Tugas
Terstruktur Pengganti Ujian Tengah Semester
Mata Kuliah Ilmu
Pengetahuan Bumi dan Antariksa
Water
Disusun Oleh :
Puji Lestari (F03112068)
Mahasiswi
Pendidikan Fisika FKIP Universitas Tanjungpura, Pontianak 2014
Geofisika mencakup studi tentang air
sebagai air yang mengalir dan melalui siklus hidrologi.
Air
Air merupakan suatu
senyawa yang penting bagi semua makhluk hidup di Bumi, tapi tidak di planet
lain. Air merupakan satu-satunya cairan anorganik
yang secara alami terdapat di permukaan Bumi dan satu-satunya senyawa kimia
yang mengalami tiga perubahan wujud.
Air adalah substansi kimia dengan rumus
kimia H2o. Satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara
kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan
tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and
temperatur 273,15 K (0 °C).
Keadaan air yang
berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal,
terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang
mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air
seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan
tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah
nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila
berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan
normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fase
berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang
elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor).
Tarikan atom oksigen
pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh
atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan
jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom
tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik
listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing
molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada
akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai
ikatan hidrogen.
Air sering disebut
sebagai pelarut universal karena air dapat melarutkan banyak zat kimia, seperti
garam, gula, asam, basa, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik. Air
berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan
dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai
sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion
hidroksida (OH-).
Siklus
Hidrologi
Air menguap dari lautan
dan tanah dan kembali sebagai hujan atau salju, membentuk siklus hidrologi .
Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci dari proses siklus
hidrologi agar dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian
jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan
salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.
Daur hidrologi sering
juga dipakai istilah water cycle atau siklus air. Suatu sirkulasi air yang
meliputi gerakan mulai dari laut ke atmosfer, dari atmosfer ke tanah, dan
kembali ke laut lagi atau dengan arti lain siklus hidrologi merupakan rangkaian
proses berpindahnya air permukaan bumi dari suatu tempat ke tempat lainnya hingga
kembali ke tempat asalnya.
Air naik ke udara dari
permukaan laut atau dari daratan melalui evaporasi. Air di atmosfer dalam
bentuk uap air atau awan bergerak dalam massa yang besar di atas benua dan
dipanaskan oleh radiasi tanah. Panas membuat uap air lebih naik lagi sehingga
cukup tinggi/dingin untuk terjadi kondensasi. Uap air berubah jadi embun dan
seterusnya jadi hujan atau salju. Curahan (precipitation) turun ke bawah, ke
daratan atau langsung ke laut. Air yang tiba di daratan kemudian mengalir di
atas permukaan sebagai sungai, terus kembali ke laut. Air yang tiba di daratan
kemudian mengalir di atas permukaan sebagai sungai, terus kembali ke laut
melengkapi siklus air.
Evaporasi / transpirasi
- Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan
menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan
jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan
turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es. Siklus hidrologi dibedakan
ke dalam tiga jenis yaitu:
- Siklus
Pendek : Air laut menguap kemudian
melalui proses kondensasi berubah menjadi butir-butir air yang halus atau
awan dan selanjutnya hujan langsung jatuh ke laut dan akan kembali
berulang (OCEAN).
- Siklus
Sedang : Air laut menguap lalu dibawa
oleh angin menuju daratan dan melalui proses kondensasi berubah menjadi
awan lalu jatuh sebagai hujan di daratan dan selanjutnya meresap ke dalam
tanah lalu kembali ke laut melalui sungai-sungai atau saluran-saluran air
(AIR TANAH).
- Siklus
Panjang : Air laut menguap, setelah
menjadi awan melalui proses kondensasi, lalu terbawa oleh angin ke tempat
yang lebih tinggi di daratan dan terjadilah hujan salju atau es di
pegunungan-pegunungan yang tinggi. Bongkah-bongkah es mengendap di puncak
gunung dan karena gaya beratnya meluncur ke tempat yang lebih rendah,
mencair terbentuk gletser lalu mengalir melalui sungai-sungai kembali ke
laut (GLETSER).
Berat tubuh manusia
adalah 66% dari air, menurut Hill dan Kolb. Air adalah pelarut universal untuk hidup,
disebut oleh Nobel Laureate A. Szent-Gyorgy sebagai "matriks
kehidupan". Air berfungsi untuk menangguhkan sel darah merah untuk membawa
oksigen ke sel. Air merupakan pelarut untuk elektrolit dan nutrisi yang
dibutuhkan oleh sel-sel, dan membawa zat sisa metabolisme (limbah) tubuh jauh
dari sel.
Dengan air sebagai
pelarut, tekanan osmotik bertindak untuk mengangkut air yang dibutuhkan ke
dalam sel. Dengan sel bermandikan cairan interstitial, difusi kontribusi untuk
membawa molekul yang diperlukan ke dalam sel. Ketika mekanisme yang lebih
kompleks mengontrol pengangkutan molekul melintasi membran masuk dan keluar
dari sel, keberadaan air sebagai media dan pelarut sangat penting.
OCEAN
Air di Bumi merupakan proses
yang berkesinambungan dari penguapan dan kondensasi yang disebut siklus
hidrologi. Karena lautan menutupi 71% dari permukaan bumi, banyak penguapan
berasal dari laut. Frank (sumber dari sebagian data ini) menempatkan kadar air
total atmosfer pada 6 x 1012 m3 . Dengan curah hujan
tahunan sebesar 2,25 x 1014 m3 ini menyiratkan bahwa air
di atmosfer bersiklus sekitar 37 kali per tahun. Air dari permukaan kembali ke
lautan adalah bagian utama dari pembentukan fisik permukaan benua dalam keseluruhan
geofisika dari Bumi.
Air
Tanah
Dalam perjalanannya
dari atmosfer ke luar, air mengalami banyak interupsi. Sebagian dari air hujan
yang turun dari awan menguap sebelum tiba di permukaan bumi, sebagian lagi
jatuh di atas daun tumbuh-tumbuhan (intercception) dan menguap dari permukaan
daun-daun. Air yang tiba di tanah dapat mengalir terus ke laut, namun ada juga
yang meresap dulu ke dalam tanah (infiltration) dan sampai ke lapisan batuan
sebagai air tanah.
Lapisan di dalam bumi
yang dengan mudah dapat membawa atau menghantar air disebut lapisan pembawa
air, pengantar air atau akufir, yang biasanya dapat merupakan penghantar yang
baik yaitu lapisan pasir dan kerikil, atau di daerah tertentu, lava dan batu
gampil.
Air tanah adalah air
yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah permukaan tanah. Air
tanah merupakan salah satu sumber daya air. Selain air sungai dan air hujan,
air tanah juga mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga
keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga
(domestik) maupun untuk kepentingan industri.
Gletser
Jumlah air yang terdapat
di gletser dan lapisan es adalah persentase kecil dari semua air di Bumi, itu
merupakan persentase besar dari total air tawar dunia. Jumlah air terkunci dalam es dan salju hanya
sekitar 1,7 persen dari seluruh air di Bumi, namun sebagian besar dari total
air tawar di Bumi, sekitar 68,7 persen, diadakan di lapisan es dan gletser.
Gletser yang mengalir plastis massa
salju dipadatkan dan es, sering dengan transportasi yang signifikan dari batu
dan bahan lainnya. Curah hujan dan akumulasi harus melebihi tingkat pertumbuhan
leleh glasial terjadi.
Gletser dapat
dipisahkan menjadi dua kategori besar, yaitu Kontinental dan Alpine. Gletser
kontinental membentuk lembaran horisontal, membentuk ratusan meter gletser
dengan ketebalan tertentu yang meratakan daerah mereka. Gletser Alpine lebih
kecil dan topografi yang ada dikendalikan oleh daerah pegunungan, gosok dan
merapikan, tetapi tidak melenyapkan fitur topografi yang ada. Gletser Alpine
juga tergantung pada perubahan topografi bantuan dan mencair musiman untuk
gerakan mereka.
Lembah Alpine
menjelajahi dengan tindakan glasial mudah diidentifikasi oleh khas berbentuk U
cross section dan keberadaan mereka aneh 'menggantung' lembah di bekas
persimpangan sungai saluran glasial.
Gletser adalah sebuah
bongkahan es yang besar yang terbentuk di atas permukaan tanah yang merupakan
akumulasi endapan salju yang membatu selama kurun waktu yang lama. Saat ini, es
abadi menutupi sekitar 10% daratan yang ada di bumi. Meskipun banyak orang yang
mengira gletser selalu ada di daerah kutub, sesungguhnya mereka juga bisa
berada di daerah pegunungan tinggi di seluruh benua, kecuali Australia, bahkan
juga terdapat di pegunungan tinggi di daerah dekat khatulistiwa.