Struktur Bumi dan Atmosfer

Bumi merupakan salah satu anggota tata surya, jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km. Bumi berbentuk bulat pepat dengan jari-jari ± 6.370 km. Bumi diperkirakan telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu, bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Sebagai planet yang memiliki kehidupan di dalamnya, bumi terdiri atas beberapa struktur yang memungkinkan untuk dijadikan tempat tinggal. Di antara macam-macam struktur bumi di antaranya adalah terdiri dari banyak jenis material seperti berbagai jenis batuan, tanah, serta air yang kesemuanya membentuk planet bumi.

1. Struktur Bumi
Sampai saat ini, belum ada satupun ilmuwan yang dapat menembus dan mendapatkan sampel bumi pada kedalaman lebih dari 12 km. Temuan-temuan mengenai struktur bumi merupakan prediksi dari para ilmuwan yang didapatkan melalui penelitian dengan menggunakan gelombang seismik. Maka tidak heran jika teori tentang lapisan bumi ini terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi. Secara garis besar, lapisan bumi terdiri atas beberapa bagian, yaitu: kerak bumi (crush), selimut (mantle), dan inti ( core).

a. Inti Bumi
Inti bumi terbentuk dari materi yaitu bertekanan sangat tinggi yang tersusun dari mineral cair NiFe dengan suhu mendekati suhu permukaan matahari, yaitu sekitar 6000°C. Inti bumi terbagai menjadi dua, yaitu inti luar bumi (outer core) yang berupa cairan dan inti dalam bumi (inner core) yang berupa material padat. Inti bumi mempunyai suhu yang tinggi, sehingga magma (mantle) berupa cairan panas yang akan mencari celah untuk keluar dari dalam bumi.

Naiknya cairan panas disebabkan oleh adanya tekanan luar bumi ke dalam inti bumi atau compressing. Inti dalam bumi karena mengalami tekanan atau compressing mengakibatkan yang seharusnya berupa cairan atau bahkan gas menjadi benda padat.

b. Lapisan Selimut
Lapisan kedua dari dalam bumi adalah lapisan selimut atau selubung bumi atau mantel bumi. Suhu pada lapisan ini diperkirakan sekitar 3.000°C. Lapisan ini terdiri atas 3 bagian, yaitu lithosfer, astenosfer, dan mesosfer

• Lithosfer, merupakan lapisan selimut bumi yang paling atas dengan ketebalan 50-100 km, mengandung silisium dan aluminium berbentuk padat. Lithosfer bersama kerak bumi sering dinamakan lempeng lithosfer. Di dalam litosfer terdapat lebih dari 2.000 mineral dan hanya 20 mineral yang terdapat dalam batuan. Selain itu, litosfer tersusun atas dua lapisan utama, yaitu lapisan SiAl (ilisium dan aluminium) dan lapisan SiMa (Silisium dan Magnesium). Lapisan SiAl tersusun oleh logam Silisium dan Aluminum. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO₂ dan Al2O₃. Batuan yang terdapat dalam lapisan SiAl antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan metamorf. Lapisan SiMa adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam Silisium dan Magnesium. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO₂ dan MgO.
• Astenosfer merupakan lapisan di bawah lithosfer dengan ketebalan 130-160 km. Lapisan ini berbentuk cairan kental, mengandung Silisium, Aluminium, dan Magnesium.
• Mesosfer merupakan lapisan yang tebalnya 2400-2750 km, mengandung Silisium dan Magnesium.

c. Lapisan Kerak Bumi
Lapisan kerak bumi mencapai 70 km, dan merupakan lapisan tanah dan bebatuan. Lapisan ini menjadi tempat tinggal seluruh makhluk hidup di bumi. Kerak bumi membentuk lempeng samudra dan lempeng benua. Lempeng samudra dengan ketebalan 5-10 km, sedangkan lempeng benua mencapai ketebalan 20-70 km. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.1000C. Unsur-unsur kimia utama pembenyuk kerak bumi adalah oksigen (46,6%), silicon (27,7%), aluminium (8,1%), besi ( 5,0%), kalsium (3,6%), natrium (2,8%), kalium (2,6%), dan magnesium (2,1%). Unsur-unsur tersebut membentuk satu senyawa yang disebut batuan.

2. Atmosfer

Planet bumi sebagai tempat tinggal makhluk hidup diselimuti oleh udara yang disebut atmosfer. Lapisan atmosfer merupakan campuran dari berbagai gas yang tidak tampak. Berdasarkan volumenya, terdapat empat gas yang terkandung di lapisan atmosfer. Keempat gas yang menempati hampir 100% lapisan atmosfer tersebut masing-masing nitrogen (N₂) sebanyak 78,08%, oksigen (O₂) sebanyak 20,95%, argon (Ar) sebanyak 0,93% dan karbondioksida (CO₂) sebanyak 0,03%. Gas lain yang terkandung dalam lapisan atmosfer dengan volume yang sangat rendah antara lain neon (Ne), helium (He), krypton (Kr), hydrogen (H₂ ), xenon (Xe), dan ozon(O₃).

Lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi mempunyai ketebalan yang sulit untuk ditetapkan secara pasti. Sebagian besar ahli ilmu iklim menyepakati bahwa ketebalan lapisan atmosfer lebih dari 650 km. Menurut perubahan suhu dan ketinggiannya, atmosfer dapat dikelompokkan menjadi empat lapisan, yakni troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer (ionosfer), dan eksosfer.

1. Troposfer. Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yang terletak pada ketinggian 0-18 km di atas permukaan bumi. Ketebalan lapisan troposfer di atas permukaan bumi tidak merata. Di daerah khatulistiwa atau daerah tropis, ketebalan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C, daerah sedang ketebalan lapisan troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, dan daerah kutub ketebalannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C. Tebal lapisan troposfer rata-rata di permukaan bumi ± 10 km.
2. Stratosfer. Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin, yaitu sekitar − 57°C. Lapisan stratosfer inilah tempat terbangnya pesawat. Pada lapisan ini juga terdapat awan cirrus, namun tidak ada pola cuaca. Dari bagian tengah stratosfer ke atas, terdapat lapisan dengan konsentrasi ozon (O₃). Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini dapat mencapai sekitar 18°C pada ketinggian sekitar 40 km.
3. Mesosfer. Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini. Lapisan mesosfer ini ditandai dengan penurunan suhu (temperatur) udara, rata-rata 0,4°C per seratus meter. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81°C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai sekitar -100°C.
4. Termosfer atau ionosfer, Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Disebut dengan termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982°C. Disebut ionosfer karena pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek.
5. Eksosfer. Eksosfer adalah lapisan udara kelima, eksosfer terletak pada ketinggian antara 800 - 1.000 km dari permukaan bumi.