ATMOSFER BUMI

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinarmatahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.

Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) danoks igen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%),karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dangas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan dibumi dengan menyerapradias i sinarultraviolet dari matahari dan mengurangi suhu ekstrem diantara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

Troposfer
Lapisan ini berada pada level yang terendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.
Diantara stratosfer dan troposfer terdapat lapisan yang disebut lapisan Tropopouse.

Stratosfer
Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu - 70oF atau sekitar - 57oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat terbangnya pesawat.Aw an tinggi jeniscir r us kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini. Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasiozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada
ketinggian sekitar 40 km. Lapisans tr atopaus e memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya

Mesosfer
Kurang lebih 25 mil atau 40km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar - 143oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awannoctilucent, yang terbentuk dari kristal es.

Termosfer
Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan namaionos fer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh. Fenomenaaurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi disini.

Eksosfer
Adanya refleksi cahayamatahar i yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal

Atmosfir bumi adalah lapisan udara yang mengelilingi atau menyelubungi bumi yang bersama-sama dengan bumi melakukan rotasi dan berevolusi mengelilingi matahari. Udara yang terkandung dalam atmosfir merupakan campuran dan kombinasi dari gas, debu dan uap air. Atmosfir berguna untuk melindungi makhluk hidup yang yang ada di muka bumi karena membantu menjaga stabilitas suhu udara siang dan malam, menyerap radiasi dan sinar ultraviolet yang sangat berbahaya bagi manusia dan makhluk bumi lainnya.

Kandungan dalam lapisan atmosfir bumi
- Nitrogen 78,17%
- Oksigen 20,97%
- Argon 0,98%
- Karbon dioksida 0,04%
- Sisanya adalah zat lain seperti kripton, neon, xenon, helium, higrom dan ozon.

Lapisan-lapisan atmosfer bumi terdiri dari :
1. Troposfer / Troposfir
Ketinggian troposfer : 0 - 15 km
Suhu lapisan troposfir : 17 - -52 derajat celcius
Kurang lebih 80% gas atmosfer berada pada bagian ini

2. Stratosfer / Stratosfir
Ketinggian stratosfer : 15 - 40 km
Suhu lapisan stratosfer : -57 derajat celcius
Lapisan ozon yang memblokir atau menahan sinar ultraviolet berada pada lapisan ini.

3. Mesosfer / Mesosfir
Ketebalan Mesosfer : 45 - 75 km
Suhu lapisan stratosfer : -140 derajat celcius
Suhu yang sangat rendah dan dingin dapat menyebabkan awan noctilucent yang terdiri atas kristal-kristal es

4. Thermosfer / Thermosfir
Ketebalan thermosfer : 75 - 100 km
Suhu lapisan stratosfer : 80 derajat celcius

SETELAH penemuan planet di “Tata Surya” lain atau extrasolar-planets (planet ekstrasolar), yang saat ini berjumlah lebih dari 200 planet, pertanyaan lebih lanjut adalah apakah ada planet (lain) mirip Bumi? Jika memang ada, apakah ada kehidupan di sana, dan apa tandanya?
Melalui teleskop antariksa generasi terbaru yang akan diluncurkan seperti Terrestrial Planet Finder (TPF) milik NASA dan Darwin milik ESA, planet-planet yang berukuran dalam orde ukuran Bumi bisa teramati secara langsung. Hal ini berbeda dengan teleskop lain yang menemukan ekstrasolar secara tak langsung, yakni melalui apa yang disebut dengan “goyangan” bintang induk akibat tarikan gravitasi planetnya.

Astronom menggunakan rentang cahaya tampak dan inframerah untuk mengamati dan mempelajari atmosfer planet-planet ekstrasolar. Jenis gas atmosfer planet bisa diketahui dari pola spektrumnya, sama seperti halnya sidik jari atau DNA. Dengan mempelajari jenis spektrum tersebut, akan bisa diketahui gas apa yang ada di atmosfer planet, komposisinya, dan kemungkinan keberadaan awan.

Astronom Lisa Kaltenegger dari the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) dan Wesley Traub dari Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA dan CfA, mengusulkan model sejarah evolusi atmosfer Bumi yang bisa dipergunakan untuk memahami planet ekstrasolar.

Sejarah geologi memperlihatkan bahwa atmosfer Bumi telah mengalami perubahan dramatis selama 4,6 miliar tahun usianya. Perkembangan atmosfer ini turut menentukan perkembangan bentuk kehidupan di dalamnya. Dengan melakukan pemetaan tahap perkembangan atmosfer Bumi menurut kurun waktu, akan bisa diketahui apakah planet lain memungkinkan akan muncul atau bahkan memiliki kehidupan. Bahkan bentuk kehidupan seperti apa yang ada di dalamnya.

Pemodelan atmosfer Bumi

Sekarang ini atmosfer Bumi tersusun dari 78 persen N, 21 persen O, sisanya Ar, CO2, metana, dan lain-lain. Ternyata, ini merupakan komposisi yang mendukung lingkungan tempat tinggal dan kehidupan. Empat miliar tahun lalu, oksigen belum ada. Pembagian kurun evolusi atmosfer Bumi dalam tujuh tahap, di mana tiap tahapnya dicirikan oleh berbagai jenis gas dengan komposisi yang terus berubah.

Pemodelan atmosfer menggunakan komputer yang dilakukan para astronom diperuntukkan semacam “sidik jari” planet-planet mirip dengan Bumi dalam berbagai kurun. Pemodelan ini akan memudahkan para pemburu planet dalam menentukan karakteristik planet yang ditemukan dikaitkan dengan kondisi atmosfernya seperti kondisi geologi, apakah planet tersebut memungkinkan untuk memunculkan kehidupan, dan jenis kehidupan apa yang muncul.

Pembagian kurun

Untuk memudahkan memahami kurun evolusi atmosfer Bumi, waktu 4,6 miliar tahun diringkas menjadi satu tahun, di mana pada tanggal 1 Januari pukul 00:00:00 Bumi terbentuk, dan pada detik ini adalah tanggal 31 Desember pukul 23:59:59.

- Kurun 0 – 12 Februari

Dimulai dari Bumi terbentuk hingga usia 3,9 miliar tahun lalu. Di masa ini atmosfer Bumi amat dinamik yang didominasi oleh nitrogen, karbondioksida, dan hidrogen sulfida. Kala rotasi lebih pendek. Matahari redup, atau tidak sepanas sekarang, dan terlihat merah di langit yang berwarna jingga. Lautan berlumpur cokelat menyelimuti Bumi karena derasnya mateorit dan meteor yang menimpa Bumi. Karbondioksida memanaskan Bumi akibat efek rumah kaca yang ditimbulkannya, meskipun energi total semburan Matahari hanya sepertiga dari sekarang ini. Meskipun belum ditemukan fosil di masa ini, batuan di Greenland memperlihatkan tanda pernah ada kehidupan di kurun ini.

- Kurun 1 hingga 17 Maret

Hingga usia 3,5 miliar tahun lalu, rangkaian gunung menyembul keluar dari lautan. Di masa ini muncul kehidupan bakteri anaerob yang mampu hidup tanpa oksigen. Bakteri ini menyumbang metana dalam jumlah besar ke atmosfer dan mengubah komposisinya. Jika bakteri ini ada di planet ekstrasolar, teleskop TPF dan Darwin mampu menemukan sidik jarinya di atmosfernya.

- Kurun 2 hingga 5 Juni

Hingga usia 2,4 miliar tahun lalu, produksi metana oleh bakteri anaerob mencapai jumlah maksimum hingga mengubah komposisi atmosfer menjadi nitrogen, karbondioksida, dan metana. Benua mulai terbentuk. Muncul alga biru hijau yang mulai memproduksi oksigen dalam jumlah besar. Terjadi lagi perubahan komposisi atmosfer. Perlu dicatat, meskipun pada planet ekstrasolar ditemukan keberadaan oksigen dalam jumlah besar, belum tentu mengindikasikan keberadaan kehidupan (cerdas), atau yang lebih kompleks.

- Kurun 3 hingga 16 Juli

Hingga Bumi berusia 2 miliar tahun lalu. Kehidupan berfotosintesis penghasil oksigen terus berkontribusi menyeimbangkan komposisi atmosfer. Karbondioksida dan metana berkurang. Demikian halnya bakteri anaerob. Daratan terbentuk rata dan basah. Gunung menyemburkan uap. Rawa-rawa terbentuk, berisi air, berbau busuk, berbuih dan berwarna cokelat kehijauan. Terjadi produksi oksigen secara drastis. Kondisi ini mengawali terbentuknya kehidupan bersel banyak.

- Kurun 4 hingga 13 Oktober

Hingga usia 800 juta tahun lalu, terus terjadi peningkatan jumlah oksigen di atmosfer. Kurun ini dikenal juga sebagai the Cambrian Explosion, di mana pada periode 550 juta hingga 500 juta tahun lalu berbagai jenis binatang muncul (didasarkan dari penemuan fosil). Bumi tertutupi rawa, lautan dan beberapa gunung aktif. Lautan menjadi tempat munculnya kehidupan.

- Kurun 5 hingga 8 November

Hingga 300 juta tahun lalu, terjadi migrasi kehidupan dari lautan ke daratan. Komposisi atmosfer didominasi nitrogen dan oksigen. Kurun ini adalah periode Mesozoic di mana di dalamnya hidup kawanan dinosaurus.

- Kurun 6 hingga 31 Desember pukul 11:59:59

Hingga saat ini, di mana manusia merajai Bumi dan turut mengubah bentuk serta berkontribusi memperparah kerusakan atmosfer melalui berbagai jenis gas tak ramah lingkungan seperti freon yang merusak ozon.

Apakah akan ditemukan planet mirip Bumi dengan kondisi atmosfernya yang mulai mengalami kerusakan akibat kehidupan berbudaya yang telah terbentuk di dalamnya? Dalam satu dekade ke depan, meskipun TPF dan Darwin telah diluncurkan, masih sulit untuk menemukan planet seperti ini.
5. Ionosfer / Ionosfir
Ketebalan ionosfer : 50 - 100 km
Adalah lapisan yang bersifat memantulkan gelombang radio. Karena ada penyerapan radiasi dan sinar ultra violet maka menyebabkan timbul lapisan bermuatan listrik yang suhunya menjadi tinggi.

6. Eksosfer / Eksosfir
Ketebalan eksosfer : 500 - 700 km
Suhu lapisan stratosfer : -57 derajat celcius
Tidak memiliki tekanan udara yaitu sebesar 0 cmHg