Bumi dan Alam Semesta. docx

ILMU KEALAMAN DASAR
BUMI DALAM ALAM SEMESTA

1.
2.
3.
4.

Oleh :
NANDA LARASATI PRAHASIWI
(1510109372)
RIZKI AMALIA ARDI C.
(1510109496)
RATNA SUMINAR
(1510109389)
ELA MAYANG SARI
(1510109593)

SEMESTER I SAx2
SEKOLAH TINGGI ILMU EKONOMI INDONESIA (STIESIA)
SURABAYA

2015 – 2016

KATA PENGANTAR
1

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang,
Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat,
hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ilmiah
Perkembangan dan Pengembangan Ilmu Pengetahuan Alam.

Makalah ilmiah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan
banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini, baik
secara

langung

maupun

tidak

langsung

hingga

selesainya

makalah.

Terlepas dari semua itu, kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari
segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu kami menerima segala saran dan kritik
dari

pembaca

agar

kami

dapat

memperbaiki

makalah

ilmiah

ini.

Akhir kata kami berharap semoga makalah ilmiah tentang Perkembangan dan
Pengembangan Ilmu Pengetahuan Alam ini dapat memberikan manfaat maupun inpirasi.

Surabaya, 10 Oktober 2015

Tim Penyusun

DAFTAR ISI
JUDUL ………………………………………………………………………………………. 1
KATA PENGANTAR ………………………………………………………………………. 2
DAFTAR ISI ………………………………………………………………………………… 3

BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah …………………………………………………………. 4
2

B. Rumusan Masalah …………………………………………………………...........5
C. Tujuan Penelitian ………………………………………………………………… 5
BAB II PEMBAHASAN
1. Bumi Sebagai Planet ……………………………………………………………….... 6
2. Penentuan Umur Bumi ……………………………………………………………….6
3. Struktur Bumi ………………………………………………………………………. 8
4. Rotasi Revolusi dan Gravitasi Bumi .......................................................................... 17
5. Pasang surut air laut .................................................................................................. 24
6. Pembentukan Benua dan Samudra ............................................................................ 34
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan ………………………………………………………………………… 38
B. Saran ……………………………………………………………………………….. 38
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………………… 39

BAB I
PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Terjadinya alam semesta hanya Allah SWT yang tahu. Bagi manusia alam
semesta masih merupakan misteri, masih merupakan peristiwa yang gaib dan penuh
rahasia. Namun walaupun demikian para ahli ilmu pengetahuan alam masih terus
mengadakan penelitian-penelitian untuk mengungkap tabir misteri tersebut. Apa,
mengapa, bagaimana dan kapan terjadi alam semesta ini. Oleh karena manusia dengan
mempergunakan segala kemampuannya, mempergunakan teknologi canggih terus
berusaha untuk mengungkapkann misteri alam semesta ini.
Pada awalnya, manusia menganggap bahwa bumi ini mempunyai kedudukan
yang istimewa di alam semesta ini, karena melihat bahwa matahari terbit di sebelah
3

timur, pada tengah hari ada di atas kepala kita dan terbenam di sebenam barat. Hal ini
berarti matahari mengitari bumi. Anggapan ini pula yang mendasari hipotesis
“Geosentris” dari Ptolomeus.
Pandangan geosentris berubah, setelah Copernicus mengemukaan teori
“Heliosentris”, yang mengemukaan bahwa sebenarnya bumi tidak memiliki
kedudukan istimewa di alam semesta ini. Bumi adalah salah satu planet,yang bersama
planet-planet lain bergerak mengitari bumi. Meskipun sejak abad 18 manusia sudah

menyadari bahwa bumi adalah sebuah planet yang bergerak mengitari matahari,
kesadaran ini baru muncul dengan kuat pada para kedua abad ke-20. Pada masa ini
penerbanagn pesawat ruang angkasa semakin maju. Gambar-gambar bumi yang
dilihat dari angkasa hasil pemotretan pesawat-pesawat angkasa ini membuat
kesadaran yang muncul menjadi makin berkembang.

4

B. RUMUSAN MASALAH
1.

Apa yang dimaksud metode ilmiah sebagai dasar IPA?

2. Bagaimana tebentuknya Bumi?
3. Bagaimana mengukur umur Bumi?
4. Bagaimana struktur Bumi?
5. Apakah yang dimaksud dengan pasang surut air laut?
6. Apa penyebab pasang surut air laut?
7. Apa akibat dari pasang surut air laut?
8. Apa itu rotasi, revolusi, dan gravitasi bumi?

9. Bagaimana pembentukan benua dan samudra?
C. TUJUAN

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Memahami Bumi sebagai Planet
Memahami Penentuan umur Bumi
Memahami Struktur Bumi
Memahami Rotasi Revolusi dan Gravitasi Bumi
Memahami Pasang surut air laut
Memahami Pembentukan Benua dan Samudra

BAB II
PEMBAHASAN
A. BUMI

1. BUMI SEBAGAI PLANET
Bumi adalah planet yang menempati urutan ketiga dalam Tata Surya, setelah
planet Mercurius dan Venus, dan planet Bumi merupakan satu-satunya planet pada
5

Tata Surya ini yang dihuni mahluk hidup terutama manusia, hewan, dan tumbuhtumbuhan. Jarak antara bumi dengan matahari adalah 149 km. Bumi mengadakan
rotasi 24 jam, berarti hari bumi = 24jam. Arah rotasi bumi sama dengan arah
revolusinya, adapun revolusi bumi setiap tahunnya adalah 365, 25 hari yakni dari
barat ke timur. Inilah sebabnya mengapa matahari terbit lebih dulu di Irian Barat dari
pada di Jawa. Bumi kita berdiameter 12.756 km di equator dan 12.712 km pada arah
Kutub, oleh sebab itu bumi tidak bulat melainkan lonjong. Luas permukaan bumi 510
juta km2 dimana 75% terdiri dari lautan. Beratnya diperkirakan 5,976 x 1021.
Lingkaran khatulistiwa 40.000 km. Dengan demikian ketika berotasi kecepatanya
1.673km/jam (464,82 meter/detik) pada khatulistiwa, karena berotasi sekali dalam 24
jam. Sedangkan ketika berevolusi kecepatannya 30.2567km/detik.
2. PENENTUAN UMUR BUMI
Sejarah Bumi berkaitan dengan perkembangan planet Bumi sejak terbentuk
sampai sekarang. Hampir semua cabang ilmu alam telah berkontribusi pada
pemahaman peristiwa-peristiwa utama di Bumi yang sudah lampau. Usia Bumi
ditaksir sepertiganya usia alam semesta. Sejumlah perubahan biologis dan geologis

besar telah terjadi sepanjang rentang waktu tersebut.
Bumi terbentuk sekitar 4,54 miliar (4,54×109) tahun yang lalu melalui akresi
dari nebula matahari. Pelepasan gas vulkanik diduga menciptakan atmosfer tua yang
nyaris tidak beroksigen dan beracun bagi manusia dan sebagian besar makhluk hidup
masa kini. Sebagian besar permukaan Bumi meleleh karena vulkanisme ekstrem dan
sering bertabrakan dengan benda angkasa lain. Sebuah tabrakan besar diduga
menyebabkan kemiringan sumbu Bumi dan menghasilkan Bulan. Seiring waktu,
Bumi mendingin dan membentuk kerak padat dan memungkinkan cairan tercipta di
permukaannya. Bentuk kehidupan pertama muncul antara 2,8 dan 2,5 miliar tahun
yang lalu. Kehidupan fotosintesis muncul sekitar 2 miliar tahun yang lalu, nan
memperkaya oksigen di atmosfer. Sebagian besar makhluk hidup masih berukuran
kecil dan mikroskopis, sampai akhirnya makhluk hidup multiseluler kompleks mulai
lahir sekitar 580 juta tahun yang lalu. Pada periode Kambrium, Bumi mengalami
diversifikasi filum besar-besaran yang sangat cepat.
Asal-usul bumi, telah dikemukakan di muka. Kapan bumi lahir, maka untuk
menghitungnya banyak dikemukakan teori yang antara lain adalah berikut ini.
a. Teori Sedimen

6

Pengukuran

usia

Bumi

didasarkan

atas

perhitungan

tebal

lapisan

sedimen pembentuk batuan. Dengan mengetahui ketebalan lapisan sedimen ratarata yang terbentuk setiap tahunnya dengan memperbandingkan tebal batuan
sedimen yang terdapat di Bumi sekarang ini, maka dapat dihitung umur lapisan
tertua kerak Bumi. Berdasar perhitungan macam ini diperkirakan Bumi terbentuk
500 juta tahun yang lalu.

b. Teori Kadar Garam
Pengukuran usia Bumi berdasarkan perhitungan kadar garam di laut. Diduga
bahwa mula-mula laut itu berair tawar. Dengan adanya sirkulasi air dalam alam
ini, maka air yang mengalir dari darat melalui sungai ke laut membawa garamgaram. Keadaan semacam itu berlangsung terus-menerus sepanjang abad. Dengan
mengetahui kenaikan kadar garam setiap tahun, yang dibandingkan dengan kadar
garam pada saat ini, yaitu kurang lebih 320, maka dihasilkan perhitungan bahwa
bumi telah terbentuk 1000 juta tahun yang lalu.
c. Teori Termal
Pengukuran usia Bumi berdasarkan perhitungan suhu Bumi. Diduga bahwa
Bumi mula- mula merupakan batuan yang sangat panas yang lama-kelamaan
mendingin. Dengan menge- tahui massa dan suhu Bumi saat ini, maka ahli fisika
bangsa Inggris yang bernama Elfin memperkirakan bahwa perubahan bumi
menjadi batuan yang dingin seperti saat ini dari batuan yang sangat panas pada
permulaannya memerlukan waktu 20.000 juta tahun.
d. Teori Radioaktivitas
Pengukuran usia bumi yang dianggap paling benar ialah berdasarkan waktu
peluruhan unsur-unsur radioaktif. Dalam perhitungan ini, diperlukan pengetahuan
tentang waktu paroh unsur-unsur radioaktif. Waktu paroh adalah waktu yang
dibutuhkan unsur radioaktif untuk luruh atau mengurai sehingga massanya tinggal
separoh. Dengan mengetahui perbandingan kadar unsur radioaktif dengan unsur
hasil peluruhan dalam suatu batuan dapat dihitung umur batuan tersebut.
Misalnya, 1 gram U238 mempunyai waktu paroh 4,5 x 109 tahun, meluruh
menjadi 0,5 gram U235 + 0,0064 gram He dan 0.436 gram Pb206. Bila dalam
suatu batuan terdapat perbandingan berat antara U238 dan Pb206, seperti contoh
tersebut, maka umur batuan sama dengan paroh U238, yaitu 4500 juta tahun.
Berdasarkan perhitungan seperti tersebut, dapat disimpulkan bahwa usia bumi
berkisar antara 5 sampai 7 ribu juta tahun.
7

e. Teori Evolusi
Apa alasan para evolusionis begitu memaksakan hal ini? Mengapa teori ini
mencoba menaikkan umur bumi dari semenjak pertama teori evolusi dicetuskan?
Alasannya adalah proses evolusi memerlukan waktu yang sangat lama untuk bisa
terjadi. Klaim bahwa semua makhluk ada karena perkembangan secara bertahap
dari satu sel makhluk hidup, tentu saja akan gagal dan tidak berarti apa-apa jika
umur bumi masih muda – hanya beberapa ribu tahun lalu. Tetapi jika bisa
dibuktikan bahwa umur bumi adalah beberapa miliar tahun, maka waktu yang
diperlukan untuk terjadinya proses evolusi bisa dipenuhi menurut teori ini.
3. STRUKTUR BUMI
Bumi memiliki beberapa lapisan mulai dari lapisan batu-batuan tempat kita
tinggal, hingga lapisan inti besi pada bagian terdalamnya. Struktur Bumi bagian
dalam terbagi dalam beberapa lapisan, seperti halnya sebuah bawang. Bumi secara
umum terdiri dari beberapa lapisan yaitu bagian paling atas disebut litosfer atau crust,
lapisan di bawahnya adalah astenosfer atau mantel dan yang paling bawah adalah inti
bumi. Bagian dalam dari bumi dapat diketahui dengan mempelajari sifat-sifat fisika
bumi yaitu dengan metode geofisika., terutama dari kecepatan rambatan "semen"
getaran atau gelombang seismik, sifat kemagnetannya dan gaya berat serta data panas
bumi. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa bagian dalam bumi tersusun dari
material yang berbeda-beda mulai dari permukaan bumi sampai ke inti bumi. Dengan
metode geofisika tersebut juga diketahui bahwa berat jenis bumi keseluruhan adalah
sekitar 5,52. Kerak bumi sendiri yang merupakan lapisan terluar dan disusun oleh
batu-batuan mempunyai berat jenis antara 2,5 sampai 3,0. Dari hal tersebut dapat
diketahui bahwa material yang menyusun bagian dalam bumi merupakan material
yang lebih berat dengan berat jenis yang lebih besar daripada batuan yang menyusun
kerak bumi.

8

a.

a.

LAPISAN INTI
Lapisan inti bumi dibagi menjadi dua bagian, yakni inti dalam bumi
dan inti luar bumi. Inti dalam Bumi adalah bagian paling dalam dari bumi,
yang berbentuk bola padat dengan jari-jari sekitar 1.220 km, menurut
studiseismologi. Panjang jari-jari inti dalam Bumi ini sekitar 70% dari jari-jari
bulan. Diyakini bahwa inti dalam Bumi terdiri dari campuran besi - nikel, dan
suhu

pada

inti

dalam

Bumi

diperkirakan

sama

dengan

suhu

permukaan Matahari, sekitar 5.700 Kelvin (5.430 ° C). Inti luar Bumi adalah
lapisan cair dengan ketebalan sekitar 2,266 km (1,408 mil), terdiri
dari besi dan nikel yang terletak di atas inti dalam dan di bawah mantel. Batas
luarnya berada sekitar 2,266 km (1,408 mil) di bawah permukaan Bumi. Suhu
inti luar berkisar dari 4,300 K (4,030 °C; 7,280 °F) di bagian luar hingga
6,000 K (5,730 °C; 10,340 °F)) di dekat inti dalam. Karena suhunya yang
tinggi, inti luar Bumi bentuknya berupa fluida dengan tingkat viskositas yang
9

rendah (sekitar 10 kali lebih rendah dari viskositas logam cair di permukaan
Bumi). Arus Eddy yang terdapat di fluida besi nikel pada inti luar diyakini
telah memengaruhi medan magnet Bumi. Kekuatan medan magnet rata-rata di
dalam inti luar adalah sekitar 2,5 militesla, 50 kali lebih kuat dari medan
magnet di permukaan. Sulfur dan oksigen diketahui juga terdapat di inti luar.
Tanpa inti luar, kehidupan di Bumi akan sangat berbeda. Konveksi logam cair
di dalam inti luar menciptakan medan magnet Bumi. Medan magnetik bumi,
disebut juga medan geomagnetik, adalah medan magnetik yang menjangkau
dari bagian dalam bumi hingga ke batas di mana medan magnet bertemu angin
matahari. Besarnya medan magnet bumi bervariasi antara 25 hingga
65 mikrotesla (0.25 hingga 0.65 gauss). Kutub-kutub medan magnetik bumi
diperkirakan miring sepuluh derajat terhadap aksis bumi, dan terus bergerak
sepanjang waktu akibat pergerakan besi paduan cair di dalam inti luar bumi.
Kutub magnet bumi bergerak begitu lambat sehinggakompas masih dapat
berfungsi dengan baik sejak digunakan pertama kali (abad ke 11 masehi).
Namun setiap beberapa ratus ribu tahun sekali, kutub magnetik bumi
berbalik antara utara dan selatan. Pembalikan ini terekam di dalam pola
bebatuan

purbakala

bumi

yang

mengandung

unsur

yang

bersifat ferromagnetik. Pergerakan lempeng benua juga dipengaruhi oleh
medan magnetik. Lapisan di atas ionosfer disebut juga dengan magnetosfer,
yaitu lapisan di mana medan magnetik bumi melindungi bumi dari radiasi
kosmik yang dapat mengionisasi setiap partikel di atmosfer dan membuatnya
terlepas

dari

medan

gravitasi.

Tanpa

magnetosfer,

atmosfer

bumi

termasuk lapisan ozon akan hilang dan menjadikan kehidupan di bumi tidak
dapat berkembang sekompleks sekarang.
b.

MANTEL BUMI
Mantel adalah bagian dari planet kebumian atau benda langit lain yang
cukup besar sehingga mampu mengalamidiferensiasi berdasarkan kepadatan.
Seperti planet kebumian lain, bagian dalam Bumi secara kimiawi terbagi
menjadi

lapisan-lapisan.

Mantel

adalah

lapisan

yang

berada

di

antara kerak dan inti luar.
Mantel Bumi merupakan lapisan berbatu dengan kedalaman sekitar 2,900 km
(1,800 mil)[1] yang meliputi 84% volume Bumi. [2] Mantel atas Bumi dapat
10

dibagi menjadi dua: astenosfer dalam yang terdiri dari bebatuan yang mengalir
dengan kedalaman sekitar 200 km[3] dan bagian paling bawah litosfer yang
terdiri dari bebatuan keras dengan kedalaman antara 50 hingga 120 km. [4] Di
beberapa tempat di bawah samudra mantel terpapar dengan permukaan Bumi.
[5]

Di beberapa tempat di darat, bebatuan mantel terdorong ke permukaan

akibat aktivitas tektonik, seperti wilayah Tableland di Taman Nasional Gros
Morne, Newfoundland dan Labrador, Kanada.

c.

KERAK BUMI
Kerak Bumi adalah lapisan terluar Bumi yang terbagi menjadi dua
kategori, yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai
ketebalan sekitar 5-10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan
sekitar 20-70 km. Penyusun kerak samudra yang utama adalah batuan basalt,
sedangkan batuan penyusun kerak benua yang utama adalah granit, yang tidak
sepadat batuan basalt. Kerak Bumi dan sebagian mantel Bumi membentuk
lapisan litosfer dengan ketebalan total kurang lebih 80 km. Temperatur kerak
meningkat seiring kedalamannya. Pada batas terbawahnya temperatur kerak
menyentuh angka 200-400 oC. Kerak dan bagian mantel yang relatif padat
membentuk lapisan litosfer. Karena konveksi pada mantel bagian atas
dan astenosfer, litosfer dipecah menjadi lempeng tektonik yang bergerak.
Temperatur meningkat 30 oC setiap km, namun gradien panas Bumi akan
semakin rendah pada lapisan kerak yang lebih dalam. Unsur-unsur
kimia utama

pembentuk

(46,6%), Silikon (Si)
(5,0%), Kalsium (Ca)

kerak

Bumi

(27,7%), Aluminium (Al)
(3,6%), Natrium (Na)

adalah: Oksigen (O)
(8,1%), Besi (Fe)
(2,8%), Kalium (K)

(2,6%), Magnesium (Mg) (2,1%). Para ahli dapat merekonstruksi lapisanlapisan yang ada di bawah permukaan Bumi berdasarkan analisis yang
dilakukan terhadap seismogram yang direkam oleh stasiun pencatat gempa
yang ada di seluruh dunia. Kerak Bumi purba sangat tipis, dan mungkin
mengalami proses daur ulang oleh lempengan tektonik yang jauh lebih aktif
dari saat ini dan dihancurkan beberapa kali oleh tabrakan asteroid, yang dulu
11

sangat umum terjadi pada masa awal terbentuknya tata surya. Usia tertua dari
kerak samudra saat ini adalah 200 juta, namun kerak benua memiliki lapisan
yang jauh lebih tua. Lapisan kerak benua tertua yang diketahui saat ini adalah
berusia 3,7 hingga 4,28 miliar tahun dan ditemukan di Narryer Gneiss
Terrane di BaratAustralia dan di Acasta Gneiss, Kanada. Pembentukan kerak
benua dihubungkan dengan periode orogeny intensif. Periode ini berhubungan
dengan pembentukan super benua seperti Rodinia, Pangaea, dan Gondwana.

12

d. ATMOSPHER

13

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 0 km 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 sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelapkelipnya 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 mengandung campuran gas-gas yang lebih dikenal dengan nama
udara dan menutupi seluruh permukaan bumi. Campuran gas-gas ini menyatakan
komposisi dari atmosfer bumi. Bagian bawah dari atmosfer bumi dibatasi oleh
daratan, samudera, sungai, danau, es, dan permukaan salju. Gas pembentuk
atmosfer disebut udara. Udara adalah campuran berbagai unsur dan senyawa
kimia sehingga udara menjadi beragam. Keberagaman terjadi biasanya karena
kandungan uap air dan susunan masing-masing bagian dari sisa udara (disebut
udara kering). Atmosfer tersusun oleh:


Nitrogen (

)



Oksigen (

)



Argon (



Air (



Ozon (



Karbondioksida (

)
)
)
)

14

Atmosfer

melindungi

kehidupan

di bumi dengan

menyerap radiasi sinar ultraviolet dari Matahari dan mengurangi suhu ekstrem
di antara 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.
1. 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. Suhu udara pada
permukaan air laut sekitar 30 derajat Celsius, dan semakin naik ke atas, suhu
semakin turun. Setiap kenaikan 100m suhu berkurang 0,61 derajat Celsius
(sesuai dengan Teori Braak). Pada lapisan ini terjadi peristiwa cuaca seperti
hujan, angin, musim salju, kemarau, dan sebagainya. Ketinggian yang paling
rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan
15

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. Di antara stratosfer dan troposfer
terdapat lapisan yang disebut lapisan Tropopause, yang membatasi lapisan
troposfer dengan stratosfer.
2. 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

atau sekitar

. Pada lapisan ini

angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Lapisan
ini

juga

merupakan

tempat

terbangnya

pesawat. Awan tinggi

jenis cirrus 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 seiring
kenaikan ketinggian. Hal ini dikarenakan bertambahnya lapisan dengan
konsentrasi ozon. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu
pada lapisan ini bisa mencapai sekitar

pada ketinggian sekitar 40 km.

Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.
3. Mesosfer
Adalah lapisan udara ketiga, di mana suhu atmosfer akan berkurang
dengan pertambahan ketinggian hingga lapisan keempat, termosfer. Udara
yang di sini akan mengakibatkan pergeseran yang berlaku dengan objek yang
datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kebanyakan meteor
yang sampai ke bumi terbakar pada lapisan ini. Kurang lebih 25 mil atau
40 km di atas permukaan bumi, saat suhunya berkurang dari 290 K hingga 200
K, terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu
kembali turun ketika ketinggian bertambah, hingga menjadi sekitar
(dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km di atas permukaan
bumi). Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang

16

terbentuk dari kristal es. Antara lapisan Mesosfer dan lapisan Atmosfer
terdapat lapisan perantara yaitu Mesopause.
4. 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

. Perubahan ini terjadi karena

serapan radiasi sinar ultra violet. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia
sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan
nama ionosfer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum
munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan
gelombang radio.
5. Ionosfer
Lapisan ionosfer yang

terbentuk

akibat

reaksi

kimia

ini

juga

merupakan lapisan pelindung bumi dari batu meteor yang berasal dari luar
angkasa karena ditarik oleh gravitasi bumi. Pada lapisan ionosfer ini, batu
meteor terbakar dan terurai. Jika ukurannya sangat besar dan tidak habis
terbakar di lapisan udara ionosfer ini, maka akan jatuh sampai ke permukaan
bumi yang disebut Meteorit. Fenomena aurora yang dikenal juga dengan
cahaya utara atau cahaya selatan terjadi pada lapisan ini.
6. Eksosfer
Eksosfer adalah lapisan bumi yang terletak paling luar. Pada lapisan ini
terdapat refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu
meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga dikenal sebagai
cahaya Zodiakal.

4. ROTASI DAN REVOLUSI BUMI
a. ROTASI BUMI
1. Pengertian Rotasi Bumi
17

Rotasi bumi adalah perputaran bumi pada porosnya dari barat ke timur.
Gerak ini dapat dimisalkan ketika seseorang naik komidi putar yang sedang
melaju, jika orang itu melihat ke arah luar maka orang-orang di luar pagar,
tiang listrik, loket dan lain2 di sekitar komedi putar akan tampak seolah-olah
bergerak mendekat kemudian menjauh. Kejadian ini merupakan gerakan
semu. Untuk melakukan satu kali rotasi, bumi mememrlukan waktu 23 jam 56
menit 4 detik, dibulatkan menjadi 24 jam. Waktu untuk satu kali rotasi disebut
kala rotasi.
2. Sifat Rotasi Bumi
a. Arah rotasi bumi dari barat ke timur
b. Lapisan atmosfer yang terdekat dengan bumi ikut berotasi
c. Kecepatan berputar benda-benda pada tiap tempat, makin dekat dengan
kutub, kecepatanya semakin rendah.
3. Akibat Rotasi Bumi
a. Terjadinya Siang dan Malam

Permukaan bumi yang sedang menghadap matahari mengalami siang.
Sedangkan permukaan yang membelakangi matahari mengalami malam.
Akibat Rotasi bumi, permukaan bumi menghadap dan membelakangi matahari
berganti secara bergantian. Ini adalah peristiwa siang dan malam. Karena
periode peredaran semu harian matahari 24 jam, maka panjang siang atau
malam rata-rata 12 jam. Perbedaan waktu siang dan malam akan menjadi lebih
besar pada tempat-tempat yang jauh dari khatulistiwa.
b. Perbedaan waktu di berbagai tempat di Dunia
Rotasi bumi menyebabkan adanya perbedaan waktu di berbagai tempat
di dunia. Dalam satu kali rotasi, Bumi membutuhkan waktu 24 jam (satu hari)
dan sudut 15 o memiliki perbedaan waktu satu jam. Jika jaraknya 30o , maka
perbedaan waktunya 2 jam, dan seterusnya. Angka ini berasal dari pembagian
sudut tempuh dengan waktu Tempuh (360o : 24 = 15 o ). Indonesia terletak di
antara 95o BT dan 141 o BT. Artinya, panjang wilayah indonesia adalah 46 o.
18

Karena setiap jarak 15 o selisih waktunya satu jam, maka indonesia memiliki
tiga daerah waktu. Tiga daerah waktu tersebut yaitu Waktu Indonesia Barat
(WIB), WITA (Waktu indonesia Tengah), dan WIT (Waktu Indonesia Timur).
c. Pergerakan Semu Bintang
Bintang-bintang (termasuk

matahari)

yang

tampak

bergerak

sebenarnya tidak bergerak. Akibat rotasi bumi dari arah barat ke timur,
bintang-bintang tersebut tampak bergerak dari timur ke barat. Rotasi bumi
tidak dapat kita saksikan, yang dapat kita saksikan adalah peredaran matahari
dan benda-benda langit melintas dari timur ke barat. Oleh karena itu kita
selalu menyaksikan matahari terbit disebelah timur dan terbenam di sebelah
barat. Pergerakan dari timur ke barat yang tampak pada matahari dan bendabenda langit ini dinamakan gerak semu harian bintang. Karena gerak semu ini
dapat di amati setiap hari, maka disebut gerak semu harian. Waktu yang
diperlukan bintang untuk menempuh lintasan peredaran semunya adalah 23
jam 56 menit atau satu hari bintang. Periode peredaran semu harian matahati
dan bulan tidak 23 jam 56 menit. Satu hari matahari tepat 24 jam sedang satu
hari bulan lebih lambat lagi yaitu 24 jam 50 menit, hal ini disebabkan karena
kedudukan bintang sejati di langit selalu tetap. Matahari memiliki periode
semu harian yang berbeda akibat revolusi, sedangkan bulan sebagai satelit
bumi memiliki peredaran bulanan mengitari bumi.

d. Perbedaan percepatan gravitasi bumi
Rotasi bumi juga menyebabkan penggembungan di khatulistiwa dan
pemapatan di kedua kutub bumi. Selama bumi mengalami pembekuan dari gas
menjadi cair kemudian menjadi padat, Bumi berotasi terus pada porosnya. Ini
menyebabkan menggebungan di khatulistiwa dan pemepatan di kedua kutub
bumi sehingga seperti keadaannya sekarang. Karena percepatan gravitasi
benbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari, maka percepatan gravitasi
tempat- tempat di kutub lebih besar daripada disekitar khatulistiwa, karena
jarak permukaan bumi di kutub lebih dekat ke pusat bumi. Akibatnya, beraat
benda yang sama akan berbeda jika ditimbang di khatulistiwa dan di kutub.
19

e. Pembelokan arah angin
Adanya rotasi bumi akan menyebabkan pembelokan arah angin.
Karena arah rotasi dari barat ke timur, maka anginyang berasal dari utara ke
selatan akan terbelokkan ke arah timur dan angin yang berasal dari selatan ke
utara akan terbelokkan ke arah barat. Pada bulan September – Maret angin
dari utara bertiup menuju khatulistiwa berbelok ke arah timur. Sedangkan pada
bulan Maret – September angin dari arah selatan bertiup menuju khatulistiwa
berbelok ke arah barat.
Hal ini berkaitan dengan bunyi hukum Boys Ballot, yang berbunyi :
1. Udara bergerak dari tekanan udara maksimum ke daerah yang bertekanan
minimum.
2. Di belahan utara angin membelok ke kanan di belahan bumi selatan ke kiri.

b. REVOLUSI BUMI
1. Pengertian Revolusi Bumi dan Akibatnya
Copernicus adalah orang pertama yang mengemukakan bahwa:
a. Bumi berputar mengelilingi sumbunya sekali putaran dalam sehari.
b. Bumi bergerak mengelilingi matahari sekali dalam setahun.
Sesuai dengan pendapat Copernicus, maka bumi di samping berputar
mengelilingi sumbunya sekali sehari, juga berputar mengelilingi matahari atau
yang disebut dengan revolusi.

2. Bukti-

Bukti

bahwa

Bumi Berevolusi

20

Bumi berevolusi dapat dibuktikan dengan percobaan-percobaan yang
dilakukan oleh para ahli, sebagai berikut.
a. Aberasi (Sesatan Cahaya)
Orang melihat sebuah bintang S melalui sebuah teropong O, jika
teropong diam maka bintang S akan tampak gambarnya di titik B, tetapi
kenyatanya tidak demikian. Orang yang melihat dengan arah OS, bintang
tersebut tidak terlihat di B (dengan arah SOB), melainkan melenceng ke
sampingnya yaitu di titik B'. Hal ini menunjukkan bahwa teropong tersebut
tidak diam, tetapi bergerak mengikuti bumi. Bersamaan dengan berjalannya
cahaya dari titik O sampai B, teropong berpindah tempat atau berubah
arahnya, berakibat cahaya tidak lagi jatuh di titik B, melainkan di samping
titik B'. Dapat dilihat bintang tidak lagi dalam arah OS, tetapi dalam arah OS'.
Bintang seolah-olah bergeser dengan arah yang sama dengan gerakan itu.
Gejala ini disebut sesatan cahaya, atau aberasi cahaya.
Ilustrasi

Abrasi

dapat

diamati

pada

gambar

berikut:

b. Parallaxis (Beda
Lihat)
Parallaxis adalah sudut dengan seluruh jari-jari lintasan bumi dilihat
dari sebuah bintang. Sudut akan semakin kecil jika jarak bintang semakin jauh
dari matahari. Bintang-bintang di langit mempunyai jarak yang sangat jauh
dari bumi, menyebabkan sudut parallaxis bintang- bintang pun sangat kecil.
3. Akibat Revolusi Bumi
a.

Perbedaan Lama Siang dan Malam

b.

Kombinasi antara revolusi bumi serta kemiringan sumbu bumi
terhadap bidang ekliptika menimbulkan beberapa gejala alam yang

21

diamati berulang setiap tahunnya. Antara tanggal 21 Maret s.d 23
September
c.

Kutub utara mendekati matahari, sedangkan kutub selatan menjauhi
matahari.

d.

Belahan bumi utara menerima sinar matahari lebih banyak daripada
belahan bumi selatan.

e.

Panjang siang dibelahan bumi utara lebih lama daripada dibelahan
bumi selatan.

f.

Ada daerah disekitar kutub utara yang mengalami siang 24 jam dan
ada daerah disekitar kutub selatan yang mengalamimalam 24 jam.

g.

Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke utara.

h.

Kutub utara paling dekat ke matahari pada tanggal 21 juni. Pada saat
ini pengamat di khatulistiwa melihat matahari bergeser 23,5o ke utara.
Antara tanggal 23 September s.d 21 Maret

i.

Kutub selatan lebih dekat mendekati matahari, sedangkan kutub utara
lebih menjauhi matahari.

j.

Belahan bumi selatan menerima sinar matahari lebih banyak daripada
belahan bumi utara.

k.

Panjang siang dibelahan bumi selatan lebih lama daripada belahan
bumi utara.

l.

Ada daerah di sekitar kutub utara yang mengalami malam 24 jam dan
ada daerah di sekitar kutub selatan mengalami siang 24 jam.

m.

Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke selatan.

n.

Kutub selatan berada pada posisi paling dekat dengan matahari pada
tanggal 22 Desember. Pada saat ini pengamat di khatulistiwa melihat
matahari bergeser 23,5o ke selatan.

o.

Kutub utara dan kutub selatan berjarak sama ke matahari.

p.

Belahan bumi utara dan belahan bumi selatan menerima sinar matahari
sama banyaknya.

q.

Panjang siang dan malam sama diseluruh belahan bumi.

r.

Di daerah khatulistiwa matahahari tampak melintas tepat di atas
kepala.

2. Gerak Semu Tahunan Matahari
22

Pergeseran posisi matahari ke arah belahan bumi utara (22Desember –
21 Juni) dan pergeseran posisi matahari dari belahan bumi utara ke belahan
bumi selatan (21 Juni – 21Desember ) disebut gerak semu harian matahari.
Disebut demikian karena sebenarnya matahari tidak bergerak. Gerak itu akibat
revolusi bumi dengan sumbu rotasi yang miring.
3. Perubahan Musim
Belahan bumi utara dan selatan mengalami empat musim. Empat musim itu
adalah musim semi, musim panas, musim gugur,, dan musim dingin. Berikut
ini adalah tabel musim pada waktu dan daerah tertentu di belahan bumi.
Musim-musim dibelah bumi utara
a. Musim semi : 21 Maret – 21 Juni
b. Musim panas : 21 Juni – 23 September
c. Musim gugur : 23 September – 22 Desember
d. Musim Dingin : 22 Desember – 21 Maret
Musim-musim dibelah bumi selatan
a. Musim semi : 23 September – 22 Desember
b. Musim panas : 22 Desember – 21 Maret
c. Musim gugur : 21 Maret – 22 Juni
d. Musim Dingin : 21 Juni – 23 September
4. Perubahan Kenampakan Rasi Bintang
Rasi bintang adalah susunan bintang-bintang yang tampak dari bumi
membentuk pola-pola tertentu. Bintang-bintang membentuk sebuah rasi
sebenarnya tidak berada pada lokasi yang berdekatan. Karena letak bintangbintang itu sangat jauh, maka ketika diamati dari bumi seolah-olah tampak
berdekatan. Rasi bintang yang kita kenal antara lain Aquarius, Pisces, Gemini,
Scorpio, Leo, dan lain-lain. Ketika bumi berada disebelah timur matahari, kita
hanya dapat melihat bintang-bintang yang berada di sebelah timur matahari.
Ketika bumi berada di sebelah utara

matahari, kita hanya dapat melihat

bintang-bintang yang berada di sebelah utara matahari. Akibat adanya revolusi
bumi, bintang-bintang yang nampak dari bumi selalu berubah.
5. Kalender Masehi
23

Lama waktu dalam setahun adalah 365 hari. Untuk menampung
kelebihan ¼ hari pada tiap tahun maka lamanya satu tahun diperpanjang 1 hari
menjadi 366 hari pada setiap empat tahun. Satu hari tersebut ditambahkan
pada bulan februari. Tahun yang lebih panjang sehari ini disebut tahun kabisat.
Untuk mempermudah mengingat, maka dipilih sebagai tahun kabisat adalah
tahun yang habis di bagi empat. Contohnya adalah 1984,2000, dan lain-lain.
6.

Gravitasi Bumi
Apakah pengertian gaya gravitasi bumi? Gaya gravitasi bumi atau arti
gaya tarik bumi adalah suatu gaya tarik- menarik yang terjadi pada semua
partikel yang mempunyai massa. Jika di bumi, gaya gravitasi bumi
disebabkan karena bumi yang berukuran besar memiliki massa yang juga
besar sehingga dapat menarik semua benda yang berada di atasnya. Besar
gaya gravitasi bumi yang menyebabkan benda-benda di atasnya tertarik ini
disebut besar gaya tarik bumi atau besar gravitasi. Tidak heran kalau semua
benda yang ada dipermukaan bumi akan terengaruh oleh gaya gravitasi
bumi. Contoh gaya gravitasi bumi adalah benda-benda langit yang ikut
tertarik oleh bumi, misalnya bulan atau meteor yang terkena gaya gravitasi
bumi. Pengaruh gaya gravitasi bumi pada bulan menyebabkan bulan beredar
pada porosnya, demikian juga benda langit lain seperti pesawat astronot dan
juga siklus terjadinya hujan. Secara umum, gaya gravitasi pada benda-benda
angkasa seperti planet bumi, dapat dirumuskan menggunakan hukum
gravitasi universal Newton, rumusnya adalah sebagai berikut:
Hukum Gravitasi Universal Newton
a.

F adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik
tersebut

b.

G adalah konstanta gravitasi

c.

m1 adalah besar massa titik pertama

d.

m2 adalah besar massa titik keduar adalah jarak antara kedua
massa titik

e.

g adalah percepatan gravitasi

5. PASANG SURUT AIR LAUT
Menurut Pariwono (1989), fenomena pasang surut diartikan
sebagai naik turunnya muka laut secara berkala akibat adanya
24

gaya tarik benda-benda angkasa terutama matahari dan bulan
terhadap massa air di bumi. Sedangkan menurut Dronkers (1964)
pasang surut laut merupakan suatu fenomena pergerakan naik
turunnya permukaan air laut secara berkala yang diakibatkan oleh
kombinasi gaya gravitasi dan gaya tarik menarik dari benda-benda
astronomi terutama oleh matahari, bumi dan bulan. Pengaruh
benda angkasa lainnya dapat diabaikan karena jaraknya lebih jauh
atau ukurannya lebih kecil.
Pasang surut yang terjadi di bumi ada tiga jenis yaitu: pasang
surut atmosfer (atmospheric tide), pasang surut laut (oceanic tide)
dan pasang surut bumi padat (tide of the solid earth).
Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi
dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah
luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan
massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran
bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali
lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan
pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak
matahari ke bumi.
Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan
matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut
gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan
oleh deklinasi, sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital
bulan dan matahari.
1. Teori Pasang Surut
a)
Teori Kesetimbangan (Equilibrium Theory).
Teori kesetimbangan pertama kali diperkenalkan oleh Sir
Isaac Newton (1642-1727). Teori ini menerangkan sifat-sifat
pasut secara kualitatif. Teori terjadi pada bumi ideal yang
seluruh

permukaannya

ditutupi

oleh

air

dan

pengaruh

kelembaman (Inertia) diabaikan. Teori ini menyatakan bahwa
naik-turunnya

permukaan laut sebanding

pembangkit pasang surut (King, 1966).
Untuk memahami gaya pembangkit

dengan
pasang

gaya
surut

dilakukan dengan memisahkan pergerakan sistem bumi25

bulan-matahari menjadi 2 yaitu, sistem bumi-bulan dan sistem
bumi matahari. Pada teori kesetimbangan bumi diasumsikan
tertutup air dengan kedalaman dan densitas yang sama dan
naik turun muka laut sebanding dengan gaya pembangkit
pasang

surut

atau

GPP

(Tide

Generating

Force)

yaitu

Resultante gaya tarik bulan dan gaya sentrifugal, teori ini
berkaitan dengan hubungan antara laut, massa air yang naik,
bulan, dan matahari. Gaya pembangkit pasut ini akan
menimbulkan air tinggi pada dua lokasi dan air rendah pada
dua lokasi (Gross, 1987).
b)

Teori Pasut Dinamik (Dynamical Theory)
Pond dan Pickard (1978) menyatakan bahwa dalam teori

ini lautan yang homogen masih diasumsikan menutupi seluruh
bumi pada kedalaman yang konstan, tetapi gaya-gaya tarik
periodik dapat membangkitkan gelombang dengan periode
sesuai dengan konstitue-konstituennya. Gelombang pasut
yang terbentuk dipengaruhi oleh GPP, kedalaman dan luas
perairan, pengaruh rotasi bumi, dan pengaruh gesekan dasar.
Teori ini pertama kali dikembangkan oleh Laplace (17961825). Teori ini melengkapi teori kesetimbangan sehingga
sifat-sifat pasut dapat diketahui secara kuantitatif. Menurut
teori

dinamis,

gaya

pembangkit

pasut

menghasilkan

gelombang pasut (tide wive) yang periodenya sebanding
dengan

gaya

gelombang,

pembangkit

maka

pasut.

terdapat

Karena

faktor

lain

terbentuknya
yang

perlu

diperhitungkan selain GPP. Menurut Defant (1958), faktorfaktor

tersebut

adalah

kedalaman

perairan

dan

luas

perairan, pengaruh rotasi bumi (gaya Coriolis), gesekan dasar.
Rotasi bumi menyebabkan semua benda yang bergerak
di permukaan bumi akan berubah arah (Coriolis Effect). Di
belahan bumi utara benda membelok ke kanan, sedangkan di
belahan bumi selatan benda membelok ke kiri. Pengaruh ini
tidak terjadi di equator, tetapi semakin meningkat sejalan
26

dengan garis lintang dan mencapai maksimum pada kedua
kutub. Besarnya juga bervariasi tergantung pada kecepatan
pergerakan benda tersebut.
Menurut Mac Millan (1966) berkaitan dengan dengan
fenomeana pasut, gaya Coriolis mempengaruhi arus pasut.
Faktor gesekan dasar dapat mengurangi tunggang pasut dan
menyebabkan

keterlambatan

fase

(Phase

lag)

serta

mengakibatkan persamaan gelombang pasut menjadi non
linier

semakin

dangkal

perairan

maka

semaikin

besar

pengaruh gesekannya.
2. Faktor Penyebab Terjadinya Pasang Surut
Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya

pasang

surut berdasarkan teori kesetimbangan adalah rotasi bumi
pada sumbunya, revolusi bulan terhadap matahari, revolusi
bumi

terhadap

matahari.

Sedangkan

berdasarkan

teori

dinamis adalah kedalaman dan luas perairan, pengaruh rotasi
bumi (gaya coriolis), dan gesekan dasar. Selain itu juga
terdapat beberapa faktor lokal yang dapat mempengaruhi
pasut disuatu perairan seperti, topogafi dasarlaut, lebar selat,
bentuk teluk, dan sebagainya, sehingga berbagai lokasi
memiliki ciri pasang surut yang berlainan (Wyrtki, 1961).
Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik
gravitasi

dan

efek

sentrifugal.

Efek

sentrifugal

adalah

dorongan ke arah luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasi secara
langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap
jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya
tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik
matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena
jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi.
Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan
matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut
gravitasional di laut.

Lintang dari tonjolan pasang surut

27

ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi
bumi dan bidang orbital bulan dan matahari (Priyana,1994)
Bulan dan matahari keduanya memberikan gaya
gravitasi tarikan terhadap bumi yang besarnya tergantung
kepada besarnya masa benda yang saling tarik menarik
tersebut. Bulan memberikan gaya tarik (gravitasi) yang lebih
besar

dibanding

matahari.

Hal

ini

disebabkan

karena

walaupun masa bulan lebih kecil dari matahari, tetapi
posisinya lebih dekat ke bumi.
Gaya-gaya ini mengakibatkan air laut, yang menyusun
71% permukaan bumi, menggelembung pada sumbu yang
menghadap ke bulan. Pasang surut terbentuk karena rotasi
bumi yang berada di bawah muka air yang menggelembung
ini,

yang

mengakibatkan

kenaikan

dan

penurunan

permukaan laut di wilayah pesisir secara periodik. Gaya tarik
gravitasi matahari juga memiliki efek yang sama namun
dengan derajat

yang

lebih

kecil.

Daerah-daerah

pesisir

mengalami dua kali pasang dan dua kali surut selama periode
sedikit diatas 24 jam (Priyana,1994)
3. Tipe Pasang Surut
Perairan laut memberikan

respon

yang

berbeda

terhadap gaya pembangkit pasang surut,sehingga terjadi tipe
pasut yang berlainan di sepanjang pesisir. Menurut Dronkers
(1964), ada tiga tipe pasut yang dapat diketahui, yaitu :
1. Pasang surut diurnal.
Yaitu bila dalam sehari terjadi satu satu kali pasang dan
satu kali surut. Biasanya terjadi di laut sekitar katulistiwa.
2. pasang surut semi diurnal.
Yaitu bila dalam sehari terjadi dua kali pasang dan dua
kali surut yang hampir sama tingginya.
3. pasang surut campuran.
Yaitu gabungan dari tipe 1 dan tipe 2, bila bulan
melintasi khatulistiwa (deklinasi kecil), pasutnya bertipe semi
diurnal, dan jika deklinasi bulan mendekati maksimum,
terbentuk pasut diurnal.
28

4. Pasang Surut Purnama Dan Perbani
1. Pasang purnama (s p r i n g t i d e )
Terjadi ketika bumi, bulan dan matahari berada dalam
suatu garis lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi
yang sangat tinggi dan pasang rendah yang sangat rendah.
Pasang surut purnama ini terjadi pada saat bulan baru dan
bulan purnama.
2. Pasang perbani (neap tide)
Terjadi ketika bumi, bulan dan matahari membentuk
sudut tegak lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi
yang rendah dan pasang rendah yang tinggi. Pasang surut
perbani ini terjadi pasa saat bulan ¼ dan ¾ revolusi bulan
terhadap bumi.
5. Arus Pasang Surut
Gerakan air vertikal yang berhubungan dengan naik dan
turunnya pasang surut, diiringi oleh gerakan air horizontal
yang

disebut

dengan arus pasang

surut.

Permukaan

air laut senantiasa berubah-ubah setiap saat karena gerakan
pasut, keadaan ini juga terjadi pada tempat-tempat sempit
seperti

teluk

dan

menimbulkan arus pasut(Tidal

selat,
current).

sehingga

Gerakan aruspasut

dari laut lepas yang merambat ke perairan pantai akan
mengalami perubahan, faktor yang mempengaruhinya antara
lain adalah berkurangnya.
Menurut King (1962), arus yang terjadi di laut teluk dan
laguna adalah akibat massa air mengalir dari permukaan yang
lebih tinggi ke permukaan yang lebih rendah yang disebabkan
oleh

pasut. Arus pasang

surut

adalah arus yang

cukup

29

dominan pada perairan teluk yang memiliki karakteristik
pasang (Flood) dan surut atau ebb.
Pada waktu gelombang pasut merambat memasuki
perairan dangkal, seperti muara sungai atau teluk, maka
badan air kawasan ini akan bereaksi terhadap aksi dari
perairan lepas.
Pada daerah-daerah di mana arus pasang surut cukup
kuat,

tarikan

gesekan

pada

dasarlaut menghasilkan

potongan arus vertikal, dan resultan turbulensi menyebabkan
bercampurnya lapisan air bawah secara vertikal. Pada daerah
lain, di mana arus pasang surut lebih lemah, pencampuran
sedikit terjadi, dengan demikian stratifikasi (lapisan-lapisan air
dengan kepadatan berbeda) dapat terjadi. Perbatasan antar
daerah-daerah kontras dari perairan yang bercampur dan
terstratifikasi seringkali secara jelas didefinisikan, sehingga
terdapat perbedaan lateral yang ditandai dalam kepadatan air
pada setiap sisi batas.
6. Beberapa Istilah Elevasi Muka Air
a. Muka air tinggi (high water level), muka air tertinggi
yang dicapai pada saat pasang dalam satu siklus pasang
surut.
b. Muka air rendah (low water level), kedudukan air
terendah yang dicapai pada saat surut dalam satu siklus
pasangan waktu.

c. Muka air tinggi merata (mean high water level,
MHWL), adalah rerata dari muk air tinggi selama periode
19 tahun.

30

d. Muka air rerata rendah (mean low water level,
MLWL) adalah rerata muka air rendah selama 19 tahun.

e. Muka air laut rerata (mean sea level, MSL) adalah
muka air rerata antara muka air rerata antara muka air
tinggi rerata dan muka air rendah rerata. Elevasi ini
digunakan sebagai referensi untuk elevasi dataran.
f. Muka air tinggi (highest high water level, HHWL)
adalah air tertinggi pada saat pasang surut bulan purnama
atau bulan mati.

g. Air rendah terendah (lowest low water level, LLWL)
adalah air terendah pada saat pasang surut purnama atau
bulan mati.
h. Higher high water level, adalah air tertinggi dari dua air
tinggi dalam satu hari, seperti dalam pasang surut tipe
campuran.
i. Lower low water level, adalah air terendah dari dua air
rendah dalam satu hari.
Beberapa definisi muka air tersebut banyak digunakan
dalam perencanaan bangunan – bangunan pelabuhan, misal
MHWL digunakan untuk menetukan elevasi puncak pemecahan
gelombang

(break

water),

dermaga,

panjang

pantai

pelampung penambat, dan sebagainya. Sedangkan LLWL
diperlukan untuk menentukan kedalaman alur pelayaran dan
kolam pelabuhan.
7. Alat-Alat Pengukuran Pasang Surut

31

Beberapa alat prngukuran pasang surut diantaranya adalah sebagai
berikut:
a.Tide Staff
Alat ini berupa papan yang telah diberi skala dalam meter atau centi meter.
Biasanya digunakan pada pengukuran pasang surut di lapangan.Tide Staff
(papan Pasut) merupakan alat pengukur pasut paling sederhana yang
umumnya digunakan untuk mengamati ketinggian muka lautatau tinggi
gelombang air laut. Bahan yang digunakan biasanya terbuat dari kayu,
alumunium atau bahan lain yang di cat anti karat. Syarat pemasangan papan
pasut adalah :
1. Saat pasang tertinggi tidak terendam air dan pada surut terendah masih
tergenang oleh air
2. Jangan dipasang pada gelombang pecah karena akan bias atau pada daerah
aliran sungai (aliran debit air).
3. Jangan dipasang didaerah dekat kapal bersandar atau aktivitas yang
menyebabkan air bergerak secara tidak teratur
4. Dipasang pada daerah yang terlindung dan pada tempat yang mudah untuk
diamati dan dipasang tegak lurus
5. Cari tempat yang mudah untuk pemasangan misalnya dermaga sehingga
papan mudah dikaitkan
6. Dekat dengan bench mark atau titik referensi lain yang ada sehingga data
pasang

surut

mudah

untuk

diikatkan

terhadap

titik

referensi

7. Tanah dan dasar laut atau sungai tempat didirikannya papan harus stabil.
8. Tempat didirikannya papan harus dibuat pengaman dari arus dan sampah.
b. Tide gauge
Merupakan perangkat untuk mengukur perubahan muka laut secara mekanik
dan otomatis. Alat ini memiliki sensor yang dapat mengukur ketinggian
permukaan air laut yang kemudian direkam ke dalam komputer. Tide
gauge terdiri dari dua jenis yaitu :
1. Floating tide gauge (self registering)
Prinsip kerja alat ini berdasarkan naik turunnya permukaan air laut yang
dapat diketahui melalui pelampung yang dihubungkan dengan alat pencatat
(recording unit). Pengamatan pasut dengan alat ini banyak dilakukan, namun
yang lebih banyak dipakai adalah dengan cara rambu pasut.
2. Pressure tide gauge (self registering)
Prinsip kerja pressure tide gauge hampir sama dengan floating tide gauge,
namun perubahan naik-turunnya air laut direkam melalui perubahan tekanan
32

pada dasar laut yang dihubungkan dengan alat pencatat (recording unit). Alat
ini dipasang sedemikian rupa sehingga selalu berada di bawah permukaan
air laut tersurut, namun alat ini jarang sekali dipakai untuk pengamatan pasang
surut.
3. Satelit.
Sistem satelit altimetri berkembang sejak tahun 1975 saat diluncurkannya
sistem satelitGeos-3.

Pada saat ini secara umum sistem satelit altimetri

mempunyai tiga objektif ilmiah jangka panjang yaitu mengamati sirkulasi
lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan mengamati
perubahan muka laut rata-rata (MSL) global. Prinsip Dasar Satelit Altimetri
adalah satelit altimetri dilengkapi dengan pemancar pulsa radar (transmiter),
penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam berakurasi tinggi.
Pada siste