GEOGRAFI – SAINS ATMOSFER

ATMOSFER BUMI

Atmosfer penting bagi kehidupan di bumi karena tanpa atosfer, manusia, hewan, dan tumbuhan tidak dapat hidup. Atmosfer juga bertindak sebagai pelindung kehidupan di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari. Sangat beruntung bahwa atmosfer menyebabkan hambatan pada benda yang bergerak melaluinta sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfer akan menjadi panas dan hancur sebelum mencapai permukaan bumi. Atmosfer bersifat dapat dimampatkan (compressible) sehingga lapisan atmosfer bawah lebih rapat daripada lapisan di atasnya, akibatnya tekanan udara berkurang sesuai dengan ketinggian. Massa total atmosfer sekitar 56 x 10¹⁴ ton, setengah dari massanya kira-kira teletak di bawah 6.000 meter dan lebih dari 99% terletak di dalam lapisan 35.000 meter dari permukaan bumi.

Lapisan Atmosfer Bumi

          Revolusi industry dan revolusi pembangunan pada hakikatnya bertujuan meningkatkan kualitas hidup manusia, tetapi pada kenyataannya dapat menurunkan kualitas lingkungan, misalnya meningkatkan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) yang pada gilirannya dpat meningkatkan suhu atmosfer permukaan bumi. Salah satu gas rumah kaca adalah karbondioksida (CO₂) yang transparan terhadap radiasi gelombang pendek matahari tetapi menyerap radiasi gelombang panjang bumi. Sumber ketakutan manusia sekarang disebabkan oleh terus meningkatnya konsentrasi gas rumah kaca sejak revolusi industry.

AWAL EVOLUSI ATMOSFER

          Menurut ahli geologi, pada mulanya atmosfer bumi mengandung CO₂ (karbondioksida) berkadar tinggi sehingga karena efek rumah kaca, maka temperature permukaan bumi juga tinggi. Pada waktu itu oksigen (O₂) belum terbentuk sehingga belum ada lapisan ozon (ozonosfer) di stratosfer. Karena itu sinar ultraviolet dari matahari tidak mengalami atenuasi (absorpsi, refleksi dan difusi) dan sampai pada permukaan bumi dengan intensitas radiasi yang sangat kuat. Kondisi semcam ini tidak memungkinkan adanya kehidupan pada permukaan bumi, kecuali mungkin ada kehidupan pada perairan yang dalam sehingga terlindung dari sinar UV (Ultraviolet) dari matahari.

          Sekitar 3,5 milyar tahun yang lalu mulai adanya evolusi makhluk hidup yang berklorofil yang memungkinkan proses fotosintesis. Evolusi ini berlanjut terus sehingga prpses fotosintesis semakin efisien. Karena fotosintesis memerluka karbondiokda maka kadar karbon di atmosfer menjadi berkurang dan sebaliknya kadar oksigen lambat laun bertambah. Melalui proses fotokimia dan energy matahari (terutama panjang gelombang pendek), maka ternbentuk lapisan ozon (O₃) di stratosfer. Lapisan ozon dapat menahan atau menyerap gelombang pendek dari radiasi matahari (terutama UV) yang berenergi tinggi. Kondisi semacam ini menyebabkan temperature permukaan bumi turun, dan memungkinkan makhluk hidup berevolusi ke daratan.

          Tetapi evolusi tidak berjalan linier, ada beberapa episode kepunahan masal, misalnya pada 240 juta tahun yang lalu kepunahan masal menghilangkan organisme laut sekitar 77 sampai 96%, juga pada 60 juta tahun yang lalu terjadi kepunahan masal.

          Ada dua teori sebab kepunahan masal. Pertama ialah tabrakan bumi dengan sebuah benda langit dan kedua ialah kegiatan vulkanik yang dasyat. Kedua teori ini menganggap terjadi debu yang menghalangi sinar matahari sehingga proses fotosintesis terhenti untuk waktu yang lama, selain itu kebakaran besar-besaran juga mengakibatkan hujan asam yang dasyat. Akibatnya terjadi kepunahan masal, termasuk jenis dinosaurus.

          Kepunahan besar ini mengakibatkan hilangnya dominasi hewan melata (reptilia) sehingga memberika kesempatan pada hewan menyusui untuk berkembang yang pada akhirnya melahirkan manusia. Dari segi teori evolusi maka tanpa kepunahan masal, manusia mungkin belum ada di bumi. Meskipun teori evolusi telah banyak diterima secara luas baik dikalangan ilmiah maupun awam, namun dari segi agama banyak pula yang masih mempertanyakan kebenarannya.

          Manusia terbentuk oleh lingkungan dan membentuk lingkungan baru. Dengan adanya umpan balik antara makhluk hidup dan lingkungan maka kondisi lingkungan terjaga agar tetap sesuai dengan kehidupan. Pertanyannya adalah apakah lingkungan itu akan tetap sesuai bagi manusia pada khususnya? Fakta menunjukka telah banyak terjadi kepunahan jenis makhluk hidup yang tidak dapat menyesuaikan dirinya dengan perubahan lingkungan. Dari segi ekologi, tidak ada alas an manusia tidak dapat punh, apalagi manusia lebih peka dibandingkan tumbuhan, jasad renik dan hewan yang merupakan mata rantai dalam arus energy dari matahari. tumbuhan, jasad renik, dan hewan dapat hidup tanpa manusia, tetapi manusia tak dapat hidup tanpa tumbuhan. Karena itu kita sebaiknya bersikap bijaksana dan rendah hati terhadap makhluk-makhluk lain dan senantiasa menjaga kelestarian lingkungan.

          Aktifitas industry seyogyanya memperhatikan dampak yang ditimbulkannya baik terhadap lingkungan maupun terhadap perubahan iklim. Ini disebabkan tidak adanya jaminan manusia tidak akan punah. Pembangunan industry berwawasan lingkungan dan terlanjutkan berusaha memenuhi kebutuhan tetapi lingkungan tetap terjaga kelestariannya sehingga dapat menopang kehidupan kita yang semakin baik, dan memberi kesempatan hidup pada makhluk-makhluk lain.

          Hujan asam adalah perkara lingkungan yang rumit. Sejak tahun 1950, perkara hujan asam menjadi menarik perhatian ketika terjadi asidifikasi (pengasaman) danau Scandinavia dan Kanada. Hujan asam adalah istilah yang lebih popular daripada deposisi basah senyawa Sulfur dan Nitrogen. Pengasaman terutama disebabkan oleh 3 jenis polutan, yaitu :

a)    Sulfurdioksida (SO₂) dari pembakaran minyak bumi dan batubara, dan proses industry.

b)    Nitrogendioksia (NO₂) dari proses semua pembakaran.

c)    Amonia (NH₃) terutama dari peternakan.

          Sumber pelenyap senyawa sulfur adalah melalui tetes hujan di dalam awan (rainout) dan melalui pencucian hujan di luar awan (washout). Pelenyapan melaui tetes hujan yaitu proses di dalam awan dengan Aerosol Higroskopis dari senyawa Sulfur bertindak sebagai inti kondensasi, dan melalui mekanisme tangkapan dan penggabungan kemudian menjadi tetes hujan yang jatuh ke permukaan tanah. Pelenyapan melalui pencucian hujan adalah proses penangkapan partikel Aerosol oleh tetes air hujan yang jatuh, meliputi proses yang terjadi di bawah awan.