Atmosfer

Istilah atmosfer sudah sering kita dengar dari pelajaran di sekolah. Keberadaannya mungkin sulit kita amati dan jangkau dengan tangan kosong. Sama halnya dengan udara, lapisan ini tak bisa kita lihat, namun bisa dirasakan manfaatnya. Salah satu manfaatnya adalah melindungi bumi dari berbagai benda asing yang ada di angkasa.

Coba bayangkan bagaimana jadinya kalau bumi tak memiliki lapisan satu ini? Mungkin seluruh benda langit sudah menabrak bumi tanpa terkendali. Fungsi proteksi atau perlindungan menjadi tugas utama dari lapisan gas tersebut. Selama ini, kita mungkin sekedar tahu tanpa meneliti lebih dalam. Terlebih kita acuh untuk menjaga lapisan tersebut tetap aman dan tak rusak.

Seperti yang kita ketahui, beberapa kegiatan manusia berakibat buruk pada lapisan tersebut. Bahkan isu pemanasan global atau global warming bukan hal baru dalam beberapa tahun terakhir. Kita sudah merasakan efek negatif dari keadaan tersebut, termasuk perubahan iklim yang drastis. Lantas, apa yang perlu kita ketahui untuk mencegah terjadinya hal-hal tak diinginkan? Informasi terkait lapisan gas di bawah ini akan sangat membantu Anda.

Pengertian Atmosfer

Secara harfiah, atmosfer berarti lapisan gas yang menyelimuti planet dengan ketebalan tertentu. Lapisan gas melingkupi bagian permukaan planet sampai jarak tertentu di luar angkasa. Pengertian atmosfer seringkali dikerucutkan pada bumi semata, padahal tak demikian. Atmosfer tak hanya dimiliki oleh bumi sebagai planet, namun semua planet di tata surya.

Dengan kehadiran lapisan tersebut, benda langit (planet, meteor, maupun asteroid) tak saling bertabrakan antara satu dengan lainnya. Untuk ketebalannya sendiri, atmosfer bisa mencapai ribuan kilometer dengan beberapa lapisan. Lapisan ini akan berbeda antara satu planet dengan planet lainnya, seperti bumi dengan 5 lapisan gas yang menyelubunginya.

Selain pengertian di atas, Britannica mengartikan atmosfer sebagai lapisan gas yang melindungi bumi dari pecahan meteor serta radiasi sinar matahari. Alhasil, radiasi tak langsung menembus permukaan bumi dan mengakibatkan berbagai persoalan. Ini berhubungan pula dengan kondisi kesehatan manusia yang sangat rentan terhadap sinar matahari berlebih, terutama UVA dan UVB.

Radiasi matahari bisa memicu kanker kulit bila terjadi terus-menerus. Kulit yang tidak terlindungi akan mudah terbakar dan berujung pada pertumbuhan sel abnormal. Beruntunglah bumi diselubungi atmosfer yang bisa menangkal radiasi berlebih. Setidaknya, kita tidak langsung merasakan sinar matahari terlalu terik.

Atmosfer Adalah

Masih bingung dengan penjelasan dan definisi atmosfer? Sederhananya, atmosfer adalah lapisan yang terdiri atas berbagai macam gas. Kandungan gas ini bisa berbeda antara satu planet dengan lainnya. Ketebalannya pun juga bervariasi, tetapi bisa mencapai ribuan kilometer. Atmosfer bumi sendiri diduga terbentuk sejak 4,5 miliar tahun lalu sebelum adanya manusia purba atau makhluk hidup lainnya.

Pada atmosfer bumi ditemukan beberapa jenis gas, yakni helium, hidrogen, metana, serta amonia. Lapisan ini berada pada ketinggian 0 – 560 km dari permukaan bumi. Sebagian besar gas pembentuk atmosfer berada di bawah 32 km dari permukaan bumi. Proses pembentukan atmosfer bumi sangat dipengaruhi oleh gaya gravitasi.

Menariknya, setiap lapisan dinamai sesuai dengan fenomena yang terjadi. Misalnya saja, troposfer yang memicu fenomena perubahan iklim. Perlu diketahui, proses transisi lapisan terjadi secara bertahap dan membutuhkan waktu yang cukup panjang. Dalam sains, penelitian terhadap atmosfer dilakukan guna mengetahui perubahan geografi baik itu cuaca, iklim, serta fenomena alam.

Di awal penelitian pun, ilmuwan hanya berfokus pada perubahan cuaca dan musim. Mengapa terjadi siang dan malam? Pengamatan dilakukan untuk mencari tahu proses pembiasan sinar matahari ke bumi. Tak hanya itu, pengamatan atmosfer ternyata berhubungan dengan kerlap-kerlip bintang serta fenomena-fenomena alam.

Tekanan Atmosfer

Secara umum, tekanan atmosfer sama halnya dengan tekanan hidrostatik. Ini berlaku pada semua lapisan atmosfer di titik manapun. Tekanan ini berpengaruh pada massa udara, dimana ada kawasan bertekanan tinggi maupun rendah. Dapat disimpulkan kalau daerah bertekanan rendah atau depresi mempunyai massa udara lebih kecil di atasnya. Begitu pula sebaliknya, tekanan bertekanan tinggi atau antisiklon biasanya massa udaranya lebih besar.

Anda bisa menghitung tekanan pada atmosfer dengan pendekatan fisika. Sederhananya, semakin tinggi suatu daerah akan mempengaruhi tekanan udara. Tekanan udara di ketinggian akan rendah seiring berkurangnya molekul udara. Penurunan molekul terjadi secara eksponensial yang melaju turun. Kondisi ini yang menyebabkan Anda sulit bernapas di atas gunung atau ketinggian tertentu.

Bila Anda ingin menghitung tekanan pada atmosfer dengan mudah, Anda bisa menggunakan barometer. Alat pengukur tekanan udara ini dapat ditemukan dengan mudah di pesawat. Umumnya, pilot akan melihat tekanan udara bersamaan dengan tekanan ketinggian. Berbeda dengan barometer, tekanan ketinggian hanya bisa diukur menggunakan altimeter.

Komposisi Atmosfer

Penasaran apa saja komposisi atmosfer? Atmosfer terdiri atas oksigen sebesar 20,97%, argon 0,93%, nitrogen 78,17% dan gas lain. Dari sini dapat dilihat kalau atmosfer bumi sebagian besar diisi oleh nitrogen. Komposisi nitrogen mendominasi pembentukan atmosfer dan sangat penting. Keseimbangan nitrogen harus terjaga untuk keberlangsungan makhluk hidup di dunia.

Nitrogen sendiri dihasilkan dari letusan gunung api serta sisa pembakaran pertanian. Proses reaksi kimia nitrogen berlangsung lambat. Beralih dari nitrogen, atmosfer juga mengandung oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis tumbuhan berwarna hijau. Manusia membutuhkan oksigen untuk bisa bertahan hidup, khususnya bernapas.

Proses respirasi atau bernapas manusia dan hewan menghasilkan gas karbondioksida. Selain dihasilkan dari proses pernapasan, karbondioksida juga berasal dari asap kendaraan hingga industri pabrik. Saat terjadi kebakaran hutan pun, kuantitas karbondioksida akan meningkat, sehingga menyulitkan manusia dan hewan untuk bernapas.

Adakah komposisi lain yang menyusun atmosfer? Tentu saja ada, yaitu ozon. Ozon adalah unsur terpenting dari atmosfer yang bisa menyerap sinar ultraviolet dari matahari. Radiasi ultraviolet yang sampai ke bumi sudah tak sebesar pancaran dari matahari. Ini dikarenakan ultraviolet dalam jumlah besar akan berpengaruh pada manusia. Paparan sinar ultraviolet berlebih dapat menyebabkan kerusakan kulit parah.

Lapisan Atmosfer

Dari hasil penelitian ditemukan adanya 5 lapisan penyusun atmosfer. Kelima lapisan atmosfer tersebut dikenal dengan troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer. Lapisan-lapisan ini memiliki ciri dan ketebalan yang berbeda-beda. Komposisi penyusunnya pun sangat berbeda, sehingga karakteristiknya sangat mudah dikenali.

Fungsi lapisan juga berbeda, sehingga melengkapi satu dengan lainnya. Perlu diketahui, penamaan lapisan pun didasarkan pada fenomena yang terjadi. Para ahli telah melakukan pengamatan atmosfer sejak berpuluh-puluh tahun lalu. Pengamatan tersebut membantu ahli mengetahui ramalan cuaca serta peristiwa alam yang mungkin terjadi.

Jadi, tak perlu heran kalau ahli bisa tahu pergeseran musim di tahun-tahun mendatang. Salah satu penyebabnya tentu terjadinya transisi dan perubahan komposisi pada atmosfer. Hal tersebut seringkali tak disadari, bahkan diabaikan oleh manusia. Padahal keberadaan atmosfer sangat menentukan keberlangsungan hidup kita di masa mendatang.

Troposfer

Troposfer adalah lapisan atmosfer terendah dan terdekat dari permukaan bumi. Penyebutan tropos sendiri mengindikasikan perubahan udara yang terlalu sering. Pada dasarnya, fungsi lapisan ini adalah memastikan stabilitas udara di bumi. Bukan hanya jaraknya paling dekat dengan bumi. lapisan troposfer juga terbilang tipis dibanding lapisan lain. Ketebalannya hanya berkisar 15 km dan terdiri atas berbagai campuran gas ideal untuk makhluk hidup di bumi.

Hampir semua aktivitas udara terjadi di lapisan ini, baik perubahan cuaca, hujan, maupun angin. Tingkat kelembaban pun diatur pada lapisan troposfer. Manusia masih mampu bernapas di lapisan ini, namun akan terasa sesak saat area lebih tinggi. Sebagai contoh, seorang pendaki gunung akan sulit menghirup udara, terasa lebih lelah, dan berkeringat di atas ketinggian. Ini disebabkan tekanan dan suhu udara yang sangat rendah.

Walaupun lapisan troposfer mampu menjaga udara tetap stabil, tetap terjadi perbedaan suhu di permukaan bumi. Anda akan merasakan suhu di daerah satu akan terasa berbeda dengan daerah lainnya. Kondisi ini dipengaruhi oleh ketinggian daerah, seperti khatulistiwa yang cenderung lebih hangat daripada kawasan kutub.

Stratosfer

Setelah lapisan troposfer, atmosfer diisi oleh stratosfer. Berbeda dengan lapisan sebelumnya, di sini Anda hanya bisa menemukan ozon. Suhu juga terasa lebih dingin dibanding lapisan di bawahnya. Mengingat lapisan ozon terbentuk di sini, tentu ada fungsi vital yang berkenaan dengan makhluk hidup di muka bumi.

Berdasarkan penelitian, ozon berperan aktif dalam menyerap sinar ultraviolet sebelum sampai ke permukaan bumi. Sebagian besar aktivitas penerbangan terjadi di lapisan ini, sebab tak ada awan. Sayangnya, ozon sangat rentan rusak akibat aktivitas kimiawi oleh manusia. Setiap reaksi kimia akan mempengaruhi dan mengikis ozon secara perlahan.

Dengan ketebalan sekitar 35 km dan ketinggian mencapai 50 km, udara di lapisan ini terasa sangat kering. Tak ayal kalau suhu pun akan meningkat drastis mencapai -57. Menariknya, suhu akan terasa kian panas saat Anda berada di lapisan teratas. Ini tentu berkebalikan dengan troposfer yang semakin dingin pada bagian atas.

Mesosfer

Lapisan ketiga dari atmosfer diisi oleh mesosfer yang berarti tengah. Pada lapisan ini, makhluk hidup tidak akan bisa bernapas dan suhu sangat rendah. Jika diukur, Anda akan menemukan suhu sebesar -50hingga -75. Suhu udara benar-benar tidak stabil dan  terjadi penurunan sebesar 0,4pada tiap kenaikan 100 meter.

Adanya lapisan tengah ini sangat membantu bumi dari benturan benda-benda asing, seperti meteor. Benda langit yang menuju bumi akan diurai dan dipecah menjadi debu. Jangan heran kalau Anda jarang menemukan meteor jatuh dalam ukuran sebenarnya. Selain melindungi bumi dari benda asing, lapisan ketiga juga memungkinkan terbentuknya awan noctilucent. Awan tersebut berasal dari kristal es akibat adanya perbedaan suhu drastis.

Jarak antara bumi dan lapisan mesosfer sendiri disinyalir mencapai 50 – 80 km atau 25 mil dari permukaan bumi. Tak banyak aktivitas yang bisa dilakukan makhluk hidup disini, karena terbatasnya udara. Penelitian pun menunjukkan kuantitas udara yang rendah mengakibatkan terjadinya gesekan dengan benda-benda asing. Kondisi tersebut menyebabkan peningkatan suhu cukup signifikan.

Termosfer

Di atas lapisan mesosfer, atmosfer punya termosfer atau ionosfer. Sebutan ionosfer tak terlepas dari proses ionisasi molekul maupun partikel. Ion akan bertambah ataupun berkurang dan menghasilkan cahaya berwarna-warni. Cahaya inilah yang bisa kita lihat sebagai aurora. Selain proses ionisasi, lapisan termosfer juga bermuatan listrik.

Muatan listrik dihasilkan dari radiasi ultraviolet yang akhirnya menghasilkan gelombang. Bila dilihat dari atas bumi, Anda akan melihat satelit dari berbagai negara berada di sini. Untuk kisaran suhunya sendiri, ionosfer memiliki temperatur sekitar 500sampai 2.000. Jangan heran kalau suhu terasa sangat panas dan hampa udara. Meskipun begitu, jarak antar molekul pada lapisan ionosfer saling berjauhan.

Eksosfer

Pada bagian teratas dan terluar dari atmosfer, Anda akan menemukan eksosfer. Lapisan ini berada di ketinggian 800 – 3260 meter dari permukaan bumi. Suhu di sini terasa sangat panas, sebab minimnya gas dan dekat dengan radiasi matahari. Selain panas, lapisan eksosfer juga sangat berbahaya. Seluruh aktivitas kehancuran meteor dan benda langit lainnya terjadi di sini.

Sejauh ini, jarak terluar atmosfer masih menjadi perdebatan. NASA sendiri hanya menetapkan jarak 1000 km dari atas permukaan bumi. Lantas apa komposisi dari lapisan terluar tersebut? Dari hasil pengamatan, lapisan terjauh diisi oleh helium dan hidrogen, tetapi saling tercecer di angkasa. Gas-gas tersebut saling berjauhan, tak sama saat berada di lapisan terbawah, troposfer.

Manfaat Atmosfer

Guna melengkapi pembahasan, sub bab ini akan menjelaskan manfaat atmosfer. Sebagai manusia, kita terlena dengan keberadaan alam semesta dan isinya. Tanpa kita sadari, alam semesta membutuhkan perhatian manusia untuk bisa bertahan dan berfungsi. Begitu pula halnya dengan atmosfer yang bertugas melindungi bumi beserta makhluk hidup di dalamnya.

Dengan adanya lapisan-lapisan atmosfer, kita terlindung dari radiasi ultraviolet yang mampu membakar kulit dan menyebabkan kanker. Tugas ini dilakukan oleh ozon yang tersedia di lapisan mesosfer. Mirisnya, lapisan ozon di atmosfer mulai mengalami kerusakan dan penipisan dari waktu ke waktu. Penyebab utamanya tentu saja aktivitas manusia, seperti industri, pembakaran hutan, maupun efek rumah kaca.

Tak cuma melindungi dari sinar ultraviolet, atmosfer juga menyediakan gas yang dibutuhkan dalam setiap aktivitas manusia. Kita butuh oksigen untuk bisa bernapas dan bertahan hidup, begitu pula dengan hewan dan tumbuhan. Kesinambungan ini harus tetap terjaga, agar bumi bisa bertahan sampai generasi berikutnya.

Manfaat berikutnya yang bisa kita rasakan adalah terhindar dari benturan benda langit. Bayangkan bagaimana jadinya kalau atmosfer tidak ada? Mungkin meteor dan asteroid akan mudah membentur bumi dan menyebabkan kehancuran. Terakhir, atmosfer juga berperan sebagai media cuaca. Perubahan iklim, suhu, dan udara diatur oleh lapisan atmosfer untuk mendukung kehidupan makhluk hidup di bumi.

Suhu di Atmosfer

Penjelasan terkait suhu di atmosfer sebenarnya telah dibahas di sub bab sebelumnya. Setiap lapisan memiliki kadar suhu yang berbeda dengan lainnya. Hal ini dipengaruhi oleh jarak dari atas permukaan bumi serta ketebalan lapisan tersebut. Semakin jauh jarak lapisan dari permukaan, maka semakin rendah tekanan udara dan temperatur.

Diketahui tekanan udara di lapisan terluar atmosfer mencapai 0 atau hampa udara. Untuk suhu sendiri, lapisan terluar ternyata memiliki suhu cukup berbeda, yakni mencapai 2000. Suhu tinggi tersebut diakibatkan oleh radiasi ultraviolet yang dipancarkan matahari. Pantas saja manusia tak mungkin hidup di lapisan ini tanpa perlindungan maksimal.

Mempelajari lapisan-lapisan atmosfer membantu kita untuk lebih mawas diri, tak sekedar berpengetahuan saja. Manusia dituntut untuk bisa menjaga keseimbangan ekosistem dan stabilitas bumi dengan mempertimbangkan seluruh aktivitasnya. Jangan sampai seluruh lapisan rusak hanya karena keserakahan kita di masa sekarang. Untuk Anda yang sedang mempelajari ilmu pengetahuan tentang atmosfer, bisa langsung membaca makalah atmosfer agar lebih paham.