Diktat Ipba.docx

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

BAB 1 Litosfer A. Batuan

Litosfer adalah lapisan kerak bumi yang paling atas. Lapisan ini pada umumnya terjadi dari senyawa kimia yang kaya akan SiO2. Itulah sebabnya lapisan litosfer seringkali dinamakan lapisan silikat. Menurut Klarke dan Washington, batuan dipermukaan bumi ini hampir 75% terdiri atas Silikon oksida dan Alumunium oksida. Secara berurutan batuan itu mengalami peristiwa sebagai berikut. Induk dari segala batuan adalah magma. Magma yaitu batuan cair pijar yang bersuhu tinggi yang terjadi dari berbagai mineral serta gas yang larut didalamnya. Oleh karena daerah sekitar magma itu dingin, maka magma itu juga mendingin. Secara lambat laun mgma pun membeku. Tempat pembekuan itu, mungkin dipermukaan bumi mungkin di lapisan litosfer yang tidak begitu dalam, atau di dalam dapur magma

bersam-sama

dengan

proses

pembekuan

magma

seluruhnya. Oleh karena itu, batuan yang berasal dari magma akan berbeda-beda pula. Semuanya dinamakan batuan beku. Karena pengaruh atmosfer, maka batuan beku dipermukaan bumi itu akan rusak, hancur, dan kemudian terbawa oleh aliran air, hembusan angin atau gletser. Tidak jarang pula pada waktu hujan lebat, batuan yang hancur itu meluncur pada lereng yang curam karena gravitasi dan akhirnya batuan yang telah diangkut itu akan diendapkan ditempat baru. Sehingga lahirlah batuan endapan yang bertimbun di dataran rendah, sungai, danau, atau di laut. Batuan beku maupun batuan endapan mungkin pada suatu masa karena tenaga endogen, mencapai suatu tempat yang berdekatan dengan magma. Karena persinggungan dengan magma itu, maka batuan sedimen maupun batuan beku dapat berubah bentuknya dan lazim dinamakan batuan malihan(metamorf).

1

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Batuan malihan dapat juga terbentuk akibat tekanan yang berlaku pada batuan sedimen. Pada suatu tempat, batuan malihan akan mengalami pengangkatan, sehingga lapisan yang dalam mencul ke permukaan bumi. Dapat pula akibat tenaga eksogen, akan terjadi pelapukan, pengangkutan, dan sebagainya, sehingga berubah lagi menjadi batuan sedimen. Hal ini juga dapat terjadi karena aktivitas vulkanisme di tempat itu, batuan malihan bertemu dengan resapan magma, batuan malihan berbaur dengan magma tersebut dan menjadi bagian dari”adonan” magma tersebut. Hal tersebut di atas merupakan “daur ulang” yang terjadi di alam dan dinamakan daur batuan.

Gambar 1.1 Daur Batuan

Berdasarkan proses terjadinya, batuan dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu: 1. Batuan beku 2. batuan sedimen, dan 3. batuan malihan(metamorf). 1. Batuan Beku

Telah diuraikan di atas, bahwa karena magma mengalami pendinginan, maka zat cair pijar itu secara berangsur menjadi dingin dan menjadi beku. Berdasarkan tempat pembekuannya dan

2

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

akibat dari letaknya itu, strukturnya pun berbeda, maka batuan beku dapat diklasifikasikan pula menjadi tiga golongan, yaitu : a.

Batuan beku dalam atau plutonik

b.

Batuan beku korok atau porfirik, dan

c.

Batuan beku luar (lelehan) atau efusif Batuan beku dalam adalah hasil pembekuan magma

dibagian dalam litosfer, sehingga proses pendinginannya itu berlangsung sangat lambat. Hasilnya ialah batuan beku dengan kristal penuh yang besar-besar (holokristalin). Jika magma telah meresap di antara lapisan-lapisan litosfer, maka pembekuannya berlangsung lebih cepat, sehingga kristal mineral yang terbentuk tidak semua benar. Campuran kristal mineral yang besarnya beraneka itu merupakan ciri batuan beku korok. Magma yang merayap sampai ke permukaan bumi akan menjadi lava yang meleleh. Proses pembekuan lava dii permukaan bumi relatif cepat. Akibatnya, batuan beku lelehan itu berkristal halus atau bahkan ada yang tidak berkristal. Itulah ciri batuan beku luar. 2. Batuan Sedimen

Batuan beku luar maupun batuan beku dalam dan korok yang telah tersingkap oleh tenaga dari luar akan diangkut ke tempat lain. Di tempat baru batuan yang terangkut itu diendapkan, sehingga terjadi batuan endapan (batuan sedimen). Klasifikasi batuan endapan bergantung kepada kriteria yang dipakai, seperti berikut ini. Berdasarkan proses pembentukannya : a. Batuan sedimn klasik b. Batuan sedimen kimiawi, dan c. Batuan sedimen organik. Batuan sedimen klastik adalah sedimen yang susunan kimianya sama dengan susunan kimia batuan asal. Artinya, batuan itu ketika diangkut hanya mengaami penghancuran secara mekanik dari besar menjadi kecil. Batu gunung yang membukit itu akibat

3

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

pelapukan, hancur berkeping-keping. Kepingan itu diangkut air hujan, longsor atau berguling-guling di lereng dan masuk ke dalam sungai. Arus sungai membanting-banting batu itu sehingga menjadi

kerikil,

pasir,

dan

lumpur

yang

kemudian

mengendapkannya di tempat baru. Inilah yang disebut batuan sedimen klastik. Jika dalam pengendapan itu terjadi proses kimia, seperti pelarutan, penguapan, oksidasi, dehidrasi, dan sebagainya, hasilnya dinamakan batuan sedimen kimiawi, contohnya hujan di gunung kapur. Air hujan yang mengandung CO2 meresap ke dalam retakan halus (diaklas) pada batu gamping (CaCO3). Air itu melarutkan gamping yang dilaluinya menjadi larutan air kapur atau Ca(HCO3)2. Aliran larutan kapur itu akhirnya sampai ke atap gua kapur. Tetesan air kapur itu membentuk stalaktit di atap gua dan stalagmit di dasar gua. Terjadinya stalaktit dan stalagmit akibat pelarutan dan penguapan H2O dan CO2 pada waktu air kapur menetes. Kedua bentukan sedimen kapur tersebut di sebut batuan sedimen kimiawi. Proses kimia yang berlangsung sdi daerah gamping adalah : CaCO3 + H2O + CO2

Ca(HCO3)2

Sedimen kimiawi yang lain ialah garam dapur dan gips sebagai hasil penguapan air laut. Batuan sedimen organik terjadi karena selama proses pengendapannya mendapat batuan dari organisme, yaitu sisa, rumah atau bangkai binatang laut yang tertimbun didasar laut seperti kerang, terumbu karang, tulang belulang, kotoran burung guano yang menggunung di Peru, lapisan humus di hutan, dan sebagainya. Berdasarkan tenaga alam yang mengangkutnya, batuan sedimen dapat diklasifikasikan menjadi 4, yaitu : a. Batuan sedimen aeolik (aerik) oleh tenaga angin (udara), b. Batuan sedimen akuatik oleh air mengalir, c. Batuan sedimen glasial oleh gletser (es), dan 4

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

d. Batuan sedimen marin oleh tenaga air laut. Ada bermacam-macam lingkungan tempat sedimen klastik diendapkan, di antaranya : a. Lingkungan aluvial, yaitu lingkungan sungai seperti endapan pasir di dasar alur sungai itu dan kelokan sungai, b. Lingkungan delta di muara sungai seperti macam-macam delta, c. Lingkungan gurun seperti guguk pasir, d. Lingkungan glasial (daerah es) seperti timbunan morena, e. Lingkugan laut dangkal seperti sisa organisme laut, terumbu karang, dan endapan dari darat. 3. Batuan Malihan

Karena penambahan suhu atau penambahan tekanan yang berarti atau keduanya secara bersamaan, maka batuan sedimen dapat berubah menjadi batuan malihan . Ada tiga macam batuan makihan, yaitu: a.

Batuan malihan termik (kontak) karena penambahan suhu yang berarti, seperti batu pualam;

b.

Batuan malihan dinamik (sintektonik), karena penambahan tekanan yang berarti yang biasanya akibat dari gaya tektonik, seperti batu sabak dan batubara;

c.

Batuan malihan termik pneumatolitik karena penambahan suhu disertai masuknya zat bagian magma ke dalam batuan itu, seperti azurit mineral (pembawa tenaga), topas dan turmalin (batu permata).

B. Tenaga Geologi

Ada beberapa perubahan bentuk pada permukaan bumi. Suatu daerah yang asalnya merupakan dataran, oleh tenaga geologi sebagian terangkat sementara bagian lain turun. Kadang-kadang pengangkatan atau penurunan itu disertai pergeseran, sehingga terpotong menjadi bagian-bagian yang patah. Namun, setelah terangkat ke permukaan laut, bagian daratan itu terkikis oleh air mengalir sehingga teriris-iris oleh relung-relung alur sungai. Demikianlah akibat tenaga geologi, sehingga orang sekarang dapat

5

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

melihat keadaan morfologi (betntuk) permukaan bumi. Tenaga geologi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: 1. Tenaga asal dalam (endogen) yang membentuk bangunan baru di permukaan bumi, dan 2. Tenaga asal luar (eksogen) yang merombak bangunan akibat tenaga endogen. Di samping klasifikasi tersebut diatas, tenaga goelogi dibedakan pula atas luas areal yang dikenai tenaga itu dan kecepatan tenaga itu bekerja. Klasifikasi kedua dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut. 1. Orogenesa atau pembentukan pegunungan, yaitu tenaga geologi yang bekerja diareal yang relatif sempit dengan relatif cepat. Sempit dan cepat dalam geologi tidak seperti pengertian sehari-hari.

Deretan

pegununggan

mediterania

yang

memanjang dari pegunuggan atlas di Afrika sampai tanah air kita itu hasil tenaga orogenesa. 2. Eprogonesa

atau

pengangkatan

/

penurunan

benua.

Epirogenesa bekerja didaerah yang relatif luas dan relatif lambat. Epirogenesa tidak akan banyak dibicarakan dibagian ini. C. Tenaga Endogen

Tenaga endogen terbagi atas tiga bagian, yaitu, tektonisme, vulkanisme, dan gempa. Tektonisme ialah peristiwa pergeseran dan perubahan letak kerak bumi dalam skala besar, meliputi patahan, lipatan, patahan dan tektoniklempeng.

1. Tektonisme

Sejak 2 abad yang lalu, para ahli geologi mendukung bermacammacam teori tentang pembentukan pegunungan, vulkanisme, dan fenomena besar lain tentang bumi. Akan tetapi, tidak ada yabg secara tuntas dapat menerangkan proses geologi. Pada abad ke 20 ini berkembang teori baru tentang bumi yang dikenal dengan nama teori tektonik lempeng. Teori terbaru

6

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

ini dapat menerangkan berbagai fenomena bumi yang sebelumnya masih kabur. Bagihan bumi yang padat yang jari-jari nya 6370 km ini terdiri atas lapisan-lapisan: a. Inti besi yang padat

4980-6370 km

b. Inti besi yang cair

2900-4980 km

c. Selimut bawah (lower mantel)

700-2900 km

d. Lapisan perairan

250-700 km

e. Atenosper yang lunak dan dapat mencair

100- 250 km

f. Litosper yang keras dan kaku

0-100 km

Gambar 1.2 Lapisan-Lapisan Bumi (Frank Press& Raymond Siever)

Bagian litosfer yang paling atas itu bagaikan kulit ari pada kulit. Anda dan merupakan lapisan kerak bumi itu terdiri atas 2 bagian, yaitu : a. Kerak benua yang tebalnya sekitar 40 km, dan b. Kerak dasar samudera yang tebalnya sekitar 10 km.

Gambar 1.3 Penampang Litosfer Dengan Kerak Benua Dan Kerak Dsar Samudera (Frank Press & Raymond Siever, Hal 17.F1.12)

Litosfer itu terpecah-pecah menjadi sekitar 12 lempeng. Dinamakan lempeng, karena bagian litosfer itu mempunyai ukuran yang besar di kedua dimensi horizontal (panjang dan lebar), tetapi berukuran kecil pada arah vertikal. Bandingkan dengan daun meja, daun pintu atau ubin di lantai kelas anda. Semua itu mempunyai 7

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

bentuk

lempeng.

Lempeng-lempeng

itu

masing-masing

mempunyai gerak pergeseran mendatar.

Gambar 1.4 Lempeng-Lempeng Litosfer (Frank Press & Raymond Siever, Hal 504)

Akibat arah pergeseran yang tidak sama, terjadi tiga jenis batas pertemuan antara lempeng-lempeng itu, yaitu dua lempeng saling

menjauh

(divergent-junctions),

dua

lempeng

saling

bertumbukan(subduction-zones) dua lempeng saling berpapasan (transfrom fault). a.

Di daerah dua lempeng saling menjauh terdapat beberapa fenomena, yaitu : 1. Perenggangan lempeng yang disertai pertumbukan kedua tepi lempeng tersebut, 2. Pembentukan tanggul dasar samudera (midocean ridge) di sepanjang tempat perenggangan lempenglempeng tersebut, 3. Aktivitas vulkaisme laut dalam yang menghasilkan lava basah berstruktur bantal dan dinamakan lava bantal serta hamparan leleran lava yang encer, dan 4. Aktivitas gempa.

8

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 1.5 Skema Dua Lempeng Saling Menjauh (Frank Press & Raymond Siever, Hal 19 F1-15)

Daerah tanggul dasar samudera terdapat ditempat dua lempeng merenggang.

Terbentuknya

tanggul

itu

akibat

produk

vulkanisme yang bertumpuk sepanjang celah. Tanggul seperti itu terdapat di Lautan Atlantik, memanjang dari dekat Kutub Utara sampai mendekati Kutub Selatan. Celah ini menjadikan benua Amerika bergerak saling menjauh dengan benua Eropa dan Afrika. Di Samudera Pasifik terdapat tanggul di bagian Tenggara samudera ini, membujur ke Utara sampai ke Teluk California. Di bagian Selatan Samudera Hindia tanggul

seperti itu,

memanjang dari Barat ke Timur, mendorong lempeng dasar Samudera Hindia / lempeng Indo-Australia ke arah Utara. Pergeseran lempeng tersebut mendorong anak benua India yang berasal dari dekat Antarktika hingga bertabrakan dengan lempeng

benua

Asia

dan

menyebabkan

pembentukan

Pegunungan Himalaya. b. Di daerah dua lempeng saling bertumbukan Di daerah pertumbukan dua lempeng terjadi beberapa fenomena, yaitu: 1) Lempemg dasar samudera menunjam ke bawah lempeng benua; 2) Terbentuknya palung laut di tempat tumbuka itu;

9

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

3) Pembengkakan tepi lempeng benua yang merupakan deretan pegunungan; 4) Terdapat aktivitas vulkanisme, intrusi, dan ekstrusi; 5) Merupaka daerah hiposentra gempa dangkal dan dalam; 6) Penghancuran lempeng akibat pergesekan lempeng; dan 7) Timbunan sedimen camouran yang dalam geologi dikenal dengan nama batuan bancuh atau melange (Bahasa Perancis).

Gambar 1.6 Skema Daerah Tumbukan Dua Lempeng (Frank Press & Raymond Siever, Hal 19 F1-16)

Lempeng dasar samudera yang lebih tipis itu didesak ke bawah oleh lempeng benua yang tebal dan kaku. Di tempat ini terbentuk palung laut, yaitu dasar laut yang dalam dan memanjang. Carilah nama nama palung laut Aleut, Jepang, Guam, dan Mindanao(Mariana). Itulah tempat lempeng dasar Samudera Pasifik yang menunjam ke bawah lempeng benua Asia. Palung Jawa diSelatan Pulau Jawa erupakan tempat pertemuan antara lempeng Samudera Hindia dengan lempeng Benua Asia. Pegunungan di pantai Barat Amerika , deretan pulau Sumatera, Jawa, dan Nusa Tenggara itu adalah akibat dari pembengkakan lempeng benua. Di sepanjang pegunungan dan pulau –pulau itu bermunculan puncak gunung api. Disitu pula sering terjadi gempa bumi yang kadang-kadang sangat kuat dan meminta korban. Di dasar palung itu terjadi kerusakan lempeng benua akibat pergesekan dua lempeng yang terjadi pula pengendapan batuan 10

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

yang berasal dari laut dalam maupun yang diendapkan dari darat. Endapan campuran itulah yang dinamakan batuan bancuh atau melange itu. Bongkahan lempeng benua yang hancur akibat pergesekan akan menambah campuran bancuh itu. c. Di daerah dua lempeng saling berpapasan/pergeseran mendatar Di daerah seperti itu terdapat aktivitas vulkanisme yang lemah yang disertai gempa yang tidak kuat. Gejala pergeseran itu tampak

pada

tanggul

dasar

samudera

yang

tidak

berkesinambungan, melainkan terputus-putus. Tanggul dasar samudera

dibagian

tengah

Samudera

Atlantik

ternyata

terputus-putus akibat dari pergeseran mendatar itu.

Gambar 1.7 Daerah Pergeseran Horizontal Di Atlantik (Frank Press & Raymond Siever, Hal 20 F1-17)

Secara mikro, gejala tektonisme meliputi lipatan dan patahan. a. Lipatan

Di suatu daerah di temukan sebuah singkapan kerak bumi. Mungkin karena daerah itu

terkikis oleh sungai atau karna

pekerjaan manusia menggali terusan atau menerobos pegunungan untuk membuat jalan raya. Di dalam singkapan itu tampak lapisanlapisan kerak bumi yang bergelombang, ada bagian yang naik ada pula yang turun. Itulah salah satu gejala lipatan. Pada lipatan terdapat bagian yang turun, dinamakan sinklin dan yang terangkat, dinamakan antiklin.

11

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 1.8 Contoh Lipatan Pada Tebing Di Tepi Jalan (Frank Press & Raymond Siever, Hal 85 F4.6)

Setelah yang mengalami pengikisan, sebuah antiklin dapat menjadi puncak pegunungan yang berderet memanjang. Akan tetapi, sebuah antiklin dapat pula menjadi lembab, sedangkan sinklin berubah menjadi puncak pegunungan. Gejala seperti ini dinamakan pembalikan relief. Pembalikan relief terjadi akibat bagian puncak lipatan itu terdiri atas batuan yang mudah di erosikan sementara batuan pada sinklin lebih tahan terhadap erosi, sehingga bertahan menjadi puncak pegunungan. Pegunungan Mediteramia dan Sirkum Pasifik, merupakan contoh pegunungan lipatan besar yang populer. Di sekitar tempat anda ada juga lipatan kerak bumi, sekalipun dalam ukuran kecil.

Gambar 1.9 Sebuah Lipatan Yang Mengalami Pembalikan Relief Dan Yang Tidak

Adakalanya sebuah lipatan besar mengalami pelipatan lagi, sehingga sinklin maupun antiklinnya bergelombang. Hal-hal seperti ini , dinamakan sinklinorium dan antiklinorium. Disebelah Utara Gunung Tangkubanperahu Jawa Barat dapat kita jumpai antiklinorium Tambahkan. Kubah adalah hasil tenaga endogen yang berbentuk sebuah tonjolan yang dikelilingi lembah. Sebaliknya, cekungan adalah 12

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

bagian yang terbentuk lekukan yang dikelilingi bagian yang lebih tinggi. Sebuah kubah dapat juga mengalami proses pembalikan relief.

Gambar 1.10 sinklinorium dan antiklinorium

Gambar 1.11 kubah yang telah tererosi b. patahan

Tenaga

endogen

yang

bekerja

lebih

cepat,

dapat

menyebabkan lapisan kerak bumi yang kaku tidak dapat membentuk lipatan, melainkan terputus- putus membentuk patahan. Sebuah patahan dicirikan oleh bidang pergeseran (escarpment). Pergeseran di daerah patahan mungkin vertical, mungkin mendatar, mungkin pula miring, bergantung pada arah tenaga penyebabnya. Penyebabnya pula dapat berupa tarikan,

13

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

artinya dua tenaga yang saling menjauh, mungkin juga berupa tekanan.

Gambar 1.12 macam-macam bentuk patahan 2. vulkanisme

Yang dimaksud dengan vulkanisme ialah segala kegiatan magma dari lapisan dalam litosfer menyusup ke lapisan yang lebih atas atau sampai luar kepermukaan bumi. Gerakan magma itu terjadi karena magma mengandung gas yang merupakan sumber tenaga magma untuk menekan batuan di sekitarnya.

a. Magma dan aktivitasnya

Telah dikemukakan diatas, bahwa magma ialah batuan cair pijar bersuhu tinggi yang terjadi dari berbagai mineral dan mengandung gas yang larut di dalamnya. Di dalam litosfer, magma menempati suatu kantong yang dinamakan dapur magma. Kedalaman dan besar dapur magma itusangat bervariasi. Ada dapur magma yang letaknya sangat dalam, adapula yang dekat dengan permukaan bumi. Perbedaan letak ini merupakan penyebab perbedaan kekuatan letusan yang terjadi.pada umumnya dapur magma yang dalam menimbulkan letusan yang lebih kuat dari pada yang letaknya lebih dangkal. Besar dan kecilnya volum dapur magma berpengaruh terhadap lamanya aktivitas gunung api yang bersumber dari magma tersebut.

Agaar diperhatikan,bahwa dasar maupun dapur magma hamper tidak dapat diketahui, sehingga kalau anda melihat gambar atau menggambarkan dapur magma , tidsak Nampak alasnya. 14

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Seperti batuan beku, magma juga dapat dibedakan berdasarkan perbedaan susunan mineral yang dikan dung magma tersebut, ada magma yang asam, yaitu yang banyak mengandung kuarsa ( SiO2) , magma yang basa yaitu yang kurang mengandung kuarsa. Yang basa berwarna lebih tua dari pada yang asam, karena mengandung banyak mineral yang berwarna tua,seperti muskovit dan biotit. b. Erupsi (ekstrusi magma)

Sebenarnya. Vulkanisme dalam arti yang sempit berarti ekstrusi magma. Dari dapur magma, melalui diaterma, magma menyusup keatas sampai ke permukaan bumi. Proses keluarnya magma itu dinamakan letusan atau erupsi. Ada erupsi leleran( efusif) ada pula erupsi ledakan ( eksplosif). Cirri erupsi efusif ialah adanya leleran lava di permukaan bumi, sedangkan pada erupsi eksplosif disemburkan butiran magma yang kemidian menjadi padat dan dinamakan eflata atau piroklastika. Adapun tenaga pendorong erupsi itu adalah gas magmatic. Ada tiga macam benda vulkanik, yaitu sebagai berikut: 1.

Benda Cair, terdiri atas: a.

Lava, yaitu magma yang telah meleleh dipermukaan bumi

b.

Lahar, yaitu leleran lumpur panas yang terjadi dari magma bercamur air, airnya berasal dari danau kepundan

c.

Lahar hujan, yaitu aliran lumpur yang terjadi dari eflata yang dihanyutkan aliran air hujan di lereng gunung

2.

Benda padat yaitu eflata atau piroklastika, menurut besar butirnya, ada beberapa macam eflata, dari yang besar sampai yang kecil, yaitu bom,lapili, kerikil vulkanik, dan abu vulkanik. Batu apung juga termasuk eflata yaitu batuan berongga yang berasal dari buih magma dengan cepat membeku pada saat buih itu terlempar keatas. Menurut bahan asal pembentukannya, eflata dibagi dua yaitu: a.

Eflata otogen, bahannya dari magma yang terlempar keatas pada saat erupsi dan kemudian membeku, dan

15

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b.

Eflata alogen, bahannya berasal dari batuan litosfer pada dinding diatrema yang terbawa keluar oleh erupsi eksplosif.

3.

Yang berbentuk gas, diantaranya gas asam arang (CO2), gas belerang (H2S), zat lemas (N2), dan uap air ( H2O).

c . intrusi magma (Plutonisme) Dari dapur magma, dengan kekuatan tekanan gas dan kemampuan melarutkan batuan yang bersinggungan, magma bergerak kelapisan lain. Arahnya kelapisan diatasnya atau ke lapisan yang relative lebih lunak. Gerakan magma dapat juga terjadi karena mendapatkan bantuan dari retakan- retakan pada batuan sekitarnya. Retakan itu, mungkin terjadi akibat tekanan gas magma itu sendiri, mungkin pula karena tektonisme atau gempa. Aktifitas magma di dalam lapisan litosfer yang memotong atau menyisip diantara lapisan- lapisan litosfer, tetapi tidak mencapai permukaan bumi, dinamakan plutonisme atau intrusi magma.

Gambar 1.13 kompleks gunumg api dengan bentukan intrusi dan ekstrusi magma Intrusi magma itu menghasilkan bentukan- bentukan: 1) Batolit, yaitu batuan beku yang terbentuk didalam dapur magma, karena penurunan suhu yang sangat lambat.

16

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2) Lakolit, yaitu batuan beku yang berasal dari resapan magma diantara dua lapisan litosfer dan membentuk bentukan seperti lensa cembung 3) Keeping intrusi atau sillis, yaitu sisipan magma yang membeku diantara dua lapisan litosfer, relative tipis danmelebar. 4) Gamng atau dikes, yaitu batuan hasil intrusi magma yang memotong lapisan-lapisan litosfer dengan bentuk pipih atau lempeng 5) Apofisis, yaitu gang yang relative kecil, merupakan cabang gang, dan 6) Diatrema, yaitu batuan pengisi pipa letusan, bebrbentuk silindermulai dari dapur magma sampai ke permukaan bumi. Bentuk

intrusi

magma

itu

bergantung

pada

jenis

magmanya, yang merupakan sumber mineral mempunyai arti ekonomis. Bahan galian logam kebanyakan terdapat didalam batuan intrusi atau pada batuan litosfer disekitar intrusi magma, karena mengalami metamorphosis. Di afrika selatan, orang menambang intan dengan membongkar seluruh diaterma, karena intan merupakan mineral bagian dari magma pembentuk batuan beku diatrema itu. Akibatnya lubang bekas galian itu merupakan sumur besar yang menganga dalam. d. bentuk gunung berapi

Tempat magma keluar dari perut bumi dapat berupa celah, dapat pula melalui sebuah lubang yang relative kecil atau yang sangat luas. Berdasarkan bentuk lubang tempat erupsi,dapat dibedakan tiga macam erupsi, yaitu sebagai berikut: 1) Erupsi sentral, kalau letusannya melalui sebuah pusat letusan. Erupsi sentral ini menghasilkan tiga bentuk gunung api, yaitu sebagai berikut: a. Gunung api perisai, sebuah gunung api yang beralas luas dan berlereng landai sekali, hasil erupsi efusif magma cair yang encer. Contoh gunung api di kepulauan Hawaii yaitu Kilauea, mauna loa, dan mauna kea. b. Gunung api maar, hasil erupsi eksplosif yang tidak berapa

kuat dan hanya terjadi sekali saja. Gunungnya berupa 17 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

tanggul disekeliling danau kawah. Contohnya, maar yang terdapat dilereng gunung lamongan. c. Gunung api strato, merupakan hasil erupsi campuran , efusif dan eksplosif yang berulang beberapa kali. Gunung api strato ini berbentuk kerucut dan tubuhnya berlapislapis. Hamper semua gunung api di Negara kita termasuk jenis strato.

Gambar 1.14 tiga bentuk gunung apihasil erupsi sentral. 2. Erupsi linier, yaitu letusan melalui sebuah celah seperti di tempat pemekaran dasar samudera. Contoh gunung api jenis ini terdapat di darat, di pulau Eslandia yang bernama gunung Laki. 3. Erupsi areal, yaitu letusan melalui lubang yang sangat luas. Erupsi areal masih diragukan kejadiannya dibumi.

18

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 1.15 Erupsi Linier dan Areal e. tipe letusan

Berdasarkan kedalaman dapur magma, volume dapur magma, dan kekuatan tekanan magmatic dihasilkan bemacam-macam tipe letusan. Gambar dibawah ini melukiskan tipe-tipe letusan tersebut:

Gambar 1.16 tipe letusan 1) Tipe Hawaii

Perhatikan gambar 1.16 diatas. Bagaimana tingkat kekentalan lavanya, kedalaman dapur magmanya, dan tekanan magmatiknya? Hasil semua itu ialah letusan gas yang ringan pada permukaan magma di kepundan yang disebut letusan air mancur. Contohnya letusan digunung api kepulauan Hawaii seperti Kilauea dan mauna loa.

2) Tipe Stromboll

Kekentalan magma sama dengan tipe Hawaii, hanya dapur magma lebih dalam dan tekanan gas lebih tinggi. Tipe ini menunjukkan letusan gas yang tidak begitu kuat, namun terus menerus, dan banyak melemparkan eflata . contoh tipe ini Vesuvius(italia) dan strombolli( gunung api laut di lepas pantai italia).

3) Tipe Vulkano

Dengan magma cair kental dan dapur magma yang bervariasi dari dangan sampai dalam,sehingga tekanannya sedang sampai tinggi, tipeini merupakan tipe letusan gunung api pada umumnya. Dalam perkembangannya hamper semua gunung api strato melalui tipe

19

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

ini. Letusannya terdiri atas hembusan gas magmatic dengan bom, lapili dan abu vulkanik. Diatas hasil letusan itu berbentuk awan kol bunga, sementara dari lubang kepundan keluar leleran lava. Letusan gunung bromo, raung, dan semeru termasuk tipe vulkano lemah. Etna dan vesivius pada suatu periode termasuk tipe vulkano kuat. 4) Tipe Perret

Dengan kekentalan yang sama dengan tipe vulkano, tetapi dengan magma yang sangat dalam dan tekanan gas sangat tinggi, lahirlah tipe letusan yang paling dahsyat pada zaman historis, yaitu tipe perret. Cirri utama tipe ini ialah letusan tiangan (fase) gas yang sangat tinggi dan dihiasi awan kol bunga diujung nya. Letusan Krakatau 1883 merupakan tipe ini yang paling kuat dengan fase gas setinggi 50 km, letusan Vesuvius tahun 1906 juga tipe ini dengan fase gas setinggi 10 km, dan akibatnya pernah menimbuni kota pompei.

5) Tipe Merapi, St Vincent, Dan Mt Pelee Ketiganya merupakan tipe letusan dengan magma yang kental, berturut-turut dari tekanan gas yang rendah ke yang tinggi. Cirri utama dari ketiga tipe ini ialah sumbat lava yang menutupi lubang kepundan. Hal itu terjadi karena magma kental segera

membekupada

saat

mencapai

permukaan

gunumg

api.akibatnya letusan yang terjadi berupa awan pijar bersuhu tunggi yang meluncur di lereng gunung diikukti lawina pijar, yaitu pecahan sumbat lava yang masih panas berguling- guling di lereng itu. Gunung merapi di jawa tengah termasuk salah satu kelompok ini, lawina pijar yang tertimbun di lerengnya menyebabkan aliran lahar hujan setiap tahun. St. Vincent (1902) dan kelud(1919) mengalirkan lahar panas dan meminta banyak korban. Mt. pelee di pulau Martinique 1902-1903 mengeluarkan awan pijar bersuhu 200℃, meluncur sampai kekota St. pierre yang 20

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

jaraknya 6 km dalam waktu 40 detik. Dalam sekejap kota itu berubah menjadi kota mati. f) Gejala Pasca Vulkanik

Setelah gunung api beristirah atau bahkan mati, kadang- kadang masih terdapat gejala yang menunjukkan sisa aktivitas vulkanisme. Gejala itu dinamakan gejala pasca vulkanik. Gejala tersebut diantaranya ialah sebagai berikut: 1) Sumber air panas seperti yang terdapat dicipanas( banyak nama tempat bernama cipanas diJawa Barat), ciater( tempat pariwisata di utara Bandung), danBatu Raden ( jawa Tengah). 2) Sumber air mineral, yaitu sumber air yang mengandung larutan mineral. Air dari tempat seperti ini seringkali dijadikan obat. Contohnya Maribaya, dan Sangkanurip (jawa barat) 3) Geyser, yaitu sumber air panas yang memancar berkala seperti yang ditemukan di Cisolok ( Jawa Barat) dan The Old Faithful geyser yang terkenal di Yellowstone National Park(USA) 4) Sumber gas ( ekhalasi) umumnya dinamakan fumarol. Ada yang mengeluarkan gas racun ( CO atau CO2) yang dinamakan mofet. Adapula yang mengeluarkan gas belerang ( H2S), dinamakan solfator. Fumarol yang lain mengeluarkan zat asam (N2) atau uap air. Sumber uap air yang suhu dan tekanannya tinggi ( geothermal) dapat dimanfaat kan untuk pembangkit tenaga listrik yang dinamakan PLTPB ( Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi), seperti di kamojang (Jawa Barat) dan Dieng ( Jawa Tengah).

g) faedah vulkanisme 1) sumber mineral

Bermacam-macam mineral bahan galian terbentuk dari magma melalui proses diferensiasi magma. Timah jalur Riau- Bangka – Belitung dibawa oleh magma granit. Tembaga terjadi akibat proses metamorphosis batu gamping oleh magma diorite. Gamping juga dapat menghasulkan marmer (pualam), karena metamorphosis

21

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

kontak. Belerang dan batu apung merupakan produk gunung api yang langsung dapat dimanfaatkan. Tenaga panas bumi(geothermal) di Dieng, Kamojang, dan di Sulawesi Utara telah dikembangkan menjadi PLTPB. 2) daerah pertanian

Bermacam-macam perkebunan dubuka di lereng gunung api yang subur dengan iklim yang sejuk. The, kina, kol, wortel, dan berbagai hortikultura di usahakan dilereng gunung api. Kesuburan tanah didaerah tersebut diperoleh dari produk gunung api yang telah mengalami pelapukan. Ternak sapi perah juga dikembangkan di daerah gununga pai yang sejuk.

3.) obyek wisata

Keindahan panorama gunung api dengan kepundan yang aktif dengan lembah-lembah yang curam, fumarol serta danau kepundan merupakan

sasaran

para

wisatawan

nusantara

maupun

mancanegara. h) Bencana vulkanisme

ada macam-macam bencan vulkanisme , seperti berikut:

1) Bencana erupsi

Beberapa gunung api menimbulkan bencana, karena letusannya yang hebat. Contohnya Gunung Krakatau (1883), Gunung Kelud karena aliran laharnya ( 1919), Gunung Agung, Gunung Gamalama, dan beberapa gunung api laiinnya yang pernah aktif. Gunung merapi dengan lahar hujannya yang turun setiap awal musim hujan. Di Negara lain yang terkenal antara lain Etna, Mt. Pelllee, dan Stomboli.

2) Bencan pasca Vulkanik. Mofet yang pernag meminta korban sering kali terjadi di pegunungan dieng seperti dikawah Sunula pada tahun 1979. 3. Gempa a) Pengertian dan Gelombang Gempa Gempa adalah sentakan asli pada kerak bumi sebagai gejala pengiring dari aktivitas tektonisme maupun vulkanisme dan 22

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

kadang-kadang runtuhan bagian bumi secara local. Yang dapat dirasakan pada waktu gempa itu terjadi ialah getaran bumi tempat kita berada pada saat itu. Bumi digoyang kesamping dan keatas. Itulah gelombang gempa yang sampai ketempat kita. Pada waktu mengalami gempa, kita tidak tahu dari mana gempa itu dating, sehingga kita tidak tau kearah mana kita harus lari untuk menjauhi sumber gempa itu. Ada tiga macam gelombang gempa yaitu sebagai berikut: 1) Gelombang Longitudinal, yaitu gelombang gempa yang merambat dari sumber gempa ke segala arah dngan kecepatan 7-14 kmm perdetik. Gelombang ini pertama dicatat dengan seismograf dan yang pertama kali dirasakan orang di daerah gempa, sehingga dinamakan gelombang primer. Kemudian, gelombang longitudinal diikuti oleh gelombang transversal. 2) Gelombang transversal, yaitu gelombang yang sejalan dengan gelombang primer dengan kecepatan 4-7 km perdetik, dinamakan juga gelombang sekunder. 3) Gelombang panjang atau gelombang permukaan, yaitu gelombang gempa yang merambat dipermukaan bumi dengan kecepatan sekitar 3,5- 3,9 km perdetik. Gelombang inilah yang paling banyak menimbulkan kerusakan. Bagaimana gempa itu terjadi? Mari kita pelajari sambil mengenal istilah yang dipakai dalam ilmu gempa ( seismologi).

Gambar 1.17 gambar perambatan gelombang gempa B) Istilah- Istilah Dalam Ilmu Gempa 23

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

1) Hiposentrum, ialah sumber, tempat peristiwa( rektonik, vulkanik atau bongkahan tanah roboh) yang menyebabkan gempa.letaknya

di

bagian

dalam

lapisan

bumi.

Jika

penyebabnya patahan kerak bumi, maka hiposentrumnya berbentuk garis. Akan tetapi, jika gunung api atau tanah roboh, hiposentrumnya berbentuk titik. Dari hiposentrum, gelombang primer dan sekunder dirambatkan kesegala arah, yakni keatas, kesamping maupun kebawah. Persebaran

hiposentra

gempa

dibumi

seletak

dengan

pertemuan dua lempeng kerak bumi, terutama ditempat penujaman dan pemekaran dasar samudera. 2) Episentrum ialah titik atau garis pada permukaan bumi tegak lurus diatas hiposentrum. Pada episentrum getaran gempa pertama kali muncul ke permukaan bumi. Dari episentrum getaran permukaan mulai dirambatkan secara horizontal kesegala arah. 3) Makro seisma, yaitu daerah sekitar episentrum yang mendapat getaran dan menimbulkan kerusakan yang paling hebat. 4) pleistoseista

yaitu garis pada peta yang membatasi makro

seisma. 5) Isoseista yaitu garis pada peta yang menghubungkan tempattempat di permukaan bumi yang menderita kerusakan yang sama akibat sebuah gempa. Garis tersebut biasanya berbentuk lingkaran atau ellips sekitar episentrum. Kadang-kadang dapat juga isoseista berbentuk garis patah, karena perbedaan kepadatan batuan pada kerakbumi yang dilalui gelombang gempa. Setiap isoseista diberi angka tanda romawi. Yang gterdekat kepada episentrum diberi angka yang paling besar, berangsur mengecil kearah luar.

24

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 1.18 gelombang gempa yang berpangkal di hiposentrum ( P-S) dan episentrum L 6) Homoseista , yaitu garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat dipermukaan bumi yang mencatat gelombang primer pada waktu yang sama. Homoseista kebanyakan berbentuk lingkaran atau ellips. Oleh karena itu, dengan tiga tempat yang terletak pada satu homoseista kita dapat menentukan letak episentrum. ( lihat gambar 1.19) c . klasifikasi gempa

Berdasarkan penyebabnya dan derajad kekuatan getarannya, gempa dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1) Gempa tektonik, yaitu gempa yang terjadi karena pergeseran kerak bumi. Setelah kita ketahui, daerah pertemuan lempeng merupakan zone sumber gempa tektonik.

25

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar

1.19

menetapkan

letak

episentrum

dengan

menggunakan 3 tempat pada satu homoseista

2) Gempa vulkanik, yaitu gempa yang terasa disekitar gunung api menjelang letusan, pada saat letusan, dan beberapa waktu setelah letusan utama. 3) Gempa tanah runtuh, yaitu gempa yang mengiringi bagian gua yang roboh, misalnya gua kapur atau lorong pertambangan yang lapuk. Gempa tektonik pada umumnya sangat kuat, berturut-turut gempa vulkanik dan geempa tanah runtuh bertambah lemah dengan areal gempa yang semakin sempit. Gempa

juga

dapat

dibedakan

berdasarkan

bentuk

episentarnya yaitu sebagi berikut: 1) Gempa lilier, episentrum berbentuk garis 2) Gempa sentral, episentrum bernbentuk titik. Diatas telah diterangkan apabilahiposentrum berbentuk garisdan bila berbentuk titik. Jika hiposentrum berbentuk garis, episentrumnya juga berbentuk garis. Klasifikasi gempa berdasarkan jarak focus atau kedalaman hiposentrum, adalah: 1) Gempa dalam, dalam nya lebih dari 300 km 2) Gempa intermedier, dalamnya 100- 300 km 3) Gempa dangkal, dalamnya kurang dari100 km Klasifikasi gempa berdasarkan jarak episentral adalah: 1) Gempa local, jaraknya kurang dari 10.000 km 2) Gempa jauh, jaraknya 10.000 km, dan 3) Gempa sangat jauh, jarajnya lebih dari 10.000 km d. alat pencatat gempa( seismograf)

26

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Getaran gempa itu ada yang horizontal dan ada yang vertical, sehingga alat pencatat nya juga ada dua macam, yaitu sebagai berikut: 1) Seismograf Horizontal

Seismograf Horizontal terdiri atas stasioner yang digantung pada tiang dan dilengkapi engsel di tempat massa itudigantungkan serta jarum dibagian bawah massa itu. Jika ada gempa, massa itu tetap diam( stasioner), sekalipun tiang serta silinder dibawahnya ikut bergetara dengan bumi. Akibatnya, terdapat goresan pada silinder berlapis jelaga. Goresan paada silinder itu berbentuk garis patah yang sinamakan seismograf.

2)Seismograf Vertikal

Pada seismograf vertikal,massa stasioner di gantung pada pegas ,gunanya untuk menormalkan gravitasi bumi .Pada waktu getaran vertikal berlangsung,tempat massa itu di gantung serta silinder alat pencatat ikut bergoyang ,namun massa tetap stasioner,sehingga terdapat seismogram pada alat pencatat. Di sebuah stasiun gempa di pasang dua seismograf horizontal yang masing-masing berarah timur-barat dn utaraselatan,sehingga dari resultannya orang dapat menentukan arah episentrum.Dibantu oleh sebuah seismograf vertikal yang dipasang bersama kedua seismograf tadi,dapat di tentukan letak episentrum gempa tersebut. Untuk mencatat getaran yang lemah,diperlukan seismograf yang sangat peka.Namun,getaran yang terlalu kuat membuat seismograf tidak mampu membuat catatan,karena tangkai alat pencatat itu dapat terpelanting ke luar dari silinder pencatat.

e. Lokasi Episentrum

Untuk menentukan lokasi episentrum terhadap suatu tempat,dapat di gunakan beberapa cara,di antaranya sebagai berikut. 1) Menggunakan tiga tempat yang terletak pada satu homoseista. Caranya telah dibicarakan diatas.(Lihat Gambar 1.19).

27

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2) Menggunakan tiga seismograf yang di tempatkan di sebuah stasiun gempa.Telah di uraikan pada bagian seismograf. 3)Menggunakan

tiga

tempat

yang

telah

diketahui

jarak

episentralnya.Gambar 1.21 melukiskan keadaan sebagai berikut. Dari stasiun A di ketahui jaraknya XA,dari stasiun B adalah XB,dan dari C jaraknya XC .Dengan titik A,Bdan C sebaga pusat lingkaran,di buat lingkaran yang masing-masing beradius XA,XB,dan XC.Ketiga lingkaranitu berpotongan di sebuah titik.Titik itulah yang di cari. XC

Stasiun C

Stasiun A

XB Stasiun B

XA

Episentrum

Gambar 1.21 Menentukan letak episentrum dari stasiun A, B, dan C yang jarak episentrumna. Masing-masing XA, XB, dan XC (Frank Press & Raymond Sever, halaman 1, 15, 18)

Jarak episentral dapat dihitung dengn menggunakan Rumus Laska sebagai berikut. ∆= ((S . P) – 1’) x 1 megameter

keterangan

∆

= Jarak episentral.

s–p

= selisih waktu antara gelombang primer dan sekunder yang dicatat pada seismograf dalam satuan menit.

28

1’

= satu menit merupakan pengurangan tetap.

1 megameter

= 1000 kilometer

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Skala Gempa

Ada beberapa macam skala gempa yang digunakan untuk mengetahui berapa besar intesnsitas gempa itu. Tabel 1.1 melukiskan penentuan skala berdasarkan yang dirasakan dan di lihat. Tabel 1.1 Skala Mercalli yang Telah Disesuaikan dengan Kondisi Fisik Di Indonesia

Derajad

Uraian

I

Getaran tidak dirasakan kecuali dengan keadaan luar biasa oleh beberapa orang.

II

Getaran dirasakan oleh beberapa orang yang diam, lebih-lebih di rumah tingkat atas. Benda-benda ringan yang digantung tergoyang

III

Getaran dirasakan nyata di dalam rumah. Kendaraan yang sedang berhenti terasa bergerak, seakan-akan ada truk yang lewat. Lamanya dapat diamati.

IV

Kalau terjadi siang hari, banyak orang di daalam rumah dan sedikit orang di luar merasakan getaran. jika malam hari, beberapa orang dapat terbangun. Barang pecah belah pecah-pecah dan pintu berderak. kendaraan yang diparkir bergerak.

V

getaran dirasakan hampir oleh semua orang. Yang tidur pun terbangun. barang-barang pecah, terpelanting. tiang, pohon dan sebangsanya dapat bergerak kuat. Jarum jam dapat terhenti.

VI

kebanyakan orang panik lari ke luar, karena semua orang merasakan getaran kuat. Kerusakan ringan pada cerobong asap pabrik. Meja kursi bergerak dan plester dinding terlepas

VII

Semua orang keluar rumah. Kerusakan ringan sampai sedang pada bangunan yang kuat. Banyak kerusakan pada bangunan yang tidak kuat. Cerobong asap pecah. Terasa oleh orang yang sedang naik kendaraan.

VII 29

Pendidikan Fisika 2017/2018

Kerusakan pada bangunan yang kuat dengan lubang-

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

lubang dan retakan. Kerusakan berat pada bangunan yang tidak kuat. Dinding dapat lepas dari rangka rumah. Cerobong asap pabrik dan monumen roboh. Meja kursi terlempar, air menjadi keruh, dan orang IX

naik sepeda motor terganggu. Kerusakan

pada

bangunan

yang

kuat

dengan

kerusakan dan lubang-lubang, rangka rumah bengkokX

bengkok, lokasi rumah bergeser, serta pipa dalam tanah putus. Bangunan kuat dari katu rusak, kerangka rumah lepas

XI

dari fondasi, tanah retak, rel KA melengkung, tebing dan tepian sungai longsor, serta air banjir. Bangunan hanya sedikit yang masih berdiri, jembatan

XII

rusak, tanah retak dan merosot, rel KA bengkokbengkok, dan pipa dalam tanah rusak sama sekali. Permukaan bumi hancur sama sekali dan tampak bergelombang. Pemandangan kabur dan benda-benda terlempar ke udara. Karena Jepang memiliki derajat gempa yang kuat, maka

skala yang disusun oleh omori dimulai dengan derajad kerusakan yang kuat dan berakhir dengan skala VII yang setaraf dengan skala XII Mercalli. Beberapa skala telah disusun, ada yang sifatnya relatif, seperti dua contoh di atas, ada juga yang absolut. Yang terakhir ini melukiskan beberapa besar percepatan getaran gempa itu dalam satu detik. Di bawah ini ditayangkan perbandingan antara antara beberapa skala gempa yang reltif maupun yang absolut. Derajat

Uraian

I

Getaran-getaran lunak dirasakan oleh benyak orang, akan tetapi tidak oleh semua.

II

Getaran sedang semua orang terbangun, karena bunyi jendela, pintu, dan barang-barang yang pecah.

III

Getaran agak kuat, jam dinding berhenti, pintu dan jendela terbuka.

30

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

IV

Getaran kuat,gambaran dinding berjatuhan,dinding tembok retak-retak.

VI

Getaran sangat kuat,dinding dan atap rumah roboh.

VII

Kerusakan menyeluruh.

Tabel 1.3 Perbandingan Antara Beberapa Skala Gempa Percepatan

Skala

Skala

per detik

Deros

Mercalli

Skala Omori Derajat

siforel

Percepatan

Skala Caneani Derajat

dalam per

Percepatan dalam mm per detik

detik

Dari

sampai

I

I

I

0

2,5

20

II

II

II

2,5

5

40

III

III

III

5

10

60

IV

IV

IV

10

25

80

V

V

V

25

50

100

VI

VI

VI

50

100

150

VII

VII

VII

100

250

300

VIII

VIII

VIII

250

500

IX

500

1000

X

1000

2500

1200

X

I

IX

X

300

II

900

III

1200

IV

2000

V

2500

VI

4000

XI

2500

5000

>4000

XII

5000

10000

Akhir-akhirnya ini digunakan skala richter yang cara penggunaanya dapat dilihat pada tabel 1.4 di bawah ini. Tabel 1.4 mununjukan cara penggunaan tabel skala richter. Garis sebelah kiri menunjukan cara episentral (∆) dalam satuan km. Gempa dicatat dengan jarak 225 km atau kurang dari 30.garis sebelah kanan menunjukan amplitudo gelombang gempa. Gempa yang dicatat adalah 10 mm. Ditariklah garis dari titik 225 km ke titik 20 mm, sehingga garis tersebut memotong garis yang terletak

31

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

di tengah pada titik 5. hal ini berarti gempa yang terjadi berkekuatan 5 skala richter. Negara kita termasukke dalam jalur gempa kuat, karena letaknya berdekatan dengan jalur tempat dua lempeng saling bertumbukan, yaitu sebelah selatan : lempeng Indo-Australia dengan lempeng benua Asia, dan disebelah timur laut lempeng Pasifik dengan lempeng Asia. Sebagai penduduk yang sadar akan bahaya gempa, sebaiknya anda mengetahui tindakan apa yang sebaiknya dilakukan jika pada suatu saat terjadi gempa. Tindakan yang harus dilakukan diantaranya ialah sebagai berikut. 1.

Jangan panik.

2.

Segera keluar dari bangunan.

3.

Jauhi bangunan tinggi, tebing kabel listrik, barang-barang yang terbuat dari kaca, dan bendungan.

4.

Jika

mengalami

kesukaran

keluar

dari

bangunan,

berlindunglah di bawah benda kuat, misalnya kolong meja. 5.

Matikan segera lampu dan kompor minyak atau gas serta listrik, agar terhindar dari bahaya kebakaran.

6.

Hentikan

kendaraan

anda,

jika

anda

sedang

mengemudikannya. 7.

Jauhi daerah pantai, karena tidak mungkin gempa itu akan menimbulkan tsunami.

32

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tabel 1.4 Skala Richter

keterangan: jika jarak episenter dari pesawat = 225 km dan amplitudo = 20 mm, maka makni tudo ( kebesaran ) gempa bumi = angka 5 pada skala richter

D. tenaga eksogen

Setelah terbentuk permukaan bumi sebagai hasil tektonasi dan vulkanisme serta perombakan oleh aktivitas gempa, kemudian tenaga eksogen maneruskanya dengan proses perusakan. Pada dasanya pelapukan eksogen itu meliputi, pelapukan, pengikisan,

pengangkutan

sambil

mengikis,

dan

akhinya

pengendapan. 1. Pelapukan

Yang dimaksud dengan pelpukan ialah hancurnya batuan dari gumpalan besar menjadi butiran yang sangat kecil, sampai menjadi sangat halus. Kadang-kadang unsur batuan tertentu larut di dalam air.

33

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Ada tiga macam pelapukan, yaitu pelapukan mekanik, organik, dan kimiawi. a. Pelapukan Mekanik

pelapukan mekanik dapat disebabkan oleh berbagai macam keadaan, yaitu sebagai berikut.

1) Karena Perubahan Suhu Batuan yang kompak terdiri atas berbagai mineral. Mineral mineral pembentuk batuan itu mempunyai koefisien pemuaian yang berlainan. pada waktu batuan mengalami kenaikan suhu, karena pemanasan matahari, mineral yang satu lebih banyak memuai daripada yang lain. Akibatnya bidang perbatasan antara mineral-mineral itu akan retak-retak vertikal dan horizontal. Kemudian batuan itu akan mengalami pengelupasan (deskuamasi). kita mengetahui, bahwa batuan yang tergeletak di tempat terbuka ini tinggal di sana bertahun-tahun. Dan selama itu, batuan mengalami pemanasan dan pendinginan pada siang hari dan malam hari, pada musim panas dan musim dingin. Batuan yang berapapun kerasnya, lama-kelamaan akan berangsur retak-retak dan lepas berbongkah-bongkah, sehingga gunung batu itu akan mengecil, lalu menjadi pasir, dan akhirnya menjadi batuan halus seperti tanah loes (lÖss). proses penghancuran penghancuran seperti itulah yang dinamakan pelapukan mekanik. pada proses seperti itususunan kimiawi batuan tersebut tidak mengalami perubahan, hanya butirannya saja yang mengecil. 2) Insolasi

Di gurun, ketika panas terik lalu turun hujan tiba-tiba terjadilan penurunan suhu yang tiba-tiba pula. Pada saat itu kerutan batuan berlangsung sangat tiba-tiba pula. maka pecahlah butiran batu gurun iringan suara yang berdentang. Hal ini yang dinamakan sejenis pelapukan mekanik yang disebut insolasi.

3) Pembekuan Air Dalam Celah Batu Genangan air dalam celah-celah batu, pada malam hari berubah menjadi es, akibat penurunan suhu sampai beberapa derajad sampai di bawah nol. gumpalan batu itu seakan-akan dipahat. 34

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

karena es bervolum lebih besar dari pada air yang tergenang. Hal ini berlangsung terusmenerus dalam waktu yang lama,sehingga hancurlah batu gurun yang besar itu. 4) Warna Mineral

Perbedaan warna mineral pembentuk batuan pum menyebabkan perbedaan

pemuaian

bagian-bagian

batuan

itu,

sehingga

menyebabkan berlangsungnyan pelapukan mekanik. 5) Pelapukan Glasial

Di daerah kutub terjadi pula pelapukan yang dinamakan pelapukan glasial, karena perubahan suhu dan pembekuan air.

6) Pengelupasan

Dalam hal ini, perubahan dari dingin ke panas menyebabkan retak mendatar dan perubahan sebaliknya, dari panas menjadi dingin, yang menyebabkan retak-ratak radial pada batuan. Dengan demikian batuan pun menjadi terkelupas.

b. Pelapukan Kimiawi

Ada kalanya pelapukan melalui reaksi kimia, seperti oksidasi, karbonisasi, dehidrasi atau penguapan. Pada pelapuka kimiawi, susunan kimia pada batuan asal mengalami perubahan, secara tetap maupun sementara. contok pelapukan kimiawi yang banyak terjadi di daerah tropik ialah pelapukan di daerah gamping. Pada bagian depan, proses pelapukan kimiawi sudah kita bicarakan. Pada pelapukan gamping terjadi proses perlarutan dan penguapan yaitu CaCO3 dilarutkan menjadi Ca(HCO3)2, kemudian di dalam gua larutan itu menguap sehingga terbentuk CaCO3 yang baru terbentuk stalaktit dan stalagmit. Contoh pelapukan kimiawi yang lain ialah oksidasi pada besi (berkarat), pembentukan gibs dan kaolin (tanah liat putih) di alam, pembentukan garam dengan penguapan air laut, dan sebagainya.

c. Pelapukan Organik

Pada pelapukan organik, peranan organisme sangat penting, seringkali tidak dapat di pisahkan dari jenis pelapukan yang lain. Melihat pohon sebagai organisme, perpanjangan akar tanaman merupakan jenis pelapukan organik. jenis pelapukan organik yang lain ialah penghancuran batuan oleh bakteri, organisme kecil di dalam tanah, cendana dan lumut yang melapukan media

35

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

tempatnya, dan sbagainya. Manusia dengan segala kemampuan ilmu dan teknologinya sering kali merupakan tenaga perusak yang hebat. 2. Pengankutan

Pengankutan material yang sudah lapuk dilaksanakan oleh air mengalir, angin, air yang mengalir (gletser), dan grfitasi bumi.

a. Air Menglir

Benda padat yang diangkut oleh air sungai, ada yang bergeser dan berguling-guling di dasar sungai, ada yang melompat-lompat (saltasi), ada yang melayang, dan ada pula yang terapung. Ada juga yang larut dan berbentuk koloid. semua itu tergantung kepada berat jenis atau besarnya butiran benda itu. daya angkut angin seperti air, bedanya daya angkut angin tidak

b. Angin

sekuat air, tidak adak barang yang terapung dan larut di angin. benda yang halus atau ringan ditiup angin ampai tempat jauh seperti debu dan tanah loes. Gletser mengangkut batuan berbutir besar dan kecil. Batuan yang

c. Gletser

diangkut gletser dikenal dengan nama moren. Ada moren dasar, yang di dasar gletser, moren dalam dan moren atas. moren atas terdiri atas moren tepi dan moren tengah. d. Grafitasi

Pada lereng yang terjal, jika ada hujan, maka lapisan tanah yang gembur itu akan pindah ke dasar lembah. tanah longsor adalah cntoh pengangkutan grafitasi dan air sebagai alat bantu untuk melicinkan bidang luncurnya.

3. Pengikisan

Media alam yang bergerak (sungai, angin, dan gletser), lebih-lebih setelah mengangkut benda padat, melaksanakan pengikisan terhadap batuan yang lainya

36

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

cembung

pulung v sungai lurus

cekung

pulung u gletser

pulung tua

Gambar1.22 macam-macam pulung v dan pulung u

Pulung V pada alur sungai cembung berubah menjadi lurus, kemudian menjadi cekung. Palung U di lembah tempat gletser mengalir, pantai klif yang mulai menjorok ke arah darat, batu jamur di pantai, gurun, dan robohnya bagian tepi sungai, semua itu bukti aktivitas pengikisan. 4. Pengendapan

Di tempat aliran air, gletser atau angin berhentiatau bertambah lemah, barang angkutnya ditinggalkan. Pengendapan material itu dapat dilakukan sekaligus, dapat juga sedikit demi sedikit tetapi selektif. Di dasar, di bagian dalam sebuah kelokan, di muara, di danau atau di laut barang angkutan sungai itu diendapkan. Delta adalah salah satu bentukendapan sungai. Di pantai dan di tepi gurun, angin menimbun hasil angkutanya. Di ujung gletser, karena es mencair dan membentuk aliran air yang kecil, monera yang diangkut gletser itu tertimbun membentuk moren ujung. Setelah batu-batu itu tertimbun dan membentuk onggokan. sebagian dari padanya mengikat diri menjadi breksi atau konglomerat. bahan pengikatnyasama dengan batuan yang diikat, tetapi dapat juga berbeda. Breksi dibedakan dari konglomerat dengan melihat bentuk batuan yang terikat dalam gumpalan itu.

37

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Jika butirannya runcing-runcing, dinamakan breksi dan jika bulatbulat dinamakan konglomerat. 5. Bentuk Muka Bumi

Telah diutarakan pada bagian depan, bahwa bentuk muka bumi yang kita temukan sekarang, adalah merupakan hasil pengerjaan tenaga endogen yang membentuk bentukan baru pada permukaan bumi itu dan mengangkatnya sampai muncul ke atas permukaan laut. Kemudian, bentukan itu dikerjakan oleh tenaga eksogen yang merusak bentukanbaru iru,sehingga bentukan patahan maupun lipatan itu tidak rata lagi. Hasil tenaga endogen dan tenagaa eksogen itu kita dapatkan dalam bentuk pegunungan, gunung berapi, dataran tinggi, dataran rendah, peneplain, delta, dan sebagainya.

a. Pegunungan

Kita mengenal pegunungan pegunungan lipatan dan pegunungan patahan. pegunungan lipatan muda adalah pegunungan yang terbentukpada zaman tertier yaitu sistem pegunungan Mediterania dan Sirkum Pasifik. Kepulauan Indonesia termasuk dalam sistem ini. Di Eropa, terdapat pegunungan tua, yaitu pegunungan Yura di Prancis dan pegunungan Penini di Inggris. Yang tua di benua Amerika adalah pegunungan Appalachia dan dataran tinggi Brazilia. Secara sederhana, dapat kita bedakan mana pegunungan tua dan mana pegunungan muda, adalah sebagai berikut. Pegunungan tua pada umumnya adalah pegunungan yang relatif rendah dengan puncaknya yang tumpul dan lerengnya yang landai, sedangkan pegunungan muda pada umumnya tinggi dengan puncaknya yang runcing dan lerengnya yang curam. Mengenai pegunungan patahan sudah dibicarakan pada bagian terdahulu. yang termasuk pegunungan tua adalah pegunungan Skandinavia dan pegunungan Australia Timur (Australia Alps dan Blue Montains). Pegunungan ini sdah terbentuk pada zaman primer (Paleozoikum)

38

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b. Gunung

Pegunungan terdiri atas deretan puncak yang dihubungkan dengan badan pegunungan yang pada umumnya bentuknya memanjang. Gunung adalah bentukan kerucut atau kubah yang berdiri sendiri atau sekalipun bersambung dengan gunung yang lain menunjukan bagian jelas terpisah dari yang lain. Umumnya gunung merupakan gunung berapi seperti yang banyak terdapat di negara kita. Sebuah gunung api mungkin masih utuh dengan kepundan di tengahnya, mungkin juga hanya merupakan sisa dari gunung api lama yang telah terpotang-potong oleh letusan yang hebat di masa lampau. Contoh sisa gunung api adalah gunung Burangrang yang merupakan bagian sisi gunung api sunda di Jawa Barat dan Pulau Sertung yaitu bagian sisi Gunung di Selat Sunda. Gunung Muria, Gunung Ciremai, dan Gunung Lompo batang adalah contoh gunung api yang berdiri sendiri, berdiri tegak di deretan dataran yang rendah.

c. Dataran Tinggi dan Dataran Rendah Suatu daerah dataran rendah, merupakan hasil sedimentasi di pantai yang berhadapan dengan laut dangkal. Pantai timur Sumatera, pantai utara Jawa, dan pantai selatan Kalimantan adalah dataran rendah yang luas hasil sedimentasi yang cukup lama. Sampai sekarang proses penambahan dataran baru masih terus berlangsung. Di dataran rendah, mengalir sungai berliku-liku membentuk meander dan di sana sini terdapat kali mati sebagai akibat pemenggalan aliran sungai. Di dataran rendah sedimentasi lebih kuat dari pada erosi. Bukan tidak mungkin, karena tenaga endogen mengangkat dataran rendah ke atas permukaan laut dan sampai pada ketinggian yang cukup tinggi, dataranseperti itu menjadi dataran tinggi atau plato. Karena letaknya itu, tenaga eksogen mulai bekerja lagi. Bagian batuan yang lunak akan terkikis lebih dahulu, sedangkan yang keras akan bertahan pada ketinggian di atas sekitarnya. 39

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

sebuah datarn tinggi oleh sekumpulan puncak yang sama tinggi di pisahkan oleh lembah-lembah hasil erosi. d. Peneplain Dan Delta

Hasil akhir akibat tenaga eksogen terhadap dataran rendah ialah peneplain. Peneplain adalah dataran rendah setinggi permukaan air laut yang miring menurun sangat landai ke arah laut dan di sana sini terdapat sisa erosi berbentuk tonjolan batu pejal yang dinamakan monadnok. Paparan sunda asalahsebuah contoh sebuah peneplain yang pada akhir Zaman es terakhirtelah tergenang laut. Pulau Bangka dan Belitung yang terdiri atas batuan granititu adalah monadnok yang muncul di atas permukaan laut.

e. Pantai

Perbatasan antara daratan dan lautan dinamakan pantai. Bentuk daratan di pantai mengalami perubahanakibat sedimentasi dari darat maupun dari laut atau akibat pengikisan dari air laut. Ada beberapa bentukan permukaan bumi di pantai yaitu sebagai berikut. 1)

Tanjung, yaitu bagian daratan yang menjorok ke arah laut. Jika tanjung sangat panjang menjorok ke laut, dinamakan semenanjung. Pulau-pulau kita banyak dihiasi tanjung, seperti Tanjung Cina, Tanjung Karawang, Tanjung Blambangan, Ujung Kulon, dan Tanjung Putin. Di daerah lain kita kenal Semenanjung Malaka, Semenanjung Dekan, Semenanjung York dan sebagainya.

2)

Teluk yaitu bagian laut yang menjorok kearah darat, misalnya Teluk Jakarta, Teluk Bone, Teluk Bayur, Teluk Persia (Iran), Teluk Mexico, dan sebagainya.

3)

Tombolo, ialah endapan pasir dan kerikil, akibat arus yang menghubungkan pulau kecil dengan daratan yang lebih luas, seperti yang terdapat di Pangandaran. Karena tolombo inilah pananjungan yang asalnya sebuah pulau menjadi sebuah tanjung di pantai selatan Pulau Jawa.

4)

Klif, yaitu pantai curam, karena dataran tinggi atau pegunungan berbatasan langsung dengan laut yang dalam. Klif di pantai Selatan Jawa merupakan tempat bersarang burung-burung walet (lawet), seerti Rongkob Dan Karangbolong Jawa Tengah. Di bawah klif di bawah laut terdapat daratan abrasi (abrasion platform), karena klif terus menerus bergeser ke arah darat.

40

Pendidikan Fisika 2017/2018

5)

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa Pantai berteras, yaitu pantai yang berundak-undak. teras ini terbentuk karena daratan naik berangsur-angsur diiringi masa berhenti yang cukup lama. Pada saat berhenti itu terbentuk daratan abrasi dan pada saat naik terbentuk klif. Pantai Pacitan merupakan panya berteras. Malabar di bagian barat Semenanjung Dekan adalah pantai beteras juga.

6)

Delta, pada bagian lain telah dibicarakan mengenai delta ini. silakan dibaca lagi. Delta tebentuk karenapantai yang stabil, artinya tidak naik maupun turun, banyak material padatyang diangkut sungai, tidak banyak ombak dan arus yang memindahkan tempat endapan itu, dan lautnya dangkal serta landai.

Pertanyaan dan Tugas Pengayaan 1.

Gambarlah daur batuan dan berikan keterangan macam-macam batuan itu serta proses yang mendukung daur itu.

2.

Bagaimanakah bentuk litosfer, menurut teori Tektonik L empeng?Apakah perbedaan antara kerak samudera dengan kerak benua?

3.

Sebutkan tenaga yang termasuk tenaga asal dalam!Sebutkan pula yang termasuk tenaga asal luar!

4.

Buatlah gambar penampang 3 bentuk gunung api hasil aktivitas

vulkanisme

erupsi

sentral

,sehingga

jelas

perbedaannya. 5.

Apakah batuan bancuh itu? Apa sajakah yang membentuk bancuh itu dan di mana di temukan?

6.

Di mana dan bilamana orang dapat menyaksikan tsunami? Di mana tempat pusat pembentuk tsunami itu?

7.

Apakah yang Anda lakukan,jika Anda sedang berbaring,terjadi gempa yang menggoyangkan barang-barang yang tergantung?

8.

Gambarlah

sebuah

pembalikan

relief

di

daerah

lipatan.Jelaskan,apa sebab terjadi pembalikan relief? 9.

Apakah faedah gunung api? Beri contoh tempat yang memiliki faedah seperti yang Anda sebutkan itu.

10. Bagaimanakah klif dan bidangabrasi terbentuk?Gambarlah! Lampiran

Pertanyaan kelompok 3 1. Mengapa Indonesia Daerah rawan gempa?

41

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2. Bagaimana proses tertadi gempa? 3. Bagaimana menurut kelompok 1 pengertian litosfer dan bagian-bagianya yang lebih terperinci Jawab: 1.

Karena adanya 3 lempeng yang saling berkaitan di Indonesia

2.

Karena adanya pergeseran lempeng dasar laut, dan bisa juga karena aktivitas gunung berapi yang sedang aktif.

3.

Litosfer adalah lapisan kerak bumi yang paling luar, bagian bagian litosfer: (a) Kerak bumi merupakan bagian terluar dari bumi yang padat yang terdiri dari kerak benua dan kerak samudra. (b) Mantel bumi merupakan bagian atas dan bawah bumi yang dipisahkan oleh lapisan peralihan setebal 500 km (c) Inti bumi merupakan bagian bumi yang berbentuk cairan pekat yang mempunyai kedalaman antara 2880 dan 4980 km dengan densitas antara 10,0 dan 12,3 gram/cm3

Pertanyaan kelompok 3 1. Jelaskan apa yang di maksud tenaga geologi dan apa yang dimaksud atmosfer yang lunak dan dapat mencairr jawab: 2. Tenaga geologi adalah Tenaga asal dalam dan tenaga asal luar, sedangkan atmosfer yang lunak dan dapat mencair karena pebgaruh lingkungan.

42

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Bab 2 Hidrosfer Nama kelompok

: Sudarno 2013 122 065 : Wulandari 2013 122 050 : Eka Naya Prasetya 2013 122 053

A. Daur Air

Hidrosfer atau lapisan air merupakan bagian fisik bumi yang berguna bagi kehidupan manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan . Hidrosfer secara khusus dipelajari pada ilmu yang disebut Hidrologi . Hidrosfer ialah semua bentuk air yang ada di bumi yang berbentuk cair, uap, maupun padat. Komposisi moleku air terdiri atas dua atom hidrogen (H) yang bersenyawa dengan satu atom oksigen (O), yang dikenal dengan rumus kimia H2O . Kedua atom ini terikat sangat kuat dan hanya bisa terpisah menjadi gas hidrogen dan gas oksigen pada proses tertentu . Hidrosfer tidak tetap dalam bentuk cair atau padat dan menempati tempat yang tetap, akan tetapi bisa mengalami suatu perubahan. Rangkaian

perubahan

air,

baik

mengenai

posisi

geografisnya maupun mengenai wujud fisisnya disebut daur air atau siklus air . Bagaimana daur air itu terjadi ? Perhatikan uraian berikut ini . Air yang berada di permukaan bumi, yaitu air tanah, danau, sungai, rawa, kolam, gletser, dan lautan yang dipanasi oleh sinar matahari, karena pemanasan itu maka air berubah menjadi uap , kamudian menguap ke atas atau tertiup angin melalui lerng pergunungan. Pada tempat-tempat yang lebih tinggi, suhu udara semakin rendah, sehingga uap itu akan mengalami proses kondensasi . Khusus pada tempat-tempat yang sangat tinggi, di daerah yang beriklim dingin atau di daerah beriklim sedang pada musim dingin, uap air dapat langsung membeku menjadi salju . Proses ini di sebut proses sublimasi . Sebagai akibat dari proses kondensasi tadi, maka uap air akan berubah menjadi cair dan 43

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

akhirnya jatuh sebagai hujan . Dalam perjalanannya menuju permukaan bumi, baik sebagaian maupun seluruhnya, air hujan yang sampai di permukaan bumi sebagian akan meresap ke dalam lapisan tanah menjadi air tanah, sebagian lagi akan mengalir di permukaan bumi, dan sisanya akan menguap. Air tanah lama-kelamaan akan ke luar menjadi mata air, dan selanjutnya mengalir menjadi sungai menuju ke laut atau danau . Setelah itu, akan terjadi lagi pemanasan oleh matahari, sehingga proses penguapan berulang kembai. Untuk lebih jelasnya perhatikan Gambar 2.1 di bawah ini .

Apabila di lihat dari tempat terdapatnya, hidrosfer dapat kita klasifikasikan menjadi dua bagian besar, yaitu perairan darat dan perairan laut . Perairan darat terdiri atas air tanah, sungai, gletser, danau, kolam, dan rawa. Gambar 2.2 memperlihatkan perbedaan macam-macam perairan itu .

B. Perairan Darat

Yang di maksud dengan perairan darat ialah sejumlah massa air yang terdapat di daratan, yang ada di bawah permukaan bumi, yang tergenang dan yang mengalir di permukaan bumi.

44

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Perairan darat berasal dari air hujan yang meresap dan mengalir di permmukaan bumi. Perbandingan antara banyaknya air yang meresap dan mengalir di permukaan, bergantung kepada berbagai faktor, yaitu: 1.

jumlah curah hujan yang jatuh,

2.

kekuatan jatuhnya butiran air hujan di permukaan bumi,

3.

lamanya curah hujan,

4.

penutupan vegetasi di permukaan bumi,

5.

derajat permeabilitas dan struktur bumi, dan

6.

kemiringan topografi. Keenam faktor tersebut di atas merupakan suatu kesatuan

yang saling berhubungan dan menentukan kondisi tertentu di permukaan bumi. Di bawah ini kita bicarakan macam-macam perairan darat. 1.

Air Tanah Air tanah pada litosfer kurang lebih 0,62 % dari seluruh hidrosfer (Gambar 2.2). Volum air tanah yang ada di berbagai tempat tidak sama, bergantung kepada persyaratan yang menunjang proses peresapan air hujan seperti yang dikemukakan di atas .

a. Asal Air Tanah dan Media Peresapan Air tanah berasal dari tanah air hujan yang meresap melalui berbagai media peresapan, yaitu sebagai berikut. 1. Pori-pori tanah . Tanah yang gembur atau berstruktur lemah akan meresapkan air lebih banyak dari pada tanah yang pejal . 2. Retakan-retakan lapisan tanah akibat kekeringan yang pada musim hujan sangat basah dan becek, seperti tanah liat dan lumpur. 3. Rongga-rongga yang di buat binatang (cacing dan rayap). 4. Rongga-rongga akibat robohnya tumbuh-tumbuhan yang berakar besar. 5. Rongga-rongga akibat perairan berbagai kristal yang membeku pada musim dingin . 45

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Selain kelima faktor tersebut di atas, penutupan vegestasi di permukaan bumi sangat besar pengaruhnya terhadap peresapan air hujan ke dalam tanah. Hujan yang lebat akan tertahan oleh daundaun dan ranting-ranting, shingga jatuhnya di permukaan bumi sangat perlahan-lahan . Dengan demikian, proses peresapan air lebih lancar . b. Peresapan dan Transpirasi Air tanah mengalami proses penguapan dengan dua cara, yaitu : 1) penguapan langsung melalui pori-pori di permukaan tanah sebagai akibat dari pemanasan lapisan tanah oleh sinar matahari, jenis penguapan ini dalam bahasa inggris disebut evaporasi, 2) penguapan yang tidak langsung, yaitu yang melalui permukaan daun tumbuh-tumbuhan, jenis penguapan ini dinamakan transpirasi. Dalam Klimatologi dan Hidrologi, kedua jenis penguapan ini dinamakan evapotranspirasi. Lapisan tanah yang dipengaruhi evapotranspirasi hanya sampai kedalaman 30 cm saja. Di daerah gurun menjadi lebih dalam lagi, karena curah hujan rendah dan pemanasan terus-menerus . Lapisan atas tanah gurun itu menjadi kering. c. Klasifikasi Air Tanah

Berdasarkan tempatnya, air tanah di golongkan mennjadi dua bagian, yaitu air tanah dangkal (soil water) dan air tanah dalam (ground water). Air tanah dalam di bagi lagi menjadi dua zone, yaitu zone jenuh (saturated-zone) dan zone tidak jenuh ( unsaturated-zone) . Air tanah dangkal berada dalam pori-pori lapisan tanah terbatas, adanya hanya pada musim hujan. Dengan gaya gravitasi, air tanah dangkal ini akan bergerak turun melalui pori-pori lapisan tanah yang ada di bawahnya (zone tak jenuh).

46

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Air tanah dalam zone tak jenuh, tertahan agak lebih lama di pori-pori yang halus pada lapisan tanah yang lebih padat, mengikuti paham kapilaritas. Air tanah pada zone jenuh, tertahan lebih lama lagi karena air telah sampai lapisan bantuan induk yang kedap air . Pada zone inilah air tanah seakan-akan tergenang, sehingga merupakan reservoir air . Kedalaman permukaan air pada zone jenuh dapat dilihat pada sumur biasa (bukan sumur bor) . Dengan meneliiti kedalaman beberapa sumur, kita dapat membuat penampang zone jenuh di tempat itu . Gambar 2.3 akan memperjelas uraian tentang klasifikasi ar tanah ini.

d. Polusi Terhadap Air Tanah Di kota-kota dan di daerah-daerah industri sering terjadi polusi pada air tanah yang di sebabkan oleh sampah dan buangan limbah industri . Sampah-sampah yang padat, apabila membusuk akan meresap ke dalam lapisan tanah oleh pengaruh air hujan, sehingga akan mengotori air tanah di tempat-tempat yang dekat dengan sumber polusi itu. Air tanah yang sudah tercemar bisa dibedakan dari air tanah yang masih murni dari warna, bau, dan rasa. Akibar polusi, air tanah bisa membahayakan kehidupan manusia. e. Kegunaan Air Tanah

Air tanah mempunyai berbagai kegunaan bagi kehidupan manusia, yaitu : 1.

untuk keperluan rumah tangga seperti untuk minum, memasak makanan, dan mencuci;

47

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2.

untuk perluan industri, misalnya industri tekstil dan industri farmasi.

3.

untuk keperluan pertanian, misalnya pengairan sawah dan palawija di daerah yang sukar dibuat irigasi, seperti di daerahdaerah gurun, daerah karst (di Gunung Kidul Yogyakarta). Air tanah yang digunakan untuk berbagai keperluan

tersebut, pada zaman sekarang lebih banyak dikeluarkan melalui sumur bor. Pengeluaran air tanah yang tidak seimbnag dengan penambahannya secara alamiah akan menyebabkan terjadinya tanah amblas (sub-sidence). Penyedotan air tanah secara besarbesaran juga akan menerunkan permukaan air tanah dalam, terutama pada musim kering. Di daerah pantai yang dijadikan kota atau pemukiran lain, penyedotan air tanah melalui sumur pompa menyebabkan intrusi air asin ke arah darat. Di daerah itu seringkali air tanah yang asalnya tawar scara berangsur berubah menjadi asin, karena volum air yang dikeluarkan tidak seimbang dengan penambahan air tawar dari daerah hulu. 2. Sungai

Sungai dapat dibedakan dari massa air lain, karena :

(a) kebanyakan mengalir di permukaan bumi ke tempat yang lebih rendah, kadang-kadang di bawah permukaan tanah. (b) pengalirannya tidak tetap, kadang-kadang deras, kadangkadang lambat, dan di beberapa tempat membentuk olak, (c) mengangkut beban

dari

mulai lumpur yang halus, pasir,

kerikil, sampai batu-batu guling. (d) mengalir mngikuti saluran tertentu yang di kanan-kirinya dibatasi oleh suatu tebing yang biasanya curam. Sungai dapat dibedakan dari lembah. Yang disebut sungai ialah massa air yang secraa alami mengalir pada suatu lembah, sedangkan yang dinamakan lembah ialah depresi yang berlereng memanjang ke satu arah . Jadi, lembah tidak selalu di aliri sungai, 48

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

tetapi sebuah sungai selalu menagalir pada lembah . Dalam percakapan sehari-hari, istilah suungai sering dikacaukan dengan istilah lembah. a. Daerah Aliran Sungai (DAS) Sebuah sungai dengan anak-anak sungainya mengalir pada suatu daerah aliran. Yang disebut daerah aliran sungai (DAS) ialah keseluruhan

daerah

yang

berpelepasan

ke

sungai

yang

bersangkutan beserta anak-anak sungainya . Sering kita dengar istilah DAS Kapuas, DAS Serayu, DAS Cinamuk, dan lain-lain. Suatu daerah aliran sungai bisa dibagi menjadi tiga bagian, yaitu daerah aliran hulu, daerah aliran tengah, dan aliran hilir. Daerah aliran hulu suatu sungai dicirikan oleh erosi vertikal yang berperanan penting, sehingga penampang melintang lembah berbentuk huruf V yang cembung, daerahnya bergunung-gunung, dan banyak air terjun . Dasar lembah terisi oleh batu-batu berbongkah besar dan aliranya deras . Daerah aliran tengah dicirikan oleh erosi vertikal kira2 sama kuat dengan erosi lateral, lembahnya berbetuk V yang lurus atau cekung, di kiri-kanannya sering terdapat dataran yang agak lebar, aliran airnya tidak terlalu deras, tidak terdapat air terjun . Dasar lembah terisi oleh batu-batu guling yang tidak begitu besar, dan secara keseluruhan daerahnya miring melandai. Daerah aliran hilir dicirikan oleh erosi lateral yang memegang peranan penting, sehingga lembah sangat lebar, aliran airnya lambat . Sungainya banyak berkelok-kelok, dasar lembah terisi oleh batu-batu yang kecil seperti kerikil, pasir, dan bahkan lumpur. Keseluruhan daerahnya miring sangat landai. Di antara ketiga macam daerah aliran sungai di atas terdapat daerah peralihan, sehingga perubahan antara ketiganya tidak terlalu nyata.

49

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Apabila dua daerah aliran sungai berdampingan, maka keduanya dibatasi oleh suatu batas daerah aliran yang biasanya berbentuk punggungan. Batas daerah aliran ini bisa mengalami pergeseran secara cepat atau lambat . b. Proses Perubahan Lembah Sungai Lembah sungai tidak tetap, tetapi megalami perubahan sebagai akibat

adanya

proses

pengambilan

bahan-bahan

lepas,

pengangkutan, pengikisan, dan pengendapan yang dilakukan oleh air sungai. Perubahan itu bisa terjadi ke arah panjangnya atau ke arah lebarnya. Perubahan ke arah panjangnya bisa terjadi karena erosi mudik, penurunan muka laut, dan pembuatan kelokankelokan. Perubahan ke arah lebarnya bisa terjadi akibat erosi lateral

(mendatar),

longsoran

pada

tepi-tepi

lembah,

dan

pembentukan parit-parit kecil oleh air yang mengalir ke lembah itu. Selain itu, perubahan ke arah bawah (pendalaman lembah) pun bisa terjadi. Proses yang menyebabkan pendalaman lembah sungai ialah erosi vertikal yang terdiri atas erosi oleh kekuatan air yang mengalir (hydraulic action), korasi atau abrasi, dan korosi pada dasar lembah . Korasi atau abrasi ialah pengikisan yang dilakukan oleh suatu zat pengangkut bersama-sama dengan zat-zat yang di angkutnya. Korosi ialah proses pelarutan. Ketiga proses tersebut dapat terjadi brsama-sama . Pendalaman suatu lembah tidak terjadi terus-menerus, karena

pada

beberapa

tempat

ada

yang

menghmbatnya.

Penghambat ini disebut batas eros, yang sifatnya sementara dan lokal berbentuk batuan keras dan danau . Ada pula yang dinamakan batas erosi umum, yaitu permukaan laut yang berlaku untuk seluruh sungai yang bermuara di laut . Maksudnya apabila daerah aliran sungai sudah sama tinggi dengan permukaan laut, maka pendalaman sungai akan terhenti .

50

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

c. Macam-macam sungai

Sungai-sungai yang mengalir di permukaan bumi mempunyai sumber air yang berbeda, sehingga dapat dibedakan macammacam sungai berdasarkan asal air tersebut, yaitu sebagai berikut . 1) Sungai yang bersumber dari mata air . Sungai semacam ini biasanya terdapat di daerah yang mempunyai curah hujan sepanjang tahun dan daerah alirannya tertutup vegetasi . 2) Sungai yang bersumber dari hujan semata. Sungai semacam ini terdapat di daerah dengan curah hujan musiman dan bervegetasi jarang sampai tak bervegetasi . 3) Sungai yang bersumber dari percairan es atau salju. Sungai semacam ini terdapat di daerah lintang tinggi dan di daerah pegunungan yang mencapai batas salju. 4) Sungai yang bersumber dari bermacam-macam sumber air . Sungai semacam ini lebih banyak terdapat di permukaan bumi . Airnya bersumber dari mata air dan atau dari pencairan es, kemudian ditambah dari air hujan yang turun sepanjang tahun maupun musiman. Berdasarkan letak aliran sungai tersebut di atas, sungai dibedakan atas tiga macam, yaitu: 1) sungai yang seluruhnya mengalir di permukaan, 2) sungai yang seluruhnya mengalir di bawah permukaan tanah, dinamakan sungai di bawah tanah, seperti yang terdapat di daerah kapur (karst), dan 3) sungai yang sebagian alirannya di permukaan dan sebagian lagi di bawah permukaan tanah .

d. Proses dan Bentukan yang Terjadi Di Sungai Sepanjang perjalanannya air sungai melakukan proses pengikisan, pengangkutan, dan pengendapan bahan-bahan lepas. Erosi ke samping (lateral) menyebabkan lembah bertambah lebar dan membentuk kelokan-kelokan. Bentuk kelukan sungai yang khas dinamakan meander, yaitu kelokan sungai yang teratur 51

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

berbentuk setengah lingkaran, terdapat di bagian tengah dan hilir aliran sungai . Erosi vertikal mendapat hambatan di suatu tempat, misalnya batuan yang keras, sementara batuan di tempat yang berdampingan di hilirnya lebih lunak. Erosi mudik terjadi juga di air terjun . Erosi mudik di daerah mata air, menyebabkan sungai bertambah panjang ke arah hulu. Proses sedimentasi menghasilkan berbagai bentukan yang terletak di tengah lembah, di bagian dalam kelokan atau meander, dan di muara sungai. Pengendapan di muara sungai akan membentuk delta, apabila lautnya dangkal, dan arusnya tidak terlalu kuat. Pengendapan di bagian tepi lembah terjadi pada waktu banjir akan membentuk tanggu alam dan dataran banjir. Dataran banjir merupakan lahan yang baik untuk persawahan atau pertanian lahan kering.

e. Debit dan Regim Sungai Untuk keperluan teknik, orang sering kali memperhitungkan debit sungai. Debit air (Q) diperoleh dari perkalian antara kecepatan arus (A) dengan luas irisan melintang lembah (V), atau dengan rumus Q = AV .

Misalnya

52

Pendidikan Fisika 2017/2018

: Luas irisan melintang lembah = 10m2, Kecepatan pengaliran

= 2m/detik

Debit sungai

= 10 x 2 m3 / detik

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

= 20 m3 / detik. Debit sungai berubah sejalan dengan perubahan kecepatan pengaliran dan luas penampang melintang lembah. Pada musim hujan, kecepatan pengaliran dan luas penampang melintang lembah lebih besar dari pada musim kemarau . Dengan memperhatikan debit harian dan bulanan dalam setahun , kkita dapat menentukan regim sungai .Untuk pembuatana pembangkit tenaga listrik sungai jangan terlalu berbeda , artinya perbedaan antara debit sungai maksimum dan minimum tidak terlalu besar. f. Faedah dan Dampak Negatif Sungai, Serta Upaya Pencegahannya Sungai dapat memberikan manfaat bagi kehidupan manusia, yaitu sebagai berikut. 1. Sumber air bagi pengairan wilayah pertanian atau irigasi dan usaha perikanan darat. 2. Sumber tenaga untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA) . 3. Tempat untuk mengembangbiakkan dan menangkap ikan guna memenuhi kebutuhan manusia akan protein hewani. 4. Tempat rekreasi , misalnya melihat keindahan air terjun dan bendungan . 5. Tempat berolahraga , seperti ski-air dan berperahu pada arus deras, lomba dayung , dan lain-lain. 6. Tempat untuk memenuhi kebutuhan air untuk kehidupan sehari-hari bagi penduduk yang tinggal di tepi sungai , seperti mencuci , mandi , dan membersihkan perabot rumah tangga. Selain

beberapa

manfaat

di

atas,

sungai

dapat

Mendatangkan pula kerugian bagi kehidupan manusia yang di sekitar aliran sungai . Kerugian-kerugian itu ialah sebagai berikut . 1. Dapat merupakan media penyebaran bibit penyakit , seperti kolera , disentri , dan lain-lain .Bibit penyakit disebarkan melalui air terutama apabila air sungai dipergunakan untuk keperluan kehidupan sehari-hari. 53

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2. Dapat menyebabkan polusi air , terutama sungai-sungai yang mengalir lambat di kota-kota yang penuh dengan sampah .Dampak negatif ini terutama disebabkan perilaku manusia yang tidak mengenal kebersihan lingkungan , sehingga sungai dijadikan tempat pembuangan sampah . 3. Dapat menimbulkan banjir dan mendatangkan kerugian yang cukup besar bagi manusia . 4. Dapat menggangu wilayah pertanian di daerah aliran tengah dan hilir pada sungai-sungai yang bermeander , karena adanya proses

erosi

pemenggalan

lateral meander

pada

kelokan-kelokan

.Proses

tersebut

luar dapat

dan pula

menyebabkan terjadinya rayapan tanah yang menggangu wilayah pemukiman , jalan , dan pembangunan lahan lain nya . Berbagai dampak negatif yang telah dikemukakan tadi , sebagian besar disebabkan oleh tindakan manusia sendiri , di samping adanya perubahan kondisi fisik , seperti perubahan curah hujan . Oleh karena itu , pencegahannya harus dilakukan terhadap faktor-faktor fisik dan manusia secara terpadu . Di antara upaya pencegahan tersebut adalah sebgai berikut : 1. Pencegahan Penyebaran Penyakit Sebaiknya air sungai tidak secara langsung digunakan untuk kerpeluan sehari-hari , seperti mandi , mencuci perabot rumah tangga , apalagi digunakan sebagai air minum , dan membuang kotoran . 2. Mencegah Polusi Air

Pembuangan samaph rumah tangga , dan ilmiah industri sebaiknya tidak ke sungai . Hal ini dapat mencemarkan air sungai yang menggangu usaha pertanian , peternakan , dan kehidupan lainnya yang berhubungan dengan air sungai .Budaya asal bersih di tempat sendiri harus diubah menjadi bersih di tempat sendiri dan bersih pula di tempat lain

3. Mencegah banjir

Upaya mencegah banjir harus dilakukan secra terpadu di seluruh daerah aliran sungai . Upaya ini adalah sebgai berikut .

54

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

a. Upaya pengetahuan dan penghutanan kembali wilayah-wilayah yang telah gundul . Upaya ini di lakukan untuk memepertinggi kapasitas peresapan air dan memeprkecil kapasitas pengaliran air hujan yang jatuh ke permukaan bumi . b. Pembuatan tera-teras dan petakan pada lahan miring , yang memenuhi syarat bagi pencegahan erosi , karena erosi di daerah aliran sungai akan menyebabkan proses sedimentasi di lembah-lembah sungai , dan dapat memperdangkal lembah tersebut .Akibatnya sungai mudah meluap pada musim hujan dan banjir pun terjadi. c. Pembuatan tanggul – tanggul di pinggir sungai unntuk menahan luapan air sungai pada musim hujan .Upaya ini harus dibarengi dengan pengerukan dasar lembah di musim kemarau . d. Pembuatan bendungan serbaguna untuk menampung dan memanfaatkan air

sepanjang tahun.Air yang disalurkan

melalui irigasi akan mengurangi kapasitas air yang mengalir di sungai. e. Pembuatan terusan-terusan pelepas banjir . f. Meningkatkan kesadaran penduduk dalam upaya memelihara lingkungan hidup melalui pendidikan formal , nonformal , maupun melalui media masa . g. Mencegah kerusakan akibat erosi lateral pada meander .Erosi lateral pada kelokan luar meander dapat dicegah dengan membuat tanggul-tanggul pemecah arus atau penahan erosi .Dilarang membuat jalan di pinggirs kelokan luar meander atau membuat jembatan yang memotong meander . 3.Gletser a. Terjadinya Gletser

Gletser ialah massa besar es berbutir , yang terbentuk dari penimbunan salju dan bergerak menuju ke bawah akibat gravitasi bumi , sambil menguap ataupun meleleh (Katili,hal .174). Suhu udara di daerah beriklim dingin dan sedang pada musim dingin serta daerah di atas batas salju dapat mencapai titik beku .Akibatnya uap air yang terkandung dalam udara akan langsung

55

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

mengalami proses pembekuan menjadi kristal-kristal salju , bergerak turun ke permukaan bumi. Timbunan salju tersebut lama-kelamaan akan menjadi sangat tebal , sehingga sebagai akibat dari kompaksi dan rekristalisasi akan terbentuk lapisan es di atas permukaan bumi . Lapisan es yang tebal menjadi materi yang plastis dan mempunyai gaya gravitasi yang besar .Kemudian es tersebut secara perlahanlahan bergerak menyebar ke daerah yang lebih luas ataua turun melalui lereng-lereng pegunungan .Massa es yang bergerak itulah yang di sebut Gletser. b. Persebaran Gletser Di Muka Bumi Pengertian gletser yang telah di terangkan di bagian depan bukan hanya hasil pembekuan pada massa sekarang , tetapi ada pula yang merupakan hasil pembekuan pada masa lampau.Daerah-daerah yang tertutup gletser ialah daerah Kutub Utara (Artik) , Kutub Selatan ( Antarktika) , Greenland , Alaska , Jazirah Skandinavia , dan Pegunungan Alpen . Gletser di daerah Arktik dan Greenland merupakan selubung es yang luas (es daratan) . Luas es daratan di Greenland meliputi sekitar 2.000.000 km2 . Di alaska gletser menutupi dataran pantai .Di Skandinavia es menutupi dataran tinggi yang menyebarkan lidah-lidah gletser ke segala arah . Di Pegunungan Alpen gletser terdapat pada lekukan dan lembah di antara puncakpuncaknya yang memanjang .Tebal es yang menutupi daratan Antarktika mencapai 3000 sampai 5000 meter dan seluruhnya ditaksir kira0kira 30.000.000 km3 . Luas

penutupan

permukaan

bumi

oleh

gletser

di

pegunungan sangat bergantung kepada jumlah salju yang turun , sedangkan banyaknya salju yang turun bergantung kepada letak batas salju. Letak batas salju bergantung kepada iklim (suhu dan penyinaran matahari ) serta morfologi . Batas salju di khatulistiwa terletak kira-kira pada ketinggian 5000 meter di atas permukaan laut seperti di puncak Pegunungan Jayawijaya, di lereng Utara 56

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Alpina antara 2500 sampai 2700 meter,sedang di lereng selatannya antara 2700 sampai 3000 meter. Pada musim dingin lidah gletser menjadi lebih panjang dari pada musim dingin , jumlah salju yang turun lebih banyak dan batas tempat salju mencair lebih rendah . c. Faedah Gletser Bagi Manusia Gletser di premukaan bumi tidak mendatangkan manfaat yang langsung seperti air tanah dan sungai .Manfaat gletser pada umumnyasecara tidak langsung , di antaranya : 1. Terbentuknya danau – danau glasial seperti lereng Pegunungan Alpina dan di Amerika Utara . Danau itu dijadikan tempat lalu lintas dan untuk rekreasi/pariwisata, 2. Terbentuknya fyord sebagai hasil erosi glasial seperti di Norwegia yang dapat digunakan untuk tempat berlindung perahu dan kapal pada waktu badai dan merupakan tempat penangkapan ikan yang aman . 3. Gletser merupakan tempat penelitian ahli glasiologi , 4. Daerah padang salju merupakan tempat berolahraga musim dingin (ski), 5. Gletser juga merupakan sumber air bagi sungai di bawahnya , seperti telah dibicarakan pada bagian depan, dan 6. Daerah yang tertutup es daratan dapat menyebabkan lahirnya kebudayaan yang khas, misalnya budaya eskimo dengan rumah igloo, dan alat transportasi slide yang ditarik anjing , serta bahan makanan utana daging hewan. 4. Danau, Kolam , dan Waduk Bagian perairan darat yang lain ialah danau, kolam, dan waduk. Danau adalah perairan daratan yang pada umunya terbentuk secara alami , sedangkan kolam sepenuhnya di buat oleh manusia. Danau yang di buat manusia, misalnya dengan pembendungan sungai merupakan sebuah waduk, yaitu tempat penampungan air.Empang atau tambak adalah sejenis kolam didaerah pantai .

57

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

a. Proses terjadinya danau Danau terbentuk melalui barbagai cara,pada umumnya terbentuk karena adanya depresi

bumi dengan menutup sebagian tetapi

cekungan alam yang telah ada, manusa membuat waduk penampungan air

untuk pembangkt tenaga

listrik, pengairan

sawah, dan seebagainya. Cekungan alam terbentuk karena tenaga geologi patahan, pelaruta bagian permukaan bumi (daerah kapur), erosi glester, dan letusan gunung berapi. Berdasarkan terbentuknya dapat dibedakan menjadi dua yaitu danau alami dan buatan. Uraian terperinci tentang klasifikasi danau dapat dibaca pada penjelasan berikut ini.

1) Danau bendungan, yaitu danau yang terbentuk karena aliran sungai terbendung secara alami oleh aliran lahar hasil letusan gunung berapi, seperti danau bandung pada jaman purba atau dibendung oleh manusia seperti danau Jati luhur, Cirata, Saguling, karangkartes, Gajah mungkur, dan sebagainya. 2) Danau vulkanik, yaitu danau yang terbentuk karena letusan gunung berapi, seperti danau kawah gunung kelud, Gunung Batur, dan Galunggung. 3) Danau tektonik, yaitu danau yang terbentuk karena patahan kerak bumi akibat aktivitas tenaga hendogen. Danau-danau besar di Afrika Tenggara merupkan danau tektonik, seperti Tanganyika, Malawi, dan Edward. 4) Danau tektonovulkanik atau vulkanotektonik yaitu danau yang terjadi karena gabungan tektonisme dan vulkanisme. Akibat letusan gunung berapi terjadi pemerosotan tepi diaterma dan membentuk dipersi yang kemudian tergenang air, sperti danau Toba. Pulau Samosir di tengahnya merupakan bagian tepi kepundan yang roboh dan muncul diatas permukaan air danau. 5) Danau karst ialah danau didaerah kapur yang terbentuk kerena pelarutan bagian permukaan kapur oleh air hujan yang mengandung

58

Pendidikan Fisika 2017/2018

CO2. Cekungan daerah karst itu dinamakan

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

dolina. Karena dasar Dolina kemudian menjadi kedap (impermeable), maka sebuah dolina dapat menjadi danau karst. 6) Danau glasial ialah danau danau didaerah es/glester seperti danau-danau besar diperbatasan antara USA dan Canada. Daerah danau tersebut dahulu merupakan ujung glester pada jaman glasial. Ditempat itu tertimbunmorena ujung yang kemudian menjadi tanggul penahan air cairan glester yang sedang mengalami pemunduran akibat penaikan suhu udara. b. Perkembangan Danau

Danau dan waduk tidak tetap pada keadaan semula,

karena

pemeliharaannya tidak seperti yang dilakukan orang terhadap kolam dan tambak. akibat sedimentasi dari sungai atau air permukaan yang masuk kedanau, danau tersebut menjadi dangkal. Danau yang dangkal itu beralih fungsi,karena ada kalanya dibuat orang menjadi sawah. Hilanglah wujud danau atau waduk tersebut. Upaya pencegahan pendangkalan itu dapat dilakukang dengan penghijauan didaerah aliran sungai bagian hulu dan sekitar danau sewaktu-waktu dilakukan pengukuran dasar danau. c. Kegunaan Danau, Kolam, dan Waduk Danau, kolam (empang), dan waduk mempunyai banyak kegunaan bagi manusia. Kolam dan empang sengaja dibuat untuk keperluan komersil, yaitu untuk memelihara berbagai jenis ikan yang akan dijual. Ada jug kolam yang dibuat untuk mendapatkan kesenangan melalui memelihara ikan. Danau dan waduk mempunyai kegunan yang banyak seperti untuk pengaliran lahan pertanian (irigasi), pembangkit tenaga listrik, perikanan, rekreasi, olah raga dan pelayaran. Pemanfaatan seperti tertulis diatas bergantung pada kondisi yang dimiliki danau atau waduk tersebut. Waduk juga memiliki fungsi menamping kelebihan air, agar tidak menimbulkan banjir di DAS bagian hilir. 5. Rawa

Rawa ialah genangan air daratan pada cekungan yang relatif dangkal dan sering kali ditutupi tumbuh-tumbuhan air. Rawa

59

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

terutama terdapat dibagian tengah dan hilir aliran sungai yang mengalir didaratan yang hampir sama tinggi dengan tinggi air sungai. Rawa juga terdapat di sepanjang pantai yang landai yang banyak dipengaruhi pasang surut air laut. Rawa seperti ini dinamkan rawa pantai, seperti yang terdapat dipantai timur Sumatera, pantai selatan Kalimantan, dan irian jaya serta dibeberapa tempat pantai Utara Jawa. a. Terjadinya Rawa

Sesuai dengan proses terbentuknya, terdapat berbagai macam rawa yaitu sebagai berikut: 1) Rawa abadi, yaitu rawa yang tidak pernah kering sepanjang tahun, terbentuk oleh genanangan air hujan atau air tanah yang tidak mempunyai pelepasan. Air rawa tersebut sangat asam dan berwarna kemerah-merahan. Dirawa tersebut hampir tidak ada organisme yang tidak dapat hidup, sehingga dapat dikatakan tidak berguna bagi manusia. 2) Rawa dipinggir aliran sungai yang mengalir didataran yang berawal pada waktu sungai iyu banjir. Ketika air sungai meluap, bahan kasar yang dibawa sungai akan membentuk tanggul alam sepanjang sunggai itu. Disebelahnya terdapat bahan-bahan yang lebih halus. Ketika air surut kembali, genangan air luar tanggul tidak dapat kembali kesungai dan tergenanglah rawa sungai. Peristiwa yang sama akaan terjadi setiap air sungai meluap dari tampat alirannya. Rawa

sungai

juga

dapat

terbentuk

pada

proses

pemenggalan meander, yaitu dis ebut kali mati yang dalam bahasa inggris oxbow lake (danau sepatu kuda) atauoxbow swamp (rawa sepatu kuda). 3) Rawa pantai terdapat dimuara sungai. Pada waktu pasang naik, air laut masuk kemura sungai dan melimpah kedaratan disekitarnya. Kejadian itu berlangsung duakali sehari, sehingga terbentuklah rawa pantai. Ketika air laut surut, permukaan air rawa tersebut rendah dan naik lagi pada waktu pasang naik. 60

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Dengan membuat saluran untuk memasukkan air sungai kerawa pada waktu pasang naik dan mengeluarkan air rawa itu pada waktu pasang surut, derajat keasaman air rawa dapat dikurangi. Dengan dmikian, rawa itu dapat dijadikan sawah pasang surut. Beberapa daerah teransmigrasi di Riau dan Kalimantan Selatan merupakan daerah pasang surut seperti itu. 4) Rawa teluk dipantai landai terbentuk karena sebelah teluk terbendung oleh bar, yaituendaan pasir yang umbuh didasar laut. Oleh karena pembendungan itu, dasar telut menjadi bertambah

dangkal

dan

tertutupvegetasi

pantai,

maka

terbentuklah sejenis rawa pantai. b. Manfaat Rawa Pantai

Beberapa manfaat rawa bagi manusia adalah sebagai berikut: 1)

Rawa ditepi sungai ditanami padi yang dapat menyesuaikan batangnya dengan naik turunnya permukaan air sungai.

2)

Rawa dengan hutang mangrove (bakau, api-api, dan sebagainya), dapat menghasilkan kayu untuk berbagai keperluan manusia.

3)

Rawa pantai dengan nipah dan rumbia yang tumbuh didalamnya digunakan orang sebagai penghasil bahan atap.

4)

Beberapa jenis rawa dapat menghasilkan jenis ikan.

5)

Daerah rawa juga dijadikan pemukiman dngan rumah-rumah bertiang tinggi dan dengan perahu sebagai alat angkutnya.

6)

Setelah dikeringkan, rawa juga dapat dijadikan lahan pertanian tanah kering.

C. Perairan Laut

Perairan laut merupakan bagian hidrosfer yang paling besar. Dilihat volumenya air laut meliputi 97,2% dari seluruh volume hdrosferdan dilihat luasnya meliputi 71% dari luas seluruh permukaan bumi, lebih jelas dapat dilihat pada tabel 2.1 dan 2.2 berikut ini. Tabel 2.1 Perbandingan luas daratan dan luas lautan dipermukaan bumi

61

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Permukaan Bumi

Luas Km2

%

Daratan

148.892.000

29,2

Lautan

361.059.000

70,8

Jumlah

509.951.000

100,00

Tabel 2.2 Perbandingan luas samudra-samudra Samudra

2. Bentuk pantai

Luas Km2

%

Pasifik

165.000.000

45’7

Atlantik

82.000.000

22,7

Hindia

64.000.000

17,5

Arktik

14.000.000

4,0

Laut yang lain

36.059.000

10,1

Jumlah

361.059.000

100,0

Istilah pantai sering kali dikacaukan dengan istilah pesisir.yang dimaksud dengan pesisir ialah pertemuan dataran dan lautan , mulai dari batas permukaan air laut pada waktu pasanng surut terendah menuju kearah darat sampai batas tertinggi yang mendapat pengaruh gelombang pada waktu badai. Pantai ialah daerah yang meliputi pesisir sampaidaerah yang lebih jauh kearah daratan, tetapi batasnya kurang jelas, jadi pesisir merupakan bagian dari pantai. Pantai mempunyai dua bentuk utama yaitu ,pantai curam dan landai. Pantai curam terdapat pada pegunungan yang langsung berbatasan dengan laut, baik yang sejajar maupun yang memotong garis pantai.

62

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Bentuk permukaan pantai tidak selalu tetap, tetapi senantiasa selalu mengalami perubahan ,yang disebabkan oleh halhal berikut: a. Gelombang ,arus dan pasang surut yang merupakan tenaga pengikis, pengangkut dan pengendap material. b. Sifat bagian darat yang dapat pengaruh proses marin. Maksudnya aapakah pantai itu curam atau landai. Dataran tinggi atau rendah , batuan keras atau lunak, dan homogeny atau heterogen. c. Perubahan ketinggiaan relative permukaan air laut , karena pembettukan atau pencairan air es. Dan penaikan atau penurunan bagian litosfer. d. Sebab alami lain seperti pertumbuhan terumbu karang , glister yang mencapai laut,letusan gunung berapi dan pembentukan delta sungai. e. Pengaruh perbuatan manusia seperti pembuatan pelabuhan , pengeringan rawa.pengerukan muara sungai , dan pembuat polder. 3. kandungan air laut

Air laut merupakan larutan yang mengandung berbagai garam, unsure kimia yang tergabung dalam air laut itu ialah; khalor (CL) 55%, Natrium (Na) 31%, Magnesium (Mg), kalsium(Ca), belerang (S),Kalium (K). disamping itu dalam jumlah kecil terdapat jga bormium, karbon , Stronium, barium, Silikon, flourium, . air laut jga mengandung larutan gas Oksigan, Asam arang, yang merupakan kebetuhan vital bagi vegetasi dan hewan laut. Tabel 2.3 Kandungan garam-garaman dalam air laut Namagaram-

Rumuskimia

garaman

63

Jumlahgaramdalam Gram/1000 gram air

Natriunkhlorida

NaCl

23

Magnesium khlorida

mgCl

5

Natriumsulfat

NaSO4

4

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Kalsiumkhlorida

CaCl2

1

Kaliumkhlorida

KCl

0,7

Bahan-bahan lain

0,8

Jumlah

34,5

Sumber;strahler,hal37 Bentuk kandungan garam-garaman air laut lebih dikenal dengan sebutan garam atau salinitas, kadar garam air laut normal ialah 3,5%. Air laut daerah tropis pada umumnya berkadar garam rendah karena banyaknya curah hujan, terutama di Indonesia, selain curah hujan tinggi bnyak air sungai yang bermuara dilaut. Beberapa bagian laut yang mempunyai kadar garam tinggi, karena mempunyai curah hujan yang rendah dan suhu yang tinggi.misalnya laut yang berdampingan dngan gurun, seperti laut Merah 4%, laut Tengah3,8%,teluk Persia 4%, dan laut Mati sbuah danau yang berkadar garam 26%. Sebaliknya kadar gaaram rendah , karena tingginya curah hujan, dan banyaknya sungai yang bermuara di laut, seperti Laut Baltik 1,9%. 4. gerakan air laut

Ada tiga macam gerakan air laut,yaitu ombak (gelombang0, arus dan pasang surut, semua gerakan air laut mempengaruha bentuk pantai, karenagerakan tersebut merupakan pengikis , pengangkut, dan pengendap material.gelombang dan arus terutama disebabkan oleh angin dan pasang surut serta gaya tarik bulan dan matahari.

Gelombang

Ialah gerakan melingkar molekul air dan tampak sebagai gerakan naik turun dengan sedikit gerakan maju, gelombang dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Gelombang osllasi,

molekul air bergerak melingkar , biasanya terjadi dilaut lepas, yaitu bagian laut yang dalam. Ketinggian dan panjang gelombang ini

berfariasi,.Demikian

juga

panjang

gelombang

dankecepatannya. Tinggi gelombang ialah jaraak antara lembah dan bukat gelombang, panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak 64 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

yang berdekatan. Pada umumnya gelombang dipengaruhi oleh beberapa factor yaitu: a. Kecepatan angin b. Lama angin bertiup c. Luas daerah tempat angin bertiup d. Kedalaman laut

2. Gelombang tranlasi atau soliter, Gelombang yang masa airnya bergerak searah dengan gelombang tersebut tanpa diimbangi arah mundur,gelombaang ini tidak memiliki puncak dan lembaah gelombang. Jika gelombaang ini berbentuk klif, maka akan pecah dengan kekuatan tumbukan yang sangat besar. Sehingga pada klif tersebut akan membentuk relung, gua pantai atau gerbang laut. Proses pengikisan juga berlaku pada dasar laaut, sehingga didepan pantai itu terbentuk dataran luas yang dinamakan dataran aberasi. Apabila gelombang tranlasi sampai dipesisir laut, air laut akan naik dan dnamakan swash. Setelah berhenti pada ketinggian tertentu masa air laut akan kembali kearah laut dan dinamakan back swash. Swash dan back swash itu berperan pada sedimentasi dipesisir.

Di lepas pantai antara kedua jenis gelombang tersebut terjadi pecah gelombang yang disebut gelora (surf atau breakher). Mulai dari inilah gelombang osilasi berubah menjadi gelombang Tranlasi. Gelora trjadi karena gelombang sampai pada daerah yang lebih dangkal, sehingga bentuk gelombang tidak sentrimetis lagi. Lereng gelombang bagian depan menjadi miring dan tumpah, lalu air mengalir diatas permukaan laut yang lain. Perhatikan gambar 2.10 berikut, Perlu diketahui bahwa

geraka back swash itu kadang

cukupp deras, sehingga dapat menghanyutkan orang yang mandi dipantai. 65 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b. Arus laut

Ialah gerakan molekul air laut yang umumnya berarah mendatar. Dibeberapa bagian air laut terdapat juga arus vertical, berdasarkan factor penyebabnya arus dapat dklasifikasikan sebagai berikut; 1. Arus tetap, yaitu terjadi karenaangin tetap dan mempunyai panjang tetap sepanjaang tahun, angin tetap yang menyebabkan arus tetep ialah angi pasat (timur laut dan tenggara). 2. Arus tengah tahunan, yang terjadi karena tiupan angin musim (Muson) dan berubah arah seetiap setengah tahun,dibagian utara

Samudera

Hindia,

yaitu

sepanjang

pantai

india

dipengaruhi oleh angin musim. Terjadinya arus musim barat daya pada bulan juli dan timur laut pada januari. 3. Arus kompensasi, terjadi karena perbadaan tinggi air laut, seperti arus pasang diantara arus khatulistiwa utara dan selatan. Karena kedua arus khatulistiwa itu, molekul air berpindah kearah barat, sehingga permukaan air dibagian barat lebih tinggi dari bagian timur. Sebagai kompensasinya mengalirlah arus yang berlawanan dengan arus khatulistiwa tersebut. Arus tersebut dinamakan arus sungsang.

66

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 2.11 arus laut di tiga samudra 4. Arus vertical, yaitu arus yang naik turun. Dipangkal khatulistiwa terdapat arus yang naik, utuk mengisi kekurangan bagian itu, dibagian barat samudra yaitu tempat permukaan air relative lebih tinggi, terjadi arus vertical yang turun. 5. Arus ataas dan arus bawah, seperti yang terdapat pada selat Gibraltar adalah arus yang bergerak berlawanan dan terjadi karena perbedaan kadar garam,air laut tengah yang lebih berat menyebabkan arus bawah kearah dasar samudra atlantik. Sebagai kompensasi, terjadi arus dari samudra atlantik ke laut tengah. 6. Arus diselat Bab el Mandep terjadi karena perbedaan suhu air laut, laut merah yang dikelilingi gurun yang kering relative lebih panasdaripada air disamudra hindia, akibat perbedaan tinggi suhu tersebut menyebabkan ter jadinya arus samudra hindia ke laut merah, melalui selat sempit Bab el Mandep. Berdasarkan suhunya arus dibedakan menjadi dua yaitu: 1. Arus panas, yaitu arus dengan suhu air yang lebih panas daripada air yang didatangi. Pada umum nya arus yang menjauhi khatulistiwa merupakan arus panas. 2. Arus dingin, yaitu arus yang suhunya lebih dingin daripada air yang

didatangi.

Pada

umumnya

khatulistiwa dan arus vertical naik. 67

Pendidikan Fisika 2017/2018

aarus

yang

menuju

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

c. Pasang surut

Adalah perubahan ketinggian permukaan air laut yang berlangsung secara periodic, dengan periode setengah hari bulan (satu hari bulan=24jam 50 menit). Laut sedand pasangjika permukaanya paling tinggi dibandingkan permukaan rata-rata, sedangkan surut jika permukanya paling rendah. Penybab pasang surut air laut terutama adalah gaya tarikm bulan. Bulan tepat diatas titik P1 pada permukaan bumi. Karena gaya tarik bulan dititik P1 palang besar karena titik P1 dekat dengan bulan. Jika titik O bergerak kearah bulan, maka titik P2 bergerak lebih lambatdari pada titik O. oleh karena itu permukaan air dititik P1 dan P2 lebih tinggi daripada permukaan air laut ratarata. Pasang naik terjadi di P1 dan P2, sementara itu didaerah yang letaknya 900, dari kedua titik tersebut terjadi pasang surut.

gambar 2.13 terjadinya pasang surut air laut,

Peredaran semu harian bulan memerlukan waktu 24 jam 50 menit, priode tersebut dinamakan satu haru bulan, oleh karana itu satu titik di khatulistiwa pada permukaan bumi mengalami dua kali pasang naik dalam satu priode, Ternya gaya tarik matahari juga mempengaruhi terhadaap molekul air laut, walapun prbandingan gaya tarik bulan terhadap bumi adalaah 1:2,2. Pada waktu posisi matahari satu garis dengan bumi , dan bulan, baik matahari itu sedang satu arah atau berlawanan arahdgn bulan dilihat dari bumi gaya tarik bulan dan matahari bekerja sama pada satu titik dipermukaan bumi sehingga di titik tersebut berlaku 68

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

gaya sebesar 1+2,2= 3,2 x gaya tarik matahari. Maka pada waktu itu terjadi pasang purnama, yaitu pasang naik yang paling tinggi dibandingkan pasang naik yang lain. Pasang purnama terjadi dua kali dalam satu bulan, yaita pada waktu bulan purnama dan bulan baru.

S P

2,2+1

bumi

bulan baru

matahari

gambar 2.14 posisi bulan bumi dan matahari pada waktu bulan purnama dan bulan baru.

Pasang naik yang paling rendah dalam prioode satu siklus pasang surut dinamakan pasang perbani, pasang perbani trjadi pada waktu kedudukdn bulan , bumi, dan matahari membentuk sudut 900. Pada posisi tersebut gaya tarik matahari dan bulan bekerja pada titik-titik tegak lurus satu sama lain.9lihat gambar 2.15).

Pada waktu bulan perbani,gaya tarik bulan bekerja pada titik P1 dan P2 sedangkan gaya tarik matahari bekerja pada titik P3 dan P4. Besar gaya yang menyebabkan pasang perbani adalah resultan gaya yang tegak lurus sesamanya. 69

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Pada posisi diantara pasang purnama dan pasang perbani , tinggi pasang naik berubah dengan teratur. Tegangan waktu antara dua pasang naik yang berurutan tidak selu sama, misalnya 12jam 25 menit, perbedaan priode pasang suatu daerah dipengaruhibeberapa factor, diantaranya letah pantai itu dari laut lepas, tinggi pasang naik diberbagai pantai mungkin juga berbeda, misalnya dipantai estuary pasang naik dapat mencapai 10m diatas pasang surut , padahal dilaut lepas selisih antara pasang naik dan surut hanya 3m. Pertanyaan : 1. Apakah di indonesia ada Gletser ? Dan bagaimana proses terjadinya Gletser ? ( lilis suryani kel 4 , 2013 122 062 ) Jawab : Terjadinya Gletser terbentuk dari penimbunan salju dan bergerak menuju ke bawah akibat gravitasi bumi . di Indonesia ada terjadinya Gletser yaitu di puncak gunung Jayawijaya di papua , di akibatkan suhu pada malam hari 00 dan membentuk salju perubahan cuaca ekstrim.

2. Mengapa sungai tidak di manfaatkan tetapi justru membuat waduk ? ( Netti Setiani kel 7 , 2013 122 054) Jawab : Sungai tidak di manfaatkan karena terjadi pendangkalan pada sungai .

3. Kenapa pantai selatan lebih berbahaya di bandingkan pantai utara ? ( Nilam sari kel 5 , 2013 122 048 dan Edi Sarwoko kel 1 , 2013 122 057 ) Jawab : Pantai selatan berbahaya karena terdapat banyak palung di bandingkan pantai utara .

4. Kenapa hujan dapat menjadi sebuah musibah ? ( Iin Lestari kel 5 , 2013 122 045 ) Jawab : Karena banyak kerusakan alam yang di lakukan oleh manusia , sehingga air hujan tidak dapat di serap dengan baik dan mengakibatkan banjir , maka anggaplah hujan itu sebagai rezeki . 70 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

3 ATMOSFER Nama Kelompok

: Rudi Susanto 2013 122 058 : Rodiyah 2013 122 040 : Zawatul Fadilah 2013 122 061

Bola bumi diselubungi lapisan udara yang terdiri atas bermacammacam gas, yang dinamakan atmosfer. Tebal atmosfer mencapai lebih kurang 10.000 km dari permukaan laut. Sebanyak 97% dari udara itu terletak pada lapisan paling bawah , sampai 29 km . makin tinggi, lapisan udara itu makin tipis. Dampai ketinggian 80 km, komposisi udara itu sebagian dikatakan seragam. Dalam keadaan kering susunan udara itu sebagian besar N2(78,08%), dan O2(21%) CO2 hanya sedikit (0,03%). Nitrogen dalam atmosfer sukar bersenyawa dengan unsur lain dan dapat dikatakan sebagai substansi yang netral. Dalam jumlah kecil Nitrogen merupakan bakteri tanah yang bermanfaat bagi tumbuh-tumbuhan. Sebaliknya, Oksigen merupakan unsur yang aktif bersenyawa dengan unsur lain dalam proses oksidasi. Jasad hidup memerlukan O2 untuk mengubah zat makanan menjadi energi. Peranan CO2 di udara sangat penting, karena dapat mengabsorbsi panas pancaran matahari. Bagi tumbuh-tumbuhan. CO2 berguna untuk mengubah zat hara menjadi karbohidrat dalam proses fotosintesis. Di dalam atmosfer masih terdapat udara persentase zat yang lain dalam jumlah kecil, yaitu amoniak, belerangoksida, dan uap air. Banyak uap air di udara selalu berubah. Uadar panas pada umumnya banyak mengandung uap air, sebalinya uadara dingin. Makin tinggi lapisan uadara terdapat zat yang ringan makin besar seperti H2, sedangkan zat yang berat seperti N2, O2 dan Ar relatif makin berkurang . amatilah tabel 3.1 di bawah ini.

71

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tabel 3.1 Hubungan antara Ketinggian Lapisan Udara dengan Komposisi Macam-mcam Zat menurut Humprey (dalam %) Tinggi (km) Zat

15

20

40

100

Zat lemas

79,5

81,2

86,5

3,0

Zat pembakar

19,7

18,3

12,6

0

Argon

0,8

0,5

0,2

0

Zat air

0

0

0,7

97,0

Jumlah

100,0

100,0

100,0

100,0

Sumber :G.O.F. Dengel,halaman 9.

Pada kenyataannya angka-angka di atas tidaklah pasti. Yang jelas kecuali kecuali perbedaan susunan unsure pembentuk udara pada lapisan itu terdapat juga perbedaan suhu dan tekanan udara seperti dilukiskan pada gambar 3.1 dan 3.2 berikut ini.

Gambar 3.1

Gambar 3.2 Zone Suhu dalam Atmosfer

Tekanan udara di berbagai

(Frank Press & Raymond Stever, hal 343)

ketinggian dalam Atmosfer (strahler, hal 31)

Pengaruh terbesar bagi manusia dan kehidupan yang berasal dari lapisan troposfer. Pada lapisan inilah cuaca selalu 72

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

berubah. Pada lapisan stratosfer terdapat lapisan ozon yang merupakan pelindung bagi makhluk hidup ari pengaruh radiasi ultra violet sinar matahari. Lapisan itu terletak pada ketinggian antara 20 sampai dengan 55 km di atas permukaan bumi. Penipisan lapisan ozon, seperti terjadi dewasa ini, akan dapat mengubah iklim dan selanjutnya dapat mempengaruhi kehidupan di permukaan bumi.

A. Cuaca 1. Pengertian

Dalam atmosfer terdapat beberapa gejala alam, seperti hujan,angin, dan petir serta beberapa parameter seperti suhu, kelembaban, dan tekanan udara. Kelima hal tersebut selalu berubah setiap saat. Kombinasi dari kelima hal tersebut menentukan kondisi udara pada suatu saat di suatu tempat yang dinamakan cuaca. Pada suatu tempat kita akan mengalami keadaan cuaca baik yaitu kalau hari cerah tak berawan atau cuaca buruk kalau mendung atau hujan lebat. Perhatikan keadaan udara pada saat anda membaca bagian pelajaran ini. Baik atau burukkah cuaca saat ini?

2. unsur cuaca

Lima unsur cuaca yang utama ialah suhu udara, kelembaban udara, angin ,dan curah hujan. Di samping itu, terdapat unsure cuaca yang lain seperti intensitas penyinaran matahari, keadaan awan dan listrik di uadara (petir). Kadang-kadang ada gejala alam yang berhubungan dengan cuaca sperti halo, pelangi, dan sandikala.

a. suhu udara

Udara akan menjadi panas karena penyinaran matahari. Suhu di permukaan matahari tercatat 6.000 oC karena jarak antara matahari dengan bumi cukup jauh, yaitu sekitar 149.000.000 km , maka kita masih dapat menikmati panas matahari itu tanpa ada akibat yang membahayakan. Karena pancaran matahari, yang mulai menerima panas adalah permukaan bumi. Udara yag dilaluinya hampir tidak menangkap panas tersebut. Lapisan atmosfer yang paling bawah

73

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

yang pertama kali mendapat panas dari permukaan bumi melalui persentuhan

(kontak)

antara

bumi

dengan

udara.

Panas

dirambatkan secara berangsur dari lapisan atmosfer yang palin bawah lebih panas daripada laipsan yang lebih tinggi. Akan tetapi, pada lapisan yang sangat tinggi udara menjadi lebbih panas lagi, karena pancaran langsung dari matahari tanpa halangan yang berarti dari lapisan atmosfer yang telah tipis. Lihat lagi gambar 3.2 Banyaknya panas matrahari yang diterima permukaan bumi terutama dipengaruhi oleh: 1) Lamanya penyinaran matahri 2) Kemiringan sinar matahari 3) Keadaan awan, dan 4) Keadaan permukaan bumi. Kombinasi dari keempat factor di atas menyebabkan sinar perbedaan suhu yang diterima permukaan bumi dan akibatnya menyebabakan perbedaan suhu di atasnya. Makin lama matahari memancarkan sianrnya di suatu aerah, makin banyak panas yang diterima bagian bumi.itu. keadaaan udara yang cerah sepanjang hari akan lebih panas daripada jika hari itu beawan sejak pagi. Di daerah lintang pertengahan panjang siang hari pada musim panas lebih panjang daripada musim dingin. Faktor itulah yang meneyebabkan lahirnya musim-musim tersebut. Jika datangnya cahaya matahari di suatu daerah lebih tegak, maka panas yang diterima daerah itu lebih banyak daripada kalau cahaya itu lebih miring. Perhatikanlah gambar 3.3

Gambar 3.3 Kemiringan matahari mempengaruhi pemanasan permukaan bumi.

74

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa Kekuatan cahaya A yang vertical jatuh di bidang seluas a, tetapi cahaya B yang kuat dengan cahaya A disebabkan di bidang b yang lebih luas. Bidang a lebih panas daripada bidang b.

Awan merupakan penghalang pancaran matahari. Berapa besar kemampuan awan menyerap panas matahari, dapat dikatakan pada gambar 3.4

Gambar 3.4 Perbandingan Energi panas sinar matahari yang hilang pada waktu hari cerah dan pada waktu berawan (Strahter, hal 55)

Yang dimaksud dengan keadaan permukaan bumi ialah perbedaan warna batuan dan perbedaan sifat darat dana laut. Batuan yang berwarna cerah lebih cepat menerima panas dan lebih cepat pula melepaskan panas daripada batuan yang berwarna gelap. Permukaan darat lebih cepat menerima dan melepaskan panas daripada permukaan laut.

75

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 3.5 Alat Pencatat Sinar Matahari (tipe Compbeli-Stokes) G.O.F. Dengel, hal 40

Kita pasti sudah tahu alat pengukur suhu alah termometer. Di samping thermometer raksa ada pula thermometer alcohol dan thermometer bimetal. Termometer bimetal digunakan dalam termograf yaitu thermometer yang dilengkapi silinder pencata yang secara otomatis dapat mencatat sendiri suhu sepanjang hari. Untuk mencatat intensitas pancaran matahari digunakan alat yang dilengkapi sebuah bola gelas, tempat skala dan pias karton yang mudah terbakar.

Gambar 3.6 Peta dunia yang melukiskan isotherm rata-rat pada bulan januari dan juli (strahler, hal. 74-75)

76

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b. tekanan udara

lapisan udara pada permukaan bumi memeberikan teakanan yang besar. Pada setiap bidang yang luasnya 1 cm3 berlaku tekanan udara lebih kurang 1 kg, tepatnya 1033,3 gram. Tekakanan itu berasal dari berat tiang udara yang beralas 1 cm3 dengan ketinggian kira-kira 10.000 km, dari permukaan bumi sampai batas tertinggi lapisan atmosfer, seperti telah dipelajari pada pelajaran fisika, besar tekanan udara sama dengan 76 cm raksa yang beratnya = 76 x 13,596 gram = 1033,3 gram atau satu atmosfer. Tekanan udara di permukaan laut akan lebih besar daripada di puncak gunung, karena tinggi tiang udara yang berbeda. Dalam meteorologi kecuali satuan atmosfer, untuk tekanan udara digunakan satuan bar = 1000 milibar (mb). Ternyata, 1 atmosfer sama besarnya dengan 1,013 bar atau 1013 mb. Alat pengukur ialah barometer. Ada barometer raksa dan ada pula barometer kotak atau barometer aneroid. Barometer kotak itu harus selalu dikoreksi dengan barometr raksa. Bentuk barometr kotak dapat dilihat pada gambar 3.7 di bawah ini.

Gambar 3.7 Penampang Barometer Kotak (G.O.F. Dengel, hal 19)

Di samping itu, di gunakan pula barograf yaitu barometer yang dapat melakukan pencatan sendiri. goresan naik turunnya tekanan udara dilukiskan dalam bentuk barogram.

c. kelembaban udara

kelembaban udara dinamakan juga kelengasan atau kebasahan udara yaitu kandungan uap air di dalam udara. Uap air di udara itu berasal dari hasil penguapan air di permukaan bumi, air tanah atau air yang ada pada tumbuh-tumbuhan. Kandungan uap air di udara berubah-ubah. Kemampuan udara memegang uap air juga berbeda. Jadi, masa udara mempunyai batas maksimum dalam menampung sejumlah udara. Batas meksimum tersebut ditentukan oleh suhu udara seperti tergambar pada table 3.2

77

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tabel 3.2 Jumlah Kandungan Uap Air Maksimum pada Berbagai Ketinggian Suhu Udara Suhu udara (oC)

-20

-10

0

10

20

30

Jumlah

1,1

2,4

4,9

9,4

17,3

30,4

maksimum uap air (gram/m3) Sumber : G.O.F. Dengel, halaman 70. Dari table di atas dapat dipelajari, apa sebab kalau suhu udara turun kemungkinan hujan akan turun/ pada suhu 30oC udara yang mengandung 25 gram uap air/m3 tidak akan menyebabkan hujan. Jika suhu udara turun sampai 20oC, uap air yang 25 gram/m3 itu telah melebihi batas maksimum, berarti udara sudah jenuh uap air. Pada saat suhu mencapai batas maksimum penegembunan mulai terjadi. Mula-mula terbentuk awan atau kabut, kemudian turun hujan. Oleh karena itu, penurunan suhu itu dapat menyebabkan hujan turun. Ada bermacam-macam kelembaban udara, di antaranya ialah kelembaban mutlak dan kelelmbaban nisbi. Kita bicarakan dua jenis kelembaban tersebut,karena itulah yang paling banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari, yaitu sebagai berikut.

1)

Kelembaban mutlak yaitu bilangan yang menunjukkan berat uap air dalam satuan gram yang ada di dalam 1 m3 udara.

Di pantai mempunyai kelembaban mutlak yang tertinggi, krena berdekatan dengan sumber penguapan yaitu laut. Daerah pedalaman, biasanya lebih kering. Gurun terbentuk karena jauh dari permukaan air yang dapat memberikan uap.

2)

Kelembaban

nisbi,

yaitu

angka

dalam

%

yang

menunjukknan perbandingan antara banyaknya uap air yang 78

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

benar-benar dikandung udara pada suhu tertentu dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung udara pada suhu yang sama.

Jika udara telah jenuh uap air,artinya jumlah uap air dalam udara pada suhu tertentu itu telah mencapai batas maksimum kelembaban nisbinya 100%, maka udara tidak mampu lagi mempertahankan air dalam bentuk uap. Uap air pun mulai mengembun (kondensassi) menjadi bintik-bintik air yang halus melayang di udara, itulah awan atau embun. Jika butir-butir air itu bertambah besar sehinga tak dapat melayang lagi, maka turunlah ia sebagai hujan, mulai dari hujan gerimis sampai hujan lebat. Kelembaban udara umumnya diukur dengan alat bernama hygrometer. Pada hygrometer digunaknan sifat higroskopis rambut yang telah bebas lemak. Oleh karena itu, rambut itu mudah mngambil uap air dari udara di sekelilingnya. Jika kelengasan bertambah, rambut itu bertambah panjang. Pergerakan memanjang dan memendek rambut itu dihubungkan dengan sebuah jarum penunjuk yang dihubungkan dengan skala kelelmbaban nisbi. Jika hygrometer

dilengkapi

alat

pencatat

otomatis.

Dinamakan

higrograf.

d.Angin

Angin adalah gerakan udara yang terjadi di atas permukaaan bumi. Pada umumnya angin bergerak horizontal, namun dalam meteorology kita temukan juga angin yang bergerak vertical atau miring mengikuti lereng.

1) Proses terjadinya

Penyebab terjadinya angin ialah perbedaan tekanan udara di dua wilayah yang berdekatan. Perbedaan itu sebagai akibat dari perbedaan suhu udara dan ini pun sebagai akibat dari perbedaan pemanasan matahari. Angin bersifat meratakan tekanan udara. Makin besar perbedaan tekanan udara, makin kencang angin yang terjadi.

79

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Perhatikan gambar 3.9.I melukiskan lapisan udara dalam keadaan seimbang, tekanan di semua tempat sama. Garis horizontal pada gambar itu melukiskan lapisan udara dengan tekanan yang sama (980,990,1000, dan 1010 mb merupakan bidang mendatar). Di daerah seperti itu tidak ada angin. Apabila pemanasan di A lebih tinggi daripada daerah sekitarnya, maka udara di situ akan memuai. Permukaan udar dengan tekanan yang sama itu tidak horizontal lagi, di C lebih tinggi daripada di D dan D1. Bagaikan aliran air pada permukaan yang miring, mengalirlah angin dari C ke D dan D1 (gambar 3.9.II). Selanjutnya akibat aliran udara itu terjadi penimbunan udar di D dan D1, sehingga di lapisan bawah bidang isobar itu mengalami perubahan di B dan B1 lebih tinggi daripada di A. mengalirlah udara dari luar kea rah A (gambar 3.9.III). Demikianlah aliran udara atau angin itu membentuk suatu aliran tertutup dari A naik menuju C, dari C mengalir kearah D dan D1, dari situ turun meunju B dan B1, yang dirasakan di permukaan bumi angin betiup dari B dan B1, yang lebih tinggi kearah A yang lebih panas dengan tekanan yang lebih rendah. Aliran itu akan terus berlangsung selama perbedaan tekanan udara masih ada dan akan berhenti kalau keadaan seimbang tercapai lagi.

2) Macam-macam Angin a) Angin lokal

Angin yang kita rasakan, pada umumnya merupakan angin local sebagai akibar dari perbedaan tekanan udara di dua daerah yang berdekatan. Dipantai bertiup angin darat dan angin laut. Di daerah

bergunung-gunung bertiup angin lembah, angin gunung. Dan angin 80 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

turun yang kering di daerah yang lebih luas, antara Asia dengan Australia bertiup angin musim. (1)Angin darat dan

seperti diuraikan di bagian pemanasan permukaan bumi, darat

angin laut

cepat menerima dan melepaskan panas daripada permukaan lautPenyebabnya ialah: -

Darat terjadi dari zat padat yang lebih mudah menangkap panas daripada air.

-

Zat padat di darat itu diam, sehingga molekul batuan yang telah panas tetap pada tempat semula dan terus-menerus menerima panas. Molekul air selalu bergerak, sehinggga molekul yang telah panas dapat berpindah tempat digantikan molekul lain yang masih dingin.

-

Permukaan air yang mengkilat lebih banyak memantulkan sinar daripada permukaan darat yang pada umumnya kusam dan menyerap panas.

Pada kondisi pemanasan yang sama, yaitu siang hari, darat lebih cepat panas daripada laut atau danau yang luas. Akibatnya tekanan udara di atas darat lebih rendah daripada di atas laut. Bertiuplah angin dari laut ke darat. Itulah angin laut. Keadaan sebaliknya terjadi pada malam hari. Darat lebih cepat melepaskan panas daripada laut, sehingga udara di atas laut menjadi lebih panas daripada yang diatas darat. Bertiuplah angin darat kea rah laut pada malam hari. Perhatikan gambar 3.10.

Gambar 3.10 Angin Darat dan Angin Laut

Angin laut pada umumnya basah, artinya mengandung uap air. Oleh karena itu,angin laut dapat menyebabkan terbentuknya 81 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

awan di darat, bahkan kemudian menurunkan hujan. Cu pada gambar 3.10 berarti awan cumulus.

(2)Angin gunung

Di lereng gunung terjadi pergantian arah angin akibat perbedaan

dan angin lembah

tekanan udara di bagian puncak dan di lembah yang mengapitnya. Pada siang hari bagian atas lereng gunung lebih rendah daripada di lembah. Bertiuplah angin lembah. Pada malam hari sebaliknya, yang terjadi adalah angin gunugn. Karena perbedaan ketingginan, pada malam hari tanpa penyinaran matahari puncak gunung relative lebih dingin daripada lembah.

(3)Angin turun yang kering

Yang dimaksud dengan angin turun ialah angin yang bertiup dari puncak pegunungan menuju lembah. Angin seperti itu bersifar kering dan bertambah panas. Udara yang naik mengalami penurunan suhu. Sebelum terjadi pengembunan, setiap udara naik 100 meter pada umumnya suhunya turun 1oC, karena proses adiabatic kering. Setelah terjadi pengembunan, kenaikan suhunya lebih lambat yaitu sekitar 0.5oC tiap naik 100 meter, dinamakan proses adiabatic basah. Akan tetapi, jika udara itu turun suhunya akan naik 1oC setiap turun 100 meter,karena udara yang turun selalu kering. Kejadian itulah yang melahirkan angin turun yang kering.

Gambar 3.11 Terjadinya Angin turun Kering Dari lereng kiri sebuah pegunungan angin laut yang basah itu naik. Suhu angin di permukaan laut 25℃. Sampai ketinggian 1000 meter berlangsung proses adiabatic kering, suhunya turun 10℃. Pada ketinggian 1000 meter itu suhu angin menjadi 25o℃10℃. Selanjutnya terjadi proses adiabatic basah, sehingga pada 82

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

puncak pegunungan yang tinggi nya 3000 meter itu suhu angin telah turun lagi 10℃. Suhu puncak itu menjadi 5℃. Di lereng kanan pegunungan itu angin turun, sehingga sampai di pantai suhunya telah naik (3000 : 100) x 1oC = 30oC. Berarti angin itu bersuhu 5oC + 30oC = 35oC. Jika angin itu lebih panas daripada suhu udara di daerah yang didatangi, dinamakan angin turun panas atau fohn, seperti bohorok, kumbang, gending, brubu, dan wambrau di negara kita, fohn di Alpina barat (tempat asal nama jenis angin ini), Chinook di lereng timur Rocky Mts, dan sirocco di pantai barat italia. sekalipun telah bertambah panas, angin turun itu masih lebih dingin dari pada udara ditempat yang di datangi. Angin demikian itu dinamakan angin turun dingin, contohnya bora disekitar L. Hitam, mistral di pantai L. Tengah, norte dilereng peg. Pirenea, spanyol, dan bise di lereng peg. Yura. (4) Angin Musim

Seperti angin darat dan angin laut, angin musim juga berganti arah dengan arah berlawanan. Akan tetapi, periodenya satu tahun, bukan satu hari. Penyebab angin musim ialah adanya dua daratan luas yang bersebrangan terhadap khatulistiwa, satu di belahan utara, satu dibelhan selatan. Asia di belhan utara dan Australia di belahan selatan

merupakan

factor

penyebab

angin

musim.

Factor

pendukung lainnya ialah pergeseran matahari antara GBU dengan GBS. (ingat kembali salah satu akibat revolusi bumi). Pada waktu matahari beredar di utara (April-Septembar) Asia musim panas sehingga terjadi daerah depresi atau daerah barometric minimum.pada waktu yang sama Australia musim dingin yang menyebabkan lahirnya daerah barometric maksimum di Australia tengah. Bertiuplah angin dari Australia menuju Asia, yaitu angin musim tenggara di belahan selatan dan berubah menjadi angin musim barat daya di belahan utara. Angin pusat tenggara di Samudera India juga diubah menjadi musim barat daya, karena depresi Asia menariknya.

83

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Angin itu menimbulkan musim kemarau di belahan bumi selatan seperti Australia Utara dan di Indonesia bagian Selatan dan musim.

(5) Angin siklon dan anti Siklon

Daerah depresi atau pusat barometrik minimum dinamakan

juga siklon dikelilingi dikelilingi daerah dengan tekanan yang lebih tinggi.Pusat barometric maksimum dinamakan antisiklon. Angin siklon ialah angin yang terjadi di daerah siklon bertiup dari dari sekitar siklon menuju ke pusat siklon itu. Sesuai dengan Hukum Buys Ballot, sambil bertiup kearah pusat angin siklon membentuk gerakan spiral.Arah putaran siklon dibelahan utara berlawanan dengan arah putaran jarum jam, sedangkan di belahan selatan searah dengan arah putaran jarum jam. Dari pusat siklon udara bergerak keatas dan kadang-kadang disertai bentukan ekor awan berbentuk kerucut.Jika kerucut awan sebuah siklon yang kuat menyentuh permukaan bumi, terjadilah malapetaka penghancuran rumah-rumah dan pohn-pohon.Dari pusat anti siklon udara bergerak turun dari lapisan atas dan biasanya tidak banyak membawa kerusakan.

84

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

u t a r a khatulistiwa

S e l a t a n

Siklon

Antisiklon

Gambar angin 3.12 Bagan Angin Siklon dan Antisiklon Di Dua Belahan Bumi

Di negara kita angina siklon dikenal dengan nama putting beliung atau angin puyuh yang tidak begitu kuat, karena di daerah khatulistiwa perbedaan tekanan dipusat siklon dengan daerah disekitarnya tidak besar. Angin siklon yang kuat terdapat di sekitar lintang 60℃ utara dan selatan.Lintang tersebut merupakan tempat tempat pertemuan antara angin timur dari kutub yang lebih ringan. Massa udara panas itu akan dan menimbulkan anti siklon. Sejenis siklon yang terkenal hebat ialah tornado di daratan Amerika Serikat bagian Selatan dan di Australia.Tornado merupakan

ekor

yng

seakan-akan

tergantung pada

awan

cumulonimbus dengan garis tengah antara 100 sampai 450 meter.Kecepatannya mencapai 400 km per jam dan sambil berpusing melakukan gerakan gerakan horizontal.

85

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 3.13 Tornado (Louise Quayle. Hal 73)

Di permukaan laut, seperti di Laut Karibia dan Teluk Mexico angina seperti itu dinamakan Huricane.Kecepatannya sekitar 120 – 200 km per jam dan garis tengahnya antar 150 sampai dengan 500 km. Badai seperti itu biasanya seperti hujan yang lebat. Typhone (taifun) di lepas pantai Cina merupakan badai seperti itu juga. Peta pada Gambar 3.14 melukiskan 7 lokasi persebaran siklon tropic dipermukaan bumi.

Gambar 3.14 Peta Persebaran Siklon Tropic Di Seluruh Dunia A Sampai G Adalah 7 Lokasi Utama

Ketujuh lokasi itu ialah: a. 86

Atlantik Utara bagian barat meliputi Laut Karibia dan

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Teluk Mexico; b.

Pantai Pasifik Timur dekat Mexico dan Amerika Tengah;

c.

Samudra Pasifik bagian barat laut meliputi Filipina, Laut Cina, dan Jepang;

d.

Laut arab dan Teluk Benggala;

e.

Samudra Hindia Selatan dekat Madagaskar

f.

Samudra Pasifik Barat Daya meliputi Samoa, Fiji, dan pantai Timur Australia;

g.

Samudra Hindia sebelah Barat Australia

b) Angin Tetap dan Peredaran Udara Secara Global

Secara global diduna ini terdapat system peredaran udara yang tetap yang melahirkan 3 macam angin pasat (Timur Laut dan Tenggara) di daerah tropic, angin barat di lintang pertengahan, yaitu 40° LU - 60° LS dan, dan angin timur di sekitar kedua kutub bumi. Ketiga angin itu merupakan angin tetap yaitu angin yang betiup sepanjang tahun dengan arah yang sama. Akibatnya di seluruh permukaan bumi terjadi peredaran udara yang berlangsung sepanjang tahun pula. Namun di banyak lokasi , karena kondisi setempat angin tetap itu terkalahkan oleh angin lokal.

1) Angin pasat

Dari zona tekanan maksimum subtropik di sekitar 30° LU - 40° LS , bertiup angina kearah zone tekanan minimum ekuator , yaitu angin pasat timur laut dibelahan utara dan angin pasat di belahan selatan. Karena suhu senantiasa lebih tinggi dari sekitarnya, di daerah khatulistiwa udara udara membubung ke atas. Di lapisan atas terjadi aliran dari

arah khatulistiwa kearah zona tekanan

maksimum subtropik, karena di zona ini udara bergerak turun. Terbentuklah dua buah lingkaran peredaran udara di daerah tropis. 2) Angin Barat

Dari zone tekanan maksimum subtropik utara juga bertiup

angin kearah utara. Akan tetapi, karena pengaruh rotasi angin ini 87 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

kemudian membelok kearah timur menjadi angin barat. Itulah sebabnya di zona antara 40°-60° LU, demikian juga di zona antara 40° - 60° LS bertiup angin barat. 3) Angin Timur

Di sekitar kutub utara dan selatan sampai sekitar lintang 60° LU dan LS bertiup angin timur. Sebenarnya angin itu di belahan utara sebagai angin timur laut dan di belahan selatan angin tenggara. Karena pembelokan akibat rotasi sangat kuat, angin timurlah yang terjadi. Di daerah perbatasan antara angin barat dengan angin timur itu massa udara panas (angin barat) bertabrakan dengan massa udara dingin (angin timur). Itulah yang menyebabkan siklon dan anti siklon di daerah itu. Pada zona 60° LU dan LS itu udara naik. Di lapisan atas sebagian massa udara mengalir kearah kutub dan sebagian lagi kearah daerah subtropik. Di kedua lokasi terakhir itu udara turun masing-masing melahirkan angin timur dan angin barat di kedua belahan bumi.

4) Angin di Daerah Etesia

Daerah antara 30° LU - 40° LU dan 30° LS - 40° LS dinamakan daerah etesia. Daerah ini merupakan perbatasan antara daerah angin pasat dengan daerah angin barat.Karena pergeseran matahari antara GBU dengan GBS, daerah etesia mengalami pergantian arah angin. Pada musim dingin di daerah etesia bertiup angin barat. Angin inilah yang menurunkan hujan di pantai barat benua

pada

zona ini, seperti California dan sekitar Laut Tengah (dibelahan utara) , Chili Tengah , Afrika Selatan, dan pantai selatan Australia (di belahan selatan). Pada musim panas di daerah ini bertiup angin pasat timur laut (di belahan selatan). Pada musim panas di daerah ini bertiup angin pasat timur laut (di belahan utara) dan pasat tenggara (di belahan selatan).

88

Pendidikan Fisika 2017/2018

angin

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

A

B

Gambar 3.17 A. Bendera angin dan B kantong Angin. 3). Alat pengukur angin

Angin diukur arahnya dan kecepatannya. Nama angin sesuai dengan arah dari mana angin itu bertiup. Angin barat itu adalah angin yang bertiup dari arah barat. Untuk menentukan arah angin, digunakan bendera angin yang dihubungkan ke suatu penunjuk dengan pertolongan mekanis atau listrik (Gambar 3.17 A).Di lapangan terbang digunakan kantong angin (Gambar 3.17 B). Arah angin dinyatakan dalam derajat yaitu, 360° adalah arah utara , 90° arah timur, 180° arah selatan, dan 270° arah barat. Kecepatan anemometer.

Ada

angin

diukur

anenometer

dengan

mangkuk

dan

menggunakan anenometer

bercorong. Pada anenometer mangkuk kecepatan angin dapat dibaca pada skala yang ada pada alat itu, misalnya 10 m/detik. Anenometer bercorong, dilengkapi dengan manometer yang dihubungkan dengan pengukur kecepatan angin. Bagan alat-alat tersebut dapat anda lihat pada Gambar 3.18 A dan B berikut.

89

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

A

B

A. Anemometer Mangkuk

B. Anemometer Bercorong

Gambar 3.18 Anemometer (G.O.F. Dengel. Hal 61 dan 63)

e. Hujan

Hujan di daerah beriklim lembab atau salju di daerah beriklim dingin berasal dari uap air yang mengalami penurunan suhu sampai titik embun atau titik beku. Proses pengembunan (kondensasi) uap air pada umumnya terjadi apabila massa udara yang banyak mengandung uap air naik ke lapisan yang lebih tinggi. Pengembunan itu didukung oleh inti kondensasi terjadi dari partikel padat yang berterbangan di atmosfer. Penaikan massa udara itu disebabkan udara menjadi ringan atau karena terdesak naik pada lereng pegunungan. Namun, ada pula proses kondensasi yang terjadi karena sentuhan massa udara panas yang kaya uap air dengan massa udara dingin. Bagaimana proses penurunan suhu udara karen aperubahan ketinggian telah di jelaskan dibagian angin kering, yaitu adiabatik kering dan adiabatik basah. Apabila suhu udara turun sampai titik kondensasi. Uap air dalam udara akan menjadi titik-titik air yang bergaris tengah antara 0,004 – 0,008 mm, seperti yang terdapat dalam awan. Apabila butir-butir itu bergabung menjadi lebih besar, maka akan turun ke permukaan bumi sebagai salju. Titik-titik air hujan pada umumnya berjari-berjari 0,3 -3 mm, sedangkan pada hujan rintik-rintik berjari-jari antara 0,04 – 0,3 mm.

90

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Selain hujan yang berupa cair, adapula hujan yang berupa padat, yaitu hujan salju dan hujan es. Uap air langsung menjadi padat berbentuk hablur apabila suhunya turun mencapai -15° sampai -20 °𝐶 . Proses itu disebut Sublimasi. Agar uap air bersublimasi, di udara harus ada inti sublimasi. Demikianlah terjadinya salju. Adapun hujan es terjadi karena butir air hujan dilapisan yang tinggi mengalami penurunan suhu yang tiba-tiba dan sangat rendah. Kita didaerah tropik juga mengalami hujan es.

1. Klasifikasi Hujan

Berdasarkan cara terjadinya, hujan diklasifikasikan atas 3 golongan besar, yaitu sebagai berikut. a)

Hujan konveksi (hujan zenital) terjadi karena massa udara panas membubung keatas. Dilapisan atas karena suhu rendah, uap air berkondensasi menjadi awan cumulus. Jika butir air pada awan itu bertambah besar, maka turunlah hujan di tempat udara itu naik. Hujan seperti ini terjadi hampir sepanjang tahun di sekitar khatulistiwa dan pada musim panas di daerah iklim sedang. Hujan di daerah Zeire dan DAS Amazone termasuk jenis hujan konveksi.

b)

Hujan pegunungan (orografik) terjadi karen angin yang lembab terdesak

naik ke lereng pegunungan. Apabila

tercapai ketinggian tertentu sehingga sehingga uap air terkondensasi , terjadilah hujan di lereng pegunungan itu. Hujan pegunungan terjadi sepanjang tahun di lereng gunung tempat angin itu naik, jika angin itu bertiup sepanjang tahun, seperti angin pasat yang menurunkan hujan di pantai timur Australia dan pantai Brasilia, atau angin barat di Amerika Serikat, Chili Selatan dan Eropa Barat.

Massa udara panas

91

Pendidikan Fisika 2017/2018

massa udara dingin

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa Gambar 3.19 Bagan terjadinya hujan Frontal (G.O.F. Dengel hal. 90)

c)

Hujan frontal terjadi karena massa udara panas yang lembab bersentuhan dengan massa udara dingin. Bidang pergesekan antara massa udara panas dengan massa udara dingin itu dinamakan front. Daerah perbatasan antara daerah angin barat dengan angin timur sekitar lintang 60° merupkan tempat hujan frontal.

2. Pengukuran Curah Hujan

Jika pada waktu hujan kita meletakkan gelas ukur atau bejana lain yang berbentuk silinder di lapangan terbuka , setelah hujan selesai kita akan melihat sejumlah air di dalamnya. Tinggi air dalam bejana itu misalnya 25 mm, jika air hujan itu tidak meresap, tidak mengalir, dan tidak menguap. Itulah prinsip pencatatan curah hujan. Jika semua angka curah hujan selama sebulan di suatu stasiun meterorologi dijumlahkan, maka didapat curah hujan bulanan. Jika pencatatan itu dilanjutkan, akan diperoleh angka curah hujan tahunan dan curah hujan rata-rata dalam beberapa tahun. Sebuah kota mempunyai curah hujan tahunan 4,5 m atau 4500 mm, berarti dala setahun meresap, mengalir, menguap, dan kota itu betul-betul datar, maka kota itu akan tergenang air setinggi 4,5 meter. Dengan prinsip pencatatan itu diciptakan alat pengukur curah hujan atau ombrometer dan ombograf. Curah hujan di daerah khatulistiwa pada umumnya lebih tinggi daripada daerah lain di permukaan bumi ini. Hal itu berhubungan erat dengan intensitas penyinaran matahari yang berpengaruh terhadap proses penguapan dan derajat kelembapan udara.

92

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 3.20 A. Bagan Ombrometer dan B. Bagan Ombograf (G.O.F. Dengal . hal. 112)

f) Awan

tidak dapat diabaikan peranan awan sebagai unsur cuaca. Pertamatama orang melukiskan cuaca pada suatu saat ialah dengan melukiskan keberadaan awan di langit. Orang yang mengatakan hari ini cerah, cuaca baik atau cuaca hari ini buruk, sejak pagi awan hitam menutupi bumi. Bermacam – macam bentuk awan yang dapat kita lihat, ada yang bergumpal dalam ukuran besar sampai beriak kecil, dinamakan awan cumulus, ada pula awan yang berbentuk tabir yang berlapis – lapis rata – rata menutupi bagian langit yang luas, dinamakan awan stratus. Kadang – kadang tampat awan tinggi berbentuk garis – garis, di namakan cirrus. Itulah jenis awan berdasarka bentuknya. Jika klasifikasi berdasarkan bentuk itu digabungkan dengan ketinggian awan. Maka klasifikasi awan yang berlaku secara internasional yaitu: 1)

2)

Awan tinggi(di atas 6000 meter): a)

Awan Cirrus (Ci),

b)

Awan cirrocumulus (Cc),

c)

Awan cirrostratus (Cs)

Awan sedang (2000 – 6000 meter): a)

Awan altocumulus (Ac),

b)

Awan altostratus (As)

3) Awan rendah (0 – 2000 meter): 93 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

4)

a)

Awan stratocumulus (Sc),

b)

Awan stratus (St)

Awan dengan susunan vertical (batas bawahnya 500 – 2000

meter dan puncaknya sampai 10.000 meter ) : a)

Awan nimbostratus (Ns),

b)

Awan cumulus (Cu),

c)

Awan cumulonimbus (Cb).

Gambar 3.21 Macam-macam Awan (Glen T.Trewarta, hal 133)

g. peristiwa optik

Kadang –kadang kita melihat pemandangan yang aneh di langitseperti pelangi, halo, dan sandikala. Pelangi terjadi pada waktu hujan di suatu lokasi pada waktu matahari tampak bersinar,

94

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

sehingga cahaya matahari dibiaskan sambil diuraikan (analisa spectrum). Amatilah susunan warna cahayapada pelangi pada waktu Anda melihatnya. Benarkah susunan merah, jingga, kuning, biru, nila, dan ungu? Sebenarnya ada sinar yang tak tampak, yaitu infra merah di luar warna merahdan ultra ungu di luar warna ungu. Di sebelah luar induk pelangi (yang berjari-jari

41)

tampak pula anak pelangi yang berjari-jari 53 dan susunan warna yang berlawanan. Halo ialah lingkaran cahaya yang terdapat di sekeliling matahari atau bulan. Kadang –kadang merupakan lingkaran penuh, tetapi kadang- kadang hanya sebagian dari lingkaran. Pernah terjadi halo beraneka warna, seperti pelangi. Halo terjadi karena cahaya matahari atau bulan dibiaskan oleh butir- butir es dalam awan. Semacan halo di sekeliling bintang dinamakan Gloria dan yang ukurannya sangat kecil dinamakan aureole. Sandikala ialah panorama alam berwarna kuning kemerahmerahan pada hari cerah waktu senja atau pagi- pagi. Sandikala terjadi karena cahaya kuning dan merah yang bergelombang panjang itu disebarkan (difusi) oleh molekul- molekul udara.

3. Ramalan Cuaca

Badan Meteorologi dan Geofisika selalu melakukan pencatatan hasil pengukuran unsure-unsur cuaca yang berasal dari stasiunstasiun cuaca yang tersebar di seluruh wilayah Negara. Dan cuaca itu di lengkapi dengan hasil rekaman satelit cuaca yabng selalu dipantau di stasiun bumi. Kumpulan catatan cuaca itu kemudian dijadikan bahan untuk meramalkan cuaca yang akan terjadi pada hari-hari mendatang. Hasil ramalan itu sangat berguana bagi kegiatan penerbangan, pelayaran, pertanian, dan kegiatan lain. karena itu, ramalan laporan cuaca selalu disiarkan melalui media massa seperti radio, televise, surat kabar, dan media khusus, tidak terbatas disuatu Negara, melainkan antarnegara.

95

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

B. Iklim 1. Pengertian

Glen T.Trewartha mengemukakan arti iklim sebagai susunan atau keadaan umum kondisi cuaca dari hari ke hari. Maksudnya, iklim merupakan kelanjutan daripada hasil pencatatan unsur cuaca dari hari ke hari dalam waktu yang lama, sehingga merupakan rata-rata dari unsure-unsur cuaca itu secara umum. Unsur-unsur iklim sama juga dengan unsure-unsur cuaca, yaitu sushuudara, pancaran matahari, tekanan udara, angin, kelembaban udara, hujan, keadaan awan, embun dan sebagainya. Unsur-unsur iklim adalah unsure-unsur cuaca yang telah dirataratakan dalam waktu yang lama. Oleh karena itu, unsure iklim bersifat stabil tidak seperti unsure cuaca yang selalu berubah. Perubahan iklim berlangsung dalam periode yang lama dan meliputi areal yang sangat luas, bahkan seluruh permukaan bumi.

2. Klasifikasi iklim a. Klasifikasi Iklim Berdasarkan Letak Lintang Berdasarkan letak lintang, orang mengadakan klasifikasi atas 3 zone iklim yaituiklim tropic, iklim sedang, dan iklim kutub. Pada klasifikasi berdasarkan letak lintang dikenal dua sudut pandangan, yaitu melihat perbedaan penyinaran matahari (iklim solar) dan perbedaan suhu rata-rata bulanan (iklim termik atau iklim fisik). 1.)

Pada klasifikasi iklim solar batas ketiga zone itu ialah garis-garis lintang di bumi, maka: a.)

Zone antara 23,5 LU – 23,5 LS adalah zone iklim tropic.

b.)

Zone antara 23,5 LU – 66,5 LU dan antara 23,5 LS-66,5 LS adalah zone iklim sedang, dan

c.)

Zone antara 66,5 LU-90LU dan 66,5LS- 90 LS adalah zone iklim kutub.

2.)

Pada klasofikasi iklim termik (iklim fisik) batas ketiga iklim itu berbentuk garis isotherm pada bulan terpanas dan bulan terdingin di belahan yang bersangkutan, yaitu sebagai berikut.

96

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

a.)

Zone antara isotherm 18C pada bulan terdingin di belahan utara dan selatan merupakan zone iklimtropik. Berarti suhu bulanan di daerah tropic itu minimum 18C.

b.)

Zone antara isotherm 10C pada bulan terpanas dengan titik kutub adalah zone iklim kutub. Berarti suhu bulanan di zone iklim kutub itu paling tinggi 10C.

c.)

Zone di antara kedua zone di atas adalah zone iklim sedang.

b. Klasifikasi Iklim Berdasarkan Curah Hujan Berdasarkan curah hujan (termasuk salju) dibedakan 7 zone iklim di permukaan bumi, yaitu sebagai berikut. 1.)

Zone khatulistiwa basah, curah hujan rata-rata tahunan di atas 2000 mm terutama dari hujan konveksi. Daerahnya sekitar khatulistiwa, seperti DAS Amazone, Pantai Guinea Hulu, dan Bangladesh.

2.)

Zone pantai timur daerah tropic, curah hujan rata- rata 15002000 mm terutama dari hujan pegunungan dan tiupan angin pasat. Lokasinya meliputi jalur pantai yang sempit antara 25 LU- 30 LU dan 25 LS- 30 LS, seperti pantai timur Brasilia, Amerika Tengah, dan Madagaskar serta timu laut Australia.

97

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

3.)

Zone gurun tropic, curah hujan rata-rata kurang dari 250 mm, bahkan kurang dari 50 mm berasal dari hujan konveksi yang sangat tidak teratur. Lokasinya bagian barat daratan yang luas di zone iklim tropic.

4.)

Zone gurun dan stepa lintang tengah, curah hujan rata-rata kurag dari 500 mm, bahkan kurang dari 100 mm, karena letaknya pada bayangan hujan dari tiupan angin barat. Daerahnya Negara bagian Oregon, Washington, British, Columbia, dan Alaska di Amerika Utara, Patagonia, di Amerika Selatan, dan Zwedia di Eropa.

5.)

Zone subtropik lembab, curah hujan rata-rata 1000-1500 mm berasal dari hujan yang dibawa siklon tropic. LOkasinya antara 25 LU- 45 LU dan 25 LS- 45 LS di pantai tenggara Amerika Utara dan Asia, Uruguay, Argentina, dan Australia Tenggara.

6.)

Zone pantai barat lintang tengah, curah hujan rata-rata di atas 2000 mm dari hujan pegunungan yang berasal dari angin barat. Lokasinya di pantai barat daratan yang luas antara 35 LU- 65 LU dan 35 LS- 65LS, seperti pantai barat Canada, Amerika Serikat Bagian Utara, Chili Selatan, Skotlandia, Norwegia, dan Pulau Selatan Selandia Baru.

7.)

Zone Arktik dan gurun kutub, curah hujan rat-rata di bawah 30 mm. Lokasinya di sebelah utara 60LU dengan suhu yang sangat rendah, sehingga udara di sana tidak dapat menampung uap air.

c. Klasifikasi Menurut KoppenPembagian iklim ini berasal dari Wladimir Koppen dari Universitas Graz pada tahun 1918. Karena keahliannya di bidang Klimatologi dan Geogarfi Tumbuh-tumbuhan, pembagian iklim ini juga cenderung berhubungan dengan penyebaran vegetasi pada umumnya. Koppen mengklasifikasikan iklim atas 5 golongan besar dengan menggunakan kode huruf capital, yaitu:

98

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

1.)

Iklim A (iklim hujan tropic). Suhu rata-rata bulanan di atas 18C, tidak mempunyai musim dan curah hujan tinggi. Curah hujan lebih besar daripada penguapan.

2.)

Iklim B (iklim kering). Penguapan lebih besar daripada curah hujan rata-rata sepanjang tahun. Tidak terdapat kelebihan air, sehingga tidak ada aliran sungai yang permanen.

3.)

Iklim C (iklim sejuk, lembab- mesotermal). Suhu rata-rata bulan terdingin di bawah 18C tetapi di atas −3C.

4.)

Iklim D (iklim hujan salju-mikrotermal). Suhu rata-rata bulan terdingin kurang dari −3C, bulan terpanas lebih dari 10C.

5.)

Iklim E (iklim kutub). Suhu rata-rata bulan terpanas di bawah 10C. Iklim ini tidak mempunyai musim panas yang sebenarnya. Kode huruf capital yang lain melengkapi kode iklim B dan E,

yaitu sebagai berikut. BS berarti iklim stepa (semi arid), BW berarti iklim kering (arid, gurun), ET berarti iklim tundra (padang lumut), EF berarti iklim es abadi (kutub). Di samping itu, terdapat kode huruf kecil, yang utama ada empat, yaitu: f berarti basah, hujan turun setiap bulan dan tidak ada musim aku. w berarti musim kering pada musim winter. s berarti musim kering pada musim panas, m berarti mempunyai musim kering yang pendek atau musim hujan nya panjang. Dengan kombinasi huruf capital dan huruf kecil, maka dapat dikenal 8 tipe iklim Koppen disamping 4 tipe pasangan dua huruf capital, sehingga semuanya ada 12 tipe iklim. Delapan tipe itu ialah: Af - iklim hujan tropic, berarti tidak ada bulan kering ; Aw – iklim sabana tropic, berarti musim kering pada musim dingin di belahan yang bersangkutan. Am- merupakan variasi dari Af, karena ada musim kering yang pendek; 99

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Cf- iklim laut sedang yang sejuk lembab tanpa musim kering; Cs- iklim sejuk lembab dengan musim kering pada musim panas atau subtropik, iklim mediteran; Cw- iklim sejuk lembab dengan musim kering pada musim dingin atau iklim Cina; Df- iklim hutan bersalju yang basah sepanjang tahun; Dw- iklim hutan bersalju dengan musim kering pada musim dingin.

d. Klasifikasi Iklim Menurut Thornthwaite Tahun 1931 Thornthwaite mengikuti klasifikasi iklim Koppen yang lebih lengkap. Keefektifan curah hujan untuk pertumbuhan vegetasi ditentukan oleh pembagian curah hujan bulanan dengan jumlah

penguapan

bulanan,

yang

disebut

ratio

P/E

(P=Precipitation; E=Evaporation). Jumlah perbandingan P/E dalam 12 bulan disebut indeks P/E. Tampaknya klasifikasi iklim menurut Thornthwaite lebih efektif daripada klasifikasi iklim menurut Koppen. Namun, dalam praktiknya sedikit sekali stasiun meteorologi

yang melakukan

pengukuran data penguapan. Walaupun demikian, berdasarkan indeks P/E Thornthwaite membedakan iklim menjadi 5 daerah kelembaban, yang tiap-tiap daerah dihubungkan dengan jenis vegetasi tertentu yang bisa tumbuh dengan baik. Kelima iklim itu tertera pada Tabel 3.3 berikut. 100

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Kelima daerah kelembaban itu dibaagi lagi menjadi empat bagian yang didasarkan pada konsentrasi musim hujan, yaitu: r = hujan turun sepanjang tahun. Tabel3.3 Indeks P/E Iklim Thornthwaite Daerah Kelembaban

Karakteristik

Indeks P/E

Vegetasi A. Basah

Hutan hujan

128 dan lebih

B. Humid (lembab)

Hutan

64 - 127

C. Subhumid

Padang rumput

32 - 63

D. Semiarid

Stepa

16 - 31

E. Arid

Gurun

Di bawah 16

s = hujan turun tidak sempurna pada musim summer w = hujan turun tidak sempurna pada musim winter d = hujan turun tidak sempurna pada semua musim Berdasarkan pada efisiensi suhu, dibuatlah klasifikasi atas 6 kelompok seperti tertera pada table 3.4 berikut. Tabel 3.4 Indeks T/E pada klasifikasi Iklim Thronthwaite Daerah Suhu A’ = tropic

128 keatas

B’ = suhu sedang (mesotermal)

64 – 127

C’ = suhu rendah (mikrotermal)

32 – 63

D’ = taiga

16 – 31

E’ = tundra

1 – 15

F’ = beku (frost)

0

Bagaimana kombinasi antara indeks P/E dengan indek T/E untuk menentukan iklim, perhatikan bagan table 3.5 berikut ini.

101

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

C.Iklim dan Kegiatan Manusia Pandangan mengenai pengaruh iklim terhadap kegiatan manusia telah mengalami perubahan besar sejak jamannya Ellsworth Huntington. Ia adalah seorang ahli geografi pada Universitas Yale. Pada tahun 1900 ia mengembangkan suatu teori yang terkenal dengan teori determinisme lingkungan atau ada juga yang menyebutnya determinisme fisis. Teori ini menyatakan bahwa iklim telah mendominasi kebudayaan dalam bentuk pembatasan. Iklim berpengaruh terhadap kekuatan dan produktivitas kegiatan manusia.

Menurut

pendapatnya,

kemajuan

dalam

ilmu

pengetahuan dan industry yang di capai oleh orang-orang kulit putih karena pengaruh iklim. Udara yang panas merupakan penyebab penting bagi kegiatan fisik dan mental manusia yang lamban. Pada jamannya, tepri itu banyak di tentang orang. Mereka berpendapat bukanlah iklim yang merupakan satu-satunya factor yang berpengaruh terhadap kegiatan manusia. Keberhasilan dan kegagalan yang dialami manusia dalam memanfaatkan lahannya disebabkan oleh adanya gabungan factor iklim, tanah, dan bentuk lahan, pendapat ini lebih rasional. Pada jaman kemajuan teknologi sekarang ini, manusia sudah mampu mengatasi kondisi-kondisi iklim yang sebelumnya tidak dapat diatasi. Musim kemarau yang mengkhawatirkan, sudah 102

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

dapat diatasi dengan pembuatan hujan buatan. Di daerah gurun sudah dapat diusahakan pertanian yang cukup produktif dengan cara membuat sumur-sumur artesis yang digunakan untuk pengairan pertanian.

Suhu udara yang dingin sudah dapat diatasi dengan alat pemanas ruangan. Sebaliknya suhu udara yang panas sudah dapat diatasi dengan AC. Dengan demikian, dalam jaman kehidupa modern sekarang ini, iklim bukannya membatasi ruang gerak manusia akan tetapi

memberikan

kemungkinan

kepada

manusia

untuk

meningkatkan kegiatannya agar hambatan alam dapat diatasi. Pandangan yang dianut pada jaman modern ini adalah pandangan posibilism. Menurut pandangan ini, setiap manusia merupakan unsure yang aktif dalam menetukan pilihan kultur di antara sejumlah kegiatan yang mungkin diambil dalam lingkungan tertentu. Kelompok manusia yang teknologinya belum maju sekurang-kurangnya berusaha menyesuaikan diri dengan kondisi yang ada, mereka tidak mutlak dipengaruhi iklim atau alam pada umumnya. Kenyataan membuktikan, bahwa dalam wilayah iklim yang sama dengan kegiatan yang sama, tidak semua orang mencapai keberhasilan yang sama. Kgiatan manusia lebih didominasi oleh motivasi yang tumbuh dalam dirinya masingmasing. Yang tidak dapat dipunkiri ialah bahwa iklim yang baik 103

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

banyak memberikan kemudahan dalam kegiatan mengolah tanah pertanian, sepanjang factor tanah dan relief cukup menunjang. Iklim berpengaruh langsung terhadap kehidupan tumbuhtumbuhan yang sebagian merupakan bahan makanan manusia dan hewan serta keperluan lain. Dalam hal ini, iklim memberikan keuntungan bagi manusia. Namun, manusia juga dituntut agar menyesuaikan diri dengan sifat iklim yang langsung dirasakannya, misalnya sebagai berikut. 1. Cara bepakaian: a. Pada musim dingin orang harus berpakaian tebal, b. Hidup daerah gurun, orang harus menutup hamper seluruh tubuhnya, c. Orang bermantel kalau berjalan kaki ketika hujan. 2. Cara membuat bangunan: a. Di daerah bercurah huajn tinggi, kemiringan atap rumah harus lebih curam, b. Di daerah yang sering di landa banjir, dibuat ruamah yang bertiang tinggi. 3. Banyak lagi bentuk penyesuaian diri terhadap iklim Namun demikian, kita juga harus tetap waspada terhadap perusakan lingkungan akibat kemajaun teknologi. Sekarang dikhawatirkan aka nada pengaruh penerbangan supersonic, penggunaan aerosol dan polutan dari industri yang dapat mengganggu lapisan ozon di stratosfer, sehingga sinar ultra violet matahari terlalu banyak masuk ke atmosfer bumi. Diduga iklim di bumi akan mengalami perubahan, pola penyebaran hujan akan berubah, suhu udara akan naik dan massa es akan lebih banyak yang mencair, sehingga permukan air laut akan naik di tambah bahaya hujan asam. Itulah beberapa hal yang harus kita waspadai, agar kelestarian alam dapat terjamin.

104

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

PERTANYAAN DISKUSI

1. Nama : Nopalia Nim : 2013122051 Kelompok : 5 Pertanyaan: Mengapa terjadinya hujan local ? Jawab : Dua pola terjadinya hujan lokal, yaitu: 1. Hujan konveksi (Convectional Precipitation), Terjadi sebagai akibat dari pemanasan radiasi matahari, sehingga udara permukaan akan dipaksa naik keatas. Dalam kondisi atmosfer yang lembab udara panas yang naik akan mengalami penurunan suhu dan pada akhirnya mengalami kondensasi sehingga terbentuk butir-butir awan. Jika udara yang berkondensasi banyak dan kondisi atmosfer tidak stabil maka akan tumbuh awan jenis cumulonimbus yang dapat menyebabkan hujan lebat. 2. Hujan Orografis (Orographic Precipitation) , Terjadi akibat udara bergerak melalui pegunungan atau bukit yang tinggi, sehingga udara akan di paksa naik mengikuti gunung atau bukit. Udara yang naik mengalami penurunan suhu terhadap ketinggian sehingga sampai terkondensasi dan terbentuk awan hujan di lereng atas angin (windward). Sedangkan di bagian lereng bawah angin (leeward) udara yang menuruni lereng akan mengalami pemanasan kembali sehingga bersifat kering.

2. Nama : Atrisna Nim : 2013122056 Kelompok : 6 Pertanyaan : Apa yang dimaksud dengan proses pengembunan atau kondensasi? Jawab :

Kondensasi atau pengembunan adalah perubahan wujud benda ke wujud yang lebih padat, seperti gas (atau uap) menjadi cairan. Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap dikompresi (yaitu, tekanan ditingkatkan) menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah terkondensasi

dari uap disebut

kondensat.

Sebuah alat

yang digunakan untuk

mengkondensasi uap menjadi cairan disebut kondenser. Kondenser umumnya adalah sebuah pendingin atau penukar panas yang digunakan untuk berbagai tujuan, memiliki rancangan yang bervariasi, dan banyak ukurannya dari yang dapat digenggam sampai yang sangat besar

105

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Bagian 2 1 Tata Surya dalam Jagat Raya Nama Kelompok:

: Lilis Suryani 2013 122 062 : Bunga Harum Sari 2013 122 060 : Liza Parma 2013 122 064

A. Galaksi dalam Jagat Raya Kita semua bertempat tinggal di permukaan bumi yang kita rasakan sangat luas. Bayangkan saja jari-jarinya 6.370 km. Panjang keliling khatulistiwanya 40.000 km, berarti 40 kali panjang pulau Jawa. Bumi merupakan salah satu anggota tata surya (sistem matahari). Ada sembilan planet yang kita kenal, berturut-turut dari yang terdekat ke matahari, yaitu Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto. Bersama-sama dengan delapan planet lainnya, bumi beredar mengelilingi matahari. Jarak antara matahari dengan bumi 149.600 km atau dinamakan satu satuan astronomik ( 1 astronomic unit ). Jarak antara Pluto dengan planet yang terjauh dari matahari adalah 5.872.000.000 km. Hitunglah berapa satuan astronomik jarak antara Pluto dengan matahari itu? Tata Surya yang terdiri atas matahari, planet-planet, satelitsatelit, komet, dan meteor hanyalah satu dari jutaan bintang yang tergabung dalam kelompok bintang yang dikenal dengan nama galaksi. Betapa besar galaksi kita itu dapat dibayangkan dengan mengetahui jarak antara matahari dengan sebuah bintang yang terdekat, yaitu bintang Alpha Centauri. Alpha Centauri adalah sebuah bintang yang cemerlang di dalam rasi Centaurus di belahan langit selatan. Jarak dari matahari ke bintang tersebut 4,5 tahun cayaha. Memang, dalam perhitungan jarak bintang biasanya digunakan satuan tahun cahaya. Satu detik cahaya 300.000 km, artinya dalam satu detik cahaya merambat dan menempuh jarak 300.000 km. Satu menit = 60 detik, maka : 106

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

1 menit cahaya? . . . km, 1 jam cahaya? . . . km, 1 hari cahaya? . . . km, 1 tahun cahaya? . . . km, Jadi, 4,5 tahun cahaya itu sama dengan . . . km. Dalam jagat raya tersebar ribuan galaksi dengan jarak yang sangat besar dan masing-masing berukuran besar pula. Galaksi kita yaitu tempat matahari kita sebagai anggotanya dinamakan Bima Sakti. Dalam bahasa Inggrisnya dinamakan Milky Way. Diameter galaksi Bima Sakti 80.000 tahun cahaya. Galaksi yang terdekat dengan Bima Sakti ialah Awan Magellan ( Magellanic Clouds ). Jarak kedua galaksi itu 160.000 tahun cahaya. Di dalam jagat raya terdapat ribuan galaksi yang tersebar. Kiranya Tuhan jualah yang Maha Mengetahui, betapa luas jagat raya ini.

107

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

a.

Jari-jari khatulistiwa bumi = 6.370 km

b.

Jarak

antara bumi dengan matahari = 149.600.000 km = 1 astronomis (

Astronomical nit = A.U ) c.

Jarak antara matahari dengan Pluto = 5.872.000.000 km atau hampir 40 A.U

d.

Jarak antara matahari dengan Alpha Centauri = 4,5 tahun cahaya

e.

Panjang Galaksi Bima Sakti = 80.000 tahun cahaya

f.

Jarak Galaksi Bima Sakti dengan Kabut Magellan = 160.000 tahun cahaya

g.

Panjang Galaksi Andromeda = 180.000 tahun cahaya

h.

Jarak Galaksi Andromeda dengan Bima Sakti = 2.200.000 tahun cahaya

Gambar 1.1 Ukuran dalam Jagat Raya.

Matahari merupakan salah satu bintang di antara jutaan bintang yang membentuk galaksi Bima Sakti. Matahari terletak 30.000 tahun cahaya dari pusat galaksi kita dan 10.000 tahun cahaya dari bagian tengah galaksi kita itu. Bagian tengah galaksi ditempati antara lain bintang raksasa. Jari-jari sebuah bintang 108

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

raksasa ada yang 390 kali panjang jari-jari matahari, atau lebih besar daripada jari-jari lintasan planet Mars. Bintang raksasa bernama Antares dapat Anda amati pada bagian perut Rasi Scorpio, sebuah bintang merah yang paling terang pada rasi itu. Banyak bintang raksasa yang lain, bahkan banyak yang lebih besar lagi.

Gambar 1.2 Bagan Galaksi Bima Sakti dengan Tempat Matahari Di Antara Bintang-Bintang Anggotanya (Zim & Baket,hal.42)

Letak matahari pada salah satu ujung galaksi itu. Matahari tidak termasuk bintang raksasa, melainkan berukuran sedang saja, sama dengan Alpha Centauri , tentangnya. Dari bumi, kita hanya dapat mengamati sebagian saja dari Bima Sakti kita itu karena, kita berada di dalamnya. Bagian dari Bima Sakti yang tampak itu merupakan bintang-bintang yang bertebaran di langit. Dari uraian di atas, dapat disimpulkan , bahwa matahari adalah salah satu dari bintang-bintang dalam galaksi kita. 109

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Sejak zaman dahulu, orang-orang telah mengamati bintangbintang di langit. Bintang-bintang itu kelihatan membentuk gugusan yang menimbulkan kesan lukisan seperti binatang, manusia atau benda lain. Lahirnya nama-nama gugus bintang ( rasi, konstelasi ) seperti Cancer, Scorpio, Orion, Ursa Mayor, Crux, dan banyak lagi. Orang memberi nama rasi bintang itu sesuai dengan bayangan yang timbul dalam fantasinya. Rasi Orion di Indonesia dinamakan Waluku. Kelompok bintang yang oleh orang Yunani diberi nama Crux, bagi Anda yang senang main layang-layang akan berkesan tampak seperti layang-layang maka dinamakan rasi layang-layang, umat Nasrani lebih cenderung melihat salib di langit, maka menamakannya Soulthern Cross ; orang Jawa Tengah memberi nama Gubuk Penceng, dan nelayan menamakannya Bintang Pari.

Gambar 1.3 Crux dalam Bermacan-Macam Kesan Lukisan

Crux digunakan orang untuk menentukan arah Selatan. Jika dari bintang yang paling atas ditarik garis ke bintang yang paling bawah, maka garis lanjutannya itu menunjuk arah Selatan. Pada waktu yang sama, di sebelah Utara kita dapat melihat rasi bintang Ursa Mayor, yang di negara kita diberi nama bintang Biduk. Dua bintang yang paling depan menunjuk arah Utara.

110

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 1.4 Crux dan Ursa Mayor sebagai Penunjuk Arah

Ada 12 kelompok bintang yang selalu lewat sekitar titik di atas kepala kita yang tinggal di daerah khatulistiwa. Deretan rasi bintang itu membentuk gelang yang dinamakan Zodiak. Nama kedua belas rasi bintang itu ialah Aries, Taurus, Gemini, Cancer, Leo, Libra, Scorpio, Sagitarius, Capricornus, Aquarius, dan Pisces. Ingatlah nama 12 zodiak itu, sebab kita akan jumpai lagi.

Gambar 1.5 Beberapa Rasi Bintang dengan Bayangan yang Timbul ( Zim & Baker, hal. 56, 57, 58, 67, 69, 76, 77 )

Di bawah ini dilukiskan peta perbintangan di belahan langit utara dan belahan selatan. Silakan Anda membuat foto kopinya, kalau dapat di perbesar. Dengan menggunakan peta bintang itu, Anda secara berangsur dapat mengenal rasi bintang di langit.

111

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 1.6 Langit Perbintangan ( Peta Bintang Vischet )

Waktu yang baik untuk mengamati bintang ialah malam hari yang cerah, pada saat tidak ada bulan. Usahakan palu agar lampu di sekitar kita tidak dinyalakan.

B. Matahari merupakan Sebuah Bintang Untuk mendapatkan gambaran bagaimanakah wujud bintangbintang itu, baiklah kita coba amati bintang yang ada dalam sistem matahari kita, yaitu matahari. Wujud bintang lain juga tidak jauh berbeda dengan matahari. Perbedaanya terdapat dalam hal suhu, warna, ukuran, massa, dan komposisi gasnya. Matahari kita merupakan dapur raksasa tempat proses ledakan nuklir yang sangat dahsyat. Pada pusat matahari itu terjadi ledakan inti Hidrogen menjadi Helium. Dari proses itu lahirlah panas yang tinggi. Di pusat matahar, suhu matahari sekitar 35 juta derajat Celcius. Panas itu merambat dari bagian dalam ke bagian luar bola matahari. Di permukaannya, tercatat suhu sekitar 6.000 derajat Celsius. Panas inilah yang dipancarkan ke ruang angkasa hingga akhirnya mencapai permukaan bumi setelah menempuh jarak 149,6 juta km. Bola matahari itu berjari-jari 1.380.000 km. Bagian luarnya yang tampak menyerupai piringan berwarna emas, dinamakan fotosfer ( photosphere ). Bagian ini sebenarnya tidaklah selicin yang tampak dari bumi, melainkan terdiri atas gelembung seperti permukan air yang sedang mendidih. Ssebuah gelembung di

112

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

permukaan matahari itu bergaris tengah sekitar 1.000 km, sungguh sebuah gelembung raksasa.

Gambar 1.7 Matahari dan Bagian-Bagiannya ( Zim & Baker, hal 17 )

Di atas permukaan fotosfer itu terdapat lapisan atmosfer matahari yang paling bawah yang materialnya sangat jarang. Lapisan ini dinamakan khromosfer ( chromosphere ). Di luarnya terdapat lapisan korona ( corona ). Pada permukaan fotosfer itu ada kalanya terjadi semburan material matahari ke arah luar yang kemudian jatuh kembali ke peermukaan matahari. Itulah yang dinamakan prominences. Ketiga lapisan terakhir itu sering kali tampak jelas pada waktu gerhana matahari total. Di permukaan matahari juga terdapat fenomena lain yang disebut bintik matahari ( sunspots ). Tentu saja noda itu tidak sama dengan tahi lalat di pipi. Bintik matahari adalah bagian permukaan matahari yang suhunya lebih rendah daripada suhu di sekitarnya. Lebih-lebih lagi di tengah antara bintik-bintik itu terdapat bagaian yang memancar jauh lebih terang. Bagian yang terang dinamakan flare. Material

matahari

yang

disemburkan

jauh

dari

permukaannya, ada juga yang mencapai atmosfer bumi, terutama 113

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

di daerah kutub. Itulah yang melahirkan cahaya warna-warni di kutub. Cahaya itu dikenal sebagai aurora. Kesimpulannya, bahwa dipermukaan matahari itu kita temukan bagian-bagian fotosfer, khromosfer, korona, prominensa, bintik matahari ( sunspots ), dan flare. Matahari merupakan bintang yang berwarna kuning. Bintang lain yang sewarna ialah Capella pada rasi Auriga. Di atas telah dikataka, bahwa Antares berwarna merah. Perbedaan warna itu antara lain disebabkan perbedaan suhu bintang tersebut. Yang kuning bersuhu lebih tinggi daripada yang merah. Yang lebih panas dari matahari ialah bintang yang berwarna putih seperti bintang Sirius pada rasi Canis Mayor dan Vega pada rasi Lyra. Bintang yang paling panas berwarna kebiru-biruan seperti bintang Spica pada rasi Virgo.

C. Teori Terjadinya Tata Surya Orang melihat kenyataan, bahwa matahari dikelilingi oleh planet – planet yang orbtnya berbentuk hampir memdekati bentuk lingkaran dan lintasannya hampir berimpitan. Arah peredaran semua planet itu sama, yaitu berlawanan dengan arah perputaran jarum jam, jika kita memandangnya dari kutub Utara. Ternyata arah revolusi planet – planet itu sama dengan arah rotasi matahari. Lebih dari itu, rotasi sebagian besar planet dan satelit – satelitnya juga berarah sama. Arah seperti itu dinamakan juga arah negatif. Arah gerakan benda langit yang berlawanan dengan arah tersebut dinamakan arah positif., seperti arah peredaran matahari, terbit dari timur,lalu naik, dan kemudian terbenam di barat. Demikian juga peredaran harian bintang dan bulan, jika kita mengamatinya dari bumi. Melihat kenyataan itu, ahli Astronomi dan ahli Fisika menggunakan hukum yang berlaku bagi benda yang berputar untuk menganalisis kejadian yang berlaku didalamnya. Sehingga dapat diambil suatu kesimpulan, bahwa tata surya terbentuk dari material purba yang berputar dengan arah seperti di

114

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

atas, arah negatif. Sekalipun kenyataannya, terdapat penyimpangan arah rotasi dari arah yang umu. Beberapa teri tentang terjadinya tata surya adalah sebagai berikut:

1. Teori Nebulae ( Kant dan Laplace ) Immanuel Kant (1749 – 1827) seorang ahli filsafat Jerman membuat

suatu

hipotesis

tentang

terjadinya

tata

surya.

Dikatakannya bahwa di jagat raya terdapat gumpalan kabut yang berputar perlahan – lahan. Bagian tangah kabut yang berputar itu lama – kelamaan berubah menjadi gupalan gas yang kemudian menjadi matahari dan bagian kabut sekitarnya menjadi planet – planet dan satelitnya.

Pada waktu yang hampir bersamaan, tanpa ada komunikasi, seorang ahli Fisika Perancis bernama Pierre Simon de Laplace, mengemukakan teori yang hampir sama. Dikatakan, bahwa tata surya berasal dari kabut yang panas yang berpilin. Karena pilinannya itu berupa gumpalan kabut, yang membentuk bentukan bulat seperti bola yang besar. Makin mengecil bola itu, makin cepatlah pilinannya. Akibatnya, bentul bola itu memepat pada kutubnya dan melebar di bagian ekuatornya, bakankemudian 115 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

sebagian massa gas di ekuatornya itu menjauh dari gumpalan intinya, membentuk gelang – gelang. Lama – kelamaan gelang – gelang itu berubah menjadi gumpalan padat. Itulah yang disebut planet – planet dan sekitarnya. Sedangkan bagian lain inti kabut itu tetap berbentuk gas pijar yang kita lihat sebagai matahari sekarang ini. Kedua teori itu mempunyai persamaan tentang material asalnya, yaitu kabut. Itulah sebabnya, keduanya dijadikan satu nama, yaitu teori Nebulae atau Teori Kabut ( Nebulae Hypotheses ), bahkan lebih dikenal Teori Kant dan Laplace.

2. Teori Planetesimal ( Moulton dan Chamberlin ) Kemudian, lahirlah teori – teori lain pada tahun berikutnya. Thomas C. Chamberlin ( 1843 – 1928 ) seorang ahli Geologi dan Forest R.Moulton (1872 – 1952 ) seorang ahli Astronomi, kduanya ilmuwan Amerika. Teorinya dikenal sebagai Teori Planetesimal ( berarti planet kecil ), karena planet terbentuk dari benda padat yang memang telah ada. Menurut teori ini, matahari telah ada sebagai salah satu dari bintang – bintang yang banyak. Pada suatu massa, ada sebuah bintang berpapasan pada jarak yang tidak terlalu jauh. Akibatnya, terjadilah peristiwa pasang naik pada permukaan matahari maupun bintang itu. Sebagian dari massa matahari itu tertarik ke arah bintang. Pada waktu bintang itu menjauh, menurut Moulton dan Chamberlin sebagian dari massa matahari itu jatuh kembali ke permukaan matahari, inilah yang dinamakan planetesimal yang kemudian menjadi planet – planet dan beredar pada orbitnya. 3. Teori Pasang-Surut ( Jeans dan Jeffreys ) Teori planetesimal itu hampir sama dengan teori pasang surut yang dikemukakan oleh Sir James Jeans ( 1877 – 1946 ) dan Harold Jeffreys ( 1891 ), keduanya ilmuwan Inggris.

116

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Jeans dan Jeffreys melukiskan, bahwa setelah bintang itu berlalu, massa matahari yang lepas itu membentuk bentukan cerutu yang menjorok ke arah bintang. Kemudian, akibat bintang yang makin menjauh, massa cerutu itu terputus – putus dan membenutk gumpalan gas disekitar matahari. Gumpalan – gupalan itulah yang kemudian membeku

menjadi

planet

–

planet.

Teori ini

menjelaskan, apa sebab planet – planet di bagian tengah, seperti Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus merupakan planet raksasa, sedangkan dibagian ujungnya, Merkurius dan Venus didekat matahari dan Pluto di ujung lain merupakan planet yang lebih kecil.

4. Teori Awan Debu ( Von Weizsaeker ) Pada tahuun 1940 seorang ahli Astronomi Jerman bernama Carl von Weizsaeker mengembangkan suatu teori yang di kenal dengan teori Awan Debu ( The Dust – Cloud Theory ). Teori ini kemudian disempurnakan lagi oleh ahli Astronomi lain, yaitu Gerard P. Kuiper ( 1950 ), Subrahmanyan Chandrasekhar, dan lain – lain.

117

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Pada dasarnya teori ini mengemukakan, bahwa tata surya itu terbentuk dari gumpalan awan gas dan debu. Dewasa ini di alam semesta bertebaran gumpalan awan seperti itu. Lebih dari 5.000 juta tahun yang lalu, salah satu gumpalan awan itu mengaami pemampatan. Pada proses pemampatan itu partikel – partikel debu tertarik ke bagian pusat awan itu, membentuk gumpalan bola dan mulai berpilin. Lama – kelamaan gumpalan gas itu memipih menyerupai bentuk cakram yang tebal dibagian tengah dan lebih tipis dibagian tepinya. Bagian tengah cakram gas itu berpilin llebih lambat daripada bagian tepinya. Partikel – partikel di bagian tengah cakram itu kemudian saling menekan, sehinggga menimbulkan panas dan menjadi pijar. Bagian inilah yang kemudian menjadi matahari. Bagian yang lebih luar berpusing sangat cepat, sehingga terpecah – pecah menjadi banyak gumpalan gas dan debu yang lebih kecil. Gumpalan kecil ini berpilin pula. Bagian inilah yang kemudian membeku dan menjadi planet – planet serta satelit – satelitnya.

118

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Bahan planet itu dinamakan jugaproto planet, sehingga teoriini dinamakan juga teori proto planet.

D. Anggota Tata Surya 1. Matahari Sebagaimana dikemukakan pada bagian depan bahwa matahari adalah sebuah bintang. Dalam tata surya,matahari merupakan pusat dan penggerak anggota-anggotanya.Karena gravitasinya,semua planet beredar mengelilingi matahari.Komet-komet juga dating berulang mendekati matahari.Segala kehidupan dibumi mendapat pengaruh dari matahari. Matahari sendiri mempunyai gerakan rotasi. Arah rotasinya sesuai dengan arah rotasi sebagian besar planet dan satelit,yaitu arah negatif.Periode rotasi bagian ekuator matahari 34 hari. Dan ternyata,makin dekat ke kutubnya rotasi bagian-bagian matahari itu makin lambat. Adanya perbedaan itu dapat di pahami,karena matahari berbentuk gas.

119

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Sebelum kita teruskan pembahasan kita, coba perhatikan lagi bagian II Bab 1,lalu coba jawab bersama-sama pertanyaan berikut ini. a. Berapa jarak matahari dengan bumi kita? b. Berapa pula jaraknya dengan Pluto(planet yang terjauh)? c. Berapa jari-jari matahari?Jadi berapa volume matahari itu? d. Tuliskan nama bagian-bagian matahari? e. Termasuk bintang raksasa,sedang atau kerdilkah matahari? f. Termasuk bintang berwarna apakah matahari kita.

2. Planet Bumi kita mempunyai saudara yang sama-sama lahir dari matahari dan semuanya dinamakan planet.Dalam bahasa yunani disebut planetai yang berarti pengembara. a. Planet sebagai bintang pengembara

120

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Kesan pertama bagi orang yunani pada abad ke-3 dan ke-4 sebelum masehi ialah bahwa planet tidak tetap di antara bintangbintang.kesan itu diperoleh kalau kita mengamati bintang-bintang di langit tiap malam berturut-turut selama beberapa bulan.Dengan demikian,kita akan tahu bahwa semua bintang menempati tempat yang tetap.Pergeserannya dari timur ke barat sebagai akibat dari rotasi bumi, dan kita namakan peredaran semu harian, sama dengan gerakan matahari dan bulan. Akan tetapi, kedudukan planet terhadap bintang-bintang itu ternyata tidak tetap.Secara umum,planet bergerak ke arah timur di antara bintang-bintang.Kadang-kadang beberapa hari seakan-akan berhenti di satu rasi bintang.Akan tetapi, beberapa hari berikutnya bergerak ke arah yang berlawanan. Jadi, bergeraknya kea rah barat. Setelah berhenti beberapa hari, arah gerakannya kembali ke timur.Gerakan planet ke arah barat itu di namakan gerak balik (retrokrade motion). Sebenarnya, apa yang menyebabkan retrokrade motion itu, perhatikanlah gambar 1.13 di bawah ini.

Bumi dan Planet lain melakukan revolusi mengelilingi matahari dengen period yang berbeda. Period revolusi Jupiter 11,86 tahun bumi (satu tahun bumi = 365,25 hari). Period revolusi

121

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

mars 686,98 hati atau hamper dua tahun.Selanjutnya perhatikan gambar 1.14 berikut ini. B1 posisi bumi pada bulan januari (1). Pada saat itu, planet sedang di posisi pada lintasannya. Dari bumi, planet itu tampak di posisi P1. Kemudian, bumi bergeser dari B1 ke B2, maka planet juga bergeser dari posisi satu ke posisi dua.Di langit tampak P1 bergeser ke P2 , yaitu dari barat ke timur, dan seterusnya.

Dari posisi P1 sampai P4, selama 4 bulan, tampak planet itu seakan-akan tampak bergerak ke arah timur.Itulah gerakan arah planet yang lazim jika dilihat dari bumi.Selama sebulan berikutnya,P4 sampai P5 seakan-akan ia berhenti di satu titik. Lalu planet menjalani gerak balik pada bulan ke-5 sampai bulan ke7.Setelah berhenti sejenak,baru planet itu berjalan kea rah timur lagi. Ternyata, yang mempunyai gerak balik (retrograde) itu hanya kelompok planet superior,yaitu letak planet yang garis edarnya di sebelah luar lintasan bumi. 122

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b. Kedudukan Planet Terhadap Matahari Dilihat dari Bumi(Oposisi, Konjungsi, dan Elongasi) Ketika planet berkedudukan di P6, saat itu dilihat dari bumi, bertentangan dengan letak matahari.Artinya,pada saat planet tepat di kulminasi atas (titik paling tinggi), saat itu matahari tepat di kulminasi bawah (titik paling bawah). Kedudukan seperti itu dinamakan planet sedang oposisi.Jika planet berkedudukan searah dengan matahari,dinamakan sedang konjungsi. Juka planet ada di sebelah timur matahari di sebut planet itu mempunyai elongasi timur dan jika di sebelah barat matahari sedang elongasi barat. Elongasi ialah sudut yang diampit oleh garis hubung antara bumi dengan matahari dan garis hubung antara bumi dengan planet. Planet superior berelongasi dari 0 derajat sampai 180 derajat, elongasi barat maupun timur. Planet inferior tidak pernah beroposisi atau berelongasi 180 derajat. Venus berelongasi maksimum 48 derajat. Pada waktu penus berelongasi barat akan cukub besar akan tampak sebagai bintang timur pada dini hari. Sebaliknya, pada waktu berelongasi timur, venus akan tampak sebagai bintang senja. Planet Merkurius mempunyai elongasi maksimum 28 derajat. Akibatnya planet Merkurius sukar di amati, karena pada waktu elongasi timur, planet itu berkedudukan di ufuk barat tidak jauh dari horizon.saat itu, langit barat masih terang karena cahaya senja. Pada saat langit mulai redup, Merkurius telah memasuki horizontal. Oleh karena planet inferior tidak beroposisi, maka planet itu akan dua kali berkonjungsi, ada konjungsi bawah dan konjungsi atas. Merkurius atau Venus sedang konjungsi bawah, jika jarak antara bumi dengan planet itu lebih dekat dari pada jarak antara bumi dengan matahari.Jika jarak bumi-planet lebih besar dari pada jarak bumi-matahari, dinamakan planet itu sedang jonjungsi atas.

123

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Pada waktu venus sedang konjungsi bawah dan tepat di bawah matahari,venus akan tampak sebagai noktah hitam pada permukaan matahari. Venus dalam keadaan seperti itu dinamakan sedang transit. c. Klasifikasi Planet Di atas telah kita bedakan antara planet inferior dan planet superior dengan bumi sebagai batas. Kedua macam planet itu berbeda dalam kedudukan konjungsi, oposisi, dan besarnya elongasi maksimum. Pada umumnya, orang member nama planet dalam untuk planet inferior dan planet luar untuk planet superior. Sebaiknya, penamaan ini kita tinggalkan, sebab di samping klasipikasi planet inferior dan planet superior ada klasifikasi lain, yaitu: 1. Planet dalam (inner planets) dan 2. Planet luar (outer planets) Kedua kelompok planet tersebut dibatasi lintasan asteroid, yaitu planet dalam di sebelah dalam lintasan asteroid dan planet luar di sebelah luar lintasan asteroid. Klasifikasi ketiga, yaitu: 1. Planet kebumian (terrestrial planets), meliputi Merkurius, Venus, Bumi, Mars dan Pluto;

124

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2. Planet besar (major planets), meliputi Jupiter, Saturnus, Uranus,

dan

Neptunus.

Amati pula skema berikut ini.

Keterangan: t = terrestrial m

= major

ast = asteroid

out

=

outer inf

= inferior

sup

= superior

in

= inner

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini. 1. Apakah batas antara inferior dengan superior planets? 2. Apa pula batas antara planet dalam dengan planet luar? 3. Major-planets adalah planet yang besar-besar, yaitu….yang termasuk planet kebumian adalah…. 4. Sebutkan planet yang termasuk planet kebumian, akan tetapi tidak termasuk planet inferior? 5. Kelompok planet mana yang tidak dapat beroposisi? 6. Dapatkah Merkurius berelongasi 90 derajat? Apakah sebabnya? Amati pula Gambar 1.17 di bawah ini. 125

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tulislah nama planet-planet yang terlukis pada Gambar 1.17 serta kedudukannya masing-masing,misalnya: V1 = Venus sedang elongasi 0o = konjungsi atas. J3 = Jupiter sedang elongasi barat 152o. d. Asteroid Dengan pengumpulan kabut pijar atau planetesimal atau proto planet seperti di kemukakan di atas, tidak hanya dihasilkan Sembilan planet serta satelit-satelitnya.Asteroid juga berasal dari planetersimal. Asteroid atau planetoid adalah planet-planet kecil yang sangat banyak dan beredar pada orbitnya di antara orbet mars dengan orbit Jupiter , yang kecil ada yang berdiameter 1 km, yang lainnya

kebanyakan

sebesar

bulan.Asteroid

yang

pertama

ditemukan oleh seorang pendeta Sisilia pada hari pertama abad ke19, yaitu Asteroid yang diberi nama Ceres, yaitu nama orang suci pelindung bagi orang Sisilia. Mula-mula asteroid dikira hanya ada satusaja. Namun, pada tahun-tahun berikutnya ternyata ditemukan 3 asteroid yang lain dan bertambah terus, hingga sekarang tercatat lebih dari 2.000 asteroid. Orbitnya tidak hanya diantara Mars dengan Jupiter. Ada asteroid yang leebih dekat ke bumi daripada ke Mars ada pula yang lebih jauh dari pada Jupiter dan di ukur dari matahari.Beberapa di antaranya bahkan ada yang bergerak mendekati matahari, seperti Icarus dan Apollo. Yang mengorbit di sekitar orbit Jupiter

126

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

dinamakan asteroid Troya.Daerah lintasan asteroid yang utama dinamakan sabuk asteroid (asteroid belt).

Gambar 1.18 Beberapa Asteroid yang Besar (pasachoff, hal.22)

Asteroid yang berwarna gelap, seperti ceres, hygiea, dan davida, mungkin mengandung banyak karbon.Yang lebih kecil terjadi dari batuan seperti Bumi, misalnya Icarus, Eros, Toros, Geografos, dan Alinda.Keempatnya pernah mendekati bumi. Asteroid yang kecil-kecil terjadi dari besi dan nikel. Berdasarkan zone orbitnya itu,orang mengira bahwa asteroid berasal dari material pembentuk Jupiter yang kerena jauh dari intinya bertebaran ditempat itu.Pendapat lain menyatakan bahwa asteroid berasal dari sebuah planet yang beradar diantara Mars dengan Yupiter. Planet itu telah pecah dan pecahnya berceceran sepanjang bekas orbitnya. Sekalipun jarak antara asteroid sekitar sejuta km,namun tidak

tertutup

kemungkinan

terjadi

tabrakan

diantara

sesamanya.Jika terjadi tabrakan, maka asteroid itu akan hancur menjadi meteoroid. Mungkin meteoroid yang masuk ke atmosfer bumi ada juga yang berasal dari pecahan asteroid itu. Perjalanan pesawat ruang angkasa tak berawak,yaitu pioneer dan Voyager

yang melewati sabuk asteroid itu

menunjukkan bahwa zone ini tidak berbahaya bagi pesawat yang lewat. 127

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

3.satelit

Satelit berarti pengikut.Yang dimuksud istilah satelit di sini ialah benda langit yang merupakan pengikut planet. Pada bagian ini akan di bicarakan satelit alam, yakni setelit yang berbentuk secara alami. Terbentuknya bersama-sama dengan proses pembentukan planet.Karena massanya lebih kecil

dan

berlokasi

dalam

lingkungan gravitasi planet tertentu, maka satelit itu beredar mengelilingi planet tersebut. Dewasa ini istilah satelit digunakan juga untuk benda buatan manusia yang diorbitkan mengelilingi bumi kita, yang kedua ini kita namakan setelit buatan dan akan dicarakan pada bab tersendiri. Tidak semua planet memiliki setelit. Banyaknya satelit pada tiap planet pun berbeda-beda.Perhatikanlah table dibawah yang berisi nama-nama satelit serta jumlah satelit tiap planet dalam tata surya.Perbedaan jumlah satelit dengan nama-nama satelit itu, karena nama-nama satelit yang baru belum tercatat atau mungkin belum diberi nama.Silakan anda tambahkan jika anda menemukan literaturnya.Gambar 1.1

128

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Daftar Nama dan Jumlah Satelit dalam Tata Surya No.

Planet

Nama Satelit

Jumlah Satelit

1

Merkurius

-

-

2

Venus

-

-

3

Bumi

Bulan/Luna

1

4

Mars

Phobos dan Demos

2

5

Jupiter

Metis,

16

Andrastea,Almathea,Thebe,Io, Europa, Ganymede, Calistio, Leda, Himalia, Lysithea, Aananke, Carme, 6

Saturnus

Pasiphea, Sinope, dan 3 lagi belum

18

ada namanya

Atlas, 1980 S27, 1980 S26 Euphemetheus, Janus, Mimas, 7

Uranus

Enceladus, Tethys, Telesto, Calypso,

15

Dione, 1980 S5, Rhea, Titam, Hyperion, Iapetus, Phoebe, dan satu 8

Neptunus

lagi belum ada namanya

8

9

Pluto

Ariel, Umbriel, Titania Oberon,

1

Miranda, dan 10 lagi belum bernama

Triton, Nereid, Enam lagi belum diberi nama

Charon Jumlah 129

Pendidikan Fisika 2017/2018

Semua

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

61 Sumber : Michael, hal. 510-511

Data di atas merupakan hasil pencatatan terakhir, setelah mendapat tambahan dari hasil pengamatan kendaraan ruang angkasa Viking, Pioneer, terakhir Voyager melalui Uranus, hasil pemantauan satelit Uranus ternyata 15.Sebelum ini dicatat bahwa satelit Uranus hanya 5. Neptunus dan Pluto pada tahun 1889 belum dicapai. Oleh karena itu, Jika nanti ada penemuan baru yang dibawa Voyager atau kendaraan angkasa lainnya tentang satelit pada planet-planet itu, tambahlah isi tebel di atas. Galileo Galilei dengan teleskopnya yang sederhana menemukan satelit pada planet Jupiter.Itulah sebabnya empat satelit yang terbesar pada planet Jupiter dinamakan saetlit Galilea(Galilean Satelites). Keempat satelit itu ialah Io, Europa, Ganymede, dan Calystio. Pluto tampak dari bumi mempunyai benjolan yang tempatnya berubah.Para ahli mengambil simpulan bahwa benjolan itu adalah satelit. Dengan demikian, dinyatakan bahwa Pluto mempunyai sebuah satelit. Data tentang satelit lain hanya diperoleh, jika pada perjalanan Voyager atau kendaraan angkasa lain lewat dekat satelit itu.Beberapa data yang diperoleh dengan cara demikian, ialah bahwa Jupiter dan Neptunus juga memiliki cincin seperti Saturnus. Kemudian diketahui juga bahwa Io, salah satu dari satelit Jupiter merupakan satelit yang sangat vulkanik. Di antara satelit-satelit itu, tentu saja bulan yang paling lengkap datanya.Uraian lebih lanjut mengenai bulan diuraikan pada Bab 3, bagian II buku ini.

130

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

4. Komet

Pada suatu malam yang cerah coba anda memandang langit. Tampak di sana bintang-bintang bertaburan. Satu di antara bintang-bintang itu berbeda dari yang banyak. Bintang itu tampak lonjong. Bagian ujung yang satu tampak lebih cemerlang,ujungnya yang lain lebih redup dan berangsur tak bercahaya. Bintang seperti itu dinamakan sebuah komet.Orang menamakan komet sebagai bintang sapu atau bintang berekor atau bintang kukus.

a. Bagian-Bagian Komet Bagian yang lebih terang itu,sering kali tampak lebih besar dari bagian lain. Inilah yang dinamakan kepala komet. Bagian lainnya dinamakan ekor komet.Kepala komet itu terdiri atas inti komet pada pusatnya dan koma yang membungkus inti. Inti komet terdiri atas segumpal benda padat yang berdiameter beberapa km, sehingga terlalu kecil untuk diamati dari bumi. Mungkin sekali inti komet itu gumpalan es yang terdiri atas air (H2 O), asam arang (CO2), amoniak (NH3) metan (CH4), dan debu. Yang menyelubungi inti komet itu adalah koma.Koma terdiri atas debu dan gas. Ekor komet dapat menjadi panjang mencapai 1 satuan astronomik. Karena ekornya inilah, komet menarik perhatian orang. Ekor komet terdiri atas dua macam, ekor debu dan ekor gas.Kedua jenis ekor ini dapat dibedakan dengan melihat bentuknya.Ekor debu melengkung,sedangkan ekor gas lurus.

131

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 1.19 Bagian-Bagian Komet

Arah ekor komet selalu menjauh dari matahari.Ketika kita mengamati komet di langit sebelah barat setelah matahari terbanam,maka ekornya akan mencuat ke atas, yang berarti menunjuk arah timur.Sebaliknya jika komet itu di ufuk timur pada dini hari,ekornya akan menunjuk arah barat.Ekor komet ditekan oleh angin matahari(solar wind) dan radiasi matahari (solar radiation). b.Nama Komet Banyak komet telah menampakkan dirinya di langit. Setiap kali sebuah komet tampak dan selalu menarik perhatian, karena bentuknya yang aneh itu. Menurut konvensi,komet di beri nama orang yang pertama kali melihat komet itu.Mereka itu tidak selalu seorang ahli astronomi. Kebanyakan bahkan astronom amatir, yaitu yang gemar akan astronomi.Setelah seseorang melihat benda aneh itu,segera ia 132

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

melaporkannya kepada lembaga yang berhubungan dengan astronomi.Di Indonesia, jika anda menemukan komet baru, segeralah melaporkan ke Observatorium Boscha di Lembang Bandung.Jika anda orang pertama yang melaporkan itu,mungkin komet itu akan diberi nama seperti nama anda. Beberapa orang yang namanya diabadikan sebagai nama komet adalah : Lubos Kohoutek menemukan komet Kohoutek secara kebetulan.Jean Louis Pons,dari Observatorium Marseille Perancis telah menemukan 38 komet antara tahun 1801 dengan 1827.Ia merupakan penemu komet terbanyak sampai saat ini. Minoru Honda, seorang bangsa Jepang telah menemukan sekitar selusin komet.Edmund Halley, seorang ahli astronomi inggris selalu hangat dibicarakan orang tiap 76 tahun bersamaan dengan pemunculan komet Halley.Halleylah yang meramalkan kedatangan komet itu setiap 76 tahun sekali.

Gambar 1.20 Beberapa foto komet

(zim,Baker & Charand. “Stars” hal. 128 dan Moore and mason’s Return of Halley’s Comet’ hal.24-25 dan Passachof’s “ Astronomy ” halaman 224) Komet yang terang dapat diamati dengan mata telanjang dalam beberapa malam berturut-turut, bahkan sampai beberapa minggu.Akan lebih lama lagi,jika pengamatan itu menggunakan teropong atau teleskop. 133

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

c. Orbit Komet Komet Halley datang berulang pada periode yang tetap,yaitu 76 tahun.Penyebabnya ialah lintasannya yang berbentuk allips.Komet lain mungkin hanya satu kali saja menampakkan diri,artinya datang mendekati matahari. Orbit komet seperti ini pasti bukan ellips.Memang

ada

3

bentuk

lintasan

komet,yaitu

ellips,

parabola,dan hiperbola.Tiga bentuk lintasan itu dapat dilihat pada Gambar 1.21.

Dari bumi,kita dapat mengikuti lintasan komet itu di antara bintang-bintang sekitar ekliptika.Komet Halley pada akhir tahun 1985-1986 bergeser sebagai berikut. a) Bulan November 1985 sekitar rasi Taurus, b) Bulan Desember 1985 melintasi ekuator sekitar rasi Pegasus, c) Bulan Januari,Februari, dan Maret 1986 dekat Capricornus, d) Akhir Maret pada rasi Sagitarius, dan e) Bulan April melintasi Scorpio dan Centaurus. Agar lebih jelas,amati Gambar 1.22 berikut. 134

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

5. Meteor

Pada beberapa malam dalam bulan Desember 1988 terjadi hujan meteor yang dikenal dengan nama Geminid shower. Pada malam itu orang awam dapat menyaksikan banyak meteor beterbangan di langit. Macam-macam orang menamakan meteor itu, yaitu ahli bintang, bintang jatuh, bintang pindah, bahkan ada yang menyebutnya hantu. Diruang

angkasa

banyak

benda-benda

padat

yang

beterbangantak beraturan.Benda itu mungkin pecahan asteroid, mungkin materi ekor komet yang tercecer,mungkin juga pecahan benda langit lain. Benda-benda itu dinamakan meteoroid.Dalam perjalanannya di ruang angkasa luar, benda itu pada suatu waktu mendekati bumi. Karena gravitasi bumi, jatuhlah benda itu kea rah bumi. Ketika menembus asmosfer ,benda padat itu terbakar. Timbullah nyala yang tampak dari bumi sebagai bintang pindah, itulah yang disebut meteor. Jarang sekali meteor sampai jatuh kepermukaan bumi. Kebanyakan habis terbakar sebelum menyentuh bumi. Meteor yang jatuh sampai ke bumi dinamakan meteoroit, biasanya merupakan gumpalan yang kecil. Namun, ada juga yang beratnya sampai 34 ton seperti meteoroid Anhighito yang ditemukan di Greenland. Sebuah meteor yang sangat besar pernah jatuh di Arizona USA dan bekas jatuhnya dikenal sebagai Kawah Barringer (Barringer Crater) sebuah kawah meteor yang garis tengahnya sekitar 1,4 km dan dalamnya sekitar 190 meter. Mungkin meteor yang membentuknya seberat 50.000 ton. 135

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Jika anda datang ke Museum Geologi di Bandung, anda akan dapat menyaksikan beberapa meteoroid. Pada umumnya, meteoroid dapat dibedakan atas dua macam, yaitu meteoroid besi dan meteoroid batu. Yang pertama terdiri atas 90 % zat besi dan sisanya nikel, sedangkan meteoroid baru sebagian besar silicon (Si) dan hanya 10 % saja besi dan nikelnya. “Shower” yang dibicarakan pada awal uraian ini terjadi pada waktu-waktu tertentu. Pada masa ada shower itu, kita dapat mengamatinya lepas tengah malam. Dalam satu jam saja, kita dapat menyaksikan banyak meteor seakan-akan jatuh dari satu titik di langit menyebar ke segala arah sacara radial.Nama shower itu sesuai dengan pusat penyebaran meteor.Karena seakan-akan bersumber dari rasi Gemini, shower pada bulan Desember 1988 diberi nama Geminid shower.Meteor-meteor yang tampak itu kebanyakan berwarna putih atau kuning.Akan tetapi, ada juga yang merah, biru, hijau atau jingga. Gemid shower dapat disaksikan setiap bulan Desember. Shower yang lain di antaranya Aquarid, sekitar rasi Aquarius pada tanggal 5 mei dan 27 juli,Orionid sekitar rasi Orion (bintang waluku) pada tanggal 21 Oktober, Taurid sekitar Taurus pada tanggal 8 November dan Leonid sekitar rasi Leo pada tanggal 17 November.Jika berminat, silakan anda mengamatinya lepas tengah malam pada tanggal-tanggal tersebut serta beberapa malam sebelum dan sesudahnya. E. Hukum Newton tentang Gravitasi Newton mengembangkan pemikirannya dari apel ke bulan. Ia memulai pemikirannya dari buah apel yang jatuh dari pohonnya. Kemudian dikembangkan sampai ke orbit bulan.Pernyataan ini merupakan hukum fisika pertama yang universal. Hukum gravitasi Newton dinyatakan dengan rumus sebagai berikut. 136

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

F=

Gm1 m2 R2

Di mana : F adalah gaya tarik antara dua benda yang bermassa ; m1 dan m2 adalah dua titik pusat massa yang jaraknya R : G adalah suatu konstanta, sebuah angka yang diasumsikan harganya tidak dipengaruhi perbedaan waktu atau tempat di dunia ini. Harga G dalam system MKS ialah 6,67 x 10-11. Arti hokum gravitasi Newton ini adalah sebagai berikut . Pertama, bahwa semua massa di jagat raya ini menarik massa yang lain.Kedua, kalau dibayangkan hanya ada 2 massa, maka jumlah dari kekuatan tenaga gravitasi berbanding lurus dengan jumlah materi yang dimiliki kedua massa itu masingmasing.Kalau kita buat massa salah satu benda menjadi dua kali lebih besar,sementara jaraknya masih tetap, maka tenaga gravitasi yang terjadi juga menjadi dua lipat.Ketiga,massa dengan jarak yang lebih jauh akan mempunyai tenaga gravitasi yang lebih kecil daripada yang dekat. Jika jarak itu menjadi y kali jarak semula,maka pengurangan tenaga ini terjadi dengan cara khusus yaitu dengan seper y kuadrat jarak semula. Sebagai

contoh,pada

dua

benda

yang

berjarak

1

meter,berlaku sejumlah gaya gravitasi di antara kedua benda ini.Sekarang,jaraknya kita jauhkan menjadi 2 meter maka tenaga gravitasi yang berlaku akan berkurang menjadi ¼ dari pada ketika jarak benda 1 meter.Berarti gravitasi itu berbanding tebalik dengan kuadrat kedua massa itu.

137

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Bagaimana cara newton menguji validitas hukumnya? Di sinilah apel berguna.ia tahu bahwa gravitasi bumi pada permukaannya menyebabkan apel jatuh.jarak bumi ke bulan kurang lebih 60 kali radius bumi.jadi, apabila benar hokum satu per

kuadrat

menggambarkan

tenaga

gravitasi

secara

benar,percepatan bulan terhadap bumi harus 1/602 atau 1/3600 lebih kecil padipada percepatan apel. Percepatan yang disebabkan oleh gravitasi pada permukaan bumi adalah 9,8 m/detik2. Bagi bulan perkiraan percepatan itu ialah: 9,8 m/detik2/3600 Atau sekitar 2,7 x 10-3 m/detik2. Percepatan bulan kea rah bumi ini sama dengan percepatan sentripetal yang memungkinkan bulan tertarik ke arah pusat bumi. Newton kemudian membandingkan percepatan sentripetal yang 138

diramalkannya

Pendidikan Fisika 2017/2018

dengan

percepatan

sentripetal

yang

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

didapatkan dari pengamatannya terhadap orbit bulan. Ketika diamati ternyata kedua nilai itu mendekati nilai yang hampir sama.newton menyimpulkan bahwa penyabab adanya gaya sentripetal bulan sama dengan yang berlaku atas apel,yaitu gravitasi bumi.gaya ini menjangkau jarak yang besar hingga mencapai jarak bulan.gaya itulah yang menyebabkan bulan tetap pada orbitnya. Ada sesuatu yang mengganggu pikiran newton,yaitu walaupun dia telah dapat menjelaskantentang gaya gravitasi,tetapi belummengetahui apa penyebabnya.pendapatnya ialah bahwa interaksi antarmassa itu berlangsung sampai jarak yang sangat besar.aksi terhadap jarak itu ternyata berlawanan dengan segi mekanisme tentang alam yang menjelaskan istilah benturan setempat dari objek-objek. Newton akhirnya mengesampingkan pertanyaan dasar alami dari tenaga gravitasi tetapi penolakannya terhadap permasalahan sedikitnya tetap konsisten pada sisa filosopinya yaitu:saya belum dapat memecahkan penyebab gravitasi,saya juga tidak berusaha menjelaskannya sebelum saya dapat memahami hal itu dari fenomena-fenomena yang ada. Terlepas dari pernyataan di atas,newton melihat bahwa bagian-bagian ala mini membentuk rangkaian mata rantai yang abadi dan tidak tampak.

139

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

F. Pernyataan dan tugas pengayaan 1. Coba hitung,barapa km jarak antara: a. Matahari dengan alpha centauri. b. Galaksi Bima Sakti dengan galaksi Andromeda. 2. Cari contoh rasi bintang yang bergambar pada majalah,buku astronomi atau sumber lain.kemudian secara berkelompok,buatlah gambar berukuran paling kecil 50 cm x 60 cm.tiap kelompok membuat satu gambar. 3. Gunakanlah peta perbintangan untuk mengamati langit ketika malam hari cerah tanpa bulan. Mula-mula,cari rasi sabil selatan (crux) di langit setelah selatan.lalu berturut-turut kea rah atas,cari juga centaurus (dicirikan oleh Alpha centauri yang paling terang disebelah timur Crux),

virgo

(dicirikan

oleh

spica),

scorpio(ada

Antares

diperutnya),

dan

sagitarius(disebelah timur scorpio). Selanjutnya, silakan cari rasi bintang yang lain. 4. Jika mungkin, kunjungilah planetarium Jakarta. Disana anda akan mendapat tambahan pengetahuan tentang langit perbintangan.anda juga dapat memperoleh peta bintang.? 140

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

5. Betapa besar jagat raya itu, tidak ada makhluk yang mampu mengukurnya, apalagi menciptakannya . Pertanyaan diatas terutama merupakan ungkapan sila … dari pancasila. Bunyi sila itu … 6. Tulislah dua kenyataan dalam alam yang menjadi landasan bagi para ahli astronomi dan fisika untuk menciptakan hipotesisnya.? 7. Jelaskan persamaan dan perbedaan antara teori planetesimal (moulton dan chamberlin) dengan pasang surut (jeans dan Jeffrey) ? 8. Mengapa planet dinamakan bintang pengembara? 9. Ingat-ingatlah : a. Nama 9 planet berturut-turut mulai dari yang terdekat kematahari b. Nama satelit galilea c. Beberapa nama asteroid, misalnya yang pernah mendekati bumi (4 buah ). 10. Komet a. Apa sebab ekornya selalu menjauhi matahari ? b. Adakah hubungan antara komet dengan meteor shower? Apakah hubungannya itu.? c. Mungkinkan nama anda diabadikan sebagai nama komet? Beri penjelasan ! d. Tuliskan beberapa nama komet yang terkenal? e. Apa sebab ada komet yang datang secara periodic, tetapi ada pula yang hanya sekali saja mendekati matahari ? 11. Meteor a. Apakah arti meteoroid, meteor, dan meteoroid ? b. Ada berapa macam meteorid ? beri penjelasan! c. Sudakah anda melihat meteorit ? dimana anda dapat melihatnya ? usahakan untuk pergi ketempat itu ! Pertanyaan : 1. Jelaskan hukum yang berlaku untuk terjdinya tata surya! ( Atrisna 2013 122 056 ) 2. Apa perbedaan komet dan meteor? ( Fitri Ulandari 2013 122 055 ) 3. Apakah ada karakteristik tata surya itu? Jelaskan! ( Puji Astuti 2013 122 042 ) Jawab : 1. tiga Hukum Gerakan Planet Kepler adalah: -

Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, Matahari berada di salah satu fokusnya.

-

Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama.

-

Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.

141

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2. Komet merupakan sebongkah benda luar angkasa yang mengandung es, batu dan debu. Selain itu, komet memiliki ukuran diameter beberapa mil serta mengorbit matahari sedangkan meteor merupakan sebuah meteorid yang memasuki atmosfer bumi dan mengalami proses penguapan. Meteor seringkali di sebut sebagai bola api atau "shooting star".

3. KARAKTERISTIK PLANET-PLANET DALAM TATA SURYA - Matahari adalah bintang yang jaraknya paling dekat dengan bumi baik pada gugusan galaksi bima sakti maupun pada galaksi andromeda. Matahari adalah sebuah bintang karena matahari memancarkan cahaya yang dihasilkan sendiri. Matahari dapat memancarkan cahaya dan panas yang amat sangat besar energinya karena dihasilkan dari reaksi fusi nuklir penggabungan inti atom hidrogen. A. Jarak Matahari Ke Bumi Matahari adalah bintang yang tampak paling besar dibandingkan bintang-bintang lain yang bertaburan di angkasa luar karena jaraknya yang sangat dekat, yaitu sekitar 150 juta km. 150 juta kilo meter disebut juga sebagai satuan astronomi. Jarak kedudukan terdekat matahari ke bumi jaraknya adalah 147 juta km disebut Perihelium (1 januari). Sedangkat jarang paling jauh matahari ke bumi yakni kurang lebh sekitar 152 juta km disebut Aphelium (1 juli). Tentu saja saat ini belum ada orang yang menghitung secara langsung jarak matahari ke bumi karena sangat panas dan silau. B. Suhu Matahari Panas matahari pada permukaannya adalah kurang lebih 6 ribu derajat selsius. Sedangkan pada inti matahari temperatur mencapai 150 juta derajat celcius. Dari waktu ke waktu suhu matahari akan diperkirakan semakin dingin dan akhirnya mati bersama planet-planet lain termasuk bumi. C. Penyusun Matahari - Hidrogen : 70% - Helium : 25% - Unsur lainnya : 5% D. Konstanta Dan Energi Matahari Banyaknya kalor yang diterima oleh setiap 1 cm persegi pada bagian atas atmosfir matahari permenit adalah 2 kalori per menit per cm persegi. Energi matahari terjadi karena adanya fusi atau penggabungan inti hidrogen membentuk inti helium serta 2 positron dan energi 24,7 MeV. E. Bagian-Bagian Susunan Matahari - Fotosfer adalah bagian lapisan permukaan yang memancarkan cahaya yang kuat. - Kormosfer adalah Lapisan gas yang sangat tebal. 142

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

- Korona adalah Lapisan atmosfer terluar matahari PLANET DALAM 1. Merkurius Merkurius merupakan planet paling dekat k ematahari, jarak rata-ratanya hanya sekitar 57,8 juta km. Akibatnya, suhu udara pada siang hari sangat panas (mencapai 4000C), sedangkan malamhari sangat dingin (mencapai -2000 C). Perbedaan suhu harian yang sangat besar disebabkan planet ini tidak mempunyai atmosfer.Merkurius berukuran paling kecil, garis tengahnya hanya 4.850 km hamper sama dengan ukuran bulan (diameter 3.476 km). Planet ini beredar mengelilingi matahari dalam suatu orbit eliptis (lonjong) dengan periode revolusinya sekitar 88 hari, sedangkan periode rotasinya sekitar 59 hari. 2. Venus Venus merupakan planet yang letaknya paling dekat ke bumi, yaitu sekitar 42 juta km, sehingga dapat terlihat jelas dari bumi sebagai suatu noktah kecil yang sangat terang dan berkilauan menyerupai bintang pada pagi atau senja hari. Venus sering disebut sebagai bintang kejora pada saat Planet Venus berada pada posisi elongasi barat dan bintang senja pada waktu elongasi timur.Kecemerlangan planet Venus disebabkan pula oleh adanya atmosfer berupa awan putih yang menyelubunginya dan berfungsi memantulkan cahaya matahari. Jarak rata-rata Venus ke matahari sekitar 108 juta km, diselubungi atmosfer yang sangat tebal terdiri atas gas karbondioksida dan sulfat, sehingga pada siang hari suhunya dapat mencapai 4770 C, sedangkan pada malam hari suhunya tetap tinggi karena panas yang diterima tertahan atmosfer. Diameter planet Venus sekitar 12.140 km, periode rotasinya sekitar 244 hari dengan arah sesuai jarum jam, dan periode revolusinya sekitar 225 hari. 3. Bumi (The Earth) Bumi merupakan planet yang berada pada urutan ketiga dari matahari. Jarak rataratanya ke matahari sekitar 150 juta km, periode revolusinya sekitar 365,25 hari, dan periode rotasinya sekitar 23 jam 56 menit dengan arah barat – timur. Planet bumi mempunyai satu satelit alam yang selalu beredar mengelilingi bumi yaitu Bulan (The Moon). Diameter Bumi sekitar 12.756 km hamper sama dengan diameter Planet Venus. 4. Mars Mars merupakan planet luar (eksterior planet) yang paling dekat ke bumi. Planet ini tampak sangat jelas dari bumi setiap 2 tahun 2 bulan sekali yaitu pada kedudukan oposisi. Sebab saat itu jaraknya hanya sekitar 56 juta km dari bumi, sehingga merupakan satusatunya planet yang bagian permukaannya dapat diamati dari bumi dengan mempergunakan teleskop, sedangkan planet lain terlalu sulit diamati karena diselubungi oleh gas berupa 143

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

awan tebal selain jaraknya yang terlalu jauh. Keadaan di Mars paling mirip dengan bumi, sehingga memungkinkan terdapatnya kehidupan. Karena itu, para astronom lebih banyak menghabiskan waktu mempelajari Mars daripada planet lain. Jarak rata-rata ke Matahari sekitar 228 juta km, perioder evolusinya sekitar 687 hari, sedangkan periode rotasi sekitar 24 jam 37 menit. Diameter planet sekitar setengah dari diameter bumi (6.790 km), diselimuti lapisan atmosfer yang tipis, dengan suhu udara relative lebih rendah daripada suhu udara di bumi. Planet Mars mempunyai dua satelit alam, yakni Phobos dan Deimos. PLANET LUAR 5. Jupiter Jupiter merupakan planet terbesar di tata surya, diameter sekitar 142.600 km, terdiri atas materi dengan tingkat kerapatannya rendah, terutama hydrogen dan helium. Jarak rataratanya ke matahari sekitar 778 juta km, berotasi pada sumbunya dengan sangat cepat yakni sekitar 9 jam 50 menit, sedangkan periode revolusinya sekitar 11,9 tahun. Planet Jupiter mempunyai satelit alam yang jumlahnya paling banyak yaitu sekitar 13 satelit, di antaranya terdapat beberapa satelit yang ukurannya besarya itu Ganimedes, Calisto, Galilea, Io dan Europa. 6. Saturnus Saturnus merupakan planet terbesar kedua setelah Jupiter, diameternya sekitar 120.200 km, periode rotasinya sekitar 10 jam 14 menit, dan revolusinya sekitar 29,5 tahun. Planet ini mempunyai tiga cincin tipis yang arahnya selalu sejajar dengan ekuatornya, yaitu CincinLuar (diameter 273.600 km), Cincin Tengah (diameter 152.000 km), dan Cincin Dalam (diameter 160.000 km). Antara Cincin Dalam dengan permukaan Saturnus dipisahkan oleh ruang kosong yang berjarak sekitar 11.265 km. Planet Saturnus mempunyai atmosfer sangat rapat terdiri atas hidrogen, helium, metana, dan amoniak. Planet Saturnus mempunyai satelit alam berjumlah sekitar 11 satelit, diantaranya Titan, Rhea, Thetys, dan Dione. 7. Uranus Uranus mempunyai diameter 49.000 km hamper empat kali lipat diameter bumi. Periode revolusinya sekitar 84 tahun, sedangkan rotasinya sekitar 10 jam 49 menit. Berbeda dengan planet lainnya, sumbu rotasi pada planet ini searah dengan arah datangnya sinar matahari, sehingga kutubnya sering kali menghadap ke arah matahari. Atmosfernya dipenuhi hidrogen, helium dan metana. Di luar batas atmosfer, Planet Uranus terdapat lima satelit alam yang mengelilinginya, yaitu Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, dan Oberon. Jarak ratarata ke matahari sekitar 2.870 juta km. Planet ini pun merupakan planet raksasa yang 144

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

sebagian besar massanya berupa gas dan bercincin, ketebalan cincinnya hanya sekitar 1 meter terdiri atas partikel – partikel gas yang sangat tipis dan redup. 8. Neptunus Neptunus merupakan planet superior dengan diameter 50.200 km, letaknya paling jauh dari matahari. Jarak rata-rata ke matahari sekitar 4.497 juta km. Periode revolusinya sekitar 164,8 tahun, sedangkan periode rotasinya sekitar 15 jam 48 menit. Atmosfer Neptunus dipenuhi oleh hidrogen, helium, metana, dan amoniak yang lebih padat dibandingkan dengan Jupiter dan Saturnus. Satelit alam yang beredar mengelilingi Neptunus ada dua, yaitu Triton dan Nereid. Planet Neptunus mempunyai dua cincin utama dan dua cincin redup di bagian dalam yang mempunyai lebar sekitar 15 km.

145

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2 BUMI SEBAGAI PLANET Nama Kelompok

: Nopalia 2013 122 051 : Nilam Sari 2013 122 048 : Iin Lestari 2013 122 045

A.TATA KOORDINAT PADA BOLA BUMI Untuk menentukan letak tempat di permukaan bumi di gunakan –

ordinat

ordinat

bujur

(meridian,altitude)

dan

lintang

(paralel,latitude).Sejak para mahasiswa di sekolah dasar,telah di peroleh pengetahuan tentang bujur dan lintang ini.secara singkat akan di uraikan paba bagian berikut ini. 1. Bujur

Kita kenal Bujur Timur dan Bujur Barat.Bujur Timur dan Bujur Barat dihitung dari Garis Bujur 0 derajat.Garis Bujur 0ͦ itu melalui kota Greenwich dekat London,Inggris.Dari titik itu dihitung masing – masing 180 derajat kea rah timur dan barat. Telah anda ketahui pada bujur berapa derajat letak Indonesia.Bukankah antara 95 derajat Bujur Barat dengan 161 derajat Bujur Barat? Coba lihat peta dunia pada atlasmu,benarkah Kepulauan Hawaiiitu terletak antara 155 derajat Bujur Barat dengan 161 derajat Bujur Barat?

2. Lintang

Lintang menunjukkan jarak Utara

– Selatan.Anda masih

inggat,letak Indonesia antara 6 derajat Lintang Utara dengan 11 derajat Lintang Selatan,bukan? Lintang 0 derajat merupakan garis Khatulistiwa dan Lintang 90 derajat merupakan dua titik kutub,90 derajat Lintang Utara = Kutub Utara dan 90 derajat Lintang Selatan = Kutub Selatan. Lihat pula dip eta Anda,bukankah Hawaii terletak antara 19 derajat Lintang utara dengan 23 derajat Lintang Utara. 146

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Menentukan letak daerah di muaka Bumi tidak lengkap,jika hannya letak Lintangnya saja atau bujurnya saja,tetapi harus kedua-duanya,contohnya adalah Indonesia: 95o BT,6o LU – 11o LS;Hawaii:155o BB – 161o BT,19oLU – 23o LU. Untuk letak sebuah kota,Cukup dengan satu lintang dan satu bujur.misalnya Jakarta:107o BT,6o LS;Honolulu:158o BB, 21o LU.Untuk keperluan yang lebih tepat,Anda harus menggunakan satuan yang lebih kecil yaitu menit dan detik ( busur ),misalnya Jakarta :106o50’BT,6o10’ LS. Coba anda sekarang berlatih menentukan letak: 1. Tempat anda tinggal sekarang, 2. Ibu Kota provinsi Anda, 3. Merauke,Singapura,Tokio,dan New Delhi.

B. ROTASI BUMI 1. Peristiwa Rotasi Bumi

Kejadian yang sebenarnyakah peredaran harian sebuah bintang itu? Sesuai

dengan

namanya,peredaran

itu

hanyalahperedaran

semu.Pada waktu kita menumpang kereta api yang berjalan dari arah barat ke timur tampak pohon – pohon,tiang telegram, dan rumah – rumah seakan – akan berlarian dari timur ke barat.Kejadian ini juga merupakan gerakan semu.Kita sekarang sedang menumpang bumi: Bintang – Bintang.Matahari, dan benda langit yang lain seperti halnya contoh pohon – pohon dan tiang telegram,ada di luar bumi yang kita tumpangi ini.Bumi berputar pada porosnya dari barat ke timur atau dengan kata lain bumi berotasi.Inilah peredaran harian yang sebenarnya.Akibat rotasi itu,benda – benda langit tampak melakukan peredaran semu harian dari timur ke barat. Bagaimana rotasi bumi itu berlangsung? a. Periode Rotasi Bumi itu Adalah 23 jam 65 menit atau 24 jam kurang 4 Menit sekali putaran Jika kita perhatikan peredaran semu harian sebuah bintang itu dari bintang sejati,waktu yang di perlukan bintang itu dari kedudukan kulminasi atas sampai kedudukan yang sama pada hari esok 147 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

memerlukan waktu 23 jam 56 menit atau 24 jam kurang 4 menit.Sebenarnya bintang sejati berkedudukan tetap di langit,rotasi bumilah yang memakan waktu 23 jam 56 menit. b. Arah Putarannya Negatif atau Dari Barat ke Timur Arah rotasi dari barat ke timur menyebabkan peredaran semu harian semua benda langit berarah timur – barat.Dengan perbandingan perjalanan kereta api yang di kemukakan di atas arah rotasi itu sudah cukup jelas. c. Atmosfer yang Menyelubungi Bumi ikut Berotasi Ketika kereta api berjalan ,kita yang menumpang kereta itu mengeluarkan tangan kita dari jendela,terasalah hembusan angin dari arah muka kereta api itu pada tangan kita.Hembusan kereta api itu kita rasakan,karena udara di sekeliling kereta api itu tidak turut dengan perjalanan kereta api.Akan lebih terasa lagi hembusan angin

itu

jika

mengendarai

motor

dengan

kecepatan

tinggi,misalnya 100 km/jam. Sekarang kita misalkan jika rotasi bumi tidak di sertai udara ( atmosfer).Keliling bumi di khatulistiwa adalah 40.000 km.Untuk satu putaran di perlukan 24 jam.jadi,kecepatan rotasi di khatulistiwa adalah 40.000 : 24 = 1667 km / jam.Orang yang berdiri di khatulistiwa bumi akan merasakan hembusan angin yang berkecepatan 1667 km/jam. Mampukah Anda tetap berdiri di hembus angin sekencang itu ? Perlu di tambahkan , berhubung bentuk bumi bulat, kecepatan rotasi di khatulistiwa berbeda dengan di lintang – lintang pertengahan.misalnya di 40o LU.Makin jauh dari khatulistiwa,makin berkurang kecepatan rotasinya,bahkan jika kita berdiri tepat di titik kutub Utara atau titik Kutub Selatan,kita akan berpusing di tempat kita berdiri 24 jam kurang 4 menit sekali putaran. Bukan hannya molekul udara yang turut berotasi,benda lainpun demikian.Jika anda menumpang helicopter stabil di atas gedung sekolah Anda,tanda dorongan horizontal,Anda akan tetapdi 148

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

tempat tersebut.Tidak berlaku pendapat orang yang berkata: “ naikkan saja helikopter Kita ke atas ,lalu diam . Nanti juga bumi berotasi, sehingga bumi berotasi, sehinnga benua Afrika

akan

lewat di bawah kita, kemudian benua amerika juga,sehingga kita akan sampai kembali ke tempat semula dalam waktu sehari’’. Karena pengaruh rotasi pula SKSD palapa tetap pada posisinya.Dikatakan orang palapa bergerak sikron dengan rotasi bumi. 2. Akibat Rotasi a. Peredaran Semu Harian Benda Langit Pada uraian di atas dirasakan adanya peredaran bintang yang mengelilingi bumi. Bukan hanyya bintang – bintang dan matahari,bulan juga tampak bergerak seperti itu.Jika lebih teliti lagi, kita juga dapat melihat planet – planet bergerak, terbit dari timur, lalu naik, lewat di atas kepala kita dan akhirnya terbenam di sebelah barat. Keesokan harinnya benda langit itu akan terbit lagi di timur. Pergerakan benda langit itulah yang di namakan peredaran semu harian.Dinamakan semu,karena gerakan itu hannya yang tampak oleh pengamat,bukan peredaran yang sebenarnya. Bintang menempuh lintasan peredaran semunya memakan waktu 23 jam 56 menit atau satu hari bintang.Dinamakan satu hari bintang ,karena periodenya 23 jam 56 menititu waktu yang di perlukan bintang untuk menjalani peredaran semu harian matahari atau bulan bukan 23 jam 56 menit.Satu hari matahari sama dengan 24 jam,artinnya peredaran semu harian matahari rata – rata 24 jam.Jadi, lebih panjang 4 menit dari periode satu hari bintang bulan lebih lambat lagi.Satu hari bulan sama dengan 24 jam lebih 50 menit. Perbedaan periode peredaran semu harian ke tiga benda langit itu di sebabkan karena kedudukan bintang sejati selalu tetap di langit.Matahari mempunyai peredaran semu yang lain akibat dari revolusi,sedangkan bulan sebagai satelit bumi,mempunyai peredaran bulanan mengelilingi induknya,yaitu bumi. 149 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b. Peristiwa Siang dan Malam Peredaran semu harian matahari dapat secara langsung kita amati.Lebih dari itu ,orang di bumi mengalami pergantian siang dan malam.Telah di terangkan di atas panjang satu kali peredaran semu harian matahari itu rata – rata 12 jam atau satu hari matahari yang lazim di namakan satu hari. Panjang satu periode di daerah khatulistiwahampir sama sepanjang

tahun.Namun,sebenarnya

ada

perbedaan

sedikit.

Panjang siang hari dan malam hari juga tidak selalu sama.Sekali waktu siang hari lebih dari

12 jam,sehingga malam hari

kurangdari 12 jam.Perbedaan itu menjadi lebih besar di tempat – tempat yang lebih jauh dari khatulistiwa. c. Perbedaan waktu

Waktu

yang kita gunakan sehari

–

hari adalah waktu

matahari.Perbedaan waktu yang kita bicarakan disini adalah perbedaan waktu matahari. Terdapat perbedaan waktu di tempat – tempat yang berbeda meridiannya,yaitu tiap 1o jarak dua garis meridian yang berurutan,waktunya berbeda 4 menit atau tiap 15o berbeda 1 jam.Atas dasar inilah di adakan pembagian daerah waktu di dunia. Di seluruh permukaaan bumi secara umum terdapat 24 daerah waktu meridian 0o yang di kenal dengan nama Greenwich mean time ( GMT). Indonesia yang letaknya memanjang antara 95o BT dengan 141o BT di bagi atas 3 daerah waktu yaitu sebagai berikut: 1. Waktu Indonesia bagian Barat ( WIB ) yang berpangkal pada waktu untuk meridian 105o BT. Daerahnya meliputi 15 Provinsi yaitu DI Aceh, Sumut , Sumbar, Riau, Jambi, Sumsel, Lampung, DKI Jakarta, Jabar, Jateng, DI Yogyakarta, Jatim, dan sejaak 1 januari 1988 ditambah Kalbar dan Kalteng. WIB sama dengan GMT + 7 jam ( 105 : 15 = 7 ). 2. Waktu Indonesia bagian Tengah atau WITA (120o BT ). Daerahnya meliputi 10 Provinsi,yaitu Kalsel, Kaltim, Sulsel, Sulteng , Sultra, Sulut, Bali, NTB, NTT, dan Timtim.WITA = GMT + 8 jam. 150

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

3. Waktu Indonesia bagian Timur atau WIT (135o BT). Daerahnya meliputi 2 provinsi,yaitu Maluku dan Irian Jaya. WIT = GMT + 9 jam.

Gambar 2.1 Peta Daerah Waktu di Indonesia

Perubahan pada tanggal 1 januari 1998 terutama untuk lebih

atas

daerah

waktu,sehingga

lebih

mendekati

meridian.Sebelum perubahan itu,seluruh Kalimantan

garis

termasuk

WITA dan Bali masuk ke WIB. Kemudian Kalbar dan Kalteng masuk ke WIB,sedangkan Bali masuk ke WITA. Sebelum tahun 1959, di wilayah RI terdapat 6 daerah waktu dengan rincian sebagai berikut: 1. Waktu Sumut = GMT + 6,5 jam 2. Waktu Sumsel = GMT + 7 jam 3. Waktu Jawa = GMT + 7,5 jam, sama dengan Kalimantan 4. Waktu Sulawesi = GMT + 8 jam, sama dengan Nusa Tenggara 5. Waktu Maluku = GMT + 8,5 jam 6. Waktu Irian = GMT + 9 jam Waktu itu,kalau Aanda menyeberangi Selat Sunda, Anda harus mengubah jam dengan menambah atau mengurangi 0,5 jam.Demikian juga jika Anda mengadakan perjalanan dari Medan ke Palembang.Pembagian atas 6 daerah waktu itu menyimpang dari pembagian daerah waktu Internasional.

151

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Negara – Negara yang batas paling Barat dan paling timurnya berjarak lebih dari satu daerah waktu mempunyai beberapa daerah waktu,seperti di Negara kita. Singapura, Negeri Belanda, dan Jerman barat ( dahulu sebelum bergabung dengan Jerman timur) yang wilayahnya kecil hanya mempunyai satu daerah waktu. Jepang dan Filipina,sekalipun cukup luas,karena bentuk wilayahnya membujur dari utar ke selatan hanya memiliki satu daerah waktu. Wilayah Negara Amerika Serikat dan Uni Soviet ( dahulu sebelum menjadi Negara – Negara persemakmuran) memanjang dari barat ke timur,sehingga Negara ini memiliki banyak daerah waktu.Amati peta daerah waktu pada atlas Anda. Di wilayah Amerika Serikat terdapat zone – zone: fasific, Mountain States, Central States, dan Eastern States Times, di tambah daerah waktu Alaska dan Hawaii.Unisoviet yang kemudian menjadi wilayah persemakmuran Negara – Negara Merdeka (CIS = Commonwealth of the Independent States ) terdapat 11 daerah waktu. Oleh karena itujika di bagian paling barat Negara itu matahari terbit,di bagian paling timur sudah hamper terbenam.

152

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 2.2.Peta di daerah waktu di dunia ( Atlas )

Dalam keperluan lain,digunakan waktu meridian, yaitu waktu yang berlaku untuk satu meridian. Kota Ayang dilalu garis 1000 BT lebih cepat 4 menit dari pada waktu dikota B yang dilalui garis 990BT. Akan tetapi, waktu dikota A lebih lambat 12 menit dari pada waktu di kota C yang dilalui garis 1030BT. Selisih waktu meridian antara dua meridian yang berdampingan ialah 4 menit. Bagi penganut agama islam akan menghayati perbedaan ini, jika memperhatikan waktu sholat atau berbuka puasa ditempat yang berlainan, yaitu jika tempat yang satu terletak lebih timur atau lebih barat dari pada kota yang lain. Kota yang terlatak pada satu meridian, mempunyai waktu meridian yang sama . d. Pembelokan angin

Ingat akan hukum Buys Ballot yang berbunyi: a. Udara bergerak dari daerah udara yang bertekanan maksimum kedaerah yang bertekanan minimum.

153

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b. Dibelahan bumi utara angin membelok ke kanan dan dibelahan bumi selatan angin membelok ke kiri

gambar 2.3 Pembelokan Angin

Akibat rotasi bumi, titik B bertgerak lebih cepat dari pada titik A dan D ;sedangkan titik A dan D lebih cepat dari pada titiktitik E dan G . pada satu periode titik B bergerak sampai titik B’ , bersama –sama dengan A, D,E, dan G masing – masing bergerak sampai A’, D’ , E’ , dan G’. Udara turut berotasi dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan titik di muka bumi tempat udara itu . jika udara itu bergerak ke Utara atau ke Selatan, maka udara itu akan menggikuti rotasi dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan rotasi titik tempat asalnya. Pada gambar 2.3 , udar bergerak dari A menuju ke B . sementara udara itu menjalani jarak AB, titik A bergerak sampai A’ dan B sampai B’. Karena udara yang berasal dari A itu ikut berotasi dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan A , maka setelah sampai di khatulistiwa udara itu tidak sampai di titik B’ melainkan di C’, 154

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

dengan kata lain aliran udara itu ketinggalan oleh B yang telah sampai di B’. jelas bahwa dibelahan bumi utara angin membelok kekanan. Udara yang berasal dari A ke E. karena kecepatan rotasinya sama dengan kecepatan rotasi A yang lebih cepat dari pada kecepatan rotasi E , udara dari A itu bergerak lebih cepat dari pada E ke timur, sehingga udara itu tidak sampai di E melainkan di F. angin A ke E ini pun membelok kekanan, karena letak nya dibelahan bumi utara . Kejadian akan dapat kita lihat, jika udara dari D ke B dan ke G tidak sampai di B’ dan G’ tetapi masing-masing sampai di C dan H. dengan kata lain dibelahan bumi selatan angin membelok ke kiri. C. Revolusi Bumi 1. Peristiwa Revolusi Bumi Bumi seperti halnya planet-planet lain dalam tata surya, beredar menggelilingi matahari. Bidang orbit bumi menggelilingi matahari itu dinama kan ekliptika. Jika anda meletakkan sebuah klereng ditengah-tengah

meja

(

ibarat

matahari

).

Lalu

anda

mengelindingkan klereng lain (ibarat bumi ) menggelilingi kelereng yang pertama itu. Permukaan meja itu lah ibarat ekliptikanya. Orbit planet lain tidak sebidang dengan ekliptika. Sudut antara bidang ekliptika dengan bidang orbit planet lain itu dinamakan inklinasi a. Periode Revolusi Bumi Period revolusi bumi 365 hari 6 jam 9 menit dan 10 detik. Inilah yang dinamakan satu tahun siderik. Siderik berasal dari kata sidus yang berarti bintang. Dinamakan satu tahun siderik, karena period ini dihitung jika bumi dalam perjalanan revolusinya mengelilingi matahari itu start dari sebuah titik yang lurus dengan sebuah bintang dan finish di titik itu lagi. b.Arah Revolusi Bumi

Arah revolusi bumi itu negatif. Artinya jika kita ada diruang angkasa luar diatas kutub utara bumi, kita akan melihat bumi

155

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

beredar mengelilingi matahari. Arah peredarannya itu berlawanan dengan arah pergerakan jarum jam yang kita gunakan. c. Sumbu Bumi Miring 66,50 Terhadap Bidang Ekliptika Dalam revolusinya itu sumbu bumi miring 66,50 terhadap bidang gan arah kemiringan yang tetap. Jika pada permulaan revolusi sumbu bumi menunjuk arah sebuah bintang, maka arah itu akan tetap seperti itu selama satu period revolusi. Ini dapat dirasakan, jika anda bermukim di titik kutub Utara, bintang Polaris, akan tetap diatas kepalah kita sekurang-kurangnya selama satu tahun.

Gambar 2.4 Revolusi Bumi

2.Akibat Revolusi a. Pergeseran Matahari Antara GBU dengan GBS GBU atau garis balik utara ialah garis lintang 23,50 utara dan GBS atau garis balik selatan ialah garis 23,50 LS. Matahari tidak sepanjang tahun beredar di khatulistiwa, melainkan mengalami pergeseran keutara dank e selatan. Pergeseran paling jauh sampai ke garis 23,50 LU dan 23,50LS. Perhatikan gambar 2.5 pada tanggal 21 maret matahari beredar dikhatulistiwa,lalu bersngsurangsur bergeser kearah utara. Setelah tiga bulan, pada tanggal 21 156

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

juni matahari beredar di garis 23.50LU, lalu balik lagi bergeser kearah khatulistiwa.dari khatulistiwa pada tanggal 23 september, matahari bergeser ke selatan dan balik lagi dari garis 23,50 pada tanggal 22 desember, demikian seterusnya. Itulah sebabnya garis lintang 23,50 dinamakan garis balik. Peredaran itulah yang paling muda kita rasakan, yang merupakan akibat dari revolusi bumi.

Gambar 2.5 Pergeseran Matahari Antara GBU dengan GBS

b. Perubahan Panjang Siang/Malam Hari Akibat kemiringan sumbu bumi terhadap ekliptika itu, panjang k selalu sama dengan panjang malam hari. Perhatikan Gambar 2.6 dibawah ini.

157

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 2.6 Busur Siang Lebih Panjang dari pada Busur Malam Dilihat dari Suatu Tempat Di Belahan Bumi Utara pada tanggal 21 juni

Pada tanggal 21 juni, ketika matahari pada posisi paling utara yaitu di GBU, belahan bumi utara mengalami siang hari lebih panjang dari pada malam hari. Sebaliknya pada tanggal 22 desember, ketika matahari beredar di GBS, siang hari di tempat itu lebih pendek daripada malam hari. Belahan bumi selatan pada tanggal 21 juni mempunyai malam hari lebih panjang daripada siang hari pada tanggal 22 desember siang hari lebih panjang daripada malam hari. Pada tanggal 21 maret dan 23 september,siang hari sama panjang dengan malam hari disemua tempat di permukaan bumi,kecuali di kutub. c. Pergantian Musim 1) Di Daerah Iklim Sedang

Di

daerah

iklim

sedang

terdapat

empat

musim

yaitu

panas(summer), gugur (autum,fall), dingin(winter), dan semi (spring). Pada musim panas, siang hari lebih panjang dari pada malam hari, sedangkan pada musim dingin sebaliknya.

158

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2) Di Daerah Iklim Musim

Pergeseran matahari juga menyebakan perubahan musim di Negara kita dan wilayah iklim musim yang lain, seperti asia selatan, tenggara, dan Timur serta Australia utara. Ketika matahari beredar di atas Asia, sekitar bulan juli, sebagian besar wilayah Indonesia mengalami musim kemarau. Pada periode itu kita akan mendengar berita tentang banjir besar di Indin dan Bangladesh, karena pada waktu itu wilayah Asia selatan mengalami musim hujan. Pada bulan juli dipelabuhan bumi selatan bertiup angin musimTenggara yang menyebabkan musim kemarau dipulau Jawa dan Australia Utara. Setelah melalui khatulistiwa angin musim tenggara beruba menjadi angin musim Barat Daya, memasuki Asia selatan, dan Tenggara sambil membawa uap air dari samudera India keadaan sebaliknya terjadi pada bulan januari, saat matahari beredar dibelahan bumi selatan.

d. Peredaran Semu Tahunan Matahari Peredaran semu tahunan matahari itu dapat di amati dengan melihat posisi rasi bintang beberapa malam berturut-turut. Pada suatu malam bulan September, sekitar pukul 20.00 waktu setempat, tampak di atas kepala kita rasi bintang scorpio dan di sebelah timurnya sagitarius. Saat itu matahari sedang berada di sekitar rasi leo yang baru beberapa jam terbenam. Bulan berikutnya, oktober, pada pukul 20.00 secorpio tampak lebih miring ke barat dari posisi bulan September. Diatas kepala kita ada sagitarius, karena pada bulan oktober itu matahari telah bergeser dari leo ke virgo. Pergeseran matahari dari leo ke virgo dalam priode sebulan itu adalah bagian dari peredaran semu tahunan matahari sepanjang ekliptika. Perhatikanlah gambar 2.7.

159

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 2.7 Peredaran Semu Tahunan Matahari Menelusuri Rasi Bintang pada Zodiak sebagai Akibat dari Revolusi Bumi ( Moh.Ma’mur dan Omika K.hal.134).

Pada gambar tampak bumi pada satu posisi, sehingga matahari

seakan-akan

ada

dirasilibra.

Gambar

tersebut

menunjukkan posisi matahari sekitar pukul 20.00 bulan November, sebulan setelah matahari menempati posisi rasi virgo seperti yg di lukisksn di atas. Jika pada pukul 20.00 bulan November itu anda mencari secorpio di langit, pasti ia telah sangat miring ke barat, dan sebentar lagi akan terbenam. Demikianlah peredaran tahunan semu matahari berarti peredaran matahari dari rasi bintang yang satu ke rasi bintang yang lain dengan arah negatif sepanjang ekliptika . Satu putaran memekan waktu satu tahun siderik samadengan periode revolusi bumi. Akibat revolusi bumi yang lain ialah perhitungan tarikh matahari ( syamsiah, solar calendar). Period satu tahun pada tarikh matahari ialah 365 hari 5 jam 48 menit 46 detik di sebut satu tahun tropik. 160

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Satu tahun tropik ialah period peredaran semu tahunan matahari dari titik aries sampai titik itu lagi. Karena presesi bumi, aries selalu bergeser dengan arah positif pada ekliptika. Telah di utarakan di atas, bahwa matahari menjalani peredaran semu tahunan pada ekliptika berarah negatif. Sementara itu titik aries menjalani ekliptika berarah positif. Akibatnya, period yang di perlukan matahari untuk bertemu dengan aries lebih pendek dari pada satu tahun siderik. Bandingkan : 1 tahun siderik = 365 hari 6 jam 9 menit 10 detik. 1 tahun tropik = 365 hari 5 jam 48 menit 46 detik. Pada zaman Julius caisar ( 46 SM ) di lakukan pembulatan, satu tahun tarikh matahari itu 365 hari 6 jam atau 365,25 hari. Saat itu berlaku ketentuan yang kemudian di namakan tarikh Julian : a. Satu tahun biasa = 365 hari b. Satu tahun kabisat = 366 hari c. Tahun kabisat terjadi sekali dalam setiap 4 tahun, agar jatuhnya musim kembali pada waktunya atau ketidak cocokan waktu dapat di perbaiki. Ketidakcocokan tarikh Julian dengan tahun matahari: 1 tahun Julian

= 365 hari 6 jam

1 tahun matahari

= 365 hari 5 jam 48 menit 46 detik

Selisih dalam 1 tahun

=

11 menit 46 detik

Selisih dalam 100 tahun

=

1.100 menit 1,400 detik

=

18 jam 43 menit

Ternyata dalam 128 tahun, selisih itu menjadi 23,96 jam atau 1 hari.

161

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Akibat kesalahan satu hari itu hari-hari menjadi tidak sesuai lagi dengan tanggal takwim. Usaha perbaikan yang pernah dilakukan ialah sebagai berikut. 1. Pada tahun 325 M Concili di Necea mengadakan perbaikan 3 hari, angka tiga itu di peroleh berdasarkan perhitungkan dari 46 SM sampai 325 M lamanya 371 hari,371: 128 = 2,8 atau hampir 3 hari. Ingat: dalam tiap 128 tahun terdapat kesalahan satu hari. 2. Baru pada tahun 1582 M di lakukan perbaikan lagi oleh Paus Gregorius XIII sebanyak sepuluh hari. Pada tanggal 4 oktober 1582 di umumkan, bahwa esok harinya bukan tanggal 5, melainkan tanggal 15 oktober. Yang 10 itu berasal dari : ( 1582 – 325 ) : 128 = 9,8

Sejak tahun 1582 berlaku tarikh baru atau tarikh Gregorian dengan tambahan ketentuan sebagai berikut.Tahun abad hanya kabisat kalau angka abadnya habis di bagi empat.Sejak tahun 1582 ,tidak semua tahun abad dinyatakan kabisat. Tahun 1600 adalah kabisat, karena angka abad 16 habis di bagi 4. Akan tetapi, 1700,1800 dan 1900 bukan kabisat, baru tahun 2000 yang disebut kabisat.Tahun – tahun yang bukan tahun abad,berlaku seperti ketentuan Julian. Kalau angka tahunnya habis di bagi empat, tahun itu adalah kabisat.

D. Pertanyaan dan Tugas Pengayaan

1. Apakah perbedaan antara garis lintang dan garis bujur pada permukaan bumi? 2. Apakah yang akan terjadi jika atmosfer bumi tidak ikut berotasi ? Apa sebab demikian ? 3. Bagaimana Anda membuktikan bahwa bumi berotasi, padahal Anda tidak merasakan putarannya itu ? 4. Bagaimana pula cara Anda membuktikan bahwa bumi juga menjalani revolusi ? 162

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

5. Apa sebab WIB berselisih 1 jam dengan WITA ? Apa pula sebabnya WIB lebih lambat dari WITA ? 6. Pada waktu Anda mempelajari bab ini, di belahan bumi mana matahari beredar ? di belahan mana pula 6 bulan yang akan datang ? Faktor apakah yang menyebabkan pergeseran matahari seperti itu? 7. Apa sebab pada bulan Juli di Pulau Jawa mengalami musim kemarau,

sedangkan di pantai Semenanjung Dekan musim

hujan ? Musim apakah di Eropa pada waktu itu ? 8. Apa sebab terjadi perbedaan antara satu tahun siderik dengan satu tahun tropic ? Berdasarkan tahun yang mana perhitungan tarikh Masehi ? Jelaskan! 9. Apakah perbedaan antara tarikh Julian dengan Tarikh Gregorian ? Beri contoh ! 10. Apa sebab pada Hari Natal di buat pohon Natal yang berhiaskan salju ? Musim apakah di Australia Selatan ketika umat Nasrani di sana merayakan Hari Natal ? Jelaskan ! Lampiran Hasil diskusi Kelompok lima Sabtu , 5 April 2014 Moderator

: Atrisna

Notulen

: Puji Astuti

Pertanyaan dan Jawaban: 1. Nama Nim

: Netti setiani : 2013 122 055

Jelaskan bumi itu berotasi dari garis lintang dan garis bujur, letaknya dan perbedaan waktunya ? Jawab: Garis bujur itu di kenal yaitu bujur timur dan bujur barat. Kedua bujur ini di hitung dari garis bujur 0 derajat. 163

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Pergantian siang dan malam: Secara ilmiah pergantian siang dan malam dapat di jelaskan karena adanya rotasi dari bumi, bumi berbentuk bulat karena itu, sinar matahari yang mengenai bumi pun tidak merata. Bagian yang terkena sinar matahari mengalami siang, sedangkan bagian yang tidak terkena matahari akan mengalami malam, rotasi bumi atau perputaran bumi pada porosnya itulah yang menyebabkan perbedaan siang dan malam. Perbedaan waktu : Waktu yang di perlukan bumi untuk membuat satu putaran pada sumbunya di bagi menjadi 24 bagian, yang kita kenal 1 jam, pembagian itu di buat untuk member satuan waktu, ketika matahari berada pada titik tertinggi di langit ( ketika bayang – bayang sangat pendek / minimum ) hal itu kita kenal sebagai tepat siang hari. Namun hal itu tidak terjadi secara bersaman di setiap tempat di bumi ini, karena bumi berputar setiap saat. Hal itulah yang menyebabkan perbedaan waktu di beberapa Negara.

2. Nama Nim

: Della Ayu Sulistiyo Rini : 2013 122 041

Apa sebab WIB berselisih 1 jam dengan WITA ? Apa pula sebabnya WIB lebih lambat dari WITA ? Jawab: Jarak antara garis yang satu dengan yang lain adalah 10 setiap 10 memiliki selisi waktu 4 menit. Setiap 150 memiliki selisih 15 x 4 menit= 60 menit atau 1 jam. Jadi, permukaan bumi dibagi 24 daerah waktu (360:15), tiap-tiap daerah waktu selisinya satu jam dan juga karena efisien atau daya saing ekonomi Indonesia lebih meningkat dan birokrasi lebih efisien. 3. Nama Nim

: Astika Hariana : 2013 122 043

Apakah perbedaan antara tarikh Julian dengan tarik gregoria ? beri contoh nya ! Jawab: Tarikh Julian disebut juga tarikh masehi yaitu tarikh yang dipakai secara internasional oleh kalangan gereja dinamakan anno domini ( ade) terhitung sejak kelahiran nabi isa (yesus). Contohnya:system penanggalan perhitungan hari lahir astrologi yakni ilmu tentang pergerakan benda-benda langit seperti matahari, bulan dan rasi bintang. 164

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tarikh Gregorian disebut juga tarikh masehi gaya baru merupakan kelanjutan tarikh Julian dengan beberapa perbaikan yaitu: -

Tahun-tahun abadi 1600,1700,1800,dan sebagainya baru bias dijadikan tahun kabisah bila habis dibagi 400.

Tanggal 05 oktober 1582 menurut Julian dirubah menjadi tanggal 15 oktober 1582. Jadi menurut gregoria diganti menjadi 10 hari.

4.

Nama

: Edi Sarwoko

Nim

: 2013 122 057

Apa sebab pada hari natal yang berhiaskan salju ? musim apakah di Australia Selatan ketika kaum nasrani disana merayakan hari natal ? jelaskan ? Jawab: Pohon itu biasanya dilambang kan di pohon cemara karena pohon cemarah itu tahan dalam cuaca apa pun, dingin maupun panas karena itu dijadikan simbol. Musim nya bervariasi dari panas kering ke pedalam hingga iklimlebih dingin dan basah, diselatan dan dipesisir tenggara. Australia selatan secara umum mengalami musim salju yang sejuk dan basah.

165

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

3 Bulan Sebagai Satelit Bumi Nama Kelompok

: Atrisna 2013 122 056 : Fitri Ulandari 2013 122 055 : Puji Astuti 2013 122 042

A.Gerak Bulan

Jika kita perhatikan tempat bulan pada suatu malam, misalnya pada rasi scorpio, lalu pada malam berikutnya kita lihat lagi, ternyata tempatnya telah bergeser ke arah Timur. Pada malam ketiga bulan telah memasuki daerah rasi sagitarius. Hal itu menunjukkan bahwa bulan menjalani peredaraan mengelilingi bumi dengan arah Barat- Timur atau arah negative. Setelah satu bulan (one month), bulan (the moon) akan tiba kembali ke rasi Scorpio. Ini menunjukkan, bahwa revolusi bulan mengelilingi bumi memakan waktu satu bulan dengan arah Barat- Timur. Sementara berevolusi, bulan juga berputar pada porosnya dengan kecepatan tertentu (rotasi). Ini dibuktikan, bahwa hanya bagian bulan yang sama saja yang tampak dari bumi. Perhatikan Gambar 3.1. Jika bulan berotasi, maka bagian depan bulan yang tampak di BL1, akan tampak sebagian di BL2 dan tidak tampak sama sekali di BL3.Namun, kenyataannya sebaliknya.

Seperti diutarakan odi atas,di BL1, di BL2, di BL3, dan di posisi manapun bagian bulan yang menghadap bumi adalah belahan yang sama saja. Ini menandakan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk rotasi bulan sama dengan waktu untuk 166

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

revolusinya yaitu satu bulan.Arah rotasi dan revolusi bulan itu juga sama, yaitu arah negative (Barat-Timur). Sebenarnya yang tampak dari bumi itu tidak tepat setengah permukaan bulan, melainkan lebih sedikit. Penyababnya adalah peristiwa yang dinamakan librasi bulan. Ada 3 macam librasi bulan, yaitu sebagai berikut. 1. Librasi lintang, dengan librasi lintang di maksudkan seakan – akan bulan mengganguk, sekali waktu tampak ubun- ubunnya dan pada waktu lain dagunya yang tampak. Terjadinya sebagai berikut. Ekuator

bulan

tidak

sebidang

dengan

bidang

lintasannya, melainkan membentuk sudut sekitar 6,50 dengan arah kemiringan yang relatif tetap.Oleh karena itu, dalam peredarannya mengelilingi matahari, sekali tampak Kutup Utara Bulan setengah kemudian Kutub Selatannya. 2. Librasi

bujur,

dalam

hal

ini,

bulan

seakan-

akan

menggelengkan kepala, sekali waktu tampak telinga kanannya dan pada waktu lain telinga kirinya, Lintasan bulan mengelilingi bumi berbentuk elips dan bumi terletak pada salah satu titik api (fokus) elips itu. Lihat gambar 3.2 berikut ini. Ketika bulan di posisi BL1, titik P menghadap ke bumi, sehingga setengah bagian bulan tampak dari bumi. Dalam posisi BL2,titik P menghadap ke titik pusat lintasan bulan, sehingga yang tampak dari bumi belahan bulan yang lebih kiri (telinga kiri).Demikian juga ketika bulan di posisi BL4, Pada saat ini ,batas bagian bulan yang tampak lebih bergeser ke kanan.

167

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

3. Librasi paralaks. Kesan ini di peroleh, jika orang mengamati bulan dari dua titik yang berbeda di bumi. Belehan bulan yang oleh orang di Tokyo (belahan bumi selatan) berbeda dengan belahan yang tampak dari Melbourne (belahan bumi selatan), paralaks, berarti beda lihat. Ketiga librasi di atas menyebabkan bagian yang tampak dari bumi lebih dari setengahnya. Gerakan bulan ketiga ialah bersama- sama dengan bumi, bulan beredar mengelilingi matahari. Dengan kata lain, bulan mengikuti revolusi bumi. Perhatikan lintasan bulan dalam perjalanannya mengikuti bumi sedang revolusi. Ternyata bulan memiliki lintasan yang berkolok- kelok. Sekali waktu lebih dekat ke matahari dan setengah bulan lebih jauh ke matahari dari pada bumi. Dengan demikian, dilihat dari bumi, bulan selalu terlihat mengelilingi planet itu. Waktu yang diperlukan bulan dari BL1 ke BL1 lagi pada Gambar 3.2 sama dengan waktu yang diperlukan bulan dari posisi b1 sampai b6 pada Gambar 3.3 adalah satu bulan lamanya 29,5 hari atau dinamakan juga satu bulan sinodik.

168

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Kata sinodik berasal dari synoda yang artinya berkumpul. Dilihat dari bumi, pada posisi BL1 bulan tampak berkumpul dengan matahari, atau dengan kata lain bulan sedang konjungsi dengan matahari, maka period perjalanan bulan dari konjungsi sampai kedudukan seperti itu lagi dinamakan satu bulan sinodik lamanya 29,5 hari , tepatnya 29 hari 12 jam 44 menit 3detik. Sebenarnya peredaran sinodik bulan itu lebih dari perjalanan satu lingkaran, karena bumi juga dalam peredarannya berevolusi keliling matahari dalam sebulan itu telah menempuh sebagian dari lintasannya itu. Lebih lanjut perhatikan Gambar 3.4.

Bulan pada kedudukan b1 pada Gambar 3.4 menunjukkan bulan sedang konjungsi dengan matahari, setelah bulan beredar mengelilingi satu putaran (3600), bumi telah bergeser dari B1 ke B2. Kita mencatat bulan bergerak mengelilingi bumi b1 sampai b2 itu satu putaran, karena ketika di b1 bulan tampak searah dengan bintang S dan di b2 juga searah lagi dengan bintang S itu. 169

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Peredaran bulan dari searah hingga searah lagi dengan bintang tersebut dinamakan peredaran siderik bulan dan periodnya dinamakan satu bulan siderik yang lamanya 271/3 hari.Pada kedudukan b2, bulan belum berkonjungsi dengan matahari.Untuk berkonjungsi bulan memerlukan perjalanan kira-kira dua hari sampai kedudukan b3. Perlu diingat bahwa bumi mengelilingi matahari selama satu tahun atau 3651/4 hari, sehingga dalam satu hari bumi menempuh lintasannya sekitar satu derajat. Dengan demikian, pergeseran bumi dari B1 ke B2 itu sekitar 27 derajat dan dari B1 ke B3 itu hampir 30 derajat. B. Fase dan Aspek Bulan

Yang dimaksud dengan fase bulan ialah bentuk bulan yang selalu berubah-ubah dilihat dari bumi, akibat dari bagian bulan yang dikenai cahaya matahari berubah dengan teratur, sekali waktu bulan tampak seperti sabit kecil, keesokan harinya sabit itu tampak lebih tebal dan lebih tebal lagi sehingga setelah enam hari bentuknya menjadi setengah lingkaran. Pada malam-malam berikutnya bulan tampak lebih besar sampai akhirnya menjadi purnama. Namun, setelah purnama bulan tampak mengecil lagi sampai kembali berbentuk sabit. Perubahan bentuk semu bulan itu berlangsung dalam period satu bulan sinodik atau 29,5 hari. Fase bulan itu sejalan dengan aspek bulan, yaittu kedudukan bulan terhadap matahari dilihat dari bumi. Aspek bulan yang mudah dilihat yaitu hal-hal sebagai berikut.

1. Konjungsi

Konjungsi yaitu kedudukan bulan searah dengan matahari. Pada saat itu bagian bulan yang menghadap ke bumi ialah bagian yang sedang malam (gelap), sehingga kita tidak akan melihat bulan bercahaya, apalagi kedudukan bulan bersama-sama dengan matahari, sehingga langit terlalu terang bagi kita untuk dapat melihat benda langit yang tidak mempunyai cahaya sendiri itu.Dalam keadaan tertentu, pada aspek konjungsi ini akan terjadi gerhana matahari.

170

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2. Oposisi

Oposisi yaitu kedudukan bulan berlawanan arah dengan matahari dilihat dari bumi. Ingat bersamaan dengan saat matahari terbenam dan terbenam pada waktu matahari terbit. Dalam keadaan tertentu pada aspek oposisi dapat terjadi gerhana bulan.

3. Kuarter

Kuarter yaitu pada saat bulan menempati kedudukan tegak lurus terhadap garis penghubung bumi matahari. Pada aspek kuarter bulan memperlihatkan fase perbani. Waktu itu hanya setengah bulan yang terang. Terjadi dua kali kuarter bulan dalam sebulan, yang pertama ketika bulan bertambah besar, dinamakan kuarter pertama. Kuarter kedua ketika bulan bertambah kecil, enam hari setelah purnama, disebut kuarter akhir. Beda antara kuarter pertama dengan kuarter akhir, ialah tempat bagian yang terang. Pada kuarter pertama, bagian bulan yang terang ada di sebelah Barat, sedangkan pada kuarter akhir sebaliknya.

4. Fase Bulan yang Lain ialah Sabit (Cresent) dan Benjol (Gibbous) Dengan demikian, dalam satu bulan sinodik, berlangsung pergantian fase bulan sebagai berikut. Bulan baru Perbani akhir C. Tarikh Bulan

Sabit Sabit

Perbani awal

Benjol

Purnama

Benjol

Bulan baru lagi. Perubahan fase bulan secara periodik digunakan untuk melakukan perhitungan penanggalan atau kalender yang dikenal sebagai

171

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tarikh Bulan (Tarikh Kamariyah, Lunar Kalender), contohnya tarikh Hijrah. Satu bulan pada tarikh bulan sama dengan satu bulan sinodik, lamanya 29,5 hari, tepatnya 29 hari 12 jam 44 menit 3 detik. Satu tahun Kamariyah lamanya 12 x 29,5 hari = 354 hari’. Banyak hari dalam sebulan selama setahun pada Tarikh Kamariyah berganti-ganti 29 hari dan 30 hari. Untuk umat Islam peristiwa keagamaannya menggunakan Tarihk Hijrah, mereka akan dapat merasakan adanya perbedaan jumlah hari dalam sebulan itu. Untuk menentukan permulan bulan Ramadhan yaitu permulaan berpuasa misalnya, orang harus mengintai bulan baru( ru’yatul hilal). Jika pada suatu sore bulan baru sudah tampak, keesokan harinya dinyatakan sebagai permulaan bulan Ramadhan. Begitu pula akhir bulan Ramadhan atau 1 syawal ditentukan dengan mengintai bulan baru. Akibatnya banyak hari puasa dalam bulan Ramadhan kadang – kadang 30 hari kadang – kadang bahkan paling sering 29 hari. Pada Tarikh Kamariyah dilaksanakan pembulatan panjang tahun biasa, yaitu dengan tidak memperhitungankan waktu di bawah 1 jam. Akibatnya dalam sebulan terbuang waktu 44 menit 3 detik dari satu bulan Kamariyah. Jadi, dalam setahun akan terbuang waktu: 12 x(44 menit 3 detik) = 8 jam 48 menit 36 detik. Dalam 30 tahun terbuang waktu: 30 x 8 jam 48 menit 36 detik = 10 Hari 22 jam 38 menit = hampir 11 hari. Berdasarkan perhitungkan di atas ditentukuan 11 tahun kabisat dalam tiap 30 tahun Tarikh Kamariyah. Tahun biasa pada Tarikh Kamariyah panjangnya 354 hari dan tahun kabisat lamanya 355 hari. Kesebelas tahun kabisat itu di tetapkan seperti pada tabel berikut ini. Urutan tahun yang berkurang itulah yang disebut kasibat, 11 kali dalam tiap 30 tahun atau 3 kali dalam tiap windu.

172

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tabel 3.1 Daftar Tahun Kabisat Tarikh Kamariyah dalam Tiap 30 Tahun. 1

9

17

25

(2)

(10)

(18)

(26)

3

11

19

27

dengan tahun kesatu , demikian pula

4

12

20

(28)

tahun ke 61, 91, 121, 151,

(21)

29

30

(5) (13)

6

14

22

(7)

15

23

8

(16)

(24)

Yang berkurang adalah tahun kabisat.

Setelah tahun ke-30 Tahun ke-31 sama.

dan seturusnya.

Coba Anda hitung, bagaimanakah cara menentukan cara menentukan suatu tahun itu kabisat atau bukan. Misalnya, buku ini ditulis pada tahun 1490 H. Kabisat atau bukankah tahun tersebut? Lalu, hitung pula kabisat atau kabisat atau bukankah tahun Anda dilahirkan, Anda menggunakan buku ini, atau tahun – tahun yang Anda anggap penting. Ingat tahun Hijrah ,bukan tahun Masehi. D.Gerhana

Sebelum kita membicarakan gerhana , kita lihat dahulu faktor yang menyebabkan terjadinya gerhana itu. Di antaranya lintasan bulan.

1.Bidang Lintasan Bulan

Lintasan bulan keliling bumi membentuk bidang yang tidak sebidang dengan ekliptika. Masih ingatkah

173

Pendidikan Fisika 2017/2018

Anda tentang

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

ekliptika? Ekliptika adalah bidang lintasan bumi mengelilingi matahari. Bulan

mengelilingi

bumi

dengan

lintasannya

yang

berbentuk ellips dan bumi terletak pada salah satu titik api ellips itu,sehingga pada bulan pun sudah ada bagian terjauh dan terdekat ke bumi. Bagian terjauh dinamakan apogea dan yang terdekat perigea. Lintasan bulan dan ekliptika membentuk sudat sebesar 5° . Garis sekutu antara kedua bidang tersebut disebut simpul. Garis simpul ini juga tidak tetap pada satu posisi, melainkan mengadakan perputaran dengan priode 19 tahun. Jika pada suatu saat matahari bertempat pada simpul, seharusnya setengah tahun lagi matahari akan kembali bertempat pada simpul. Ternyata tidak, karena perputaran simpul itu.

2.Gerhana Bulan

Telah kita ketahui, bahwa bulan adalah benda langit yang gelap. Bulan tampak

karena cahaya matahari dipantulkan bulan dan

pantulannya itu mengenai mata kita . Matahari sebagai sumber cahaya mempunyai lingkaran lebih besar dari pada bumi maupun bulan. Oleh karena itu, bayangan bumi dan bulan akan berbentuk kerucut. Kerucut bayangan bumi lebih panjang dari pada kerucut bayangan bulan. Kerucut bayangan yang gelap disebut umbra (kbi) atau bayangan inti. Di sekitar umbra terdapat bayangan yang tidak terlalu gelap dan dinamakan penumbra (bs). Penumbra di belakang bumi atau bulan berbentuk kerucut terpancung dengan puncaknya di bumi atau di bulan dan makin jauh makin besar sampai menghilang di ruang angkasa.

174

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Pada waktu bulan beroposisi dan bulan terletak pada simpul, umbra bumi akan mengenai bulan atau dengan kata lain bulan akan masuk kedalam umbra bumi itu. Dikatakan orang pada saat itu sedang terjadi gerhana bulan total. Jika yang masuk kedalam umbra itu hanya sebagian bulan purnama , dinamakan gerhana sebagian (partial). Sebelum bulan memasuki umbra , seluruh bulan berada di daerah penumbra, saat itu terjadi gerhana penumbra.

Gambar 3.9 Beberapa kemungkinan gerhana Bulana sehubungan dengan tempat lintasan Bulan pada penumpang Umbra bumi (Moh. Mamur & Omi K. halaman 68)

Jadi, jika pada suatu malam ketika bulan purnama terjadi gerhana total atau gerhana penuh, keadaan yang dapat diamati berturut-turut sebagai berikut. Gerhana penumbra ==> gerhana sebagian ==> gerhana total ==> gerhana sebagian

==>

gerhana penumbra ==> bulan purnama kembali. Kejadian gerhana total seperti ini berlangsung pada waktu oposisi bulan berada pada simpul. Jika bulan hanya dekat simpul, yang terjadi hanya sampai gerhana sebagian tanpa gerhana total. 175

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Jika bulan cukup jauh dari simpul, yang terjadi hanya gerhana penumbra saja, tanpa gerhana sebagian apalagi gerhana total. Nah, jika jauh dari simpul, bulan purnama tidak akan mengalami gerhana. Jelas bukan, semua itu adalah pengaruh kemiringan bidang lintasan bulan terhadap ekliptika.

Diameter kerucut umbra bumi di tempat lintasan bulan itu kira-kira 3 kali diameter bulan. Oleh karena itu, jika bulan lewat ditengah umbra bumi akan terjadi gerhana total yang paling lama sekitar 1 jam 45 menit. Waktu gerhana, mulai bulan memasuki umbra sampai bulan keluar lagi dari umbra, memakan waktu 4 jam. Dalam setahun mungkin terjadi gerhana bulan sampai 3 kali, namun mungkin saja dalam setahun tidak terjadi satu kali pun gerhana bulan. Perbedaan frekuensi gerhana itu akibat gerakan simpul dalam priode 19 tahun seperti yang kita utarakan terdahulu. 3.Gerhana matahari

Gerhana matahari terjadi pada waktu bulan berkonjungsi tepat pada atau sekurang-kurangnya dekat simpul dan kejadiannya siang hari. Bagian permukaan bumi yang dijatuhi umbra bulan yang secara langsung tidak mendapat cahaya matahari, dikatakan orang daerah tersebut sedang mengalami gerhana matahari total. Bagian ini meliputi daerah terbentuk lingkaran dengan diameter paling besar 270 km. Orang-orang di daerah itu melihat matahari tertutup seluruhnya oleh bulan. Yang tampak hanya korona dan prominences di bagian luar bulan yang waktu itu sedang gelap dan menutupi fotosfer. Pada saat seperti itu kita dapat memandang kea rah matahari tanpa filter. Akan tetapi kita memandang dalam waktu sebentar saja, jangan sampai ketika fotosfer ke luar dari balik bulan, kita masih

176

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

memandang

kearah

matahari,

karena

dapat

menyebabkan

kebutaan. Gerhana total yang paling lama terjadi tahun 1995 selama 7,2 menit. Gerhana ini melalui daerah srilangka, Thailand, dan Filipina. Ketika gerhana yang melalui wilayah Indonesia pada tanggal 11 juni 1983 gerhana totalnya hanya 5 menit 11 detik. Daerah yang agak luas di sekeliling daerah gerhana total itu hanya dijatuhi penumbra bulan. Daerah ini hanya mengalami gerhana matahari partial. Orang-orang di daerah ini melihat sebagian matahari terhalang bulan. Selain kedua macam gerhana matahari yang tersebut di atas, terdapat macam lain,yaitu gerhana cincin. Seperti telah dibicarakan pada bagian terdahulu, lintasan bumi maupun lintasan bulan berbentuk

ellips. Oleh karena itu ada kemungkinan pada saat

terjadi gerhana, letak bumi dan bulan sedemikian rupa, kerucut bayang-bayang inti bulan tidak mengenai bumi, kerucut bayangbayang inti bulan lebih pendek dari pada jarak bumi –bulan. Orang di permukaan bumi tepat dibawah kerucut umbra bulan, melihat matahari terhalang oleh bulan yang ukurannya lebih kecil tepat di tengah-tengah matahari, sehingga matahari tampak berbentuk cincin. Itulah sebabnya gerhana seperti itu dinamakan gerhana cincin. Daerah berbentuk lingkaran di sekeliling daerah gerhana cincin juga mengalami gerhana partial. Daerah gerhana partial bergaris tengah sekitar 10.000 km. Daerah gerhana matahari partial di sekitar gerhana matahari cincin ternyata lebih luas dari pada daerah sekitar gerhana matahari total. Suatu gerhana matahari di suatu tempat dapat dialami paling lama 2 jam (dari awal sampai akhir). Akan tetapi, bila dihitung dari tempat gerhana matahari itu mulai sampai ketempat berakhir waktunya dapat mencapai 6 jam.

177

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gerhana matahari diseluruh permukaan lebih sering dari pada gerhana bulan dalam satu priode. Akan tetapi, gerhana bulan yang lebih jarang terjadi itu dapat dilihat oleh penduduk 1⁄2 bumi yang pada saat itu sedang mengalami malam, sedangkan gerhana matahari hanya dialami oleh orang yang daerahnya dilalui bayangbayang bulan. Bagian ini hanya sebagian kecil saja dari daerah yang sedang siang pada saat itu.

E.Pertanyaan dan Tugas Pengayaan Moderator: Dela ayu SR (2013 122 041) Notulen

:Neti septiani (2013 122 054)

Astika hariana (2013 122 043) 1.Apakah sebabnya tidak setiap bulan purnama terjadi gerhana bulan dan tidak tidak setiap bulan baru terjadi gerhana matahari? Jawab: Sebab terjadi gerhana bulan: 

gerhana bulan hanya akan terlihat pada bulan purnama dan bulan pada jarak 12° dari simpul (node).

178

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa



pada gerhana bulan, bagian bulan sebelah kiri (timur) yang akan tertutup lebih dahulu kemudian berakhir pada bagian sebelah kanan (barat).



pada gerhana bulan total, seluruh peristiwa berlangsung 220 menit, 2×60 menit untuk 2 kali gerhana partial dan 100 menit berlangsungnya gerhana total.

Lilis suryani (2013 122 062) 2.Apa yang dimaksud dengan librasi bulan? Jawab: Librasi bulan adalah gerakan atau goyangan semu wajah bulan yang tampak dari bumi, sehingga wajah bulan yang tampak dari bumi lebih dari separuh wajah ( 4⁄7 bagian = 3⁄7 bagian wajah yang Nampak rutin atau tetap dan 1⁄7 bagian nampak karena goyangan semu tersebut). Ayu puspita (2013 122 052) 3.Benarkah bulan purnama itu menunjukan posisi bulan sedang oposisi? Apa sebab pada posisi oposisi itu mungkin terjadi gerhana bulan? Jawab: Benar, sebab kedudukan bulan berlawanan arah dengan matahari dilihat dari bumi pada saat itulah bulan tampak sebagai bulan purnama, bulat terbit bersamaan dengan saat matahari terbenam dan terbenam pada waktu matahari terbit. Dalam keadaan tertentu pada aspek oposisi dapat terjadi gerhana bulan. Wulan dari (2013 122 050) 4. Apakah sebabnya bentuk bulan yang tampak dari bumi berubah dengan teratur? Bagaimana urutan bentuk-bentuk bulan tersebut? Jawab: Sebabnya fase bulan ialah bentuk bulan yang selalu berubah-ubah dilihat dari bumi, akibat dari bagian bulan yang dikenai cahaya matahari berubah dengan teratur, sekali waktu bulan tampak seperti sabit kecil, keesokan harinya sabit itu tampak lebih tebal dan lebih tebal lagi sehingga setelah enam hari bentuknya menjadi setengah lingkaran. Urutannya: Bulan baru →Sabit → Perbani awal →Benjol → Purnama →Benjol → Perbani akhir →Sabit → Bulan baru lagi. 179

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

4 Satelit Buatan Nama Kelompok

: Netti Setiani 2013 122 054 : Della Ayu Setyo Rini 2013 122 041

A. Tahap Awal Penerbangan Ke Ruang Angkasa Dengan melakukan pengamatan benda langit dari bumi, orang belum merasa puas. Orang ingin mengamati benda langit itu dari tempat yang lebih dekat lagi.

Gambar 4.1 Roket Empat Tahap Peluncur Satelit (Moh. Ma’mur & Omi K., hal. 165)

180

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Dicipatakan alat yang dapatdilontarkan ke ruang angkasa luar untuk mendekati benda langit itu, mula-mula tanpa manusia. Kemudian alat-alat itu diisi penumpang, yaitu hewan. Setelah terbukti keselamatannya terjamin, baru diberi awak manusia. Pada tahap awal, pesawat itu beredar mengorbit (mengelilingi) bumi, kemudian ditujukan ke bulan sebagai benda langit terdekat, akhirnya dapat mencapai planet-planet lain yang jaraknya sangat besar. Keberhasilan itu dicapai melalui perjalanan penelitian dan percobaan yang lama. Untuk meluncurkan satelit buatan manusia itu diperlukan alat pendorong

yang cukup kuat yang dapat

melepaskan diri dari gravitasi bumi. Ternyata, roket bertingkat digunakan orang untuk keperluan tersebut. Lihat gambar 4.1, jika bahan bakar roket pendorong tahap pertama telah habis, dinyalakanlah roket kedua, sementara roket pertama itu dilepaskan dari rangkaiannya. Di bawah ini diutarakan beberapa peristiwa penting dalam sejarah penjelejahan ruang angkasa luar. 1. Spuntik I, merupakan satelit yang pertama buatan manusia, diluncurkan oleh Rusia pada tanggal 4 Oktober 1957. “Spuntik” (bahasa Rusia) bearti satelit. Berat satelit pertama ini 550 kg. Apogeanya 900 km diatas permukaan bumi. Satelit pertama ini beredar pada orbitnya keliling bumi selama 3 bulan. Spuntik II, merupakan satelit kedua. Spuntik ini mempunyai arti penting , karena di dalamndiatas permukaan bumi. Satelit pertama ini beredar pada orbitnya keliling bumi selama 3 bulan. 2. Spuntik II, merupakan satelit kedua. Spuntik ini mempunyai arti penting , karena di dalamnya diisi penumpang hidup yang pertama melawat ke ruang angkasa luar, yaitu seekor anjing bernama Laika.

181

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 4.2 Laika. Anjing Ruang Angkasa Luar (Moh. Ma’mur & Omi K., hal. 166)

Satelit ini diluncurkan tanggal 3 November 1957. Berat Spuntik ini 560 kg. Dengan orbitnya yang berbentuk ellips dengan perigea 230 km dan apogea 1690 km. Dalam lawatannya di ruang angkasa luar, Laika mati karena oksigen yang disediakan untuknya habis terpakai. Kemudian Spuntik II itu terbakar dalam atmosfer dan habis musnah bersama-sama dengan penumpangnya. 3. Explorer I, merupakan satelit buatan Amerika yang pertama. Berbeda dengan Spuntik yang berbentuk bola, explorer berbentuk silinder dan beratnya hanya 60 kg. Jarak yang dicapai satelit ini antara 359 km dengan 2157 km di atas permukaan bumi. Explorer I diluncurkan pada tanggal 31 Januari 1958 dan tetap beredar pada orbitnya selama beberapa tahun.

182

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 4.3 Kapsul Tempat Astronot (Moh. Ma’mur & Omi K., hal. 167)

4. Spuntik V membawa penumpang dua ekor anjing bernama Strella dan Belka serta beberapa jenis tumbuhan. Spuntik V merupakan satelit yang dapat kembali ke bumi dengan selamat bersama dengan penumpangnya setelah beredar sehari. Satelit ini beredar di angkasa pada ketinggian antara 288 km dengan 322 km di atas permukaan bumi. Berat satelit ini kurang lebih 4,5 ton dan diluncurkan pada tanggal 19 Agustus 1960. 5. Vostok I merupakan satelit pertama yang berawak manusia yang diluncurkan tanggal 12 April 1961. Kosmonot Rusia pertama yaitu Mayor

Yuri Gargarin telah melayang pada

ketinggian maksimal 300,4 km selama 108 menit. Vostok I mendarat kembali ke bumi dengan selamat. 6. Proyek Mercury, kurang dari sebulan kemudian, proyek Mercury Amerika Serikat meluncurkan astronot pertamanya ke ruang angkasa luar, yaitu Alan B. Shepard. Astronot Amerika pertama ini mengangkasa selama 15 menit dan mencapai ketinggian maksimal 184 km, kemudian mendarat di laut Atlantik dengan selamat. Kedua antariksawan itu tidak sampai mengelilingi bumi. Baru pada penerbangan-penerbangan

berikutnya

secara

berangsur-angsur

penerbangan

satelit

lama

maupun

jarak

bermanusia itu ditambah. Vostok II misalnya membawa kosmonot German S.Titov mengorbit bumi selama 25 jam 18 menit mulai tanggal 6 Agustus, kemudian proyek Mercury yang membawa astronot L.Gordon Cooper mengorbit bumi sebanyak 22 kali putaran dan memakan waktu 34 jam 19 menit mulai tanggal 15 Mei 1963. Proyek Mercury yang berawak seorang astronot itu dilanjutkan dengan proyek Gemini yang berawak dua orang dan kemudian diteruskan dengan proyek Apollo yang berawak tiga orang. Yang terakhir inilah yang merupakan persiapan untuk lawatan manusia ke bulan. 183 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

B. Satelit Yang Diarahkan Ke Bulan Pada bagian yang membicarakan bulan,kita telah menguraikan sepintas tentang perjalanan manusia ke bulan. Marilah kita telah secara berurutan. 1. Lunik Tahap Pertama

Rusia memberi nama Lunik untuk satelitnya yang ditujukan le bulan (luna berarti bulan). Lunik I yang melewati bulan, karena jaraknya yang tidak cukup dekat untuk dikenai gravitasi bulan, berubah menjadi sebuahh planet buatan, artinya menjadi benda langit yang mengelilingi matahari. Peralatan mekanik yang dibawa Lunik I itu mengirinkan berbagai laporan mengenai benda-benda langit kecil yang berpapasan dengannya dan laporan itu dipantau di bumi. Ini terjadi pada tangggal 2 Januari 1959. Lunik II yang diluncurkan tanggal 14 September 1959 dapat mendarat di bulan, namun dengan pendaratan keras, (hard landing), sehingga semua peralatan pertama benda buatan manusia di bulan. Lunik III diluncurkan tanggal 14 Oktober 1959. Kali ini Lunik dapat beredar mengelilingi bulan sekali putaran, sehingga ketika ia berada di bagian belakang bulan, Lunik dapat membuat potret bagian itu dan segera mengirimkannya ke bumi. Itulah gambar bagian belakang bulan yang pertama. Sekalipun

pada

waktu memasuki atmosfer bumi dalam perjalanan kembali Lunik ini habis terbakar, namun gambar tadi telah selamat sampai ke bumi. 2. Perjalanan Perintis Amerika ke Bulan Perjalanan pesawat Amerika menuju bulan dimulai dengan meluncurkan Pioneer IV pada tanggal 3 Maret 1959. Pesawat ini mengalami nasib yang sama dengan Lunik I, melewati bulan, masuk ke ruang angkasa luar dan selanjutnya mengorbit matahari. Sementara itu dilakukan percobaan-percobaan sebagai berikut. a. Mengubah arah satelit ( Gemini 3)

184

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

b. Bergabung dan melepaskan diri dengan satelit lain (Gemini 8, 9, dan 10) c. Astronot ke luar dari satelit dan berenang di ruang angkasa luar (Gemini 4) d. Usaha melakukan perbaikan pesawat di ruang angkasa luar (Gemini 12) Dan tak kalahh pentingnya, ialah: a. Pendaratan kembali satelit ke bumi, karena pada saat sebuah satelit memasuki atmosfer bumi akan terjadi gesekan yang menyebabkan permukaan satelit itu pijar menyala. Hal seperti itu harus sangat diperhitungkan, agar manusia yang mengawaki pesawat itu tidak hangus seperti Laika si anjing antariksawan itu; b. Langkah pentinh berikutnya ialah Apollo VII yang berawak astronot Shirra, Eisek, dan Cuningham pada tanggal 11 Oktober 1968 berhasil mengelilingi bulan dan kembali lagi kebumi dengan selamat. 3. Pendaratan di Bulan

Pesawat Rusia yang pertama kali berhasil mendarat lunak (soft landing) di bulan ialah Lunik IX pada bulan Februari 1966. Pendaratan di bulan oleh Rusia disusul dengan pendaratan robot yang diberi nama Lunokhod Lunokhod I didaratkan pada tanggal 17 November 1970. Kendaraan beroda delapan tanpa manusia ini dapat berjalan di permukaan bulan dengan menggunakan tenaga listrik yang dibangkitkan oleh tenaga matahari. Lunokhod dikendalikan dari bumi. Melalui monitor, pengemudi melihat daerah yang akan dilalui lunokhod dengan kamera yang dipasang di bagian depan kendaraan itu. Karena sumber tenaganya matahari, maka kendaraan ini hanya berjalan jika bagian bulan ditempatnya sedang siang, jadi paling lama setengah bulan. Jika malam hari di bagian itu, lunokhod beristirahat, baru keesokan harinya (sama dengan setelah setengah bulan di bumi), lunokhod dapat berjalan lagi.

185

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Sampai kini, program pendaratan satelit Rusia di bulan tidak ada kelanjutannya. Pendaratan di bulan oleh Amerika yang patut dicacat melalui dengan pendaratan Apollo XI. Apollo XI diluncurkan dari Cape Canaveral (kemudian diberi nama Cape Kennedy) dengan menggunakan roket Saturnus bertingkat tiga. Pendaratan Apollo ditempatkan di bagian puncak roket itu. Peluncuran dilaksanakan pada tanggal 16 Juli 1969 dengan tiga awak pesawat, yaitu Michael Collin sebagai komandan, Neil Alden Amstrong, dan Edwin Aldrin. Tanggal 21 Juli 1969 pukul 09.56 WIB tercacat sebagai detik pertama manusia bumi menginjakkan kakinya di bulan. Pendarat pertama ialah astronot Amerika Serikat Neil Aldrin Amstrong yang lima belas menit kemudian disusul oleh pendarat kedua Edwin Aldrin. Sementara itu pesawat Command Module dengan pilotnya Michael Collins tetap mengorbit bulan. Sukses pendaratan Apollo XI ini diikuti pendaratan Apollo XII. Apollo XIII mengalami nasib kurang baik, karena menjelang saat pendaratan pesawat ini mengalami gangguan pada pembangkit tenaga listriknya, sehingga pendaratan di bulan dibatalkan dan pesawat segera kembali ke bumi. Setelah mengalami kekurangan air akibat kerusakan pembangkit tenaga listrik itu, akhirnya Apollo XIII pun dapat dengan selamat melaut di Samudera Pasifik. Kemungkinan kerusakan itu disebabkan meteor yang menabrak pesawat tersebut. Pendaratan Apollo berikutnya berhasil baik, bahkan

didaratkan

pula

kendaraan

beroda

empat

yang

dikemudikan astronot untuk menjelajahi bagian bulan di sekitar tempat pendaratan Lunar Modul itu. Kendaraan itu dinamakan Lunar Rover.

186

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 4.4 Kendaraan Roda Empat Di Bulan (Pasachoff, hal. 30)

Dengan Luner Rover jangkauan para astronot lebih jauh lagi dan dapat di ambil contoh-contoh batuan bulan lebih banyak. Pada akir tahun 1972 dengan kembalinya Apollo XVII berakhirlah penjelajahan ke bulan oleh Amerika.

C. Perjalanan Ke Planet Lain 1. Mariner, Venera, dan Pioneer Ditujukan ke Venus dan Merkurius Perjalanan ke Venus di lakukan oleh satelit Venera milik Soviet, beberapa seri Mariner dan Pioneer Venus milik USA. Daftar berikut ini melukiskan beberapa peristiwa perjalanan ke Venus. Tabel 4 . 1 Pesawat Angkasa yang ditujukan ke Venus Pesawat

Negara

Tahun

Catatan

Venera 1

USSR

1961

Gagal

Mariner 2

USA

1962

Lewat

Venera 2

USSR

1966

Lewat

Venera 3

USSR

1966

Mendarat keras

Venera 4

USSR

1967

Meneliti atmosfer

Mariner 5

USA

1967

Lewat

Venera 5 dan 6

USSR

1969

Meneliti atmosfer

Venera 7 dan 8

USSR

1970/72

Meneliti permukaan Venus

Meriner 10

USA

1974

Lewat

187

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Venera 9 dan 10

USSR

1975

Meneliti permukaan, pemotretan

Pioneer 1 dan 2

USA

1978

Mengorbit, pengamatan umum

Venera 11 dan 12

USSR

1978

Meneliti permukaan 110 menit

Sumber: Pasachoff, halaman 164

Pada umunya penelitian di Venus dilakukan dari juah, karena atmosfer Venus itu tebal dan ganas ditambah suhu di bawah awan Venus sangat tinggi. Pendaratan Venera sangat terbatas. Mula-mula pesawat itu hanya bertahan beberapa menit saja. Baru Venera 11 bertahan 95 menit dan Venera 12 bertahan 110 menit beroperasi di permukaan Venus. Mariner 10 dalam perjalanannya berulang kali melewati Venus dan Merkurius. Tampak orbitnya pada Gambar 4.5 berikut ini. Peluncuran 3-11-1974

Bumi Orbit

21-9-741 Mariner

Orbit Bumi

Orbit Merkurius Orbit Venus Matahari Merkurius lewat venus 5-2-74

bumi 29-3-74 Gambar 4.5 Rute Mariner 10 Melalui Merkurius Dan Venus (Pasachoff, Hal. 155 188

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

2. Mariner, Mars, dan Viking yang ditujukan ke Planet Mars Mariner 10 lebih banyak memperoleh gambar permukaan Merkurius, karena cuaca Merkurius yang cerah. Dari jarak 750 km Mariner dapat membuat sebanyak 1.800 foto. Mariner 4, 6 ,7, dan terutama 9 serta Viking 1 dan 2 pesawat angkasa milik USA searah bergantian dengan pesawat bernama Mars milik UUSR mengadakan penelitian di planet Mars. Pesawat ruang angkasa luar yang digunakan untuk penelitian terhadap Mars pada tahap pertama, melewati sasaran tertentu untuk menambil foto dan mengamati permukaan planet itu serta atmosfernya. Tabel 4.2 Pesawat Angkasa yang Ditujukan ke Mars Nama

Negara

Tiba di Mars

Catatan

Mariner 4

USA

Juli 1965

Lewat

Mariner 6

USA

Juli 1969

Lewat

Mariner 7

USA

Agustus 1969

Lewat

Mariner 9

USA

November

Mengorbit

1971 Mars 2

USSR

November

Mengorbit,

1971

mendarat(hilang)

Mars 3

USSR

Desember 1971 Mengorbit, mendarat

Mars 5

USSR

Februari 1974

Mengorbit

Viking 1

USA

Juni 1976

Mengorbit, mendarat

Viking 2

USA

Agustus 1976

Mengorbit, mendarat

Sumber: Pasachoff, halaman 177

Mariner 9 berhasil mengorbit planet itu setelah menempuh perjalanan selama 5 bulan dari bumi. Mariner 9 disambut badai yang hebat di permukaan Mars, sehingga beberapa minggu Mariner tidak dapat mengamati permukaan planet itu. 189

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Yang tampak dari bagian badai debu yang tipis, hanya topi es di kutub selatannya serta empat bintik hitam di permukaan planet itu. Setelah badai reda, barulah operasi pemotretan dilakukan. Dari hasil pengamatan itu di perkirakan es di kutub Mars itu terjadi dari CO2 yang beku (dry ice). Pada musim winter, daerah itu meluas sampai lintang 500. Pesawat angkasa Viking memperoleh data yang lebih lengkap lagi. Di antaranya di temukan gunung api raksasa dan ngarai yang panjangnya 5000 km. Mengenai kehidupan di planet ini belum dapat di ambil kesimpulan akhir. Yang jelas pada batuan Mars tak terdapat sisa organisme seperti di bumi. Viking 2 juga meneliti gempa Mars. 3. Pioneer 10 dan 11 serta Vayoger Mengunjungi Planet-Planet yang Lebih Jauh Pioneer

meupun

Voyager

setelah

melewati

Mars

meneruskan perjalanannya mengunjungi planet-planet lain yang lebih jauh. Pioneer 10 dan 11 menghampiri Jupiter pada tahun 1973 dan 1974, kemudian pada tahun 1979 mencapai planet Saturnus. Foto yang di buat pioneer 11 melukiskan beberapa lapisan cincin Saturnus. Voyager 1 dan 2 diluncurkan untuk menjelajahi tata surya, melalui semua palanet. Voyager melalui Jupiter pada tahun 1979, melalui Saturnus pada tahun 1980 dan 1981. Uranus di lalui Voyager pada tahun 1986.

D. Laboratorium Ruang Angkasa Di samping kendaraan ruang angkasa luar yang ditujukan ke sasaran benda langit tertentu, ada juga yang dirancang untuk mengorbit bumi pada ketinggian tertentu. Kendaraan seperti ini di lengkapi bermacam-macam alat penelitian, sepeti di laboraturium. Amerika menamakannya skylab (sky laboratory). Generasi pertama skylab Soviet bernama Salyut. 190

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Dalam skylab para astronot tinggal beberapa waktu. Mulamula beberapa hari, lalu beberapa bulan. Skylab 1 USA diluncurkan pada bulan mei 1973 tanpa astronot. Kemudian dikunjungi oleh 3 astronot. Skylab 2 membawa 3 astronot dan tinggal bersamanya selama 28 hari. Penghuni skylab 3 mencapai 59 hari dan skylab 4 (1973-1974) dihuni selama 84 hari. Pada tahun 1988 seorang kosmonot Uni Soviet baru pulang setelah tinggal dalam skylabnya lebih dari 1 tahun. Tentu saja mereka tidak hanya tinggal diam. Beberapa penelitian di adakan, percobaan-percobaan

dilakukan

sambil

mencoba

ketahanan

manusia tinggal dalam situasi tanpa bobot. Sebuah skylab pada masa yang akan datang dapat berkembang menjadi stasiun ruang angkasa luar. Satu unit skulab secara berangsur ditambah dengan menggandengkan bagian-bagian yang diluncurkan kemudian.

E. Satelit Aplikasi 1. Satelit cuaca

Pada tahun 1960 diluncurkan satelit cuaca yang pertama bernama Tiros. Satelit ini mengorbit bumi sekitar 30 menit sekali putaran melalui 2 kutub bumi. Orbitnya bergeser sedikit-sedikit ke arah timur, sehingga permukaan bumi seakan-akan disisir oleh satelit ini. Foto-foto hasil pantauan satelit cuaca itu kemudian dianalisis dan diinterpretasikan di Stasiun Meteorologi. Dengan satelit cuaca, orang dapat meramalkan cuaca yang akan menimpa suatu daerah. Jika di laut ada badai dan sedang menuju ke suatu wilayah, maka orang akan bersiap-siap menyongsong kedatangan bencana itu. Tentu saja dengan mengungsi

atau

menutupi

bagian

yang

lemah

pada

bangunan/rumahnya. Tidak hanya satu satelit cuaca memonitor atmosfer bumi. Kecuali Tiros ada satelit lain, yaitu Nimbus, Itos, Himawari, Goes, Noaa, dan Meteosat. Yang khas pada Itos ialah orbitnya yang sinkron dengan rotasi bumi (Synchronous Meteorological Satelite, SMS). Tujuannya untuk memantau cuaca pada lokasi tertentu. 191

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Dengan berpedoman kepada hasil pengamatan ssatelit cuaca, kegiatan penerbangan, pelayaran, dan pertanian dapat lebih aman dan efisien. 2. Satelit Komunikasi

Sebagai negara kepulauan yang pulau-pulaunya terpencar dan memiliki daerah pedalaman yang terisolasi, penggunaan satelit untuk komunikasi di negara kita sangatlah tepat. Satelit Palapa adalah satelit komunikasi kita yang mengorbit bumi secara sinkron. Satelit Palapa ditemukan pada ketinggian 36.000 km di atas khatulistiwa pada lokasi 1130 BT. Satelit ini dikendalikan oleh antena di stasiun bumi yang berlokasi di Cibinong. Berita radio atau siaran televisi dari Jakarta dipancarkan melalui stasiun bumi ke satelit Palapa. Dari satelit itu siaran dipancarkan kembali ke stasiun bumi yang tersebar di seluruh wilayah tanah air. Sampailah berita itu pada waktu yang singkat. Berita dari negara lainpun dapat diterima di negara kita melalui satelit negara tersebut dan diteruskan oleh Palapa. Kita telah dapat menyaksikan pertandingan tinju di USA, sepak bola di Mexico, dan Olympiade di Seoul. Satelit komunikasi yang lain ialah Intelsat, Satcom, Comstat, dan Westar. Satelit Palapa kita telah berganti generasi. Dari Palapa A1 dan A2 yang telah selesai masa tugasnya, digantikan oleh Palapa B1 dan harus sudah disiapkan pula penggantinya. Peluncuran

Palapa B2 pernah gagal, kemudian

digantikan oleh Palapa B2 pengganti. Indonesia juga telah menyiapkan dua orang astronot yang telah menjalani latihan di USA. Sedianya satu dari dua astronot kita itu akan turut dalam perjalanan meluncurkan satelit Palapa. Kedua astronot indonesia itu adalah dr.Pratiwi Sudarmono dan Ir.Taufik Akbar. 3. Satelt Sumber Alam

Satelit lain digunakan untuk mengumpulkan data tentang sumber alam yang dikandung bumi, pada permukaan maupun didalamnya. Pengamatannya melalui pengindraan jauh (Remote Sensing). Generasi pertama semacam ini bernama ERTS (Earth Resources

Tecnology Satelite) milik USA. Dewasa ini satelit itu bernama 192 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

LANDSAT dan telah mencapai generasi keempat. Landsat mengorbit bumi melalui dua kutubnya pada ketinggian antara 880 dengan

940

km.

Landsat

menghasilkan

peta-peta

yang

memberikan informasi tentang lokasi kekayaan mineral, sifat lahan dan vegetasi diatasnya, sumber alam di laut,kebakaran hutan, letusan gunung api,dan sebagainya. Dengan perangkat yang canggih, dapat juga diamati hama tanaman yang melanda daerah pertanian. Tingkat kelengkapan informasi yang diperoleh sangat bergantung kepada kemampuan membuat interprestasi yang ditentukan pula oleh derajat kecanggiahan perangkat untuk interprestasi itu.

Gambar 4.6 Stasiun Bumi Milik LAPAN Yang Khusus Untuk Menerima Data LANDSAT (TSM No. 16, Oktober hal. 98)

Indonesia, dalam hal ini LAPAN, telah menjadi pelanggan landsat dan selalu mendapatkan data hasil pengindraan satelit itu. Syaratnya adalah cuaca baik pada saat satelit itu lewat. Informasi dari satelit itu diterima melalui stasiun LAPAN. 193

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Sejenis landsat, beroperasi juga satelit milik Perancis yang bernama SPOT (Systeme Pour I’ Observation de la Terre) dan milik Jepang yang bernama MOS (Marine Observation Satelite).

F.Pertanyaan Dan Tugas Pengayaan 1. Semua benda jatuh ke bumi karena gravitasi bumi. Apa sebab roket peluncur satelit dapat keluar dari gravitasi bumi? 2. Pesawat angkasa luar apa saja yang ditujukan ke bulan? Pesawat mana yang hasil pertama kali lunak ke bulan? 3. Tulis beberapa pesawat ruang agkasa luar yang sekali jalan dapat mengunjungi beberapa planet? Yang mana diantaranya dewasa ini masih dalam perjalanan mengarungi angkasa? 4. Apakah skylab itu? Apakah tujuan orang membuat skylab? 5. Apakah perbedaan antara satelit komunikasi dengan satelit sumber alam? (Fungsi dan orbitnya). 6. Apa sebab dinilai sangat tepat penggunaan SKSD Palapa di negara kita?

Pertayaan : 1. Apakah skylab itu? Apakah tujuan orang membuat skylab? (Reni Fitriana 2013 122 0 dari kel 1) 2. Apakah perbedaan antara satelit komunikasi dengan satelit sumber alam? (Fungsi dan orbitnya). (Wulandari 2013 122 050 dari kel 2) 3. Ada berapa satelit yang dibuat oleh manusia,adakah fungsinya dan sebutkan nama satelitnya ? (Edi Sarwoko 2013 122 057 dari kel 1) Jawab : 1. Skylab adalah sky laboraturium diruang angkasa yang berisi kendaraan ruang angkasa luar yang ditujukan kesasaran benda langit tertentu, ada juga yang dirancang unutuk mengorbit bumi pada ketinggian tertentu. Skylab dibuat untuk melengkapi kendaraan ruang angkasa luar yang akan di luncurkan dengan melengkapi alat-alatnay di sebuah laboraturium. 2. - Satilet komunikasi Fungsi : unutk penggunaan komunikasi di negara kita. Orbit :berita radio / siaran televisi dari jakarta di pancarkan melalui stasiun bumi ke satelit komunikasi. Dari satelit itu siaran di pancarkan kembali ke stasiun bumi yang tersebar ke seluruh wilayah tanah air dan sampailah berita itu pada waktu yang singkat. - Satelit sumber alam 194

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Fungsi : untuk mengumpulkan data tentang sumber alam yang dikanduung bumi. Orbit : landsat mengorbit bumi melalui 2 kutubnya pada ketinggian 880 dengan 940 km. 3.

195

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

5 BOLA LANGIT Nama Kelompok

: Ayu Puspita : Astika Hariana

A. Lukisan bola langit Sebelum kita menentukan tempat di langit, kenalilah dulu, bagaimanakah membuat bola langit itu. Ikutilah intruksi dibawah ini berturut-turut : 1. Buatlah sebuah lingkarran dengan radius 5 cm atau lebih besa! 2. Tarik dimeteryng horizontal dan yang vartikal! 3. Butlah

lingkaran

horizontal

berpusat

dititik

pusat

lingkaran!inilah horizon pada bola langit itu 4. Buatlah 4 mata angin pada horizon yaitu S,B,U dan T! 5. Lihat contoh gambar dibawah ini!

Gambar 5.1 bola langit 6. Kita lihat beberapa tanda yaitu Z = zenith, N = nadir, S = selatan, B = barat, U = utara, T=timur. 7. Garis TB tegar lurus terhadap SU (pada elips)

B. Tata koordinat Horizon Kita pelajari lebih dahulu istilah-istilah yang berhubungan dengn lukisan bola langit, yaitu sebagai berikut:

196

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

1. Lingkaran besar pada bola langit ialah lingkaran yang mempergunakan garis tengahbola langit itu sebagai garis tengahnya, seperti horizon yang telah kita buat. 2. Lingkaran pertikal ialah lngkaran besar pada bola langit yang bergaris tengah garis vertical. 3. Meridian langit ialah lingkaran vertical yyang melalui titik-titik utara dan selatan. 4. Lingkaran tinggi ialah lingkaran vertical yang melalui bintang dan yang dipergunakan untuk mengukur tinggi bntang itu. 5. Lingkaran almukanttara ialah lingkaran kecil yang sejajar dengan horizon.

Ordinat-ordinat dalam tata koordinat horizon, meliputi: a. Tinggi bintang yaitu busur pada lingkaran tinggi yang melalui bintang itu, antara bintang itu dengan proyeksinya di horizon. Besar busurtinggi bintang 0° sampai 90°, jika bintang itu di atas horizon, atau dari 0° sampai -90° , jika di bawah horizon. Bintang yang terletak di bawah horizon tidak dapat dilihat, akan tetapi dapat diukis pada bolah langit.

Gambar 5.2 Berbagai Lingkaran pada Bola Langit b. Azimut sebuah bintang ialah busur pada horizon diukur dari titik selatan menuju/melalui itik berat sampai proyeksi bintang itu pada horizon, dihitung dari 0o sampai 360o 197

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Ada beberapa ketentuan tentang azimut. Dalam buku ini, azimut ditetapkan berpangkal di titik selatan dan diukur pada horizon menuju barat dan seterusnya. Kita gunakan ketentuan ini. (ada juga azimut yang berpangkal di titik utara) Sekarang kita lihat langit diatass kita. Misalnya tempat matahari saat itu dilangit sebelah Timur agak kutara di tengahtengah antara zenith kita dengan horizon. Tarik lingkaran vertical (khayal) melalui matahari, sehingga memotong horizon di M1 . busur yang menghubungkan zenit dengan M1 melalui matahari, itulah liingkaran tinggi dan M1 adalah proyeksi matahari horizon. Misalnya busur M1T (antara M1 dengan titik timur=30o). lihat gambar dibawah :

TgiOM = 45o AZOM = 240o

Gambar 5.3 kedudukan matahari pada suatu saat Dengan demikian, matahari dapat kita tentukan sebagai berikut : TgiOM = tinggi matahari = 45o yaitu busur MM1 AZOM = Azimut matahari = 240o yaitu busur SBUM1 OM

198

= Matahari

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tinggi matahari ialah busur antara M1 dengan matahari dan azimut matahari yaitu busur yang dimulai dari titik S (selatan) melalui berat dan Utara sampai M1. Jika kita buat juga pada bola langit lingkaran yang sejajar dengan horizon melalui matahari, maka lingkaran inilah yang disebut lingkaran almukantarat. Lingkaran itu terletang 45° diatas horizon. Kesan penglihatan kita dapat dinyatakan dengan lukisan letak matahari pada bola langit yang seperti gambar 5.4. pada waktu bersamaan, kebetulan kita lihat pula bulan pada kedudukan azimut 90° dan tinggi 30° seperti terlukis pada gambar 5.4. Tata koordinat horizon hanya dapat digunakan untuk melukiskan keadaan bola langit pada waktu tertentu di tempat tertentu pula. Jika kita lihat beberapa saat kemudian, letak benda langit itu telah berubah. Benda langit yang tampak dari kota A pada tinggi dan azimut tertentu, tampak dari kota B akan mempunyai tinggi dan azimut berbeda. Itulah krlrmshsn tata koordinat horizon, kebaikannya ialah tata koordinat horizon mudah lukis.

Gambar 5.4 bola langit dengan matahari dan bulan

199

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

C. Tata koordinat Ekuator Sebelum membahas matri tentang tata koordinat ekuator, terlebih dahulu kita pelajari macam-macam sikap bola langit. Dari berbagai tempat yang berbeda lintangnya, sikap bola langit akan berbada pula. Misalnya jika kita berdiri di pontianak. Pada tengah hari tanggal 21 maret, matahari akan dilewat tepat di zenit kota itu. Akan tetapi, di jakarta (6° LS) atau pula rote (11° LS), tengah hari pada hari yang sama matahari akan lewat mriring ke utara. Sebaiknya, tengah hari di sabang (6° LU) atau singapura 1° 40´ LU, matahari miring ke selatan. Di tokoh tokyo (36° LU) sepanjang tahun tidak akan pernah matahari lewat di zenit kota itu. Demikan juga di newyork (41° LU), moskwa (56° LU), buenos aires (35° LS), sydney (34° LS), dan kota-kota lain yang letanya disebelah utara garis balik utara (GBU) atau di seblah selatan garis balik selatan (GBS).

Hal inlah yang dinamakan perbedaan sikap bola langit. Sikap bola langit tergantung kepada derajat lintang tempat tinjauan. Lambang lintang tempat tinjauan ialah 𝛽 (beta). Pada umumnya bola langit dibedakan 3 sikap, yaitu sebagai berikut ; 1. Sikap bola lagit tegak, jika khatulistiw serta garis edar benda langit yang lin tegak lurus terhadap horizon. Bola langit yang tegak yaitu bola langit untuk lintang tempat tinjauan khatulistiwa atau 𝛽=0oSemua tempat yang terletak di garis kwatulistiwa mempunyai bola langit yang tegak, seperti pontianak dan bonjol di negara kita, dan danau vectoria di afrika. Lihat bola langit untuk K gambar 5.5 2. Sikap bola langit miring, jika khatulistiwadan garis edar benda lagit yang lain miring terhadap horizon. Tempat-tempat dii bumi dengan linyang geografik bukan 0°, akan tetapi lebih kecil dari 90° LU maupun LS mempunyai bola langit yang 200

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

miring. Perhatikan bola langit untuk kota L yaitu 𝛽 = 30° LS dan kota M, yaitu 𝛽 = 60° LU pada gambar 5.5

K di khatulistiwa (lintang 0o) 𝛽=0o L di 30o LS----------------------𝛽= 30o LS M di 60o LU--------------------- 𝛽 = 60o LU Gambar 5.5 Camkan ketentuan di bawah ini : Jika 𝛽 = ao LU, maka KLU terletak ao diatas U Jika 𝛽 = bo LS, maka KLS terletak bo diatas S Atau 𝜑=𝛽 𝜑 = tinggi kutub yaitu busur antara S dengan KLS (karena KLS terletak di horizon)

201

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Kalau KLU yang diatas horizon, maka 𝜑 adalah busur antara U dengan KLU. Ketentuan diatas berlaku bagi semua bola langit. Terapkanlah ketentuan tersebutt pada bola langit yang tegak. Diskusikan dan buktikan dengan gambar 5.5 untuk K. 3

Sikap bola langit sejajar, jika 𝛽 = 90° LU atau 90° di atas LS yaitu untuk tempat tinjauan kutub utara atau kutub selatan. Silakan anda bersama-sama bembuat bola langit untuk kutub utara atau 𝛽 = 90° LU. Ikuti petunjuk di bawah ini. a. Mula-mula buat bola langit seperti gambar 5.1. b. Karena 𝛽 = 90° Lumaka KLU terletak 90° di atas U, berarti KLU c. Garis penghubung KLU-KLS yaitu sumbu langit (sI) d. Ingat ketentuan umum AQ

s1

e. Dengan demikian AQ (ekuator langit) pada bola langit berimpit dengan horizon f. Buatlah tanda panah pada ekuator searah dengan jarum jam. Itulah arah peredaran semu harian matahari dan benda langit lain. Selesailah lukisan bola langit yang sejajar. Bandingkan gambar anda dengan tiga gambar bola langit pada gambar 5.5 di buku: bola langit tegak ( kots K ), miring ( kota L dan M), dan sejajar. Salinlah bola langit untuk kota K dan L pada buku catatan anda berdampingan dengan bola langit yang sejajar. Pandanglah dengan cermat ketiga lukisan bola langit anda itu. Lalu simak uraian di bawah ini . 1. Banyangkan anda berdiri disuatu tempat tepat di khatulistiwa, di pontianak misalnya. Saat itu anda berada pada titik pusat bola langit untuk kota K. Titik bola pusat bola langit dinamakan titik peninjau. Horizon anda di tempat itu adalah lingkaran SBUT. Keempat titik itu aldalah mata angin. Pada bola langit yang tegak, KLU (kutub langit utara) berimpit 202

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

dengan titik U (utara) dan KLS dengan S. Ingat akan ketentuan 𝜑 = 𝛽. Karena sumbu langit (s1) berimpit dengan garis SU. Karena AQ s1,maka A berimpit Z dan Q berimpit N. Ekuator langit pada bola langit ini adalah ABQT, berarti jika sedang beredar di khatulistiwa, yaitu tanggal 21 maret atau tanggal 23 september, matahari terbit tepat di timur, lalu mencapai titik kulminasi atas tepat di zenit kota itu da kemudian terbenam tepat di sebalah barat. 2. Pengalaman anda berbeda, jika anda berdiri di suatu kota pda lintang selatan 30° (30°LS), misalnya di kota L. Perhatikan sekarang bola langit untuk kota L. Di kota L KLS terletak 30° di atsa S. Ingat ketentuan 𝜑 = 𝛽. Pada tanggal 21 maret matahari terbit tepat di titik timur, akan tetapi tidak berkulminasi di titik Z melainkan 30 ke arah utara, karena AQ s1 jadi, tengah hari di kota L anda tidak melihat matahari tepat di atas kepala di kepala anda. 3. Lebih mengherankan lagi, jika anda berdiri tepat di titik kutub utara (𝛽 = 90° LU). Karena s1 berimpit ZN, maka ekuator langit berimpit horizon. Bayangkan, pada tanggal 21 maret anda akan melihat matahari beredar pada horizon mengelilingi anda dalam periode 24 jam untuk sekali putaran. Sekarang, marilah kita bersama-sama melaksankan latihan selanjutnya yaitu membuat garis edar bintang. Diketahui ada bintang p yang garis edarnya

30° di sebelah selatan ekuator dan

bintang R yang garis edar 15° di sebelah utara ekuator. Letak garis edar seperti itu dapat dinyatakan sebagai berikut. Deklinasi bintang P = -30° di tulis 𝛿*P = -30° Dekliminasi bintang R = +15° di tulis 𝛿*P = +15° atau 15° atau 15° (tanpa +), dimana 𝛿

(delta) adalah lambang untuk deklinasi.

Deklinasi ialah jarak antara garis edar benda langit dengan ekuator

203

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Deklinasi utara adalah deklinasi positif dan deklinasi selatan adalah deklinasi negatif.Cara melukisnya, kerjakan pada bola langit 𝛿 = 0° a. Ukuran dengan jangka jarak 30° dari A ke arah selatan. Di peroleh sebuah titik. Titik itu beri nama ka artinya titik kulminasi atas b. Ukuran pula 30° dari Q ke arah selatan. Di peroleh titik Kb yang artinya titik kulminasi bawah. c. Hubungan Ka dan Kb dengan garis terputus-putus. Garis berpotongan dengan garis SU pada satu titik d. Dari titik potong antara KaKb dengan SU buatlah garis yang baru di buat dengan horizon pada dua titik. e. Pada titik potong antara garis yang baru dibuat dengan horizon bubuhkan tanda Ti atau T1 dan Tb atau B1. Ti atau T1 berarti titik terbit, tempatkan pada busur horizon sebelah timur dan Tb atau B1 yaitu titik terbenam tempatkan di sebelah barat. f. Buatlah elips melalui Ti, Ka, Tb, dan Kb. Itulah garis edar bintang P yang deklaninasinya -30° . g. Bubuhkan tanda panah pada garis edar bintang P searah dengan panah pada ekuator. Menurut arah panah itulah bintang P terbit di Ti, berkulminasi di atsa Ka,

terbenam di Tb dan

berkulminasi di atas Ka, terbenam di Tb dan berkulminasi bawah di Kb. Dengan urutan seperti di atas, buatlah garis edar bintang R yang deklinasinya 15°. Tentu saja anda akan mengukur busur 15° itu ke arah utara, karena deklinasinya positif. Setelah selesai bandingkan gambar anda itu dengan gambar dibawah ini (gambar 3.5a) Kemudian lukis pola garis edar bintang P (𝛿*P=30o) dan bintang R (𝛿*P=15o) pada bola langit dengan 𝛽=30o LS dan pada bola langit dengan 𝛽=90o LU. Sebaiknya buat bola langit yang baru untuk tugas ini. 204

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 5.6 bola langit untuk 𝛽=0o Sekarang akan dibahas tata koordinat ekutor. Ada beberapa pengertian yang perlu diketahui, yaitu sebagai berikut: 1. Lingkaran deklinasi sebuah bintang ialah lingkaran besar pada bola langit yang menghubungkan KLU dengan KLS melalui sebuah bintang dan dipakai untuk mengukur deklinasi bintang itu. 2. Titik Aries= titik musim semi, lambangnya 𝛾 ialah salah satu titik potong antara lingkaran ekliptika dengan lingkaran ekuator. Aries, seperti benda benda langit yang lain, melakukan peredaran semu harian. Garis edarnya adalah ekuator.Jika ariessedang mencapai kulminasi atas. Maka di titik A pada lukian bola langit dinyatakan orang saat itu waktu bintang pukul 0, di tulis 𝜃 (tetha) = 0 wb. Aries bergerak 15o dalam period satu jam bintang pada lintasannya (ekuator).Jadi,𝜃=6 wb aries telah meninggalkan titik A sejauh 6x15o=90o, artinya aries di B (barat). 𝜃 = 12 wb Aries di Q 𝜃 = 18 wb Aries di T dan seterusnya.

205

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Ordinat-ordinat pada tata koordinat ekuator, yaitu sebagai berikut. Kenaikan lurus dan deklinasi 1. Kenaikan lurus (Ascencio recta, right ascencion) sebuah bintang ialah busur pada ekuator diukur dari titik Arries (𝛾) berlawanan dengan arah peredaran semu harian sampai proyeksi bintang pada ekuator. Besarnya dari 0o sampai 360o lmangnya ∝ (alpha) Angka kenaikan lurus, selalu positif. Contoh : a.

Proyeksi bintang yang alphanya 0o berimpit

dengan aries b. Bintang yang alphanya 90o proyeksinya 90o dari titik aries menur un arah negatif. 2. Deklinasi (declination) sebuah bintang ialah busur pada lingkaran deklinasi yang melalui bintang itu antara bintang itu dengan proyeksinya pada ekuator, atau jarak antara garis edar semu harian bintang itu dengan ekuator, lambangnya 𝛿 (delta). Besar deklinasi sebuah bintang dari 0o sampai 90o dandari 0o sampai 90o Jika lintasaan sebuah bintang disebelah utara ekuator, maka dikatakan deklinasi utara (=deklinasi positif), dan jika di sebelah selatan, maka disebut deklinasi selatan (=deklinasi negative) Contoh: bintang yang letaknya di : a. Ekuator, deklinasinya= 0o. b. Kutub Langit Utara, dekliinasinya 90o. 206

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

c. GBU, deklinasinya 23,5o.

Pada gambar itu tampak t*P= 315o, yaitu busur ABQTP1 dan t*R=0o, karena R1 berimpit dengan A. Terdapat korelasi antara 𝜃 (tetha), ∝ (alpha) dan t (sudut jam bintang) sebuah bintang, sebagai berikut: 𝜃 =∝+ t Bukti kan rumus diatas.

D. Tata koordinat ekliptika Ada beberapa ketentuan tentang ekliptika pada bola langit yaitu sebagai berikut : 1. Ekliptika merupakan lingkaran besar padda bola langit yang berpotongan dengan lingkaran ekuator langit. 2. Sudut berpotongan antara ekliptika dengan ekuator besarnya 23,5o. 3. Ekliptika adalah garis edar semu tahunan matahari. Arah peredaran matahari ada ekliptika itu negative, artinya berlawanan dengan arah peredaran semu harian. 4. Salah satu titik potong anttara lingkaran ekliptika dengan lingkaran ekuator itu adalah titik musim semi atau titik Aries 207 Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

(𝛾). Titik Aries adalah titik tempat pada matahari pada tanggal 21 maret. 5. Dari titik Aries matahari menempuh busur ekliptika menuju belahn langit utara, sehingga setelah tiga bulan, yaitu pada tanggal 21 juni matahari mencapai Garis balik utara yang deklinasinya 23,5o . 6. Tegak lurus terhadap bidang ekliptika adalah sumbu ekliptika yang menghubungkan Kutup Ekliptika Utara (KEU) dengan Kutub Ekliptika Selatan (KES) Camkanlah keenam ketentuan diatas, lalu perhatikan gambar 5.9 berikut

Gambar 5.9 melukiskan bola langit yang untuk 𝛽 =30oLS. Pada bola langit itu terlukis pula ekliptika (EK). Mula-mula kita cocok kan gambar itu dengan ketentuan ketentuan diatas,

1. EK (EBKT) berpotongan dengan AQ (ABQT) cocok bukan? 2. Busur AE=QK=23,5o, betul. 3. Arah panah pada aq adalah positif (tabq), sedangkan arah panah ek negative (tkbe). Sesuai pula dengan ketentuan 3 diatas bukan ? 4. Kita cari dimana tenpat 𝛾, di t atau di b, karena t dan b adalah dua titik potong antara lingkaran EK dengan aq 5. Jika 𝛾 di T, maka dari titik itu matahari menempuh ek menuju k yang terletak disebelah selatan AQ jadi, dari T arah panah menuju kebelahan langit selatan.

208

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

6. Garis lurus yang menghubungkan keu dengan ka situ adalah sumbu ekliptika yang tegak lurus EK, sehingga busur AE=QK=23,5o.

Gambar 5.10

Sikap ek terhadap aq pada gambar 5.10 diatas berbeda dengan pada gambar 5.9. pada gambar 5.9. ek miring kekanan, sedangkan pada gambar 5.10 miring kekiri, padahal arah ekliptika pada kedua gambar itu betul, arah negative. Perbedaan itu adalah karena gambar 5.9 menuju 𝜃 = 6 𝑤𝑏 dan gambar 5.9 𝜃 = 18 𝑤𝑏. Perhatikan letak 𝛾 pada kedua gambar itu, Sebelum kita meneruskan pembicaraan tentang tata koordinat ekliptika, anda dituntut untuk dapat melukiskan ekliptika pada bola langit dengan berbagai kedudukan. Buatlah bola 5 langit untuk 5 𝛽 seperti dibawah ini 1.

𝛽= 30oLU𝜃= 6 wb,

2.

𝛽= 15oLS

𝜃= 18 wb,

3.

𝛽= 0

𝜃= 6 wb,

4.

𝛽= 45oLS

𝜃= 18 wb, dan

5.

𝛽= 66oLU

𝜃= 6 wb.

Ordinat ordinat pada tata koordinat ekliptika ialah sebagai berikut 1. Bujur astronomic, yaitu busur pada ekliptika yang diukur dari titik Aries searah dengan arah panah pada ekliptika (negatif)

209

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

sampai proyeksi bintang pada ekliptika, besarnya dari 0 sampai 360o 2. Lintang astronomic yaitu busur pada lingkaran lintang astronomik yang melalui bintang itu dengan proyeksinya pada ekliptika, besarnya dari 0 sampai 90o kearah utara atau dari 0 sampai -90o kearah selatan. Lingkaran lintang astronomic diperoleh dengan membuat lingkaran besar dalam hal ini elips yang menghubungkan KEU dengan KES melalui sebuah bintang. Perhatikan gambar 5,11 dibawah ini

Gambar 5.11 menunjukkan bola langit untuk 𝛽= 30o LU𝑑𝑎𝑛 𝜃 =18 wb

Gambar 5.11 menujukkan bola langit untuk 𝛽= 30o LU pada 𝜃 =18 wb terbukti denga 𝛾 yang terletak di T. Bintang P terletak di satu titik dibelahan langit utara. Lingkaran besar yang menghubungkan keu dengan kes dan melalui bintang P itulah yang dinamakan lingkaran lintang astronomik. Busur antara p dengan p1 adalah lintang astronomik bintang P dan busur pada ekliptika mulai dari 𝛾di T melalui K,B dan E sampai ke P1 itulah bujur astronomik bintang P. Ternyata, tepat dinadir bola bola langit itu terdapat bintang R dan proyeksinya (R1) terdapat di K.

210

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Lintang astronomik bintang R=-55.5o yaitu busur antara R dengan R1 di K. Bujur astronomik bintang R = 90o yaitu busur 𝛾 R1 atau TK. Seperti deklinasi, ada lintang astronomik yang positif dan ada pula yang negatif. Bintang yang terletak antara EK dengan KEU lintang astronomiknya positif dan yang belahan negatif. Sekarang coba tempatkan pada pada lima bola langit yang telah anda buat bintang P dan R yang diketahui adalah : Bujur astronomik *P = 45o, lintang astronomik *P=30o Bujur astronomik *R = 270o, lintang astronomik *R=-23,5o

E. Perbandingan tiga tata koordinat pada bola langit Pada sebuah bola langit dapat dilukiskan letak sebuah bintang dengan menggunakan tiga tata koordinat, agar ketiga tata koordinat itu dapat dibandingkan. Perhatikan gambar 5.12 dibawah ini. Busur SBUP’=AZ*P Busur PP’=tgi*P Busur 𝛾AP”=𝛼*P Busur PP’’=𝛿*P Busur 𝛾EP”’=𝑏𝑢𝑗𝑎𝑠 *P Busur PP”’=𝑙𝑖𝑛𝑡𝑎𝑠 *P

211

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Gambar 5.12 adalah bola langit untuk 𝛽=66,5oLU pada waktu bintang pukul 18. Pada bola langit itu terdapat bintang P yang tingginya ditunjukkan busur PP1 dan azimutnya busur SBUP1. Busur 𝛾AP”=𝛼 *P, busur PP”=𝛿*P Busur 𝛾EP”’= bujur astronomik *P, disingkat bujas *P Busur PP”’= lintang astronomik *P, disingkat lintas *P Kita dapat melihat perbandingan antara tiga tata koordinat itu sebagai berikut : 1. Pada tata koordinat horizon, tinggi dan azimut bintang dan dan benda langit lain. Selalu berubah, bergantung kepada letak dan waktu. Maksud pernyataan itu adalah sebuah bintang dilihat dari suatu tempat tinjauan, tingginya 45o diatas titik utara. Jadi, bintang itu sedang berkulminasi atas. Jika kita bergeser 15o ke arah utara, maka tinggi bintang itu bertambah 15o, menjadi 60o. 2. Pada tata koordinat ekuator, kenaikan tegak (ascencio recta) dan deklinasi bintang selalu tetap, namun kenaikan tegak dan deklinasi matahari berubah dengan teratur, akibat peredaran semu tahunan matahari sepanjang eklitika. “Tetap” untuk 𝛼* dan 𝛿 * tidak berarti mutlak , karena secara lambat posisi bintang itu juga berubah, akibat presesi bumi. 3. Pada tata koordinat eklittika bujur astronomik matahari saja yang berubah secara teratur , akibat peredaran semu tahunan, sementara itu lintang astronimik matahari dan bintang serta bujur astronomik bintang selalu tetap. Perhatikan tabel 5.1 dibawah ini:

212

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

Tabel 5.1 Kenaikan Tegak, Deklinasi, Bujur Astronomik, Dan Lintang Astronomik Mtahari (DalamO) Pada Tanggal Tertentu Selama Setahun. Tanggal

Kenaikan

Deklinasi

Tegak

Bujur

Lintang

Astronomik Astronomik

21 Maret

0

0

0

0

21 Juni

90

23,5

90

0

21 sept.

180

0

180

0

22 Des.

270

-23,5

270

0

F.Pertanyaan Dan Tugas Pengayaan 1. bandingkan ordinat-ordinat pada tata koordinat horizon,ekuator dan ekliptika ! manakah di antara ketiga koordinat itu yang paling mudah di lukis ? 2. berapa tinggi polaris di lihat dari kota yang letaknya di 60° LU dan 75° BT ? beri penjelasan 3. buatlah batasan istilah-istilah di bawah ini dengan bahasanmu sendiri a. sumbuh langit

g. Deklinasi

m.

h. Sudut jam bintang

n. Jam

Tinggi kutub b. ekuator langit tangan c. tinggi bintang

i. Busur astronomik

d. azimut bintang

j. Lintang astronomik

e. waktu bintang

k. Lingkaran almukantarat

f. kenaikan tegak

l. Lingkaran tinggi

4. buatlah bola langit untuk 𝛽. Tempatkan pada bola langit itu bintangP dan R yang diketahui tgi*P = 45° , az*P = 135° , tgi*R = 30° , dan az*R = 225° 213

Pendidikan Fisika 2017/2018

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

5. buat lah bola langit untuk 𝛽 = 15° LU. Tempatkan bintang P dan R yang ordinat-ordinatnya seperti pada soal nomor 2 di atas. Kemudian, buatlah garis edar bintang R 6. buatlah bola langit untuk tempat tinjauan 30° LS pada pukul 6 waktu bintang ( wb ). Tempatkan pada bola langit itu bintang V dan W yang di ketahui ordinat-ordinatnya : 𝛼*V = 135°

𝛿*V = -30°

𝛼*W = 225°

𝛿*W = 45°

Lukis pula garis edar 7. lukis bolah langit untuk 𝛽 = 15° LS pada jam bintang 9 wb. Lukis pada bola langit itu bintanng K dan L yang diketahui : T*k = 330°

dan

𝛿*K = 45°

T*L = 210°

dan

𝛿* L = - 15°

Ditanyakan : 𝛼*K=......

dan 𝛼*L=.................

8. lukis pada bola langit untuk 𝛽 = 10° LU pada pukul 6 WB tempat bintang C dan D pada tempatnya yang diketahui ordinat-ordinatnya : Bujas*C = 90°

dan lintas*C = -23,5°

Bujas*D = 315°

dan lintas*D = 45°

Ditanyakan : tgi*C=.................. 𝛿*C =...................

214

Pendidikan Fisika 2017/2018

az*C=...................

𝛼*C=....................

Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa

DAFTAR PUSTAKA Adler, Irving. Seeing the Earth from Space. New York: Signet Science Library,1962. Stars. New York: Signet Science Library,1962. Gascil, M.Mc.Patterson the Land, Basic Concepts in Geography. London: Longman Chesire Pty, 1977. Dawanas, Djoni,et al. Gerhana Matahari 1 juni 1983. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. 1982 Escher, B.G. Gronslagen der Algemene Geologie, Wereld Bibliotheek. Amsterdam, 1954. Katili, J.A. Pengantar Geologi Umum, Jilid I dan II.Bandung: Balai Pendidikan Guru,1959. Levin, Boris, terjemahan Astoeti F. Asal - Usul Bumi dan Planet. Jakarta, Penerbit Tenaga. Leweln, John, terjemahan Moh. Ma’mur T. Satelit Bumi. Bandung: Penerbit Terate,1975. Moh. Ma’mur Tanudidjaja dan Omi Kartawidjaja.Penuntun Pelajaran Geografi (Untuk SMA) Bandung: Ganeca Exact,1988. Pasachoff, Jay M. Astronomy, from the Earth to the Universe. Philadelphia:Saunders College, 1979. Population Reverence Bureau Inc. Lembaga Data Kependudukan. Yogyakarta: Pusat Pusat Penelitian Kependudukan UGM, 1987. Press, Frank and Raymond Siever. Earth. New York : W.H. Freeman and Company, 1985. Ruslan H. Prawiro. Ekologi Lingkungan, Pencemaran. Semarang: Penerbit Satyawacana, 1979. Ryabov, Y, (translated by G. Yankovsky). Celestial Mechanics. Moscow: Foreign Languanges Publishing House, 1959. Sandy, I Made. Republik Indonesia, Geografi Regional, Jurusan Geografi FMIPA. Jakarta: Puri Margasari UI, 1985. Spencer, JE and William L, Thomas Jr. Cultural Geography. New York, London, Sidney, Toronto: John Willey and Sons Corp,1954. Strahler, Arthur N. Introduction to Physical Geography ,USA: Willey International Edition, 1973. Sudiran Resosudarno, et al. Pengantar Geologi. Bandung: CV. Remaja Karya,1984. Sukendar Asikin. Geologi Struktur Indonesia. Bandung: ITB, 1876. Tarling, D.H and M.P . Tarling Continental Drift . Great Britain: Penguins Book,1977. Trewartha, Glen T. Mengenal Iklim. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka Kementrian Pelajaran Malaysia,1970. Verstappen, H. Th. Geomorfologie. Bandung: Balai Pendidikan Guru. Visser, S.W. Beknopte Inleiding tot de Meteorologie, Klimatologie en Oceonagrafi. Jakarta Gronigen: J.B. Wolters,1951. Zen, M.T. Menuju Kelestarian Lingkungan Hidup . Bandung : Yayasan Obor dan Indonesia. ITB. 1979. Zen, Herberts S., and Robert H. Baker, revised and update by Mark R. Charthread Stars, a Guide to the Constellations, Sun, Moon, Planets and Other Features of the Heavens. New York: Golden Press.

215

Pendidikan Fisika 2017/2018