SUMBER CAHAYA
B. MATAHARI SEBAGAI SUMBER CAHAYA
2. Radiasi Sinar Matahari sampai ke Bumi
Radiasi energi cahaya yang dile-paskan oleh Matahari menyebar ke seluruh alam, menerpa planet-planet, asteroid, komet, dan benda-benda
la-Gambar 3.1
Foto Matahari: strukturnya dan reaksi fusi (termonuklir).
(Sumber : NASA; mariahammerstrom.wordpress.com; www.slideshare.net)
ngit lain dalam sistem tata surya. Cahaya Matahari yang sam-pai ke permukaan pla-net-planet atau ben-da-benda langit ter-sebut selain mene-rangi permukaan mereka, juga menda-tangkan kehangatan tersendiri, khususnya bagi Bumi. Sebagian cahaya yang datang
juga dipantulkan kembali ke angkasa.
Gambar di atas merupakan ilustra-si “bujet” energi Matahari yang sam-pai ke Bumi dan terdistribusi. Terlihat bahwa 30% dari cahaya kiriman Ma-tahari dipantulkan kembali ke angkasa dan sisanya (70% ) diserap oleh lautan, daratan, atmosfer, dan awan. Ideal-nya, ketika daratan dan lautan menjadi hangat, mereka akan memancarkan kembali semua panas “berlebih” kem-bali ke ruang angkasa sehingga suhu Bumi tetap stabil. Dalam hal ini, Bumi tetap nyaman karena efek rumah kaca tidak terjadi. Jika tidak maka Bumi akan mengalami kondisi seperti yang terjadi pada planet Venus.
Pancaran sinar Matahari ini dilepas dengan tenaga yang besar dan kece-patan yang tinggi, yakni 300.000 km/
detik atau (2.997 924 58 x 108 m s−1).
Selain itu, radiasi gelombang
elektro-magnetik ini tersusun atas sinar-sinar yang di antaranya berdaya tembus tinggi dan bersifat merusak, yang bisa mengganggu kehidupan makhluk di Bumi.
Studi dan penelitian para ilmuwan menemukan ada beberapa fenomena alam yang telah membuat planet Bu-mi ini selamat dari terpaan badai ra-diasi energi Matahari dan/atau bom-bardemen benda-benda langit yang membahayakan. Beberapa di antara-nya dijelaskan dalam uraian berikut.
Pertama, salah satu faktor pen-ting yang memungkinkan kehidupan di Bumi dapat berkembang adalah ja-raknya yang ideal terhadap Matahari.
Prof. David L. Block dari Wits University,
Gambar 3.2
“Bujet” energi Bumi.
(Sumber: http://www.psi.edu/epo/faq/science.
html)
Johannesburg, menyatakan bahwa se-andainya Bumi terletak 5% saja lebih dekat ke Matahari maka efek rumah kaca akan terjadi secara tidak terken-dali. Bumi menjadi terlalu panas, dan peristiwa itu sudah hampir terjadi se-kitar 4.000 juta tahun yang lalu. Seba-liknya, jika Bumi diletakkan lebih jauh 1% dari Matahari maka akan terjadi pro-ses es yang tidak terkendali, dan itu sudah hampir terjadi 2.000 juta tahun yang lalu. Selain jarak yang aman, per-putaran Bumi pada sumbunya terjadi satu kali dalam 24 jam, atau satu hari, merupakan kecepatan yang tepat un-tuk membuat suhu Bumi nyaman. Ban-dingkan dengan planet Venus yang be-rotasi satu kali selama 243 hari.
Kedua, sebagaimana diketahui, pla-net Bumi memiliki semacam tameng pelindung berupa lapisan udara yang disebut dengan atmosfer. Seandainya Bumi tidak memiliki atmosfer, proses kehidupan akan terganggu. Tanpa
ok-sintesis tanaman dan kelangsungan seluruh makhluk hidup. Sebagian besar sinar ultraviolet kuat yang dipancarkan oleh Matahari ditahan oleh lapisan ozon atmosfer, dan hanya sebagian kecil serta penting saja dari spektrum sigen di atmosfer, mustahil makhluk hidup bisa bertahan hidup. Tanpa pro-ses penyaringan radiasi surya di atmo-sfer, daratan di Bumi mungkin akan tenggelam karena seluruh es di kutub Bumi akan mencair. Tanpa proses pe-nyanggaan oleh atmosfer, suhu Bumi bisa mencapai 93 oC pada siang hari dan -184 oC pada malam hari.
Menariknya, atmosfer hanya mem-biarkan dirinya ditembus oleh sinar-sinar berguna dan tak berbahaya, se-perti cahaya tampak, sinar ultraviolet tepi, dan gelombang radio. Semua radiasi ini sangat diperlukan bagi kehi-dupan. Sinar ultraviolet tepi, yang ha-nya sebagianha-nya menembus atmo-sfer, sangat penting bagi proses
foto-Satuan AU (Astronomical Unit)
Jarak rata-rata dari Bumi ke Matahari yang dipakai menjadi satuan Unit Astronomi (AU).
Pada tahun 2012, IAU GA ke-28 (The XXVIII General Assembly [GA] of the International As-tronomical Union [IAU]) di Beijing, Cina, menyampaikan Resolusi B2 “on the redefenition of the astronomical unit length Proposed by IAU Division I Working Group Numerical Stan-dards and supported by IAU Division I”. Resolusi IAU tersebut secara resmi mendeklara-sikan redefenisi dan pembakuan unit jarak astronomi yang dikenal dengan astronomical unit (au), 1 au (au = astronomical unit = satuan astronomi) adalah 1.495 978 707 00 x 1011 m atau 149.597.870.700 m (eksak), unit waktu 1 hari adalah 24 x 3600 detik (second) = 86.400 detik, dan massa Matahari = 1,9891 x 1030 kg. Unit panjang: meter, unit waktu:
detik, dan unit massa: kg mengikuti unit dalam SI (SI is the International System of Units).
Kecepatan cahaya dalam vakum 2.997.924,58 x 108 m s−1.
ultraviolet yang mencapai Bumi. Lapis-an ozon atmosfer yLapis-ang berada pada ketinggian 25 km berfungsi mengem-balikan radiasi sinar-sinar kosmis dan radiasi sinar UV kuat ke ruang angkasa.
Ketiga, perlindungan Bumi oleh me-dan magnet Van Allen terhadap keda-tangan “lapisan udara Matahari” ter-diri atas partikel-partikel bermuatan, proton, dan elektron dalam bentuk angin badai Matahari. Medan magnet kuat ini membelokkan arus listrik dan berkumpul di kedua kutub Bumi, utara
Atap Pelindung Bumi
Radiasi cahaya berenergi besar dan bersifat merusak tidak menimbulkan kehancuran di Bumi sehingga penghuninya terlindungi. Yang demikian itu karena Bumi berada pada jarak ideal yang aman, dan dikelilingi pula oleh langit berlapis yang berfungsi sebagai atap pelindung.
Sabuk Van Allen
Sabuk Van Allen adalah suatu lapisan yang tercipta akibat keberadaan medan magnet Bumi, yang berperan sebagai perisai melawan radiasi berbahaya yang mengancam planet Bumi.
Bumi memiliki kerapatan terbesar di antara planet-planet lain di tata surya kita. Inti Bumi yang terdiri atas unsur nikel dan besi inilah yang menyebabkan medan magnetnya besar.
Medan magnet ini membentuk lapisan pelindung berupa radiasi Van Allen, yang melindungi Bumi dari pancaran radiasi dari luar angkasa. Jika lapisan pelindung ini tidak ada maka kehi-dupan mustahil dapat berlangsung di Bumi. Lapisan pelindung Van Allen ini merupakan ran-cangan istimewa yang hanya ada di Bumi (“Big Bang Refined by Fire” by Dr. Hugh Ross, 1998.
Reasons To Believe, Pasadena, CA.)
dan selatan. Benturan antara muatan-muatan listrik ini dengan partikel-parti-kel atom oksigen dan nitrogen Bumi menimbulkan cahaya merah, hijau, dan biru. Peristiwa “tabrakan” ini terjadi pada ketinggian di atas permukaan Bumi, di lapisan udara yang tinggi dan
hanya bisa dilihat dari tempat yang tinggi. Peristiwa ini dikenal juga de-ngan sebutan fajar kutub atau Aurora (lihat penjelasan lebih lanjut tentang Aurora dalam Bab II).
Sesungguhnya Allah telah meng-ingatkan dan mengarahkan manusia agar memperhatikan sifat- sifat langit yang sangat menarik dan istimewa, beberapa abad yang lalu. Demikianlah, Allah menurunkan Al-Qur’an sebagai petunjuk bagi manusia. Tentang langit Allah berfirman,
ﯝ ﯜ ﯛﯚ ﯙ ﯘ ﯗ ﯠ ﯟ ﯞ
Dan Kami menjadikan langit sebagai atap yang terpelihara, namun mereka tetap berpaling dari tanda-tanda (kebesaran Allah) itu (Mata-hari, Bulan, angin, awan, dan lain-lain). (al-An-biyā’/21: 32)
ﮦ ﮥ ﮤ ﮣ ﮢ ﮡ ﮠ ﮱ ﮰ ﮯ ﮮ ﮭ ﮬ ﮫﮪ ﮩ ﮨ ﮧ ﯛ ﯚ ﯙ ﯘ ﯗﯖ ﯕ ﯔ ﯓ ﯧ ﯦ ﯥ ﯤ ﯣ ﯢ ﯡ ﯠﯟ ﯞ ﯝ ﯜ
Baginya (manusia) ada malaikat-malaikat yang selalu menjaganya bergiliran, dari depan dan belakangnya. Mereka menjaganya atas perin-tah Allah. Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sebelum me-reka mengubah keadaan diri meme-reka sendiri.
Dan apabila Allah menghendaki keburukan terhadap suatu kaum, maka tak ada yang da-pat menolaknya dan tidak ada pelindung bagi mereka selain Dia. (ar-Ra‘d/13: 11)
Melalui dua ayat di atas Allah me-negaskan bahwa mekanisme perlin-dungan bagi kehidupan berlangsung sesuai dengan kehendak dan perintah-Nya. Uraian di atas semakin menam-bah keyakinan kita menam-bahwa sebuah sis-tem perlindungan Bumi yang
sempur-na sedang bekerja jauh tinggi di atas Bumi. Ia menyelimuti Bumi dan melin-dunginya dari berbagai ancaman ba-haya dari luar angkasa. Karenanya, ha-nya radiasi yang aman dan bermanfa-at yang sampai ke Bumi (Gambar 3.3)
Diagram di atas memperlihatkan bintang terdekat dari Bumi, yaitu Ma-tahari, sebagai sumber cahaya/sinar yang memancarkan radiasi elektromagnetik, yang terdiri atas berlapis-lapis sinar, cahaya maupun gelombang. Radiasi tersebut mencapai Bumi. Demikian pu-la bintang-bintang pu-lain di antariksa, me-reka adalah sumber cahaya.
Radiasi Matahari yang sampai ke Bumi memiliki panjang gelombang an-tara 0,3 hingga 1,5 mikron (300–1500 nm), meliputi sebagian ultraviolet, ca-haya tampak, dan sebagian inframerah.
Meski rentang itu sangat sempit, ca-haya-cahaya tersebut amat penting
Gambar 3.3
Radiasi yang sampai ke Bumi. (Sumber: www.fas.harvard.edu)
bagi kehidupan di Bumi. Proses asimi-lasi dalam hijau daun serta fenomena warna yang indah adalah sebagian ke-cil dari peran radiasi itu.
Gambar 3.4 menunjukkan pene-rimaan besar rata-rata energi radiasi cahaya dalam kWh/m2/hari di berbagai belahan Bumi, untuk kondisi langit cerah dan radiasi tepat horizontal di atas permukaan Bumi. Dari gambar tersebut jelas bahwa besarnya radiasi cahaya Matahari yang diterima oleh
Gambar 3.4
Peta energi radiasi Matahari yang diterima di berbagai belahan Bumi.
(Sumber: teknologisurya.wordpress.com)
permukaan Bumi sangat bervariasi un-tuk masing-masing lokasi, bergantung pada musim, posisi (sudut) Matahari, dan orientasi Bumi. Bagi area lokasi yang terletak di garis katulistiwa, se-perti Indonesia, penerimaan radiasi ca-haya Mataharinya relatif konstan per tahun dikarenakan hanya terdapat dua musim di sini, dibandingkan negara-negara dengan empat musim di mana pada musim tertentu energi radiasi yang diterima akan berkurang.
Mașābīĥ
Kata mașābīĥ (al-Mulk/67: 5 dan Fușșilat/41: 12) ditafsirkan sebagai bintang-bintang ce-merlang, kemungkinan meteor. Mașābīĥ di langit dekat (samā’) menjadi pengusir setan (al-Mulk/67: 5). Ungkapan “bintang/meteor” sebagai pengusir setan ditemukan juga pa-da Surah al-Ĥijr/15: 18 (syihāb = semburan api yang terang), aș-Șāffāt/37: 10 (syihāb šāqib = suluh api yang cemerlang), al-Jinn/72: 8 (syuhubā = panah-panah api).
Dengan demikian, kata tersebut mengandung dua pengertian. Pertama, mașābīĥ mungkin saja peristiwa atau fenomena astronomi yang berkaitan dengan benda langit, yakni meteor. Batuan ruang angkasa meteoroid bergesekan dengan angkasa Bumi ketika memasuki Bumi, dan kebanyakannya terbakar habis di angkasa (langit dekat mencakup pengertian ruang angkasa Bumi, ruang tata surya, dan ruang tempat kelompok
bintang-C. SUMBER CAHAYA BUATAN