MAKALAH GEOBIOLOGI DAN KIMIA LINGKUNGAN

Dosen : Nugroho Budi Wibowo, M.Si

Anggota :Ary Hidayatullah10620010Bekti Ayu Lestari11620016Alfin Nur Iman116200xxMuhammad Rofiqul Ala12620004Siti Zulfa126200xx

Program Studi Fisika

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGIUNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA YOGYAKARTA2014BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangBumi merupakan sebuah planet dari salah satu planet yang ada di tata surya yang memilki karakteristik unik dan memungkinkan untuk terjadinya sebuah kehidupan. Letaknya yang tidak terlalu dekat dan tidak terlalu jauh dari pusat tata surya (matahari) membuat nya nyaman dan aman untuk dijadikan sebagai tempat hidup. Terbentuk milyaran tahun yang lalu dengan mengalami berbagai tahapan dan proses sehingga menjadi seperti sekarang ini. Lapisan pelindung atau biasa dikenal sebagai Atmosfir lah salah satu faktor penunjang bumi menjadi layak untuk diduduki.Umur bumi sekarang memanglah tidak muda lagi dan sudah mengalami evolusi dalam jangka waktu yang lama. Keseimbangan radiasi dari matahari sudah terganggu akibat menipisnya lapisan ozon yang berfungsi sebagai penyaring sinar UV dari matahari menuju bumi pada atmosfer. Efek rumah kaca merupakan salah satu penyebab ketidakseimbangan tersebut. Keadaan suhu di bumi sekarang ini semakin hari semakin panas kita rasakan. Suhu pun tidak stabil. Cuaca yang tidak menentu membuat kehidupan di muka bumi ini terancam. Pembangunan gedung-gedung besar dan tinggi serta pembabatan hutan secara liar merupakan salah satu penyebab makin panasnya suhu bumi karena tidak seimbangnya kadar karbon dioksida di udara dengan polusi yang ditimbulkan oleh mesin-mesin industri, asap kendaraan bermotor, dan lain-lain.Sejak revolusi industri tahun 1750, industrialisasi di dunia khususnya di Eropa terus meningkat. Ini menyebabkan kadar gas yang berbahaya semakin tajam. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi membuat orang lupa akan kelestarian lingkungannya, dan kebutuhan penduduk Indonesia yang memaksa terjadinya penggundulan hutan. Karena pemanasan global yang menyebabkan perubahan iklim yang tidak menentu. Sehingga dalam bidang pertanian merasa dirugikan karena pengaturan pola tanam yang tidak menentu. Namun seiring dengan itu usaha-usaha perbaikan lingkungan pun juga gencar dilaksanakan. Sebagian sinar matahari yang masuk ke bumi dipantulkan ke angkasa, dan secara alami akan diserap oleh gas-gas atmosfer yang menyelimuti bumi. Sinar itu pun kemudian terperangkap di bumi. Situasi ini juga terjadi di dalam rumah kaca yaitu pada saat panas yang masuk terperangkap di dalamnya dan menghangatkan seisi rumah kaca tersebut. Fenomena yang terjadi di bumi lalu dinamakan efek rumah kaca, sedangkan gas-gas penyerap sinar disebut gas rumah kaca. Apabila efek rumah kaca tidak terjadi di bumi boleh jadi bumi akan menjadi tempat yang tidak nyaman untuk dihuni, karena akan bersuhu 33 oC lebih dingin!Gas rumah kaca ( seperti : CO2, CH4, N2O, HFCS, PFCS, dan SF6) dihasilkan dari kegiatan pembakaran bahan bakar fosil, mulai dari memasak sampai Pembangkit Listrik. Karena kegiatan tersebut sangat umum dilakukan manusia, maka seiring dengan meningkatnya populasi manusia, konsentrasi Gas rumah kaca (GRK) pun meningkat. Akibatnya, semakin banyak sinar yang terperangkap di dalam bumi. Perubahan iklim berubah secara perlahan tapi pasti. Suhu permukaan bumi pun memanas. Panas ini kita kenal sebagai pemanasan global (Global warming). Petani pun merasa dirugikan dalam mengatur pola tanam. Apa yang akan terjadi jika efek rumah kaca tidak diantisipasi ? Peneliti lingkungan hidup di Indonesia memperkirakan naiknya permukaan air laut setinggi 60 cm di tahun 2070. Penduduk pesisir akan kehilangan tempat tinggalnya, dan kita bisa say goodbye ke industri pariwisata bahari. Selain itu perubahan iklim akan mengakibatkan suhu dan pola hujan yang tidak tentu, sehingga para petani akan kesulitan menentukan masa kerjanya. Untuk lingkup yang lebih besar, keanekaragaman hayati dunia terancam punah, karena habitat individu akan terdegradasi dan hanya individu yang kuat saja yang bisa melewati seleksi alam. Secara hitungan ekonomis, global warming merugikan dunia sebanyak 5 triliun dollar AS.Syukurlah para ahli lingkungan hidup telah sejak lama memperkirakan tragedi global warming ini. Di Stockholm pada Konferensi PBB tentang Lingkungan Hidup Manusia (Human Environmental) tahun 1972, masyarakat internasional bertemu pertama kalinya untuk membahas situasi lingkungan hidup secara global. Pada peringatan kedua puluh tahun pertemuan Stockholm tersebut, digelarlah konferensi bumi di Rio de Jainero tahun 1992. Di konferensi ini ditandatanganilah Konvensi PBB untuk Perubahan Iklim (UNFCCC). UNFCC memiliki tujuan utama berupa menstabilkan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer hingga berada di tingkat aman yang diberi nama Protokol Kyoto.

B. Tujuan1.) Mengetahui tentang Atmosfir.2.) Mengetahui tentang struktur dan lapisan lapisan Atmosfir.3.) Mengetahui efek rumah kaca alami dan keseimbangan radiasi matahari yang terpancarkan ke bumi.4.) Mengetahui gas-gas yang menyebabkan efek rumah kaca.

BAB IIPEMBAHASAN

A. AtmosferAtmosfer 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 kelap-kelipnya 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 Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. 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.

B. Struktur Atmosfer

1. TroposferLapisan 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 100 m 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 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. StratosferPerubahan 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 -70 oF atau sekitar -57 oC. 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 18 oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.3. MesosferMesosfer merupakan 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 40km 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 -143 oC (dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km di atas permukaan bumi). Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Antara lapisan Mesosfer dan lapisan Atmosfer terdapat lapisan perantara yaitu Mesopause.4. TermosferTransisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982 oC. 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. IonosferLapisan 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.C. Keseimbangan Radiasi dan Efek Rumah Kaca Alami

Green house effect atau lebih kita kenal dengan sebutan efek rumah kaca adalah sebuah kondisi di mana suhu dari sebuah benda permukaan langit, seperti planet dan bintang, meningkat secara drastis. Meningkatnya suhu ini disebabkan karena adanya perubahan kondisi dari komposisi serta keadaan atmosfir yang mengelilingi benda langit tersebut.Efek rumah kaca, pertama kali ditemukan oleh Joseph Fourier pada 1824, merupakan sebuah proses di mana atmosfer memanaskan sebuah planet. Mars, Venus, dan benda langit beratmosfer lainnya (seperti satelit alami Saturnus, Titan) memiliki efek rumah kaca.Efek rumah kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda : efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi akibat aktivitas manusia (lihat juga pemanasan global). Yang belakangan ini diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun ada beberapa perbedaan pendapat.Ketika radiasi matahari tampak maupun tidak tampak dipancarkan ke bumi, 10 % energi radiasi matahari itu diserap oleh berbagai gas yang ada di atmosfer, 34 % dipantulkan oleh awan dan permukaan bumi, 42 % membuat bumi menjadi panas, 23 % menguapkan air, dan hanya 0,023 % dimanfaatkan tanaman untuk berfotosintesis.Malam hari permukaan bumi memantulkan energi dari matahari yang tidak diubah menjadi bentuk energi lain seperti diubah menjadi karbohidrat oleh tanaman dalam bentuk radiasi inframerah. Tetapi tidak semua radiasi panas inframerah dari permukaan bumi tertahan oleh gas-gas yang ada di atmosfer. Gas-gas yang ada di atmosfer menyerap energi panas pantulan dari bumi.Dalam skala yang lebih kecil hal yang sama juga terjadi di dalam rumah kaca. Radiasi sinar matahari menembus kaca, lalu masuk ke dalam rumah kaca. Pantulan dari benda dan permukaan di dalam rumah kaca adalah berupa sinar inframerah dan tertahan atap kaca yang mengakibatkan udara di dalam rumah kaca menjadi hangat walaupun udara di luar dingin. Efek memanaskan itulah yang disebut efek rumah kaca atau green house effect. Gas-gas yang berfungsi bagaikan pada rumah kaca disebut gas rumah kaca atau green house gases.Pengaruh rumah kaca terbentuk dari interaksi antara atmosfer yang jumlahnya meningkat dengan radiasi solar. Meskipun sinar matahari terdiri atas bermacam-macam panjang gelombang, kebanyakan radiasi yang mencapai permukaan bumi terletak pada kisaran sinar tampak. Hal ini disebabkan ozon yang terdapat secara normal di atmosfer bagian atas, menyaring sebagian besar sinar ultraviolet. Uap air atmosfer dan gas metana dari pembusukan mengabsorpsikan sebagian besar inframerah yang dapat dirasakan pada kulit kita sebagai panas. Kira-kira sepertiga dari sinar yang mencapai permukaan bumi akan direfleksikan kembali ke atmosfer.Sebagian besar sisanya akan diabsorpsikan oleh benda-benda lainnya. Sinar yang diabsorpsikan tersebut akan diradiasikan kembali dalam bentuk radiasi inframerah dengan gelombang panjang atau panas jika bumi menjadi dingin. Sinar dengan panjang gelombang lebih tinggi tersebut akan diabsorpsikan oleh karbon dioksida atmosfer dan membebaskan panas sehingga suhu atmosfer akan meningkat. Karbon dioksida berfungsi sebagai filter satu arah, tetapi menghambat sinar dengan panjang gelombang lebih untuk melaluinya dari arah yang berlawanan. Aktivitas filter dari karbon dioksida mengakibatkan suhu atmosfer dan bumi akan meningkat. Keadaan inilah yang disebut pengaruh rumah kaca.Pengaruh karbon dioksida yang dihasilkan dari pencemaran udara berbentuk gas yang salah satunya adalah dari rumah kaca. Karbon dioksida mempunyai sifat menyerap sinar (panas) matahari yaitu sinar inframerah sehingga temperatur udara menjadi lebih tinggi karenanya. Apabila kadar yang lebih ini merata di seluruh permukaan bumi, temperatur udara rata-rata di seluruh permukaan bumi akan sedikit naik, dan ini dapat mengakibatkan meleburnya es dan salju di kutub dan di puncak-puncak pegunungan, sehingga permukaan air laut naik.Proses terjadinya efek rumah kaca ini berkaitan dengan daur aliran panas matahari. Kurang lebih 30% radiasi matahari yang mencapai tanah dipantulkan kembali ke angkasa dan diserap oleh uap, gas karbon dioksida, nitrogen, oksigen, dan gas-gas lain di atmosfer. Sisanya yang 70% diserap oleh tanah, laut, dan awan. Pada malam hari tanah dan badan air itu relatif lebih hangat daripada udara di atasnya. Energi yang terserap diradiasikan kembali ke atmosfer sebagai radiasi inframerah, gelombang panjang atau radiasi energi panas. Sebagian besar radiasi inframerah ini akan tertahan oleh karbon dioksida dan uap air di atmosfer. Hanya sebagian kecil akan lepas ke angkasa luar. Akibat keseluruhannya adalah bahwa permukaan bumi dihangatkan oleh adanya molekul uap air, karbon dioksida, dan semacamnya. Efek penghangatan ini dikenal sebagai efek rumah kaca.Sedangkan proses secara singkatnya yaitu ketika sinar radiasi matahari menembus kaca sebagai gelombang pendek sehingga panasnya diserap oleh bumi dan tanaman yang ada di dalam rumah kaca tersebut. Untuk selanjutnya, panas tersebut di radiasikan kembali namun dengan panjang gelombang yang panjang (panjang gelombang berbanding dengan energi) sehingga sinar radiasi tersebut tidak dapat menembus kaca. Akibatnya, suhu di dalam rumah kaca lebih tinggi dibandingkan dengan suhu yang di luar rumah kaca.

D. Gas gas rumah kacaGas rumah kaca adalah gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca. Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktivitas manusia.Gas rumah kaca yang paling banyak adalah uap air yang mencapai atmosfer akibat penguapan air dari laut, danau dan sungai. Karbondioksida adalah gas terbanyak kedua. Ia timbul dari berbagai proses alami seperti: letusan vulkanik; pernapasan hewan dan manusia (yang menghirup oksigen dan menghembuskan karbondioksida); dan pembakaran material organik (seperti tumbuhan).Karbondioksida dapat berkurang karena terserap oleh lautan dan diserap tanaman untuk digunakan dalam proses fotosintesis. Fotosintesis memecah karbondioksida dan melepaskan oksigen ke atmosfer serta mengambil atom karbonnya.1. Uap Air (H2O)Uap air bersifat tidak terlihat dan harus dibedakan dari awan dan kabut yang terjadi ketika uap membentuk butir-butir air Siklus Air. Sebenarnya uap air merupakan penyumbang terbesar bagi efek rumah kaca. Jumlah uap air dalam atmosfer berada di luar kendali manusia dan dipengaruhi terutama oleh suhu global. Jika bumi menjadi lebih hangat, jumlah uap air di atmosfer akan meningkat karena naiknya laju penguapan. Ini akan meningkatkan efek rumah kaca serta makin mendorong pemanasan global.Karena jumlah uap air di atmosfer berada di luar kendali manusia (secara alami keberadaan uap air sudah sangat banyak di atmosfer) maka peranan uap air dalam peningkatan efek rumah kaca tidak akan dibahas lebih lanjut.2. Karbon dioksida (CO2)Karbon dioksida adalah gas rumah kaca terpenting penyebab pemanasan global yang sedang ditimbun di atmosfer karena kegiatan manusia. Namun selain efek rumah kaca, karbon dioksida juga memainkan peranan sangat penting untuk kehidupan tanaman. Karbon dioksida diserap oleh tanaman dengan bantuan sinar matahari dan digunakan untuk pertumbuhan tanaman dalam proses yang dikenal sebagai fotosintesis Energi. Proses yang sama terjadi di lautan di mana karbon dioksida diserap oleh ganggang.3. Metana (CH4)Metana adalah gas rumah kaca lain yang terdapat secara alami. Metana dihasilkan ketika jenis-jenis mikroorganisme tertentu menguraikan bahan organik pada kondisi tanpa udara (anaerob). Gas ini juga dihasilkan secara alami pada saat pembusukan biomassa di rawa-rawa sehingga disebut juga gas rawa. Metana mudah terbakar, dan menghasilkan karbon dioksida sebagai hasil sampingan. Metana juga dihasilkan dalam jumlah cukup banyak di tempat pembuangan sampah; sehingga menguntungkan bila mengumpulkan metana sebagai bahan bakar bagi ketel uap untuk menghasilkan energi listrik. Metana merupakan unsur utama dari gas bumi. Gas ini terdapat dalam jumlah besar pada sumur minyak bumi atau gas bumi, juga terdapat kaitannya dengan batu bara Energi.4. Ozon (O3)Ozon adalah gas rumah kaca yang terdapat secara alami di atmosfer (troposfer, stratosfer) Perusakan Lapisan Ozon. Di troposfer, ozon merupakan zat pencemar hasil sampingan yang terbentuk ketika sinar matahari bereaksi dengan gas buang kendaraan bermotor. Ozon pada troposfer dapat mengganggu kesehatan manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan.

BAB IIIKESIMPULAN

Berdasarkan uraian mengenai paparan materi di atas yang berdasarkan rumusan masalah, maka dapat diambil kesimpulan secara garis besar dari makalah ini yaitu sebagai berikut :1. Atmosfir merupakan suatu lapisan yang menyelubung suatu planet yang tersusun atas beberapa gas dimana disitu terjadi suatu proses kimia.2. Atmosfir tersusun atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Lapisan lapisannya dari yang terdalam sampai yang terluar adalah sebagai berikut : Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Thermosfer, Ionosfer.3. Green house effect atau lebih kita kenal dengan sebutan efek rumah kaca adalah sebuah kondisi di mana suhu dari sebuah benda permukaan langit, seperti planet dan bintang, meningkat secara drastis. Meningkatnya suhu ini disebabkan karena adanya perubahan kondisi dari komposisi serta keadaan atmosfir yang mengelilingi benda langit tersebut.4. Gas gas Green house effect merupakan gas yang berada di lapisan atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca, antara lain adalah : Uap Air (H2O), Karbondioksida (CO2), Metana (CH4), Ozon (O3)

DAFTAR PUSTAKA

Stanley Steven M. 2006. Earth System History Third Edition. New York : University of HawaiiMarshall, John & Plumb, R. Allan. Atmoshpere, Ocean, and Climate Dynamics : An Introductory Text. Massachusetts : Massachusetts Institute of Technology Cambridgehttp://id.wikipedia.org/wiki/Atmosfer_Bumi (diakses tanggal 9 September 2014)http://id.wikipedia.org/wiki/Efek_rumah_kaca (diakses tanggal 9 September 2014)http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_rumah_kaca (diakses tanggal 9 September 2014)http://www.learner.org/courses/envsci/unit/text.php?unit=2&secNum=3 (diakses tanggal 14 September 2014)