Bila kita berada di suatu tempat yang terbuka, umumnya dataran sekeliling kita akan terlihat rata. Hal ini disebabkan ukuran bumi kita sangat besar, sedangkan manusia teramat kecil. Bagaimanakah bentuk bumi sebenarnya? Apa benar bentuk bumi itu rata? Tetapi, mengapa saat kita melihat kapal yang sedang berlayar di lautan, bagian kapal yang tampak lebih dahulu adalah puncaknya, baru kemudian seluruh badan kapal? Mengapa yang terlihat bukan langsung keseluruhan badan kapal? Peristiwa di atas tidak akan terjadi jika bentuk bumi kita rata. Jadi, peristiwa tersebut merupakan salah satu bukti bahwa bentuk bumi adalah bulat dan pepat pada kedua kutubnya.
A. Struktur Bumi
Struktur bumi terdiri atas daratan dan perairan. Saat dilihat atas antariksa, bumi tampak seperti bola yang permukaannya berwarna kebiruan, kehijauan, dan kecokelatan. Warna kebiruan menunjukkan perairan, warna kehijauan menunjukkan tanaman yang tumbuh di bumi, sedangkan warna kecokelatan adalah tanah tempat makhluk hidup berpijak dan bertempat tinggal. Secara garis besar, bumi terdiri atas lapisan inti bumi, lapisan luar bumi (selimut bumi), dan lapisan kerak bumi.
1. Lapisan Inti Bumi
Bumi adalah planet paling mampat dalam tata surya matahari dengan kerapatan sebesar 5,52 g/cm kubik. Permukaannya memilki kerapatan rata-rata sebesar 3,9 g/cm kubik. Dari sini, dapat disimpulkan bahwa inti bumi terbuat dari bahan pembentuk yang lebih padat daripada yang ada dipermukaan bumi. Saat baru saja terbentuk melalu proses diferensiasi sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, bahan-bahan pembentuk Bumi yang lebih mampat bergerak menuju ke inti Bumi. Titik leleh dan kerapatan dari semua unsur dan senyawa tersebut berbeda-beda sehingga dari pusat Bumi akan memadat pada jarak yang berbeda-beda.
Kondisi itulah yang menyebabkan struktur Bumi menjadi berlapis-lapis. Disini, sebagian besar komponen (80%) membentuk inti Bumi yang terdiri dari campuran nikel dan besi, serta unsur-unsur lain yang lebih ringan. Penelitian tentang inti Bumi terus dilakukan semenjak pertama kali ditemukan oleh Inge Lehmann pada tahun 1936. Dengan menggunakan metode gelombang seismik, terungkap bahwa inti bumi terbagi menjadi 2 bagian, yaitu inti dalam dan inti luar.
a. Inti Bumi Bagian Dalam
Inti dalam adalah bagian inti bumi yang paling padat dengan kerapatan sekitar 10 gram/cm kubik. Inti dalam ini memiliki jari-jari sekitar 2.500 km dengan struktur berupa kristal besi yang diselimuti oleh campuran nikel dan besi beserta unsur-unsur lainnya. Inti bagian dalam memiliki suhu sekitar 4000 - 5000 derajat celsius.
b. Inti Bumi Bagian Luar
Inti bumi bagian luar menyelubungi inti bumi bagian dalam. Inti bagian luar ini memiliki ketebalan sekitar 2.200 km yang tersusun oleh logam cair campuran besi dan nikel serta unsur-unsur ringan lainnya. Inti luar memiliki suhu sekitar 2000oC.
Kondisi itulah yang menyebabkan struktur Bumi menjadi berlapis-lapis. Disini, sebagian besar komponen (80%) membentuk inti Bumi yang terdiri dari campuran nikel dan besi, serta unsur-unsur lain yang lebih ringan. Penelitian tentang inti Bumi terus dilakukan semenjak pertama kali ditemukan oleh Inge Lehmann pada tahun 1936. Dengan menggunakan metode gelombang seismik, terungkap bahwa inti bumi terbagi menjadi 2 bagian, yaitu inti dalam dan inti luar.
a. Inti Bumi Bagian Dalam
Inti dalam adalah bagian inti bumi yang paling padat dengan kerapatan sekitar 10 gram/cm kubik. Inti dalam ini memiliki jari-jari sekitar 2.500 km dengan struktur berupa kristal besi yang diselimuti oleh campuran nikel dan besi beserta unsur-unsur lainnya. Inti bagian dalam memiliki suhu sekitar 4000 - 5000 derajat celsius.
b. Inti Bumi Bagian Luar
Inti bumi bagian luar menyelubungi inti bumi bagian dalam. Inti bagian luar ini memiliki ketebalan sekitar 2.200 km yang tersusun oleh logam cair campuran besi dan nikel serta unsur-unsur ringan lainnya. Inti luar memiliki suhu sekitar 2000oC.
2. Lapisan Luar Bumi (Selimut Bumi)
Lapisan luar bumi adalah lapisan yang terletak di atas lapisan inti bumi. Lapisan ini memiliki ketebalan sekitar 3.000 km.
3. Lapisan Kerak Bumi
Lapisan kerak bumi adalah lapisan bumi yang terletak paling luar dan merupakan tempat makhluk hidup berpijak. Lapisan ini mempunyai ketebalan sekitar 5 km.
B. Struktur Matahari
Matahari adalah benda langit yang dapat memancarkan sinar sendiri. Benda langit yang dapat memancarkan sinar dinamakan bintang. Matahari adalah bintang panas yang letaknya paling dekat dengan bumi. Jarak bumi dengan matahari kira-kira 150 juta km.
1. Unsur-Unsur Penyusun Matahari
Mengapa sinar matahari terasa panas? Tersusun atas unsur-unsur apa sajakah matahari itu? Matahari tersusun atas unsur-unsur yang berwujud gas yang sangat panas. Bagian matahari yang dapat kita lihat dari bumi adalah bagian permukaannya. Adapun unsur-unsur penyusun matahari adalah:
- Hidrogen (H2) = 76,39 %
- Helium (He) = 21,80 %
- Oksigen (O2) = 0,80 %
- Karbon (C) = 0,40 %
- Neon (Ne) = 0,20 %
- Besi (Fe) = 0,10 %
- Nitrogen (N2) = 0,10 %
- Silikon (Si) = 0,08 %
- Magnesium (Mg) = 0,07 %
- Unsur-unsur lain = 0,06 %
2. Lapisan-Lapisan Penyusun Matahari
Lapisan-lapisan penyusun matahari terdiri atas inti matahari, fotosfer, kromosfer, dan korona. Lapisan-lapisan tersebut mempunyai kondisi yang berbeda.
a. Inti Matahari
Inti matahari terletak di bagian dalam matahari. Suhunya sekitar 15 juta derajat Celsius. Inti matahari dapat menghasilkan energi yang sangat besar. Suhu dan tekanan yang sangat tinggi ini memungkinkan terjadinya pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton dan neutron. Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti ke arah luar matahari. Reaksi fusi (pergerakan elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu sama lain) terjadi di bagian ini dan nanti dipancarkan keluar melalui radiasi. Bagian inti memiliki batas dengan dua zona yaitu:
- Zona radiatif, merupakan lapisan yang menyelubungi bagian inti. Lapisan ini punya suhu sekitar 7 - 2 juta derajat C dari dalam ke luar.
- Zona konvektif, merupakan lapisan yang suhunya sudah cenderung menurun. Suhu lapisan ini sekitar dua derajat C. Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom bagian inti ini akan bergerak menuju lapisan yang lebih luar dengan suhu yang lebih rendah.
b. Fotosfer
Fotosfer adalah lapisan permukaan matahari yang menghasilkan cahaya yang dapat kita lihat. Bentuknya bulat putih dan menyilaukan serta merupakan lapisan yang paling terang. Tebal lapisan fotosfer kira-kira 300 km.
c. Kromosfer
Kromosfer adalah lapisan gas tebal yang mengelilingi matahari dan tampak bercahaya merah muda. Kromosfer merupakan lapisan atmosfer matahari yang paling bawah dan tebalnya mencapai 16.000 km.
d. Korona
Korona adalah lapisan matahari yang paling luar. Korona tampak seperti mahkota yang terang-benderang di sekeliling bayang-bayang bulan saat terjadi gerhana matahari total. Meskipun letaknya jauh dari inti matahari sebagai penghasil energi, korona memiliki suhu yang jauh lebih tinggi dibandingakn lapisan kromosfer, para ahli astronomi memperkirakan suhu korona mencapai 2.000.000 kelvin pada bagian luarnya. Hal yang menyebabkan suhu korona demikian tinggi adalah akibat adanya pemaksaan pemindahan kalor (energi) secara konveksi pada fotosfer dan kromosfer, memanaskan secara intensif gas yang sangat tipis pada laipsan korona.
Akibat suhu yang sangat tinggi ini, korona mengembang sangat cepat pada ruang hampa. Selama gerhana matahari total berlangsung, fotosfer tertutup oleh bulan dan akan tampak oleh mata telanjang suatu bentuk mahkota disebelah luar cincin berwarna merah (kromosfer). Oleh karena itu korona disebut juga mahkota matahari. Sebetulnya untuk mengamati korona tidak perlu menunggu terjadinya gerhana matahari total. Korona dapat diamati dengan menggunakan bantuan alat teleskop khusus yang disebut koronagraf (coronagraph), yang dapat menciptakan gerhana matahari total buatan karena alat ini dilengkapi dengan suatu cakram hitam yang diletakkan sedemikain rupa sehingga dapat menutupi cahaya dari fotosfer.
Korona adalah lapisan matahari yang paling luar. Korona tampak seperti mahkota yang terang-benderang di sekeliling bayang-bayang bulan saat terjadi gerhana matahari total. Meskipun letaknya jauh dari inti matahari sebagai penghasil energi, korona memiliki suhu yang jauh lebih tinggi dibandingakn lapisan kromosfer, para ahli astronomi memperkirakan suhu korona mencapai 2.000.000 kelvin pada bagian luarnya. Hal yang menyebabkan suhu korona demikian tinggi adalah akibat adanya pemaksaan pemindahan kalor (energi) secara konveksi pada fotosfer dan kromosfer, memanaskan secara intensif gas yang sangat tipis pada laipsan korona.
Akibat suhu yang sangat tinggi ini, korona mengembang sangat cepat pada ruang hampa. Selama gerhana matahari total berlangsung, fotosfer tertutup oleh bulan dan akan tampak oleh mata telanjang suatu bentuk mahkota disebelah luar cincin berwarna merah (kromosfer). Oleh karena itu korona disebut juga mahkota matahari. Sebetulnya untuk mengamati korona tidak perlu menunggu terjadinya gerhana matahari total. Korona dapat diamati dengan menggunakan bantuan alat teleskop khusus yang disebut koronagraf (coronagraph), yang dapat menciptakan gerhana matahari total buatan karena alat ini dilengkapi dengan suatu cakram hitam yang diletakkan sedemikain rupa sehingga dapat menutupi cahaya dari fotosfer.
3. Manfaat Sinar Matahari
Apa yang terjadi jika tidak ada sinar matahari yang menyinari bumi? Apa manfaat sinar matahari bagi manusia, hewan, dan tumbuhan?
Manfaat sinar matahari, antara lain sebagai berikut.
Apa yang terjadi jika tidak ada sinar matahari yang menyinari bumi? Apa manfaat sinar matahari bagi manusia, hewan, dan tumbuhan?
Manfaat sinar matahari, antara lain sebagai berikut.
- Sumber penerangan di bumi. Pada siang hari sinar matahari menerangi bumi. Tanpa adanya sinar matahari, bumi menjadi dingin dan gelap gulita.
- Sumber panas di bumi. Adanya panas matahari menyebabkan air di permukaan bumi menguap. Uap air terkumpul membentuk awan yang akhirnya terjadi hujan. Panas matahari juga dapat mengeringkan benda-benda yang basah. Coba, jemurlah baju yang basah! Setelah beberapa waktu, baju tersebut tentu menjadi kering.
- Untuk keperluan industri, sebagai sumber energi alternatif. Misalnya, penggerak mobil tenaga surya dan kompor matahari. Pemanfaatan sinar sebagai sumber energi alternatif dapat mengurangi pencemaran udara.
- Bahan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan. Tanpa sinar matahari, tumbuhan tidak dapat melakukan proses fotosintesis.
