RUANG LINGKUP ILMU PENGETAHUAN ALAM

1.         ALAM SEMESTA

 a. Mengenal alam semesta

        Pengertian alam semesta mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Dalam mikrokosmos kita mempelajari benda-benda yang memiliki ukuran sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel dan sebagainya. Sedangkan makrokosmos mempelajari benda-benda yang memiliki ukuran sangat besar, misalnya bintang, planet, galaksi dan sebagainya.

b. Teori terbentuknya alam semesta

-  Teori Dentuman

            Berdasarkan teori ini, alam semesta terbentuk karena adanya ledakan massa yang sangat   hebat yang disebabkan oleh adanya reaksi inti.

-  Teori Ekspansi dan Kontraksi

            Teori ini mengungkapkan bahwa galaksi dan bintang-bintang terbentuk pada saat masa   ekspansi.

c. Isi alam semesta

            Alam semesta terdiri dari semua materi, termasuk tenaga dan radiasi serta segala hal yang telah diketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa. Bumi, Bulan, planet-planet, galaksi, dan bintang. Matahari merupakan salah satu bintang diantara 200 milyar bintang lain yang bergerak dalam satu sistem disebut Galaksi Bimasakti. Perhitungan sampai angka 200 milyar bintang ini merupakan perkiraan dari sebuah galaksi (yakni Bimasakti) yang memiliki garis tengah sekitar 100.000 tahun cahaya.

            Di alam semesta ini terdapat beratus-ratus galaksi dengan berbagai bentuk dan ukuran. Dilihat dari bentuknya terdapat beberapa tipe, antara lain galaksi spiral, galaksi spiral berbatang, galaksi elips, dan galaksi yang tidak beraturan. Berdasarkan umumnya, diduga berturut-turut galaksi yang tidak beraturan merupakan galaksi termuda, kemudian galaksi spiral, dan yang tertua adalah galaksi elips.

2.     SISTEM TATA SURYA

            Sistem tata surya merupakan suatu sistem organisasi yang teratur pada matahari dimana matahari sebagai pusat peredaran dan dikelilingi pengikut-pengikutnya (planet, satelit, asteroid, komet, dan meteor).

a. Matahari

            Matahari adalah bintang kuning, berbentuk bola, dengan diameter 865.000 mi (1 mi = 1,609 km), lebih dari 100X diameter bumi. Salah satu bintang anggota galaksi Milky Way (Bima Sakti). Matahari sangat penting bagi proses kehidupan di Bumi karena mensuplai panas, cahaya, dan radiasi lain. Matahari memiliki garis tengah: 1.392.000 kmmassa : 331.950 massa bumi.Temperatur permukaan matahari mencapai 6.000°K, inti mencapai 15.000.000°K, bintik-bintik hingga 4.000°K, dan tekanan mencapai 400×109 atm bumi.

b. Planet

            Planet adalah Benda langit yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri. Planet-planet dalam Tata Surya berbeda-beda dalam ukuran dan komposisi, terdiri:

-  Kelompok Planet Dalam: planet-planet yang dekat dengan matahari, ukuran relatif kecil, solid, rocky, massa jenis besar (Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars).

-  Kelompok Planet Luar: planet-planet yang jauh dari matahari, gas planets, terbentuk sebagian besar oleh H dan He (Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Planet terluar, Pluto, berukuran kecil dan terdiri dari es).

c. Bumi

            Bumi memiliki garis tengah ekuatorial : 7.923 mil. Sedangkan antarkutub 7.900 mil. Berat jenis : 5,5 dan beratnya 6,6 x 1021 ton. Inti dalam bumi tebalnya 815 mil, inti luar 1.360 mil, mantel bumi 1.800 mil dan lapisan lithosfer 20 mil. Lapisan bumi yang cair disebut hidrosfer yang menutupi 71% muka bumi dengan kedalaman rata-rata 4.000 meter. Sedangkan lapisan yang berupa gas disebut atmosfer, terdiri dari troposfer setebal 10 mil.

3.         PLANET BUMI 

3.1 Pengertian Bumi

            Bumi adalah planet ketiga dari Matahari yang merupakan planet terpadat dan terbesar kelima dari delapan planet dalam Tata Surya. Bumi juga merupakan planet terbesar dari empat planet kebumian Tata Surya. Bumi terkadang disebut dengan dunia atau Planet Biru.

            Bumi terbentuk sekitar 4,54 miliar tahun yang lalu, dan kehidupan muncul di permukaannya pada miliar tahun pertama. Litosfer Bumi terbagi menjadi beberapa segmen kaku, atau lempeng tektonik, yang mengalami pergerakan di seluruh permukaan Bumi selama jutaan tahun. Lebih dari 70% permukaan Bumi ditutupi oleh air dan sisanya terdiri dari benua dan pulau-pulau yang memiliki banyak danau dan sumber air lainnya yang bersumbangsih terhadap pembentukan hidrosfer.

            Bumi adalah tempat tinggal bagi jutaan makhluk hidup, termasuk manusia. Sumber daya mineral Bumi dan produk-produk biosfer lainnya bersumbangsih terhadap penyediaan sumber daya untuk mendukung populasi manusia global.

3.2 Teori Pembentukan Bumi                                                                                                                  Teori pembentukan Bumi adalah berbagai teori yang diajukan sebagai penjelasan asal usul terbentuknya Bumi. Banyak ilmuwan yang meneliti dan menyimpulkan peristiwa terbentuknya Bumi, dengan berbagai teori dan hipotesis mereka . diantaranya adalah :

1.Teoriatoweebar`shood                                                                                                                               ahli ilmu alam [Perancis] George Louis Leelere Comte de Buffon. Yang mengemukakan bahwa dahulu kala terjadi tumbukan antara matahari dengan sebuah komet yang menyebabkan sebagian massa matahari terpental ke luar. Massa yang terpental ini menjadi planet. 

2. Teori Laplace

            Seorang ahli Matematika dan astronomi Perancis Pierre Simon Marquis de Laplace 1796 mengemukakan Bumi terbentuk dari gugusan gas panas yang berputar pada sumbunya, kemudian terbentuk cincin - cincin.  Sebagian cincin gas tersebut, terlempar ke luar dan tetap terus berputar.  Cincin gas yang berputar akan mengalami pendinginan, sehingga terbentuklah gumpalan - gumpalan bola yang menjadi planet - planet, termasuk Bumi.

3. Teori Planetisimal Hypothesis

                Forest Ray Moulton, seorang ahli astronomi Amerika bersama rekannya T.C Chamberlain, seorang ahli geologi, yang mengatakan matahari terdiri dari massa gas bermassa besar sekali, pada suatu saat didekati oleh sebuah bintang lain yang melintas dengan kecepatan tinggi di dekat matahari. Pada waktu bintang melintas di dekat matahari dan jarak keduanya relatif dekat, maka sebagian massa gas matahari ada yang tertarik ke luar akibat adanya gravitasi dari bintang yang melintas tersebut. Sebagian dari massa gas yang tertarik ke luar ada yang pada lintasan bintang dan sebagian lagi ada yang berputar mengelilingi matahari karena gravitasi matahari. Setelah bintang melintas berlalu, massa gas yang berputar mengelilingi matahari menjadi dingin dan terbentuklah cincin yang lama-kelamaan menjadi padat dan disebut planetisimal. Beberapa planetisimal yang terbentuk akan saling tarik - menarik dan bergabung menjadi satu dan pada akhirnya membentuk planet, termasuk Bumi.

4.TeoriTidal                                                                                                                               Dua orang ilmuwan Inggris, James Jeans dan Harold Jeffreys, pada tahun 1918 mengemukakan teori tidal. Mereka mengatakan pada saat bintang melintas di dekat matahari, sebagian massa matahari tertarik ke luar sehingga membentuk semacam [cerutu].Bagian yang membentuk cerutu ini akan mengalami pendinginan dan membentuk planet - planet, yaitu Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

5.  Teori Weizsaecker

            Pada tahun 1940, C.Von Weizsaecker, seorang ahli astronomi Jerman mengemukakan tata surya pada mulanya terdiri atas matahari yang dikelilingi oleh massa kabut gas. Sebagian besar massa kabut gas ini terdiri atas unsur ringan, yaitu hidrogen dan helium. Karena panas matahari yang sangat tinggi, maka unsur ringan tersebut menguap ke angkasa tata surya, sedangkan unsur yang lebih berat tertinggal dan menggumpal. ini akan menarik unsur - unsur lain yang ada di angkasa tata surya dan selanjutnya berevolusi membentuk planet - planet, termasuk Bumi.

6. Teori Kuiper

            Gerald P.Kuiper mengemukakan bahwa pada mulanya ada nebula besar berbentuk piringan cakram. Pusat piringan adalah protomatahari, sedangkan massa gas yang berputar mengelilingi promatahari adalah protoplanet. Dalam teorinya, beliau juga memasukkan unsur - unsur ringan, yaitu hidrogen dan helium. Pusat piringan yang merupakan protomatahari menjadi sangat panas, sedangkan protoplanet menjadi dingin. Unsur ringan tersebut menguap dan malia menggumpal menjadi planet - planet.

7. Teori Whipple

            Fred L.Whipple, seorang ahli astronom Amerika mengemukakan pada mulanya tata surya terdiri dari gas dan kabut debu aneh yang mengandung nitrogen yang sedikit kosmis yang berotasi membentuk semacam piringan. Debu dan gas yang berotasi menyebabkan terjadinya pemekatan massa dan akhirnya menggumpal menjadi padat, sedangkan kabutnya hilang menguap ke angkasa. Gumpalan yang padat saling bertabrakan dan kemudian membentuk planet - planet.

4. LAPISAN BUMI DAN FUNGSINYA BAGI KEHIDUPAN MANUSIA

            Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km. Gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi. Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin.

Fungsi atmosfer antara lain :
1. Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.
2. Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi
3. Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.
4. Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.

Atmosfer bumi dapat dibagi menjadi lima lapisan, yaitu :
a. Troposfer

            Lapisan ini merupakan lapisan yang paling bawah, berada antara permukaan bumi sampai pada ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada daerah ekuator. Pada lapisan ini suhu udara akan menurun dengan bertambahnya ketinggian. Setiap kenaikan 100 meter temperaturnya turun turun 0,5 oC. Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer.

            Di dalam lapisan ini berlangsung semua hal yang berhubungan dengan iklim. Walaupun troposfer hanya menempati sebagian kecil saja dari atmosfer dalam, akan tetapi, 90% dari semua masa atmosfer berkumpul pada lapisan ini. Di lapisan inilah terbentuknya awan, jatuhnya hujan, salju, hujan es dan lain-lain.

            Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.

b. Stratosfer

            Merupakan bagian atmosfer yang berada di atas lapisan troposfer sampai pada ketinggian 50 – 60 km, Ciri penting dari lapisan stratosfer adalah keberadaan lapisan ozon yang berguna untuk menyerap radiasi ultraviolet, sehingga sebagian besar tidak akan mencapai permukaan bumi. Serapan radiasi matahari oleh ozon dan beberapa gas atmosfer lainnya menyebabkan suhu udara pada lapisan stratosfer meningkat. Lapisanstratosfer tidak mengandung uap air, sehingga lapisan ini hanya mengandung udara kering. Batas lapisan stratosfer disebut stratopouse.

c. Mesosfer

            Mesosfer terletak di atas stratosfer pada ketinggian 50 – 70 km. Suhu di lapisan ini akan menurun seiring dengan meningkatnya ketinggian. Suhunya mula-mula naik, tetapi kemudian turun dan mencapai -72 oC di ketinggian 75 km. Suhu terendah terukur pada ketinggian antara 80 – 100 km yang merupakan batas dengan lapisan atmosfer berikutnya, yakni lapisan mesosfer. Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah – 110o C .

d. Lapisan Termosfer

            Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juda disebut lapisan ionosfer. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian.

e. Ekosfer atau atmosfer luar

            Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.