut.

Akibat ledakan tersebut, banyak materi yang terlontar ke segala penjuru semesta dalam bentuk serpihan-serpihan.

Inilah asal mula terbentuknya jagat raya. Teori ini dapat dijelaskan dengan menggunakan rumus relativitas Albert Einstein

ANGGOTA JAGAT RAYA

1. GALAKSI
Galaksi adalah kumpulan dari planet, bintang, gas, debu, nebula dan benda langit lainnya. Benda-benda ini membentuk "pulau-pulau di dalam ruang jagat raya.

Ruang antargalaksi mengandung zat yang terdiri atas proton, elektron dan ion. Zat-zat ini bergerak simpang siur dalam jagat raya.

Diperkirakan bahwa jarak antargalaksi rata-rata lebih dari satu juta tahun cahaya. Keberadaan galaksi dapat dideteksi dengan teleskop.

Salah satu contoh galaksi adalah Galaksi Jalan Susu (Milky Way) atau Bima Sakti.

Galaksi dapat diklasifikasikan berdasar bentuk, ukuran dan warna. Ada empat jenis galaksi berdasarkan bentuknya, yaitu sebagai berikut.

a. Bentuk Spiral

Galaksi spiral adalah galaksi yang berbentuk spiral dan mempunyai roda-roda catherina. 

Galaksi ini memiliki struktur atau lengan berbentuk spiral yang berisi sistem bintang. Contoh galaksi spiral yaitu Galaksi Bimasakti, tempat tata surya berada.

b. Bentuk Spiral Berbatang

Galaksi spiral berbatang memiliki lengan yang keluar dari bagian ujung suatu pusat. Tonjolan galaksi ini sebenarnya memanjang dan berisi miliaran bintang.

c. Bentuk Elips
Galaksi berbentuk elips memiliki berbagai varian bentuk, seperti bola basket raksasa, bola rugbi, dan telur burung unta.

d. Bentuk Tidak Beraturan
Galaksi ini memiliki bentuk yang khusus dan banyak mengandung materi antar bintang yang terdiri atas gas dan debu. Anggota galaksi ini terdiri atas bintang-bintang tua dan muda. Contohnya, Awan Magellan Besar dan Awan Magellan Kecil.

2. BINTANG
Bintang adalah benda langit yang mampu memancarkan cahayanya sendiri. Bintang terdiri atas dua jenis, yaitu bintang semu dan bintang nyata.

Bintang semu adalah bintang yang memantulkan cahaya dari bintang lain. Adapun bintang nyata adalah bintang yang menghasilkan cahayanya sendiri.

Karena jaraknya yang sangat jauh dari bumi, bintang-bintang kecuali Matahari, hanya terlihat sebagai titik-titik yang bersinar di langit pada malam hari. Ciri-ciri bintang adalah sebagai berikut:

a. Unsur-unsur yang terdapat pada bintang-bintang di Galaksi Bimasakti, yaitu Hidrogen (71%), Helium (27%) dan unsur-unsur yang lebih berat.

b. Suhu di daerah inti bintang dapat mencapai jutaan derajat celcius.

c. Sebagian besar umur bintang antara 1-10 milyar tahun. Beberapa ada yang mencapai 138 milyar tahun.

A.     PROSES PEMBENTUKAN JAGAT RAYA

Jagat raya merupakan suatu ruang yang sangat luas. Istilah lain dari jagat raya adalah alam semesta. Jagat raya dipenuhi oleh bintang-bintang. Untuk mengambarkan jagat raya, secara sederhananya adalah sebagai berikut:

Jagat raya merupakan kumpulan dari galaksi-galaksi. Galaksi sendiri merupakan kumpulan dari sistem tata surya. Tata surya merupakan kumpulan dari matahari dan planet-planet beserta benda langit yang lain.

Terdapat beberapa teori yang menyatakan bagaimana proses pembentukan jagat raya. Teori-teori tersebut adalah:

11. Teori Keadaan Tetap (Steady State Theory)

Teori keadaan tetap menyatakan bahwa alam semesta tidak berawal dan tidak berakhir. Alam semesta tidak berubah meskipun berjalan dalam waktu yang lama. Teori ini dikemukakan oleh Fred Hoyle.

22. Teori Ledakan Besar (The Big Bang Theory)

Teori ledakan besar berisi bahwa jagat raya berasal dari massa tunggal yang menyimpan suhu dan energi sangat besar, kemudian meledak sehingga menghancurkan massa tunggal tersebut. Hancuran dari ledakan tersebut berubah menjadi materi yang terpencar ke segala penjuru pada sebuah ruang yang mengembang dalam waktu tertentu. Teori ini dikemukakan oleh George Lemaitre dan didukung oleh Edwin Hubble dengan teori yang menyatakan bahwa jagat raya tidak tetap (statis).

33. Teori Mengembang Dan Memampat (Oscillation Theory)

Teori ini menyatakan bahwa jagat raya terbentuk karena reaksi inti hidrogen. Menurut teori ini juga, jagat raya memiliki sifat yang terus mengembang. Namun perngembangan tersebut akan melambat dikareknakan gaya gravitasi. Teori dikemukakan oleh Friedman.

B.     TEORI PEMBENTUKAN TATA SURYA

11. Hipotesis Nebula

Hipotesis nebula mengemukakan bahwa tata surya berasal dari kabut raksasa yang terdiri dari debu, es, dan gas (sebagian besar merupakan hydrogen) yang disebut dengan nebula. Kabut tersebut berputar dan menyusut serta mengalami pemadatan di tengah menjadi matahari, sedangkan materi lain yang lebih kecil, menjadi planet. Teori ini dikemukakan oleh : Kant-Leplace.

22. Hipotesis Planetesimal

Hipotesis planetesimal menyatakan bahwa Matahari berpapasan dengan bintang. Bagian dari massa matahari, tertarik oleh bintang sehingga terlepas dan akhirnya massa yang tertarik tersebut disebut planetesimal dan beredar mengelilingi matahari. Teori ini dikemukakan oleh : Thomas C. Chamberlin.

33. Hipotesis Pasang Surut gas

Hipotesis pasang surut berisi terdapat bintang yang mendekati Matahari hingga mengakibatkan gaya tarik antara bintang dan Matahari. Beberapa partikel matahari yang berupa gas membentuk gumpalan, membeku, dan menjadi planet. Dikemukakan oleh : James Jeans & Harold Jeffreys

44. Hipotesis  Bintang kembar atau ledakan bintang

Hipotesis bintang kembar/ ledakan bintang berisi bahwa tata surya terbentuk karena terdapat dua bintang kembar yang saling mengelilingi. Kemudian salah satu dari bintang kembar tersebut bertabrakan dengan bintang lain sehingga meledak. Partikel ledakan mendingin menjadi planet-planet dan mengelilingi bintang kembar yang tinggal satu tersebut. Bintang kembar yang tinggal satu tersebutlah yang menjadi matahari. Teori ini dikemukakan oleh : Lyttleton

55. Hipotesis Protoplanet atau awan debu/ Kuipper

Hipotesis protoplanet/ awan debu menyatakan bahwa asal mula tata surya adalah adanya dua pusat awan debu yang saling memadat. Pusat yang lebih besar menjadi matahari, sedangkan pusat yang lebih kecil menjadi planet. Teori ini dikemukakan oleh : Kuiper

C.      TEORI PERKEMBANGAN BUMI

11. Teori Kontraksi (Constraction Theory)

Teori kontraksi mengemukakan bahwa terbentuknya relief bumi berupa gunung, lembah, daratan, dan perbedaan bentuk yang lain merupakan akibat dari penyusutan dan pengerutan bumi sebagai akibat dari proses pendinginan bumi. Teori kontraksi ini dikemukakan oleh Rene Descrates.

22. Teori Konveksi

Teori konveksi menyatakan bahwa permukaan bumi tidak rata diakibatkan gerakan aliran dari dalam bumi. Gerakan aliran dalam bumi tersebut dikarenakan arus konveksi pada lapisan astenosfer yang akhirnya membawa materi lava sampai ke permukaan bumi. Teori ini dikemukakan oleh Arthur Holmes & Harry Hess.

33. Teori Laurasia dan Gondwana

Menurut teori Laurasia Gondwana, benua-benua yang ada di bumi berasal dari dua benua besar. Benua yang terletak di dekat kutub utara disebut sebagai Benua Laurasia. Dan benua yang dekat dengan kutub selatan disebut sebagai Benua Gondwana. Pada perkembangannya, kedua benua tersebut akan menuju ke ekuator dan terpecah saling menjauh akibat dari rotasi bumi. Benua Laurasia membentuk Benua Eropa, Benua Asia, Amerika Utara, dan Greenland. Sedangkan benua Gondwana membentuk Amerika Selatan, India, Australia, dan Antartika. Teori ini dikemukakan oleh Edward Zuess.

44. Teori Pengapungan Benua (Continental Drift Theory)

Menyatakan bahwa muka bumi yang seperti sekarang ini terbentuk akibat dari gerakan pergerseran benua. Awalnya, semua benua yang ada di bumi merupakan kesatuan satu benua yang kemudian bergerak dan terpecah akibat dari gerak rotasi. Benua besar yang hanya ada satu tersebut dinamakan dengan Benua Pangea. Sedangkan, samudera yang hanya ada satu juga, disebut sebagai Samudera Panthalassa.

Teori ini dikemukakan oleh Alfred Wegener.

Bukti dari teori pengapungan benua menurut Wegener yaitu:

a.       Kesamaan garis pantai

1)  Kesamaan garis pantai antara Benua Amerika Selatan bagian timur garis pantai Benua Afrika bagian barat.

2)  Garis pantai benua amerika utara bagian timur mempunyai persamaan dengan garis pantai Eropa bagian barat.

b.      Pergerakan yang menjauhi, mendesak, atau meluas

1)     Daerah Greenland menjauhi Eropa

2)     Madagaskar menjauhi afrika selatan

3)     Samudera Hindia mendesak ke utara

4)     Samudera atlantik semakin luas karena pergerakan Benua Amerika ke barat

c. Persebaran fosil. Salah satu persebaran fosil yang digunakan Wegener dalam teori pengapungan benua adalah fosil mesosaurus yang ditemukan di kedua sisi benua Amerika Selatan bagian timur dengan Benua Afrika bagian barat.

e.       Iklim purba

f.        Pengapungan benua dan paleomagnetisme

d.      Kesamaan jenis batuan

Jenis dan struktur batuan pada jejeran pegunungan Appalachia (terdapat di Amerika Utara) sama dengan jenis dan struktur batuan jejeran pegunungan Kaledonia yang terdapat di kepulauan inggris dan skandavia (Eropa).

55. Teori Lempeng Tektonik

Teori lempeng tektonik menyatakan bahwa kulit bumi atau litosfer terdiri atas beberapa lempeng tektonik yang berada di atas lapisan astenosfer. Teori ini dikemukakan oleh Tozo Wilson. Lapisan astenosfer yang terdapat arus konveksi menyebabkan litosfer bergerak.

Pergerakan lempeng tersebut meliputi gerak konvergen, divergen dan sesar.

a.      Gerak Konvergen

Konvergen merupakan gerakan lempeng yang saling mendekati. Apabila salah satu lempeng yang saling bertumbukan menunjam, maka disebut sebagai zona subduksi.

Fenomena yang terjadi pada gerakan konvergen:

(1)    Lempeng samudera menunjam ke bawah lempeng benua (disebut zona subduksi)

(2)    Terbentuk palung laut.

(3)    Pembengkakan tepi lempeng benua yang membentuk deretan pegunungan.

(4)    Aktivitas vulkanisme, intrusi (proses pergerakan magma di bawah permukaan bumi), dan ekstrusi (proses pergerakan magma melalui kerak bumi sehingga mencapai permukaan bumi). Untuk lebih lengkapnya tentang pergerakan magma dan hal-hal yang berkaitan dengan aktivitas vulkanisme, silakan klik disini.

(5)    Terjadi aktivitas seisme (gempa bumi)

Jenis pergerakan lempeng konvergen

(1)     Tumbukan lempeng benua dengan lempeng samudera

Contoh : Tumbukan lempeng benua Eurasia dengan lempeng samudra Indo Australia yang berada di wilayah Sumatra-Jawa. Pertemuan antara lempeng Nazka dengan lempeng Amerika Selatan yang membentuk Pegunungan Andes.

(2)     Tumbukan lempeng benua dengan lempeng benua

Contoh : pertemuan antara lempeng Benua India dengan lempeng Benua Eurasia yang membentuk Pegunungan Himalaya.

(3)     Tumbukan lempeng samudera dengan lempeng samudera.

Contoh : Busur kepulauan Filipina dan busur kepulauan Jepang

b.     Gerak Divergen

Gerak divergen merupakan gerakan lempeng yang saling menjauhi. Contoh lempeng yang bergerak divergen adalah lempeng Afrika dengan Lempeng Amerika bagian selatan. Pada gerak divergen biasanya akan diikuti oleh fenomena sebagai berikut:

1)     Perenggangan lempeng.

2)     Pembentukan mid oceanic ridge (tanggul dasar samudra).

3)     Aktivitas vulkanisme laut

4)     Aktivitas gempa

c.      Gerak Transform  (sesar mendatar)

Gerak Transform merupakan gerakan lempeng yang berlawanan arah sehingga bergesekan. Contoh pergerakan sesar yaitu pergerakan pada Lempeng Samudra Pasifik dengan lempeng daratan Amerika Utara yang membentuk sesar atau patahan San Andreas (San Andreas Fault). Patahan San Andreas ini membentuk kurang lebih sepanjang 1.200 km dari San Francisco di utara hingga ke Los Angeles di selatan Amerika Serikat

D.     ROTASI DAN REVOLUSI BUMI

Salah satu ciri sebuah planet dalam tata surya kita adalah benda langit tersebut berkeliling memutari matahari. Gerakan mengelilingi matahari tersebut disebut revolusi. Jika yang mengelilingi matahari adalah bumi, maka diseut sebagai revolusi bumi. Selain memutari matahari, bumi juga memutar pada porosnya. Perputaran ini disebut rotasi. Kedua gerak tersebut (revolusi dan rotasi) memiliki pengaruh terhadap kehidupan manusia yang berbeda. Berikut penjelasannya.

1     ROTASI BUMI

Rotasi merupakan perputaran bumi pada porosnya. Kecepatan perputaran bumi pada porosnya adalah 1.670km/jam. Sedangkan waktu yang diperlukan bumi untuk melakukan satu kali perputaran pada porosnya adalah 1 hari (24 jam). Dampak rotasi pada aspek kehidupan manusia adalah sebagai berikut.

a.      Gerak semu harian matahari

Dalam gerak rotasi, bumi berputar dari arah barat ke timur. Akan tetapi, karena manusia berada di bumi dan ukuran manusia yang sangat kecil dibandingkan dengan bumi maupun dengan matahari, maka manusia merasakan bahwa bumi tidak bergerak dan mataharilah yang bergerak. Hal itulah yang menyebabkan gerak semu harian matahari, yaitu gerakan matahari yang seolah-olah bergerak dari timur ke barat.

b.     Peristiwa siang dan malam

Ketika bumi berotasi, maka bagian bumi yang menghadap ke matahari akan mengalami siang, sedangkan bagian bumi yang tidak menghadap ke matahari, akan mengalami peristiwa malam. Dengan berotasi, maka wilayah-wilayah yang mengalami siang dan malam akan berganti. Wilayah yang semula mengalami peristiwa malam, akan sedikit demi sedikit mengalami siang. Begitu juga wilayah yang mengalami siang hari, akan berangsur-angsur mengalami malam hari.

c.      Perbedaan waktu

Terjadinya rotasi, tidak serta merta langsung malam atau langsung siang. Gerak rotasi  bumi sedikit demi sedikit. Dengan pergerakan tersebut, akibatnya, ada wilayah yang sudah mengalami malam hari, namun ada wilayah yang baru mengalami siang hari. Oleh karena itulah, terjadi perbedaan waktu pada tempat tersebut.

Perbedaan waktu pada bumi biasanya ditandai dengan perbedaan garis bujur. Setiap 15°Bujur, akan mengalami selisih waktu 1 jam.

d.     Pembelokan arah angin dan pembelokan arah arus

Angin bertiup dari daerah yang memiliki tekanan tinggi ke daerah yang memiliki tekanan rendah. Pada angin global, salah satu gerakan angin adalah angin yang bertiup dari daerah sub tropis menuju ke daerah tropis. Harusnya, angin yang bertiup tersebut lurus dari arah utara ke selatan (di belahan bumi bagian utara), dan lurus dari arah selatan kea rah utara (di belahan bumi bagian selatan. Akan tetapi, karena bumi berotasi, maka menyebabkan arah angin tersebut berbelok.  Pada belahan bumi utara, angin berbelok ke kanan. Pada belahan bumi bagian selatan, angin berbelok ke kiri. Hal ini sesuai dengan hukum pembiasan angin menurut boys ballot. 

e.      Perbedaan percepatan gravitasi bumi

Gerak rotasi bumi yang berlangsung terus menerus akan memberikan dampak terhadap bentuk bulat bumi. Bumi berbentuk tidak bulat sempurna. Bumi menjadi pepat di bagian kutubnya. Dengan bentuk yang pepat tersebut mengakibatkan jari-jari bumi bumi berbeda di daerah kutub dan khatulistiwa. Perbedaan jari-jari ini menyebabkan percepatan gravitasi bumi berbeda pula.

f.        Peredaran semu harian benda-benda langit

Selain matahari, gerak semu harian juga terjadi pada benda-benda langit lainnya. Sekaan-akan benda-benda langit tersebut bergerak.

2      REVOLUSI BUMI

Revolusi merupakan pergerakan bumi mengelilingi matahari. Bagaimana  bisa terjadi revolusi? Hal tersebut dikarenakan bumi dan matahari masing-masing memiliki gaya gravitasi. Revolusi terjadi akibat tarika menarik antara gaya gravitasi Matahari dengan gaya gravitasi bumi dan rotasi. Satu kali putaran revolusi, bumi memerlukan waktu 365,25 hari. Adapaun dampak revolusi bumi terhadap kegiatan manusia adalah sebagai berikut.

a.      Gerak semu tahunan matahari

Gerak semu tahunan matahari berarti gerakan matahari yang semu dalam jangka waktu tahunan. Disebut sebagai gerak semu karena gerakan tersebut bukanlah gerakan sebenarnya. Yang sebenarnya bergerak adalah bumi terhadap matahari (revolusi), namun yang terlihat oleh manusia adalah matahari yang bergerak. Gerakan semu selain terjadi karena revolusi bumi, juga dikarenakan bidang Poros atau sumbu bumi (kutub ekuator) tidaklah tegak lurus terhadap bidang ekliptika (bidang edar/orbit) bumi melainkan membentuk sudut 23,5o terhadap kutub ekliptika.

Gerak semu tahunan matahari merupakan gerak matahari yang seolah-olah bergerak dari khatulistiwa menuju ke garis balik utara (23,5 LU), dan bergerak ke arah garis balik selatan (23,5 LS).

Gerak Semu Tahunan Matahari

b.     Pergantian musim

Gerak revolusi bumi mengakibatkan adanya gerak semu matahari tahunan. Ketika matahari seakan-akan berada di atas garis balik utara (23,5 LU), maka daerah di sekitar garis balik utara mendapatkan penyinaran yang lebih besar daripada belahan bumi di bagian ekuator (khatulistiwa) maupun di bagian garis balik selatan. Hal itu menyebabkan wilayah-wilayah disekitar garis balik utara memiliki musim yang berbeda, bahkan berbalikan dengan wilayah yang berada pada garis balik selatan.

Oleh karena itu, ketika matahari seakan-akan berada di garis balik selatan, maka musim yang terjadi di daerah yang berada pada garis balik selatan akan berubah.

c.      Perbedaan lamanya siang dan malam

Pergerakan semu tahunan matahari, selain menyebabkan pergantian musim, posisi matahari tersebut juga menyebabkan berlangsungnya siang dan malam yang durasinya berbeda. Ketika matahari seakan-akan berada di garis balik utara, maka belahan bumi bagian utara mendapatkan siang yang lebih lama dari pada ketika matahari terbit seakan-akan di daerah balik selatan.

d.      Perubahan kenampakan rasi bintang

e.      Gerhana (kombinasi antara revolusi bulan dan revolusi bumi)