Modul 5 152y1

No Kode: DAR2/IPA/005/4/2018

MATA PELAJARAN IPA PENDALAMAN MATERI Bumi, Mitigasi Bencana, Antariksa, Pemanasan Global, dan Teknologi Ramah Lingkungan

Penulis: Dr. Eka Cahya Prima, S.Pd., M.T. Eliyawati, S.Pd, M.Pd. Heli Siti Halimatul M, M.Si., Ph.D. Ikmanda Nugraha, S.Pd., M.Pd. Lilit Rusyati, S.Pd., M.Pd.

PPG DALAM JABATAN Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi 2018 Hak cipta © Direktorat Pembelajaran, Dit Belmawa, Kemenristekdikti RI, 2018

Daftar Isi Daftar Isi ................................................................................................................................... 1 Daftar Istilah ............................................................................................................................ 4 Pendahuluan ............................................................................................................................. 7 Rasional dan deskripsi singkat ....................................................................................... 7 Relevansi ........................................................................................................................ 7 Petunjuk belajar ............................................................................................................. 8 Kegiatan Belajar 1: Struktur Bumi dan Mitigasi Bencana Kebumian .............................. 9 Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ........................................................................... 9 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan .................................................................... 9 Pokok-Pokok Materi ...................................................................................................... 9 Uraian Materi ................................................................................................................. 9 Struktur Bumi dan Mitigasi Bencana Kebumian ........................................................... 9 Aktivitas 1.1 Menyelidiki analogi lapisan Bumi ............................................. 10 Atmosfer ...................................................................................................................... 12 Lapisan Atmosfer ............................................................................................. 14 Tekanan Udara ................................................................................................. 18 Aktivitas 1.2 Percobaan Menghitung Massa Udara ......................................... 20 Suhu di Atmosfer ............................................................................................. 22 Lapisan Ozon ................................................................................................... 23 Litosfer ......................................................................................................................... 25 Teori Tektonik Lempeng ................................................................................. 26 Aktivitas 1.3 Menyimulasikan Konveksi Inti Bumi ........................................ 34 Gempa Bumi dan Gunung Berapi ................................................................................ 35 Gempa Bumi .................................................................................................... 35 Gunung Berapi ................................................................................................. 47 Aktivitas 1.4 Menyimulasikan erupsi gunung berapi ...................................... 56 Hidrosfer ...................................................................................................................... 57 Rangkuman .................................................................................................................. 67 Tugas ............................................................................................................................ 68 Tes Formatif ................................................................................................................. 70 Daftar Pustaka .............................................................................................................. 74 Kegiatan Belajar 2: Tata Surya ............................................................................................ 75 Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ......................................................................... 75 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan .................................................................. 75

1

Pokok-Pokok Materi .................................................................................................... 75 Uraian Materi ............................................................................................................... 75 Tata Surya .................................................................................................................... 75 Aktivitas 2.1 Menyelidiki orbit planet dalam Tata Surya ................................ 76 Sistem Tata Surya ........................................................................................................ 78 Matahari ........................................................................................................... 81 Planet Dalam .................................................................................................... 82 Planet Luar ....................................................................................................... 83 Komet ............................................................................................................... 83 Meteoroid ......................................................................................................... 84 Asteroid ............................................................................................................ 86 Planet kerdil ..................................................................................................... 87 Kondisi Bumi ............................................................................................................... 88 Bentuk Bumi .................................................................................................... 88 Aktivitas 2.2 Menyimulasikan pergerakan Bumi ............................................ 89 Rotasi Bumi ..................................................................................................... 90 Revolusi Bumi ................................................................................................. 92 Kondisi Bulan .............................................................................................................. 94 Pasang Surut Air Laut ...................................................................................... 95 Pembagian Bulan ............................................................................................. 95 Fase-fase Bulan ................................................................................................ 96 Gerhana ........................................................................................................................ 97 Gerhana Matahari............................................................................................. 98 Gerhana Bulan ................................................................................................. 99 Aktivitas 2.3 Menyimulasikan Fase-fase Bulan dan Proses Terjadinya Gerhana ........................................................................................................................ 100 Rangkuman ................................................................................................................ 102 Tugas .......................................................................................................................... 104 Tes Formatif ............................................................................................................... 105 Daftar Pustaka ............................................................................................................ 109 Kegiatan Belajar 3: Pemanasan Global ............................................................................. 110 Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ....................................................................... 110 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ................................................................ 110 Pokok-Pokok Materi .................................................................................................. 110 Uraian Materi ............................................................................................................. 110 Pemanasan Global ...................................................................................................... 110 Aktivitas 3.1 Mengamati model efek rumah kaca ......................................... 111

2

Efek Rumah Kaca ...................................................................................................... 113 Pengertian Pemanasan Global.................................................................................... 115 Penyebab Pemanasan Global ..................................................................................... 116 Dampak Pemanasan Global ....................................................................................... 118 Usaha-usaha Menanggulangi Pemanasan Global ...................................................... 119 Aktivitas 3.2 Memahami pengaruh tanaman terhadap suhu bumi ................. 120 Rangkuman ................................................................................................................ 123 Tugas .......................................................................................................................... 124 Tes Formatif ............................................................................................................... 125 Daftar Pustaka ............................................................................................................ 133 Kegiatan Belajar 4: Teknologi Ramah Lingkungan......................................................... 135 Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ....................................................................... 135 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan ................................................................ 135 Pokok-Pokok Materi .................................................................................................. 135 Uraian Materi ............................................................................................................. 135 Teknologi Ramah Lingkungan .................................................................................. 135 Pengertian dan Prinsip Teknologi Ramah Lingkungan ............................................. 138 Aktivitas 4.1 Mengidentifikasi Proses, Teknologi, dan Permasalahan Lingkungan .................................................................................................... 139 Aplikasi Teknologi Ramah Lingkungan .................................................................... 141 Bidang Energi ................................................................................................ 141 Bidang Transportasi ....................................................................................... 150 Bidang Lingkungan ........................................................................................ 152 Aktivitas 4.2 Membuat Alat Pemurnian Air Sederhana ................................ 155 Bidang Industri............................................................................................... 159 Perilaku Hemat Energi dalam Keseharian ................................................................. 159 Teknologi Tidak Ramah Lingkungan ........................................................................ 161 Teknologi Pengolahan Minyak Bumi ............................................................ 162 Teknologi Pengolahan Batubara .................................................................... 165 Rangkuman ................................................................................................................ 168 Tugas .......................................................................................................................... 169 Tes Formatif ............................................................................................................... 170 Daftar Pustaka ............................................................................................................ 173 Tugas Akhir .......................................................................................................................... 174 Tes Akhir .............................................................................................................................. 175

3

Daftar Istilah Asteroid

Batu kecil, besi atau puing-puing es yang terbang di langit berukuran satu meter hingga ratusan kilometer.

Atmosfer

Lapisan uap yang menyelimuti Bumi

Batubara

Batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan.

Bintang

Semua benda massif (bermassa antara 0,08 hingga 200 kali massa matahari) yang sedang atau pernah melakukan pembangkitan energi melalui fusi nuklir

Biofuel

Setiap bahan bakar baik padatan, cairan ataupun gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik.

Biogas

Gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk di antaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik.

Biopori

Lubang silindris yang dibuat secara vertikal ke dalam tanah sebagai metode resapan air yang ditujukan untuk mengatasi genangan air dengan cara meningkatkan daya resap air pada tanah.

Biosfer

Bagian luar dari planet Bumi, mencakup udara, daratan, dan air, yang memungkinkan kehidupan dan proses biotik berlangsung.

Bulan Sideris

Waktu yang dibutuhkan bulan untuk mengelilingi bumi relatif dengan bintang lain selain matahari

Bulan Sinodis

Merupakan waktu yang di perlukan oleh Bulan dalam mengelilingi Bumi sampai tampak seperti semula.

Efek Rumah Kaca

Suatu proses pemanasan pada permukaan dari suatu benda yang berada di langit yang terjadi dan disebabkan oleh adanya komposisi serta keadaan lingkar atmosfernya tersebut.

Eksosfer

Lapisan bumi yang terletak paling luar

Emisi gas

Sisa hasil pembakaran bahan bakar di dalam mesin pembakaran dalam, mesin pembakaran luar, mesin jet yang dikeluarkan melalui sistem pembuangan mesin.

Fitoremediasi

Upaya penggunaan tanaman dan bagian-bagiannya untuk dekontaminasi limbah dan masalah-masalah pencemaran lingkungan baik secara ex-situ menggunakan kolam buatan atau reaktor maupun in-situ atau secara langsung di lapangan pada tanah atau daerah yang terkontaminasi limbah

Fuel cell

Sebuah alat elektrokimia yang mirip dengan baterai, tetapi berbeda karena dia dirancang untuk dapat diisi terus reaktannya

4

yang terkonsumsi; yaitu dia memproduksi listrik dari penyediaan bahan bakar hidrogen dan oksigen dari luar. Geotermal

Sumber energi yang relatif ramah lingkungan karena berasal dari panas dalam bumi

Gerhana

Fenomena astronomi yang terjadi apabila sebuah benda angkasa bergerak ke dalam bayangan sebuah benda angkasa lain.

Green technology

Integrasi antara teknologi modern dan ilmu lingkungan untuk lebih melestarikan lingkungan global dan sumber daya alam serta untuk mengurangi dampak negatif dari aktifitas manusia di planet Bumi.

Heavy crude oil

Minyak sangat-kental yang tidak dapat dengan mudah mengalir ke kilang produksi dalam kondisi reservoir normal.

Hidrosfer

Lapisan air yang ada di permukaan bumi.

Hydrogen power

Energi dihasilkan dari perpaduan antara hidrogen dan oksigen.

Hydropower

Energi yang diperoleh dari air yang mengalir.

Kendaraan hybrid

Kendaraan yang menggunakan dua jenis teknologi yang digunakan sebagai sumber tenaganya.

Komet

Benda langit padat yang terbuat dari es, batu, debu, dan gas beku. Ketika benda langit tersebut retak dan hancur, beberapa komet meninggalkan jejak puing-puing padat. Inti komet berukuran puluhan kilometer dan ekornya mencapai jutaan kilometer.

Kriosfer

istilah yang merujuk kepada bagian dari permukaan Bumi yang mengandung air dalam bentuk padat, seperti es laut, es danau, es sungai, salju, glasier, tudung es dan lapisan es, serta tanah beku

LED (light emitting diode)

Suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.

Light crude oil

Minyak cair yang memiliki kepadatan rendah dan dapat mengalir dengan mudah pada suhu kamar

Litosfer

Kulit terluar dari planet berbatu

Mesosfer

Lapisan udara ketiga yang terletak pada ketinggian 50-85 km dpl.

Meteor

Cahaya yang dipancarkan oleh meteoroid atau asteroid saat memasuki atmosfer.

Meteorit

Fragmen meteoroid atau asteroid yang tertinggal setelah melewati atmosfer dan menumbuk permukaan tanah.

Meteoroid

Asteroid kecil dengan ukuran mikrometer hingga satu meter.

Minyak bumi

Cairan kental, berwarna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi.

5

Mitigasi

Serangkaian upaya untuk mengurangi resiko bencana, baik melalui pembangunan fisik maupun penyadaran dan peningkatan kemampuan menghadapi ancaman bencana.

Ocean power

Energi yang dihasilkan dengan memanfaatkan arus laut.

Pemanasan Global

Kenaikan suhu rata-rata permukaan Bumi yang disebabkan oleh adanya peningkatan emisi gas rumah kaca.

Penumbra

Bayangan kabur yang terjadi pada saat gerhana atau terjadinya bayangan pada benda gelap (tidak tembus pandang).

Planet

Benda astronomi yang mengorbit sebuah bintang atau sisa bintang yang cukup besar untuk memiliki gravitasi sendiri, tidak terlalu besar untuk menciptakan fusi termonuklir, dan telah "ihkan" daerah sekitar orbitnya yang dipenuhi planetesimal.

Revolusi

Peredaran Bumi mengelilingi Matahari.

Rotasi Bumi

Perputaran Bumi pada porosnya.

Sel surya

Suatu perangkat yang mampu mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan mengikuti prinsip fotovoltaik, yaitu adanya energi foton pada panjang gelombang tertentu akan mengeksitasi sebagian elektron pada suatu material ke pita energi yang lebih luar.

Stratosfer

Lapisan kedua dari atmosfer bumi, terletak di atas troposfer dan di bawah mesosfer. Ketebalannya sekitar 15-55 km. Di lapisan ini terdapat lapisan ozon yang terbentuk pada ketinggian 20 km.

Tata Surya

Kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang disebut Matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya.

Termosfer

Lapisan atmosfer bumi yang berada persis di atas mesosfer dan di bawah eksosfer.

Troposfer

Lapisan atmosfer terendah yang tebalnya kira-kira sampai dengan 10 kilometer di atas permukaan bumi.

Umbra

Bayangan inti yang berada di bagian tengah sangat gelap pada saat terjadi gerhana bulan.

Wind power

Energi yang memanfaatkan aliran udara melalui turbin angin ke generator daya secara mekanis untuk menghasilkan tenaga listrik.

6

Pendahuluan Rasional dan deskripsi singkat Buku ini merupakan buku modul PPG dalam jabatan yang dipersiapkan Pemerintah dalam rangka implementasi Kurikulum 2013. Buku ini dirancang untuk memperkuat kompetensi guru dari sisi pengetahuan, keterampilan, dan sikap secara utuh. Proses pencapaiannya melalui pembelajaran yang dirangkai sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung pencapaian kompetensi tersebut. Sebagai transisi menuju ke pendidikan menengah, pemisahan mata pelajaran masih belum dilakukan sepenuhnya bagi peserta didik SMP/ MTs. Materi-materi dari bidang-bidang ilmu Fisika, Kimia, Biologi, serta Ilmu Bumi dan Antariksa masih perlu disajikan sebagai suatu kesatuan dalam mata pelajaran IPA (Ilmu Pengetahuan Alam). Hal ini dimaksudkan untuk memberikan wawasan yang utuh bagi peserta didik SMP/MTs tentang prinsip-prinsip dasar yang mengatur alam semesta beserta segenap isinya. Buku ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan yang digunakan dalam Kurikulum 2013, peserta didik diberanikan untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Peran guru sangat penting untuk meningkatkan dan menyesuaikan daya serap peserta didik dengan ketersediaan kegiatan pada buku ini. Guru dapat memperkayanya dengan kreasi dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dan relevan yang bersumber dari lingkungan sosial dan alam.

Relevansi Buku Modul IPA ini disusun dengan pemikiran di atas. Bidang ilmu Biologi dipakai sebagai landasan (platform) pembahasan bidang ilmu yang lain. Makhluk hidup digunakan sebagai objek untuk menjelaskan prinsip-prinsip dasar yang mengatur alam seperti objek alam dan interaksinya, energi dan keseimbangannya, dan lain-lain. Melalui pembahasan menggunakan bermacam bidang ilmu dalam rumpun ilmu pengetahuan alam, pemahaman utuh tentang alam yang dihuninya beserta benda-benda alam yang dijumpai di sekitarnya dapat dikuasai oleh guru IPA SMP/MTs untuk diajarkan kepada para siswanya. Sebagai salah satu rumpun ilmu yang digunakan untuk mengukur kemajuan pendidikan suatu negara, pemahaman peserta didik suatu negara terhadap IPA dibandingkan secara rutin sebagaimana dilakukan melalui TIMSS (The Trends in International Mathematics and Science Study) dan PISA (Program for International Student Assessment). Melalui penilaian 7

internasional seperti ini kita dapat mengetahui kualitas pembelajaran IPA dibandingkan dengan negara lain. Materi IPA pada Kurikulum 2013 ini telah disesuaikan dengan tuntutan penguasaan materi IPA relevan dengan TIMSS dan PISA.

Petunjuk belajar Sebelum Anda menggunakan modul ini, Anda perlu membaca bagian petunjuk ini. Mengapa diperlukan? Ibarat Anda sedang berlibur di tempat wisata, Anda tentunya ingin memanfaatkan fasilitas yang ada di tempat wisata tersebut bukan? Tentunya, agar tujuan tersebut tercapai Anda akan membaca peta di mana fasilitas itu berada. Begitu juga dengan modul ini. Jika Anda ingin memperoleh manfaat yang maksimal dari modul ini tentu merupakan tindakan yang bijak jika Anda benar-benar memerhatikan dan memahami bagian petunjuk penggunaan modul ini. Selamat mempelajari! Fitur mari kita cari tahu ini berisi tugas atau permasalahan yang perlu untuk dicari jawabannya atau untuk mencari pengetahuan tambahan terkait materi yang dipelajari. Fitur mari kita diskusikan ini berisi suatu masalah yang berkaitan dengan konsep yang perlu untuk dipecahkan melalui kelompok. Fitur ini dapat melatih Anda dalam mengungkapkan pendapat atau berkomunikasi dan memecahkan masalah. Fitur rangkuman ini berisi ringkasan materi dari bab yang telah dipelajari. Anda dapat mereview keseluruhan materi yang telah dipelajari melalui fitur ini. Fitur tes formatif ini berisi soal-soal untuk mengevaluasi pemahaman dan penerapan konsep dalam satu bab yang telah dipelajari.

Selamat belajar, semoga berhasil!

8

Kegiatan Belajar 1: Struktur Bumi dan Mitigasi Bencana Kebumian Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Memahami pengaruh perubahan struktur bumi terhadap bencana kebumian dan mitigasinya.

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menganalisis pengaruh perubahan struktur bumi yang menyebabkan terjadinya bencana alam. 2. Mendeskripsikan langkah-langkah mitigasi yang diperlukan untuk mengurangi resiko bencana alam.

Pokok-Pokok Materi •

Struktur Bumi

•

Gempa Bumi

•

Tsunami

•

Banjir

•

Mitigasi Bencana Kebumian

Uraian Materi Struktur Bumi dan Mitigasi Bencana Kebumian Bumi merupakan planet ketiga dalam sistem galaksi Bima Sakti. Berdasarkan gambar yang diambil dari teleskop Hubble yang diluncurkan National Aeronautics and Space istration (NASA), Bumi memiliki bentuk bulat seperti bola.

Gambar 1.1 Penampakan Bumi dan foto indonesia dari luar angkasa Sumber: pinterest.com 9

Seperti yang kita ketahui, bahwa sebuah bola hanya memiliki selimut yang menyelubungi permukaan saja, sedangkan bagian dalamnya kosong. Namun, apakah planet kita juga kosong di bagian dalamnya seperti bola? Untuk memahami hal ini, coba lakukan kegiatan berikut.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 1.1 Menyelidiki analogi lapisan Bumi Ambillah sebuah telur rebus, bawang merah, dan pisau. Kemudian belah telur rebus dan bawang merah secara membujur/vertikal menggunakan pisau.

Peringatan Gunakan pisau secara hati-hati agar tidak melukai diri sendiri maupun orang lain.

Lapisan apa saja yang terdapat pada telur dan bawang merah tersebut? Coba amati.

Bagaimana hasil pengamatan dari kegiatan Anda di atas? Dari kegiatan di atas dapat Anda ketahui bahwa telur dan bawang merah tersusun atas berbagai lapisan. Telur memiliki lapisan yang tersusun atas cangkang atau kulit di bagian luar hingga kuning telur di bagian paling dalam. Bawang merah terdiri atas lapisan-lapisan umbi. Bagaimanakah dengan Bumi yang kita tinggali? Apakah juga terdiri atas lapisan-lapisan tertentu? Untuk memahami hal ini, lakukanlah kegiatan berikut.

Mari Kita Diskusikan Lakukanlah kajian pustaka dan diskusi tentang lapisan-lapisan Bumi dengan teman Anda. Apakah Bumi terdiri atas lapisan-lapisan tertentu atau tidak? Berikan pendapat Anda. Sertakan pula fakta-fakta yang mendukung pendapat yang Anda ajukan.

Hingga saat ini, Bumi merupakan satu-satunya planet dalam galaksi Bima Sakti yang diketahui mampu menunjang kehidupan. Hal ini disebabkan komponen-komponen pendukung kehidupan tersedia di Bumi, mulai dari air, udara, dan tanah yang merupakan tempat tumbuhnya berbagai tanaman untuk mendukung kehidupan, hal ini termasuk berbagai mineral dan hasil tambang yang dapat dieksplorasi. Beberapa mineral seperti emas, besi, batu bara, dan beberapa mineral lain dieksplorasi dengan menggali hingga kedalaman tertentu. Misalnya, Tambang emas milik PT. Freeport di Papua memiliki kedalaman hingga 1.785 meter. 10

Kedalaman tambang batu bara bervariasi mulai 100-350 meter (Lihat Gambar 1.2!).

Gambar 1.2 Penampakan tambang PT. Freeport Papua Sumber: mining-journal.com Berdasarkan fakta tersebut, Anda dapat mengetahui bahwa pada kedalaman tertentu Bumi memiliki penyusun yang berbeda. Pada bagian dalam Bumi juga tersusun dari sebuah cairan. Untuk mengetahui hal tersebut, amatilah video atau gambar gunung meletus.

Mari Kita Cari Tahu Akseslah sebuah video melalui youtube tentang fenomena gunung meletus. Berdasarkan video tersebut, identifikasi lah material-material yang dikeluarkan saat terjadi letusan gunung berapi tersebut.

Salah satu material yang dimuntahkan saat terjadi letusan gunung berapi adalah lava, yakni magma dari dalam Bumi yang keluar ke permukaan. Berdasarkan fakta tersebut dapat diketahui bahwa jauh di dalam Bumi juga terdapat cairan berupa magma yang menjadi salah satu penyusun Bumi. Dengan demikian, dapat dijelaskan bahwa Bumi berbentuk bola yang memiliki isi di dalamnya. Pada kegiatan sebelumnya telah Anda ketahui bahwa telur dan bawang merah terdiri atas lapisan-lapisan tertentu di dalamnya. Sama halnya dengan Bumi. Bumi memiliki lapisanlapisan penyusun mulai dari lapisan paling dalam hingga lapisan terluar. Jika Bumi ini “dibelah”, maka lapisan- lapisan penyusun Bumi akan nampak jelas seperti Gambar 1.3. Pada Gambar 1.3, Bumi tersusun atas lapisan-lapisan yang terdiri atas atmosfer sebagai lapisan terluar, kemudian ada mantel Bumi, inti luar, dan inti dalam. Bentuk dari lapisan tersebut adalah selimut bola sehingga lapisan yang lebih luar menyelimuti lapisan di dalamnya.

11

Gambar 1.3 Lapisan Bumi Sumber: ilmusiana.com Secara umum Bumi terdiri atas 3 komponen utama, yakni komponen gas yang disebut atmosfer, komponen padatan yang disebut litosfer, dan komponen air yang disebut hidrosfer. Selain 3 komponen utama tersebut, Bumi juga memiliki komponen lainnya yaitu, Bumi bagian es disebut kriosfer dan bagian Bumi tempat di mana berlangsungnya kehidupan yang dinamakan biosfer.

Atmosfer Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, diketahui Bumi adalah satu-satunya planet di Bima Sakti yang menunjang adanya kehidupan. Mengapa demikian? Seperti yang telah Anda pelajari bahwa makhluk hidup aerob memerlukan oksigen dari udara untuk bernapas. Udara adalah komponen pendukung kehidupan yang sangat penting. Udara di Bumi ini terdapat pada bagian atmosfer (atmosphere). Atmosfer berasal dari 2 kata yunani, yakni atmos yang berarti uap dan

sphaira

yang berarti lapisan. Jadi, atmosfer adalah lapisan uap yang

menyelimuti Bumi. Atmosfer Bumi terdiri atas campuran dari gas, serta sedikit cairan dan padatan yang menyelimuti Bumi mulai dari permukaan Bumi hingga luar angkasa. Komposisi atmosfer saat ini berbeda dengan komposisi atmosfer pada saat awal terbentuknya. Atmosfer pada awalnya terbentuk dari letusan gunung berapi yang kaya nitrogen dan karbon dioksida, akan tetapi sedikit oksigen. Kemudian, organisme fotosintetik mengolah karbon dioksida menjadi oksigen dan melepaskan oksigen tersebut ke atmosfer sebagai hasil pengolahan makanan yang memanfaatkan cahaya Matahari. Setelah terdapat oksigen di atmosfer, terbentuklah ozon (O3). Ozon memiliki peran

12

yang penting bagi keberlangsungan hidup organisme yang ada di Bumi. Ozon melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang sangat berbahaya bagi organisme di Bumi. Ozon juga melindungi tumbuhan hijau, sehingga dapat berkembang dan menghasilkan lebih banyak oksigen. Saat ini, berbagai organisme yang hidup di Bumi sangat bergantung dengan banyaknya oksigen di atmosfer. Atmosfer saat ini merupakan campuran dari beberapa gas seperti pada Gambar 1.4. Atmosfer sebagian besar tersusun atas gas nitrogen, yakni sebesar 78%. Oksigen menyusun 21% atas atmosfer. Karbon dioksida, argon, dan beberapa gas lain menyusun sebagian kecil dari atmosfer.

Gambar 1.4 Komposisi gas pada atmosfer Sumber: owlcation.com

Seiring dengan berjalannya waktu, komposisi atmosfer berubah dalam jumlah yang kecil namun memberi dampak yang besar bagi kehidupan. Misalnya, asap kendaraan, asap pabrik, dan pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak Bumi yang menghasilkan polusi di udara. Polutan (zat pencemar) tersebut akan bereaksi dengan oksigen dan zat kimia lainnya menghasilkan asap. Pembakaran batubara, minyak Bumi, dan gas alam akan menghasilkan karbon dioksida. Semakin banyak penggunaan bahan bakar fosil akan meningkatkan jumlah karbon dioksida di atmosfer. Selain gas, pada atmosfer Bumi juga terdapat padatan dan zat cair dalam jumlah yang kecil. Salah satu padatan pada atmosfer adalah debu. Partikel debu menjadi bagian atmosfer karena terbawa angin yang berhembus di permukaan Bumi hingga ke udara. Zat cair pada atmosfer yang sering dijumpai adalah sekumpulan tetesan air yang berbentuk awan. Awan terbentuk karena proses penguapan air di permukaan Bumi, kemudian uap air tersebut menyatu menjadi awan.

13

Lapisan Atmosfer Ketika Anda menyeduh kopi kemudian membiarkannya sesaat, akan menemukan bahwa pada gelas tersebut terdapat 2 lapisan. Pada lapisan atas memiliki warna lebih cerah dibandingkan lapisan bawah. Layaknya secangkir kopi, atmosfer Bumi juga terdiri atas berbagai lapisan. Terdapat 5 lapisan pada atmosfer yang memiliki karakteristik yang berbeda. Berdasarkan pada Gambar 1.5, urutan lapisan atmosfer dari bawah hingga atas adalah troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Secara garis besar, atmosfer Bumi terbagi menjadi 2 bagian, yakni bagian bawah dan bagian atas. Bagian bawah terdiri atas troposfer dan stratosfer. Bagian atas terdiri atas mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Satelit

Eksosfer

Pesawat ruang angkasa Lintasan meteor Termosfer

Mesosfer Lapisan Ozon

Stratosfer Bumi

Troposfer

Gambar 1.5 Lapisan atmosfer Sumber: Snyder dkk, 2005

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

14

Gambar 1.6 Fenomena hujan dan awan yang terjadi pada lapisan troposfer Sumber: http://www.civilsdaily.com

Stratosfer Perhatikan pesawat yang melintas di udara. Ketika Anda memerhatikan pesawat yang melintas, pesawat tersebut terlihat terbang di atas awan. Namun sebenarnya, pesawat tersebut berada di lapisan stratosfer. Stratosfer memiliki ketinggian antara 10-50 km dpl (Gambar 1.7). Lapisan stratosfer memiliki sedikit awan, namun tidak ada aktivitas cuaca, sehingga tidak mengganggu penerbangan. Sebagian besar stratosfer terdiri atas gas ozon (O3) yang akan lebih dibahas detail di bagian selanjutnya.

Gambar 1.7 Pesawat yang mengudara di stratosfer Sumber: nasa.gov

Mesosfer Saat melihat fenomena meteor, Anda akan menyaksikan bahwa seolah- olah meteor tersebut melintasi Bumi dan kemudian hilang. Namun yang sebenarnya terjadi adalah meteor sedang menuju Bumi. Akan tetapi meteor tersebut terbakar habis di atmosfer. Dengan demikian, terlihat seolah-olah meteor tersebut melintasi Bumi. Lapisan atmosfer yang 15

membakar habis meteor tersebut adalah mesosfer. Lapisan mesosfer terletak pada ketinggian 50-85 km dpl. Lapisan ini menjadi lapisan pelindung Bumi dari benda-benda luar angkasa. Kebanyakan meteor yang menuju Bumi akan terbakar habis di mesosfer.

Gambar 1.8 Fenomena hujan meteor pada mesosfer Sumber: nationalgeographic.com

Termosfer Ketika sebuah pesawat ulang-alik milik NASA bersamaan dengan peluncuran teleskop Hubble, pernahkah terpikirkan dimana teleskop Hubble tersebut berada? Apakah masih di dalam Bumi? Teleskop Hubble milik NASA mengorbit pada lapisan termosfer. Lapisan termosfer memiliki ketinggian antara 85-500 km dpl. Dinamakan termosfer karena suhu yang sangat panas yakni pada lapisan ini mencapai 1.982oC. Selain sebagai tempat mengorbitnya teleskop Hubble dan pesawat ulang-alik, termosfer juga berfungsi sebagai pelindung Bumi dari radiasi ultraviolet. Mari Kita Cari Tahu Teleskop Hubble

Sebuah teleskop luar angkasa yang diciptakan oleh Edwin Hubble pada tahun 1985.

16

Lima tahun kemudian teleskop ini di”angkasakan” oleh NASA. Tepatnya tahun 1990. Teleskop dengan massa 11.110 kg ini mengorbit pada ketinggian 559 km. Teleskop Hubble sangat membantu perkembangan ilmu astronomi. Dengan teleskop Hubble para ilmuwan mengobservasi dan mempelajari tentang jagad raya serta objek-objek luar angkasa seperti lubang hitam (black hole), galaksi, bintang, dan lain-lain.

Pada mesosfer dan termosfer terdapat lapisan yang memiliki partikel ion (bermuatan) yang disebut ionosfer. Ketika Anda mendengarkan radio pada malam hari, siaran radio dari kota lain akan terdengar lebih jelas. Hal ini disebabkan karena adanya lapisan ionosfer. Pada siang hari, energi dari Matahari mengenai partikel pada ionosfer mengakibatkan partikel tersebut menyerap gelombang radio dengan frekuensi AM. Pada malam hari, tanpa energi Matahari, gelombang radio dipantulkan pada ionosfer, sehingga dapat terpancar dengan jarak yang lebih jauh seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1.9 berikut.

Gambar 1.9 Pemantulan gelombang radio pada ionosfer Sumber: radiojove.gsfc.nasa.gov

Eksosfer Perhatikan Gambar 1.10. Dimanakah satelit tersebut mengorbit? Apakah masih dalam atmosfer Bumi? Satelit-satelit buatan yang mengitari Bumi tersebut masih berada dalam atmosfer Bumi, tepatnya pada lapisan eksosfer.

17

Gambar 1.10 Satelit Palapa B1 yang mengorbit Bumi pada lapisan eksosfer(36.000 km dpl) Sumber: id.wikipedia.org Lapisan eksosfer terdapat pada ketinggian lebih dari 500 km dpl. Kandungan utama dari eksosfer adalah gas hidrogen. Jika Anda pernah melihat video atau film tentang penjelajahan luar angkasa, Anda akan menjumpai bahwa pesawat luar angkasa maupun satelit yang mengorbit di eksosfer tidak dapat bergerak bebas seperti pesawat yang biasa Anda lihat. Hal ini disebabkan eksosfer memiliki sedikit molekul, sehingga gaya tekan udara sangat rendah, dan mengakibatkan sayap dari pesawat luar angkasa tidak berfungsi. Pergerakan dari satelit atau pesawat luar angkasa tersebut bergantung pada mesin pendorongnya.

Tekanan Udara Perhatikan Gambar 1.11, yaitu permainan panjat pinang.

Gambar 1.11 Permainan panjat pinang Sumber: telegraph.co.uk

18

Untuk dapat mencapai puncak pohon pinang tersebut peserta harus saling menopang dari bawah hingga ke atas seperti tampak pada gambar. Pada kondisi tersebut, siapakah yang menahan beban paling besar? Pemain yang ada di atas atau di bawah? Anda ingat bahwa salah satu sifat zat adalah memiliki massa. Gas yang terdapat di atmosfer juga memiliki massa. Atmosfer menyelubungi Bumi hingga ratusan kilometer di atas permukaan Bumi. Gravitasi Bumi akan menghasilkan gaya tarik molekul gas mengarah ke permukaan Bumi, sehingga berat molekul suatu gas akan menekan udara di bawahnya. Akibatnya, molekul udara di dekat permukaan Bumi lebih rapat. Udara yang memiliki kerapatan tinggi ini akan menghasilkan gaya tekan yang besar pula. Gaya yang diberikan pada suatu daerah disebut tekanan.

Gambar 1.12 Tekanan udara menurun seiring dengan bertambahnya ketinggian Sumber: sites.google.com Seperti ilustrasi tentang pemain panjat pinang di atas, tekanan udara di

dekat

permukaan Bumi juga lebih besar. Besarnya tekanan udara akan berkurang seiring dengan bertambahnya ketinggian atmosfer seperti pada Gambar 1.12. Ketika Anda sedang mendaki gunung, atau berada di daerah pegunungan akan merasakan kesulitan untuk bernapas seperti biasa. Hal tersebut terjadi karena di daerah yang lebih tinggi, jumlah molekul udara termasuk oksigen semakin sedikit.

Mari Kita Diskusikan Oksigen di Pegunungan Atmosfer menyelimuti Bumi hingga ketinggian ratusan kilometer. Akan tetapi, semakin tinggi dari permukaan Bumi, maka jumlah molekul udara semakin berkurang. Jadi, semakin tinggi semakin kecil tekanan udaranya.

19

Gambar 1.13 Grafik hubungan antara ketinggian dengan tekanan udara Sumber: commons.wikimedia.org

Identifikasi Masalah Gambar 1.13 merupakan grafik hubungan antara ketinggian dengan tekanan udara. Seorang pendaki profesional melakukan pendakian di gunung Jaya Wijaya Papua yang memiliki ketinggian 4.884 meter. Beberapa bulan berselang pendaki tersebut melanjutkan pendakian ke puncak Himalaya yang memiliki ketinggian 8.884. meter. Setelah melakukan pendakian, pendaki akan bercerita bahwa semakin tinggi gunung yang didaki maka semakin sulit pula ia bernapas.

Analisis Pemecahan Masalah 1.

Berdasarkan grafik di atas buatlah perkiraan besarnya tekanan udara di puncak Jaya Wijaya dan puncak Himalaya.

2.

Hubungkan hasil perkiraan tekanan udara dengan jumlah molekul yang ada di udara tersebut.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 1.2 Percobaan Menghitung Massa Udara Tujuan 1.

Membuktikan bahwa udara memiliki massa.

2.

Mendeskripsikan hubungan antara jumlah udara dengan massa udara.

Alat dan Bahan 1.

Bola sepak

20

2.

Pentil bola

3.

Pompa

4.

Neraca

Cara Kerja 1.

Kosongkan udara di dalam bola dengan menggunakan pentil bola.

2.

Timbang massa bola tanpa udara tersebut menggunakan neraca.

3.

Catat hasil pengukuran yang diperoleh pada tabel pengamatan.

4.

Pasang pentil bola pada pompa.

5.

Pompa bola sebanyak 3 kali tekanan.

6.

Ukur massa bola yang telah dipompa tersebut.

7.

Catat hasil pengukuran yang diperoleh pada tabel pengamatan.

8.

Ulangi cara kerja 4 sampai dengan 7 untuk jumlah tekanan pompa sebanyak 5 kali dan 7 kali. No

Tabel Pengamatan Jumlah Tekanan Pompa

1.

0 (bola kosong)

2.

3 kali

3.

6 kali

4.

9 kali

Massa (gram)

Analisis 1.

Berdasarkan data yang diperoleh, adakah perbedaan massa bola sebelum dan setelah dipompa? Bagaimana perbedaannya? Coba deskripsikan.

2.

Bagaimana besarnya massa benda pada jumlah tekanan pompa sebanyak 3x, 5x, dan 7x?

Simpulan Buatlah sebuah simpulan yang mengacu pada tujuan kegiatan.

21

Suhu di Atmosfer Matahari

merupakan

sumber energi terbesar di galaksi Bima

Sakti.

Energi

Matahari

dipancarkan dengan cara radiasi ke seluruh sistem galaksi Bima Sakti. Sebelum

mencapai

permukaan

Bumi, radiasi energi Matahari akan melewati atmosfer, oleh atmosfer sebagian energi Matahari akan diserap dalam bentuk kalor atau panas. Akan tetapi, tidak semua gas penyusun

atmosfer

menyerap

energi

mudah Matahari.

Beberapa lapisan atmosfer tertentu memiliki molekul gas yang sulit menyerap energi Matahari. Dengan demikian, suhu di tiap lapisan

Gambar 1.14 Perubahan temperatur pada lapisan atmosfer Sumber: renscube.wordpress.com

atmosfer berbeda seperti yang digambarkan oleh garis merah pada Gambar 1.14. Lapisan troposfer memiliki suhu antara -52oC hingga 17oC. Berdasarkan pada gambar tersebut, bagian terendah dari stratosfer memiliki suhu yang paling hangat. Hal ini terjadi karena permukaan Bumi menyerap energi radiasi Matahari kemudian menyalurkannya ke udara di atasnya. Berbeda dengan lapisan troposfer, suhu di lapisan stratosfer semakin tinggi seiring dengan bertambahnya ketinggian. Hal ini disebabkan adanya ozon. Ozon terdapat di bagian atas stratosfer. Molekul ozon mampu menyerap energi Matahari, sehingga mengakibatkan kenaikan temperatur. Lapisan mesosfer memiliki karakteristik seperti troposfer, yakni semakin tinggi maka temperaturnya semakin rendah. Hal ini dikarenakan mesosfer tersusun atas molekul gas yang sulit menyerap energi Matahari. Lapisan termosfer dan eksosfer merupakan lapisan pertama yang menerima radiasi energi Matahari. Lapisan termosfer dan eksosfer memiliki jumlah molekul yang sedikit. Akan

22

tetapi, molekul pada 2 lapisan ini sangat efektif dalam menyerap energi Matahari. Akibatnya, semakin tinggi ketinggiannya semakin besar pula temperaturnya.

Lapisan Ozon Perhatikan hasil pengukuran suhu kota Jakarta. Pada Gambar 1.15 menggambarkan, suhu kota Jakarta pada tanggal 8 April 2017 sebesar 31oC. Jika Anda tinggal di Jakarta, apa yang Anda rasakan? Sebagian besar orang akan menjawab pasti di Jakarta sangat

Gambar 1.15 Suhu kota Surabaya 8 April 2018 Sumber: google.com

panas. Selain itu, ketika tinggal di Jakarta Anda akan lebih rajin melindungi kulit dengan jaket atau menggunakan sun block. Ketika Anda berada di tempat yang terpapar Matahari yang terik pasti Anda akan merasakan panas Matahari seakan membakar kulit Anda. Apakah yang Anda rasakan di Jakarta dan di Bumi pada umumnya adalah radiasi energi maksimal dari Matahari? Matahari merupakan penghasil energi terbesar di galaksi Bima Sakti. Energi yang dihasilkan Matahari dipancarkan dengan cara radiasi. Salah satu bentuk energi radiasi yang dihasilkan Matahari adalah sinar ultraviolet. Jika terlalu lama terpapar sinar ultraviolet ini maka dapat merusak kulit dan menyebabkan kanker kulit. Akan tetapi, hanya 50% dari energi radiasi Matahari yang sampai ke permukaan Bumi. Pada kenyataannya, jumlah radiasi ultraviolet yang sampai ke permukaan Bumi hanya 1-3%, karena 97-99% radiasi ultraviolet diserap oleh lapisan ozon. Lapisan ozon terdapat pada stratosfer pada ketinggian 18-54 km dpl. Ozon tersusun atas oksigen sebagai bahan dasar. Oksigen yang kita hirup memiliki 2 atom oksigen tiap molekulnya. Satu molekul ozon memiliki 3 atom oksigen yang berikatan. Ozon berfungsi untuk menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet yang ada dalam atmosfer. Kandungan ozon dalam stratosfer sangat tinggi, sehingga melindungi Bumi dari radiasi Matahari yang berbahaya. Ozon menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet yang ada dalam atmosfer. Walaupun lapisan ozon tidak terlihat, kehidupan di Bumi bergantung pada keberadaannya. Konsentrasi ozon di atmosfer berubah-ubah setiap waktu. Salah satu faktor yang memengaruhi konsentrasi ozon adanya gas klorofluorokarbon (CFC). Gas CFC berasal dari pendingin lemari es, air conditioning (AC), dan parfum. CFC mampu memecah molekul ozon

23

yang ada di atmosfer. CFC terdiri atas atom carbon (C), Fluor (F), dan Klorin (Cl). Kandungan klorin dari CFC dapat memecah molekul ozon seperti Gambar 1.16 berikut.

Gambar 1.16 Proses pemecahan molekul ozon oleh CFC Sumber: nanotech877.blogspot.com Ketika CFC berada di atmosfer, sinar ultraviolet memecah molekul CFC, kemudian atom klorin yang bebas akan mendekati dan memecah molekul ozon. Satu atom oksigen berikatan dengan klorin, sedangkan sisanya membentuk molekul oksigen (O2). Proses tersebut terus berlangsung ketika terdapat klorin di atmosfer. Senyawa yang dibentuk oleh reaksi klorin dan atom oksigen tidak dapat menyerap radiasi Matahari. Akibatnya, akan semakin banyak ultraviolet yang sampai ke permukaan Bumi. Pemecahan molekul ozon oleh CFC mengakibatkan penurunan konsentrasi ozon secara berkala. Penurunan ozon tersebut terjadi di bagian Kutub Utara (Antartika). Fenomena ini disebut lubang ozon. Pada setiap tahun, konsentrasi ozon pada akhir bulan Agustus atau awal September mulai menurun. Pada bulan Oktober, konsentrasi ozon mencapai titik terendah. Kemudian konsentrasi ozon akan terus naik dan lubang ozon akan hilang pada bulan Desember.

24

Gambar 1.17 Perubahan lubang ozon Sumber: fe101.net Hasil pengamatan NASA menunjukkan bahwa lubang ozon semakin membesar dari tahun 1980 hingga tahun 2010 yang disajikan pada Gambar 1.17. Pada gambar tersebut, terlihat warna biru tua menggambarkan konsentrasi ozon yang paling rendah. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa dari tahun 1980-2010 luas atmosfer dengan konsentrasi ozon rendah semakin meluas. Hal ini menunjukkan dampak serius dari penggunaan CFC.

Litosfer Perhatikan Gambar 1.18 berikut ini.

Gambar 1.18 Tanah memiliki lapisan dengan struktur yang berbeda Sumber: http://ips-abi.blogspot.co.id Bagaimanakah struktur tanah pada Gambar 1.18 tersebut? Dari gambar terlihat bahwa tanah memiliki lapisan-lapisan tertentu. Bagaimana dengan struktur tanah pada setiap lapisan? Anda juga dapat melihat bahwa setiap lapisan tanah memiliki struktur tanah yang berbeda. Pada bagian atas merupakan tanah humus yang dapat digunakan untuk bercocok tanam. Pada

25

bagian tengah terdapat tanah dengan struktur yang lebih keras. Pada lapisan ketiga tanah tersebut tersusun dari bebatuan keras. Dengan demikian, Anda dapat mengetahui bahwa tanah di Bumi memiliki lapisan-lapisan tertentu dengan struktur tanah dan batuan yang berbeda. Dalam ilmu pengetahuan alam (IPA) tentang kebumian, tanah atau bebatuan yang ada di Bumi disebut Litosfer. Litosfer berasal dari bahasa Yunani yakni lithos (batuan) dan sphaira (lapisan). Jadi, litosfer merupakan lapisan batuan yang ada di Bumi. Dalam pengertian luas, litosfer diartikan sebagai seluruh bagian padat Bumi, termasuk intinya. Struktur padat Bumi terdiri atas kerak Bumi, mantel, dan inti Bumi. Masing-masing struktur padat Bumi tersebut dibedakan lagi menjadi bagiannya masing-masing. Kerak Bumi dibedakan menjadi kerak benua dan kerak samudra. Kerak benua merupakan kerak Bumi yang berada di daratan. Kerak samudra merupakan kerak Bumi yang berada di dalam laut. Mantel Bumi terdiri atas mantel atas dan mantel bawah. Inti Bumi dibedakan menjadi 2, yakni inti luar yang berupa cairan pekat dan inti dalam yang bersifat pekat hampir menyerupai padatan. Berdasarkan struktur Bumi, ada dua teori mendasar yang perlu Anda pelajari, yaitu teori tektonik lempeng serta teori gempa bumi, dan gunung berapi.

Teori Tektonik Lempeng Perhatikan peta dunia pada Gambar 1.19. Jika Anda memotong gambar masing-masing benua yang ada, kemudian menyatukannya kembali, apakah yang terjadi? Ternyata potongan benua tersebut akan membentuk kesatuan seperti sebuah puzzle.

26

Gambar 1.19 Ilustrasi potongan benua yang menyatu membentuk Pangeae modern Sumber: mymodernmet.com Berdasarkan fakta tersebut, seorang ahli meteorologi asal Jerman bernama Alfred Wegener mengajukan sebuah teori yang dikenal dengan teori pergerakan benua (Continental drift). Dalam teorinya, Wegener menjelaskan bahwa pada zaman dahulu, semua benua di Bumi menyatu membentuk sebuah daratan yang sangat luas (Pangeae) Sekitar 200 juta tahun lalu benua tersebut terpisah dan bergerak menjauh secara perlahan.

Gambar 1.20 Benua Pangeae Sumber: National Geographic Indonesia

27

Selain fakta benua yang ada di Bumi seperti puzzle, penemuan fosil juga mendukung teori pergerakan benua. Salah satu buktinya dengan adanya penemuan fosil Mesosaurus di Amerika Selatan dan di Afrika. Mesosaurus merupakan jenis reptil yang hidup di darat dan di air tawar. Wegener beranggapan bahwa

tidak mungkin berenang di samudra untuk

sampai ke benua lain. Oleh karena itu, Wagener beranggapan bahwa Mesosaurus hidup di benua tersebut pada saat benua masih menyatu.

Gambar 1.21 Penyebaran fosil Mesosaurus, Cynognathus, Lystrosaurus, dan Glossopteris Sumber: fr.wikipedia.org Selain fosil Mesosaurus, penemuan fosil lainnya juga mendukung teori pergerakan lempeng. Beberapa penemuan fosil tersebut, antara lain (a) Fosil Cynognathus yang ditemukan di Amerika Selatan dan Afrika, (b) Fosil Lystrosaurus yang ditemukan di Afrika, India, dan Antartika, (c) Fosil Glossopteris tumbuhan yang ditemukan di Amerika Selatan, Afrika, India, Antartika, dan Australia. Jika benua pernah menyatu, maka bebatuan yang menyusun benua tersebut akan memiliki kesamaan. Misalnya, struktur bebatuan pegunungan di Amerika Serikat memiliki kesamaan dengan batuan di Greenland dan Eropa Barat. Selain itu, struktur batuan di Amerika Selatan dan Afrika juga memiliki kesamaan. Kesamaan struktur batuan juga salah satu fakta pendukung bahwa benua pernah menyatu. Akan tetapi, teori pergerakan benua yang diajukan Wagener tidak dapat menjelaskan bagaimana benua berpisah dan bergerak menjauh. Oleh karena itu, teori pergerakan benua Wagener ditolak oleh para ahli pada saat itu. Pada awal tahun 1960, seorang ilmuwan dari Princeton University yang bernama Harry Hess mengajukan teori yang bernama Seafloor spreading atau pergerakan dasar laut. Hess menjelaskan bahwa di bawah kerak Bumi tersusun atas material yang panas dan memiliki massa jenis yang rendah. Akibatnya, material tersebut naik ke punggung kerak samudra.

28

Kemudian material bergerak ke samping bersama dasar kerak samudra, sehingga bagian dasar kerak samudra tersebut menjauh dari punggung kerak samudra dan membentuk sebuah patahan. Proses tersebut diilustrasikan pada Gambar 1.22.

Gambar 1.22 Dasar kerak samudra yang menjauh dari punggung kerak samudra Sumber: www.tes.com Karena dasar kerak samudra menjauh sehingga terbentuk patahan, maka magma akan naik ke atas dan mengisi patahan tersebut. Magma yang telah sampai ke patahan akan mendingin dan membentuk kerak yang baru. Teori Seafloor spreading ini mampu menjelaskan bagaimana proses terbentuknya lembah maupun gunung bawah laut. Selain itu, berdasarkan hasil penelitian ternyata usia batuan dasar laut dengan kapal Glomar Challenger (1968) juga memperkuat teori ini. Berdasarkan penelitian tersebut dapat diketahui bahwa usia batuan pada punggung kerak samudra lebih tua dari usia batuan pada dasar kerak. Hal ini menunjukkan bahwa batuan di punggung kerak samudra baru terbentuk karena efek Seafloor spreading. Sekitar tahun 1960, para ilmuwan mengembangkan sebuah teori berdasarkan teori continental drift dan seafloor spreading Teori ini disebut teori tektonik lempeng. Berdasarkan teori ini, kerak Bumi dan bagian atas dari mantel Bumi terbagi menjadi beberapa bagian. Bagian ini disebut lempeng. Lempeng bersifat plastis dan dapat bergerak di lapisan ini. Lempeng tersusun atas kerak dan bagian atas mantel Bumi, seperti terlihat pada Gambar 1.23.

29

Lempeng kerak samudra Lempeng kerak benua Litosfer Litosfer

Lapisan tebal bagian atas

Astenosfer

Gambar 1.23 Lempeng tersusun atas kerak dan bagian atas mantel Bumi Sumber: www.ipapedia.web.id Berdasarkan teori tektonik lempeng, bagian luar Bumi tersusun atas litosfer yang dingin dan kaku (lempeng) serta tersusun oleh astenosfer. Astenosfer bersifat plastis yang berada di bawah lempeng. Akibatnya, lempeng seolah-olah mengapung dan bergerak di atas astenosfer. Ketika lempeng bergerak, akan terjadi interaksi antarlempeng. Lempeng dapat bergerak saling menjauh dan memisah. Selain itu, lempeng juga bisa saling mendekat hingga terjadi tubrukan antarlempeng. Jenis pergerakan lempeng tersebut dapat diamati pada Gambar 1.24.

Lempeng Amerika Utara Lempeng Eurasian

Lempeng Amerika Utara

Lempeng Juan De Fuca

Lempeng Arab

Lempeng Karibia

Lempeng Pasifik Lempeng Filipina

Lempeng Cocos Lempeng Afrika Lempeng Pasifik

Lempeng Nazca

Lempeng Amerika Selatan

Lempeng IndoAustralia

Lempeng Scotia

Lempeng Antartika

Lempeng Antartika

Gambar 1.24 Diagram lempeng di dunia beserta jenis pergerakannya Sumber: Biggs, 2008

30

Pergerakan sebuah lempeng akan mengakibatkan perubahan pada lempeng lainnya. Berbagai lempeng yang ada di atas dapat bergerak secara terpisah dan juga bersamaan. Apabila 2 lempeng bergerak saling menjauh, lempeng tersebut bersifat Jika Anda amati pada Gambar 1.24, lempeng Indo-Australia bergerak menjauh dari lempeng Antartika. Selain itu, lempeng Amerika Utara juga bergerak menjauh dari lempeng Eurasia. Adanya pergerakan divergent ini akan mengakibatkan perisiwa patahan/retakan (Gambar 1.25). Salah satu patahan yang terbesar di dunia adalah patahan San Andreas di California Amerika Serikat yang panjangnya 1.300 km.

Gambar 1.25 Patahan San Andreas Sumber: earth.google.com, http://versesofuniverse.blogspot.co.id Jika terdapat 2 lempeng yang saling mendekat, maka pergerakan tersebut disebut convergent. Beberapa lempeng yang bergerak konvergen antara lain, lempeng IndoAustralia dengan lempeng Filipina serta lempeng Indo-Australia dengan lempeng Eurasia. Pergerakan lempeng secara konvergen akan mengakibatkan tabrakan antarlempeng. Akibatnya terjadi fenomena Subduksi dan tabrakan antarbenua. Subduksi merupakan hasil tabrakan lempeng Samudra dengan lempeng Benua yang mengakibatkan lempeng Samudra menyelusup ke bawah lempeng Benua seperti pada Gambar 1.26 dan 1.27. Salah satu akibatnya adalah terbentuknya palung laut.

31

Gambar 1.26 Analisis subduksi lempeng samudra Filipina dengan lempeng benua Eurasia dan pembentukan palung Mariana (Palung terdalam) di Filipina Sumber: uk.wikipedia.org

Gambar 1.27 Analisis subduksi lempeng benua India dengan Eurasia dan pembentukan Pegunungan Himalaya di India Sumber: www.wsj.com, earth.google.com Tabrakan antarbenua terjadi ketika kerak benua bergerak saling mendekat. Salah satu fakta terjadinya tabrakan antarbenua adalah terbentuknya pegunungan Himalaya. Pegunungan Himalaya terbentuk karena ada 2 lempeng benua yang bertabrakan, sehingga mengakibatkan salah satu kerak benua terdorong ke atas dan membentuk pegunungan.

Penyebab Terjadinya Pergerakan Lempeng Tektonik Coba perhatikan dan amati ketika Anda memasak air hingga mendidih. Apa yang akan terjadi? Ketika air mendidih akan timbul gelembung-gelembung udara yang bergerak naik dan hilang di permukaan.

32

Gambar 1.28 Proses konveksi pada air yang dipanaskan dan fenomena yang sama di dalam perut Bumi Sumber: fathul-ilmi.blogspot.co.id, https://www.pearson.com/ Bagaimana hal itu dapat terjadi? Berdasarkan prinsip kalor, ketika air dipanaskan maka air di dasar panci akan berubah menjadi uap air (gelembung) yang massa jenisnya lebih kecil. Karena massa jenis uap air lebih kecil dibandingkan air, maka udara akan bergerak naik ke permukaan. Sesampainya di permukaan, suhu uap air akan turun sehingga akan kembali ke wujud air (Gambar 1.28). Hal tersebut terus berlangsung jika air dipanaskan. Perpindahan kalor tersebut dinamakan konveksi. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa Wegener belum dapat menjelaskan bagaimana lempeng bergerak. Akan tetapi, dengan adanya teknologi yang ada saat ini para ilmuwan telah menemukan beberapa penjelasan tersebut. Salah satu teori yang diajukan ilmuwan adalah terjadinya perpindahan panas dari inti Bumi ke lapisan mantel secara konveksi. Hal ini mirip seperti peristiwa mendidihnya air yang dimasak. Inti Bumi yang memiliki suhu hingga 6.000oC akan memanaskan material mantel Bumi bagian bawah, sehingga massa jenis material tersebut berkurang. Akibatnya, material tersebut bergerak naik dari dasar ke permukaan mantel. Sesampainya di permukaan, material tersebut akan mengalami penurunan suhu, sehingga massa jenis material akan bertambah. Karena massa 33

jenisnya bertambah, maka material tersebut akan turun ke dasar mantel. Di dasar mantel, material tersebut akan terkena panas Bumi kembali, sehingga proses konveksi terjadi terus menerus. Berdasarkan teori ini, ilmuwan berhipotesis bahwa konveksi inti Bumi menyebabkan pergerakan lempeng.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 1.3 Menyimulasikan Konveksi Inti Bumi Tujuan Mensimulasikan proses konveksi yang terjadi di inti Bumi

Alat dan Bahan 1.

Gelas kimia 1.000 mL atau panci bening

2.

Kaki tiga dan kasa

3.

Pembakar spiritus/bunsen

4.

Pewarna makanan

5.

Kertas HVS

6.

Gunting

Cara Kerja 1.

Gambar bentuk benua pada kertas HVS.

2.

Potong kertas tersebut sehingga membentuk sebuah benua.

3.

Isi gelas kimia atau panci bening dengan air sebanyak 800 mL.

4.

Letakkan kasa di atas kaki tiga.

5.

Nyalakan api pada pembakar spiritus/bunsen dan meletakkannya di bawah kaki tiga.

6.

Panaskan gelas kimia/panci bening di atas kaki tiga dan kasa.

7.

Teteskan pewarna makanan ke dalam air.

8.

Letakkan potongan kertas di permukaan air.

9.

Amati perubahan yang terjadi hingga air mendidih dan catat hasil pengamatannya di buku tugasmu.

Analisis 1.

Gambarkan proses yang terjadi pada percobaan tersebut.

2.

Bagaimana posisi potongan kertas sebelum dan sesudah air mendidih? Mengapa demikian? Jelaskan.

34

Berdasarkan penjelasan di atas, Anda dapat mengetahui bahwa Bumi merupakan planet yang dinamis dengan bagian inti yang panas. Panas dari inti Bumi akan berpindah secara konveksi, sehingga mengakibatkan pergerakan lempeng. Ketika lempeng bergerak, maka akan terjadi interaksi antarlempeng. Interaksi tersebut dapat membentuk sebuah palung laut, pegunungan, maupun sebuah gunung berapi. Ketika lempeng bergerak, maka sebuah energi akan dilepaskan berupa gelombang seismik atau yang dikenal dengan gempa. Anda dapat melihat efek dari pergerakan lempeng di daerah pegunungan, erupsi gunung berapi, atau sebuah tempat yang berubah setelah terjadi gempa atau aktivitas gunung berapi.

Gempa Bumi dan Gunung Berapi Gempa Bumi Seluk Beluk tentang Gempa Bumi Untuk memahami tentang gempa bumi, Anda dapat melakukan kegiatan berikut.

Mari Kita Cari Tahu Ambillah sebuah ranting yang jatuh dari pohonnya. Kemudian bengkokkan ranting tersebut secara perlahan. Berhentilah membengkokkan sebelum ranting tersebut patah. Amati yang terjadi. Kemudian, bengkokkan kembali ranting tersebut secara perlahan hingga patah. Apa yang Anda rasakan?

Jika Anda membengkokkan secara perlahan, Anda akan menemukan bahwa ranting dapat kembali ke bentuk normal apabila Anda berhenti membengkokkan ranting tersebut. Namun, jika Anda terus membengkokkan ranting secara perlahan maka ranting akan patah, seperti pada Gambar 1.29. Ketika ranting patah, Anda dapat merasakan ada getaran pada ranting tersebut.

Gambar 1.29 Ketika ranting dibengkokkan secara perlahan hingga patah, akan terasa getaran pada ranting Sumber: Biggs, 2008

35

Pergerakan lempeng memberikan efek getaran yang sama seperti mematahkan ranting. Ketika terdapat gaya yang cukup besar yang berasal dari pergerakan lempeng, maka bebatuan di lempeng akan menegang. Akibatnya, lempeng tersebut berubah bentuk. Bahkan, lempeng dapat patah atau kembali ke bentuk semula jika gaya tersebut hilang. Batuan pada lempeng mengalami perubahan bentuk atau deformasi secara perlahan dalam jangka waktu tertentu. Ketika batuan tersebut mengeras/ menegang maka energi potensialnya terus bertambah. Ketika lempeng bergerak atau patah, maka energi tersebut dilepaskan. Energi tersebut mengakibatkan terjadinya getaran yang merambat melalui material Bumi lainnya. Getaran ini disebut gempa Bumi. Semakin besar energi yang dilepaskan, maka getarannya akan semakin terasa. Ketika lempeng patah menjadi 2 bagian, maka masing-masing bagian akan bergerak menjauh. Daerah lempeng yang patah tersebut dinamakan fault (patahan/sesar). Sesar yang terjadi dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, bergantung pada bagaimana sebuah gaya bekerja pada lempeng.

Gambar 1.30 Jenis sesar berdasarkan gaya yang bekerja pada lempeng. (a) Ketika lempeng ditarik berlawanan arah, sesar turun (normal fault) terbentuk. (b) Ketika lempeng ditekan dari arah yang berbeda, sesar naik (reverse fault) terbentuk. (c) Ketika lempeng ditekan dari arah yang berbeda dengan bidang patahan lebih kecil dari 150o, sesar naik (Thrust fault) terbentuk dimana batuan lebih tua menutupi batuan lebih muda, (d) Ketika lempeng bergeser, sesar geser (strike slip fault) akan terbentuk Sumber: Biggs, 2008

36

Ketika sebuah lempeng ditarik berlawanan oleh sebuah gaya, maka akan terbentuk sesar normal seperti pada Gambar 1.30a. Pada sesar normal, struktur batuan lempeng yang ada di atas sesar akan bergeser turun dibandingkan struktur batuan lempeng yang ada di bawah sesar. Sebuah gaya yang mendorong lempeng saling mendekat akan menekan lempeng tersebut dari arah yang berlawanan. Gaya dorong ini menyebabkan struktur batuan lempeng di bagian atas sesar bergerak naik. Fenomena ini disebut reverse fault (sesar terbalik, sesar turun) seperti pada Gambar 1.30b. Sebuah gaya geser yang bekerja pada lempeng akan membentuk strike-slip fault (sesar geser). Gaya geser mengakibatkan lempeng di kedua sisi sesar geser bergerak berlawanan pada permukaan Bumi. Fenomena tersebut diilustrasikan pada Gambar 1.30c. Ketika Anda membengkokkan ranting secara perlahan hingga patah, maka Anda akan merasakan ada getaran di sepanjang ranting. Getaran tersebut bersumber dari patahan kayu yang dibuat. Kemudian, getaran merambat sepanjang ranting hingga terasa di tangan. Sama halnya dengan patahnya ranting, ternyata gempa Bumi juga melepaskan gelombang (getaran yang merambat). Gelombang ini merambat sepanjang permukaan Bumi dan gelombang gempa Bumi disebut gelombang seismik. Pergerakan lempeng di sepanjang sesar melepaskan sebuah energi. Energi ini merupakan energi potensial saat lempeng terkena gaya. Kemudian, energi potensial tersebut merambat dalam bentuk gelombang seismik. Sebuah titik pada kedalaman Bumi yang menjadi pusat gempa disebut hiposentrum. Permukaan Bumi yang berada di atas hiposentrum disebut episentrum. Dua titik tersebut diilustrasikan seperti pada Gambar 1.31. Saat terjadi pergerakan lempeng, gelombang seismik muncul di hiposentrum. Kemudian gelombang tersebut merambat dari hiposentrum ke segala arah seperti yang diilustrasikan Gambar 1.31. Gelombang seismik merambat ke bagian dalam Bumi serta ke permukaan Bumi. Gelombang yang merambat di permukaan Bumi menyebabkan kerusakan saat terjadi gempa. Gelombang seismik yang merambat di bagian dalam Bumi dibedakan menjadi gelombang primer dan sekunder. Gelombang primer (p-wave) bergerak melalui material batuan. Partikel batuan akan bergetar searah dengan arah rambat gelombang seismik. Dengan kata lain, gelombang primer merupakan gelombang longitudinal. Gelombang sekunder (swave) merambat melalui batuan dengan menggetarkan partikel batuan tegak lurus dengan arah rambat gelombang seismik. Gelombang sekunder merupakan gelombang transversal. Gelombang lainnya merambat di permukaan Bumi dengan menggetarkan batuan dan tanah sejajar permukaan Bumi. Gerakan tersebut dapat menghancurkan bangunan yang ada di 37

atasnya.

Gambar 1.31 Letak hiposentrum dan episentrum sebuah gempa Sumber: kirsman1jakarta.blogspot.com Gelombang seismik di permukaan Bumi merambat pelan dan memiliki kekuatan penghancur yang besar. Perambatan gelombang di permukaan Bumi begitu kompleks. Beberapa gelombang merambat di permukaan Bumi dengan cara menggerakkan batuan dan tanah seperti ombak. Ilmu yang mempelajari tentang gempa Bumi adalah seismologi. Ilmuwan yang mengkaji gempa Bumi disebut ahli seismologi. Alat yang digunakan untuk mencatat data gelombang seismik adalah seismograf. Pada sebuah seismograf terdapat gulungan kertas yang terpasang pada sebuah tabung berputar. Di atas kertas tersebut terdapat jarum dengan sebuah pena. Ketika terdapat gelombang seismik, gulungan kertas akan bergetar, namun jarum tetap diam. Jarum dengan pena yang terpasang akan menggambarkan grafik gelombang seismik pada kertas. Ketinggian garis pada kertas menggambarkan besarnya energi yang dilepaskan saat gempa yang dikenal sebagai magnitude. Grafik hasil pencatatan seismograf dinamakan seismogram. Hasil pencatatan aktivitas gelombang seismik yang berupa seismogram dapat menentukan jarak episentrum dan stasiun seismik. Ketika terdapat aktivitas gelombang seismik, gelombang primer merambat lebih cepat dibandingkan gelombang sekunder. Gelombang primer tercatat lebih dulu di seismograf. Dalam seismogram, gelombang primer dan sekunder digambarkan terpisah (Gambar 1.32). Adanya jarak antara gelombang primer dan sekunder menggambarkan adanya perbedaan waktu datangnya gelombang. Semakin jauh perbedaan waktu datangnya gelombang, maka semakin jauh pula letak episentrumnya.

38

Gambar 1.32 Gelombang primer dan sekunder merambat dengan kecepatan yang berbeda. Perbedaan kecepatan ini digunakan untuk seismik dengan episentrum. Sumber: Biggs, 2008 Oleh karena itu, apabila menggunakan informasi dari seismogram, maka ahli seismologi menggambarkan lingkaran dengan radius yang sama dengan jarak gempa untuk 3 stasiun seismik. Seperti terlihat pada Gambar 1.33. Titik temu dari 3 lingkaran tersebut merupakan episentrum. Untuk memastikan letak dari episentrum sebuah gempa, dapat digunakan data dari berbagai stasiun seismik.

39

Gambar 1.33 Cara menentukan episentrum sebuah gempa Sumber: physicsedulab.files.wordpress.com Kekuatan gempa (magnitude ) pada sebuah daerah dinyatakan dengan Skala Richter. Pengukuran kekuatan gempa didasarkan pada amplitudo atau grafik gelombang seismik di seismogram. Skala Richter menunjukkan besarnya energi gempa yang dilepaskan. Berdasarkan gempa yang terjadi sampai saat ini, rentang Skala Richter antara 1,0 – 10,0. Setiap kenaikan 1,0 skala, energi gempa yang dihasilkan 32 kali lebih besar. Misalnya, sebuah gempa dengan kekuatan 6,8 Skala Richter melepaskan energi 32 kali lebih besar dibandingkan energi yang dilepaskan gempa dengan kekuatan 5,8 Skala Richter. Pencatatan di seismogram juga akan menunjukkan gelombang gempa 6,8 Skala Richter lebih tinggi dibandingkan gelombang gempa berkekuatan 5,8 Skala Richter. Besarnya magnitude sebuah gempa akan memengaruhi besarnya energi yang dilepaskan. Semakin besar magnitude sebuah gempa, maka energi yang dilepaskan juga semakin besar. Akibatnya, kerusakan yang terjadi juga semakin besar. Berdasarkan besar magnitude dan kerusakan yang ditimbulkan, gempa dikategorikan seperti pada Tabel 1.1.

40

Tabel 1.1 Kategori gempa berdasarkan besarnya dan kerusakan yang ditimbulkan Magnitude

Deskripsi

Efek Gempa Bumi

Di bawah 2,0 2,0 - 2,9 3,0 - 3,9

Mikro Minor Minor

4,0 - 4,9

Ringan

5,0 - 5,9

Sedang

6,0 - 6,9

Kuat

7,0 - 7,9

Major

8,0 - 8,9

Great

9,0 - 9,9 10,0+

Great Massive

Tidak terasa Biasanya tidak terasa, tetapi tercatat Sering terasa, tetapi jarang menyebabkan kerusakan. Dirasakan oleh masyarakat di sekitar pusat gempa. Lampu gantung mulai goyang. Terasa sekali getarannya di dalam ruangan. Jendela bergetar, permukaan air beriak-riak, pintu terbuka-tertutup sendiri. Menyebabkan kerusakan pada bangunan yang lemah. Sangat sulit untuk berdiri tegak. Kaca pecah, dinding yang lemah runtuh, dan permukaan air di daratan membentuk gelombang air. Menyebabkan kerusakan dalam range area 160 km. Batu runtuh bersama-sama, runtuhnya bangunan bertingkat tinggi, robohnya bangunan lemah, retakan di dalam tanah. Menyebabkan kerusakan yang sangat serius pada area yang luas. Seperti tanah longsor, jembatan roboh, bendungan rusak dan hancur. Beberapa bangunan tetap, keretakan besar di tanah, rel kereta api rusak. Menyebabkan kerusakan yang sangat serius dalam radius seratus kilometer wilayah gempa. Menyebabkan kehancuran dalam radius ratusan kilometer. Belum pernah tercatat. Luas wilayah kehancuran sangat luas.

Mari Kita Diskusikan Bacalah berita berikut. Gempa 5,1 Skala Richter Goyang Lombok Utara (NTB) Liputan6.com, Jakarta - Gempa 5,1 Skala Richter (SR) menggoyang Lombok Utara, Nusa Tenggara Barat (NTB), Senin dinihari. Hal itu diinformasikan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). “Gempa terjadi pada pukul 00.45 WIB,” tulis situs BMKG yang dikutip Liputan6.com, Jakarta, Senin (5/10/2015). Gempa berada pada lokasi dengan koordinat 7,82 derajat Lintang Selatan (LS) – 116,99 derajat Bujur Timur (BT) dengan kedalaman pusat gempa 323 km. Gempa itu berada pada 80 km Timur Laut Lombok Utara, 112 km Timur Laut Sumbawa Barat, NTB dan 1.144 km Tenggara Jakarta. BMKG menegaskan, gempa ini tidak berpotensi menimbulkan ancaman tsunami.

Analisis 1.

Berdasarkan berita di atas, identifikasi besarnya magnitude gempa, kategori, serta efek dari gempa tersebut.

2.

Dimanakah letak hiposentrum dan episentrum gempa tersebut?

41

Sebagian besar kerusakan akibat gempa Bumi diakibatkan oleh gelombang yang merambat di permukaan Bumi. Bangunan serta jalan raya dapat rusak. Ketika gempa terjadi di dasar laut, gerakan lempeng tersebut akan mendorong air laut ke atas, sehingga timbul gelombang yang besar dan kuat. Gelombang air laut dapat mengalir ratusan kilometer ke segala arah dari episentrum. Gelombang air laut ini disebut tsunami. Pusat gelombang tsunami adalah episentrum yang berada di laut yang jauh dari pantai. Ketinggian gelombang tsunami di tengah lautan, hanya sekitar 1 meter. Namun, gelombang tersebut dapat merambat dengan kecepatan 500-1.000 km/jam. Ketika mendekati pantai, kecepatan gelombang tsunami menurun hingga sekitar 30 km/jam. Akan tetapi, tinggi gelombang tsunami di dekat pantai meningkat hingga puluhan meter. Sebelum gelombang tsunami sampai di pantai, air laut yang ada di pantai surut seketika. Hal tersebut merupakan pertanda bahaya akan terjadi gelombang tsunami. Proses terjadinya gelombang tsunami dapat dilihat pada Gambar 1.34 berikut.

dalam bahasa Jepang

Celah diciptakan oleh gempa bawah laut, terisap dalam air sampai pada tetes permukaan laut

10 0 -10 m

Getaran bawah air tersebar di antara jarak 125-250 km, menciptakan gelombang dengan kecepatan 500 km/jam

Gelombang besar sampai mencapai pantai

Permukaan laut

10 0 -10 m

Penurunan pada permukaan laut

10 0 -10 m

Gelombang raksasa

Gambar 1.34 Proses terjadinya gelombang tsunami Sumber: fst.undip.ac.id

42

Mitigasi Bencana Gempa Bumi Anda telah belajar tentang gempa dan bagaimana kerusakan yang ditimbulkannya. Selain kerusakan bangunan dan benda-benda di dalamnya, gempa juga menyebabkan kematian. Dalam beberapa kejadian, seperti di Iran, korban meninggal akibat gempa sampai mencapai 50.000 jiwa. Jika dijumlahkan seluruhnya, gempa Bumi mengakibatkan kematian mencapai jutaan jiwa. Beberapa catatan gempa kuat yang terjadi pada tahun 1989-2003 disajikan pada Tabel 1.2. Tabel 1.2 Data kejadian gempa dan jumlah korban tahun 1989-2003 Tahun

Negara

Kekuatan

Korban yang Meninggal

1989

Loma Prieta, CA

7,1

62

1990

Iran

7,7

50.000

1993

Guam

8,1

none

1993

Maharashtra, India

6,4

30.000

1994

Northridge, CA

6,7

61

1995

Kobe, Japan

6,8

5.378

1999

Taiwan

7,7

2.400

2000

Indonesia

7,9

103

2001

India

7,7

20.000

2003

Iran

6,6

30.000

Gempa lain yang menimbulkan tsunami juga memakan korban yang sangat banyak. Salah satu tsunami yang terjadi adalah tsunami tahun 2004 yang menerjang 14 negara termasuk Indonesia, tepatnya di Aceh dan Sumatra Utara. Gelombang tsunami ini menewaskan lebih dari 230.000 jiwa. Jumlah korban jiwa saat gempa terjadi dapat dikurangi, setidaknya memulai dengan menyelamatkan diri sendiri. Banyak cara untuk mengurangi risiko kematian dan kerusakan saat gempa. Hal pertama yang harus Anda lakukan adalah mempelajari sejarah gempa Bumi di daerah dimana Anda berada. Jika Anda mengetahui di daerah tersebut sering terjadi gempa sebelumnya, maka Anda dapat mempersiapkan diri karena memiliki risiko yang lebih tinggi untuk terjadi gempa lagi. Indonesia merupakan salah satu daerah yang sering mengalami gempa Bumi. Seperti yang Anda ketahui dari media massa bahwa dalam setahun Indonesia diguncang gempa sebanyak 8.000 kali, baik gempa kecil maupun gempa dengan kekuatan yang besar. Untuk itu, apa yang harus Anda lakukan untuk meminimalisir kerusakan akibat gempa? Untuk memahami hal ini lebih jauh, coba lakukan diskusi berikut.

43

Mari Kita Diskusikan Permasalahan: Mengapa di Indonesia sering terjadi gempa Bumi? Lakukan kajian pustaka, baik dari buku maupun internet terkait permasalahan di atas. Buatlah suatu jawaban ilmiah dari pertanyaan di atas.

Tindakan untuk mengurangi risiko kerusakan maupun korban jiwa dapat Anda lakukan sebelum, saat, dan sesudah gempa berlangsung. Namun, hal yang terpenting adalah Anda harus belajar terlebih dahulu apa yang disebut dengan gempa Bumi. Anda juga harus memerhatikan lingkungan tempat Anda berada. Dengan demikian, ketika terjadi gempa Anda dapat mengetahui tempat yang paling aman untuk berlindung. Selain itu, untuk mengurangi risiko akibat dari gempa Bumi Anda harus mempelajari beberapa keterampilan. Misalnya, belajar melakukan P3Kdanmenggunakanalatpemadamkebakaran. Anda juga sebaiknya menyimpan nomor darurat yang dapat dihubungi saat terjadi gempa, seperti ambulans, pemadam kebakaran, tim SAR, dan lain-lain. Secara garis besar tindakan tanggap sebelum terjadi gempa seperti diilustrasikan pada Gambar 1.35.

Merenovasi rumah agar tahan gempa

Cek kestabilan benda yang menggantung

Meletakkan benda berat dan mudah pecah di bagian bawah

Pelajari lingkungan sekitar kita

Selalu sedia P3K, senter, dan makanan sebagai persediaan darurat.

Gambar 1.35 Tindakan tanggap sebelum gempa Bumi terjadi Sumber: inatews.bmkg.go.id Negara kita merupakan salah satu negara yang paling sering terjadi gempa. Oleh karena itu, Anda harus mempersiapkan diri untuk mengurangi kerugian akibat gempa. Usaha tersebut

44

dapat dimulai dari rumah Anda masing-masing. Anda harus memastikan apakah rumah Anda cukup aman dari bahaya akibat gempa Bumi, seperti tanah longsor. Anda juga dapat merenovasi rumah Anda agar tahan gempa. Salah

satu

teknologi

yang

digunakan

untuk

mengurangi kerusakan saat gempa adalah rekayasa bangunan Ketika dalam ruangan, cari perlindungan dari reruntuhan

tahan gempa. Bangunan ini dapat menahan kekuatan getaran yang dihasilkan gempa, sehingga mengurangi kerusakan yang terjadi. Saat ini banyak gedung yang berdiri di atas pondasi yang tersusun atas baja dan karet. Selain itu,

Ketika diluar ruangan, tetaplah diluar ruangan dan menjauh dari bangunan atau benda lain yang berpotensi runtuh

Jika dalam kendaraan, keluar dan cari tempat terbuka

penataan struktur bangunan juga direkayasa sedemikian rupa agar tahan gempa. Dengan demikian, bangunan tahan gempa tersebut dapat menahan getaran gempa Bumi dan mengurangi risiko kerusakan dan kematian penghuni di dalamnya. Untuk mengurangi kerusakan harta benda yang ada di rumah kita akibat gempa kita harus menata barang-barang yang ada di rumah. Akan lebih baik jika kita memastikan bahwa perabotan rumah seperti lemari, kabinet, dan lain-lain

Menjauh dari pantai, karena berpotensi tsunami Jika di pegunungan, menjauh dari daerah yang rawan longsor

tidak roboh saat terjadi gempa. Selain itu, kita juga harus memastikan benda-benda yang tergantung di rumah agar tidak mudah jatuh saat terjadi gempa. Kita juga bisa menyimpan barang- barang yang berat dan mudah pecah berada di bagian bawah lemari atau rak. Pastikan kita mematikan listrik, air, dan gas ketika tidak digunakan. Serta,

Gambar 1.36 Tindakan yang harus dilakukan ketika gempa terjadi Sumber: inatews.bmkg.go.id

selalu sediakan kotak P3K, senter, dan makanan sebagai perlengkapan darurat jika terjadi gempa. Gempa merupakan salah satu bencana yang dapat

terjadi setiap saat. Ada kalanya gempa datang di saat Anda bekerja, saat Anda berlibur, atau di saat Anda berlibur di pantai. Untuk menyelamatkan diri dari bahaya gempa, Anda dapat melakukan tindakan berikut sesuai tempat Anda berada. Hal yang paling utama yang harus dilakukan adalah tetap tenang saat terjadi gempa. Jika Anda panik terhadap situasi yang dialami, pikiran Anda tidak akan jernih dan tidak tahu harus berbuat apa.

45

Jika Anda berada dalam ruangan saat terjadi gempa, carilah tempat berlindung yang kuat dan mampu menahan reruntuhan seperti di bawah meja Keluar ruangan dengan teratur

atau tempat tidur. Jika tidak ada tempat berlindung, Anda dapat menggunakan bantal atau benda lainnya untuk melindungi kepala. Akan lebih aman jika Anda

Perhatikan lingkungan sekitar, apakah terjadi kebakaran, gas bocor, atau korsleting listrik

menjauhi lemari, rak buku, dan jendela. Selain itu, Anda harus berhati-hati terhadap atap yang mungkin runtuh, benda yang tergantung, dan sebagainya. Ketika Anda sedang berada di luar ruangan

Jangan berjalan di daerah gempa, karena ada kemungkinan reruntuhan menimpamu

saat gempa, Anda dapat mencari ruang terbuka yang jauh dari gedung tinggi, tebing terjal, tiang listrik, papan reklame, atau pepohonan yang besar. Jika tidak ada ruang terbuka, tetaplah di luar ruangan. Pastikan

Jangan memasuki rumah yang telah terkena gempa

tempat Anda aman dari reruntuhan benda-benda yang ada di sekitarnya. Jika Anda sedang berada di pantai, Anda dapat menjauhi pantai untuk menghindari

Mengisi angket dari instansi terkait

bahaya tsunami akibat gempa. Apabila terjadi gempa di daerah pegunungan, Anda dapat mencari tempat yang aman dari tanah longsor akibat dari gempa tersebut.

Mengikuti informasi terkait gempa yang terjadi

Gempa Bumi juga dapat terjadi saat Anda di dalam perjalanan menuju suatu tempat. Apabila gempa terjadi saat Anda di dalam kendaraan, Anda

Selalu berdoa kepada Tuhan Yang Maha Esa

harus

segera

kendaraan.

menghentikan

Akan

tetapi,

dan

jangan

keluar

dari

menghentikan

kendaraan di jalan layang atau jembatan. Gunakan Gambar 1.37 Tindakan yang harus dilakukan setelah gempa terjadi Sumber: inatews.bmkg.go.id

rem tangan jika kendaraan kita berada di jalan yang miring. Hal tersebut mencegah kendaraan Anda tergelincir dan menimpa kendaraan lain.

Jika gempa telah berhenti, maka hal-hal selanjutnya yang harus dilakukan adalah menuju titik evakuasi. Titik evakuasi merupakan daerah aman dan di titik evakuasi biasanya bantuan baik materi maupun medis dikumpulkan. 46

Apabila Anda terjebak dalam bangunan atau reruntuhan, Anda dapat menyingkirkan reruntuhan terlebih dahulu. Tutuplah mulut dan hidungmu dengan kain atau masker agar aman dari debu reruntuhan. Kemudian Anda harus memeriksa adakah yang terluka, lakukan dengan P3K jika ada yang terluka. Selain itu, Anda juga harus memeriksa lingkungan sekitar Anda. Hal-hal yang perlu diperiksa, antara lain kebakaran, gas bocor, korsleting listrik, saluran air, serta jangan pernah menyalakan api dalam ruangan. Gunakan telepon untuk meminta pertolongan darurat. Jika telepon tidak berfungsi, Anda dapat menggunakan benda yang ada di sekitar untuk memberi sinyal kepada orang lain. Misalnya membunyikan kentongan. Langkah selanjutnya adalah keluar ruangan dengan tenang dan tertib. Jika Anda berada di luar ruangan saat gempa, jangan memasuki bangunan setelah gempa. Karena ada kemungkinan bangunan tersebut dapat runtuh. Selain itu, Anda juga harus memerhatikan situasi lingkungan sekitar Anda. Sebaiknya, Anda tidak berada di daerah sekitar gempa karena kemungkinan bahaya akibat gempa masih ada. Misalnya reruntuhan bangunan. Apabila Anda berada di pantai atau di daerah pesisir, perhatikan kondisi air laut setelah gempa. Jika air laut tiba- tiba surut dalam sesaat, segeralah menjauh dari pantai sejauh mungkin karena adanya kemungkinan gelombang tsunami akan terjadi. Selain itu, hendaknya Anda juga terus mengikuti informasi terkait gempa Bumi yang terjadi. Dengan mengikuti informasi tersebut, Anda akan mengetahui apakah akan ada gempa susulan atau gempa tersebut berpotensi menimbulkan tsunami. Ada kalanya Anda juga harus mengisi angket dari instansi terkait. Hal tersebut bertujuan untuk mengetahui besar kerusakan akibat gempa, sehingga instansi terkait dapat memberikan bantuan dengan efektif. Sangat penting untuk terus berdoa kepada Tuhan Yang Maha Esa demi keselamatan kita bersama.

Gunung Berapi Pada bagian sebelumnya Anda telah mempelajari bahwa gelembung udara pada air mendidih dapat naik ke permukaan karena memiliki massa jenis yang lebih kecil. Sama halnya dengan air mendidih, batuan cair atau magma juga bergerak ke permukaan karena memiliki massa jenis yang lebih kecil dari batuan yang ada di sekitarnya. Naiknya magma ke permukaan menyebabkan erupsi. Erupsi terjadi pada gunung berapi. Magma yang keluar dan mengalir di permukaan Bumi saat terjadi erupsi disebut lava. Gunung berapi memiliki lubang yang berbentuk melingkar di daerah puncaknya yang disebut kawah. Saat erupsi terjadi, magma dan material lainnya dimuntahkan melalui kawah gunung berapi.

47

Ketika erupsi gunung berapi (gunung meletus) terjadi, lava dan beberapa material dimuntahkan hingga ribuan meter kubik (m3) ke udara. Partikel-partikel dari material dan lava yang mendingin akan terlontar ke atas, kemudian berjatuhan dari langit. Fenomena ini yang disebut hujan debu vulkanik (tephra). Beberapa gunung berapi terbentuk karena tabrakan dua lempeng. Proses tersebut akan menghasilkan serangkaian gunung berapi. Hal ini seperti yang telah Anda pelajari sebelumnya. Jika terdapat dua lempeng yang bertabrakan, maka lempeng yang memiliki massa jenis yang lebih besar akan menekuk ke bawah lempeng yang massa jenisnya lebih rendah. Ketika sebuah lempeng menekuk dibawa lempeng lainnya, maka batuan pada lempeng yang menekuk akan melebur menjadi magma. Magma tersebut akan naik menuju permukaan karena perbedaan massa jenis, seperti pada Gambar 1.38.

Gambar 1.38 Proses pembentukan gunung berapi Sumber: http://langitbiruandalas.blogspot.co.id Seperti yang dijelaskan sebelumnya, aktivitas lempeng dapat membentuk serangkaian gunung api. Salah satu rangkaian gunung api yang dikenal adalah cincin api pasifik (Cincin api pasifik (ring of fire) merupakan pusat gempa dan rangkaian gunung berapi di sekitar samudra Pasifik (Gambar 1.39). Hampir 90% pusat gempa berada di sepanjang cincin api Pasifik. Rangkaian gunung berapi diilustrasikan dengan titik merah pada Gambar 1.39.

48

Gambar 1.39 Cincin api pasifik (ring of fire) yang mengitari samudra Pasifik. Sumber: http://www.geologyin.com Berdasarkan gambar tersebut, ternyata Indonesia terletak di dalam cincin api pasifik. Akibatnya, di Indonesia banyak terbentuk gunung api. Hal tersebut dikarenakan letak Indonesia berada di jalur pertemuan lempeng Eurasia dan Indo-Australia. Gunung api tersebut membentuk sebuah barisan yang membentang dari bagian barat hingga timur Indonesia. Rangkaian gunung berapi membentang dari pulau Sumatra, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi hingga kepulauan Maluku, seperti terlihat pada gambar 1.40.

Gambar 1.40 Persebaran gunung api di Indonesia Sumber: https://www.usgs.gov/

49

Indonesia memiliki sekitar 150 gunung berapi, baik yang aktif maupun yang dorman (tidur). Gunung api aktif merupakan gunung api yang memiliki aktivitas vulkanik yang tinggi dan meletus dalam jangka waktu yang pendek. Salah satu contohnya adalah gunung Merapi. Sejak tahun 1000 M, gunung Merapi telah meletus sebanyak 80 kali. Gunung api dorman adalah gunung api yang tidak terdapat aktivitas vulkaniknya dalam waktu yang lama. Akan tetapi, gunung tersebut dapat meletus sewaktu-waktu. Salah satu gunung api dorman di Indonesia adalah gunung Sinabung yang hingga September 2015 erupsinya belum selesai. Gunung Sinabung terakhir kali meletus pada tahun 1600, kemudian tiba- tiba aktif lagi pada tahun 2010 dan meletus kembali pada tahun 2013. Erupsi merupakan keluarnya magma dan material lainnya dari dalam Bumi oleh letusan gunung berapi. Namun, istilah erupsi di masyarakat lebih dikenal dengan gunung meletus. Letusan gunung api akan memuntahkan material dengan kekuatan yang dahsyat dan lava pijar maupun lahar dingin yang keluar akan menyapu segala sesuatu yang dilewatinya. Akibatnya, letusan gunung berapi dapat mengakibatkan kerusakan yang sangat besar. Erupsi disebabkan oleh tekanan gas yang kuat dari dalam Bumi yang terus menerus mendorong magma (Gambar 1.41a). Dengan demikian, magma akan terus naik menuju ke permukaan. Dalam perjalanannya, magma yang memiliki suhu hingga 1200oC akan melelehkan batuan di sekitarnya. Akibatnya, terjadilah penumpukan magma (Gambar 1.41b). Tekanan udara yang berasal dari dalam Bumi lambat laun semakin besar, sehingga tersimpan energi yang besar untuk mendorong magma keluar. Jika litosfer yang berada di atas magma tidak mampu menahan tekanan dari dalam Bumi, maka terjadilah erupsi (Gambar 1.41c). Magma dan material lainnya dimuntahkan melalui kawah gunung api. Energi yang tersimpan tersebut dilepaskan dalam bentuk ledakan dan semburan yang kuat saat erupsi. Proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.41.

Gambar 1.41 Proses erupsi Sumber: mountmerapi.net 50

Mari Kita Diskusikan Bukalah link berikut untuk mempelajari proses erupsi. http://news.bbc.co.uk/cbbcnews/hi/static/guides/volcanoes/swf/volcano_ani_guide_1. swf Diskusikanlah dengan teman Anda, bagaimana erupsi pada gunung api yang dorman dan identifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi erupsi pada gunung yang dorman?

Material yang dikeluarkan saat letusan gunung berapi meliputi material padat, cair, dan gas. Letusan gunung berapi akan mengeluarkan material padatan berupa batuan dan mineral dari dalam Bumi. Hasil lainnya dari letusan gunung api adalah lava dan lahar. Lahar merupakan lava yang telah bercampur dengan batuan, air, dan material lainnya. Selain itu, letusan gunung berapi juga menghasilkan gas beracun, yakni Hidrogen Sulfida (H2S), Sulfur dioksida (SO2), dan Nitrogen dioksida (NO2). Selain material tersebut, letusan gunung berapi juga menghasilkan awan panas (aliran piroklastik) atau yang dikenal oleh masyarakat dengan nama “wedhus gembel”. Awan panas merupakan hasil letusan seperti awan yang mengalir bergulung. Awan panas terdiri atas batuan pijar, gas panas, serta material lainnya. Awan panas memiliki suhu yang mencapai 700oC. Awan panas ini mengalir menuruni lereng gunung api dengan kecepatan mencapai 200 km/ jam. Perhatikan Gambar 1.42.

Gambar 1.42. Awan panas pada letusan gunung Merapi Sumber: jogja.co Letusan gunung berapi memiliki daya penghancur yang besar. Material berbahaya

51

seperti lahar dan abu vulkanik dapat merusak segala sesuatu yang dilewatinya. Lava pijar yang keluar saat erupsi juga dapat menyebabkan hutan

di sekitar gunung terbakar. Hal ini akan

mengancam ekosistem alami di hutan tersebut. Selain itu, suhu tinggi awan panas yang mengalir menuruni bukit dapat merusak ekosistem serta membunuh makhluk hidup. Gas beracun dan hujan debu akibat gunung meletus juga dapat mencemari udara dan mengganggu pernapasan. Anda perlu mengetahui bahwa letusan gunung berapi sangat berbahaya bagi kita. Hampir tidak mungkin menghindari kerusakan saat terjadi gunung meletus. Untuk mempermudah membaca aktivitas gunung api dan proses evakuasi, dibuatlah tingkatan isyarat atau status gunung berapi. Badan geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Manusia (ESDM) membedakan status gunung api menjadi empat (4) tingkatan. Level terendah adalah status NORMAL dengan warna isyarat hijau. Tingkatan level paling tinggi adalah status AWAS dengan isyarat warna merah. Secara lengkap, deskripsi status gunung api dapat dilihat pada Tabel 1.3. Tabel 1.3 Tingkatan status gunung berapi menurut Badan Geologi Kementerian ESDM (Sumber:pbs.twimg.com) Status

Makna

Tindakan

AWAS

Menandakan gunung berapi yang segera atau sedang meletus atau ada keadaan kritis yang menimbulkan bencana Letusan pembukaan dimulai dengan debu dan asap Letusan berpeluang terjadi dalam waktu 24 jam

Wilayah yang terancam bahaya direkomendasikan untuk dikosongkan Koordinasi dilakukan secara harian Piket penuh

SIAGA

Menandakan gunung berapi yang sedang bergerak ke arah letusan atau menimbulkan bencana Peningkatan intensif kegiatan seismik Semua data menunjukkan bahwa aktivitas dapat segera berlanjut ke letusan atau menuju pada keadaan yang dapat menimbulkan bencana Jika tren peningkatan berlanjut, letusan dapat terjadi dalam waktu 2 minggu

Sosialisasi di wilayah terancam Penyiapan secara darurat Koordinasi harian Piket penuh

WASPADA

Ada aktivitas apapun bentuknya Terdapat kenaikan aktivitas di atas level normal Peningkatan aktivitas seismik dan kejadian vulkanis lainnya Sedikit perubahan aktivitas yang diakibatkan oleh aktivitas magma, tektonik, dan hidrotermal

Penyuluhan/sosialisasi Penilaian bahaya Pengecekan sarana Pelaksanaan tiket terbatas

Tidak ada gejala aktivitas tekanan magma Level aktivitas dasar

Pengamatan rutin Survey dan penyelidikan

NORMAL

Jika Anda tinggal di daerah dekat gunung api, maka Anda harus dapat membaca alam sebagai pertanda gunung tersebut akan meletus. Gunung api yang akan meletus memiliki tandatanda yang dapat Anda pelajari. Di daerah sekitar gunung api yang akan meletus akan memiliki suhu yang terus meningkat. Akibatnya, air dari sumber air pegunungan menjadi hangat dan

52

beberapa sumber air dapat mengering. Suhu di daerah pegunungan berapi yang terus meningkat akan menyebabkan tumbuhan yang hidup di daerah tersebut layu. Gunung yang akan meletus juga menimbulkan suara gemuruh. Selain itu, gempa kecil yang terjadi terus menerus di sekitar gunung api juga merupakan tanda bahwa gunung tersebut akan meletus. Kita juga dapat memprediksi bahwa gunung api akan meletus dengan melihat perilaku hewan yang tinggal di gunung. Jika hewan yang tinggal di atas pegunungan mulai bermigrasi turun gunung, maka itu merupakan pertanda bahwa gunung akan meletus. Jika kita sudah mengetahui gunung api akan meletus, langkah selanjutnya yang harus dilakukan adalah mengungsi ke tempat yang aman atau ke titik evakuasi. Selain pertanda alam di atas, Anda juga harus mengikuti arahan dari Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) terkait aktivitas gunung api. PVMBG terdapat di masing-masing gunung berapi. Dengan mengetahui status gunungapi, Anda akan mengetahui tindakan apa yang harus dilakukan. Anda juga hendaknya mempersiapkan peralatan dan dukungan logistik untuk mengungsi saat terjadi letusan. Anda juga harus mengetahui di mana pos evakuasi dan bagaimana jalur evakuasi yang telah disiapkan pihak terkait. Pastikan Anda telah berada di pos evakuasi sebelum gunung tersebut meletus dan mengikuti arahan dari pihak terkait untuk mengurangi bahaya akibat letusan. Bagi penduduk yang bertempat tinggal jauh di lereng gunung, ada kalanya badan penanggulangan bencana merekomendasikan mengungsi saat terjadi letusan. Hal ini karena dampak letusan melebihi perkiraan para ahli. Selama proses evakuasi Anda harus menghindari jalan yang berada dekat dengan sungai. Karena sungai berpotensi akan dilalui oleh lahar dingin. Selain itu, Anda juga harus menggunakan masker, sapu tangan, atau kain untuk melindungi pernapasan dari debu vulkanik. Secara garis besar tindakan siaga bencana gunung meletus seperti terlihat pada Gambar 1.43.

53

Gambar 1.43 Tindakan siaga bencana gunung meletus Sumber: indonesiabaik.id Proses evakuasi dapat dilakukan secara individu maupun kelompok sesuai arahan pihak terkait, seperti badan penanggulangan bencana. Selalu

informasi tentang status gunung

api. Dengan demikian, Anda dapat melakukan persiapan dan tindakan yang tepat untuk proses evakuasi. Secara lengkap, berikut tindakan yang harus dilakukan sesuai dengan status gunung berapi.

54

Gambar 1.44 Tindakan evakuasi sesuai status gunung berapi Sumber: mountmerapi.net Ketika letusan gunung berapi telah usai, ada kalanya kita belum boleh kembali ke rumah. Apabila hal itu terjadi, kita harus memerhatikan persediaan makanan dan lain-lainnya mencukupi untuk tinggal lebih lama di pos evakuasi. Selain itu, kita juga hendaknya mengikuti perkembangan informasi terkait status gunung berapi maupun bahaya lainnya akibat letusan. Seperti banjir lahar dingin. Hal lainnya yang penting adalah terus mengikuti arahan dari pihak berwenang. Jika kita berada di daerah yang terkena hujan debu vulkanik, lebih baik tetap di dalam ruangan hingga hujan debu mereda. Apabila berada di luar ruangan, kita harus mencari tempat berlindung. Misalnya di gedung atau mobil. Kita juga hendaknya memakai masker, sapu tangan, atau kain untuk menutup mulut dan hidung. Hal tersebut bertujuan agar debu vulkanik tidak mengganggu pernapasan. Jika kita menggunakan lensa kontak, maka harus melepaskannya. Karena debu dapat menempel pada lensa kontak tersebut dan akan merusak mata. Dengan demikian, Anda telah berupaya untuk mengurangi risiko bahaya akibat letusan gunung berapi. Walaupun efek kerusakan akibat letusan gunung berapi sangat besar, namun letusan

55

gunung berapi juga memberi dampak positif bagi kita. Tanah yang dilalui oleh material vulkanik gunung berapi dapat digunakan sebagai lahan pertanian. Akibat letusan gunung berapi, maka mineral yang berada dalam tanah akan keluar bersama lahar dingin dan material lainnya. Akibatnya, tanah yang dilalui lahar dingin atau material lainnya yang mengandung mineral tinggi akan menjadi tanah yang cukup subur secara alamiah. Selain itu, letusan berdampak positif bagi bisnis dan perekonomian. Abu vulkanik hasil letusan gunung berapi dapat dimanfaatkan sebagai campuran adonan semen bahan bangunan. Selain itu, sisa-sisa letusan juga menghasilkan bahan tambang yang bernilai tinggi, seperti belerang, pualam, dan lain-lain. Bisnis pariwisata juga dapat berkembang pasca letusan gunung berapi. Daerah di sekitar gunung berapi pasca erupsi bisa dijadikan sebagai objek wisata yang menyajikan suasana khas erupsi gunung berapi. Dengan berkembangnya bisnis tersebut, lapangan pekerjaan juga semakin terbuka. Kesejahteraan ekonomi masyarakat sekitar gunung berapi juga meningkat. Untuk memahami tentang erupsi, lakukan kegiatan berikut.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 1.4 Menyimulasikan erupsi gunung berapi Tujuan Mensimulasikan terjadinya erupsi gunung berapi

Alat dan Bahan 1.

Bubur kertas dan lem kayu/lem kanji

2.

Papan triplek 50 x 50 cm

3.

Baskom

4.

Cuka makanan

5.

Soda kue

6.

Detergen

7.

Pewarna kuning atau merah

8.

Cat air warna hijau, kuning, dan cokelat

Cara Kerja A. Membuat gunung berapi 1.

Campurkan bubur kertas dengan lem kayu/tepung kanji yang telah dilarutkan dengan

56

air panas. 2.

Bentuk adonan menyerupai gunung dan letakkan di atas triplek. Jangan lupa untuk membuat rongga di tengah gunung dari puncak hingga dasar.

3.

Buat alur pada gunung untuk menambah efek aliran lava, warnai gunung dengan cat air warna cokelat, daerah kaki gunung dengan kombinasi warna kuning dan hijau.

B. Membuat adonan magma Campurkan cuka, detergen, dan pewarna dalam baskom hingga menjadi adonan magma. C. Mendemonstrasikan erupsi 1.

Masukkan soda kue ke dalam rongga yang ada di gunung buatan.

2.

Masukkan adonan ke dalam rongga gunung buatan.

3.

Amati apa yang terjadi pada gunung buatan.

Analisis Apa saja yang dikeluarkan saat gunung buatan erupsi? Coba identifikasi. Bandingkan hasil identifikasi Anda dengan teori tentang erupsi gunung berapi.

Hidrosfer Perhatikan warna foto Bumi pada Gambar 1.45. Warna apa yang dominan pada bola dunia tersebut? Kita

juga

dapat

mengamati

bentuk 3 dimensi Bumi dengan aplikasi

google earth atau menggunakan globe. Dari hasil pengamatan, dapat kita ketahui bahwa warna biru merupakan warna yang dominan.

Gambar 1.45 Foto Bumi dari satelit milik NASA Sumber: https://www.nasa.gov/ Kita dapat melanjutkan pengamatan menggunakan aplikasi google earth atau globe dengan memutar posisi Bumi. Kita akan menemukan bahwa hampir 70% bagian Bumi

57

berwarna biru. Seolah-olah Bumi terselimuti warna biru. Berdasarkan fakta tersebut, Bumi juga sering disebut planet biru. Apakah sebenarnya warna biru itu? Warna biru menggambarkan perairan yang ada di Bumi. Dengan kata lain, Bumi yang kita huni diselimuti oleh air, atau yang sering disebut Hidrosfer. Hidrosfer berasal dari kata hidros yang berarti air dan sphaira yang berarti selimut. Jadi, hidrosfer merupakan lapisan air yang menyelimuti Bumi. Hidrosfer tidak hanya meliputi perairan yang luas seperti laut dan samudra. Hidrosfer juga meliputi air di danau, sungai, air tanah, dan uap air yang ada di udara. Air sangat penting bagi kehidupan. Hampir setiap elemen kehidupan memerlukan air untuk melangsungkan kehidupannya. Tumbuhan memerlukan air untuk berfotosintesis, sedangkan manusia memerlukan air untuk metabolisme dan memenuhi kebutuhan hidup. Tidak ada makhluk hidup yang dapat hidup tanpa air. Jika semua makhluk di Bumi menggunakan air untuk melangsungkan kehidupannya, apakah air yang ada di Bumi akan berkurang dan habis? Atau jumlah air akan bertambah karena adanya hujan? Ataukah jumlah air di Bumi tetap? Air yang ada di Bumi memiliki sebuah siklus yang dinamakan siklus hidrologi atau siklus air. Siklus hidrologi merupakan sebuah proses daur ulang air secara terus menerus, seperti pada Gambar 1.46.

Gambar 1.46 Proses terjadinya siklus air Sumber: https://www.usgs.gov Siklus air bermula ketika panas Matahari menguapkan air yang ada di laut dan di permukaan Bumi (evaporasi). Uap air tersebut akan berkumpul di angkasa dan terjadi proses kondensasi (pengembunan) hingga terbentuk awan. Awan tersebut kemudian akan berjalan sesuai dengan arah embusan angin. Penguapan yang terjadi setiap hari mengakibatkan uap yang menjadi awan semakin banyak. Jika awan sudah tidak dapat menampung uap dari evaporasi, maka uap air di awan akan turun sebagai hujan. Air hujan akan mengisi cadangan air yang 58

berada di permukaan Bumi. Proses ini berlangsung terus menerus.

Mari Kita Diskusikan Bukalah link berikut untuk mempelajari proses erupsi. Lakukan kajian pustaka lanjutan mengenai siklus air. Setelah melakukan kajian, jawablah pertanyaan berikut. “Apakah air di Bumi berkurang?” Diskusikan jawaban Anda dengan teman Anda, jangan lupa untuk menyertakan argumen Anda mengenai pertanyaan tersebut.

Seperti yang telah Anda pelajari bahwa air memiliki siklus daur ulang yang berlangsung terus menerus. Dimulai dengan proses evaporasi hingga akhirnya air jatuh kembali ke Bumi dalam bentuk hujan. Siklus air ini menjaga ketersediaan air di Bumi. Akan tetapi, curah hujan yang terjadi setiap tahun tidak sama. Ada kalanya curah hujan rendah (sedikit) dan ada kalanya curah hujan tinggi. Apabila curah hujan tinggi, simpanan air di permukaan Bumi seperti waduk, danau, atau sungai meluap, sehingga berpotensi banjir.

Gambar 1.47 Banjir di Jakarta Sumber: www.klikteknik.com Perhatikan Gambar 1.47. Apakah yang terjadi pada gambar tersebut ? Pada gambar tersebut terlihat bahwa jalanan di sekitar Monumen Selamat Datang (Bundaran HI) tergenang air yang berwarna cokelat. Terlihat pula mobil yang melintas di jalan juga terendam air akibat banjir yang melanda Jakarta beberapa tahun lalu. Aliran air yang berlebihan hingga meluap ke daratan seperti Gambar 1.47 disebut banjir. Banjir berasal dari luapan penyimpanan air, baik itu danau, waduk, maupun sungai yang tidak mampu menampung jumlah air yang sangat besar. Ketika penyimpanan air sudah penuh, maka air yang harusnya disalurkan ke penyimpanan akan meluap ke daratan sehingga 59

membanjiri daerah sekitarnya. Banjir dapat diakibatkan oleh beberapa hal. Pertama, tingginya curah hujan menjadi salah satu faktor penyebab banjir. Hujan yang terus menerus akan mengakibatkan danau, bendungan, atau sungai penuh dan tidak sanggup lagi menampung air yang masuk. Akibatnya, air akan meluap ke daratan di sekitarnya.

Gambar 1.48 Sungai dan padatnya pemukiman di Jakarta Sumber: http://beritadaerah.co.id Kedua, sistem pengelolaan lingkungan yang buruk. Perhatikan Gambar 1.48. Jika sungai yang ada di tengah pemukiman penuh, kemanakah air akan meluap? Berdasarkan gambar tersebut Anda dapat mengetahui bahwa di daerah tersebut tidak ada tempat resapan air. Akibatnya, jika sungai penuh maka air akan membanjiri pemukiman penduduk. Dengan terus bertambahnya jumlah penduduk akan berdampak pada meningkatnya kebutuhan tempat tinggal di suatu daerah, sehingga pemukiman di daerah tersebut semakin meluas. Akibatnya, daerah resapan air akan berkurang karena permukaan tanah terlapisi beton dan aspal yang tidak dapat menyerap air. Hal tersebut diperparah oleh penataan bangunan dan wilayah yang tidak memerhatikan sistem pembuangan air. Selain itu, kurangnya pepohonan yang dapat menyerap air juga menjadi penyebab terjadinya banjir. Ketiga, akibat perilaku manusia. Coba amati sungai yang tersumbat sampah berikut. Gambar 1.49 merupakan gambar kondisi sungai Ciliwung beberapa waktu lalu. Apakah air di sungai tersebut akan mengalir dengan lancar? Berdasarkan gambar tersebut, Anda dapat mengetahui bahwa sampah akan menghambat laju air di sungai.

60

Gambar 1.49 Sampah di Sungai Ciliwung Sumber: rebanas.com Perilaku manusia yang membuang sampah di sungai atau saluran pembuangan air akan memicu terjadinya banjir. Sampah yang dibuang sembarangan akan menyumbat aliran air di sungai atau saluran pembuangan. Akibatnya, ketika hujan air tidak akan mengalir. Air terus tertimbun di suatu tempat hingga akhirnya meluap dan menjadi banjir. Selain perilaku membuang sampah sembarangan, pembangunan rumah di bantaran sungai juga dapat memicu banjir. Rumah bantaran sungai dibangun dengan menggunakan tepian sungai. Akibatnya, lebar sungai akan berkurang dan daya tampung sungai tersebut juga ikut berkurang. Ketika hujan terjadi, sungai tidak mampu menampung air dalam jumlah besar. Akhirnya, air akan meluap ke daerah sekitar. Banjir yang melanda suatu daerah dapat memberikan dampak yang serius. Dampak yang ditimbulkan oleh banjir meliputi kerusakan fisik hingga korban jiwa. Banjir dapat merusak bangunan seperti rumah, gedung, jalan raya, atau jembatan. Akibatnya, jalur transportasi terputus dan pengiriman bantuan darurat terhambat. Banjir juga dapat mengontaminasi sumber air bersih. Biasanya banjir telah bercampur dengan lumpur. Apabila banjir bercampur dengan sumber air bersih, maka air bersih akan terkontaminasi. Akibatnya, sumber air bersih akan menjadi langka. Selain itu, banjir dapat menjadi media penyebaran penyakit, seperti diare dan penyakit kulit. Dampak lain dari banjir adalah kerugian ekonomi yang besar. Banjir yang menimpa daerah pertanian akan mengakibatkan gagal panen dan lahan pertanian menjadi rusak. Kerusakan fisik yang disebabkan oleh banjir cukup parah. Butuh biaya yang banyak untuk merenovasi suatu bangunan atau lahan pertanian hingga dapat berfungsi kembali (Lihat Gambar 1.50!). Banjir juga sering memakan banyak korban jiwa. Pada banjir yang terjadi di Jakarta 61

selama bulan Februari 2015 tercatat hampir 57.000 jiwa menjadi korban (republika.co.id). Banjir dengan debit air yang besar dapat menenggelamkan seseorang. Selain itu, banjir dengan arus yang deras juga dapat menghanyutkan seseorang hingga akhirnya tenggelam dan meninggal.

Gambar 1.50 Akibat banjir Sumber: republika.co.id Agar terhindar dari bahaya banjir, kita harus melakukan tindakan siaga banjir baik sebelum, saat banjir, maupun setelah banjir. Hal terpenting yang kita lakukan adalah mempelajari lingkungan rumah kita apakah daerah rawan banjir atau tidak. Kita juga harus mengenali tanda-tanda datangnya banjir di daerah kita. Selain itu, kita juga harus mengikuti informasi terkait pengumuman banjir dan letak posko evakuasi yang disediakan. Dengan demikian, kita dapat menentukan tindakan yang akan dilakukan. Agar selalu siapkan peralatan P3K. Lebih baik jika kita memahami keterampilan pertolongan pertama dan tindakan tanggap darurat. Ketika banjir telah mencapai daerah tempat kita tinggal, kita dapat melakukan persiapan sebelum air meninggi. Jika muncul tanda-tanda banjir, kita dapat memindahkan semua peralatan rumah tangga ke dalam rumah di tempat yang lebih tinggi. Hal tersebut bertujuan agar barang-barang tidak hanyut saat terjadi banjir. Kita juga hendaknya menyimpan dokumen penting ke dalam wadah yang kedap air. Misalnya kantong plastik. Selain itu, matikan keran air serta matikan listrik. Hal ini untuk menghindari bahaya tersengat arus listrik

62

dan korsleting serta mempersiapkan barang bawaan untuk mengungsi seperti dapat dilihat pada Gambar 1.51.

Gambar 1.51 Tindakan siaga sebelum banjir Sumber: http://mitigasibencana.bpbd.kotabogor.go.id Ketika air mulai meninggi, hendaknya kita segera mengungsi. Karena akan lebih mudah dan lebih aman jika kita mengungsi sebelum air meninggi. Dalam proses evakuasi, ikuti jalur yang telah ditentukan. Apabila belum ada jalur evakuasi yang disarankan, maka pilihlah jalur dengan ketinggian yang rendah dan arus air yang tidak membahayakan. Agar didahulukan anak-anak, orang cacat, dan orang lanjut usia. Hal yang terpenting saat proses evakuasi adalah tetap tenang, tidak panik, serta ikuti arahan yang diberikan petugas yang berwenang. Secara lengkap, tindakan siaga banjir ketika terdapat tanda-tanda banjir seperti dapat dilihat pada Gambar 1.52. Pada posko evakuasi, ada beberapa tindakan yang perlu diperhatikan. Jangan biarkan anak-anak bermain di daerah banjir, karena berisiko hanyut. Selain itu, kita harus saling

63

membantu sesama pengungsi. Jangan kembali ke rumah sebelum keadaan benar-benar aman dan ada arahan jelas dari petugas yang berwenang.

Setelah banjir surut, kita dapat kembali ke rumah kita masing-masing. Ketika sampai di rumah hendaknya kita jangan langsung masuk rumah. Perhatikan lingkungan sekitar rumah Anda. Adakah benda berbahaya atau tidak? Selain itu, periksa keadaan rumah, seperti tembok dan atap rumah. Hal ini bertujuan untuk melihat kondisi rumah, apakah berpotensi runtuh atau tidak. Pastikan rumah cukup aman untuk dimasuki. Selain itu, kita harus memeriksa kabel atau alat elektronik yang terendam air. Jangan langsung menyalakan listrik, hal ini akan berpotensi mengakibatkan korsleting. Ketika ihkan rumah, kita juga harus berhati-hati jika ada hewan berbahaya di dalam rumah. Secara lengkap diilustrasikan pada Gambar 1.53. Dengan melakukan tindakan siaga banjir tersebut, diharapkan kita dapat selamat dari bencana banjir serta mengurangi kerugian harta benda. Akan tetapi, tidak semua langkah tersebut dapat dilakukan. Tindakan siaga bencana bersifat fleksibel, menyesuaikan kondisi dan sumber daya di lingkungan sekitar rumah.

64

Gambar 1.52 Tindakan yang harus dilakukan saat banjir datang Sumber: http://mitigasibencana.bpbd.kotabogor.go.id

65

Gambar 1.53 Tindakan saat di pengungsian banjir dan ketika kembali ke rumah setelah banjir Sumber: http://mitigasibencana.bpbd.kotabogor.go.id

66

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul tentang Struktur Bumi dan Mitigasi Bencana Kebumian. Hal-hal penting yang telah Anda pelajari dalam modul Struktur Bumi dan Mitigasi Bencana Kebumian ini adalah sebagai berikut. Bumi terdiri atas lapisan-lapisan penyusun, baik yang tersusun atas padat, cair, maupun gas. Secara umum bumi terdiri atas 3 komponen, yakni Atmosfer, Litosfer, dan Hidrosfer. Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelimuti Bumi. Atmosfer tersusun atas lapisan-lapisan, antara lain Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Termosfer, dan Eksosfer. Udara yang ada di atmosfer memiliki sebuah tekanan udara yang menekan permukaan Bumi. Besarnya tekanan udara menurun seiring dengan bertambahnya ketinggian suatu tempat. Di atmosfer terdapat lapisan ozon yang melindungi Bumi dari radiasi sinar ultraviolet. Litosfer adalah lapisan bebatuan yang menyelimuti Bumi. Salah satu bagian dari litosfer adalah lempeng yang selalu aktif bergerak. Pergerakan lempeng tersebut diakibatkan oleh adanya aliran konveksi dari inti Bumi. Lempeng dapat bergerak saling menjauhi maupun saling mendekati. Ketika lempeng bergerak saling menjauhi, maka akan timbul patahan/ sesar. Jika lempeng bergerak saling mendekati dan bertumbukan, maka akan terjadi subduksi. Salah satu efek dari pergerakan lempeng adalah adanya gempa dan terbentuknya pegunungan berapi. Hidrosfer merupakan lapisan air yang menyelimuti Bumi. Hampir 70% bagian Bumi terdiri atas air. Air yang ada di Bumi memiliki siklus hidrologi yang merupakan proses daur ulang air secara terus menerus.

67

Tugas Untuk memahami lebih jauh tentang Struktur Bumi dan Mitigasi Bencana Kebumian, kerjakanlah tugas berikut. 1. Jelaskan proses terjadinya gunung berapi jika dikaitkan dengan pergerakan lempeng. 2. Perhatikan gambar berikut

Ketinggian gunung puncak Himalaya sekitar 10 km di atas permukaan laut, sedangkan ketinggian puncak Semeru sekitar 4 km. Berapakah kisaran tekanan udara di kedua puncak tersebut? Bandingkan tekanan pada kedua puncak tersebut. Mengapa demikian? Perhatikan gambar berikut untuk menjawab soal nomor 3-5 3.

Sebuah gelombang primer tercatat di seismik

pada

pukul

18.15

dan

gelombang sekunder tercatat pada pukul 18.19. Berapakah kisaran jarak antara

stasiun

seismik

dengan

episentrum gempa? 4. Jarak stasiun gempa dari episentrum sebesar perbedaan

1000

km.

waktu

Berapakah datangnya

gelombang primer dan sekunder? 5. Buatlah sebuah poster yang berkaitan dengan mitigasi salah satu bencana kebumian. Ukuran poster A3 dan buatlah

semenarik

mungkin

menggunakan program desain yang ada. 68

Rubrik penilaian Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. Aspek penilaian

Bobot

1.

Mendeskripsikan proses terjadinya gunung berapi

15%

2

Memprediksi tekanan pada suatu ketinggian berdasarkan data

15%

grafik 3 4

Memprediksi episentrum gempa

15%

Menganalisis gelombang primer dan sekunder berdasarkan data

15%

seismograf Membuat poster tentang mitigasi bencana kebumian.

5

40%

(Originalitas 10%, Kreativitas 10%, Kejelasan tulisan dan gambar 10%, Validitas data 10%)

Total

100%

69

Tes Formatif A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat! Pilihlah jawaban a, b, c, atau d yang paling tepat. 1.

Berikut ini yang bukan merupakan struktur penyusun Bumi adalah …. A. Litosfer B. Atmosfer C. Kromosfer D. Hidrosfer

2.

Lapisan atmosfer yang memiliki tekanan paling rendah adalah .... A. Troposfer B. Mesosfer C. Eksosfer D. Stratosfer

3.

Berikut ini yang merupakan fungsi dari lapisan ozon di atmosfer adalah .... A. melindungi Bumi dari cahaya Matahari B. melindungi Bumi dari sinar ultraviolet C. mengatur suhu Bumi D. sebagai pemantul gelombang radio

4.

Susunan Litosfer dari dalam hingga ke permukaan Bumi secara berurutan adalah .... A. inti dalam, inti luar, mantel Bumi, kerak Bumi B. inti dalam, inti luar, kerak Bumi, mantel Bumi C. inti dalam, mantel Bumi, inti luar, kerak Bumi D. inti dalam, astenosfer, inti luar, kerak Bumi

5. Jika terdapat dua lempeng yang bertumbukan, maka yang akan terjadi adalah .... A. terbentuk patahan/sesar B. terjadi penekukan lempeng, lempeng yang memiliki massa jenis yang lebih besar menekuk ke bawah lempeng yang massa jenisnya lebih kecil C. terjadi penekukan lempeng, lempeng yang memiliki massa jenis yang lebih kecil menekuk ke bawah lempeng yang massa jenisnya lebih besar D. tidak terjadi apa-apa

70

Perhatikan gambar berikut untuk menjawab soal nomor 6-7

6.

Tanda panah pada gambar di atas menggambarkan aliran konveksi dalam Bumi yang mengakibatkan pergerakan lempeng. Lempeng bergerak sesuai dengan aliran konveksi tersebut. Pernyataan berikut yang benar tentang pergerakan lempeng pada titik A ialah .... A. lempeng bergerak searah B. lempeng bergerak saling mendekat dan bertumbukan C. lempeng bergerak saling menjauh D. lempeng tidak bergerak

7.

Pergerakan lempeng jenis yang terjadi pada bagian B adalah .... A. divergen B. konvergen C. transformasi D. tidak jadi pergerakan

Perhatikan gambar berikut untuk menjawab soal nomor 8-9

71

8.

Berdasarkan gambar di atas, lempeng Indo-Australi dengan lempeng Eurasia bergerak secara .... A. konvergen B. divergen C. transformasi D. tidak bergerak

9.

Pergerakan lempeng Indo-Australi dengan lempeng antartika terjadi secara .... A. konvergen B. divergen C. transformasi D. tidak bergerak

10. Perhatikan gambar berikut.

Sebuah pusat gempa tercatat sejauh 1500 km dari sebuah stasiun seismik. Keadaan tersebut digambarkan

penyebaran

gelombang

seismiknya. Pada gambar tersebut titik H berperan sebagai pusat gempa, yang disebut .... A. Episentrum B. Hiposentrum C. Patahan D. Titik Primer

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1.

𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟 𝑥 100% 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan 72

Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.

73

Daftar Pustaka Biggs, A., Ralph M. Feather Jr., Peter Rillero, Dinah Zike. (2008). Glencoe Science: Earth Science. Ohio: Mc-Graw Hill Snyder, S. L., Ralph M. Feather Jr., Dinah Zake. (2005). Glencoe Science: Earth Science. Ohio: Mc-Graw Hill Widodo, W., Rachmadiarti, F., dan Hidayati. S.N., (2017). Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Sumber Daring www.aliboron.wordpress.com www.allgeographynow.wordpress.com www.amsmeteors.org www.beritadaerah.co.id www.blogjajatsudrajat.blogspot.co.id www.blogmipageografi.blogspot.co.id www.civilsdaily.com www.commons.wikimedia.org www.earth.google.com www.fathul-ilmi.blogspot.co.id www.fe101.net www.fr.wikipedia.org www.geograph88.blogspot.co.id www.geologyin.com www.id.wikipedia.org www.ilmudasar.com www.ilmusiana.com www.inatews.bmkg.go.id www.indonesiabaik.id www.ipapedia.web.id www.ips-abi.blogspot.co.id www.jogja.co www.kirsman1jakarta.blogspot.com www.klikteknik.com www.koranundwissenschaft.de

www.langitbiruandalas.blogspot.co.id www.mining-journal.com www.mitigasibencana.bpbd.kotabogor.go.id www.mountmerapi.net www.mymodernmet.com www.nanotech877.blogspot.com www.nao.ac.jp/en www.nasa.gov www.nationalgeographic.com www.owlcation.com www.pakmono.com www.pbs.twimg.com www.pearson.com/ www.physicsedulab.files.wordpress.com www.pinterest.com www.radiojove.gsfc.nasa.gov www.rebanas.com www.republika.co.id www.sites.google.com www.smamuhammadiyahtasikmalayageo.blogspot.co.id www.telegraph.co.uk www.tes.com www.universetoday.com www.usgs.gov www.versesofuniverse.blogspot.co.id www.warrensburg.k12.mo.us www.wsj.com www/fst.undip.ac.id

74

Kegiatan Belajar 2: Tata Surya Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Memahami pengaruh dari pergerakan tertentu terhadap proses kehidupan di muka bumi.

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Mendeskripsikan anggota benda langit dalam sistem tata surya 2. Mendeskripsikan kondisi Bumi dan Bulan serta dampaknya terhadap kehidupan 3. Menganalisis penyebab terjadinya gerhana Matahari dan gerhana Bulan

Pokok-Pokok Materi •

Sistem Tata Surya

•

Kondisi Bumi

•

Kondisi Bulan

•

Gerhana

Uraian Materi Tata Surya Pernahkah Anda amati langit pada malam hari? Benda-benda apa saja yang Anda lihat di langit? Pasti Anda akan melihat ribuan benda langit. Di antara benda-benda langit tersebut ada yang disebut bintang dan ada juga yang disebut planet. Ketika pagi menjelang, masihkah Anda dapat melihat benda-benda langit tersebut? Tentu saja tidak, karena di siang hari Anda hanya dapat melihat Matahari di langit. Ketika malam datang, barulah Anda dapat melihat kembali benda-benda langit tersebut. Mengapa demikian? Peristiwa tersebut di atas akan kita pelajari dalam bahasan ini, yaitu sistem Tata Surya. Segala sesuatu yang berkaitan dengan sistem Tata Surya akan berpengaruh terhadap sistem kehidupan di Bumi. Maha besar Tuhan yang telah menciptakan alam dengan begitu agungnya. Oleh karena itu, marilah belajar dengan sungguh-sungguh, senantiasa bersyukur serta berusaha untuk menjaga karunia-Nya sebagai wujud ketakwaan kepada Tuhan Yang Maha Esa agar kelak menjadi manusia yang cerdas dan peduli terhadap semua ciptaan Tuhan SWT (lihat Gambar 2.1!).

75

Gambar 2.1 Anggota sistem tata surya Sumber: wikipedia.org Mari Kita Lakukan

Aktivitas 2.1 Menyelidiki orbit planet dalam Tata Surya Ayo Amati Perhatikan Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Gambaran orbit planet Sumber: www.nasa.gov/ Bagaimanakah bentuk orbital planet-planet dalam Tata Surya?

Diskusikan Apa yang dapat Anda simpulkan dari gambar tersebut?

Pemodelan Orbital Planet 1.

Buatlah kelompok kerja yang terdiri atas 4 orang.

2.

Siapkanlah alat dan bahan sebagai berikut. 76

Alat dan Bahan

3.

Jumlah

Pins (Paku payung)

2 buah

Penggaris

1 buah

Karton ukuran 23 cm x 30 cm

1 buah

Kertas HVS A4

1 buah

Pensil

1 buah

Benang

Secukupnya

Lakukan langkah-langkah berikut. a.

Buatlah lingkaran dari benang dengan keliling 10 cm.

b.

Letakkan kertas HVS A4 di atas karton.

c.

Tancapkan sebuah pins di bagian pusat kertas HVS A4, yang berfungsi sebagai pins pusat.

d.

Tancapkan sebuah pins dengan jarak 2 cm dari pins pusat.

e.

Letakkan lingkaran benang yang telah dibuat di atas kertas HVS dan pastikan bahwa kedua paku pins yg telah ditancapkan sebelumnya berada di dalam lingkaran tersebut.

f.

Letakkan pensil ke dalam salah satu sisi lingkaran benang tersebut, dan tariklah benangnya sampai meregang.

g.

Gerakkan pensil mengelilingi kedua pins tersebut. (Pastikan benangnya tidak kendur dan ujung pensil menyentuh kertas HVS, sehingga pola garisnya tergambar di atas kertas tersebut).

h.

Hitunglah Eksentris (ukuran orbit dalam suatu pola lingkaran yang terbentuk), pola yang tergambar dari kegiatan tersebut dengan menggunakan rumus berikut. Eksentris (𝑒) =

i.

Jarak antara kedua pines (𝑑) Panjang sumbu utama (𝑙)

Catat hasil penghitungan eksentris dari masing-masing pola yang terbentuk ke dalam Tabel 2.1.

j.

Ulangi langkah a hingga i, dengan mengubah jarak pins dan keliling lingkaran dari benang sebagai berikut. Jarak pins 4 cm dan keliling lingkaran dari benang 14 cm. Jarak pins 6 cm dan keliling lingkaran dari benang 18 cm. Jarak pins 8 cm dan keliling lingkaran dari benang 22 cm. 77

4.

Data Hasil Pengamatan Tabel 2.1 Hasil penghitungan eksentris dari pola yang terbentuk No.

Jarak antar pins (d)

1.

2 cm

2.

4 cm

3.

6 cm

4.

8 cm

Panjang Sumbu Utama (l)

Eksentris (d)

Diskusikan 1.

Bagaimanakah efek pengubahan jarak pins dan keliling lingkaran dari benang terhadap pola garis yang terbentuk?

2.

Pada percobaan ke berapakah diperoleh eksentris terbesar?

3.

Bagaimanakah cara menurunkan eksentris dalam mengonstruksi pola garis dalam percobaan tersebut?

Simpulkan Kesimpulan apa yang dapat dibuat, apabila pins pusat dianalogikan sebagai Matahari dan pola garis yang terbentuk dianalogikan sebagai orbital-orbital planet?

Sistem Tata Surya Manusia telah melihat langit sejak ribuan tahun yang lalu. Pengamatan awal mencatat terkait perubahan posisi dari planet-planet dan mengembangkan ide-ide terkait tata surya yang didasarkan pada pengamatan dan kepercayaan. Saat ini, manusia juga mengetahui objek di dalam sistem tata surya mengorbit pada Matahari. Selain itu, gravitasi Matahari juga memengaruhi pergerakan benda-benda dalam sistem tata surya sebagaimana gravitasi Bumi memengaruhi pergerakan bulan yang mengorbit padanya.

Tata surya adalah susunan benda-benda langit yang terdiri atas Matahari sebagai pusat tata surya, planet- planet, komet, meteoroid, dan asteroid yang mengelilingi Matahari.

Pada awal tahun 1600an, Johannes Kepler seorang ahli matematika dari Jerman mulai 78

mempelajari orbit planet- planet. Ia menemukan bahwa bentuk orbit planet tidak melingkar, tetapi berbentuk oval atau elips. Perhitungan lebih lanjut menunjukkan bahwa letak Matahari tidak di pusat orbit, tetapi sedikit offset. Kepler juga menemukan bahwa planet bergerak dengan kecepatan yang berbeda dalam orbitnya di sekitar Matahari. Hal ini ditunjukkan pada Tabel 2.2 berikut. Tabel 2.2 Rata-rata kecepatan orbital planet dalam tata surya No.

Planet

Rata-rata Kecepatan Orbital (km/s)

1.

Merkurius

48

2.

Venus

35

3.

Bumi

30

4.

Mars

24

5.

Jupiter

13

6.

Saturnus

9,7

7.

Uranus

6,8

8.

Neptunus

5,4

Tabel 2.2 menunjukkan bahwa planet yang dekat dengan Matahari bergerak lebih cepat daripada planet yang jauh dari Matahari. Bidang edar planet-planet dalam mengelilingi Matahari disebut bidang edar dan bidang edar Bumi dalam mengelilingi Matahari disebut bidang ekliptika. Susunan Tata Surya terdiri atas Matahari, Planet Dalam, Planet Luar, Komet, Meteoroid, Asteroid, Planet Kerdil, dan Sabuk k. Gambar 2.3 menjelaskan tiga pengelompokkan planet diantaranya: (a) planet superior dan inferior, (b) planet dalam dan planet luar, (c) planet Terrestrial dan planet Jovian.

79

80

Gambar 2.3 Pengelompokan planet di Tata Surya Sumber: slideplayer.info

Matahari Matahari adalah bintang yang berupa bola gas panas dan bercahaya yang menjadi pusat sistem tata surya. Tanpa energi intens dan panas Matahari, tidak akan ada kehidupan di Bumi. Matahari memiliki 4 lapisan, yaitu sebagai berikut. a.

Inti Matahari, memiliki suhu sekitar 1,5 x 107 oC yang cukup untuk mempertahankan fusi termonuklir yang berfungsi sebagai sumber energi Matahari. Energi dari inti akan diradiasikan ke lapisan luar Matahari dan kemudian sampai ke ruang angkasa.

b.

Fotosfer, memiliki suhu sekitar 6.000 Kelvin, dengan ketebalan sekitar 300 km. Melalui fotosfer, sebagian besar radiasi Matahari ke luar dan terdeteksi sebagai sinar Matahari yang kita amati di Bumi. Di dalam fotosfer terdapat bintik Matahari, yaitu daerah dengan medan magnet yang kuat dan dingin serta lebih gelap dari wilayah sekitarnya.

c.

Kromosfer, memiliki suhu sekitar 4.500 Kelvin dan ketebalannya 2.000 km. Kromosfer terlihat seperti gelang merah yang mengelilingi Bulan pada waktu terjadi gerhana Matahari total.

d.

Korona, merupakan lapisan terluar Matahari dengan suhu sekitar 1.000.000 Kelvin dan ketebalannya sekitar 700.000 km. Memiliki warna keabu-abuan yang dihasilkan dari ionisasi atom karena suhu yang sangat tinggi. Korona terlihat seperti mahkota dengan warna keabu-abuan yang mengelilingi Bulan pada waktu terjadi gerhana Matahari total. 81

Bidang Ekliptika adalah bidang edar bumi dalam mengelilingi Matahari.

Di antara inti dan fotosfer terdapat daerah radiasi dan daerah konveksi. Di daerah tersebut energi berpindah secara radiasi dan konveksi.

Gambar 2.4 Bagian-bagian Matahari Sumber: http://blogmipa-geografi.blogspot.co.id

Planet Dalam Planet adalah benda langit yang tidak dapat memancarkan cahaya sendiri. Planet hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari bintang. Planet dalam disebut juga dengan planet terestrial. Planet terestrial adalah planet yang letaknya dekat dengan Matahari, berukuran kecil, memiliki sedikit satelit atau tidak sama sekali, berbatu, terestrial, sebagian besar terdiri atas mineral tahan api, seperti silikat yang membentuk kerak dan mantelnya, serta logam seperti besi dan nikel yang membentuk intinya. Selain itu, planet dalam juga memiliki atmosfer yang cukup besar untuk menghasilkan cuaca, memiliki kawah dan fitur permukaan tektonik. Seperti lembah retakan dan gunung berapi. Planet dalam terdiri atas: Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

Menurut International Astronomical Union. 2006. Planet adalah benda astronomi yang mengorbit sebuah bintang atau sisa bintang yang cukup besar untuk memiliki gravitasi sendiri, tidak terlalu besar untuk menciptakan fusi termonuklir, dan telah "ihkan" daerah sekitar orbitnya yang dipenuhi planetesimal.

82

(b)

(c)

(d)

(a)

Gambar 2.5 Planet dalam (a. Merkurius, b. Venus, c. Bumi, dan d. Mars) Sumber: www.universetoday.com

Planet Luar Planet luar disebut juga dengan planet Jovian. Jupiter

Neptunus Saturnus

Uranus

Gambar 2.6 Planet luar Sumber: http://warrensburg.k12.mo.us/ Planet Jovian adalah planet yang letaknya jauh dengan Matahari, berukuran besar, memiliki banyak satelit, dan sebagian besar tersusun dari bahan ringan. Seperti hidrogen, helium, metana, dan amonia. Planet-planet dalam dan luar dipisahkan oleh sabuk asteroid. Planet luar terdiri atas Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Komet Komet berasal dari Bahasa Yunani, yaitu Kometes artinya berambut panjang. Komet adalah benda langit yang mengelilingi Matahari dengan orbit yang sangat lonjong. Komet ini terdiri atas debu, partikel batu yang bercampur dengan es, metana, dan amonia.

83

Gambar 2.7 Bagian-bagian Komet Sumber: http://www.ilmudasar.com Bagian-bagian komet, yaitu sebagai berikut. a.

Inti komet, yaitu bagian komet yang berukuran lebih kecil, padat, tersusun dari debu dan gas.

b.

Koma, yaitu daerah kabut di sekitar inti.

c.

Ekor komet, yaitu bagian komet yang berukuran lebih panjang. Arah ekor komet selalu menjauhi Matahari dikarenakan dorongan yang berasal dari angin dan radiasi Matahari.

Meteoroid Meteoroid adalah potongan batu atau puing-puing logam (yang mengandung unsur besi dan logam) yang bergerak di luar angkasa. Meteoroid mengelilingi Matahari dengan orbit tertentu dan kecepatan yang bervariasi. Meteoroid tercepat bergerak di sekitar 42 km/detik. Ketika Meteoroid tertarik oleh gravitasi Bumi, maka sebelum sampai di Bumi, meteoroid akan bergesekan dengan atmosfer Bumi. Gesekan tersebut akan menghasilkan panas dan membakar meteoroid tersebut. Meteoroid yang habis terbakar oleh atmosfer Bumi disebut meteor. Apabila Meteoroid tidak habis terbakar oleh atmosfer Bumi dan jatuh ke Bumi disebut meteorit (lihat pada Gambar 2.8)

84

Gambar 2.8 Definisi benda langit menurut American Meteor Society Sumber: https://www.amsmeteors.org

85

Berdasarkan Gambar 2.8, dapat dijelaskan sebagai berikut: Tabel 2.3 Definisi benda langit menurut American Meteor Society Benda langit Komet

Asteroid Meteoroid Meteor Hujan Meteor (Meteor Shower) Fireball Bolide Meteorit

Definisi Benda langit padat yang terbuat dari es, batu, debu, dan gas beku. Ketika benda langit tersebut retak dan hancur, beberapa komet meninggalkan jejak puing-puing padat. Inti komet berukuran puluhan kilometer dan ekornya mencapai jutaan kilometer. Batu kecil, besi atau puing-puing es yang terbang di langit berukuran satu meter hingga ratusan kilometer. Asteroid kecil dengan ukuran mikrometer hingga satu meter. Cahaya yang dipancarkan oleh meteoroid atau asteroid saat memasuki atmosfer. Kejadian tahunan yang terjadi dimana Bumi melintasi wilayah yang memiliki banyak puing-puing besar, seperti partikel-partikel yang ditinggalkan oleh komet. Pengamat dari bumi akan melihat kejadian tersebut sepertinya meteor yang melintasi titik yang sama di langit. Meteor yang cahayanya lebih terang daripada planet Venus. Cahaya yang dipancarkan oleh sebuah meteoroid atau asteroid ketika meledak di atmosfer. Fragmen meteoroid atau asteroid yang tertinggal setelah melewati atmosfer dan menumbuk permukaan tanah.

Asteroid Asteroid, disebut juga planet minor atau planetoid, adalah benda berukuran lebih kecil daripada planet, tetapi lebih besar daripada meteoroid, umumnya terdapat di bagian dalam Tata Surya (lebih dalam dari orbit planet Neptunus). Asteroid berbeda dengan komet dari penampakan visualnya. Komet menampakkan koma ("ekor") sementara asteroid tidak. Istilah ini secara historis ditujukan untuk semua objek astronomis yang mengelilingi matahari dan setelah diobservasi tidak memiliki karakteristik komet aktif.

86

Gambar 2.9 Sabuk Asteroid yang terletak antara orbit Mars dan Jupiter Sumber: space-facts.com

Planet kerdil Planet katai atau planet kurcaci atau planet kerdil (dwarf planet) adalah sebutan bagi benda-benda langit yang memutari matahari dalam Tata Surya yang sesuai dengan ciri-ciri berikut: a. mengorbit mengelilingi matahari, b. mempunyai massa yang cukup untuk memiliki gravitasi tersendiri agar dapat mengatasi tekanan benda tegar (rigid body) sehingga benda angkasa tersebut mempunyai bentuk ekuilibrium hidrostatik (bentuk hampir bulat) belum "ihkan lingkungan" (clearing the neighbourhood; mengosongkan orbit agar tidak ditempati benda-benda angkasa berukuran cukup besar lainnya selain satelitnya sendiri) di daerah sekitar orbitnya. c. bukan merupakan satelit sebuah planet atau benda angkasa nonbintang lainnya Kategori "planet kerdil" ini dijelaskan pada pertemuan Persatuan Astronomi Internasional pada 24 Agustus 2006. Berdasarkan definisi ini, Pluto harus berubah statusnya dari planet menjadi planet kerdil karena Pluto belum mengosongkan daerah di sekitar orbitnya (Sabuk Kuiper). Sabuk Kuiper (Kuiper belt) ini adalah sebuah wilayah di Tata Surya yang berada dari sekitar orbit Neptunus (sekitar 30 SA) sampai jarak 50 SA dari Matahari. Objekobjek di dalam sabuk Kuiper ini disebut sebagai objek trans-Neptunus.

87

Gambar 2.10 Anggota planet kerdil di Sabuk Kuiper Sumber: www.universetoday.com, solarstory.net

Kondisi Bumi Setiap hari kita menyaksikan fajar terbit dari arah timur dan tenggelam di arah barat, kemudian malam menjelang. Apakah benar bahwa Matahari bergerak dari arah timur ke arah barat? Dahulu orang beranggapan bahwa, Bumi adalah pusat alam semesta. Mereka juga meyakini bahwa Matahari bergerak mengelilingi Bumi. Akan

tetapi,

keyakinan itu

tertumbangkan ketika tahun 1543, Nicholas Copernicus mempublikasikan bahwa Bulan bergerak mengelilingi Bumi, sedangkan Bumi dan planet-planet lainnya bergerak mengelilingi Matahari. Gagasan lainnya yang tidak benar adalah banyak orang meyakini bahwa Bumi itu datar. Oleh karena itu, mereka takut apabila mereka berlayar cukup jauh ke laut, mereka akan jatuh dari ujung dunia. Bagaimana Anda mengetahui bahwa keyakinan tersebut tidak benar? Atau mengetahui hal itu tidak benar? Bagaimana ilmuwan menentukan bentuk sebenarnya dari Bumi?

Bentuk Bumi Selama bertahun-tahun para pelaut mengamati bahwa hal yang pertama kali mereka lihat di laut adalah puncak kapal. Hal ini menunjukkan bahwa Bumi berbentuk bulat. Begitu pula pada tahun 1522, Magelhaen telah membuktikan bahwa Bumi berbentuk bulat. Waktu itu dia mengadakan pelayaran dengan arah lurus, kemudian dia berhasil kembali ke tempat awal dia berlayar. Astronot telah melihat dengan jelas bentuk Bumi. Astronot dari atas melihat bahwa terdapat sedikit tonjolan di khatulistiwa dan terdapat bagian Bumi yang rata di bagian 88

kutubnya. Hal ini menunjukkan bahwa bentuk Bumi tidak benar- benar bulat, akan tetapi sedikit lonjong. Bumi berdiameter sekitar 12.742 km. Sebelum ke topik selanjutnya, terlebih dahulu lakukanlah kegiatan berikut.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 2.2 Menyimulasikan pergerakan Bumi Ayo Amati Perhatikan Gambar 2.11.

Gambar 2.11 Perputaran Bumi Sumber: koranundwissenschaft.de Menanya Apakah yang terjadi pada belahan Bumi yang menghadap dan membelakangi Matahari?

Terjadinya siang dan malam

Alat dan Bahan Alat dan Bahan

Jumlah

Lampu senter

1 buah

Bola voli/bola sepak

1 buah

Cara Kerja 1.

Bentuk kelompok yang beranggotakan 10 orang. Mintalah 8 orang bergandengan tangan membentuk lingkaran dengan posisi saling membelakangi.

2.

Mintalah satu teman Anda berdiri di luar lingkaran dan menyalakan senter, seolah-olah 89

dia menjadi Matahari. 3.

Arahkan nyala senter pada teman-teman Anda yang membentuk lingkaran.

4.

Teman yang terkena cahaya senter mengalami siang dan yang tidak terkena cahaya mengalami malam. Mintalah teman Anda yang mengalami pagi hari mengatakan selamat pagi, yang mengalami siang mengatakan selamat siang, sore mengatakan selamat sore, dan malam mengatakan selamat malam.

5.

Mintalah teman-teman Anda yang membentuk lingkaran berputar dari barat ke timur berlawanan dengan arah putaran jarum jam.

Analisis 1.

Apakah setiap temanmu yang membentuk lingkaran mengalami siang atau malam terus menerus? Mengapa demikian? Jelaskan jawabanmu.

2.

Seandainya teman-teman Anda yang membentuk lingkaran dianalogikan sebagai Bumi, berapakah kala rotasi Bumi? Apakah kala rotasi tiap kelompok sama?

3.

Dalam kehidupan sehari-hari Matahari terlihat bergerak dari timur ke barat. Bagaimanakah kejadian yang sebenarnya?

Simpulkan Kesimpulan apa yang dapat dibuat berdasarkan aktivitas tersebut?

Rotasi Bumi Rotasi Bumi adalah perputaran Bumi pada porosnya. Sedangkan kala rotasi Bumi adalah waktu yang diperlukan Bumi untuk sekali berputar pada porosnya, yaitu 23 jam 56 menit. Bumi berotasi dari barat ke timur. Aktivitas yang telah Anda lakukan adalah salah satu akibat dari rotasi Bumi, yaitu terjadinya siang dan malam. Adapun akibat lain dari rotasi Bumi adalah sebagai berikut.

90

a.

Gerak semu harian Matahari.

Gambar 2.12 Gerak semu harian terlihat seolah-olah Matahari mengitari Bumi Sumber: geograph88.blogspot.co.id b. Perbedaan waktu.

Gambar 2.13 Perbedaan waktu 1 jam di Bumi setiap perbedaan sudut Bujur 15o Sumber: http://blogjajatsudrajat.blogspot.co.id c.

Pembelokan arah angin.

Gambar 2.14 Pembelokan angin terjadi akibat kecepatan linear Bumi di daerah tropis lebih 91

cepat dibandingkan dengan di daerah sub tropis. Sumber: http://blogjajatsudrajat.blogspot.co.id d.

Pembelokan arah arus laut.

Gambar 2.15 Pembelokan arah angin diikuti oleh pembelokan arus laut Sumber: http://smamuhammadiyahtasikmalayageo.blogspot.co.id

Revolusi Bumi Revolusi Bumi adalah perputaran (peredaran) Bumi mengelilingi Matahari. Kala revolusi Bumi adalah waktu yang diperlukan oleh Bumi untuk sekali berputar mengelilingi Matahari, yaitu 365,25 hari atau 1 tahun. Bumi berevolusi dengan arah yang berlawanan dengan arah perputaran jarum jam.

Rotasi Bumi adalah perputaran Bumi pada porosnya. Revolusi Bumi adalah peredaran Bumi mengelilingi Matahari.

Akibat dari revolusi Bumi, yaitu sebagai berikut. a.

Terjadinya gerak semu tahunan Matahari.

92

Gambar 2.16 Gerak semu tahunan matahari membuat lintasan orbit matahari yang teramati pengamat Bumi cenderung sedikit bergeser ke Utara dan Selatan secara periodik. Sumber: http://smamuhammadiyahtasikmalayageo.blogspot.co.id

93

b.

Perbedaan lamanya siang dan malam.

Gambar 2.17 Perbedaan lamanya siang dan malam di daerah yang memiliki posisi lintang yang berbeda pada setiap bulan. Sumber: allgeographynow.wordpress.com c.

Pergantian musim.

Gambar 2.18 Pergantian musim terjadi akibat Revolusi Bumi. Sumber: allgeographynow.wordpress.com

Kondisi Bulan Bulan adalah benda langit yang terdekat dengan Bumi sekaligus merupakan satelit Bumi. Karena Bulan merupakan satelit, maka Bulan tidak dapat memancarkan cahaya sendiri melainkan memancarkan cahaya Matahari. Sebagaimana dengan Bumi yang berputar dan mengelilingi Matahari, Bulan juga berputar dan mengelilingi Bumi. 94

Bulan berbentuk bulat mirip seperti planet. Permukaan bulan berupa dataran kering dan tandus, banyak kawah, dan juga terdapat pegunungan dan dataran tinggi. Bulan tidak memiliki atmosfer, sehingga sering terjadi perubahan suhu yang sangat drastis. Selain itu, bunyi tidak dapat merambat, tidak ada siklus air, tidak ditemukan makhluk hidup, dan sangat gelap gulita. Bulan melakukan tiga gerakan sekaligus, yaitu rotasi, revolusi, dan bergerak bersamasama dengan Bumi untuk mengelilingi Matahari. Kala rotasi Bulan sama dengan kala revolusinya terhadap Bumi, yaitu 27,3 hari. Oleh karena itu, permukaan Bulan yang menghadap ke Bumi selalu sama. Dampak dari pergerakan bulan di antaranya adalah sebagai berikut.

Pasang Surut Air Laut Pasang adalah peristiwa naiknya permukaan air laut, sedangkan surut adalah peristiwa turunnya permukaan air laut. Pasang surut air laut terjadi akibat pengaruh gravitasi Matahari dan gravitasi Bulan. Akibat Bumi berotasi pada sumbunya, maka daerah yang mengalami pasang surut bergantian sebanyak dua kali. Ada dua jenis pasang air laut, yaitu pasang purnama dan pasang perbani. Pasang adalah peristiwa naiknya permukaan air laut. Surut adalah peristiwa turunnya permukaan air laut. 1)

Pasang Purnama dipengaruhi oleh gravitasi Bulan dan terjadi ketika Bulan purnama. Pasang ini menjadi maksimum ketika terjadi gerhana Matahari. Hal ini karena dipengaruhi oleh gravitasi Bulan dan Matahari yang mempunyai arah yang sama atau searah.

2)

Pasang Perbani, yaitu ketika permukaan air laut turun serendah-rendahnya. Pasang ini terjadi pada saat Bulan kuartir pertama dan kuartir ketiga. Pasang perbani dipengaruhi oleh gravitasi Bulan dan Matahari yang saling tegak lurus.

Pembagian Bulan Ada dua pembagian bulan, yaitu bulan sideris dan bulan sinodis. Waktu yang dibutuhkan bulan untuk satu kali berevolusi sekitar 27,3 hari yang disebut kala revolusi sideris (satu bulan sideris). Tetapi karena Bumi juga bergerak searah gerak Bulan, maka menurut pengamatan di Bumi waktu yang dibutuhkan Bulan untuk melakukan satu putaran penuh menjadi lebih panjang dari kala revolusi sideris, yaitu sekitar 29,5 hari yang disebut kala 95

revolusi sinodis (satu bulan sinodis). Kala revolusi sinodis dapat ditentukan melalui pengamatan dari saat terjadinya Bulan baru sampai Bulan baru berikutnya. Satu bulan sinodis digunakan sebagai dasar penanggalan Komariyah (penanggalan Islam).

Bulan Sideris membutuhkan kala revolusi selama 27,3 hari. Bulan Sinodis membutuhkan kala revolusi selama 29,5 hari

Gambar 2.19 Acuan 1 bulan sinodis (B1-B3) dan sideris (B1-B2) Sumber: aliboron.wordpress.com

Fase-fase Bulan Fase-fase Bulan merupakan perubahan bentuk-bentuk Bulan yang terlihat di Bumi. Hal ini dikarenakan posisi relatif antara Bulan, Bumi, dan Matahari.

96

Gambar 2.20 Fase-fase Bulan Sumber: http://www.pakmono.com Fase-fase Bulan dijelaskan sebagai berikut. 1.

Bulan baru terjadi ketika posisi Bulan berada di antara Bumi dan Matahari. Selama Bulan baru, sisi Bulan yang menghadap ke Matahari nampak terang dan sisi yang menghadap Bumi nampak gelap.

2.

Bulan sabit terjadi ketika bagian Bulan yang terkena sinar Matahari sekitar seperempat, sehingga permukaan Bulan yang terlihat di Bumi hanya seperempatnya.

3.

Bulan separuh terjadi ketika bagian Bulan yang terkena sinar Matahari sekitar separuhnya, sehingga yang terlihat dari Bumi juga separuhnya (kuartir pertama).

4.

Bulan cembung terjadi ketika bagian Bulan yang terkena sinar Matahari tiga perempatnya, yang terlihat dari Bumi hanya tiga perempat bagian Bulan. Akibatnya, kita dapat melihat Bulan cembung.

5.

Bulan purnama terjadi ketika semua bagian Bulan terkena sinar Matahari, begitu juga yang terlihat dari Bumi. Akibatnya, kita dapat melihat Bulan purnama (kuartir kedua).

Gerhana Pernahkah Anda mengalami ketika siang hari tiba-tiba secara tidak terduga Matahari menghilang dari langit, sesaat kemudian suasana berubah menjadi gelap dan kemudian Matahari muncul kembali dan memancarkan sinarnya? Peristiwa tersebut adalah gerhana. Apakah yang menyebabkan terjadinya gerhana? Gerhana terjadi ketika posisi Bulan dan Bumi menghalangi sinar Matahari, sehingga Bumi atau Bulan tidak mendapatkan sinar Matahari. Gerhana juga merupakan akibat dari pergerakan 97

Bulan. Ada dua jenis gerhana, yaitu gerhana Matahari dan gerhana Bulan.

Gerhana Matahari Gerhana Matahari terjadi ketika bayangan Bulan bergerak menutupi permukaan Bumi. Dimana posisi Bulan berada di antara Matahari dan Bumi, dan ketiganya terletak dalam satu garis. Gerhana Matahari terjadi pada waktu Bulan baru. Umbra adalah bayangan gelap yang terbentuk selama terjadinya gerhana. Penumbra adalah bayangan kabur (remang-remang) yang terbentuk selama terjadinya gerhana. Akibat ukuran Bulan lebih kecil dibandingkan Bumi atau Matahari, maka terjadi tiga kemungkinan gerhana, yaitu sebagai berikut. a.

Gerhana Matahari total (total solar eclipse), terjadi pada daerah-daerah yang berada di bayangan inti (umbra), sehingga cahaya Matahari tidak tampak sama sekali. Gerhana Matahari total terjadi hanya sekitar 6 menit.

b.

Gerhana Matahari cincin (annular solar eclipse), terjadi pada daerah yang terkena lanjutan, sehingga Matahari kelihatan seperti cincin.

c.

Gerhana Matahari sebagian (partial solar eclipse), terjadi pada daerah yang terletak di antara umbra dan penumbra (bayangan kabur), sehingga Matahari kelihatan sebagian.

98

Gambar 2.21 Jenis gerhana matahari dan mekanismenya Sumber: https://www.nao.ac.jp/en/

Gerhana Bulan Gerhana bulan terjadi saat sebagian atau keseluruhan penampang bulan tertutup oleh bayangan bumi. Itu terjadi bila Bumi berada di antara matahari dan Bulan pada satu garis lurus yang sama, sehingga sinar Matahari tidak dapat mencapai bulan karena terhalangi oleh Bumi. Gerhana Bulan hanya dapat terjadi pada saat Bulan purnama. Karena kemiringan bidang orbit bulan terhadap bidang ekliptika sebesar 5°, maka tidak setiap oposisi bulan dengan Matahari akan mengakibatkan terjadinya gerhana bulan. Terdapat tiga jenis gerhana yaitu Gerhana Bulan Total, Gerhana Bulan Sebagian, dan Gerhana Bulan Penumbra. Pada waktu seluruh bagian Bulan masuk dalam daerah umbra Bumi, maka terjadi gerhana bulan total. Proses Bulan berada dalam penumbra dapat mencapai 6 99

jam, dan dalam umbra hanya sekitar 40 menit. Pada gerhana bulan sebagian, Bumi tidak seluruhnya menghalangi bulan dari sinar matahari. Sedangkan sebagian permukaan bulan yang lain berada di daerah penumbra. Sehingga masih ada sebagian sinar Matahari yang sampai ke permukaan bulan. Pada gerhana bulan penumbra, seluruh bagian bulan berada di bagian penumbra. Sehingga bulan masih dapat terlihat dengan warna yang suram.

Gambar 2.22 Jenis gerhana Bulan dan mekanismenya Sumber: https://www.nao.ac.jp/en/ Mari Kita Lakukan

Aktivitas 2.3 Menyimulasikan Fase-fase Bulan dan Proses Terjadinya Gerhana Alat dan Bahan Alat dan Bahan

Jumlah

Senter

1 buah

Bola pingpong

1 buah

Globe

1 buah

Pensil

1 buah

Cara Kerja 1. Bentuklah kelompok yang terdiri atas 4 orang. 2. Tancapkan bola pingpong di ujung pensil dan nyalakan senter. 3. Letakkan bola pingpong, globe, dan senter secara berurutan dalam satu garis lurus. 4. Gerakkan bola pingpong mengelilingi globe. 5. Tempatkan bola pingpong pada posisi Bulan baru, Bulan sabit, Bulan separuh, dan Bulan cembung. 6. Catat hasil pengamatan Anda pada Tabel berikut. 100

Tabel 2.4 Hasil pengamatan fase-fase Bulan Fase-fase Bulan

Hasil Pengamatan

Bulan Baru Bulan Sabit Bulan Separuh Bulan Cembung

7. Tempatkan bola pingpong di lokasi mana dapat terjadi gerhana Bulan. 8. Dekatkan bola pingpong ke arah Bumi dan kemudian jauhkan dari Bumi. 9. Perhatikan jumlah perubahan ukuran bayangan. 10. Ulangi langkah ke-7 dan ke-8 dengan menempatkan bola pingpong di lokasi mana dapat terjadi gerhana Matahari.

Analisis dan Diskusi 1. Apabila bola pingpong dianalogikan sebagai Bulan, di posisi manakah dapat menyebabkan terjadinya gerhana Bulan dan gerhana Matahari? 2. Bagaimana efek perubahan jarak bola pingpong terhadap globe (langkah 6-9) terhadap bayangan umbra dan penumbra yang terbentuk? 3. Mengapa gerhana Bulan dan Matahari tidak terjadi setiap bulan? Jelaskan.

Simpulkan Berdasarkan kegiatan yang telah Anda lakukan, kesimpulan apakah yang dapat Anda buat? Presentasikan hasil kerja Anda.

101

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul tentang Tata Surya. Hal-hal penting yang telah Anda pelajari dalam modul Tata Surya ini adalah sebagai berikut. Tata surya adalah susunan benda-benda langit yang terdiri atas Matahari sebagai pusat tata surya, planet-planet, komet, meteoroid, dan asteroid yang mengelilingi Matahari. Matahari adalah bintang yang terdapat di dalam tata surya yang memiliki empat lapisan, yaitu inti Matahari, fotosfer, kromosfer, dan korona. Planet dalam adalah planet yang orbitnya dekat dengan Matahari. Planet dalam terdiri atas Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Planet luar adalah planet yang orbitnya jauh dari Matahari. Planet luar terdiri atas Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto. Komet adalah benda langit yang mengelilingi Matahari dengan orbit yang sangat lonjong. Meteoroid adalah potongan batu atau puing-puing logam yang bergerak di luar angkasa. Meteor adalah meteoroid yang habis terbakar oleh atmosfer bumi. Meteorit adalah meteoroid yang jatuh ke bumi. Asteroid adalah potongan-potongan batu yang mirip dengan materi penyusun planet. Rotasi Bumi adalah perputaran Bumi pada porosnya. Kala Rotasi Bumi adalah waktu yang dibutuhkan oleh Bumi untuk sekali berputar, yaitu 23 jam 56 menit. Dampak dari rotasi Bumi di antaranya adalah gerak semu harian Matahari, perbedaan waktu, pembelokan arah angin, dan pembelokan arah arus laut. Revolusi Bumi adalah pergerakan Bumi untuk mengelilingi Matahari. Kala revolusi Bumi adalah waktu yang dibutuhkan oleh Bumi untuk sekali mengelilingi Matahari, yaitu 365,25 hari. Dampak dari revolusi Bumi di antaranya adalah terjadinya gerak semu tahunan Matahari, perbedaan lamanya siang dan malam, dan pergantian musim. Bulan melakukan tiga gerakan sekaligus, yaitu rotasi, revolusi, dan bergerak bersamasama dengan Bumi untuk mengelilingi Matahari. Kala rotasi Bulan sama dengan kala revolusinya terhadap Bumi, yaitu 27,3 hari. Dampak dari pergerakan Bulan diantaranya terjadinya pasang surut air laut, pembagian Bulan, fase-fase Bulan, gerhana Matahari, dan gerhana Bulan. Gerhana Matahari terjadi ketika posisi Bulan berada di antara Matahari dan Bumi, dan ketiganya terletak dalam satu garis. 102

Gerhana Bulan terjadi apabila Bumi berada di antara Matahari dan Bulan.

103

Tugas Untuk memahami lebih jauh tentang Tata Surya, kerjakanlah tugas berikut. 1.

Carilah informasi mengenai bagaimana mekanisme tata surya diciptakan secara ilmiah. Jelaskan dalam bentuk makalah singkat 1 halaman.

2.

Seringkali siswa memiliki persepsi bahwa bentuk Bumi datar, carilah informasi mengenai argumentasi yang mengemukakan bentuk Bumi datar. Lakukanlah analisis kritis terhadap setiap pernyataan yang mengemukakan bahwa bentuk Bumi datar dalam bentuk makalah singkat.

3.

Bagaimana mekanisme terjadinya pasang surut air laut dan bagaimana dampaknya terhadap kondisi alam dan kehidupan di Bumi?

4.

Saat Bulan Ramadhan, masyarakat muslim berupaya untuk mengamati Bulan baru dalam rangka menentukan posisi hilal. Carilah informasi mengenai syarat terjadinya hilal, dan bagaimana pengamatan hilal dilakukan secara langsung. Carilah perangkat lunak yang dapat digunakan untuk menentukan hilal. Simulasikan dan laporkanlah hasil pekerjaan Anda dalam bentuk makalah singkat.

Rubrik penilaian Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. Aspek penilaian 1.

Mendeskripsikan mekanisme penciptaan tata surya secara

Bobot 20%

ilmiah 2

Mengkritisi pandangan Bumi datar secara ilmiah

30%

3

Mendeskripsikan mekanisme terjadinya pasang surut air laut

15%

dan dampaknya 4 Total

Menganalisis fenomena hilal secara ilmiah

35% 100%

104

Tes Formatif 1. Perhatikan gambar berikut !

Ciri-ciri planet diatas merupakan ciri dari planet? A. Neptunus B. Pluto C. Uranus D. Venus 2. Berikut ini disajikan data jarak planet terhadap matahari dengan 1 AU (Astronomical Unit) adalah jarak rata-rata Bumi ke matahari dalam satu tahun. Jarak Planet Planet 0.995 AU A 0.720 AU B 0.316 AU C Dari data tersebut menunjukkan jarak planet ke Matahari, manakah berikut pernyataan yang benar? A. Mars-Bumi-Venus B. Bumi- Merkurius-Venus C. Bumi-Venus-Merkurius D. Merkurius-Venus-Bumi 3. Setiap planet memiliki komposisi yang berbeda. Manakah planet berikut ini yang komposisinya terdiri dari logam dan batuan…. A. Bumi -Venus-Jupiter-Uranus B. Jupiter-Saturnus-Uranus-Neptunus C. Neptunus-Uranus-Merkurius-Mars D. Merkurius-Venus-Bumi-Mars 105

4. Permukaan Bulan yang selalu menghadap Bumi selalu sama. Hal tersebut disebabkan karena…. A. Bulan dan Bumi sama-sama mengelilingi Matahari B. Periode rotasi dan revolusi Bulan terhadap Bumi sama C. Bulan adalah satu-satunya satelit yang dimiliki oleh Bumi D. Jarak Bulan yang dekat dengan Bumi 5. Manakah pernyataan berikut ini benar mengenai rotasi, kecuali…. A. Seorang perempuan yang sedang menari balet B. Seorang laki laki yang bermain bola basket di ujung jarinya C. Seorang anak kecil memutarkan gangsing D. Seorang atlet lari mengelilingi lapangan 6. Perhatikan gambar dibawah ini! 1

3

5

7

2

4

6

8

Manakah yang benar dari pernyataan berikut …. A. 1,2,8 adalah ciri-ciri dari Jupiter B. 2,3,4 adalah ciri-ciri dari Saturnus C. 5,6,7 adalah ciri-ciri dari Jupiter D. 2,3,5 adalah ciri-ciri dari Saturnus 7. Bagaimana Bulan dapat mengubah bentuknya setiap malam ? A. Bulan berotasi maka dari itu Bulan dapat mengubah bentuknya B. Atmosfir yang berada di permukaan Bulan akan berubah setiap malam C. Bumi berotasi dan membuat bayangan tepat jatuh menutupi Bulan D. Matahari selalu berubah dari posisinya yang dapat menambah dan mengurangi cahaya Bulan 8. Perhatikan gambar dibawah ini

106

Peristiwa apakah itu dan mengapa peristiwa tersebut dapat terjadi? A. Gerhana matahari total karena seluruh bagian bulan menutupi cahaya mahari B. Gerhana matahari sebagian karena sebagian cahaya matahari tertutup oleh bulan C. Gerhana bulan total karena bulan tidak bercahaya akibat sejajar dengan matahari D. Gerhana bulan sebagian karena sebagian cahaya bulan terpantul kembali ke matahari 9. Perhatikan gambar di bawah

Nama planet seperti ditunjukkan pada gambar tersebut adalah .... A. Merkurius B. Venus C. Mars D. Jupiter 10. Kamu akan melakukan demonstrasi mengenai gerhana matahari. Manakah berikut ini adalah cara yang benar…. Keterangan : A: kelereng besar (Matahari ), B: kelereng sedang (Bumi), C: kelereng kecil (bulan) A. Letakan kelereng A di posisi pertama kemudian kelereng B di tengah dan kelereng C di posisi terakhir B. Letakan kelereng B di posisi pertama kemudian kelereng A di tengah dan kelereng C di posisi terakhir C. Letakan kelereng C di posisi pertama kemudian kelereng A di tengah dan kelereng B di posisi terakhir 107

D. Letakan kelereng A di posisi pertama kemudian kelereng C di tengah dan kelereng B di posisi terakhir

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 2 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 2.

𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟 𝑥 100% 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang belum dikuasai.

108

Daftar Pustaka Biggs, A., Ralph M. Feather Jr., Peter Rillero, Dinah Zike. (2008). Glencoe Science: Earth Science. Ohio: Mc-Graw Hill Snyder, S. L., Ralph M. Feather Jr., Dinah Zake. (2005). Glencoe Science: Earth Science. Ohio: Mc-Graw Hill Widodo, W., Rachmadiarti, F., dan Hidayati. S.N., (2017). Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Sumber Daring www.aliboron.wordpress.com www.allgeographynow.wordpress.com www.amsmeteors.org www.beritadaerah.co.id www.blogjajatsudrajat.blogspot.co.id www.blogmipageografi.blogspot.co.id www.civilsdaily.com www.commons.wikimedia.org www.earth.google.com www.fathul-ilmi.blogspot.co.id www.fe101.net www.fr.wikipedia.org www.geograph88.blogspot.co.id www.geologyin.com www.id.wikipedia.org www.ilmudasar.com www.ilmusiana.com www.inatews.bmkg.go.id www.indonesiabaik.id www.ipapedia.web.id www.ips-abi.blogspot.co.id www.jogja.co www.kirsman1jakarta.blogspot.com www.klikteknik.com www.koranundwissenschaft.de

www.langitbiruandalas.blogspot.co.id www.mining-journal.com www.mitigasibencana.bpbd.kotabogor.go.id www.mountmerapi.net www.mymodernmet.com www.nanotech877.blogspot.com www.nao.ac.jp/en www.nasa.gov www.nationalgeographic.com www.owlcation.com www.pakmono.com www.pbs.twimg.com www.pearson.com/ www.physicsedulab.files.wordpress.com www.pinterest.com www.radiojove.gsfc.nasa.gov www.rebanas.com www.republika.co.id www.sites.google.com www.smamuhammadiyahtasikmalayageo.blogspot.co.id www.telegraph.co.uk www.tes.com www.universetoday.com www.usgs.gov www.versesofuniverse.blogspot.co.id www.warrensburg.k12.mo.us www.wsj.com www/fst.undip.ac.id

109

Kegiatan Belajar 3: Pemanasan Global Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Memahami faktor penyebab dan dampak khusus terkait dengan pemanasan global dan perubahan iklim

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menganalisis penyebab terjadinya pemanasan global. 2. Menjelaskan strategi yang paling tepat untuk mengatasi pemanasan global.

Pokok-Pokok Materi •

Efek rumah kaca

•

Pemanasan global

•

Penyebab pemanasan global

•

Usaha-usaha untuk menanggulangi pemanasan global

Uraian Materi Pemanasan Global Pernahkah Anda mengamati perubahan musim yang terjadi akhir-akhir ini? Anda ketahui bahwa bulan Mei hingga September di Indonesia berlangsung musim kemarau dan bulan Oktober hingga April berlangsung musim penghujan. Akan tetapi, beberapa tahun terakhir ini, perubahan musim di negara kita tidak dapat diprediksi lagi, terkadang bulan Mei di Indonesia masih turun hujan dan di bulan November di Indonesia masih berlangsung musim kemarau. Adapun yang lebih menakjubkan lagi peristiwa tersebut tidak dapat diprediksikannya musim ini tidak hanya terjadi di Indonesia saja, akan tetapi terjadi juga di negara-negara lain di dunia. Pernahkah kalian mendengar berita turunnya salju di Arab? Berita munculnya Matahari, ketika musim salju di Tiongkok? Mengapa hal ini dapat terjadi? Apakah yang akan terjadi pada Bumi kita? Ternyata, peristiwa tersebut berkaitan erat dengan perubahan iklim di dunia. Perubahan iklim tersebut terjadi karena adanya perubahan lingkungan. Tidak dapat dipungkiri lagi bahwa perubahan lingkungan terjadi sebagai akibat dari aktivitas manusia. Maha Besar Tuhan yang telah menciptakan alam dengan keseimbangannya. Oleh karena itu, marilah belajar dengan sungguh-sungguh serta berusaha untuk melestarikan alam sebagai wujud ketakwaan kepada 110

Tuhan Yang Maha Esa agar kelak menjadi manusia yang cerdas dan peduli terhadap semua ciptaan Tuhan.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 3.1 Mengamati model efek rumah kaca Mengamati Perhatikan Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Pemodelan efek rumah kaca Sumber: http://www.mikirbae.com Menanya Adakah perbedaan suhu dari kedua Gambar 3.1 tersebut?

Menalar Apa yang dapat Anda simpulkan dari gambar tersebut? Untuk lebih jelas, mari lakukan kegiatan berikut. Untuk memahami hal tersebut di atas, buatlah pemodelan tentang efek rumah kaca.

Pemodelan Efek Rumah Kaca 1.

Buatlah kelompok kerja bersama teman Anda sebanyak 4 orang.

2.

Siapkanlah alat dan bahan sebagai berikut. Alat dan Bahan

Jumlah

Stoples kaca

2 buah

Termometer

2 buah

Handuk yang direndam dengan air hangat selama 3 menit

2 buah

Stopwatch

1 buah

Plastik

secukupnya

Karet gelang

secukupnya

111

Peringatan! Hati-hati ketika memegang termometer. Apabila termometer patah atau pecah, jangan menyentuhnya. 3.

Lakukan langkah-langkah berikut. a. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. b. Berikan label pada masing-masing stoples, yaitu A dan B. c. Masukkan handuk yang telah direndam dengan air hangat selama 3 menit ke stoples A dan stoples B. d. Masukkan termometer ke dalam kedua stoples tersebut. (Pastikan temperatur awal pada termometer adalah sama). e. Tutuplah stoples A dengan plastik, kemudian ikat dengan karet gelang hingga rapat. f. Letakkan stoples A dan stoples B di bawah sinar Matahari atau lampu. g. Pastikan bahwa kedua stoples tersebut menerima energi panas yang sama. h. Catatlah suhu pada kedua stoples setiap 3 menit sekali, selama 15 menit. i. Buatlah tabel seperti Tabel 3.1. Masukkan hasil pengamatan Anda. Kerjakan di buku tugas Anda. j. Setelah 15 menit, jauhkan kedua stoples tersebut dari energi panas dan amati apa yang terjadi. Tabel 3.1 Hasil pengamatan pemodelan efek rumah kaca No.

4.

Waktu (menit)

1.

3

2.

6

3.

9

4.

12

5.

15

Temperatur (oC) Stoples A

Stoples B

Dari data yang diperoleh buatlah grafik hubungan waktu dan suhu pada stoples A dan stoples B.

112

5.

Gunakanlah pensil warna yang berbeda untuk menggambar diagram garis pada kedua hasil pengamatan (stoples A dan stoples B).

Diskusikan 1.

Termometer pada stoples manakah yang menunjukkan suhu lebih tinggi selama percobaan berlangsung? Mengapa demikian? Jelaskan.

2.

Apakah yang terjadi ketika kedua stoples tersebut dijauhkan dari sumber energi panas? Jelaskan.

3.

Coba kaitkan percobaan yang telah kalian lakukan dengan prinsip kerja gas-gas rumah kaca.

Simpulkan Kesimpulan apakah yang dapat dibuat apabila ruang di dalam stoples tersebut dianalogikan sebagai Bumi?

Efek Rumah Kaca Hasil percobaan yang telah Anda lakukan menunjukkan adanya perbedaan suhu antara stoples yang dibiarkan terbuka dengan stoples yang ditutup dengan plastik diikat dengan karet gelang. Ruang dalam stoples dianalogikan sebagai Bumi dan tutup plastik dianalogikan sebagai gas-gas rumah kaca. Di atmosfer Bumi terdapat banyak gas-gas rumah kaca alami. Siklus air, karbon dioksida (CO2), dan metana adalah beberapa bagian penting yang ada di dalamnya. Tanpa adanya gas-gas rumah kaca tersebut, kehidupan di Bumi tidak akan terjadi. Seperti halnya planet Mars, Bumi juga akan menjadi sangat dingin apabila tidak terdapat gas- gas rumah kaca di atmosfernya. Sebaliknya, jika jumlah gas-gas rumah kaca terus bertambah di atmosfer, maka suhu Bumi akan terus meningkat. Coba pikirkan, manakah yang akan Anda pilih? Meskipun CO2, siklus air, dan gas-gas rumah kaca lainnya di atmosfer adalah transparan 113

untuk radiasi cahaya Matahari, namun gas-gas tersebut masih mampu menangkap dan menyerap radiasi cahaya yang memancar ke Bumi dalam jumlah banyak. Radiasi yang terserap sebagian juga akan direfleksikan kembali oleh Bumi. Pada keadaan normal, jumlah radiasi panas yang diserap dengan yang direfleksikan kembali sama. Saat ini semakin tingginya polusi udara menyebabkan efek rumah kaca berubah. Sering kita dengarkan istilah efek rumah kaca, sebenarnya apakah efek rumah kaca tersebut? Efek rumah kaca adalah proses pemanasan alami yang terjadi ketika gas-gas rumah kaca di atmosfer Bumi memerangkap radiasi panas dari Bumi. Prosesnya, yaitu ketika radiasi sinar Matahari mengenai permukaan Bumi, maka akan menyebabkan Bumi menjadi panas. Radiasi panas Bumi akan dipancarkan lagi ke atmosfer. Panas yang kembali dipantulkan oleh Bumi terhalang oleh polutan udara sehingga terperangkap dan dipantulkan kembali ke Bumi. Proses ini akan menahan beberapa panas yang terperangkap kemudian menyebabkan suhu Bumi meningkat. Akibatnya, Bumi tetap menjadi hangat dan suhunya semakin meningkat.

Efek rumah kaca adalah proses pemanasan alami yang terjadi ketika gas-gas tertentu di atmosfer Bumi memerangkap panas.

Gas rumah kaca tersebut membiarkan cahaya Matahari masuk ke dalam Bumi, akan tetapi gas tersebut memantulkannya kembali ke permukaan Bumi. Dengan demikian, kondisi di Bumi tetap hangat. Seperti halnya rumah yang dinding-dindingnya terbuat dari kaca. Sebagai gambarannya, lihatlah Gambar 3.2 berikut ini.

114

Gambar 3.2 Efek rumah kaca Sumber: http://indokku.com Para ilmuwan telah mempelajari efek rumah kaca sejak tahun 1824. Joseph Fourier menyatakan bahwa Bumi akan jauh lebih dingin jika tidak memiliki atmosfer. Adanya gas-gas rumah kaca inilah yang membuat iklim Bumi layak huni. Tanpa adanya efek rumah kaca, permukaan Bumi akan berubah sekitar 60oF atau 15,6oC lebih dingin.

Pengertian Pemanasan Global Aktivitas manusia selalu menghasilkan berbagai zat sisa buangan yang salah satunya berupa gas. Sebagian besar orang berpikir bahwa atmosfer dapat menyerap gas-gas buangan tersebut secara tidak terbatas dan tidak menimbulkan dampak buruk bagi kehidupan. Akan tetapi, saat ini diketahui bahwa banyaknya gas-gas buangan tersebut dapat menyebabkan perubahan mendasar di atmosfer dan juga kondisi kehidupan di Bumi. Berbagai aktivitas manusia seperti penggunaan bahan bakar fosil, penebangan dan pembakaran hutan untuk pengalihfungsian menjadi lahan pertanian, pemukiman dan industri akan menyumbangkan CO2 ke atmosfer dalam jumlah yang banyak. Lebih dari beberapa periode, CO2 di atmosfer meningkat sekitar 20%. Meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca seperti CO2 akan memengaruhi kadar panas di Bumi. Banyak dari radiasi Matahari yang menyinari permukaan Bumi, kemudian direfleksikan kembali ke angkasa. 115

“Pemanasan global adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan peningkatan suhu rata-rata atmosfer Bumi dan lautan secara bertahap, serta sebuah perubahan yang diyakini secara permanen mengubah iklim Bumi.”

Meningkatnya kadar CO2 di atmosfer selama 150 tahun terakhir membuat para ilmuwan prihatin karena hal tersebut berkaitan erat dengan meningkatnya suhu global. Lebih dari satu abad, ilmuwan telah mempelajari bagaimana gas-gas rumah kaca menghangatkan Bumi dan bagaimana pembakaran bahan bakar fosil berkontribusi terhadap pemanasan suhu Bumi. Sebagian besar ilmuwan meyakini bahwa pemanasan global telah dimulai dan akan meningkat cepat di abad ini. Lebih dari 100 tahun yang lalu, temperatur rata-rata suhu di permukaan Bumi meningkat sekitar 0,6oC. Peningkatan temperatur inilah yang disebut dengan pemanasan global. Pemanasan global adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan peningkatan suhu rata-rata atmosfer Bumi dan lautan secara bertahap, serta sebuah perubahan yang diyakini secara permanen mengubah iklim Bumi.

Penyebab Pemanasan Global Segala bentuk aktivitas manusia selalu berdampak bagi lingkungan, baik itu membawa dampak positif ataupun dampak negatif. Begitu pula dengan kondisi atmosfer Bumi saat ini yang mengalami perubahan akibat aktivitas manusia. Pembakaran bahan bakar fosil dan penebangan hutan dapat meningkatkan kadar CO2 di atmosfer. Dikarenakan CO2 adalah salah satu gas rumah kaca, maka meningkatnya kadar CO2 di atmosfer akan berkontribusi terjadinya pemanasan global. Oleh karena itu, setiap tahun kadar CO2 di atmosfer terus menerus meningkat.

116

Gambar 3.3 Indikator pemanasan global Sumber: iqbal920.wordpress.com, stevengoddard.wordpress.com Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya pemanasan global di antaranya, adalah sebagai berikut 1.

Emisi CO2 yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil sebagai pembangkit tenaga listrik.

2.

Emisi CO2 yang berasal dari pembakaran gasoline sebagai bahan bakar alat transportasi.

3.

Emisi metana dari hewan, lahan pertanian, dan dari dasar laut Arktik.

4.

Deforestation (penebangan liar) yang disertai dengan pembakaran lahan hutan.

5.

Penggunaan chlorofluorocarbons (CFCs) dalam refrigator (pendingin).

6.

Meningkatnya penggunaan pupuk kimia dalam pertanian.

117

Gambar 3.4 Pemanasan global di Indonesia Sumber: fplh.wordpress.com

Dampak Pemanasan Global Seperti yang telah dinyatakan sebelumnya bahwa aktivitas manusia telah mengubah kealamian dari gas rumah kaca di atmosfer. Konsekuensi dari perubahan gas rumah kaca di atmosfer sulit diprediksi, tetapi beberapa dampak yang telah nampak, yaitu sebagai berikut. 1. Temperatur Bumi menjadi semakin tinggi, di beberapa wilayah mungkin temperaturnya menjadi lebih tinggi dan di wilayah lainnya mungkin tidak. 2. Tingginya temperatur Bumi dapat menyebabkan lebih banyak penguapan dan curah hujan secara keseluruhan, tetapi masing- masing wilayah akan bervariasi, beberapa menjadi basah dan bagian lainnya kering. 3. Mencairnya glasier yang menyebabkan kadar air laut meningkat. Begitu pula dengan darat- an pantai yang landai, lama-kelamaan akan mengalami peningkatan akibat penggenangan air. 4. Hilangnya terumbu karang. Sebuah laporan tentang terumbu karang yang dinyatakan bahwa dalam kondisi terburuk, populasi ka- rang akan hilang pada tahun 2100 karena meningkatnya suhu dan pengasaman laut. Sebagaimana diketahui bahwa banyak 118

spesies lain yang hidupnya bergantung pada terumbu karang. 5. Kepunahan spesies yang semakin meluas. Menurut penelitian yang dipublikasikan dalam majalah Nature, peningkatan suhu dapat menyebabkan kepunahan lebih dari satu juta spesies. Sampai saat ini hilangnya spesies semakin meluas dan daftar spesies yang terancam punah terus berkembang dan bertambah. 6. Kegagalan panen besar-besaran. Menurut penelitian terbaru, terdapat 90% kemungkinan bahwa 3 miliar orang di seluruh dunia harus memilih antara pergi bersama keluarganya ke tempat yang beriklim baik atau kelaparan akibat perubahan iklim dalam kurun waktu 100 tahun. 7. Penipisan lapisan ozon. Lapisan ozon adalah salah satu lapisan atmosfer yang berada di dalam lapisan stratosfer, yaitu sekitar 17-25 km di atas permukaan Bumi. Lapisan inilah yang melindungi Bumi dari bahaya radiasi sinar ultra violet (UV). Berdasarkan pengamatan satelit, diketahui bahwa lapisan ozon secara berangsur-angsur mengalami penipisan sejak pertengahan tahun 1970.

Gambar 3.5 Akibat pemanasan global Sumber: http://geologylearn.blogspot.co.id

Usaha-usaha Menanggulangi Pemanasan Global Penyebab terbesar pemanasan global adalah karbon dioksida (CO2) yang dilepaskan ketika bahan bakar fosil seperti minyak dan batu bara yang dibakar untuk menghasilkan energi. 119

Besarnya penggunaan bahan bakar fosil untuk aktivitas manusia akan menyumbangkan peningkatan CO2 di udara. Kerusakan lapisan ozon adalah salah satu contoh dampak dari aktivitas manusia yang mengganggu keseimbangan ekosistem dan biosfer. Kondisi tingginya gas polutan di udara menyebabkan terjadinya pemanasan global. Beberapa usaha yang dapat dilakukan untuk menanggulangi pemanasan global, di antaranya sebagai berikut. 1)

Menggunakan energi terbarukan dan mengurangi penggunaan batu bara, gasoline, kayu, dan bahan bakar organik lainnya.

2)

Meningkatkan efisiensi bahan bakar kendaraan.

3)

Mengurangi

4)

Mengurangi penggunaan produk-produk yang mengandung (CFCs) dengan

deforestasi.

menggunakan produk-produk yang ramah lingkungan. 5)

Mendukung dan turut serta pada kegiatan penghijauan.

Hasil penelitian meyakini bahwa setiap pepohonan hijau dapat menangkap karbon yang cukup untuk mengimbangi emisi yang dihasilkan dari gas buang pengendara mobil selama setahun. Untuk lebih mudah memahami pengaruh tanaman terhadap suhu Bumi, lakukanlah kegiatan berikut.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 3.2 Memahami pengaruh tanaman terhadap suhu bumi

Gambar 3.6 Percobaan pengaruh tanaman terhadap suhu Bumi Sumber: firdaputridarojati.wordpress.com Perhatikan gambar 3.6. Adakah perbedaan suhu dari kedua Gambar 3.6 tersebut? Apa yang dapat Anda prediksi dari Gambar 3.6 tersebut?

120

Untuk lebih jelas mari kita lakukan kegiatan berikut ini. Buatlah kelompok kerja dengan temanmu untuk melakukan kegiatan observasi di bawah ini. Setiap kelompok terdiri atas 4 orang. Siapkanlah alat dan bahan sebagai berikut. Alat dan Bahan

Jumlah

Tabung plastik dengan diameter 20 cm

2 buah

Termometer

2 buah

Stopwatch

1 buah

Tanaman kacang hijau

5 buah

Peringatan! Hati-hati ketika memegang termometer. Apabila termometer patah atau pecah, jangan menyentuhnya.

Lakukan langkah-langkah berikut. 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Berikan label pada masing-masing tabung, yaitu Tabung A dan Tabung B. 3. Masukkan termometer pada Tabung A. 4. Masukkan kelima tanaman kacang hijau ke dalam Tabung B dan kemudian masukkan termometer pada Tabung B. Pastikan suhu awal dari kedua termometer tersebut adalah sama dan masing- masing ujung reservoirnya tidak menyentuh tanah. 5. Letakkan kedua tabung plastik di bawah sinar Matahari. 6. Catatlah suhu pada kedua tabung setiap 3 menit selama 15 menit. 7. Masukkan hasil pengamatan Anda pada Tabel 3.2 Tabel 3.2 Hasil pengamatan pengaruh tanaman terhadap suhu bumi

a.

No.

Waktu (menit)

1.

3

2.

6

3.

9

4.

12

5.

15

Temperatur (oC) Tabung A

Tabung B

Adakah perbedaan dari kedua tabung tersebut setelah dipanaskan selama 15 menit? Jelaskan jawaban Anda. 121

b.

Termometer pada tabung manakah yang menunjukkan suhu lebih tinggi selama percobaan berlangsung? Mengapa demikian? Jelaskan jawaban Anda.

Simpulkan Kesimpulan apa yang dapat dibuat, apabila ruang di dalam tabung tersebut dianalogikan sebagai Bumi?

Mengomunikasikan Presentasikan hasil percobaan yang telah Anda lakukan.

122

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul tentang Pemanasan Global. Hal-hal penting yang telah Anda pelajari dalam modul Pemanasan Global ini adalah sebagai berikut. Efek rumah kaca adalah proses pemanasan alami yang terjadi ketika gas-gas tertentu di atmosfer Bumi memerangkap panas. Pemanasan global adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan peningkatan suhu rata-rata atmosfer Bumi dan lautan secara bertahap, serta sebuah perubahan yang diyakini secara permanen mengubah iklim Bumi. Faktor yang menyebabkan pemanasan global di antaranya emisi CO2, emisi metana, dan pembakaran lahan hutan, penggunaan (CFCs), dan meningkatnya penggunaan pupuk kimia dalam pertanian. Dampak pemanasan global yang telah nampak, di antaranya temperatur Bumi menjadi semakin tinggi, penguapan dan curah hujan yang tidak menentu, mencairnya glasier yang menyebabkan volume air laut meningkat, hilangnya terumbu karang, kepunahan spesies yang semakin meluas, kegagalan panen besar-besaran, dan penipisan lapisan ozon. Usaha-usaha untuk menanggulangi pemanasan global, di antaranya menggunakan energi terbarukan, meningkatkan efisiensi bahan bakar kendaraan, mengurangi, mengurangi penggunaan (CFCs), mendukung dan turut serta pada kegiatan penghijauan.

123

Tugas Untuk memahami lebih jauh tentang Pemanasan Global, kerjakanlah tugas berikut. 1.

Jelaskan hubungan antara efek rumah kaca dan pemanasan global.

2.

Bagaimana gas CFC dapat merusak lapisan Ozon? Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Pada perangkat apa saja gas tersebut digunakan? Bagaimana usaha nyata yang dapat kita lakukan untuk menekan penggunaan gas CFC?

3.

Jelaskan sistem kerja gas rumah kaca dalam menjaga kestabilan temperatur Bumi. Apakah dampak yang akan terjadi apabila tidak terdapat gas rumah kaca di atmosfer Bumi? Sebutkan dampak apabila kadar gas rumah kaca di atmosfer Bumi semakin meningkat.

4.

Jelaskan aktivitas-aktivitas manusia yang dapat berakibat pada peningkatan gas rumah kaca? Bagaimana solusi yang harus diberikan untuk menanggulangi kemungkinan masalah yang akan diakibatkan oleh aktivitas-aktivitas tersebut? Buatlah dalam bentuk poster yang bersifat edukatif.

Rubrik penilaian Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. Aspek penilaian 1.

Bobot

Menjelaskan hubungan antara efek rumah kaca dan pemanasan

15%

global.

2

Menganalisis penggunaan gas CFC terhadap kerusakan lapisan

20%

ozon. 3

Menganalisis sistem kerja gas rumah kaca dalam menjaga

15%

kestabilan temperatur Bumi berikut dampak perubahannya. 4 Total

Menganalisis

aktivitas

manusia

yang

berakibat

pada

50%

peningkatan gas rumah kaca dalam bentuk poster. 100%

124

Tes Formatif 1. Perhatikan gambar di bawah ini!

Tahun 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Jumlah CO2 (milyar per ton) 40 50 60 90 130 180 270

Grafik tersebut jika dikaitkan dengan data jumlah CO2 pada tabel di atas, maka pernyataan yang benar adalah... A. Jika jumlah CO2 di udara tinggi, maka suhu di bumi akan semakin rendah B. Bertambahnya jumlah CO2 menunjukkan bahwa bumi memiliki komposisi udara yang baik. C. Suhu bumi terus meningkat setiap tahunnya seiring dengan bertambahnya jumlah CO2 di udara D. Suhu bumi tidak bergantung pada jumlah CO2 di udara

2. Perhatikan gambar di bawah ini!

125

Sebanyak 97,22% air di bumi terletak di lautan dan sisanya merupakan bongkahan es di kutub utara dan selatan, air dalam tanah, sungai, danau, air hujan, dan uap air. Jika pemanasan global menyebabkan bongkahan es yang ada di kutub utara dan selatan mencair, maka volume air laut kan meningkat secara signifikan dan menyebabkan daratan terendam. Apakah pernyataan tersebut benar ? Mengapa ? A. Benar, karena es yang mencair akan menambah volume air di lautan B. Salah, karena volume air laut yang meningkat disebabkan oleh pemansan global yang menyebabkan molekul-molekul air laut memuai C. Benar, karena bongkahan es yang mencair akan menyebabkan terendamnya daratan D. Salah, karena bongkahan es yang mencair hanya akan menambah volume air di kutub utara dan selatan.

3. Perhatikan gambar dibawah ini! Gambar ini menunjukkan efek rumah kaca pada tahun 1990 dan peningkatan efek rumah kaca pada tahun 2010.

126

Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa cahaya matahari yang diserap oleh bumi pada tahun 1990-2010 sama banyak dan menyebabkan jumlah karbon dioksida (CO2) di atmosfer berkurang pada tahun 2010. Bagaimana tanggapanmu mengenai pernyataan tersebut ? A. Tidak setuju, karena jumlah CO2 di atmosfer pada tahun 2010 lebih banyak dan energi panas yang dilepaskan bumi ke angkasa lebih sedikit. B. Setuju, karena anak panah menunjukkan arah masuk dan keluarnya CO2 di bumi pada tahun 1990-2010 adalah sama C. Setuju, karena pada tahun 1990 bumi melepaskan lebih sedikit CO2 ke angkasa. D. Tidak setuju, karena pada tahun 2010, bumi melepaskan lebih banyak CO2 ke angkasa sehingga suhu bumi lebih rendah dibandingkan dibandingkan dengan tahun 1990.

4. Perhatikan grafik dibawah ini!

Dari grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin banyak jumlah penduduk, maka semakin banyak aktivitas manusia yang menghasilkan polusi berupa gas-gas yang bisa 127

meningkatkan terjadinya pemanasan global. Bagaimana tanggapanmu mengenai pernyataan tersebut ? A. Setuju, karena peningkatan jumlah penduduk mengakibatkan keadaan bumi semakin stabil. B. Tidak setuju, karena jika jumlah penduduk meningkat maka akan kesadaran lingkungan pun akan meningkat dan mengurangi pemanasan global. C. Tidak setuju, karena semakin banyak jumlah penduduk maka lingkungan akan lebih terawat dan terjaga sehingga menciptakan lingkungan yang sehat D. Setuju, karena semakin banyak jumlah penduduk, aktivitas di bumi akan semakin meningkat.

5. Bacalah teks di bawah ini! Gas-gas rumah kaca antara lain adalah karbon diokasida (CO2), Metan (CH4), klorofluorkarbon (CFC), sulfur dioksida (SO2), dan nitrogen dioksida (NO2). CFC terbentuk dari atom klor, flor, dan karbon. Ketiga atom ini termasuk atom yang mudah terikat oleh atom lainnya. Saat CFC telah menyebar ke lapisan ozon akan sangat mudah dipecah dan kemudian bereaksi dengan ozon yang terbentuk dari tiga atom O (oksigen). Reaksi kimia di antara atom-atom inilah yang akan menghasilkan molekul-molekul baru, mulai dari O, O2, CO, CO2, dan lain-lain. Jika O3 sudah terpecah, fungsinya sebagai filter radiasi matahari akan hilang. Klorin adalah zat utama yang dapat memecah atom-atom ozon. Alat-alat elektronik yang menggunakan CFC antara lain adalah kulkas dan pendingin ruangan (AC). Namun, saat ini banyak orang beralih dengan menggunakan HC (hidrokarbon) sebagai pengganti CFC Dari teks di atas, maka pernyataan yang benar di bawah ini adalah... A. Ozon yang menipis diakibatkan oleh klorin yang memecah atom-atom ozon sehingga tidak dapat berfungsi sebagai pelindung radiasi matahari B. Semakin banyak klorin di udara maka lapisan ozon akan semakin tebal C. Atom-atom ozon yang telah terpecah akan meningkatkan kemampuan ozon dalam menangkal radiasi matahari yang berlebih. D. Masyarakat beralih menggunakan HC karena CFC dapat merusak ekosistem di bumi.

6. Perhatikan grafik di bawah ini!

128

Dari kedua grafik tersebut, dapat diketahui bahwa CO2 adalah gas rumah kaca yang memiliki jumlah paling banyak di atmosfer namun CFC memberikan dampak lebih besar dalam waktu lebih sebentar. Setujukah kamu dengan pernyataan tersebut ? A. Setuju, karena gas CFC dapat memecah atom-atom ozon, hal ini menunjukkan bahwa gas CFC bukanlah gas yang stabil. B. Setuju, karena CFC lebih berbahaya dari CO2 C. Tidak, hal itu bukan karena gas tersebut stabil namun karena CFC dapat dengan mudah bereaksi langsung dengan ozon sehingga akan sangat lama terperangkap di atmosfer D. Tidak, karena CFC merupakan gas yang sangat stabil namun saking stabilnya gas tersebut membutuhkan waktu lama untuk terurai di udara

129

7. Di bawah ini menunjukkan bagaimana lapisan ozon terbentuk 1. Kemudian tanaman membuat makanan dari karbon dioksida, air, dan dengan bantuan energi matahari 2. Tanaman berkembang 3. Sinar UV yang berasal dari cahaya matahari bereaksi dengan oksigen 4. Lapisan ozon terbentuk 5. Oksigen memenuhi atmosfir Urutkan pernyataan-pernyataan diatas menjadi susunan yang benar! A. 2-1-3-5-4 B. 2-1-5-3-4 C. 5-3-2-1-4 D. 3-5-2-1-4

8. Dibawah ini merupakan proses terjadinya efek rumah kaca. 1) Gelombang inframerah, karbondioksida, uap air, metana dan gas rumah kaca lainnya menyerap panas dari bumi, dan memancarkan kembali. 2) Sinar UVmenembus bumi dan panasnya diserap oleh tanah 3) Radiasi bumi terperangkap di atmosfer menyebabkan suhu bumi terus meningkat 4) Panas yang dihasilkan oleh bumi dipancarkan kembali ke atmosfer 5) Tanah memantulkan energi panas yang dipancarkan oleh sinar UV Urutan yang benar mengenai proses terjadinya efek rumah kaca adalah.... A. 5-1-4-3-2 B. 5-2-1-4-3 C. 2-5-4-1-3 D. 2-5-1-4-3

9. Perhatikan gambar berikut!

130

Gambar di atas menunjukkan kondisi tundra. Tundra adalah salah satu area di daerah kutub utara dan selatan yang memiliki iklim sejuk. Rusa, kelinci salju, rubah, burung elang, beruang kutub, burung hantu, penguin, dan paus merupakan contoh hewan yang hidup di tundra. Jika pemanasan global terus terjadi, beberapa hewan seperti rubah merah akan banyak bermigrasi ke kutub utara karena mencari daerah yang lebih dingin. Jika populasi rubah merah terlalu banyak maka masalah yang akan terjadi adalah... A. Penumpukan populasi rubah merah di kutub utara B. Populasi kelinci salju juga akan ikut bertambah C. Ketidakteraturan rantai makanan menyebabkan ekosistem tidak seimbang D. Membuat ekosistem lebih seimbang karena bertambahnya hewan yang hidup di daerah tundra

10. Pada sebuah sisi badan bus terdapat tulisan seperti dibawah ini : Bis ini lebih ramah lingkungan daripada sebuah mobil 40 mobil menghasilkan : 230.000 kg CO2 setiap tahun Bis ini menghasilkan : 3.200 kg CO2 setiap tahun Dalam tulisan tersebut terdapat pesan yang mengajak masyarakat untuk menggunakan bis sebagai transportasi umum karena dapat mengurangi produksi CO2 jika di bandingkan dengan menggunakan mobil pribadi. Bagaimana tanggapanmu terhadap tulisan tersebut ? A. Setuju, karena jika ada 40 orang dalam 1 bis, maka masing-masing orang akan menghasilkan 80 kg CO2. B. Tidak setuju, karena jika ada 2 orang dalam 1 mobil pribadi, maka masing-masing orang akan menghasilkan 2.875 kg CO2. C. Setuju, karena jumlah bis di indonesia lebih sedikit dibandingkan dengan mobil pribadi. 131

D. Tidak setuju, karena jika ada 3 orang dalam 1 mobil pribadi, maka masing-masing hanya akan menghasilkan 1.917 kg CO2.

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 3 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 3.

𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟 𝑥 100% 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 3, terutama bagian yang belum dikuasai.

132

Daftar Pustaka Campbell, N.A., Reece. J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., & Jackson, R.B. (2008). Biology 8th edition. USA:Pearson Education, Inc. Miller, G. Tyler & Spoolman, S. (2012). Living in the Environment 17th edition. USA:Brooks/ Cole, Cengage Learning. Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Jackson, R. (2012). Campbell biology (p. 135). Boston: Pearson. Widodo, W. Rachmadiarti, F. dan Hidayati., S.N. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Zubaidah, S., Mahanal, S., Yuliati, L., Dasna, I.W., Pangestuti, A.A., Puspitasari, D.R., Mahfudhillah, H.T., Robitah, A. Kurniawati, Z.L., dan Prasmala, E.R. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Sumber Daring www.ananto-cool.blogspot.com

www.mikirbae.com

www.dw.com

www.nafiun.com

www.en.wikipedia.org

www.photos.uc.wisc.edu

www.esf.edu

www.pompair.com

www.firdaputridarojati.wordpress.com

www.rcvt.si

www.fplh.wordpress.com

www.rodmartin.org

www.geologylearn.blogspot.co.id

www.sites.google.com

www.goanobserver.in

www.starberita.com

www.housesofmaputo.blogspot.com

www.stevengoddard.wordpress.com

www.indokku.com

www.sukashareee.blogspot.co.id

www.iqbal920.wordpress.com

www.swa.co.id

www.jepang.panduanwisata.id

www.therealdeal.com

www.Andaspenemu.blogspot.co.id

www.tutoriallingkungan.blogspot.co.id

www.merdeka.com

133

134

Kegiatan Belajar 4: Teknologi Ramah Lingkungan Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Memahami proses fisika atau kimiawi atau biologis pada penerapan teknologi ramah lingkungan

Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Memahami prinsip-prinsip dasar teknologi ramah lingkungan dalam rangka menjaga lingkungan di sekitar kita. 2. Membedakan teknologi ramah lingkungan dan teknologi tak ramah lingkungan. 3. Menerapkan inovasi teknologi ramah lingkungan. 4. Menerapkan perilaku hemat energi dalam kehidupan sehari-hari sebagai upaya menjaga kelestarian lingkungan. 5. Menganalisis dampak penggunaan minyak bumi dan batu bara terhadap lingkungan.

Pokok-Pokok Materi •

Teknologi ramah lingkungan

•

Prinsip dasar teknologi ramah lingkungan dan teknologi tak ramah lingkungan

•

Aplikasi teknologi ramah lingkungan dalam bidang: Energi, Transportasi, Lingkungan, dan Industri

•

Perilaku hemat energi dalam kehidupan sehari- hari

Uraian Materi Teknologi Ramah Lingkungan Di era modern sekarang ini, sebagian besar manusia menggunakan energi untuk mempermudah beraktivitas. Masih ingatkah Anda tentang konsep energi? Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha. Coba perhatikan alat transportasi di sekitarmu seperti sepeda motor, mobil, kapal, kereta api, dan pesawat terbang. Alat transportasi tersebut menggunakan energi untuk mengoperasikannya bukan? Alat-alat rumah tangga pun saat ini menggunakan energi. Dapatkah Anda menyebutkan contoh alat-alat rumah tangga yang menggunakan energi?

135

Gambar 4.1 (a) Kereta Uap, (b) Penemu Mesin Uap Pertama, James Watt Sumber: http://jepang.panduanwisata.id, http://Andaspenemu.blogspot.co.id Energi yang digunakan alat transportasi dan rumah tangga dapat bersumber dari alam. Beberapa sumber energi yang digunakan manusia di antaranya adalah batubara, minyak bumi, dan gas alam. Sumber energi tersebut disebut bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang berasal dari sisa-sisa makhluk hidup yang ada dalam kerak bumi sehingga tidak dapat diperbaharui karena dibutuhkan waktu jutaan tahun untuk menghasilkannya. Sumber energi lainnya seperti matahari, angin, aliran air, kayu, dan panas bumi merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui. Sumber energi tersebut dapat terbentuk kembali secara alami dalam waktu- waktu tertentu. Maha Besar Tuhan yang telah menciptakan berbagai sumber energi untuk kehidupan kita di bumi. Oleh karena itu, kita harus selalu bersyukur atas segala nikmat-Nya dengan menggunakan sumber energi secara bijak dan menjaga ketersediaannya. Tahukah Anda bagaimana sejarah penemuan bahan bakar dan penggunaan energi di dunia? Menurut sejarah, penggunaan minyak bumi telah ada sejak lima ribu tahun sebelum masehi namun pada saat itu belum ada penggalian minyak bumi seperti saat ini. Minyak bumi diperoleh hanya terbatas dari rembesan minyak yang ada di permukaan tanah. Seiring dengan berkembangnya kebutuhan manusia maka minyak bumi diolah menjadi bahan bakar dengan mengolahnya melalui proses destilasi sederhana. Di Eropa kebutuhan minyak bumi sebagai bahan bakar terus meningkat setelah ditemukannya mesin uap oleh James Watt (Gambar 4.1 b) sehingga mendorong revolusi industri. Pada masa itu minyak bumi dianggap sebagai sumber energi yang praktis sehingga mulailah pencarian sumber-sumber minyak bumi dan berkembangnya teknologi pengolahannya. Pada tahun 1859, teknologi pengeboran minyak bumi pertama kali ditemukan dan minyak bumi dipompa keluar dari dasar bumi di Pennsylvania, Amerika Serikat. Pada perkembangan selanjutnya, ditemukan teknologi destilasi minyak bumi untuk mengubah 136

minyak bumi menjadi bahan bakar seperti bensin dan beberapa minyak yang lain. Kemudian, penggunaan batubara dalam skala luas mulai dimanfaatkan untuk pembangkit listrik. Pada tahun 1885, Carl Benz menemukan mesin yang dapat bergerak menggunakan bahan bakar bensin.

Gambar 4.2 Pengeboran Minyak Bumi Sumber: www.nafiun.com Pada tahun 1990, hampir 40% kebutuhan energi dipenuhi dari minyak bumi. Namun demikian, pernahkah Anda berpikir apabila minyak bumi digunakan terus menerus maka cadangan minyak di bumi akan habis? Selain keberadaan minyak bumi yang semakin menipis, penggunaan minyak bumi sebagai bahan bakar juga memiliki beberapa dampak pada lingkungan bukan? Coba pikirkan apa saja dampak penggunaan minyak bumi bagi kelestarian lingkungan! Hal yang paling dapat kita rasakan akibat penggunaan minyak bumi sebagai bahan bakar adalah terjadinya pencemaran udara. Oleh karena itu, saat ini mulai banyak ilmuwan yang mengembangkan teknologi-teknologi yang lebih tidak berbahaya bagi lingkungan. Beberapa teknologi ramah lingkungan yang telah dikembangkan salah satunya adalah teknologi yang menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan angin, cahaya matahari, panas bumi, minyak dari tumbuhan, biofuel dan bahkan dari gas hidrogen (H2). Teknologi tersebut dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan manusia dengan tetap mengutamakan kelestarian alam. Tentu kita wajib bersyukur kepada Tuhan karena telah menciptakan sumber energi tersebut dan memberikan akal pikiran pada manusia untuk mengembangkan berbagai teknologi sehingga kita lebih mudah melakukan berbagai kegiatan. Masing-masing teknologi yang dikembangkan manusia memiliki keunggulan dan kekurangan. Oleh karena itu, untuk memahami lebih lanjut, ayo kita pelajari bagian berikut ini dengan penuh semangat! 137

Pengertian dan Prinsip Teknologi Ramah Lingkungan Coba perhatikan alat transportasi yang sering kita gunakan sehari- hari, sebagian besar alat transportasi tersebut menggunakan bahan bakar bensin atau solar bukan? Bahan bakar tersebut merupakan salah satu bentuk minyak bumi yang tidak diperbarui sehingga Anda sering mendengar bahwa sumber minyak bumi tersebut semakin lama semakin berkurang. Seiring kemajuan dibidang teknologi, saat ini sudah dikembangkan mobil atau motor yang memanfaatkan energi yang dapat diperbarui. Pernahkah Anda mendengar mobil atau motor tersebut? Agar lebih memahami perbedaan antara keduanya coba lakukan kegiatan berikut. Mari Kita Diskusikan Perhatikan Gambar 4.3. Identifikasilah hal-hal berikut pada teknologi bus dan mobil surya.

Gambar 4.3 (a) Bus, (b) Mobil Tenaga Surya Sumber: www.starberita.com 1. Apa bahan bakar yang digunakan kedua alat transportasi tersebut? Coba jelaskan menurut sumber, keterbaharuan, dan keramahan terhadap lingkungan! 2. Bagaimana emisi/produk sisa yang dihasilkan? 3. Apa dampak emisi yang dihasilkan bagi lingkungan dan manusia untuk jangka pendek dan jangka panjang? 4. Manakah dari kendaraan tersebut yang merupakan kendaraan ramah lingkungan dan kendaraan yang tidak ramah lingkungan? 5. Presentasikan hasil diskusi kelompok.

Setelah berdiskusi, Anda telah mengelompokkan manakah kendaraan yang ramah lingkungan dan yang tidak ramah lingkungan bukan? Coba sebutkan apa alasan Anda mengelompokkan kedua alat transportasi tersebut! Penjelasan Anda ini tentu akan sangat membantu Anda memahami apa itu teknologi ramah lingkungan. Nah, menurut pendapatmu 138

apakah pengertian teknologi ramah lingkungan? Teknologi ramah lingkungan (sustainable technology/ green technology) merupakan bentuk penerapan teknologi yang memperhatikan prinsip-prinsip pelestarian lingkungan. Teknologi tersebut bertujuan untuk memberi kemudahan dan pemenuhan kebutuhan manusia. Suatu teknologi dikatakan teknologi ramah lingkungan jika memenuhi syarat-syarat tertentu. Tahukah Anda apa syaratnya? Untuk menjawabnya, lakukan kegiatan berikut.

Mari Kita Cari Tahu Perhatikan teknologi yang ada lingkungan Anda! Sebutkan nama teknologi dan di mana teknologi tersebut digunakan? Apakah teknologi tersebut ramah lingkungan? Apa saja syarat-syarat teknologi ramah lingkungan? Jelaskan! Untuk mempermudah kegiatan Anda, lakukan kegiatan tersebut dalam kelompok. Gunakan sumber-sumber lain seperti buku, internet atau sumber lain untuk melengkapi hasil diskusi Anda.

Teknologi ramah lingkungan bertujuan untuk menghasilkan berbagai produk dan jasa untuk kepentingan manusia dengan memanfaatkan sumber daya alam yang dapat diperbarui dan tidak menghasilkan limbah yang membahayakan lingkungan. Selain itu, teknologi ramah lingkungan juga dapat menggunakan bahan yang dapat didaur ulang. Sumber energi kelistrikan dapat berasal dari matahari, angin, dan air. Sumber energi alternatif juga dipilih karena dapat diperbarui dan tidak mencemari lingkungan. Lingkungan sekitar kita tidak lepas dari pemanfaatan teknologi, mulai di bidang pertanian, industri besar, dan industri skala rumah tangga. Pemanfaatan teknologi yang tidak tepat dapat menyebabkan kerusakan pada lingkungan. Oleh karena itu, sebagai warga negara yang baik, Anda harus memperhatikan lingkungan di sekitar Anda. Selain untuk menjaga kelestarian alam, menjaga lingkungan bermanfaat untuk menjaga kesehatan diri sendiri dan keluarga. Untuk lebih mengenali kelestarian lingkungan, lakukan kegiatan berikut!

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 4.1 Mengidentifikasi Proses, Teknologi, dan Permasalahan Lingkungan Perhatikan lingkungan tempat tinggal Anda! Termasuk kawasan apakah tempat tinggal Anda? Apakah kawasan pertanian, perkebunan, peternakan, kawasan industri skala besar, rumah 139

tangga, atau lingkungan perumahan padat penduduk? Setelah mengenali lingkungan tempat tinggal Anda, lakukan kegiatan observasi berikut.

Apa yang Anda perlukan? 1. Alat tulis 2. lembar observasi, dan 3. kamera (jika ada).

Apa yang harus Anda lakukan? 1. Buatlah kelompok yang terdiri atas 4-5 anak. 2. Pilih dan pergilah ke suatu kawasan yang memanfaatkan teknologi sesuai dengan kondisi di sekitar tempat tinggal Anda! (dapat berupa pabrik atau industri) 3. Deskripsikan hasil observasi Anda, meliputi hal-hal berikut: a. Kawasan/nama tempat

:

b. Teknologi/alat yang digunakan

:

c. Bahan baku

:

d. Produk

:

Apa yang harus diskusikan? 1. Jelaskan teknologi yang digunakan dan proses pelaksanaan pabrik atau industri tersebut! 2. Apakah pabrik atau industri tersebut telah menerapkan prinsip- prinsip teknologi ramah lingkungan? 3. Apakah pabrik atau industri menghasilkan limbah? 4. Apakah limbah tersebut berbahaya bagi lingkungan? Jika ya, sebutkan penyebabnya! 5. Apa dampak limbah yang dihasilkan pabrik atau industri tersebut pada masyarakat dan lingkungan? 6. Apa saran yang dapat Anda berikan untuk mengurangi limbah dan dampaknya bagi lingkungan? 7. Berdasarkan hasil observasi dan diskusi yang Anda lakukan, buatlah kesimpulan!

Berdasarkan kegiatan dan hasil Aktivitas 1, bagaimana pendapat Anda tentang teknologi ramah lingkungan? Tentunya banyak cara untuk memelihara lingkungan dengan 140

memanfaatkan teknologi lingkungan. Anda dapat mencarinya di berbagai sumber seperti internet atau buku.

Aplikasi Teknologi Ramah Lingkungan Teknologi ramah lingkungan telah diterapkan dalam berbagai bidang antara lain di bidang energi, bidang lingkungan, bidang industri, bidang rumah tangga, dan lainnya.

Bidang Energi Biofuel Biofuel, merupakan teknologi penyediaan energi alternatif

dengan menggunakan

sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Biofuel, berasal dari bahan-bahan organik. Tahukah Anda apa yang membedakan biofuel dengan bahan bakar fosil? Keduanya memang berasal dari bahan-bahan organik tetapi biofuel dapat diolah langsung dari bahan organik seperti tumbuh-tumbuhan sedangkan bahan bakar fosil berasal dari hewan atau tumbuhan yang telah mati selama jutaan tahun yang lalu. Ada dua jenis biofuel yaitu dalam bentuk etanol dan biodiesel. Etanol merupakan salah satu jenis alkohol yang dapat dibuat dengan fermentasi karbohidrat atau reaksi kimia gas alam. Beberapa tumbuhan yang mengandung karbohidrat tinggi seperti jagung, sorgum, atau singkong biasanya digunakan untuk menghasilkan etanol. Sedangkan biodiesel merupakan bahan bakar alami yang biasanya diperoleh dari lemak nabati. Penggunaan bahan bakar dengan sumber alam yang dapat diperbaharui akan sangat membantu kita untuk menjamin kelestarian lingkungan dan ketergantungan pada ketersediaan minyak bumi yang semakin menipis. Selain itu sisa pembakaran dari biofuel juga lebih ramah lingkungan.

Biogas Biogas merupakan jenis bahan bakar alternatif yang saat ini sudah banyak digunakan sebagai bahan bakar untuk kebutuhan rumah tangga di Indonesia. Biogas diperoleh dari proses fermentasi bahan- bahan organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang hidup di lingkungan tanpa oksigen). Bakteri anaerob tersebut akan mengubah zat organik menjadi gas metana (CH4) sebesar 75%, dan gas lainnya seperti karbondioksida, hidrogen, dan hidrogen sulfida. Namun demikian, gas yang digunakan sebagai sumber bahan bakar adalah gas metana. Bahan organik yang paling sesuai untuk produksi biogas adalah bahan organik yang berbentuk padat, cair, dan homogen. Saat ini kotoran dan urin hewan ternak menjadi pilihan yang sesuai untuk 141

produksi biogas. Teknik pembuatan biogas secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 4.4. Lingkungan yang memiliki peternakan, tempat atau pabrik pengolahan makanan, seperti tempat pembuatan tahu, tempe, ikan pindang, dan brem, merupakan tempat strategis bagi pembuatan biogas.

Gambar 4.4 Skema Pembuatan Biogas Sumber: ananto-cool.blogspot.com Coba Anda pikirkan mengapa harus di tempat-tempat tersebut? Pabrik makanan tersebut menghasilkan limbah organik yang homogen. Para pemilik pabrik dapat menyatukan semua limbah sisa produksi bahan makanan ke dalam saluran pembuangan untuk kemudian diolah menjadi biogas. Teknologi ini tidak hanya bermanfaat karena mampu menghasilkan sumber energi alternatif, namun juga dapat menjaga kebersihan lingkungan dengan pemanfaatan limbah organik dari hewan ternak dan industri pembuatan makanan.

Sel Surya (Solar Cell) Kita dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan photovoltaic (PV) cell, atau sering disebut solar cell atau sel surya. Pada umumnya sel surya ini memiliki ukuran yang tipis (hampir sama dengan selembar kertas) dan terbuat dari silikon (Si) yang dimurnikan atau polikristalin silikon dengan beberapa logam yang mampu menghasilkan listrik. Tahukah Anda bagaimana sel surya mengubah energi matahari menjadi listrik? Ketika cahaya matahari melalui surya, cahaya menghasilkan emisi ini kemudian dihubungkan dengan sistem tertentu sehingga dihasilkan listrik yang selanjutnya dialirkan dan disimpan pada baterai sehingga dapat digunakan pada saat mendung atau malam hari. Energi yang lebih 142

juga dapat digunakan untuk menggerakkan pompa yang memompa udara ke dalam lubang besar dalam tanah. Udara ini memiliki tekanan yang tinggi sehingga ketika dilepaskan dapat memutar turbin dan menghasilkan listrik.

Gambar 4.5 Skema pemasangan surya Sumber: pompair.com Kita dapat memasang surya pada atap rumah atau menyusunnya dalam lembaranlembaran, dinding bangunan, atau pada permukaan benda lain. Teknologi terbaru pada surya ini adalah adanya motor elektrik yang dapat menjaga surya tetap menghadap cahaya matahari pada siang hari. Dengan demikian, mekanisme surya ini akan mengumpulkan energi 30-40% lebih banyak dari surya biasa. Tahukah Anda bahwa 1 dari 4 penduduk dunia tinggal di negara yang kurang berkembang dan belum menikmati aliran listrik? Pemanfaatan teknologi surya menjadi salah satu cara bagi masyarakat untuk tetap menikmati aliran listrik. Pembangkit listrik tenaga surya ini sekarang sudah digunakan secara besar-besaran di Portugal, Spanyol bagian selatan, Jerman, Korea Selatan, dan Amerika. Saat ini, Indonesia memulai penggunaan teknologi ini untuk memasok listrik di daerah yang belum mendapat aliran listrik. Kita sebagai anak bangsa tentunya harus banyak belajar mengenai teknologi ini sehingga teknologi ini dapat diterapkan di seluruh pelosok nusantara, sehingga semua penduduk Indonesia dapat menikmati adanya aliran listrik. surya memiliki beberapa keunggulan, di antaranya tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca, mampu menghasilkan energi cukup besar, dan mudah dipasang atau dipindahkan atau dikembangkan. Meskipun memiliki banyak keunggulan, surya juga memiliki beberapa kekurangan, di antaranya adalah membutuhkan sistem penyimpanan listrik dan 143

komponen pada surya ini termasuk jenis sampah yang berbahaya sehingga harus didaur ulang dengan benar setelah pemakaian selama 20-25 tahun. Saat ini masalah yang muncul dalam penerapan teknologi ini yaitu tingginya harga produksi dari surya. Meskipun begitu, akhir-akhir ini surya merupakan teknologi yang berkembang cepat untuk menghasilkan listrik.

Mari Kita Diskusikan Indonesia terletak di daerah khatulistiwa sehingga sinar matahari mudah diperoleh. Menurut Anda, apa yang harus dilakukan Indonesia agar dapat memanfaatkan energi matahari untuk pengembangan teknologi yang ramah lingkungan? Coba jelaskan pendapat Anda!

Pembangkit Listrik Tenaga Air (Hydropower) Tenaga air atau hydropower menggunakan energi gerak (energi kinetik) dari aliran air untuk menghasilkan listrik. Siklus air dari hydropower diawali adanya evaporasi atau penguapan air yang kemudian membentuk awan dan hujan. Air hujan yang terdapat pada dataran tinggi, selanjutnya mengalir ke daerah yang lebih rendah melalui sungai.

Gambar 4.6 Pembangkit listrik mikrohidro yang telah diterapkan di masyarakat Sumber: www.merdeka.com Cara yang paling umum untuk memanfaatkan hydropower ini yaitu dengan membangun bendungan yang membentangi sungai besar untuk membentuk tempat penampungan air. Air yang dibendung dialirkan melalui suatu pipa besar dengan debit atau laju tertentu untuk memutar turbin yang akan menghasilkan listrik. Secara umum, alat pembangkit listrik tenaga air terdiri atas generator dan turbin. Generator terdiri atas dua bagian utama yakni stator dan rotor. Stator adalah bagian yang diam yang terdiri atas lilitan kabel dam suatu silinder, sedangkan rotor adalah bagian yang berputar mengelilingi poros. Poros pada rotor generator terhubung dengan rotor pada turbin sehingga ketika turbin bergerak berputar karena adanya aliran air maka lilitan dalam stator akan menghasilkan energi listrik. Jadi, cara kerja 144

pembangkit listrik tenaga air ini mengubah energi gerak dari turbin menjadi energi listrik yang dihasilkan melalui generator. Hydropower merupakan sumber energi terbarukan pertama yang digunakan untuk menghasilkan listrik. Teknologi ini memiliki beberapa keunggulan, antara lain; dapat menghasilkan energi yang besar, membutuhkan biaya yang sedikit, dan sedikit menghasilkan emisi CO2. Di samping itu, teknologi hydropower ini memiliki beberapa kelemahan, antara lain banyaknya tanah yang terganggu dan pengalihan tempat tinggal penduduk, menyumbang emisi metana (CH4) yang dilepaskan di udara akibat terurainya organisme yang mati dalam air, dan mengganggu ekosistem air di daerah muara.

Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut Air Laut dan Ombak (Ocean Power) Kita juga dapat menghasilkan listrik dari aliran air yang berasal dari pasang surut air laut dan ombak. Di beberapa pantai dan muara, level ketinggian air dapat naik atau turun hingga 6 meter bahkan lebih. Bendungan dibangun melintasi bibir pantai dan muara untuk mengambil energi pada aliran air laut ini untuk digunakan sebagai hydropower. Saat ini masih sedikit negara yang menerapkan teknologi ini. Salah satu negara yang sudah menerapkan yaitu di kota La Rance, Prancis. Hal ini disebabkan pembangunan teknologi ini membutuhkan biaya yang sangat besar, alat mudah rusak akibat korosi oleh air laut dan badai, serta di dunia hanya sedikit daerah yang cocok untuk dibangun teknologi ini.

Gambar 4.7 Pembangkit listrik tenaga pasang surut air laut Sumber: sites.google.com Selama bertahun-tahun, ilmuwan dan para teknisi telah mencoba untuk menghasilkan listrik dengan cara mengambil energi dari ombak sepanjang pantai. Mereka telah membuat teknologi berbentuk tabung yang terbuat dari baja dan mirip dengan rantai ular yang dipasang di pantai Portugal. Alat ini akan naik dan turun akibat adanya ombak, dan dapat menghasilkan listrik. Apakah Anda tertantang untuk mengembangkan teknologi ini di Indonesia?

145

Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power) Perbedaan derajat dari sinar matahari yang menyinari bumi pada daerah ekuator dan daerah kutub menyebabkan perbedaan panas di antara daerah tersebut; bersama dengan rotasi bumi, menciptakan aliran udara yang disebut angin. Kita dapat menangkap bentuk tidak langsung dari energi matahari ini dengan turbin angin yang dapat mengubahnya menjadi energi listrik. Akhir-akhir ini, pembangkit listrik tenaga angin menjadi sumber energi dunia terbesar kedua setelah surya. Ada dua jenis pembangkit listrik tenaga angin yang saat ini dikembangkan, yaitu: pembangkit listrik tenaga angin yang dibangun di daratan dan yang dibangun di pantai seperti yang tampak pada Gambar 4.8.

(a) (b) Gambar 4.8 (a) Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang Dibangun di Daratan, (b) Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang Dibangun di Lautan Sumber: http://rodmartin.org, therealdeal.com Pembangkit listrik tenaga angin yang dibangun di daratan harus terletak di daerah yang jauh dan sedikit populasi penduduk. Meskipun pembangkit yang dibangun di pantai membutuhkan biaya yang lebih besar, tetapi pembangkit ini memiliki potensi yang besar. Hal ini disebabkan angin akan bergerak lebih cepat di pantai, lebih kuat, dan lebih stabil daripada angin yang bergerak di daratan, selain itu suara yang ditimbulkan dapat diredam dengan adanya suara ombak. Tidak seperti minyak dan batubara, angin tersebar luas dan tidak pernah habis, dan pembangkit listrik tenaga angin sangatlah bebas polusi. Pembangkit listrik ini dapat dibangun dalam waktu 9-12 bulan dan dapat dikembangkan lebih besar lagi jika diperlukan. Pembangkit listrik tenaga angin merupakan cara paling murah untuk menghasilkan listrik. Jika teknologi ini diterapkan di Indonesia diperkirakan Indonesia tidak akan kekurangan listrik, bahkan listrik di Indonesia akan berlebih. Namun demikian, ada beberapa hal yang perlu dipikirkan ketika membangun 146

pembangkit listrik tenaga angin di suatu daerah di antaranya adalah keberadaan angin yang harus cukup besar dan stabil. Coba Anda pikirkan, daerah manakah di daerah perkotaan yang padat penduduk dan daerah yang jarang penduduk yang membutuhkan banyak pasokan listrik? Daerah padat penduduk lebih banyak membutuhkan pasokan listrik, sedangkan pembangkit listrik tenaga angin harus dibangun di tempat yang jarang penduduknya. Oleh karena itu, pendistribusian listrik yang dihasilkan tidaklah mudah dan murah. Hal inilah yang menjadi salah satu alasan di negara kita sehingga belum ada pembangkit listrik tenaga angin yang dibangun dalam skala besar. Meskipun demikian, di Indonesia sudah mulai mencoba membangun pembangkit listrik tenaga angin, misalnya di Nusa Penida, yaitu suatu pulau kecil di selatan pulau Bali dan juga di Nusa Tenggara Timur. Setelah mengetahui beberapa kendala dalam penerapan pembangkit listrik tenaga angin bukan berarti kita tidak dapat mencoba menerapkannya di Indonesia. Hal tersebut bukanlah alasan bagi kita untuk tidak berusaha mencoba teknologi tenaga angin ini, justru sebagai anak bangsa kita harus terus berupaya melakukan inovasi dalam mengembangkan teknologi baru agar dapat mengatasi permasalahan-permasalahan tersebut. Coba perhatikan daerah tempat tinggal Anda, apabila daerah Anda merupakan tempat yang memiliki angin yang cukup besar dan stabil mungkin saja suatu saat nanti Anda dapat membangun pembangkit listrik tenaga angin untuk mencukupi kebutuhan listrik di daerah Anda secara mandiri.

Geotermal Energi geotermal merupakan panas yang tersimpan dalam tanah, lapisan dasar bumi, dan cairan dalam kerak bumi. Kita dapat menggunakan energi yang tersimpan ini untuk memanaskan

dan

mendinginkan

bangunan

serta

menghasilkan

listrik.

Ilmuwan

memperkirakan bahwa hanya dengan menggunakan 1% dari panas yang tersimpan sedalam 5 km dalam kerak bumi akan menghasilkan energi 250 kali lebih banyak dari minyak dan gas alam yang tersimpan di seluruh lapisan bumi. Salah satu cara untuk mengambil energi geotermal ini dengan menggunakan sistem pompa panas geotermal “geothermal heat pump system”. Sistem ini dapat memanaskan dan mendinginkan sebuah rumah dengan memanfaatkan perbedaan temperatur. Di negara yang memiliki empat musim, pada musim dingin, suatu pipa yang diletakkan dalam tanah dapat mengalirkan cairan yang membawa panas dari dasar bumi menuju sistem pendistribusian panas di rumah. Sebaliknya, pada musim panas, sistem ini bergerak berlawanan, memindahkan panas dari rumah dan menyimpannya dalam tanah. 147

Gambar 4.9 Skema pembangkit listrik geothermal Sumber: http://sukashareee.blogspot.co.id Kita juga dapat mengambil energi dari lapisan bumi yang lebih dalam dengan sistem yang disebut hydrothermal reservoir. Beberapa batuan di dalam bumi memiliki suhu sangat tinggi yang disebabkan oleh adanya pemecahan material radioaktif yang terkandung dalam batuan tersebut. Air dalam tanah bertemu dengan batuan panas sehingga terbentuk uap yang kemudian terakumulasi di antara bebatuan tersebut. Uap air yang terkumpul dalam jumlah besar akan menimbulkan tekanan yang tinggi. Jika kita mengebor bagian tersebut dengan bantuan pipa khusus maka uap air akan keluar dengan kecepatan yang besar. Aliran uap inilah yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga dapat menghasilkan listrik.

Fuel Cell dan Hydrogen Power Matahari menghasilkan energi yang menjaga keberlangsungan hidup di bumi melalui penggabungan inti (fusi) atom-atom hidrogen. Hidrogen merupakan unsur kimia paling sederhana dan paling banyak di alam semesta. Perlu Anda ketahui bahwa, hidrogen yang banyak di alam semesta bukanlah hidrogen bebas yang dapat langsung dimanfaatkan sebagai bahan bakar, tetapi hidrogen tersebut banyak dalam bentuk senyawa, misalnya hidrogen pada air (H2O). Oleh karena itu, para ilmuwan menyatakan bahwa gas hidrogen (H2) akan menjadi bahan bakar di masa depan. Agar hal itu dapat terwujud, ilmuwan saat ini fokus untuk mengembangkan sel bahan bakar “fuel cell” yang menggabungkan gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Reaksi antara gas H2 dengan O2 menghasilkan energi panas yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai sumber listrik. Reaksi antara keduanya dapat dituliskan sebagai berikut: 2H2 + O2 ➔ 2 H2O + energi. 148

Gambar 4.10 Skema Hydrogen Power Sumber: http://rcvt.si Berdasarkan reaksi kimia tersebut dapat kita ketahui bahwa selain energi yang dapat dimanfaatkan hasil lainnya adalah uap air. Ketika uap air ini dilepaskan ke atmosfer maka tidak akan berbahaya sehingga tenaga hidrogen ini ramah lingkungan. Penggunaan secara luas hidrogen sebagai bahan bakar akan menghilangkan masalah polusi udara serta dapat mengurangi kerusakan iklim karena dalam teknologi ini tidak dihasilkan CO2. Hal tersebut tentunya juga harus didukung dengan pengurangan penggunaan bahan bakar fosil (minyak bumi) atau energi nuklir yang menghasilkan CO2 di bumi. Oleh karena itu, diharapkan dengan penggunaan H2 ini di masa depan bumi akan lebih terjaga dari pencemaran udara. Hidrogen juga menyediakan energi lebih banyak daripada bahan bakar lain. Hal ini membuat hidrogen ideal digunakan sebagai bahan bakar pesawat terbang. Permasalahan yang saat ini dihadapi yaitu sedikitnya gas hidrogen murni (H2) di bumi, sehingga hidrogen harus diproduksi melalui senyawa lain yang mengandung unsur (H), seperti CH4 (metana). Kita dapat menghasilkan gas hidrogen (H2) melalui pemanasan air, mengaliri listrik, atau melepas hidrogen dari metana (CH4). Namun saat ini, untuk menghasilkan gas hidrogen dan alatnya membutuhkan energi dan biaya yang sangat besar. Tahukah Anda bahwa hydrogen power ini sudah banyak dikembangkan terutama sebagai bahan bakar mobil. Hal ini dimulai pada tahun 1990, Amory Lovin seorang fisikawan Amerika dan mahasiswanya mendesain mobil sangat ringan, aman, dan menggunakan bahan bakar hidrogen. Ini merupakan dasar dari mobil- mobil berbahan bakar hidrogen yang saat ini sedang dikembangkan oleh pabrik mobil. Bahkan di Jepang, teknologi ini sudah dikembangkan untuk menghasilkan listrik yang dapat memenuhi kebutuhan listrik suatu kota kecil. Di Kanada, teknologi ini sudah diproduksi dengan ukuran yang tidak terlalu besar. Alat ini mampu 149

menghasilkan H2 dari air. Alat ini juga dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan berbahan bakar hidrogen. Nah, bagaimana menurut Anda? Tentunya Anda sangat tertarik untuk belajar teknologi ini bukan? Dengan mempelajari teknologi ini lebih lanjut dan lebih dalam tentunya Anda dapat menguasai teknologi ini dan mampu membuat mobil berbahan bakar hidrogen untuk masyarakat Indonesia.

Bidang Transportasi Kendaraan Hidrogen (Hydrogen Vehicle) Kendaraan hidrogen merupakan kendaraan yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar penggerak mesin. Di dalam kendaraan ini terpasang alat yang mampu mengubah energi kimia dari hidrogen menjadi energi mekanik, dengan cara membakar hidrogen dalam mesin pembakaran internal atau dengan mereaksikan hidrogen dengan oksigen dalam fuel cell untuk menggerakkan motor listrik. Banyak perusahaan luar yang telah mengembangkan kendaraan ini dan diharapkan dapat berkembang pesat di tahun-tahun mendatang. Mobil berbahan bakar hidrogen yang telah dikembangkan antara lain: Chevrolet Equinox Fuel Cell, Honda FCX Clarity, Hyundai ix35 Fuel Cell, dan Mercedes-Benz B- Class F-Cell. Kendaraan ini mampu melaju dengan kecepatan 450 km/jam. Selain mobil berbahan bakar hidrogen, di Cina juga telah dikembangkan sepeda hidrogen, sepeda motor hidrogen, dan skuter hidrogen. Saat ini perusahaan pesawat terbang seperti Boeing, Lange Aviation, dan German Aerospace Center juga telah mengembangkan pesawat berbahan bakar hidrogen

Gambar 4.11 Alat Transportasi Berbahan Bakar Hidrogen, (a) Mobil Hidrogen, (b) Pesawat Hidrogen, (c) Sepeda Hidrogen Sumber: en.wikipedia.org 150

Mobil Surya (Solar Car) Mobil surya merupakan mobil yang energi utamanya berasal dari sinar matahari. Salah satu contoh mobil surya adalah bus surya. Bus ini menggunakan sinar matahari untuk memberikan energi pada alat- alat listrik dalam bus dan energi yang digunakan sebagai penggerak pada mesin bus. Bus surya yang saat ini ada merupakan kendaraan yang menggunakan baterai sebagai tempat penyimpanan listrik yang diperoleh dari cahaya matahari atau sumber yang lain. Pengembangan bus surya ini sejalan dengan berkembangnya teknologi surya atau photovoltaic cell. Pada bus surya ini terdapat surya yang terpasang pada atap bus yang dapat mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh mesin bus. Pengenalan bus ini sebagai alat transportasi umum bertujuan untuk mengembangkan alat transportasi yang ramah lingkungan.

Gambar 4.12 Bus Surya Sumber: en.wikipedia.org Negara yang pertama kali menerapkan bus surya ini yaitu Australia, yaitu di kota Adelaide. Bus ini dikenal dengan nama Tindo Solar Battery-Charged Bus (Tindo = matahari) dan beroperasi semenjak tahun 2007. Bus ini 100% menggunakan energi matahari, dilengkapi dengan pendingin ruangan, dan mampu membawa 40 orang. Bus ini tidak memiliki surya pada atapnya, namun bus ini mendapatkan energi listrik dari stasiun bus pusat di Adelaide. Negara Cina juga telah mengembangkan bus surya ini, bus surya ini diterapkan di kota Qiqihar, dan mulai beroperasi pada bulan Juli 2012. Bus ini mendapatkan energi dari baterai litium-ion (Li-Ion) yang dapat diisi ulang menggunakan surya yang ada pada atap bus. Bus ini mampu membawa sebanyak 100 orang. Di Indonesia sudah dikembangkan mobil tenaga surya oleh Institut Teknologi Sepuluh 151

November (ITS) Surabaya sejak tahun 2013 dan sudah meraih banyak kejuaraan dunia di antaranya di Jepang dan Australia. Mobil ini dapat mencapai kecepatan 100 km/jam dan memiliki daya simpan baterai sebesar 5 KW.

Mobil Listrik (Electric Car) Mobil listrik merupakan mobil yang didorong oleh satu atau lebih motor listrik, menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai atau alat penyimpanan energi yang lain. Motor elektrik ini mampu memberikan tenaga putaran dengan cepat dan memberikan percepatan yang kuat namun halus. Mobil listrik ini pertama kali dibuat pada tahun 1884 oleh seorang berkebangsaan Inggris, Thomas Parker. Mobil listrik ini baru berkembang pesat pada tahun 2008, semenjak ditemukannya teknologi pengaturan tenaga baterai dan mahalnya bahan bakar fosil. Keuntungan dari penggunaan mobil listrik ini antara lain mengurangi polusi udara, karena mobil ini tidak menghasilkan polutan dan mengurangi efek rumah kaca. Namun, penggunaan teknologi ini secara besar-besaran masih menjumpai beberapa hambatan, antara lain: masih tingginya biaya produksi, minimnya infrastruktur isi ulang bahan bakar listrik, dan masih takutnya pengemudi akan kehabisan listrik sebelum sampai di tujuan. Tahukah Anda bahwa di Indonesia juga sudah mulai mengembangkan mobil tenaga listrik yang ramah lingkungan? Pada tahun 2013 Fakultas Teknik Universitas Brawijaya dan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) telah mengembangkan prototipe mobil listrik yang berkapasitas empat orang.

(a)

(b) Gambar 4.13 (a) Mobil Listrik Pertama Produksi Thomas Parker Tahun 1884 (b) Mobil Listrik Produksi ITS Sumber: (a) en.wikipedia.org, (b) dokumen kemdikbud.

Bidang Lingkungan Biopori Biopori dikenal dengan istilah Teknologi Lubang Resapan (TLR), merupakan teknik untuk membuat wilayah resapan air hujan. Teknik biopori memiliki prinsip yang sama dengan 152

sumur resapan, namun teknik ini diterapkan dengan menyediakan area yang dibuat berlubanglubang kecil (berpori) yang nantinya akan menyerap air hujan dan kemudian disalurkan ke dalam tempat penampungan air. Biopori sangat bermanfaat bagi pelestarian keseimbangan lingkungan.

Gambar 4.14 Teknologi biopori untuk pembuatan kompos Sumber: http://tutoriallingkungan.blogspot.co.id Selain dapat mencegah banjir di musim hujan, biopori juga dapat menjamin ketersediaan air pada musim kemarau. Biopori juga dapat diandalkan untuk mencegah penyebaran penyakit yang disebabkan oleh adanya genangan air, seperti demam berdarah, malaria, dan kaki gajah. Kesuburan dan kelestarian organisme tanah juga dapat terjaga dengan teknologi ini. Lubang-lubang resapan air ini sekaligus juga dapat dimanfaatkan untuk membuat kompos, yakni dengan memberikan sampah organik seperti dedaunan atau sisa makanan.

Fitoremediasi Masih ingatkah Anda materi bioremediasi? Fitoremediasi merupakan salah satu bentuk bioremediasi. Fitoremediasi merupakan penggunaan tumbuhan untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan, atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa organik maupun anorganik. Melalui fitoremediasi ini polutan (zat penyebab polusi) seperti logam berat, pestisida, minyak, dan zat lain yang mengotori tanah, air, atau udara dapat dikurangi bahkan dihilangkan. Fitoremediasi baru berkembang pada awal tahun 1990, yaitu dimulai dari kesuksesan dalam memperbaiki daerah tercemar oleh zat radioaktif sesium (Cs), stronsium (Sr), dan uranium (U) di Chernobyl, Rusia dengan menggunakan tumbuhan bunga matahari. Keunggulan teknologi fitoremediasi ini antara lain: ramah lingkungan, biaya operasional rendah, mudah untuk diaplikasikan, aman digunakan, tanah dapat menjadi lebih 153

subur dan dapat membuat kualitas lingkungan menjadi lebih baik. Contoh tumbuhan yang dapat digunakan dalam fitoremediasi adalah bunga matahari, sawi, eceng gondok, padi, tembakau, dan lidah mertua.

Gambar 4.15 Tanaman eceng gondok, salah satu tanaman untuk fitoremediasi Sumber: Dokumen Kemdikbud

Toilet Pengompos (Composting Toilet) Composting toilet merupakan toilet kering yang menggunakan proses secara aerob untuk menghancurkan atau mendekomposisi feses yang dihasilkan manusia. Toilet pengompos dapat digunakan sebagai pengganti toilet air pada umumnya. Toilet ini biasanya ditambah dengan campuran serbuk gergaji, sabut kelapa, atau lumut tertentu untuk membantu proses aerob, menyerap air, dan mengurangi bau. Proses dekomposisi ini umumnya lebih cepat dari proses dekomposisi secara anaerob yang digunakan pada septic tank.

Teknologi Pemurnian Air (Water Purification) Percobaan mengenai pemurnian air pertama kali dilakukan pada abad ke-17. Sir Francis Bacon mencoba untuk mengambil garam dari air laut melalui saringan pasir. Meskipun percobaan ini belum berhasil, percobaan ini dikenal sebagai awal dari proses pemurnian air. Pemurnian air merupakan suatu proses penghilangan zat-zat kimia, kontaminan biologis, partikel-partikel padat, dan gas-gas dari air yang terkontaminasi atau kotor. Tujuan dari proses ini yaitu untuk menghasilkan air yang dapat digunakan untuk keperluan tertentu. Secara umum, proses pemurnian air merupakan proses kajian fisika, kimia, dan biologi. Secara fisika, pada proses pemurnian air ada proses filtrasi atau penyaringan, sedimentasi atau pengendapan, dan destilasi atau penyulingan. Secara biologis, ada pemberian karbon aktif. Secara kimia, ada pemberian klorin (Cl2) atau penyinaran dengan sinar ultraviolet (UV). Karbon aktif, klorin, dan sinar ultraviolet dapat berperan sebagai pembunuh kuman yang ada dalam air.

154

Ada banyak teknologi dalam pemurnian air, di antaranya adalah sebagai berikut. Teknologi Pemurnian Air Sederhana Pemurnian air dapat dilakukan dengan membuat alat yang berbentuk tabung yang di dalamnya terdapat lapisan-lapisan bahan seperti pasir, kerikil, batu, arang, ijuk atau sabut kelapa, dan dapat juga ditambah dengan kapas atau kain katun. Pada penjernihan air dilakukan proses penyaringan kotoran padat yang larut dalam air dengan pasir, kerikil, dan ijuk atau sabut kelapa. Air yang tersaring kotorannya akan melewati arang yang dapat mengurangi kumankuman dalam air. Air kotor dapat dituangkan ke dalam tabung melalui bagian atas tabung, selanjutnya air mengalir pada bagian bawah tabung karena adanya gaya gravitasi atau dibantu dengan tekanan dari luar. Selama mengalir ke bagian bawah tabung, air akan mengalami proses penyaringan sehingga pada bagian bawah dapat diperoleh air bersih. Agar lebih memahami teknologi sederhana pemurnian air Mari kita lakukan Aktivitas 4.2.

Mari Kita Lakukan

Aktivitas 4.2 Membuat Alat Pemurnian Air Sederhana Apa yang Anda perlukan? 1. 2 botol air minum ukuran besar (1 liter atau lebih), 2. pasir, 3. kerikil, 4. batu, 5. arang, 6. ijuk atau sabut kelapa, 7. kapas/kain, 8. tongkat bambu, 9. kawat, 10. waskom, 11. karet gelang/tali, dan 12. air kotor.

155

Perhatikan gambar berikut untuk membuat alat pemurnian air sederhana.

Gambar 4.16 Skema Teknologi Pemurnian Air Sederhana Sumber: Dokumen Kemdikbud Apa yang harus Anda lakukan? 1. Potonglah satu botol air mineral seperti pada Gambar 4.16 2. Buatlah lapisan-lapisan bahan penyaring dengan cara memasukkan bahan-bahan ke dalam

botol.

Dengan

urutan

sebagai

berikut:

batu➔kerikil➔arang➔pasir

halus➔ijuk➔pasir halus➔ijuk. Agar lebih jelas coba perhatikan kembali Gambar 4.16. 2. Anda dapat mengganti urutan-urutan lapisan bahan sesuai dengan kesepakatan kelompok. 3. Catatlah urutan-urutan lapisan yang Anda buat jika memang berbeda dengan petunjuk. 4. Pasang kapas atau kain pada bagian ujung botol, lalu ikat dengan karet atau tali. 5. Letakkan botol pada suatu penyangga. 6. Tuangkan air kotor ke alat yang sudah Anda siapkan. Amati air yang keluar dari alat tersebut. 7. Bandingkan kejernihan air yang keluar dengan air yang masuk. 8. Catatlah juga kecepatan dalam proses penyaringan. Kecepatan proses penyaringan dapat dihitung dengan membandingkan volume air yang tertampung dengan waktu tertentu (misalnya dalam waktu 15 menit). 9. Bandingkan kualitas air hasil saringan kelompok Anda dengan kelompok yang lain.

Apa yang perlu Anda diskusikan? 1. Mengapa air yang semula kotor setelah dimasukkan dalam alat yang Anda buat berubah menjadi lebih jernih? Gunakan data hasil pengamatan Anda untuk jawaban Anda! 156

2. Apakah kualitas air hasil kelompok Anda berbeda dengan kelompok yang lain? Mengapa demikian? 3. Setelah membandingkan dengan hasil kelompok lain, bagaimanakah hubungan kecepatan pemurnian air dengan kejernihan air yang dihasilkan! 4. Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan dan diskusi Anda!

Teknologi Osmosis Balik Osmosis balik merupakan teknologi pemurnian air yang menggunakan prinsip kebalikan dengan prinsip osmosis. Osmosis balik menggunakan prinsip tekanan untuk mengatasi tekanan osmotik yang terjadi secara alami. Masih ingatkah Anda tentang konsep osmosis? Untuk mengingat kembali perhatikan Gambar 4.17 berikut! Piston terdorong ke atas akibat tekanan osmosis alami

Air

Larutan Encer

Piston

Partikel garam

Partikel garam

Larutan Pekat Membran Semipermeabel

Gambar 4.17 Set percobaan osmosis Sumber: Dokumen Kemdikbud Pada Gambar 4.17 terdapat sebuah tabung yang berisi larutan garam dan diberi pemisah membran semipermeabel, yaitu suatu membran yang hanya dapat dilewati oleh molekul tertentu, tetapi tidak dapat dilalui oleh zat lainnya. Contoh zat yang dapat melalui membran semipermeabel adalah air. Pada proses osmosis, pelarut (misalnya air) secara alami berpindah dari daerah yang memiliki konsentrasi zat terlarut (misalnya garam) rendah (encer) melalui suatu membran menuju daerah yang memiliki konsentrasi zat terlarut tinggi (pekat). Pergerakan alami pelarut ini bertujuan untuk menyamakan konsentrasi zat terlarut pada kedua sisi bagian membran. Sebaliknya, pada osmosis balik, pelarut seperti air akan bergerak dari larutan yang pekat ke larutan yang encer. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya tekanan dari luar sehingga dapat membalik aliran alami. Agar lebih memahami mekanisme osmosis balik 157

coba perhatikan Gambar 4.18!

Gambar 4.18 Set percobaan osmosis balik Sumber: Dokumen Kemdikbud Adanya tekanan dari luar akan menyebabkan air dari larutan yang pekat mengalir ke arah larutan encer. Sehingga dapat dihasilkan air yang tidak mengandung garam. Teknologi osmosis balik ini diterapkan dalam pembuatan air minum dari air laut, yakni dengan menghilangkan garam dan zat-zat lain yang tercampur dengan molekul air. Tahukah Anda di Indonesia pun sudah menerapkan teknologi ini? Diantaranya di daerah Bali dan Aceh.

Gambar 4.19 Teknologi Osmosis Balik Skala Industri Sumber: en.wikipedia.org 158

Bidang Industri Biopulping Biopulping adalah teknologi ramah lingkungan yang terinspirasi dari proses pelapukan kayu dan sampah tanaman oleh mikroorganisme. Proses pelapukan dilakukan secara alami oleh beberapa jenis mikroba dan jamur, sehingga sampah dari pohon-pohon yang telah mati akan kembali diserap oleh alam secara alami. Saat ini kendala besar yang dihadapi oleh para pemilik industri berbahan baku seperti pabrik kertas adalah proses pengolahan limbah yang mengandung zat kayu (lignin) yang membutuhkan proses lama dan berbahaya terhadap kelestarian lingkungan sekitar. Biasanya limbah dari pabrik kertas akan diuraikan dengan menggunakan bahan kimia seperti soda api, sulfit, dan garam sulfida. Bahan kimia ini akan memberikan efek negatif jika digunakan secara terus menerus. Terinspirasi dari kemampuan mikroba dalam proses pelapukan kayu, para ahli saat ini mulai mengembangkan proses pengolahan limbah dengan menggunakan mikroorganisme yang mampu menguraikan lignin secara alami yang banyak ditemui secara bebas di alam. Contoh mikroorganisme yang digunakan yaitu dari jenis kapang (jamur) Phlebia subserialis dan Ceriporiopsis subvermispora.

(a)

(b)

Gambar 4.20 Teknologi biopulping menguraikan limbah secara alami dengan mikroorganisme Sumber: (a) www.esf.edu (b) photos.uc.wisc.edu

Perilaku Hemat Energi dalam Keseharian Coba perhatikan lingkungan sekitar Anda, pernahkah Anda merasakan bahwa semakin hari semakin banyak kendaraan bermotor di sekitar kita? Jumlah kendaraan bermotor semakin bertambah karena semakin banyaknya penduduk yang membutuhkan alat transportasi terutama di daerah perkotaan. Pernahkah Anda berpikir apa akibat dari banyaknya kendaraan bermotor ini? Semakin banyaknya kendaraan bermotor dapat menyebabkan polusi udara. Polusi udara tentu sangat mengganggu kesehatan kita dan kelestarian lingkungan. Coba Anda ingat 159

kembali tentang dampak pencemaran udara! Begitu banyak dampak polusi udara pada kehidupan manusia dan lingkungan alam. Oleh karena itu, mulai saat ini kita harus berupaya untuk menguranginya. Penggunaan kendaraan yang ramah lingkungan merupakan salah satu upaya dalam pelestarian lingkungan. Para ahli di bidang otomotif juga mulai memproduksi kendaraan hybrid, yang bahan bakarnya selain menggunakan BBM juga menggunakan energi listrik dari cahaya matahari seperti yang telah Anda pelajari pada sebelumnya. Selain dengan menggunakan kendaraan yang ramah lingkungan, masih banyak contoh perilaku hemat energi dalam kehidupan sehari-hari, misalnya sebagai berikut: 1. Membudayakan penggunaan sepeda atau jalan kaki untuk kegiatan sehari-hari. Selain menghemat BBM, penggunaan sepeda dan jalan kaki juga dapat mengurangi polusi udara dan meningkatkan kesehatan. 2. Mematikan kendaraan jika sedang tidak digunakan dan jangan terlalu lama menyalakan kendaraan ketika akan digunakan. 3. Mematikan lampu saat tidur dan saat siang hari. Oleh karena itu, saat membangun atau merenovasi rumah, sebaiknya membuat rumah dengan banyak jendela sehingga cahaya matahari dapat masuk ke dalam rumah. 4. Jika menggunakan pompa air listrik untuk mengalirkan air, penuhilah bak mandi dan tempat penampungan air dalam sekali waktu. Atap Pakai aluminium foil sehingga dapat memantulkan panas yang masuk ke dalam rumah

Kamar Mandi Gunakan toilet yang hemat air Periksa kebocoran air sehingga tidak terbuang percuma Matikan pemanas air jika tidak digunakan

Dapur Gunakan alat pemasak dari listrik daripada berbahan bakar minyak bumi Gunakan lemari pendingin yang ramah lingkungan dan hemat energi

Tanam pepohonan di halaman rumah agar udara tetap bersih dan segar

Ruang lain Gunakan lampu LED atau lampu neon daripada lampu pijar Matikan lampu, TV, komputer, dan alat elektronik lain jika tidak digunakan. Buka jendela agar udara bersih dapat masuk ke dalam rumah atau gunakan kipas angin dari pada menggunakan AC

Gambar 4.21 Rancangan Rumah yang Hemat Energi Sumber: Miller & Spoolman, 2012 160

5. Membuat jadwal mencuci dan menyeterika pakaian secara teratur. Misal masingmasing dua kali seminggu untuk seluruh pakaian yang kotor. 6. Jika menggunakan kendaraan sebaiknya berangkat lebih pagi agar terhindar dari kemacetan. Kemacetan di jalan membuat kendaraan membuang bahan bakar secara percuma. 7. Memilih peralatan rumah tangga yang hemat energi. Misalnya mengganti lampu pijar yang menghasilkan warna kuning dengan lampu neon yang menghasilkan warna putih atau lampu LED (light emitting diode) yang dapat bertahan hingga 15 tahun. 8. Jangan buang kertas-kertas bekas begitu saja, tanamkan dalam diri bahwa setiap menggunakan sebuah kertas maka kita telah menebang sebuah pohon. 9. Menggunakan air secukupnya saat mandi atau mencuci.

Mari Kita Lakukan

Selain perilaku hemat energi yang telah dipaparkan di atas, apakah yang dapat Anda terapkan dalam kehidupan sehari-hari agar dapat menghemat energi? Tuliskan pada tabel berikut! No

Aktivitas

Keterangan

Keterangan: Berilah tanda cek atau centang (v) jika sudah Anda lakukan di rumah dan berilah tanda silang (X) jika belum Anda lakukan.

Teknologi Tidak Ramah Lingkungan Setelah Anda mempelajari tentang teknologi ramah lingkungan, masih ingatkah Anda apa saja prinsip-prinsip teknologi ramah lingkungan? Apabila suatu teknologi tidak sesuai dengan prinsip- prinsip tersebut maka penerapan teknologi itu termasuk teknologi tidak ramah lingkungan. Beberapa prinsip teknologi tidak ramah lingkungan di antaranya adalah teknologi tersebut menghasilkan sisa atau limbah yang dapat membahayakan lingkungan, sumber energi yang digunakan adalah sumber energi yang tidak dapat diperbarui, selain itu penerapan teknologi tidak ramah lingkungan ini kurang memperhatikan kelestarian lingkungan. Agar 161

Anda lebih memahami apa saja contoh teknologi tidak ramah lingkungan ayo pelajari bagian berikut ini dengan seksama.

Teknologi Pengolahan Minyak Bumi Minyak merupakan komoditas yang sangat penting karena dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Minyak dibutuhkan bagi hampir semua negara di dunia. Kita menggunakan minyak untuk membuat makanan, untuk transportasi masyarakat dan barang, membuat barang- barang sehari-hari seperti plastik, hingga aspal di jalan. Petroleum atau minyak mentah pada umumnya “light crude oil” merupakan cairan hitam dan lengket yang keluar dari bumi dan mengandung berbagai senyawa hidrokarbon yang dapat terbakar, serta sedikit sulfur, oksigen, dan nitrogen. Minyak ini terbentuk dari makhluk hidup yang telah mati pada jutaan tahun yang lalu terjebak dalam suatu ruang yang ditutupi oleh bebatuan di dalam tanah atau di dasar laut. Jenis minyak ini menyusun 30% dari persediaan minyak bumi. Untuk mengambilnya kita harus mengebor ke dalam ruangan yang berisi minyak tersebut lalu memompanya keluar. Setelah beberapa tahun, cadangan minyak dalam ruang ini akan menipis hingga akhirnya habis. Setelah dipompa keluar minyak ini lalu disalurkan melalui pipa, truk, atau kapal minyak menuju kilang minyak. Di kilang minyak ini minyak mentah dipanaskan untuk memisahkan komponen-komponen penyusunnya berdasarkan titik didih. Secara sederhana proses penyulingan minyak bumi dapat Anda lihat pada ilustrasi Gambar 4.22 berikut ini.

162

Gambar 4.22 Alat Penyulingan Minyak Bumi Sumber: Miller & Spoolman, 2012 Jenis minyak mentah yang lain sebesar 70% cadangan di bumi yaitu minyak mentah yang terkandung dalam bebatuan atau pasir minyak yang biasa disebut “heavy crude oil” yang bercampur dengan air, dan banyak mengandung sulfur. Minyak jenis ini banyak terdapat di Kanada. Namun, eksploitasi sumber ini memiliki banyak dampak berbahaya terhadap tanah, udara, air, makhluk hidup, dan iklim. Sebelum dilakukan penambangan, hutan terlebih dahulu ditebang, aliran air dikeringkan, dan beberapa aliran sungai dialihkan. Selanjutnya, timbunan seperti tanah berpasir, bebatuan, dan tanah lempung diambil sehingga terlihat bebatuan dan pasir minyak. Selanjutnya, bebatuan dan pasir minyak tersebut digali dengan bantuan alat berat lalu dibawa menggunakan truk besar menuju tempat pemrosesan selanjutnya. Bebatuan dan 163

pasir minyak dicampur dengan air panas dan uap untuk diambil kandungan bitumennya lalu diubah menjadi minyak mentah yang selanjutnya siap untuk diolah di kilang minyak.

Gambar 4.23 Tambang pasir minyak di kanada Sumber: http://www.dw.com Untuk mengambil minyak dari pasir minyak, sangat banyak komponen tanah di Kanada yang telah dipindahkan. Bahkan terbesar di dunia. Produksi ini juga menghasilkan polusi udara yang akan menyelimuti daerah tambang dengan debu, uap, asap, dan bau. Selain itu, produksi ini menghasilkan emisi gas rumah kaca tiga hingga lima kali dari pada produksi dari minyak mentah pada umumnya. Selain itu pada produksi ini digunakan sejumlah air dan membentuk kubangan seperti danau yang berisi air limbah dan kotoran yang beracun. Setiap tahun, banyak burung yang bermigrasi dan mencoba untuk meminum air ini mati. Tanggul dari danau ini berpotensi untuk bocor dan hancur sehingga dapat menyebabkan melubernya lumpur beracun ke daratan yang di dekatnya dan ke dalam aliran sungai. Metode produksi minyak dari sumber ini sangat tidak efektif, kotor, dan merusak lingkungan.

Gambar 4.24 Burung yang terkena limbah minyak Sumber: Campbell, dkk., 2008

164

Mari Kita Diskusikan 1. Apakah produksi minyak dari bebatuan dan pasir minyak “heavy crude oil” perlu untuk terlus dilakukan? Jelaskan! Jika tidak, bagaimana alternatifnya? 2. Apakah manfaat dari produksi minyak dari bebatuan dan pasir minyak "heavy crude oil" seimbang dengan kerusakan yang diakibatkan? Jelaskan!

Teknologi Pengolahan Batubara Batubara merupakan bahan bakar fosil berbentuk padat yang terbentuk dari beberapa tahapan dan berasal dari tanaman darat yang terkubur 300-400 juta tahun lalu kemudian terpapar panas yang tinggi dan tekanan selama jutaan tahun. Dari dulu, batubara telah digunakan secara luas untuk menghasilkan panas dan listrik. Saat ini ada banyak pembangkit listrik yang menggunakan batubara untuk menghasilkan listrik. Di dunia industri batubara juga digunakan untuk sebagai sumber energi dalam membuat baja, semen, atau produk lain. Cina, Amerika Serikat, dan India merupakan tiga negara terbesar dalam pembakaran batubara. Cina merupakan negara yang menjadi penyumbang emisi CO2 dan SO2 terbesar di dunia, yang merupakan salah satu komponen penyebab hujan asam dan menyebabkan penyakit pada manusia.

Gambar 4.25 Industri Batubara di Indonesia Sumber: swa.co.id/ Batubara merupakan bahan bakar fosil paling besar di dunia. Masyarakat dunia menggantungkan diri pada batubara sebagai sumber energi utama dalam waktu ratusan tahun. Permasalahan yang muncul ketika kita menggunakan batubara sebagai bahan bakar adalah batubara merupakan bahan bakar yang paling kotor di antara bahan bakar yang lain. Bahkan sebelum batubara dibakar, proses produksi batubara sehingga siap digunakan pun telah merusak tanah dan mencemari air dan udara. Ketika batubara dibakar secara langsung dengan 165

tanpa menggunakan alat pengontrol pembakaran, maka dapat menyebabkan polusi udara. Di dalam batubara banyak terkandung karbon dengan sedikit sulfur. Ketika dibakar sulfur akan dilepas dalam bentuk gas belerang dioksida (SO2). Pembakaran batubara juga menghasilkan partikel karbon hitam dalam jumlah yang sangat banyak. Partikel- partikel ini dapat masuk ke dalam paru-paru dan menyebabkan penyakit pernapasan. Secara sederhana proses pengolahan batubara sebagai pembangkit listrik dapat Anda lihat pada ilustrasi Gambar 4.26 berikut ini.

Gambar 4.26 (a) Skema dan (b) Foto Pembangkit Listrik Tenaga Uap dengan Tenaga Batubara Sumber: http://www.goanobserver.in, housesofmaputo.blogspot.com Permasalahan lain akibat pembakaran batubara yaitu adanya emisi zat radioaktif. Pembangkit listrik yang menggunakan batubara sebagai sumber energi menghasilkan zat radioaktif 100 kali lebih banyak daripada pembangkit listrik tenaga nuklir. Limbah padat batubara juga harus disimpan dalam tempat yang aman karena bersifat racun.

166

Mari Kita Pikirkan! Sumber batubara di Indonesia sangatlah melimpah. di Indonesia juga banyak pembangkit listrik yang membakar batubara untuk memutar turbin sehingga menghasilkan. Menurut pendapat Anda, apa yang terjadi jika hal ini terus dilakukan dan apa dampaknya bagi lingkungan alam? Jelaskan jawaban Anda. Mari Kita Renungkan Tahukah Anda bahwa di negara kita tercinta Indonesia semua sumberdaya alam baik yang dapat diperbarui seperti cahaya matahari, geotermal, angin, gelombang pasang, dan tenaga air dari aliran sungai maupun yang tidak dapat diperbaharui seperti batubara, gas alam, dan minyak bumi sangatlah melimpah. Namun, semua sumber daya tersebut belum dimaksimalkan untuk kesejahteraan bangsa Indonesia, sehingga masih banyak penduduk Indonesia yang kesejahteraannya masih rendah. Salah satu penyebabnya adalah bangsa Indonesia belum mampu menciptakan teknologi untuk mengolahnya sebaik mungkin dengan teknologi yang tepat. Oleh karena itu, ayo kita sebagai generasi penerus bangsa belajar dengan sungguhsungguh agar dapat mengembangkan teknologi ini sehingga kesejahteraan bangsa Indonesia dapat meningkat!

167

Rangkuman Selamat, Anda telah menyelesaikan modul tentang Teknologi Ramah Lingkungan. Hal-hal penting yang telah Anda pelajari dalam modul Teknologi Ramah Lingkungan ini adalah sebagai berikut. Berdasarkan dampaknya terhadap lingkungan, teknologi dapat dibagi menjadi dua yaitu teknologi tidak ramah lingkungan dan teknologi ramah lingkungan. Teknologi ramah lingkungan merupakan bentuk aplikasi teknologi dengan tujuan memberi kemudahan bagi aktivitas dan pemenuhan kebutuhan manusia dengan memperhatikan prinsip-prinsip pelestarian lingkungan. Beberapa prinsip teknologi ini di antaranya adalah tidak menghasilkan limbah yang berbahaya serta menggunakan energi yang berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Teknologi ramah lingkungan dapat diaplikasikan pada beberapa bidang kehidupan diantaranya adalah bidang energi, bidang lingkungan, bidang industri, bidang rumah tangga, dan lainnya. Contoh teknologi ramah lingkungan dalam bidang energi antara lain teknologi biofuel, biogas, sel surya, dan pembangkit listrik tenaga air, tenaga pasang surut air laut, tenaga angin, geotermal, fuel cell, dan hydrogen power. Contoh teknologi ramah lingkungan dalam bidang lingkungan adalah biopori, fitoremediasi, teknologi toilet pengompos, dan teknologi pemurnian air. Contoh teknologi ramah lingkungan dalam bidang transportasi, misalnya kendaraan hidrogen, bus surya, mobil listrik. Sedangkan contoh teknologi ramah lingkungan di bidang industri adalah biopulping. Teknologi tidak ramah lingkungan pada umumnya menggunakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui seperti minyak bumi atau batubara. Selain itu teknologi tidak ramah lingkungan juga kurang memperhatikan kelestarian lingkungan.

168

Tugas Untuk memahami lebih jauh tentang Teknologi Ramah Lingkungan, kerjakanlah tugas berikut. 1. Biopori dapat dilakukan di sekitar rumah kita. Jelaskan manfaat diterapkan biopori di lingkungan dan apakah dampaknya jika biopori tidak dilakukan? 2. Kegiatan apakah yang dapat Anda lakukan untuk menghemat penggunaan energi? Berikan contohnya dalam kehidupan sehari- hari! 3. Sebagai penerus bangsa Indonesia teknologi manakah yang lebih baik dikembangkan antara teknologi pengolahan minyak bumi atau batubara dan teknologi pengubahan energi angin atau air menjadi energi listrik? Jelaskan. 4. Bagaimana teknik pemurnian air sederhana? Buatlah skema alatnya dan beri penjelasan! 5. Bagaimana kebijakan pemerintah Indonesia terkait pemanfaatan energi alternatif? Jelaskan potensi energi alternatif yang ada di Indonesia dan berikan contoh pemanfaatan energi alternatif yang telah dilakukan di Indonesia! Buatlah dalam bentuk makalah singkat. Rubrik penilaian Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. Aspek penilaian

Bobot

1.

Menjelaskan manfaat diterapkan biopori di lingkungan

15%

2

Menjelaskan upaya yang dapat dilakukan untuk menghemat

15%

penggunaan energi 3

Menganalisis pemanfaatan teknologi ramah lingkungan

15%

4

Mendeskripsikan teknik pemurnian air sederhana

15%

5

Menganalisis pemanfaatan energi alternatif di Indonesia

40%

Total

100%

169

Tes Formatif A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat! 1. Sumber energi yang paling aman bagi lingkungan adalah.... A. minyak bumi B. batubara C. energi matahari D. nuklir 2. Minyak mentah dapat diolah menjadi berbagai jenis bahan bakar seperti bensin, avtur, kerosin serta aspal. Prinsip dasar dalam pengolahan minyak mentah tersebut adalah.... A. pemanasan dan pemisahan berdasarkan titik didih B. penyaringan berdasarkan ukuran molekul C. penyaringan berdasarkan berat jenis molekul D. pemisahan berdasar kelarutannya pada pelarut tertentu 3. Pembakaran batubara untuk digunakan sebagai sumber energi dapat memiliki beberapa dampak negatif. Berikut ini yang bukan merupakan dampak negatif dari pembakaran batubara yang tidak terkontrol adalah.... A. menghasilkan zat radioaktif B. menghasilkan gas natrium klorida C. menyebabkan gangguan pernapasan D. menyebabkan polusi udara 4. Bentuk aplikasi teknologi yang memberikan kemudahan bagi manusia dalam memenuhi kebutuhannya namun tetap menjaga kelestarian lingkungan baik sekarang maupun yang akan datang merupakan pengertian dari.... A. bioteknologi B. bioremediasi C. teknologi modern D. teknologi ramah lingkungan 5. Berikut ini yang bukan merupakan prinsip-prinsip teknologi yang tetap menjaga kelestarian lingkungan adalah.... A. menjaga keberlangsungan lingkungan di masa depan B. memperhatikan keseimbangan lingkungan, sosial, dan ekonomi C. menggunakan bahan-bahan yang tidak dapat didaur ulang D. menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui 170

6. Contoh aplikasi teknologi ramah lingkungan dalam bidang energi adalah sebagai berikut, kecuali.... A. teknologi biofuel B. teknologi osmosis balik C. teknologi surya D. teknologi geotermal 7. Teknologi penyediaan energi alternatif dengan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui berupa tumbuh- tumbuhan disebut.... A. teknologi biofuel B. teknologi fuel cell C. teknologi biogas D. teknologi biopori 8. Keunggulan dari penggunaan surya untuk menghasilkan energi listrik adalah sebagai berikut, kecuali.... A. tidak menghasilkan emisi rumah kaca B. mudah dipasang dan dikembangkan C. surya dapat menghasilkan listrik meskipun di malam hari D. tidak menghasilkan gas SO2 9. Teknologi yang memanfaatkan panas yang ada dalam lapisan dalam bumi untuk digunakan dalam penyediaan energi listrik dilakukan dengan .... A. geoelektrik B. geopower C. geotermal D. geologi 10. Kendaraan-kendaraan berikut yang paling ramah lingkungan adalah .... B. bus dengan mesin diesel C. bus dengan mesin motor listrik D. pesawat dengan bahan bakar avtur E. motor dengan bahan bakar minyak bumi

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 4 yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 4. 171

𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟 𝑥 100% 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 4, terutama bagian yang belum dikuasai.

172

Daftar Pustaka Campbell, N.A., Reece. J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., & Jackson, R.B. (2008). Biology 8th edition. USA:Pearson Education, Inc. Miller, G. Tyler & Spoolman, S. (2012). Living in the Environment 17th edition. USA:Brooks/ Cole, Cengage Learning. Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Jackson, R. (2012). Campbell biology (p. 135). Boston: Pearson. Widodo, W. Rachmadiarti, F. dan Hidayati., S.N. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Zubaidah, S., Mahanal, S., Yuliati, L., Dasna, I.W., Pangestuti, A.A., Puspitasari, D.R., Mahfudhillah, H.T., Robitah, A. Kurniawati, Z.L., dan Prasmala, E.R. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Sumber Daring www.ananto-cool.blogspot.com

www.mikirbae.com

www.dw.com

www.nafiun.com

www.en.wikipedia.org

www.photos.uc.wisc.edu

www.esf.edu

www.pompair.com

www.firdaputridarojati.wordpress.com

www.rcvt.si

www.fplh.wordpress.com

www.rodmartin.org

www.geologylearn.blogspot.co.id

www.sites.google.com

www.goanobserver.in

www.starberita.com

www.housesofmaputo.blogspot.com

www.stevengoddard.wordpress.com

www.indokku.com

www.sukashareee.blogspot.co.id

www.iqbal920.wordpress.com

www.swa.co.id

www.jepang.panduanwisata.id

www.therealdeal.com

www.Andaspenemu.blogspot.co.id

www.tutoriallingkungan.blogspot.co.id

www.merdeka.com

173

Tugas Akhir Mari Kita Kerjakan Proyek Topik: Mengenal Potensi Energi Alternatif di Lingkungan Sekitar Apa yang terjadi jika bahan bakar di bumi habis? Tentunya mulai sekarang kita harus memikirkan berbagai alternatif sumber energi yang lainnya. Oleh karena itu ayo lakukan kegiatan identifikasi berbagai potensi energi alternatif di daerah sekitar Anda! 1. Di manakah Anda tinggal? Bagaimana permasalahan pemanfaatan energi di tempat Anda tinggal? 2. Coba deskripsikan kondisi daerah tempat tinggal Anda? 3. Setelah Anda mengetahui berbagai macam sumber energi alternatif, coba identifikasilah apa saja sumber energi alternatif yang tersedia di daerah tempat tinggal Anda! 4. Deskripsikanlah peluang penerapan sumber energi alternatif yang paling tepat untuk daerah tempat tinggal Anda? Untuk mempermudah isilah tabel berikut! No

Sumber Energi Alternatif

Kelebihan

Kekurangan

Peluang

Tantangan

5. Presentasikan hasil identifikasi Anda dalam bentuk makalah.

Rubrik penilaian tugas akhir Supaya tugas yang Anda kerjakan menjadi terarah dan Anda dapat menyelesaikan tugas tersebut dengan baik, maka gunakanlah rubrik penilaian berikut untuk mengukur keberhasilan Anda dalam memahami materi. Tugas No. Aspek penilaian

Bobot

1.

Permasalahan

20%

2

Perencanaan

5%

3

Analisis SWOT

25%

4

Makalah

50%

Total

100%

174

Tes Akhir Pilihlah jawaban a, b, c, atau d yang paling tepat. 1. Sinyal radio dipantulkan pada lapisan.... A. Troposfer B. Stratosfer C. Eksosfer D. Ionosfer

2. Berikut ini yang merupakan fungsi utama dari lapisan ozon di atmosfer adalah .... A. mengurangi cahaya Matahari B. menjaga suhu Bumi C. melindungi Bumi dari sinar ultraviolet D. sebagai pemantul gelombang radio 3. Susunan lapisan Bumi dari ke dalam hingga ke dalam secara berurutan adalah .... A. Litosfer, astenosfer, mantel Bumi, inti Bumi B. Astenosfer, litosfer, mantel Bumi, inti Bumi C. Litosfer, kerak Bumi, mantel Bumi, inti Bumi D. Litosfer, astenosfer, inti Bumi, mantel Bumi 4. Pada saat terbentuk palung laut terjadi.... A. patahan/sesar dengan massa jenis lempeng yang sama besar B. penekukan lempeng yang memiliki massa jenis berbeda C. pergeseran lempeng saling menyilang D. penekukan lempeng daratan yang masuk ke dalam lempeng lautan Perhatikan gambar berikut untuk menjawab soal 5 dan 6

5. Tanda panah pada gambar di atas menggambarkan aliran konveksi dalam Bumi yang mengakibatkan pergerakan lempeng. Lempeng bergerak sesuai dengan aliran konveksi 175

tersebut. Pada titik B terjadi .... A. transformasi B. subduksi C. divergensi D. tidak terjadi pergerakan 6. Pergerakan lempeng jenis yang terjadi pada bagian A adalah .... A. divergen B. konvergen C. transformasi D. tidak jadi pergerakan Perhatikan gambar berikut untuk menjawab soal nomor 7-8

7. Berdasarkan gambar di atas, lempeng Filipina dengan lempeng Eurasia bergerak secara .... A. konvergen B. divergen C. transformasi D. tidak bergerak 8. Pergerakan lempeng Karibia dengan lempeng Amerika Utara terjadi .... A. konvergen B. divergen C. transformasi D. tidak bergerak

176

9. Perhatikan gambar berikut.

Sebuah pusat gempa tercatat sejauh 1500 km dari sebuah stasiun seismik. Keadaan tersebut digambarkan penyebaran gelombang seismiknya. Pada gambar tersebut titik P berperan sebagai pusat gempa, yang disebut .... A. Episentrum B. Hiposentrum C. Patahan D. Titik Primer

10. Perhatikan gambar berikut !

Ciri-ciri planet diatas merupakan ciri dari planet? A. Neptunus B. Merkurius C. Uranus D. Venus 11. Berikut ini disajikan data jarak planet terhadap matahari dengan 1 AU (Astronomical Unit) adalah jarak rata-rata Bumi ke matahari dalam satu tahun. Jarak Planet Planet 0.885 AU A 5.831 AU B 1.545 AU C Dari data tersebut menunjukkan jarak planet ke Matahari, manakah berikut pernyataan yang benar? A. Venus-Saturnus-Jupiter B. Merkurius-Jupiter-Mars 177

C. Venus-Jupiter-Mars D. Merkurius-Saturnus-Mars 12. Setiap planet memiliki komposisi yang berbeda. Manakah planet berikut ini yang komposisi utama gas dan batuan…. A. Bumi -Venus-Jupiter-Uranus B. Jupiter-Saturnus-Uranus-Neptunus C. Neptunus-Uranus-Merkurius-Mars D. Merkurius-Venus-Bumi-Mars 13. Gerhana Bulan tidak terjadi di setiap bulan pada saat Bulan Purnama. Hal tersebut utamanya disebabkan karena…. A. Posisi Matahari, Bumi dan Bulan sejajar pada saat Bulan Purnama namun bayangbayangnya tidak mengenai Bumi B. Bulan memiliki sudut deklinasi 5o terhadap garis edar Bumi mengelilingi matahari C. Periode Gerhana Bulan berbeda dengan periode Bulan Purnama D. Gerhana Bulan tidak selalu terjadi pada saat Bulan Purnama 14. Pernyataan yang benar mengenai revolusi adalah …. A. Seorang laki-laki yang bermain bola basket di ujung jarinya B. Seorang anak kecil memutarkan gangsing C. Seorang pembalap yang sedang mengitari sirkuit D. Seorang peloncat indah yang lompat dari atas kolam renang 15. Bagaimana Bulan dapat mengubah bentuknya setiap malam ? A. Bulan berotasi maka dari itu Bulan dapat mengubah bentuknya B. Atmosfir yang berada di permukaan Bulan akan berubah setiap malam C. Bayang-bayang Bulan yang sampai di Bumi selalu berbeda posisinya D. Bayang-bayang Bumi yang sampai di Bulan selalu berbeda posisinya 16. Perhatikan gambar dibawah ini

Peristiwa apakah itu dan mengapa peristiwa tersebut dapat terjadi? 178

A. Gerhana matahari sebagian karena matahari menutupi sebagian cahaya bulan B. Gerhana bulan sebagian karena bulan menutupi sebagian cahaya matahari C. Gerhana matahari sebagian karena bulan menutupi sebagian cahaya matahari D. Gerhana bulan sebagian karena matahari menutupi sebagian cahaya bulan 17. Perhatikan gambar di bawah

Nama planet seperti ditunjukkan pada gambar tersebut adalah .... A. Jupiter B. Venus C. Mars D. Saturnus 18. Kamu akan melakukan demonstrasi mengenai gerhana Bulan. Manakah berikut ini adalah cara yang benar…. Keterangan : A: kelereng besar (Matahari ), B: kelereng sedang (Bumi), C: kelereng kecil (bulan) A. Letakan kelereng A di posisi pertama kemudian kelereng B di tengah dan kelereng C di posisi terakhir B. Letakan kelereng B di posisi pertama kemudian kelereng A di tengah dan kelereng C di posisi terakhir C. Letakan kelereng C di posisi pertama kemudian kelereng A di tengah dan kelereng B di posisi terakhir D. Letakan kelereng A di posisi pertama kemudian kelereng C di tengah dan kelereng B di posisi terakhir 19. Pemanasan global berhubungan dengan proses meningkatnya suhu rata-rata permukaan bumi. Manakah dibawah ini yang menjadi penyebab langsung terjadinya pemanasan global ? A. Penipisan lapisan ozon 179

B. Peningkatan gas rumah kaca C. Perubahan iklim D. Pembakaran hutan 20. Pemanasan global menjadi ancaman serius bagi Bumi dan makhluk hidup. Apa dampak langsung yang mungkin terjadi akibat pemanasan global? A. Kanker kulit B. Memperluas gurun pasir C. Perubahan iklim D. Perubahan DNA makhluk hidup 21. Pernyataan tentang pemanasan global berikut ini yang benar adalah…. A. Daur ulang kertas yang sudah tidak terpakai bukanlah solusi yang efektif untuk mengurangi pemanasan global B. Mengubah sumber energi listrik menjadi energi terbarukan tidak dapat membantu mengurangi pemanasan global C. Menggunakan teknologi modern di dunia industri mobil tidak dapat mengurangi pemanasan global D. Melakukan penyebaran penduduk ke daerah transmigrasi dapat secara efektif mengurangi pemanasan global. 22. Sumber energi yang paling berdampak pada pemanasan global adalah.... A. minyak bumi B. batubara C. energi matahari D. nuklir 23. Manakah di bawah ini yang merupakan solusi untuk mengurangi terjadinya pemanasan global? A. Membatasi pembuangan limbah ke sungai B. Mengadakan reboisasi C. Membatasi penggunaan pestisida pada lahan pertanian D. Mengawasi peredaran gas LPG di pasaran 24. Pernyataan mengenai efek rumah kaca berikut yang benar adalah…. A. Efek rumah kaca bukan merupakan fenomena alam B. Efek rumah kaca tidak memberikan efek pada manusia C. Efek rumah kaca merupakan fenomena alam 180

D. Efek rumah kaca umumnya terjadi akibat pembakaran hutan 25. Apa yang menyebabkan gas rumah kaca meningkat? A. Asap kendaraan bermotor B. Gas karbon dioksida (CO2) C. Penipisan lapisan ozon D. Gas pembakaran LPG 26. Berikut tindakan yang dapat kamu lakukan untuk mengurangi gas rumah kaca, kecuali…. A. Menanam pohon buah-buahan di sekitar rumah B. Menggunakan pendingin ruangan dan pendingin makanan C. Tidak membakar sampah D. Memasang sel surya di atap rumah 27. Teknologi penyediaan energi alternatif dengan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui berupa tumbuh-tumbuhan disebut.... A. teknologi biocell B. teknologi biogas C. teknologi biopori D. teknologi biofuel 28. Keunggulan dari penggunaan surya untuk menghasilkan energi listrik adalah sebagai berikut, kecuali.... A. tidak menghasilkan emisi rumah kaca B. mudah dipasang dan dikembangkan C. tidak menghasilkan gas SO2 D. kapanpun dapat menghasilkan listrik 29. Apakah penyebab utama rusaknya lapisan ozon? A. Gas karbon dioksida B. Gas klorofluorokarbon C. Gas karbon monoksida D. Gas nitrogen dioksida 30. Kendaraan-kendaraan berikut yang paling ramah lingkungan adalah.... A. bus dengan mesin diesel B. bus dengan mesin motor listrik C. pesawat dengan bahan bakar avtur D. mobil bermesin hybrid 181

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Akhir yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi dalam modul 5 ini. 𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟 𝑥 100% 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi dari materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.

182