pengetahuan tentang atmosfer

1. https://warstek.com/spekulasi-asal-usul-atmosfer-bumi-bagian-1-fenomena-langit-fluktuasi-oksigen/
Spekulasi Asal-usul Atmosfer Bumi (Bagian 1) –
Fenomena Langit, Fluktuasi Oksigen
 by Abil Baihaqi Abduassomadi

Spekulasi asal-usul atmosfer bumi dan fenomena langit telah menarik fokus manusia dalam setiap
peradaban sejak jaman purbakala. Berbagai pandangan, penafsiran, kepercayaan, tentang langit
mewarnai sejarah kehidupan manusia. Berbagai artefak-artefak ataupun mitos-mitos tentang benda
langit, menjadi bukti fokus perjalanan umat manusis pada pengamatan langit. Pengetahuan ini telah
mewarnai pola hidup manusia. Dengan imajinasi dan pengetahuannya, dalam upaya untuk menata hidup
material dan spiritualnya, manusia telah mencoba mengungkap rahasia langit. Sebagian cukup realistis,
berdasarkan pengamatan dan metodologi ilmiah, seperti teori-teori geosentris, heliosentris, astronomi,
meteorologi, dan sebagainya. Namun demikian tiap babak sejarah kehidupan manusia, ada yang
mengungkapkan rahasia langit dari mitos yang irrealistis, seperti ramalan bintang, keberuntungan dan
kesialan bersama kemunculan bintang tertentu, atau fenomena komet, gerhana, angin, hujan, petir, dan
seterusnya, dihubungkan dengan tanda akan ada peristiwa khusus menimpa manusia/alam.
Jika ditelaah lebih lanjut, kedua hal diatas, pendekatan realistis dan irrealistis fenomena langit, telah
membawa umat manusia pada pemahaman yang lebih baik pada atmosfer maupun langit. Studi tentang
atmosfer awalnya dilakukan untuk memahami fenomena-fenomena yang berhubungan dengan
permukaan bumi seperti cuaca/iklim, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam,
serta kelap-kelipnya bintang, komet, meteor, dan lain-lain. Atau bahkan dalam rangka membuktikan
apakah nasib individu seseorang atau sekelompok orang, bangsa, dan dunia berhubungan dengan
fenomena langit. Percaya atau tidak, suatu saat kedua pendekatan itu, pendekatan realistis dan irrealistis

2. yang benar pijakannya, akan bertemu pada satu titik pemahaman yang mendalam bagi ilmu
pengetahuan manusia, tentang kebesaran penciptaan alam oleh Tuhan.
Skenario Ilmuwan Modern tentang Asal-usul Atmosfer
di Bumi
Menurut para ahli modern, sistem galaksi dan material cikal bakal planet Bumi dibentuk kira-kira 5 milyar
tahun yang lalu. Proses ini berlangsung lama setelah awal penciptaan jagad raya mengikuti teori big
bang (diperkirakan big bang terjadi 15 miliar tahun yang lalu) [1]. Reaksi fusi terjadi dengan suhu sangat
tinggi dikenal dengan “the hydrogen burning reaction”, telah menggabungkan hidrogen (1H) menjadi
helium (2He) dengan reaksi inti. Reaksi menghasilkan energi tinggi hingga mencapai 100 juta kelvin. Pada
suhu sangat panas ini beberapa helium menjalani reaksi inti lanjutan membentuk atom karbon (6C). Tiap
3 helium yang bereaksi fusi menghasilkan 1 atom karbon. Berikutnya beberapa atom karbon terbentuk
melanjutkan reaksinya dengan sisa helium menghasilkan atom oksigen (8O), atom flour (7F) dan
seterusnya [2]. Atom-atom O dan C yang baru terbentuk segera mengambil posisi kestabilan dan
bergabung secara kimia menjadi CO2.
Reaksi-reaksi Fusi dari Dalam Bumi
Pembentukan sistem galaksi (5 milyar tahun lalu) telah memantapkan sistem tata surya dan orbit bintang,
planet, dan benda langit lain. Diperkirakan 500 juta tahun pertama setelah penciptaannya, atmosfer
terbentuk di bumi dengan kerapatan tinggi, utamanya berisi hidrogen, helium dan gas-gas yang
terbentuk pada reaksi fusi selama jutaan tahun sebelumnya. Beberapa gas (asap) juga dikeluarkan dari
hasil reaksi-reaksi fusi dalam bumi ketika masih sangat panas. Asap tersebut, diperkirakan terdiri atas
utamanya hidrogen (H2), ammonia (NH3), uap air (H2O), methana (CH4), dan karbon dioksida (CO2) [1].
Sampai kira-kira 3,5 juta tahun yang lalu, atmosfer diperkirakan terdiri atas gas-gas tersebut. Karbon
dioksida ini menjadi dominan, karena proses oksidasi termal yang berlangsung milyaran tahun dan tidak
banyak dimanfaatkan untuk proses lain. Keberadaan air, menyebabkan pengurangan gas CO2, melalui
proses pelarutan manjadi garam karbonat atau batuan karbonat. Bumi makin mengeras.
Pada awal penciptaan, atmosfer bumi tidak memiliki molekul-molekul atau atom-atom oksigen bebas di
dekat permukaan. Data-data yang menjelaskan ini tersimpan pada formasi batuan purba yang dominan
mengandung besi dan uranium, dengan keadaan tereduksi. Unsur-unsur tersebut tidak ditemui lagi pada
batuan Precambrian dan yang lebih muda (< 3 juta tahun). Atmosfer bawah pada saat itu lebih bersifat
reduktor karena belum mengandung oksigen. Namun beberapa penyelidikan menyebutkan pada bagian
atas terdapat molekul oksigen yang cukup melimpah, didesain untuk membentuk lapisan ozon.
Organisma Penghasil Oksigen di Bumi
Diperkirakan 1 juta tahun yang lalu, ketika bumi sudah mulai cukup dingin, diciptakan organisma-
aquatik awal yang oleh para kosmolog dinamakan blue-green algae (tidak ada satupun toeri ilmiah yang
dengan meyakinkan dapat membuktikan alga ini terbentuk dengan sendirinya atau karena evolusi alam).
Kehidupan ini masih terbatas pada perairan. Organisma ini, mulai ditugaskan untuk menggunakan energi
dari matahari yang tidak terserap ozone, memecah molekul air dan karbon dioksida, dan
menggabungkan kembali menjadi senyawa organik esensial dan membuat molekul oksigen. Inilah
pertama kali proses fotosintesis terjadi. Walaupun terjadi respirasi yang melepaskan kembali CO2, tetapi

3. pertumbuhan alga ini cukup besar dengan cepat mendeposit carbon ke jaringan/senyawa organiknya.
Proses awal ini berlangsung selama ratusan ribu tahun, sehingga cukup membuat akumulasi oksigen di
atmosfer. Bersamaan dengan meningkatnya oksigen (O2) tersebut, kadar karbon dioksida (CO2) menurun.
Proses di Bumi Menyebabkan Oksigen Atmosfer Berfluktuasi
Dalam kesimpulan berbagai penelitian atmosfer awal, terdapat dua proses utama yang mengarah pada
perubahan komposisi atmosfer:
Pertama, adanya tumbuhan yang mengkonversi karbon dioksida menjadi massa jaringan organik,
dengan mengemisikan oksigen ke atmosfer. Akumulasi ratusan juta tahun dari proses ini telah
menyebabkan oksigen sangat besar di atmosfer. Walaupun secara meyakinkan perubahan konsentrasi
oksigen di atmosfer ini tidak diketahui penyebab jelasnya, namun periode naiknya oksigen ini
menjadikan bumi layak bagi kehidupan hewan dan manusia di jaman-jaman berikutnya.
Kedua peluruhan batuan pyrite yang melepaskan sulfur sehingga kadar sulfur di lautan menjadi tinggi.
Proses oksidasi sulfur menurunkan kembali kadar oksigen di atmosfer yang tinggi akibat akumulasi
proses pertama.
Sumber:
http://media.hhmi.org/biointeractive/click/oxygen/
Dianalisis akibat kedua proses ini, dalam sejarahnya, komposisi atmosfer berfluktuasi, sampai terbentuk
kesetimbangan seperti sekarang. Kadar oksigen hasil analisis, penyelidikan, dan simulasi diketahui
berfluktuasi mulai kurang dari 3 % sampai mencapai 35 % (300 juta tahun yang lalu), sebelum akhirnya
berada dalam kesetimbangan 21 % (sejak 3 juta tahun yang lalu). Berbagai proses reaksi kimia, kondisi
fsika, dan interverensi biokimia, telah berangsur-angsur membentuk komposisi atmosfer yang
setimbang [3].

4. Lapisan Ozon Terbentuk pada Reaksi Fotokimia Akumulasi
Oksigen Purba
Akumulasi oksigen pada awal pembentukan tersebar hingga mencapai ketinggian puluhan kilometer.
Pada atmosfer bagian atas, sebagian molekul-molekul oksigen (O2) bekerja menyerap energi UV dari
matahari dan terpecah menjadi atom oksigen tunggal. Sebagian molekul oksigen tunggal ini berkoalisi
dengan molekul oksigen yang masih ada mulai membentu ozon (O3). Ozon ini akan menyerap UV
dengan panjang gelombang yang berbeda, kembali pecah menjadi O2 dan O. Akumulasi ozon dalam
jutaan tahun ini menghasilkan lapisan ozon di bagian atas (sekarang dikenal dengan troposfer). Lapisan
ini bereaksi terus menerus dan sangat efektif menyerap UV (200-300 nm), dan melindungi permukaan
bumi dari irradiasi UV kuat dari matahari [4]. Reaksi ini merupakan desain siklus yang berkesetimbangan
di lapisan ozon atmosfer. Keberadaan lapisan ozon ini, membuat daratan di Bumi menjadi mungkin
untuk diberi kehidupan. Radiasi yang diterima permukaan bumi menjadi lebih kecil dan cukup untuk
menjaga ikatan senyawa organik tetap utuh.
Penyelidikan Atmosfer Mengarahkan Kita pada
Pengenalan Tuhan
Penelitian asal usul atmosfer masih terus berkembang. Perkembangan teknologi dan simulasi model,
menjadikan semua usaha manusia menguak asal-usul atmosfer telah menghasilkan berbagai teori
pendekatan. Pemahaman yang benar akan perilaku alam akan membawa manusia mengenal proses
penciptaan alam yang sangat agung. Tuhan telah mendesain dan memproses alam ini untuk menjamin
kehidupan manusia sangat sempurna. Penyelidikan tentang proses pembentukan alam, mengarahkan
semua pengetahuan manusia pada eksistensi Tuhan. Bahwa alam ini direncanakan dan diciptakan,
bukan terbentuk secara kebetulan. Bahkan sampai hari ini, tidak ada satupun ilmuwan yang dapat
menjelaskan dengan pasti kenapa ada hidrogen, dengan satu elektron dan satu proton? bagaimana
tercipta? Bagaimana hidrogen mengetahui hukum kesetimbangan muatan, dan mematuhinya?
Bagaimana elektronnya terus berputar dan tidak runtuh? Dalam skala makro bagaimana dengan alam
raya ini mematuhi hukum-hukum yang ditetapkan? Sungguh terlalu banyak yang manusia tidak ketahui
dari rencana dan ciptaan Tuhan.
Referensi
Baca juga:
[1]
J. Fenger and J. C. Tjell, Air Pollition From A Local to A Global Perspective, Denmark: RSC
Publishing and Polyteknisk Forlag, 2009.
[2]
M. Dole, “The Natural History of Oxygen: Structure and Function of Axygen,” The Journal of
General Physiology, pp. 5-25, 1964.

5. [3]
K. Dr, “Howard Hughes Medical Institute,” BioInteractive, [Online]. Available:
http://media.hhmi.org/biointeractive/click/oxygen/?_ga=2.231016223.1442296077.1539752106-
657404079.1539752106. [Accessed 17 10 2018].
[4]
B. J. Finlayson-Pitts and J. N. Pitts Jr., Armospheric Chemistry: Fundamental and Experimental
Techniques, New York: A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons, 1986.
o About
o Latest Posts