ATMOSFER DAN SAMUDERA

A. PENDAHULUAN

Pada malam hari yang gelap dan cuaca yang cerah, kadang-kadng kita

melihat batu meteor dengan nyata dan terang. Peristiwa ini terjadi karena meteor

yang menuju daratan bergesekan dengan atmosfer bumi hingga berpijar. Kitapun

sering mendengar pesawat ulang alik berhasil mendarat di bumi dengan mulus

setelah melakukan perjalanan ruang angkasa. Bagaimana pesawat itu tidak

terbakar ketika memasuki atmosfer? Ada apa di dalam atmosfer?

Kata atmosfer berasal dari kata atmos yang berarti gas atau uap, dan

sphaira yang berarti lapisan atau bola. Jadi atmosfer adalah lapisan yang

menyelimuti bumi. Semakin ke atas, kerapatan dan tekanan atmosfer semakin

berkurang. Dan atmosfer tetap berada di tempatnya karena gaya tarik bumi/

grafitasi yang sangat besar. Ilmu yang mempelajari atmosfer disebut meteorologi.

Planet Mars merupakan planet yang dekat dengan bumi. Para ilmuwan

berharap manusia dapat hidup di planet tersebut. Mereka selalu mengadakan

penyelidikan di planet Mars dengan mengirim pesawat antariksa ke planet

tersebut. Mengapa planet Mars tidak dapat dihuni makhluk hidup? Jawabannya

sederhana, yaitu karena di Mars tidak terdapat air.

Air adalah salah satu syarat kehidupan. Bumi merupakan planet yang

mengandung banyak air. Air yang melapisi bumi disebut hidrosfer. Kata hidrosfer

berasal dari kata hidro yang berarti air, dan sphaira yang berarti lapisan. Jadi

semua air yang berada di bumi disebut hidrosfer, baik dalam wujud padat (es), cair

(air), maupun gas (uap air). Dan ilmu yang khusus mempelajari air disebut

hidrologi.

B. PEMBAHASAN

Memahami berbagai lingkungan fisik dari biosfer atau lapisan kehidupan,

mengharuskan kita untuk yang pertama kita ambil sebagai pandangan yang

1

sangat luas ari planet kita ini adalah pandangan yang mungkin kita miliki jika kita

bisa memegang dunia bola di satu tangan, sehingga panjang dan lebar, dan

seluruh jajaran permukaan dari kutub ke kutub dapat kita lihat. Pada rentang ini,

pola luas aliran udara dan air akan terlihat secara penuh. Dan kita bisa melihat

bagaimana sinar matahari jatuh ke atas permukaan bola dengan berbagai sudut

seperti dunia dihidupkan pada porosnya sehingga pola aneh yang tidak teratur

dari benua laut, cekungan akan nampak kontras. Kita akan dtunjukkan bagaimana

benua membagi lautan dunia ke dalam kompartemen, sistem gerakan air pada

sistem planet yang seragam, berbeda dengan suasana atmosfer yang di tingkat

atas yang dapat kita nikmati kebebasan tak terkendali atas seluruh dunia di dalam

lapisan kontinu.

Kita juga harus memahami kecepatan tinggi gerak atmosfer, kontras

dengan gerakan lamban dan sering hampir tidak dimengerti dari perairan laut.

Jelas suasana ini mampu mengangkut uap air panas dan cepat dari suatu titik

tertentu pada bidang ke titik lain. Pemikiran ini dapat mengakibatkan kesimpulan

bahwa proses atmosfer adalah kontrol lingkungan yang dominan, dengan lautan

dalam peran sekunder.

Permukaan kontinental, yang bergerak dibandingkan dengan atmosfer dan

lautan, harus memainkan peran penerima statis panas dan air dari udara dan

energi radiasi dari matahari. Tetapi hal-hal yang tidak sesederhana itu, untuk

interaksi adalah prinsip dasar ilmu lingkungan. Sebuah rantai pegunungan yang

besar sangat memodifikasi proses dari atmosfer yang lebih rendah. Pola secara

kasar dari benua dan lautan juga tercermin dalam perubahan musiman sifat

atmosfer dan gerakan.

Memahami ilmu lingkungan satu kemampuan untuk mengawasi kejadian

beragam pada saat yang sama, namun , hal-hal yang harus diambil satu per satu

dalam proses pembelajaran. Jadi kita akan mulai dengan atmosfer dan lautan dan

diikuti dengan bumi padat, membangun sumber daya dari bank informasi yang

banyak nantinya bisa ditarik untuk memahami masalah lingkungan kompleks

yang mempengaruhi biosfer.

2

Gambar 1.1 Komponen Gas pada Atmosfer

1. Memperkenalkan Atmosfer

Atmosfer bumi terdiri dari campuran berbagai gas yang melingkupi bumi

hingga ketinggian beberapa mil. Dengan gaya tarik gravitasi yang dimiliki bumi,

merupakan amplop dari udara terpadat di permukaan laut dan semakiin ke

atas akan menipis dengan cepat. Meskipun hampir semua dari atmosfer (99%)

dalam 18 mil (29 km) dari permukaan bumi, batas atas atmosfer dapat diambil

kira-kira pada ketinggian 6000 mil (10000 KKM), jarak mendekati diameter

bumi sendiri.

Dari permukaan bumi naik dengan ketinggian sekitar 50 mil (80 km)

komposisi kimia atmosfer sangat seragam dalam hal proporsi gas

komponennya. Lapisan ini dinamkan homosfer, kontras dengan heterosfer ,

lapisan atasnya yang tidak seragam

Udara kering homosphere sebagian besar terdiri dari nitrogen (78,084%

berdasarkan volume) dan oksigen (20,946%) (gambar 1.1). Nitrogen tidak

mudah masuk ke dalam persenyawaan kimia dengan zat lain, tetapi ada proses

yang mengkombinasikan antara gas menjadi nitrogen yaitu komponen organik

yang sangat penting bagi biosfer. Berbeda dengan nitrogen, oksigen adalah

unsur kiimia yang sangat aktif dan mudah bergabung dengan unsur-unsur lain

3

dalam proses oksidasi. Pembakaran bahan bakar merupakan suatu bentuk

oksidasi yang sangat cepat dalam pembusukan batuan (pelapukan ) sangat

lambat.

0,970% sisa udara, adalah argon (0,943%). Dan karbon dioksida,

meskipun merupakan hanya sekitar 0,033%, adalah gas yang sangat penting

dalam proses atmosfir karena kemampuannya untuk menyerap panas dan

dengan demikian memungkinkan suhu atmosfer yang lebih rendah harus

dipanaskan oleh radiasi panas yang berasal dari matahari dan dari permukaan

bumi. Karbon dioksida juga merupakan emitor efektif radiasi dan bertindak

untuk mendinginkan suasana atas.

Tanaman hijau, dalam proses fotosintesis menggunakan karbon dioksida

dari atmosfer, mengubahnya dengan air menjadi karbohidrat. Kenaikan

kandungan karbon dioksida dalam atmosfer telah dicatat sejak tahun 1900 dan

merupakan hasil dari pembakaran bahan bakar hidrokarbon dalam jumlah

yang sangat besar. Contoh dampak terhadap lingkungannya akan dijelaskan di

Bab 6.

Sisa gas dari homosfer adalah neon, helium, kripton, xenon, hidrogen,

metan dan asam nitrat, tercantum dalam urutan penurunan persentase

volume. Secara keseluruhan, total komposisi ini sedikit kurang dari 0,003%

volume. Semua komponen gas homosfer adalah terdifusi sempurna antara

satu sama lain.

a. Heterosfer

Heterosfer, ditemukan pada sekitar 55 mil (90 km) di atas

permukaan bumi, terdiri dari empat lapisan gas, yang komposisi masing-

masing berbeda. Paling bawah adalah lapisan molekul nitrogen(N2), yang

dominan dan memperluas ke atas menjadi sekitar 125 mil (200 km). Di atas

ketinggian ini terletak lapisan atom oksigen. Antara sekitar 700 mil (1100

km) dan 2200 mil (3500 km) terletak lapisan helium. Di atas wilayah ini

terletak lapisan hidrogen atom, yang terdiri dari atom hidrogen (H). Tidak

ada batas luar yang pasti secara teratur ke lapisan hidrogen. Sebuah

4

ketinggian 6000 mil (10000 km) mungkin dapat diambil sebagai batas,

karena di sini atom hidrogen kurang lebih sama seperti yang ditemukan di

seluruh ruang antarplanet. Namun, atom hidrogen berputar dengan

atmosfer bumi mungkin sampai keluar hingga 22.000 mil (35.000 km).

Keempat lapisan heterosphere yang diuraikan di atas memiliki

batas zona transisi. Susunan gas berdararkan berat gas teersebut. :Molekul

nitrogen, yang paling berat, adalah terendah; atom hidrogen, yang paling

ringan, adalah terluar. Perlu diketahui bahwa, di ketinggian sangat tinggi

heterosfer, atom dan molekul gas memiki kerapatan sangat rendah.

Sebagai contoh, di 60 mil (96 km), dekat dengan dasar heterosfer,

memiliki kerapatan hanya sekitar 1 juta pada permukaan laut. Atom dan

molekul heterosfer adalah netral dan berputar dengan rotasi bumi.

b. Pembagian Homosfer

Atmosfer dibagi menjadi beberapa lapisan sesuai dengan

temperatur dan zona perubahan suhu. Tiga zona suhu terletak dalam

homosfer , zona keempat berada pada heterosfer.. Gambar 1.3

menunjukkan bagaimana suhu berkaitan dengan ketinggian. Mulai di

permukaan bumi, suhu turun terus seiring dengan meningkatnya

ketinggian rata-rata secara seragam 3,5 oF untuk tiap 1000 ft (6.4 oC per

km ). Tingkat penurunan suhu yang dikenal sebagai lapse rate normal

lingkungan. Penyimpangan dari tingkat ini akan diamati, tergantung pada

lokasi geografis dan musim tahunan. Lapisan di mana lapse rate lingkungan

berlaku dikenal sebagai troposfer.

Perubahan musiman pada ketinggian tropopause ditandai dengan

garis lintang menengah dan tinggi. Sebagai contoh, di 45o lintang

ketinggian rata-rata pada bulan Januari adalah 8 mil (12,5 km), namun

meningkat sampai 9 mil (15 km) pada bulan Juli. Suhu di topopause ini jelas

lebih rendah di ekuator daripada di kutub. Sekilas, hubungan ini

5

Gambar 1.2 Homosfer dan Heterosfer

Tingkat lapse rate normal lingkungan memberikan informasi bahwa

terjadi perubahan secara drastis pada ketinggian 8 sampai 9 mil (12,5

sampai 15 km) yakni lapisan yang dikenal sebagai stratosfer, di mana

peningkatan suhu udara tinggi.. Gambar 1.4 menunjukkan bahwa

perubahan dari tropopause di kutub sekitar 5 sampai 6 mil (8 sampai 10

km), sedangkan di ekuator , tropopause ditemukan pada 10 mil (17 km).

Jika troposfer dianggap sebagai permukaan dalam tiga dimensi,

menyerupai sebuah tonjolan khatulistiwa. mungkin aneh, karena kita

terbiasa mempertimbangkan daerah khatulistiwa menjadi panas dan

dingin di daerah kutub. Namun, untuk tingkat suhu yang lebih atau kurang

konstan , semakin tinggi tropopause, suhu udara akan semakin dingin..

6

Gambar 1.3 Struktur Atmosfer

Semakin ke atas stratosfer, ada kenaikan suhu secara lambat

sampai sekitar 32o F (0o C) dicapai pada sekitar 30 mil (50 km). Di sini, di

stratopause itu, pembalikan terjadi. Suhu berkurang melalui mesosfer dan

lapisan di atasnya, dan meluas ke atas sekitar 50 mil (80 km), di mana titik

terendah -120o F (-83o C) dicapai. . Dengan lebih meningkatnya ketinggian,

kenaikn suhu secara mencolok yang dapat diamati dalam termosfer.

Sebagaimana dicatat sebelumnya, termosfer terletak di dalam heterosfer,

sehingga mesopause mungkin dianggap sebagai batas atas bertepatan

dengan homosphere tersebut. Di lapisan termosfer , suhu mencapai 2000

sampai 3000o F (1100 sampai1650o C), tetapi beberapa gambar yang ada

memberikan sedikit makna ketika kita mempertimbangkan bahwa

kerapatan udara dianggap mendekati vakum. Sangat sedikit panas dapat

diperoleh untuk kepadatan udara yang rendah tersebut.

7

Gambar 1.4 Skema Pembagian Troposfer

c. Troposfer

Troposfer adalah lapisan atmosfer paling bawah, dan yang secara

langsung paling penting bagi manusia dan bentuk kehidupan lainnya di

lingkungan hidup di bawah atmosfer. Hampir semua fenomena cuaca dan

iklim yang secara material mempengaruhi biosfer berlangsung dalam

troposfer.

Selain udara kering murni, troposfer mengandung uap air, bentuk

dari campuran gas dan air serta gas-gas lain dari udara. secara sempurna

yang tidak berwarna dan tidak berbau. Konsentrasi uap air di udara

tersebut ditetapkan sebagai kelembaban dan merupakan prioritas utama

sebagai faktor lingkungan. Uap air dapat berkondensasi menjadi awan dan

kabut. Jika kondensasi berlebihan, hujan, salju, hujan es atau hujan secara

kolektif disebut curah hujan, akan terjadi. Karbon dioksida, mampu

menyerap panas, yang menembus atmosfer dalam bentuk energi radiasi

dari matahari dan bumi. Uap air memberikan lapisan troposfer sebuah

selimut isolasi, yang mencegah panas keluar dari permukaan bumi.

Troposfer ini berisi berjuta partikel debu yang kecil, Karena begitu

begitu kecil dan ringan, membuat partikel-partikel ini tetap berada pada

tempat yang tinggi di udara. Partikel-partikel t disapu oleh udara dari

gurun kering, danau yang mongering dan pantai, atau gunung berapi yang

meletus. Angin kencang bertiup di atas lautan dan mengangkat serta

8

menghembuskan tetesan air ke udara. Kejadan in memungknkan akan

meninggalkan Kristal garam sebagai residu. Kebakaran hutan merupakan

salah satu sumber penting dari partikel debu yang ada di atmosfer. Meteor

yang tak terhitung banyaknya, menguap karena sangat panas, dan

mengalami gesekan saat mereka memasuki lapisan atas udara, telah

memberikan kontribusi partikel debu.

Debu di troposfer memberikan kontribusi terjadinya senja dan

warna merah matahari terbit dan terbenam, tapi fungsi yang paling

penting dari partikel debu tidak bisa diamati dan jarang dihargai. Beberapa

jenis partikel debu yang berfungsi sebagai inti atau pusat uap air dalam

mengembun untuk menghasilkan partikel awan. Seperti yang akan kita

lihat di Bab 6, proses ini diintensifkan di udara di atas kota-kota yang

banyak debit kimia aktif debu ke udara.

Stratosfer dan lapisan yang lebih tinggi hampir terbebas dari uap air

dan debu. Awan yang langka dan badai yang jarang di stratosfer, walaupun

angin dengan kecepatan tinggi sangat bergolak mungkin dapat diamati

dari udara secara lokal .

d. Tekanan Atmosfer

Walaupun udara tampaknya tenang dan tidak dapat diraba, dan

memiliki substansi tidak, consran, namun memiki tekanan. Di permukaan

laut, dapat memberikan tekanan sekitar 15 lb per inci persegi (sekitar 1 kg

per sentimeter persegi) pada setiap permukaan padat atau cair. . Karena

tekanan ini adalah persis diimbangi oleh tekanan udara di dalam cairan,

maka untuk benda berongga, atau bahan berpori, berat yang tidak

mendapatkan perhatian khusus. Tekanan 1 inci persegi permukaan dapat

dianggap sebagai kenaikan kolom udara satu inci di penampang luas ke

batas luar atmosfer. Udara mudah mengalami tekanan. Posisi terendah

yang paling sangat mudah dikompresi dan karena itu, terpadat, seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 1.3.

9

e. Gambar 1.5 Prinsip Barometer Air Raksa

Meteorologi menggunakan metode lain untuk menyatakan

tekanan atmosfer, berdasarkan eksperimen fisika klasik pertama kali

dilakukan oleh Torricelli pada tahun 1643. Sebuah tabung gelas sekitar 3 ft

(1 m) panjang, tertutup pada salah satu ujungnya, benar-benar diisi

merkuri. Ujung yang satu terbuka sementara ujung yang lain tertutup.

Kemudian tabung dibalik dan akhirnya terbenam ke dalam bejana. Tampak

air raksa dalam tabung turun beberapa inci, tetapi kemudian tetap pada

tingkat sekitar 30 in (76 cm di atas permukaan raksa pada cawan (gambar

1.5) tekanan Atmosfer sekarang. menyeimbangkan berat merkuri kolom.

Jika tekanan udara meningkat atau menurun sejalan terhadap naik atau

turunnya merkuri.

Iinstrumen yang mengukur tekanan atmospher disebut dengan

barometer. Jenis barometer yang dirancang oleh Torricelli dikenal sebagai

barometer air raksa.. Dengan berbagai perbaikan dan penyempurnaan,

perangkat sederhana ini akhirnya menjadi instrumen standar. Tekanan ini

dapat dibaca dalam inci atau sentimeter dari ukuran naik atau turunnyya

air raksa. Menurut standar tekanan laut menunujukkan skala 29.29,dalam

satuan metrik ini adalah 76 cm (769 mm)

Meteorologi menggunakan satuan tekanan yang disebut milibar

(mb). Satu inci merkuri setara dengan sekitar 33,9 mb. Dan setiap inci

10

sepersepuluh dari merkuri sama dengan sekitar 3 mb (0,1 dalam = 3,39

mb).

f. Gambar 1.6 Penurunan Tekanan Barometer Terhadap Ketinggian

Tempat

Gambar 1.6 menunjukkan bagaimana tekanan turun dengan

meningkatnya ketinggian. Untuk setiap 900 ft (275 m) kenaikan ketinggian,

tekanan berkurang oleh satu sampai tiga puluh. Seperti yang ditunukkan

oleh grafik (oleh kurva yang melengkung ), tingkat penurunan tekanan

menjadi kurang dan dengan meningkatnya ketinggian sampai, ketinggian

30 mil (50 km), penurunan sangat sedikit.

3. Memperkenalkan Samudera

Kita menggunakan istilah samudera untuk mendefinisikan gabungan

laut dan lautan dunia.. Lautan dunia mencakup sekitar 71% dari dunia;

11

kedalaman rata-rata sekitar 12.500 kaki (3.800 m), ketika diukur rata-rata

antara laut dangkal dengan cekungan laut dalam. Sebagian besar dari

Anlantic, Pasifik, dan Samudra Hindia kedalaman rata-rata sekitar 13.000 ft

(4000 m). Total volume lautan dunia sekitar 317 juta cumi (1,4 milyar km cu),

yang terdidri lebih dari 97% dari air bebas di dunia. Dari volume kecil sisanya,

2% merupakan lembaran es di Antartica dan Greenland, dan sekitar 1%

adalah air segar dari tanah. Angka-angka ini menunjukkan bahwa hidrosfer,

yang merupakan kata yang umum untuk air bebas total bumi (baik sebagai gas

cair, atau padat), sebagian besar merupakan lautan dunia. Untuk

menempatkan massa atmosfer dan laut secara perspektif yang benar, mereka

membandingkan angka-angka berikut (unit massa yang digunakan di sini

adalah

Apa perbedaan dasar dalam sifat dan perilaku antara laut dan atmosfer

dunia? Bagaimana suasana dan laut berinteraksi di wilayah antarmuka

mereka? Jawaban atas pertanyaan ini penting untuk memahami proses

lingkungan yang mempengaruhi biosfir, karena kehidupan laut tergantung

pada antarmuka suasana laut. Ini juga penting bahwa bentuk kehidupan

paling awal berasal dan dikembangkan pada lapisan dangkal di bawah air.

Atmosfir, yang mudah ditekan, tidak memiliki batas atas yang berbeda;

itu menjadi semakin padat jika semakin ke dasar. Lautan, terdiri dari air cair

yang menunjukkan perubahan yang sangat sedikit kepadatan di bawah

kekuatan tekanan yang besar, memiliki permukaan yang tajam atas

didefinisikan dalam kontak dengan lapisan terpadat dari atmosfer atasnya.

Sedangkan wilayah paling aktif dari atmosfer adalah lapisan paling bawah-

troposfer-wilayah yang paling aktif laut adalah lapisan paling atas nya. Pada

kedalaman laut besar air bergerak sangat lambat dan mempertahankan suhu

rendah yang seragam. Salah satu alasan untuk kegiatan fisik dan biologis

intens dalam lapisan laut paling atas adalah bahwa masukan energi dan

materi dari gerakan atasnya air atmosfer dalam bentuk gelombang dan arus.

Suasana lapisan sumber panas dan air tawar kental memasuki laut. Tetapi

permukaan laut juga kembali panas dan air (dalam bentuk uap) ke atmosfer

12

yang lebih rendah, sebuah fenomena penting utama dalam mendorong

gerakan atmosfer. Interaksi antara permukaan atmosfer dan laut merupakan

topik yang perlu bagi kita untuk mengeksplorasi lebih lanjut dalam bab-bab

selanjutnya.

Sudah kita ketahui bahwa kompartemensi dari lautan dengan

mengintervensi massa kontinental menghambat pertukaran global bebas dari

perairan laut, sedangkan suasana bebas bergerak secara global. Perbedaan

lain dalam dua kondisi adalah bahwa atmosfer memiliki sedikit kemampuan

untuk menahan tekanan dan karena itu bergerak dengan mudah dan cepat,

mengubah kecepatan yang sangat cepat dari satu tempat ke tempat.

Sebaliknya air laut dapat bergerak hanya lambat dan sangat lambat untuk

merespon perubahan gaya yang diterapkan oleh angin.

Dua lapisan cairan cenderung untuk menyeimbangkan satu sama lain

dalam mengendalikan lingkungan termal atmosfer permukaan bumi yang

mengesankan perubahan cepat pada suhu dari hari ke malam dan dari musim

ke musim, sedangkan lautan cenderung untuk menjaga keseragaman

lingkungan termal dan untuk menekan besar perubahan suhu dari hari ke

malam dan dari musim panas ke musim dingin. Alasan untuk ini perbedaan

peran lingkungan adalah bahwa kapasitas udara untuk menahan panas yang

sangat kecil, bahwa air adalah sangat besar. Akibatnya, cadangan panas

atmosfer kecil, sedangkan di laut cukup besar besar. Dalam hal ini, atmosfir

adalah pemboros cepat, "mudah datang, mudah pergi"; laut adalah bankir

yang memiliki aktiva yang sangat besar dalam cadangan tetapi siap untuk

dana pinjama..

a. Komposisi Air Laut

Air laut merupakan sebuah larutan air garam, yaitu bahan yang

kurang lebih tetap mempertahankan proporsi yang cukup selama rentang

waktu geologi. Selain pentingnya mereka dalam lingkungan kimia

kehidupan laut, garam-garam ini merupakan suatu reservoir besar bahan

mineral dari mana konstituen tertentu dapat diekstraksi oleh manusia

13

untuk menggunakannya. Salah satu cara untuk menggambarkan komposisi

air laut adalah menyatakan bahan pokok yang akan diperlukan untuk

membuat air garam buatan sekitar seperti air laut. Ini tercantum dalam

tabel 1.1. dari berbagai unsur gabungan dalam garam, klorin saja terdiri

dari 55% dari berat semua materi terlarut, dan natrium 31%. Penting,

tetapi kurang berlimpah selain elemen dari lima garam dalam tabel 1.1,

yang bromine, karbon, strontium, boron, silikon, dan fluor. Setidaknya

setengah dari unsur-unsur yang diketahui dapat ditemukan dalam air laut.

Air laut juga memegang dalam jumlah kecil dari semua gas dari atmosfer,

terutama nitrogen, oksigen, argon, karbon dioksida dan hydrogen.

Nama Garam Senyawa

Kimia

Garam per 1000

gram air laut

Sodium Klorida NaCl 23

Magnesium klorida MgCl2 5

Sodium Sulfat Na2SO4 4

Kalsium Klorida CaCl2 1

Potasium Klorida KCl 0,7

Senyawa yang lain 0,8

Jumah Total 34,5

Tabel 1.1 Kandungan Garam dalam Air Laut

Salinitas adalah proporsi garam terlarut ke air murni,, biasanya

dinyatakan dalam satuan bagian per seribu berat, dan ditunjuk oleh simbol

khusus o/oo. Total 34.5o/oo, diberikan sebagai jumlah dalam tabel 1.1,

salinitas merupakan 3,45% dari air laut bervariasi dari satu tempat ke

tempat di lautan. Dimana diencerkan oleh curah hujan yang melimpah atas

lautan khatulistiwa, salinitas mungkin antara 34,5 dan 35 o/oo, sedangkan di

bawah gurun tingkat penguapan meningkatkan salinitas air permukaan

menjadi lebih dari 35.5 o/oo Garam dari air laut berasal dari dua sumber

melalui proses geologi. Salah satunya adalah dari produk kimia pemecahan

mineral terpapar pada tanah untuk atmosfer pelapukan. Produk terlarut

14

diangkut ke laut oleh sungai. (proses pelapukan dijelaskan dalam Bab 8).

Berkontribusi dari pelapukan batuan terutama oksigen (O), dan elemen

logam, natrium (Na), magnesium (Mg), kalsium (Ca), dan kalium (K).

sumber kedua elemen ini dari interior bumi dengan suatu proses yang

disebut keluar bersama dengan gas beracun, di mana air dan gas terlarut

banyak, dikenal secara kolektif sebagai bahan mudah menguap, muncul

dari gunung berapi, air panas, dan fumarol (emisi uap). Semua air dari laut

dan atmosfer dianggap berasal dari interior bumi dengan keluar bersama

gas beracun. Proses ini juga menjadi sumber klorin (Cl), yang membuat naik

55% dari air laut, dan belerang, ditemukan di radikal sulfat (SO4).keluarnya

gas beracun juga menjadi sumber gas nitrogen atmosfer (N2), karbon

(seperti dioksida karbon, CO2), argon (A), dan hidrogen (H).

Anda mungkin diajak untuk berpikir bahwa salinitas lautan akan

meningkat terus melalui waktu geologi sebagai semakin banyak unsur

garam laut yang diterima melalui proses pelapukan batuan.Tapi seperti ini

tidak terjadi, karena tingkat di mana berbagai elemen ditambahkan ke

lautan ini diimbangi dengan tingkat kembalinya unsur-unsur ke bentuk

padat sebagai deposit mineral di dasar laut, proses reaksi kimia. Akibatnya,

komposisi kimia dan salinitas air laut secara keseluruhan mungkin konstan

selama beberapa waktu bahwa kehidupan telah ada-beberapa 3 milyar

tahun. Ini stabilitas kimia lautan adalah sebuah fenomena yang luar biasa

dan merupakan faktor lingkungan dasar dalam evolusi bentuk kehidupan.

b. Kerapatan Air Laut

Kepadatan zat adalah substansi massa tiap satuan volume tertentu

. Untuk air, kerapatan umumnya dinyatakan dalam pound per kaki kubik,

nilai yang 62,4 untuk air pada suhu mendekati titik beku. Untuk tujuan

ilmiah, kepadatan diberikan dalam gram per sentimeter kubik. Air murni

segar pada 39o F (4oC) adalah pada kerapatan terbesar, 1 sentimeter kubik

air dengan berat hampir persis 1 gram. Menggunakan nilai 1.000 sebagai

15

densitas air tawar murni, air laut memiliki kerapatan berkisar 1,027-1,028.

dua faktor menentukan densitas air laut: salinitas dan suhu. Salinitas yang

lebih besar memberikan densitas lebih besar. Suhu dingin memberikan

kepadatan yang lebih besar sampai ke titik beku, yaitu sekitar 28 ½ 0 F (-

20C) ..

Kepadatan adalah masalah terpenting dalam sirkulasi air laut

karena perbedaan kerapatan sedikit menyebabkan air bergerak. Dimana

air padat yang dihasilkan oleh pendinginan atau penguapan di permukaan,

ia akan cenderung untuk tenggelam, menggantikan kurang air padat di

bawah ini. Arus vertikal tersebut dapat digambarkan sebagai konveksi.

Gambar 1.7 Perubahan Temperatur, Salinitas, dan Kandungan Oksigen

Terhadap Luasan

c. Struktur Lapisan Lautan

Seperti atmosfer, laut memiliki struktur berlapis, lapisan yang

diakui dalam hal suhu atau komposisi kimia. Dalam troposfer suhu udara

umumnya tertinggi pada permukaan tanah dan berkurang semakin ke atas.

Di lautan, suhu tertinggi umumnya pada permukaan laut dan menurun

dengan kedalaman. Hal ini disebabkan, karena sumber panas dari radiasi

matahari dan dari panas disediakan oleh suasana atasnya.

16

Gambar 1.8 Bagan Struktur Tiga Lapisan Lautan

Sehubungan dengan suhu, laut menyajikan struktur tiga-lapis

secara cross section, seperti ditunjukkan dalam diagram kiri dari gambar

1,7. Pada lintang rendah sepanjang tahun dan di garis lintang menengah di

musim panas ada mengembangkan lapisan permukaan hangat. Berikut aksi

gelombang campuran air permukaan dipanaskan dengan air di bawah

untuk memberikan lapisan hangat yang mungkin setebal 1.600 ft (500m),

dengan suhu 70o sampai 80o F (20o-25o C) di lautan dari sabuk khatulistiwa.

Di bawah lapisan, suhu hangat turun secara cepat, merupakan lapisan

kedua dikenal sebagai termoklin. Di bawah termoklin adalah lapisan ketiga

dari air yang sangat dingin memperluas ke lantai laut dalam. Suhu dekat

pangkal lapisan dalam berada dalam kisaran 32o-40o F (0o sampai 5oC). di

daerah Arktik dan Antartika, sistem tiga lapis digantikan oleh satu lapisan

air dingin, seperti yang terlihat pada profil utara-selatan dari gambar1,8.

Suhu merupakan faktor lingkungan utama mengendalikan kelimpahan dan

berbagai kehidupan laut, sebagian besar dari yang tumbuh subur di atas

lapisan dangkal.

Salinitas juga memiliki struktur tiga-lapis di lintang rendah, seperti

ditunjukkan dalam diagram gambar 1,7. salinitas seragam tinggi di lapisan

permukaan yang dangkal. Di bawah ini adalah zona penurunan cepat, dan

di bawahnya lapisan mendalam salinitas seragam rendah. Kandungan

17

oksigen bebas (O2) terlarut dalam air laut menunjukkan lapisan permukaan

yang kaya oksigen,telah diketahui bahwa ketersediaan oksigen di atmosfer

dan aktivitas melepaskan oksigen oleh tanaman hidup di laut. Seperti

ditunjukkan dalam diagram kanan gambar 1,7, kadar oksigen turun dengan

cepat dengan kedalaman laut.. Di sini oksigen telah dikonsumsi oleh

aktivitas biologis. Di air dalam kandungan oksigen berpegang pada nilai

seragam dan turun ke dasar laut. Distribusi oksigen terlarut

menggambarkan interaksi proses organik dan fisik. Rincian lebih lanjut dari

siklus oksigen total diberikan dalam bab 18 dan akan menempatkan topik

ini dalam perspektif secara global.

4. Tinjauan dan Prospek

Gambaran luas dari atmosfer dan samudra yang disajikan dalam bab ini

telah mengungkapkan unsur-unsur utama dari struktur fisik dan komposisi

kimia dari fluida dua lapisan besar. Sebagian besar informasi tentang kondisi

statis yang satu akan alami bila menyelidiki ke atas ke atmosfer dan ke bawah

ke dalam lautan.

Dalam empat bab selanjutnya kita beralih ke sistem-sistem besar aliran

materi dan energi yang terus melibatkan atmosfer dan lautan secara dinamis,

bukan statis. Pertama, kita akan menelusuri program energi radiasi dari

matahari saat melewati atmosfer, mencapai bumi, dan kembali ke angkasa

luar. Sistem radiasi matahari menetapkan lingkungan termal biosfir, memasok

energi untuk proses biologis. Ada rekening mengikuti sistem transportasi besar

dari atmosfer dan lautan, dimana energi dan materi yang didistribusikan di

dunia untuk menyediakan kondisi kehidupan yang lebih menguntungkan

daripada yang ada di planet kita. Mendampingi sistem ini adalah gangguan

sirkulasi intens udara-laut dan badai yang merupakan tekanan lingkungan dan

bahaya, yang memiki proporsi fenomenal.

Dibandingkan planet lain dari tata surya, keunikan bumi sebagai

lingkungan hidup adalah yang paling mencolok. Hanya bumi kita yang memiliki

18

samudra besar dunia dan suasana yang baik, yang mana memiki kepadatan

oksigen yang relatif sempurna dipadu dengan rentang suhu yang cocok. Mars,

planet terdekat kita, secara praktis ada air bebas dalam bentuk apapun dan

hanya suasana dengan oksigen sedikit. Venus, cocok dalam ukuran, memiliki

suasana jauh lebih padat dari bumi. Tetapi sementara ada beberapa oksigen

bebas di atmosfer Venus, air dalam bentuk apapun tampaknya hampir benar-

benar kurang, dan suhu permukaan yang sangat jauh lebih tinggi daripada di

bumi. Planet-planet luar yang besar Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus

mungkin memiliki jumlah besar air tetapi beku. Suasana mereka, sebagian

besar terdiri dari amonia dan metana, akan mematikan bagi kehidupan seperti

yang kita miliki bahkan jika suhu permukaan tidak mustahil dingin. Lingkungan

lunar tidak memiliki air gratis atau atmosfer yang ditawarkan. Jadi tidak benar-

benar ada tempat lain bagi manusia untuk hidup tapi di planet bumi.

C. KESIMPULAN

Memahami ilmu lingkungan adalah sangat penting bagi kehidupan.

Atmosfer dan lautan merupakan unsur-unsur penting dalam biosfer sebagai

lapisan kehidupan. Atmosfer dan lautan menerima peran sebagai penerima panas

dan energi radiasi matahari. Selanjutnya energi tersebut mengalami sirkulasi

dalam biosfer.

Atmosfer dibagi menjadi beberapa lapisan sesuai dengan temperatur dan

zona perubahan suhu. Tiga zona suhu terletak dalam homosfer , zona keempat

berada pada heterosfer.. Yang termasuk pada zona homosfer adalah troposfer,

stratosfer, dan mesosfer. Dan yang termasuk zona Heterosfer adalah termosfer.

Yang mana mulai dari zona terendah yaitu troposfer sampai zona yang tertinggi

yaitu termosfer terjadi perubahan sifat fisis dari atmosfer, yakni temperatur dan

tekanan udara dari lapisan bawah ke atas semakin berkurang

Samudera adalah istilah untuk mendefinisikan gabungan laut dan lautan di

dunia. Secara umum lautan dibedakan menjadi tiga lapisan yakni, lapisan teratas

19

disebut dengan lapisan permukaan hangat, lapisan tengah disebut termoklin, dan

lapisan paling dalam yang memiliki suhu paling dingin. Sifat fisis yang dimiliki laut

adalah kerapatan, salinitas, dan suhu, yang mana ketiganya saling berhubungan.

Salinitas dan suhu berpengaruh terhadap densitas atau kerapatan. Salinitas yang

tinggi dan suhu yang rendah menyebabkan kerapatan bertambah. Dan perbedaan

kerapatan di permukaan laut dan di bawahnya menyebabkan terjadinya arus

konveksi.

Dibandingkan planet lain dari tata surya, keunikan bumi sebagai

lingkungan hidup adalah yang paling mencolok. Hanya bumi kita yang memiliki

samudra besar dunia dan suasana yang baik, yang mana memiki kepadatan

oksigen yang relatif sempurna dipadu dengan rentang suhu yang cocok.

DAFTAR PUSTAKA

Arthur. N, Strahler dan Alan H. Strahler, 1973, Enviromental Geoscience; Interaction

between Natural System and Man, Canada, Hamilton Publishing Company.

20