DINAMIKA BUMI

Konten [Tampil]

DEFINISI

    Dinamika Bumi adalah bidang ilmu yang mempelajari tentang berbagai proses dan fenomena yang terjadi di dalam dan di permukaan bumi. Sebagai salah satu planet di Tata Surya, Bumi memiliki sejarah yang panjang dan kompleks yang membentuk kondisi geologis dan geografis yang ada saat ini. Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi berbagai aspek Dinamika Bumi, termasuk pergerakan lempeng tektonik, gempa bumi, vulkanisme, dan banyak lagi.

AXIAL TILT DAN WOBBLE

    Axial tilt adalah sudut kemiringan antara sumbu rotasi Bumi dan bidang orbitnya. Saat ini, Bumi memiliki axial tilt sekitar 23,44 derajat. Nilai ini relatif tetap terhadap bidang orbit yang diam selama siklus precesi aksial. Perubahan axial tilt pada Bumi dapat terjadi karena berbagai faktor, seperti perubahan iklim, aktivitas geologis, dan pengambilan air tanah. Sebuah studi menunjukkan bahwa pengambilan air tanah yang berlebihan oleh manusia telah menyebabkan perubahan axial tilt Bumi sebesar 31,5 inci (80 sentimeter) antara tahun 1993 dan 2010.  Perubahan axial tilt dapat mempengaruhi iklim dan cuaca di Bumi. Namun, perubahan axial tilt yang signifikan membutuhkan waktu yang sangat lama dan tidak terjadi dalam waktu singkat.

    Wobble pada Bumi adalah fenomena ketidakstabilan rotasi Bumi pada porosnya. Wobere teragi menjadi beberapa yaitu sebagai berikut :

1. Chandler Wobble

• - Chandler Wobble adalah salah satu jenis wobble pada Bumi yang disebabkan oleh interaksi di perbatasan inti Bumi dengan mantel Bumi di sekelilingnya, serta gempa-gempa Bumi.
• - Chandler Wobble menyebabkan pergerakan kutub geografis Bumi yang kecil dan tidak beraturan di seluruh permukaan dunia.

2. Lendutan Alami

• - Selain Chandler Wobble, ada juga lendutan alami dalam pengukuran rotasi Bumi yang disebabkan oleh beberapa faktor, seperti perubahan pasang laut dan bentuk Bumi yang tidak bulat sempurna.

3. Implikasi

• - Wobble pada Bumi dapat mempengaruhi pengukuran waktu dan navigasi satelit.
• - Wobble pada Bumi juga dapat mempengaruhi iklim dan cuaca di Bumi.
• - Namun, perubahan wobble pada Bumi yang signifikan membutuhkan waktu yang sangat lama dan tidak terjadi dalam waktu singkat.

    Jadi, wobble pada Bumi adalah fenomena ketidakstabilan rotasi Bumi pada porosnya. Chandler Wobble adalah salah satu jenis wobble pada Bumi yang disebabkan oleh interaksi di perbatasan inti Bumi dengan mantel Bumi di sekelilingnya, serta gempa-gempa Bumi. Wobble pada Bumi dapat mempengaruhi pengukuran waktu dan navigasi satelit, serta iklim dan cuaca di Bumi. Namun, perubahan wobble pada Bumi yang signifikan membutuhkan waktu yang sangat lama dan tidak terjadi dalam waktu singkat.

DISTRIBUSI MALAM DAN SIANG SERTA IKLIM TAHUNAN

    Distribusi malam dan siang di Bumi dipengaruhi oleh rotasi Bumi pada sumbunya. Ketika Bumi berputar, bagian yang menghadap matahari akan mengalami siang, sedangkan bagian yang tidak menghadap matahari akan mengalami malam. Karena Bumi miring pada sumbunya, distribusi malam dan siang tidak merata di seluruh dunia. Bagian yang lebih dekat ke kutub cenderung mengalami malam yang lebih lama atau siang yang lebih lama tergantung pada musimnya. Sedangkan bagian yang lebih dekat ke khatulistiwa cenderung mengalami siang dan malam yang hampir sama panjangnya sepanjang tahun.

    Iklim setiap tahun dipengaruhi oleh banyak faktor seperti lintang, medan, ketinggian, dekatnya badan air, dan arus mereka. Iklim dapat diklasifikasikan sesuai dengan rata-rata suhu, curah hujan, dan pola cuaca pada suatu wilayah. Perubahan iklim yang terjadi selama abad terakhir telah menyebabkan kenaikan suhu global, pergeseran pola curah hujan, muka air laut meningkat, serta frekuensi dan intensitas bencana alam seperti banjir, kekeringan, dan badai. Perubahan iklim dapat mempengaruhi produksi padi dan pertanian di Indonesia serta mempengaruhi ekosistem dan kehidupan di seluruh dunia.

    Dinamika Bumi seperti gerakan lempeng tektonik, vulkanisme, gempa bumi, dan tsunami juga dapat mempengaruhi iklim dan cuaca di Bumi. Gerakan lempeng tektonik dapat menyebabkan terjadinya gempa bumi, gunung berapi, dan pembentukan pegunungan. Vulkanisme dapat menyebabkan erupsi gunung berapi yang dapat menghasilkan abu vulkanik, lava, dan gas beracun. Gempa bumi dapat menyebabkan kerusakan bangunan, jembatan, dan infrastruktur lainnya. Tsunami dapat menyebabkan kerusakan parah di pesisir dan mempengaruhi ekosistem laut.

SUMBER ENERGI BUMI

    Anggaran energi Bumi mengacu pada keseimbangan energi dalam sistem Bumi, termasuk radiasi masuk dan keluar.

    Bumi menerima energi dari Matahari dalam bentuk radiasi gelombang pendek, terutama dalam spektrum tampak dan ultraviolet. Radiasi matahari yang masuk ini dikenal sebagai insolasi dan merupakan sumber utama energi bagi sistem iklim Bumi. Bumi juga memancarkan energi kembali ke luar angkasa dalam bentuk radiasi gelombang panjang, terutama dalam spektrum inframerah. Keseimbangan antara radiasi masuk dan keluar menentukan anggaran energi keseluruhan Bumi. Jika radiasi masuk melebihi radiasi keluar, sistem Bumi mendapatkan energi dan menghangat. Sebaliknya, jika radiasi keluar melebihi radiasi masuk, sistem Bumi kehilangan energi dan mendingin. Anggaran energi dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk albedo Bumi (daya pantul), gas rumah kaca, awan, dan komposisi atmosfer. Perubahan dalam anggaran energi dapat memiliki dampak signifikan pada iklim Bumi, termasuk perubahan suhu, pola cuaca, dan pencairan tutupan es dan gletser.

    Sehingga dapat kita simpukan secara ringkas, anggaran energi Bumi mengacu pada keseimbangan antara radiasi matahari yang masuk dan radiasi gelombang panjang yang keluar. Hal ini memainkan peran penting dalam menentukan iklim Bumi dan memiliki implikasi pada suhu, pola cuaca, dan keseimbangan energi keseluruhan planet ini.

TEMPAT TERPANAS DAN TERDINGIN

Garis lintang dapat mempengaruhi suhu di suatu wilayah. Selain itu suhu juga dipengaruhi oleh banyak faktor selain garis lintang, seperti ketinggian, dekatnya dengan badan air, dan kondisi cuaca. 

1. Daerah Terpanas

• - Daerah terpanas di Bumi dapat ditemukan di sekitar khatulistiwa, di mana garis lintangnya sekitar 0 derajat.
• - Contoh daerah terpanas di Bumi antara lain Dasht-e Lut di Iran, Aziziyah di Libya, dan Death Valley di Amerika Serikat.

2. Daerah Terdingin

• - Daerah terdingin di Bumi dapat ditemukan di daerah kutub, di mana garis lintangnya sangat jauh dari khatulistiwa.
• - Contoh daerah terdingin di Bumi adalah Stasiun Vostok di Rusia, yang terletak di Antartikat.

DISTRIBUSI ANGIN

    Sirkulasi angin di Bumi melibatkan beberapa istilah yang menggambarkan pola pergerakan udara di atmosfer. Dalam sirkulasi angin kita akan menemukan istilah-istilah penting sebagai mana disebutkan dibawah:

1. Hadley Cells

• - Hadley Cells adalah sirkulasi angin di daerah rendah lintang yang terletak di sekitar khatulistiwa.
• - Udara hangat di khatulistiwa naik ke atmosfer dan bergerak ke arah kutub, kemudian turun di sekitar 30° lintang dan kembali ke khatulistiwa.
• - Hadley Cells bertanggung jawab atas angin perdagangan di daerah tropis dan mengendalikan pola cuaca di daerah rendah lintang.

2. Ferrel Cells

• - Ferrel Cells terletak di antara Hadley Cells dan Polar Cells.
• - Di Ferrel Cells, udara di daerah kutub bergerak ke arah khatulistiwa dan bertemu dengan udara di daerah subtropis.
• - Perbedaan suhu antara udara kutub dan subtropis menyebabkan konvergensi udara dan pembentukan zona tekanan renda.
• - Ferrel Cells berkontribusi pada pembentukan angin barat di daerah lintang menengah.

3. Polar Cells

• - Polar Cells terjadi di daerah kutub.
• - Udara dingin di kutub turun ke permukaan dan mengalir ke arah khatulistiwa.
• - Udara yang turun ini menyebabkan pembentukan tekanan tinggi di daerah kutub.
• - Polar Cells berperan dalam pembentukan angin kutub dan mempengaruhi iklim di daerah kutub.

4. Trade Winds:

• - Trade Winds adalah angin yang bertiup secara konsisten dari timur laut di belahan bumi utara dan dari tenggara di belahan bumi selatan.
• - Trade Winds terbentuk karena Hadley Cells yang menghasilkan aliran udara dari daerah tekanan tinggi di subtropis ke daerah tekanan rendah di khatulistiwa.
• - Trade Winds penting dalam navigasi maritim dan perjalanan perdagangan di lautan.

5. Polar Front

• - Polar Front adalah batas antara udara dingin kutub dan udara hangat subtropis.
• - Di sekitar Polar Front, terjadi pertemuan dan konflik antara massa udara yang berbeda, yang sering kali menghasilkan cuaca yang berubah-ubah.
• - Polar Front juga merupakan sumber utama perubahan cuaca di daerah lintang menengah, termasuk pembentukan jet stream.

SIKLON DAN ANTISIKLON

    Siklon dan antisiklon adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pola pergerakan udara di atmosfer. Siklon terjadi di daerah pusat tekanan rendah, sedangkan antisiklon terjadi di daerah pusat tekanan tinggi. Perbedaan tekanan udara antara daerah pusat tekanan rendah dan tinggi menyebabkan aliran udara dari daerah tekanan tinggi ke daerah tekanan rendah. Siklon dapat menyebabkan cuaca buruk, sedangkan antisiklon dapat menyebabkan cuaca cerah dan kering.

1. Siklon

• - Siklon adalah angin yang masuk ke daerah pusat tekanan rendah (daerah depresi) yang dikelilingi oleh wilayah-wilayah pusat tekanan tinggi.
• - Gerakan angin siklon berputar ke dalam, mengelilingi wilayah bertekanan minimum.
• - Di Belahan Bumi Utara, gerakan angin siklon berlawanan arah dengan jarum jam, sedangkan di Belahan Bumi Selatan berputar searah jarum jam.
• - Siklon dapat menyebabkan cuaca buruk, seperti hujan lebat, badai, dan tornado.

2. Antisiklon

• - Antisiklon adalah angin yang bergerak keluar dari daerah pusat tekanan tinggi dan berputar mengelilingi garis-garis isobar menuju daerah-daerah tekanan rendah di sekitarnya.
• - Di Belahan Bumi Utara, gerakan antisiklon searah dengan jarum jam, sedangkan di Belahan Bumi Selatan berlawanan arah dengan jarum jam.
• - Antisiklon dapat menyebabkan cuaca cerah dan kering.

3. Tekanan Rendah dan Tekanan Tinggi

• - Siklon terjadi di daerah pusat tekanan rendah, sedangkan antisiklon terjadi di daerah pusat tekanan tinggi.
• - Perbedaan tekanan udara antara daerah pusat tekanan rendah dan tinggi menyebabkan aliran udara dari daerah tekanan tinggi ke daerah tekanan rendah.
• - Tekanan rendah dan tinggi dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti perbedaan suhu, kelembaban, dan angin.

ISOBAR DAN ARAH ANGIN

    Isobar adalah garis yang menunjukkan titik-titik tekanan udara yang sama pada suatu wilayah. Isobar digunakan untuk mengidentifikasi tekanan atmosfer, kekuatan angin, dan arah angin dalam wilayah geografis tertentu. Dalam mempelajari angin, ditekankan pada tiga hal yaitu kecepatan angin, arah angin, dan macam-macam angin. Arah angin dapat diketahui dengan menggunakan bendera angin atau kantung angin. Angin akan memutar bendera ke arah tiupan angin sehingga menunjukkan arah datangnya angin. Pada kantung angin, arah angin ditunjukkan oleh arah menghadapnya kantung. Dalam bahasa asingnya, alat untuk menentukan arah angin adalah wind vane. Arah angin dinyatakan dalam derajat seperti halnya belajar mengenai kompas.

    Pembentukan arah angin terjadi karena perbedaan tekanan udara di dua tempat. Perbedaan tekanan udara antara daerah pusat tekanan rendah dan tinggi menyebabkan aliran udara dari daerah tekanan tinggi ke daerah tekanan rendah. Arah angin tidak selalu tegak lurus dengan garis isobar, melainkan mengalami pembelokan akibat gaya Coriolis bumi. Gaya Coriolis menyebabkan arah angin di belahan bumi utara berlawanan arah dengan jarum jam, sedangkan di belahan bumi selatan berputar searah jarum jam.

    Angin umum adalah gerakan massa udara yang senantiasa bertiup sepanjang tahun dan meliputi wilayah yang luas seperti angin pasat, angin antipasat, angin barat, angin timur kutub, dan angin muson. Sedangkan angin lokal adalah angin yang bertiup pada wilayah dan waktu tertentu saja seperti angin darat, angin laut, angin gunung, angin lembah, angin siklon, dan angin antisiklon. Angin geostropik adalah angin yang mengalir sejajar dengan isobar akibat keseimbangan gradien tekanan dan gaya Coriolis bumi. Angin geostropik penting dalam sirkulasi atmosfer global dan dapat ditemukan di berbagai wilayah di Bumi.

SIKLUS AIR

    Siklus air, juga dikenal sebagai siklus hidrologi, adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui serangkaian proses. Siklus air melibatkan perubahan fase air antara bentuk gas (uap air) dan bentuk cair (air) di berbagai tempat di Bumi. Berikut adalah penjelasan lengkap tentang siklus air di Bumi:

1. Evaporasi

• - Evaporasi adalah proses di mana air di permukaan bumi, seperti lautan, sungai, dan danau, berubah menjadi uap air dan naik ke atmosfer.
• - Energi panas dari matahari menyebabkan molekul air bergerak lebih cepat dan menguap.
• - Uap air yang terbentuk selama evaporasi naik ke atmosfer dan menjadi bagian dari uap air atmosfer.

2. Transpirasi

• - Transpirasi adalah proses di mana tumbuhan mengeluarkan uap air melalui stomata di daunnya.
• - Tumbuhan menyerap air melalui akar dan mengangkutnya ke daun.
• - Air kemudian menguap melalui stomata, menyebabkan uap air masuk ke atmosfer.

3. Kondensasi

• - Kondensasi adalah proses di mana uap air di atmosfer mendingin dan berubah menjadi tetes air atau partikel air yang membentuk awan.
• - Ketika uap air mendingin, molekul air saling berdekatan dan membentuk tetes air atau partikel air kecil.
• - Tetes air atau partikel air ini berkumpul dan membentuk awan.

4. Presipitasi

• - Presipitasi adalah proses di mana air dalam bentuk tetes air atau partikel air dalam awan jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan, salju, hujan es, atau embun beku.
• - Ketika tetes air atau partikel air dalam awan cukup besar dan berat, mereka jatuh ke bumi karena gravitasI.
• - Presipitasi menyediakan pasokan air bagi kehidupan di Bumi, seperti sumber air minum, air untuk pertanian, dan air untuk ekosistem.

5. Infiltrasi

• - Infiltrasi adalah proses di mana air yang jatuh ke permukaan bumi meresap ke dalam tanah dan menjadi air tanah.
• - Air tanah dapat disimpan di dalam lapisan tanah dan batuan, dan kemudian mengalir ke sungai, danau, atau kembali ke lautan.

6. Aliran Permukaan

• - Aliran permukaan adalah pergerakan air di atas permukaan bumi, seperti sungai, danau, dan saluran air[4].
• - Air yang tidak meresap ke dalam tanah mengalir melalui aliran permukaan menuju ke tempat yang lebih rendah, membentuk sungai dan sistem drainase.

7. Penyimpanan

• - Air yang tidak menguap, mengalir permukaan, atau meresap ke dalam tanah disimpan dalam berbagai bentuk, seperti danau, waduk, dan akumulasi es di kutub.

SIRKULASI ARUS DINGIN DAN PANAS DI LAUT

    Sirkulasi arus panas dan dingin di laut terjadi karena perbedaan suhu air di berbagai wilayah laut. Arus panas mengalir dari daerah khatulistiwa menuju daerah lintang tinggi, sedangkan arus dingin mengalir dari daerah lintang tinggi menuju daerah khatulistiwa. Berikut adalah penjelasan lebih detail tentang sirkulasi arus panas dan dingin di laut:

1. Arus Panas

• - Arus panas adalah arus yang suhunya lebih tinggi dibanding daerah yang didatanginya.
• - Arus panas berasal dari daerah khatulistiwa dan mengalir ke arah kutub.
• - Arus panas membawa air hangat dan nutrisi ke perairan di lintang tinggi atau daerah kutub.
• - Arus panas dapat mempengaruhi iklim mikro di suatu daerah dan membentuk pola cuaca yang khaS.
• - Contoh arus panas adalah Arus Gulfstream, Arus Teluk, dan Arus Kuroshi.

2. Arus Dingin

• - Arus dingin adalah arus yang suhunya lebih rendah dibanding daerah yang didatanginya.
• - Arus dingin berasal dari daerah lintang tinggi dan mengalir ke arah khatulistiwa.
• - Arus dingin membawa air dingin dan nutrisi ke perairan di daerah tropis.
• - Arus dingin dapat mempengaruhi iklim mikro di suatu daerah dan membentuk pola cuaca yang khas.
• - Contoh arus dingin adalah Arus Labrador dan Arus Oyashio.

    Sirkulasi arus panas dan dingin di laut dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti perbedaan suhu air, perbedaan salinitas, dan perbedaan tekanan. Arus panas dan dingin juga dapat mempengaruhi pola cuaca di suatu daerah dan membentuk fenomena cuaca yang khas. Arus panas membawa air hangat dan nutrisi ke perairan di lintang tinggi atau daerah kutub, sedangkan arus dingin membawa air dingin dan nutrisi ke perairan di daerah tropis. Arus panas dan arus dingin sangat penting bagi kehidupan laut dan manusia karena mempengaruhi iklim mikro di suatu daerah dan membentuk pola cuaca yang khas.

JENIS PERGERAKAN LEMPENG

    Jenis-jenis pergerakan lempeng tektonik di Bumi dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu pergerakan konvergen, pergerakan divergen, dan pergerakan transform. Berikut adalah penjelasan singkat tentang masing-masing jenis pergerakan lempeng:

1. Pergerakan Konvergen

• - Pergerakan konvergen terjadi ketika dua lempeng tektonik saling mendekat.
• - Daerah di mana terjadi tumbukan lempeng disebut zona konvergen.
• - Tumbukan antara lempeng-lempeng dapat menyebabkan beberapa kemungkinan, seperti terbentuknya pegunungan, zona subduksi (salah satu lempeng menyusup di bawah lempeng lain), atau terbentuknya busur kepulauan.

2. Pergerakan Divergen

• - Pergerakan divergen terjadi ketika dua lempeng tektonik menjauh satu sama lain.
• - Pergerakan ini sering terjadi di punggungan tengah samudra, di mana magma naik ke permukaan dan membentuk kerak baru saat lempeng-lempeng saling menjauh.
• - Proses ini disebut dengan spreading sea floor atau pembentukan dasar laut baru.

3. Pergerakan Transform

• - Pergerakan transform terjadi ketika dua lempeng tektonik saling meluncur secara horizontal dan berlawanan arah.
• - Pergerakan ini sering terjadi di sepanjang patahan transform, seperti Patahan San Andreas di California, Amerika Serikat.
• - Pergerakan transform dapat menyebabkan gempa bumi karena adanya gesekan antara dua lempeng yang meluncur.

    Pergerakan lempeng tektonik ini terjadi secara terus-menerus dan menyebabkan perubahan di permukaan Bumi, seperti pembentukan gunung, terbentuknya samudra baru, dan gempa bumi. Pergerakan lempeng tektonik juga berperan dalam pembentukan kerak bumi dan membentuk struktur geologi yang kompleks di berbagai wilayah di Bumi.

ARUS KONVEKSI PADA INTI BUMI

    Sirkulasi mantel adalah pendorong utama bagi tektonik lempeng. peristiwa ini adalah pergerakan mantel saat mentransfer panas dari inti yang sangat panas ke litosfer yang rapuh. Sirkulasi mantel terjadi karena sifat fluida astenosfer Bumi, yang mirip dengan plastik padat. Mantel dipanaskan dari bawah, didinginkan dari atas, dan suhu keseluruhannya menurun dalam jangka waktu yang lama. Arus konveksi mentransfer magma panas dan ringan ke litosfer di batas lempeng dan titik panas, sementara material yang lebih padat tenggelam kembali ke mantel. Gerakan lambat sirkulasi mantel mendorong pergerakan lempeng tektonik di permukaan Bumi. Gerakan konveksi mantel memecah litosfer menjadi lempeng-lempeng dan menggerakkannya di sekitar permukaan planet. Lempeng-lempeng ini dapat menjauh, bergerak bersama, atau bertumbukan satu sama lain. Gaya tarik dan tekan yang dihasilkan oleh konveksi mantel adalah yang mendorong tektonik lempeng. Mereka memecah seluruh litosfer menjadi lempeng-lempeng utama dan minor. Sirkulasi mantel tidak hanya menjelaskan cekungan samudra, benua, dan pegunungan, tetapi juga merupakan alasan utama hampir semua gempa bumi dan gunung berapi.

Berikut adalah penjelasan tentang apa yang mendorong pergerakan lempeng tektonik berdasarkan hasil pencarian:

1. Convection currents di mantel bumi

• - Pergerakan lempeng tektonik disebabkan oleh arus konveksi di mantel bumi.
• - Arus konveksi menggambarkan pergerakan naik, tersebar, dan tenggelamnya gas, cairan, atau bahan cair yang disebabkan oleh pemanasan.
• - Mantel bumi dipanaskan dari bawah, didinginkan dari atas, dan suhu keseluruhannya menurun dalam jangka waktu yang lama.
• - Arus konveksi mentransfer magma panas dan ringan ke litosfer di batas lempeng dan titik panas, sementara material yang lebih padat tenggelam kembali ke mantel.
• - Gerakan lambat sirkulasi mantel mendorong pergerakan lempeng tektonik di permukaan bumi.

2. Tensional dan compressional forces

• - Tensional dan compressional forces yang dihasilkan oleh arus konveksi mantel adalah yang mendorong pergerakan lempeng tektonik.
• - Ketika arus konveksi naik, ia memecah bumi untuk membentuk punggungan tengah samudra (tensional force).
• - Ketika arus konveksi turun, ia memecah bumi (compressional force).
• - Gaya tarik dan tekan ini memecah seluruh litosfer menjadi lempeng-lempeng utama dan minor.

3. Mantle convection dan plate tectonics

• - Mantle convection dan plate tectonics adalah satu sistem, karena lempeng samudera adalah lapisan batas termal atas dingin dari konveksi.
• - Gerakan lambat sirkulasi mantel memecah litosfer menjadi lempeng-lempeng dan menggerakkannya di sekitar permukaan planet.
• - Lempeng-lempeng ini dapat menjauh, bergerak bersama, atau bertumbukan satu sama lain.
• - Mantle convection tidak hanya menjelaskan cekungan samudra, benua, dan pegunungan, tetapi juga merupakan alasan utama hampir semua gempa bumi dan gunung berapi.