Halaman
Matahari dan Bumi
313
Matahari dan Bumi
P
eta
K
onsep
Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikut
yang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.
•
Matahari
•
Bulan
•
Bumi
•
Satelit
•Revolusi
•Rotasi
Struktur
Matahari
Sumber Energi
Matahari
Bumi
Rotasi Bulan
Manfaat Satelit
Orbit Bumi
Inti Matahari, Fotosfer,
Kromosfer, Korona, dan
Protuberans
Gerhana Bulan, Gerhana
Matahari, Pasang dan
Surut Air Laut
Matahari dan Bumi
menjelaskan
terdiri atas
menyebabkan
Untuk mempermudah memahami materi ini, perhatikan peta konsep berikut ini.
Kita hidup di bumi tak lepas dari peranan matahari. Matahari merupakan
sumber energi terbesar di bumi. Tanpa matahari mungkin tidak pernah ada
kehidupan di muka bumi ini. Yang menjadi pertanyaan adalah apa matahari itu
sebenarnya sehingga menjadi sumber energi dalam kehidupan di bumi serta
bagaimana peredaran bumi, bulan dan satelit terhadap matahari dan pengaruh
interaksinya terhadap kehidupan di bumi? Untuk menjawab pertanyaan ini perlu kita
bicarakan dan diskusikan bersama dalam bab selanjutnya.
Bab
15
K
ata
K
unci
IPA Terpadu IX
314
A. Struktur Matahari
Matahari adalah pusat tata surya kita. Matahari
merupakan sebuah bintang yang ukurannya tidak
terlalu besar jika dibandingkan dengan bintang-
bintang yang lain misalnya bintang netron, dan
bajang putih (
white dwarf
). Mengapa matahari
kelihatan lebih besar dan lebih terang dibandingkan
dengan bintang-bintang yang lain yang ada di langit?
Tentu saja karena letaknya dekat dengan bumi.
Letak matahari dari bumi kira-kira 149.600.000
km atau 1,49 x 10
8
km, ini disebut
satuan astronomi
(AU)
. Bintang yang terdekat berikutnya adalah
Alpha
Centauri
, jauhnya lebih dari 4 x 10
13
km. Ahli
astronomi modern telah paham bahwa matahari kita
hanya salah satu bintang dari kira-kira 100 milyar
bintang yang ada dalam galaksi Bimasakti.
Secara fisis matahari mempunyai sifat seperti dalam
tabel. Pada tabel, menunjukkan bahwa massa matahari
sebesar 333.000
M
. Sedangkan jari-jarinya 6,96 x
10
8
m atau sekitar 109
R
dan mempunyai temperatur
efektif di permukaan sekitar 5770 K. Namun temperatur
dan tekanan di pusat (inti) tentunya sangat besar
untuk mendukung beratnya, mengapa? Temperatur
pusat matahari 1,6 x 107 K dengan luminositasnya
(energi yang diradiasikan) sekitar 3,86 x 10
26
watt.
Tabel Sifat Matahari
Massa
1,99 x 1030 kg
Jari-jari
6,96 x 108 m
Kerapatan rata-rata
1410 kg/m
3
Gravitasi di permukaan
2,74 x 102 m/s
2
Temperatur
5770 K
Luminositas
3,86 x 1026 W
Medan magnet:
Bintik hitam
0,3 T
Global
0,0001 T
Periode rotasi
26-35 hari
Matahari dan Bumi
315
Dengan jarak matahari-bumi 1
AU dan berdasarkan hukum ber-
banding terbalik kuadrat jarak, kalian
bisa memperkirakan berapa watt
energi yang jatuh di permukaan
bumi? Dengan perhitungan secara
teoritis tentunya akan berbeda
dengan empiris. Perbedaan ini dapat
digunakan untuk menafsirkan
unsur-unsur yang ada pada
atmosfer bumi. Kerapatan rata-rata
matahari adalah 1410 kg/m
3
, nilai
ini konsisten dengan komposisi
matahari yang sebagian besar
merupakan gas hidrogen 71% dan
helium 27,1%. Namun kalian bisa
membayangkan keberadaan gas
hidrogen dan helium pada
temperatur yang tinggi, sehingga
menimbulkan suatu pertanyaan
yaitu, apakah bentuk gas hidrogen
dan helium sama seperti yang ada
di permukaan bumi atau yang
pernah kalian jumpai? Untuk
menjawab ini tentu kalian berfikir
bahwa suatu zat bila dipanaskan
akan mengubah wujud, dalam hal
ini gas hidrogen dan helium dalam bentuk terionisasi
yang disebut plasma.
Oleh karena massa bumi yang sangat besar maka
matahari mempunyai suatu tarikan gravitasi 2,74 x
102 m/s
2
atau sebesar 28 kali lebih kuat daripada
tarikan gravitasi bumi, lihat persamaan gaya
gravitasi. Besarnya medan magnet pada saat
terjadinya bintik hitam atau sunspot akan lebih besar
yaitu 0,03 T dan temperatur permukaan turun
sekitar 4000° K daripada keadaan normal. Periode
rotasi rata-rata 25,4 hari dan bervariasi dari 34,4
hari di kutub dan 25,1 hari equator matahari. Periode
rotasi yang tidak sama ini menunjukkan struktur
matahari tidak dalam bentuk benda tegar padat
tetapi dalam bentuk fluida.
Info
MEDIA
Bimasakti atau Milky Way
adalah galaksi tempat sistem
tata surya kita berada. Galaksi
ini memiliki sekitar 100 miliar
bintang, termasuk matahari.
Selain bintang, Bimasakti juga
tersusun atas awan gas dan
debu, baik yang berwarna gelap
maupun berwarna cemerlang.
Para ahli astronomi
memperkirakan massa total
Bimasakti sekitar 200 miliar kali
dari massa matahari.
Gambar 15.1
Matahari
Sumber:
www.bnsc.gov.uk
IPA Terpadu IX
316
Matahari dengan massa dan volume yang sangat
besar terdiri atas beberapa lapisan:
1. Inti Matahari
Inti matahari adalah bagian paling tengah dari
matahari dengan jari-jarinya sekitar
1
4
jari-jari
matahari dan suhunya 1,6 x 10
7
K. Pada bagian
inilah terjadinya reaksi inti yang merupakan sumber
energi pancaran matahari. Reaksi inti yang terjadi
adalah reaksi fusi.
Reaksi fusi
adalah reaksi
penggabungan inti atom hidrogen menjadi inti atom
helium yang menghasilkan energi.
2. Fotosfer
Lapisan fotosfer menyelubungi matahari dengan
ketebalan lapisan 330 km dan suhu rata-rata 5.700
K. Lapisan fotosfer ini tampak oleh mata kita
berwarna kuning. Pada lapisan ini terdapat butiran-
butiran gelap terang yang formasinya tidak merata.
3. Kromosfer
Kromosfer disebut juga bola warna. Lapisan ini
menjulang sejauh 2000 km di atas permukaan
matahari. Suhu rata-rata pada lapisan ini
diperkirakan 4.273 K.
4. Korona
Korona disebut juga
"
mahkota
" matahari, karena
berbentuk lingkaran cahaya putih
yang indah yang panjangnya
berjuta-juta kilometer ke arah
ruang angkasa. Suhu korona
dapat mencapai 2 x 10
6
K dengan
gas pada daerah korona sangat
tipis. Tebal lapisan korona matahari
mencapai 2,5 x 10
6
km. Untuk
mengamati korona dapat
menggunakan teleskop khusus
yang disebut
koronagraf
.
Info
MEDIA
Walaupun matahari berada 149
juta km dari bumi, sinarnya
masih cukup terang untuk
merusak mata secara
permanen. Matahari tidak boleh
dilihat secara langsung dan
tentunya tidak melalui teleskop
atau teropong. Galileo menjadi
buta karena memandang
matahari.
Matahari dan Bumi
317
5. Protuberans
Protuberans merupakan pita-pita yang sangat
besar dan panjang dari gas yang menyala dan
kadang-kadang mencapai ketinggian beratus-ratus
kilometer memasuki daerah korona.
Di samping bagian-bagian matahari yang telah
dijelaskan di atas, pada matahari terdapat juga noda-
noda atau gangguan-gangguan pada matahari.
Adapun noda-noda matahari antara lain:
a. Gumpalan pada atmosfer
Lapisan fotosfer tampak tidak licin tapi berupa
gumpalan-gumpalan. Hal ini disebabkan adanya aliran
gas panas yang mengumpul dari dalam.
b. Bintik-bintik hitam matahari
Gejala bintik-bintik matahari dapat diamati
dengan jelas jika menggunakan teropong. Bintik-
bintik matahari ada yang berumur beberapa menit
dan ada yang berumur berpuluh-puluh hari.
Gambar 15.2
Protuberans
Sumber:
www.bweems.comb
Gambar 15.3
Bintik matahari
Sumber:
Kamus Visual
Bintik matahari
Granulasi
IPA Terpadu IX
318
Bintik-bintik hitam matahari berwarna sangat gelap
disebut
umbra
yang dikelilingi oleh bagian yang agak
terang disebut
penumbra
. Bintik-bintik hitam
menyebabkan temperatur permukaan turun sekitar 4.000
K. Hal ini disebabkan karena terhalangnya aliran gas dari
dalam inti matahari, gangguan magnetik pada matahari.
Diameter bintik matahari mencapai 8 x 10
5
km.
c. Lidah api
Lidah api adalah fenomena pada matahari yang
keluar dari permukaan fotosfer. Tingginya dapat
mencapai ribuan kilometer dan memancar ke segala
arah lihat Gambar 15.1!
Diskusikan dengan teman kalian!
1. Mengapa bisa terjadi juluran lidah api?
2. Mengapa pada saat terjadinya bintik-bintik hitam dapat
mengganggu saluran komunikasi yang ada di bumi?
Tugas 15.1
d. Prominensa
Prominensa terjadi pada permukaan kromosfer
bagian tepi. Prominensa merupakan gas panas yang
terlepas dengan dahsyat dari permukaan matahari
yang menyerupai lidah api besar dan bentuknya
melengkung. Lengkungan ini dapat mencapai ribuan
kilometer.
Gambar 15.4
Prominensa
Sumber:
www.leoniko.or.id
Matahari dan Bumi
319
B. Sumber Energi Matahari
Pada tahun 1850-an ahli fisika
Jerman,
Herman Von Helmholtz
mengusulkan bahwa energi cahaya
dan panas matahari itu datang dari
kontraksi atau penciutan matahari.
Menurut teori ini, energi yang
dilepaskan sebagai akibat adanya
perbedaan gaya gravitasi matahari
dan tekanan gas matahari ke
dalam suatu volume yang semakin
lama semakin kecil. Helmholtz
memperhitungkan bahwa suatu
pengurangan pada diameter matahari yang hanya
85 m per tahun akan mempertahankan tingkat
keluaran energi matahari selama 25 x 10
6
tahun mulai
dari waktu asal mula matahari.
Teori penciptaan Helmholtz tidak bahwa bertahan
lama. Kemudian muncul suatu gagasan baru yaitu
sumber energi matahari adalah hasil reaksi fusi baik
fusi proton-proton atau fusi helium dan reaksi siklus
karbon berdasarkan umur bintang.
Reaksi ini merupakan reaksi inti yang
menghasilkan bahan bakar matahari dan bintang
yang lain dengan temperatur ini mencapai 15 juta K
dan menghasilkan energi sekitar 25 MeV.
C. Bumi
proton-
proton
helium
fusion
siklus
karbon
Gambar 15.5
Reaksi fusi
Bumi merupakan salah satu dari planet dalam
sistem tata surya yang merupakan tempat kita hidup
dan bisa untuk cerminan ilmiah di dalam mempelajari
jagad raya.
IPA Terpadu IX
320
1. Bentuk Bumi
Bentuk bumi kita adalah bulat
pepat. Ini disebabkan rotasi planet
bumi yang dapat mengubah bentuk
bumi dan mengidentifikasikan
komposisi bumi bukan merupakan
bentuk benda tegar melainkan
bentuk fluida yang agak plastis.
Sehingga menjadikan sebuah
bentuk yang seimbang dengan
kekuatan rotasi dan gravitasi.
Diameter bumi dari kutub ke
kutub adalah 12.700 km dan
diameter di sepanjang ekuator
12.750 km, sehingga ada
perbedaan sekitar 50 km. Untuk
menentukan tingkat kepipihan (
oblate
),
e
, dapat
ditentukan dengan persamaan:
e
=
r-r
r
ep
e
Dengan
r
e
adalah jari-jari di equator dan
r
p
adalah
jari-jari di kutub.
2. Dimensi Bumi
Bumi mempunyai massa dan volume. Menurut
taksiran para ahli, massa bumi adalah 5,98 x 10
24
kg
atau 5,98 x 10
27
gram. Kerapatan rata-rata bumi
ditentukan dengan membandingkan antara massa
bumi dan volume. Sedangkan bumi sendiri memiliki
volume 1,083 x 10
27
cm
3
.
Jadi, kerapatan bumi:
U
=
5,8 10 gram
1,083 10 cm
27
27
3
=5,5 gram/cm
3
Angka 5,5 adalah sebagai angka kerapatan rata-
rata bumi.
Gambar 15.6
Bumi
Sumber:
Ensiklopedi Geografi
Matahari dan Bumi
321
Bumi kita adalah yang terpadat di antara planet yang lain.
Jelaskan pendapat kalian! Diskusikan dengan teman kalian!
Di samping massa dan kerapatan bumi, bumi
memiliki gaya gravitasi dan gaya magnet. Pada abad
XVII
Sir Isaac Newton
memperjelas pengertian
tentang gravitasi pada saat ia merumuskan hukum
gravitasinya yang terkenal, lihat Bab 14. Istilah
gravitasi, tepatnya gravitasi bumi diterapkan pada
kekuatan gravitasi yang dilakukan oleh bumi. Masalah
gravitasi akan dijelaskan lebih jauh pada bab
berikutnya.
Gaya magnet (magnetisme)
adalah kekuatan
suatu benda untuk menarik benda lain. Hukum magnet
menyatakan bahwa kutub-kutub yang sama akan tolak
menolak dan kutub-kutub yang berbeda akan tarik
menarik. Sebuah magnet mempunyai dua kutub yaitu
kutub utara dan kutub selatan. Mengapa bumi
mempunyai gaya magnet? Pada tahun 1600,
Sir William
Gilbert
, seorang ahli fisika Inggris, mengajukan gagasan
bahwa bumi itu bertingkah laku seperti magnet raksasa,
yang berkutub utara dan berkutub selatan. Gagasan
ini sekarang diterima secara luas.
Bila kalian menggunakan sebuah kompas, jarum
akan menunjukkan sepanjang garis kekuatan yang
melingkar dari kutub magnet yang satu ke kutub yang
lain yang disebut
garis gaya
. Di mana kutub-kutub
magnet tidak bersesuaian secara tepat dengan kutub-
kutub geografi yaitu membentuk penyimpangan.
3. Bagian Bumi
Bumi terdiri atas tiga bagian yaitu udara, air, dan
bagian padat yang berlapis yang terdiri atas atmosfer,
hidrosfer, dan litosfer.
Kegiatan
IPA Terpadu IX
322
a. Atmosfer
Kita bernapas membutuhkan oksigen, oksigen
yang kita ambil berasal dari atmosfer bumi. Udara
yang mengelilingi bumi terdiri atas 78 % nitrogen,
21 % oksigen, dan 1 % gas lain termasuk di
dalamnya uap air dan karbon dioksida.
Bagian-bagian atmosfer:
1) Troposfer
Lapisan ini berkaitan dengan
cuaca, karena pada troposfer
terjadi perubahan suhu, tekanan,
dan kadar uap air. Pada batas luar
troposfer terdapat zona pemisah
antara troposfer dengan stratosfer
selanjutnya yang disebut
tropopause
. Semakin ke atas
temperatur dalam troposfer
menurun secara tetap sampai pada
ketinggian tropopause yaitu 15 km.
2) Stratosfer
Panjang lapisan stratosfer
adalah 15 km sampai 40 km di atas
permukaan bumi. Inilah zona di mana aliran udara
kuat dan bergerak cepat, yang dapat mencapai
kecepatan 400 km per jam. Temperatur di lapisan
stratosfer naik dari tingkat bawah –60° C pada
ketinggian 15 km sampai ke tingkat atas 0° C pada
ketinggian 40 km. Pada lapisan stratosfer terdapat
lapisan ozon (O
3
).
Info
MEDIA
Sejak terbentuknya bumi,
kandungan kimiawi atmosfer
telah berevolusi. Karbon
dioksida menurun secara
signifikan antara 4.500 dan
3.000 juta tahun yang lalu.
Kenaikan nitrogen mengalami
hal yang serupa. Tingkat
oksigen mulai naik pada saat
yang bersamaan karena
fotosintesis tumbuhan primitif
yang menggunakan CO
2
dan
mengeluarkan oksigen.
Tugas 15.2
1. Pernahkah kalian mendengar adanya lubang pada lapisan ozon?
2. Apa fungsi lapisan ozon terhadap kehidupan kita?
3. Apa penyebab terjadinya lubang ozon dan apa akibatnya
terhadap kehidupan manusia di bumi?
Matahari dan Bumi
323
3) Mesosfer
Tebal lapisan ini adalah 40 km sampai sekitar 70
km di atas permukaan planet kita. Suhu pada lapisan
mesosfer dari 0° C pada ketinggian 40 km sampai
tingkat bawah –90° C pada ketinggian sekitar 75
sampai 80 km ke atas.
4) Termosfer
Termosfer adalah lapisan dengan daerah yang
meluas dari 70 km sampai 400 km di atas bumi. Pada
daerah ini udaranya sudah menipis. Lapisan termosfer
ini sering disebut
lapisan ionosfer
, karena terbuka
oleh radiasi dari ruang angkasa dan matahari.
Temperatur di lapisan ini naik seiring dengan ketinggian
sampai pada level 1500 K – 2000 K. Banyak molekul
dan atom-atom yang terionisasi. Namun demikian
selalu terjadinya suatu keseimbangan dikarenakan
adanya elektron bebas yang dengan cepatnya
merekombinasi kembali dengan ion-ion tersebut.
Jelaskan, mengapa pada lapisan termosfer banyak molekul-molekul
yang terionisasi! Diskusikan dengan teman kalian!
5) Eksosfer
Lapisan eksosfer ini berada pada ketinggian 400
km atau lebih. Lapisan ini adalah lapisan luar dari
atmosfer.
b. Hidrosfer
Bumi diperkirakan adalah satu-satunya planet
yang mengandung air. Sekitar tiga per empat
permukaan bumi terdiri dari perairan. Hampir 96%
berat air bumi tersusun dari hidrogen dan oksigen.
Di samping itu natrium, klorin dan banyak unsur
lain juga ditemukan di perairan samudra.
Tumbuh-tumbuhan dan berbagai hewan yang
ditemukan di laut merupakan sumber yang sangat
besar nilainya, yang memberi orang makanan, pupuk,
Tugas 15.3
IPA Terpadu IX
324
dan bahan-bahan lainnya. Lautan atau samudra
mengandung banyak sekali mineral yang bernilai
tinggi seperti garam dapur (NaCl), magnesium, emas,
uranium, tembaga, dan sebagainya.
c. Litosfer
Lapisan litosfer merupakan lapisan paling atas
dari bumi, terdiri atas berbagai jenis batuan antara
lain batuan gunung berapi, batuan endapan dan
batuan metamorfik, serta tanah. Lapisan litosfer ini
akan dijelaskan lebih jauh pada Bab 16.
4. Gerak Bumi
a. Rotasi bumi
Bumi dalam mengitari matahari mengalami rotasi
dan revolusi. Periode rotasi sekitar 23 jam 56 menit
4,09 detik atau sekitar 24 jam.
Akibat daripada rotasi bumi, maka bumi
mengalami gerak semu terhadap matahari. Sekali
bumi berotasi (satu periode rotasi), semua tempat
di bumi telah menjalani perputaran 360° bujur,
dengan rotasi ditempuh 24 jam. Berarti setiap
derajat bujur ditempuh dalam waktu 24 x 60 menit:
360 = 4 menit. Dengan demikian perbedaan waktu
antara dua tempat yang berbeda bujurnya 15° adalah
15 x 4 menit = 60 menit = 1 jam. Oleh karena itu,
perbedaan waktu antara dua daerah waktu yang
berdampingan tersebut adalah 1 jam.
Bumi dibagi dalam wilayah
meridian
yaitu garis
lingkar yang melewati kutub utara dan selatan. Tempat-
tempat yang terletak pada garis meridian yang sama
mempunyai waktu yang sama. Sebagai waktu pangkal
ditetapkan waktu yang berlaku untuk meridian yang
melewati Greenwich (Inggris) dan ditetapkan sebagai
bujur 0°. Waktu pangkal ini dinamakan
waktu
Greenwich
atau
Greenwich Mean Time (GMT)
.
Setiap garis bujur 15° atau kelipatan 15° di
sebelah timur atau sebelah barat bujur 0° ditetapkan
sebagai bujur standar. Waktu pada bujur standar
disebut
waktu standar
atau
waktu lokal
. Indonesia
Matahari dan Bumi
325
mempunyai tiga bujur standar yaitu 105°, 120°, dan
135° BT. Jika letak bujur standar di sebelah barat
bujur 0°, waktunya dikurangi. Jika letaknya di sebelah
timur 0° waktunya ditambah. Berarti, waktu lokal
105° BT adalah GMT +
105
15
x 1 jam = GMT + 7 jam.
Waktu lokal 120° BT adalah GMT +
120
15
x 1 jam =
GMT + 8 jam. Waktu lokal 135° BT adalah GMT +
135
15
x 1 jam = GMT + 9 jam. Setiap daerah waktu
kira-kira meliputi wilayah 7,5° di sebelah barat dan di
sebelah timur suatu bujur standar.
Rotasi bumi mengakibatkan wilayah Indonesia
terbagi menjadi 3 daerah waktu:
1) Waktu Indonesia Bagian Barat dengan bujur
standar 105° BT yang meliputi Sumatera, Jawa,
Madura, Kalimantan Barat, dan Kalimantan Tengah.
2) Waktu Indonesia Bagian Tengah dengan bujur
standar 120° BT yang meliputi Sulawesi, Bali,
Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan, Nusa
Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur.
3) Waktu Indonesia Bagian Timur dengan bujur
standar 135° BT yang meliputi kepulauan Maluku
dan Papua.
Bujur 180° telah ditetapkan sebagai batas
Penanggalan Internasional (
International Date Line
).
Artinya, tanggal di belahan bumi timur (dari 0° sampai
180° BT) lebih dahulu 1 hari daripada tanggal di belahan
bumi Barat (dari 0° sampai 180° BB). Letak batas
Penanggalan Internasional berada di Samudra Pasifik.
Rotasi bumi juga mengakibatkan peristiwa lain
seperti penggembungan bumi pada khatulistiwa dan
pemepatan bumi pada kutub-kutubnya serta
mengakibatkan angin pasat dan angin barat.
b. Revolusi bumi
Di samping berotasi bumi mengalami revolusi.
Selama berevolusi sumbu miring 23,5° dari garis
tegak lurus pada ekliptika. Revolusi yang demikian
IPA Terpadu IX
326
mengakibatkan pergantian musim dan perubahan
lamanya siang dan malam. Kedudukan matahari yang
paling utara dicapai pada tanggal 21 Juni, yaitu pada
garis 23,5° lintang utara. Garis 23,5° lintang utara
disebut
garis balik utara
karena setelah tiba di garis
ini matahari terlihat balik ke selatan.
Pada tanggal 23 September kutub utara dan
kutub selatan bumi berada sama jauhnya dari
matahari yang berada pada khatulistiwa. Kedudukan
matahari yang paling selatan dicapai pada tanggal
22 Desember, yaitu pada garis 23,5° lintang selatan,
garis ini disebut
garis balik selatan
, karena setelah
tiba di garis ini matahari balik ke utara. Pada tanggal
21 Maret matahari berada di khatulistiwa lagi, hanya
letak bumi berseberangan orbitnya dengan
kedudukan pada 23 September.
Dari gambar di atas dapat disimpulkan:
1) Tanggal 21 Maret sampai 21 Juni
Belahan bumi utara mengalami musim semi
sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim
gugur. Di belahan bumi utara siang hari lebih panjang
daripada malam hari, sedangkan di belahan bumi
selatan siang hari lebih pendek daripada malam hari.
2) Tanggal 23 September sampai 22 Desember
Belahan bumi utara mengalami musim gugur,
sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim
semi. Belahan bumi utara mengalami siang yang
soltisi musim
panas
soltisi musim
dingin
Matahari
titik musim
gugur
musim gugur
musim
dingin
titik musim
semi
musim semi
musim
panas
Gambar 15.7
Musim-musim dalam setahun
Sumber:
Kamus Visual
Matahari dan Bumi
327
D. Rotasi Bulan
makin pendek daripada malam hari, sedangkan
belahan bumi selatan mengalami siang yang makin
panjang daripada malam hari.
3) Tanggal 22 Desember sampai 21 Maret
Belahan bumi utara mengalami musim dingin
sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim
panas. Belahan bumi utara menjalani siang yang
makin panjang, walaupun masih tetap lebih pendek
daripada malam hari. Belahan bumi selatan
mengalami siang yang makin pendek, tetapi masih
lebih panjang daripada malam hari.
Catatan
Bagian bumi yang terletak antara 23,5° lintang utara
dan 23,5° lintang selatan tidak mengalami
pergantian empat musim tersebut.
Akibat lain dari adanya revolusi bumi adalah
terlihatnya rasi bintang yang berbeda dari bulan ke
bulan.
Rotasi bulan adalah perputaran bulan pada
porosnya. Periode rotasi bulan sama dengan periode
revolusi bumi. Sekali putaran bulan menempuh waktu
24 jam sedangkan untuk mengedari bumi, bulan
membutuhkan waktu 27,3 hari.
Fase Bulan
Mengapa bentuk bulan selalu berubah jika dilihat
dari bumi? Perubahan fase bulan dikarenakan selama
bulan bergerak mengelilingi bumi dalam waktu satu
bulan akan mempunyai sudut antara matahari, bulan,
dan bumi yang selalu berubah.
Pada saat bulan berada di antara bumi dan
matahari, sisi bulan yang menghadap bumi akan
gelap karena bulan lebih dekat ke matahari. Fase itu
disebut
bulan baru
. Bagaimana jika bulan disebut
kuartir awal
?
IPA Terpadu IX
328
Bulan di kuartir awal tampak seperti setengah
cakram karena separuh bagian bulan yang
menghadap bumi mendapat cahaya matahari. Mula-
mula bulan tampak sabit tetapi lama kelamaan makin
besar sampai setengah cakram yang sebenarnya
1
4
dari seluruh bola bulan.
Dari kuartir awal bulan menuju ke kuartir kedua
yang sering kita sebut
bulan purnama
. Pada fase ini
bulan bersinar paling terang karena seluruh bagian bulan
yang menghadap bumi mendapat cahaya matahari.
Setelah bulan purnama atau fase bulan kuartir kedua,
menuju ke
kuartir ketiga
. Di mana pada fase ini bentuk
bulan sama dengan bentuknya pada kuartir pertama,
tetapi yang kelihatan setengah cakram bagian bulan
yang sebelahnya menghadap ke bumi.
Dari kuartir ketiga bulan kembali baru. Pada fase
ini bulan mengecil atau mati sehingga sering dikenal
dengan bulan mati. Setelah bulan baru terbentuk,
fase bulan akan kembali berulang.
aspek cakram bulan
seperti tampak dari
bumi
bulan
purnama
orbit bulan
perempat
terakhir
bulan
baru
Fase-Fase Bulan
cahaya
matahari
perempat pertama
Gambar 15.8
Fase-fase bulan
Sumber:
MoonPhasesrukyatulhilal.or
Matahari dan Bumi
329
E. Gerhana Bulan dan Gerhana Matahari
Gerhana bulan terjadi pada saat bumi terletak
antara bulan dan matahari. Di mana matahari - bumi-
bulan terletak pada satu garis lurus. Pada saat itu
bulan tidak mendapat cahaya matahari karena
terhalang oleh bumi. Sedangkan gerhana matahari
terjadi apabila matahari - bulan - bumi terletak pada
satu garis lurus. Bulan akan menutupi matahari
selama gerhana matahari berlangsung.
Pada saat gerhana bulan dan gerhana matahari
akan membentuk dua bayangan.
1. Umbra
Umbra adalah bayangan yang dibentuk oleh bumi
dan atau bulan berbentuk kerucut. Umbra
merupakan ruang gelap yang tidak terkena cahaya
sama sekali.
2. Penumbra
Penumbra adalah bayang-bayang kabur yang
berada di sekitar umbra. Penumbra merupakan
daerah agak kabur karena masih terkena sedikit
cahaya.
Pada gerhana bulan atau syarat terjadi gerhana
apabila bulan berada pada bulan purnama di dekat
salah satu simpul orbitnya. Ketika bulan masuk ke
dalam kerucut bayang-bayang gelap umbra, bulan
Ada dua jenis bulan yang diakui oleh para ahli
astronomi:
1. Bulan Sinodis
Fase bulan baru 29,5 hari bulan baru
(berikutnya)
2. Bulan Sideris
Periode orbit bulan sideris 27,5 hari. Di mana
periode bulan sideris hampir dua hari lebih
pendek daripada bulan sinodis.
IPA Terpadu IX
330
berada jauh lebih dekat ke dasar
kerucut daripada ke ujung
kerucut. Gerhana bulan dimulai
ketika bulan memasuki penumbra
dan berakhir ketika bulan
meninggalkan penumbra.
Gerhana bulan tidak akan
terjadi jika bidang edar bulan
berimpit dengan bidang edar
bumi. Akan tetapi bidang edar
bulan membentuk sudut 5°
terhadap bidang edar bumi
sehingga dalam peredarannya
mengelilingi bumi, bulan me-
motong garis edar bumi se-
banyak 2 kali. Pada saat demikian
bulan dan bumi berada dalam satu bidang. Ketika bulan
purnama masuk ke dalam bayang-bayang bumi maka
terjadilah gerhana bulan.
Info
MEDIA
Melihat secara langsung ke fotosfer
matahari (bagian cincin terang dari
matahari) walaupun hanya dalam
beberapa detik dapat mengakibatkan
kerusakan permanen retina mata
karena radiasi tinggi yang tidak ter-
lihat yang dipancarkan dari fotosfer.
Kerusakan yang ditimbulkan dapat
mengakibatkan kebutaan. Mengamati
gerhana matahari membutuhkan
pelindung mata khusus atau dengan
menggunakan metode melihat secara
tidak langsung. Kaca mata sun-
glasses tidak aman untuk digunakan
karena tidak menyaring radiasi
inframerah yang dapat merusak
retina mata.
Gambar 15.9
Gerhana matahari dan gerhana bulan
Sumber:
adiwidagdo.blogsome.com
Matahari dan Bumi
331
pasang perbani
pasang purnama
Gambar 15.10
a) Pasang purnama, b) Pasang perbani
Sumber:
tides_neaptidef4iqun.wordpress.com
(a)
(b)
F. Pasang dan Surut Air Laut
Pasangnya air laut dipengaruhi
oleh gaya gravitasi bulan dan
matahari terhadap bumi. Tetapi
pasang terutama disebabkan oleh
gaya gravitasi bulan karena jarak
antara bumi dengan bulan jauh
lebih dekat daripada jarak antara
bumi dengan matahari. Jika antara gravitasi bulan
dan gravitasi matahari bekerja dalam arah yang sama
akan terjadi pasang yang sangat besar.
Untuk setiap kali bulan melintasi meridian, akan
terjadi dua pasang yang utama karena pengaruh
gravitasi bulan. Dalam satu bulan terdapat dua
pasang purnama, Gambar 15.11a dan dua pasang
perbani, lihat Gambar 15.11b. Di mana pasang
purnama ditandai dengan pasang terbesar dan
pasang perbani ditandai dengan pasang terkecil.
Suatu gerhana matahari dapat terjadi hanya, (1)
ketika bulan berada pada bulan baru dan (2) ketika
bulan berada di dekat salah satu simpul orbitnya.
Terdapat tiga jenis gerhana matahari.
1. Gerhana matahari total
2. Gerhana matahari cincin
3. Gerhana matahari sebagian
Info
MEDIA
Pasang surut dapat dimanfaatkan
untuk pengairan sawah (sawah
pasang surut), menggerakkan
pembangkit listrik dan pembuatan
garam oleh nelayan.
orbit bulan
orbit bulan
arah matahari
arah matahari
IPA Terpadu IX
332
Pasang purnama terjadi pasang yang terbesar
karena gaya gravitasi bulan dan gaya gravitasi
matahari bekerja pada arah yang sama. Pasang
purnama terjadi pada bulan purnama dan bulan baru.
Pasang perbani terjadi karena gaya gravitasi matahari
dan gravitasi bulan membentuk sudut 90°. Pasang
perbani terjadi pada bulan seperempat.
Antara dua pasang tersebut terjadi surut. Pada
keadaan surut, air laut mundur ke tengah laut
sehingga pantai terlihat kering. Di selat yang sempit
dan muara sungai perbedaan tingginya permukaan
air laut pada saat pasang dan pada saat surut bisa
mencapai 16 meter. Tetapi di laut terbuka
perbedaannya hanya sekitar 3 meter.
G. Manfaat Satelit Orbit Bumi bagi
Kehidupan
Suatu benda yang dibawa ke luar angkasa oleh
sebuah roket disebut
muatan
. Satelit dalam roket
itu dapat berupa sebuah pesawat tak berawak tetapi
di dalamnya penuh dengan peralatan-peralatan ilmiah
dan canggih ataupun sebuah kapsul dengan
awaknya. Awak dalam kapsul itu biasanya seorang
astronaut atau beberapa astronaut.
Kapsul berawak ataupun tanpa awak itu bukanlah
roket meskipun pesawat berawak ataupun tanpa
awak itu dilengkapi dengan roket kecil untuk tujuan
gerak penerbangan. Apapun yang menjadi asal satelit
dalam roket itu biasanya dinyatakan sebagai
pesawat ruang angkasa
atau
kendaraan ruang
angkasa
. Apabila pesawat tersebut masuk dalam
orbit bumi baik yang berawak maupun tidak maka
pesawat atau kendaraan itu disebut
satelit buatan
.
Tetapi jika pesawat itu ditujukan untuk terbang
masuk ke luar angkasa guna mencari informasi
tentang benda-benda langit anggota tata surya
disebut
alat penyelidik ruang angkasa
.
Matahari dan Bumi
333
Perjalanan yang akan ditempuh oleh suatu satelit
harus benar-benar dipetakan secara hati-hati.
Adapun pemetaan untuk sebuah satelit antara
lain:
1. Memetakan perjalanan sebuah satelit.
2. Memetakan perjalanan ke sebuah planet.
3. Pengendalian di luar angkasa.
4. Akhir penerbangan.
Hampir semua pesawat ruang angkasa tak
berawak di bangun untuk memindahkan informasi
ke bumi melalui sistem telemetri. Melalui sistem ini
data yang terkumpul oleh alat-alat ilmiah di dalam
pesawat diubah menjadi sinyal-sinyal radio. Sinyal-
sinyal radio ini kemudian di transmisikan ke stasiun-
stasiun di bumi.
1. Informasi Tentang Keadaan di Ruang Angkasa
Antara lain untuk mempelajari keadaan di ruang
angkasa seperti radiasi, magnetisme, debu, meteorit,
dan sebagainya di antaranya adalah:
a. Seri Satelit Pegasus, Amerika Serikat
Dibuat untuk melaporkan kebocoran yang
disebabkan oleh benturan meteorit. Manfaat dari hasil
ekspedisi rancangan dinding pesawat ruang angkasa.
b. Seri Explorer, Amerika Serikat
Tujuan dan hasil ekspedisi: laporan tentang
radiasi, medan magnet, dan gelombang radio di
angkasa.
c. Tanggal 25 Januari 1983, Satelit Astronomi
Infra Merah (SAIM) Amerika Serikat-
Inggris-Belanda.1
Tujuan dan hasil ekspedisi:
1) mencetak panas suam-suam dari bintang-
bintang yang baru lahir
2) debu antarbintang
3) tata surya jauh
4) menemukan sebuah komet (SAIM Araki - Alcock)
yang mendekati sampai jarak 4,7 juta km dari bumi.
IPA Terpadu IX
334
2. Observasi Bumi
a. Vanguard 1 dan 2 (1958 - 1959)
Tujuan dan hasil ekspedisi:
1) Menunjukkan bahwa bumi berbentuk agak
lonjong dari kutub dan berbentuk elips di
sekeliling khatulistiwa.
2) Informasi tentang pengaruh matahari pada bumi
dan ruang angkasa (seri OGO =
Observatorium
Orbital Geologis
).
3) Zona radiasi yang luas mengelilingi bumi di atas
daerah ekuator.
b. Seri Explorer 1, 2, 12
Hasil ekspedisi: melengkapi data yang
membukakan jalan bagi penemuan dan
penganalisisan sabuk radiasi bumi.
c. Landsat 1 (23 Juli 1972) dan 3 Landsat
berikutnya (1983)
Tujuan dan hasil ekspedisi:
1) Membantu menemukan lokasi sumber-sumber
mineral bumi termasuk minyak bumi.
2) Memetakan geologi dengan harapan dapat
mengembangkan sistem dini bahaya gempa
bumi.
d. Magsat, 1979
Diluncurkan untuk mengawasi medan magnet
bumi.
3. Observasi Matahari
Bertujuan untuk meneliti partikel-partikel
matahari, jilatan api matahari, sinar ultraviolet,
korona matahari, dan angin matahari.
a. Explorer
b. Pioneer
c. Helios 1 dan 2, Jerman Barat 1974 dan 1976
d. Solar Max, 1980 mengorbit bumi 575 km.
Matahari dan Bumi
335
4. Satelit Cuaca
Pada satelit ini memberikan keuntungan dengan
menunjukkan formasi awan yang terlepas di daerah
luas pada permukaan bumi yang pengambilan
gambarnya dilakukan dengan menggunakan kamera
televisi dan disiarkan ke bumi melalui telemeter.
Misalkan Nimbus 6 yang diluncurkan tanggal 12 Juni
1975 untuk mengukur radiasi di atmosfer bumi.
5. Satelit Komunikasi
a. Amerika Serikat (Telstar, Sinkom, dan Early Bird).
b. Satelit Internasional Intelsat
c. Anik, Canada.
d. Molniya, Uni Soviet.
6. Satelit Navigasi
Satelit-satelit Transit diorbitkan oleh angkatan
laut Amerika Serikat sebagai navigator.
7. Satelit Biologi
Tahun 1966 Amerika Serikat memulai peluncuran
seri Bio Satelit.
Direncanakan untuk:
a. Menguji coba reaksi berbagai macam organisme
dalam perjalanan ruang angkasa.
b. Mempelajari pengaruh hampa daya berat, radiasi,
dan tidak adanya daur pergantian siang dan
malam.
8. Satelit Militer
Satelit semacam ini ditujukan untuk keperluan militer.
a. Midas, Amerika Serikat
Dapat melihat peluncuran peluru kendali melalui
penggunaan alat sensor inframerah.
b. Cosmos, Uni Soviet
Dapat mengambil gambar lapangan udara
Amerika Serikat, pabrik amunisi, tempat peluncur
peluru kendali.
c. 1968, seri Satelit Terpadu, 1968
Dapat mendeteksi radiasi inframerah.
IPA Terpadu IX
336
Refleksi
Rangkuman
1. Lapisan-lapisan matahari terdiri atas:
a. inti matahari
b. fotosfer
c. kromosfer
d. korona
e. protuberans
2. Noda-noda pada matahari:
a. gumpalan pada atmosfer
b. bintik-bintik hitam matahari
c. lidah api
d. prominensa
3. Bagian-bagian bumi meliputi: atmosfer, hidrosfer, dan litosfer.
4. Bagian-bagian atmosfer: troposfer, stratosfer, mesofer,
termosfer
5. Gerak bumi meliputi:
a. rotasi bumi
b. revolusi bumi
6. Gerhana bulan terjadi ketika posisi matahari, bumi, dan bulan
terletak pada satu garis lurus.
7. Gerhana matahari terjadi ketika posisi matahari, bulan, dan bumi
terletak pada satu garis lurus.
8. Manfaat satelit orbit bumi bagi kehidupan:
a. mendapatkan informasi tentang keadaan di ruang angkasa
b. observasi bumi
c. observasi matahari
d. menyelidiki cuaca
e. untuk keperluan komunikasi
f. untuk keperluan militer
Seperti yang kalian ketahai negara maju seperti Amerika Serikat
berlomba-lomba untuk meluncurkan pesawat luar angkasa, baik
untuk keperluan penelitian, komunikasi, maupun militer. Sebutkan
hasil-hasil yang diperoleh dalam misi-misi tersebut!Bagaimana
dengan Indonesia?
Matahari dan Bumi
337
A. Pilihlah satu jawaban yang benar dengan memberi tanda
silang (X) pada huruf
a, b, c,
atau
d
!
1. Di bawah ini yang
bukan
merupakan bagian-bagian dari matahari
adalah . . . .
a. inti
c. fotosfer
b. korona
d. litosfer
2. Bagian atas dari atmosfer matahari yang sering disebut sebagai
mahkota matahari adalah . . . .
a. korona
c. fotosfer
b. protuberans
d. kromosfer
3. Berikut ini yang
bukan
bagian dari noda-noda pada matahari adalah
. . . .
a. gumpalan matahari
c. lidah api
b. bintik-bintik matahari
d. prominensa
4. Besarnya kepadatan bumi adalah . . . .
a. 3,5 gram/cm
3
c. 5,5 gram/cm
3
b. 4,5 gram/cm
3
d. 6,5 gram/cm
3
5. Di bawah ini adalah lapisan atmosfer yang berada pada 10 km sampai
40 km di atas permukaan bumi adalah . . . .
a. troposfer
c. mesosfer
b. stratosfer
d. termosfer
6. Berikut ini yang
bukan
merupakan bagian-bagian daripada lapisan
bumi adalah . . . .
a. atmosfer
c. hidrosfer
b. ionosfer
d. litosfer
7. Gerakan bumi yang mempunyai kala edar 23 jam 56 menit 4,09
detik adalah . . . .
a. rotasi
c. putaran
b. revolusi
d. keliling
8. Berikut ini waktu di mana belahan bumi utara mengalami musim
gugur sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim semi
adalah . . . .
a. 21 Juni – 23 September
b. 23 September – 22 Desember
c. 22 Desember – 21 Maret
d. 21 Maret – 21 Juni
Uji Kompetensi
IPA Terpadu IX
338
9. Bulan yang mempunyai orbit bulan 27,5 hari adalah bulan . . . .
a. sinodis
c. kuartir awal
b. baru
d. sideris
10. Bayangan inti yang berbentuk kerucut pada saat gerhana bulan
disebut . . . .
a. umbra
c. lengkap
b. penumbra
d. tak lengkap
B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan tepat!
1. Jelaskan tentang lapisan-lapisan matahari!
2. Jelaskan tentang lapisan-lapisan bumi!
3. Sebutkan perbedaan gerhana bulan dan gerhana matahari!
4. Gerhana matahari ada 3, sebutkan dan jelaskan!
5. Jelaskan perbedaan pasang purnama dan pasang perbani!
Proyek
Kumpulkan informasi tentang aktivitas matahari dan pengaruhnya
terhadap bumi, lengkapi dengan gambar yang mendukung informasi
tersebut dan buatlah dalam bentuk kliping!