Alam

Kilat yang timbul pada saat terjadi letusan   

Gunung Galunggung pada tahun 1982.

 

Bachalpsee di Pegunungan Alpen.

 

Alam (dalam artian luas memiliki makna yang setara dengan dunia alam, dunia fisik, atau dunia materi) mengacu kepada fenomena dunia fisik dan juga kehidupan secara umum. Skala alam terbentang dari sub-atomik sampai kosmik.
Kata alam merupakan terjemahan dari bahasa Inggris "nature", yang berasal dari kata Latin natura, atau "kualitas esensial, disposisi bawaan", dan pada zaman dahulu, secara harfiah berarti "kelahiran".^[1] Natura adalah terjemahan Latin dari kata Yunani physis (φύσις), yang awalnya terkait dengan karakteristik bawaan yang dimiliki tanaman, hewan, dan berbagai fitur lain di dunia.^[2][3][4] Konsep alam sebagai keseluruhan, atau alam semesta fisik, merupakan pengembangan konsep aslinya; dimulai dari penerapan kata Yunani physis (φύσις) oleh filsuf-filsuf pra-Socrates, dan sejak saat itu terus berkembang. Kata ini juga banyak digunakan selama munculnya metode ilmiah modern dalam beberapa abad terakhir.^[5][6]
Dalam berbagai penggunaan kata tersebut pada saat ini, "alam" sering mengacu kepada geologi dan kehidupan liar. Kata alam mungkin mengacu secara umum ke berbagai jenis tanaman hidup dan hewan, dan dalam beberapa kasus ke proses yang berhubungan dengan benda mati – mengenai keberadaan jenis-jenis tertentu suatu benda dan bagaimana mereka berubah dengan sendirinya, seperti cuaca dan geologi di Bumi, dan materi serta energi dari mana semua hal-hal tersebut tersusun darinya. Kata ini sering diartikan sebagai "lingkungan alam" atau hewan liar, batu, hutan, pantai, dan secara umum hal-hal yang belum diubah secara substansial oleh campur tangan manusia, atau yang bertahan meskipun ada intervensi manusia. Sebagai, contoh, objek yang dibuat dan interaksi manusia umumnya tidak dianggap sebagai bagian dari alam, kecuali jika dinilai sebagai, misalnya, "sifat manusia" atau "seluruh alam". Konsep yang lebih tradisional dari hal-hal alami tersebut, yang masih dapat ditemukan hari ini, menyiratkan perbedaan antara alami dan buatan, yang dimaksud dengan kata buatan dipahami sebagai hasil kesadaran atau pikiran manusia. Tergantung pada konteks tertentu, istilah "alam" juga dapat dibedakan dari yang tidak wajar, supernatural, atau sintetis.

Bumi

Apollo 17 pada tahun 1972.

Bumi adalah satu-satunya planet yang diketahui saat ini yang dapat mendukung kehidupan, dan fitur alamnya adalah subyek dari banyak bidang penelitian ilmiah. Di Tata Surya, planet ini merupakan planet ketiga terdekat dari Matahari, merupakan planet terestrial terbesar dan planet terbesar kelima secara keseluruhan. Fitur iklim yang paling menonjol adalah dua daerah kutub besar, dua zona beriklim sedang yang sempit, dan daerah khatulistiwa tropis sampai sub-tropis yang lebar.^[7] Curah hujan sangat bervariasi dengan lokasi, dari beberapa meter air per tahun sampai kurang dari satu milimeter. 71 persen dari permukaan bumi ditutupi oleh lautan air garam. Sisanya terdiri dari benua dan pulau-pulau, dengan sebagian besar tanah yang dihuni di belahan bumi utara.
Bumi telah berkembang melalui proses geologi dan biologi dengan meninggalkan jejak dari kondisi asli. Permukaan luar dibagi menjadi beberapa tektonika lempeng yang bermigrasi secara bertahap. Interior tetap aktif, dengan lapisan tebal mantel plastik dan inti penuh besi yang menghasilkan medan magnet.
Kehidupan telah mengubah keadaan atmosfer Bumi,^[8] yang menciptakan keseimbangan ekologi yang menstabilkan kondisi permukaan. Meskipun ada variasi iklim regional akibat posisi lintang dan faktor geografis lainnya, iklim global jangka panjang rata-rata cukup stabil selama periode interglasial,^[9] dan variasi satu atau dua derajat dari suhu global rata-rata secara historis memiliki efek besar pada keseimbangan ekologis, dan pada kondisi aktual geografi Bumi.^[10][11]

Grand Canyon di Amerika Serikat.

Geologi

Geologi adalah ilmu dan studi materi padat dan cair yang membentuk Bumi. Bidang geologi meliputi studi tentang komposisi, struktur, sifat fisik, dinamika, dan sejarah bahan-bahan pembentuk Bumi, dan proses materi-materi ini terbentuk, pindah, dan berubah. Bidang ini adalah suatu disiplin ilmu utama, dan juga penting untuk penambangan mineral dan hidrokarbon, pengetahuan tentang dan mitigasi bencana alam, beberapa bidang rekayasa geoteknik, dan pemahaman iklim dan lingkungan masa lalu.

Evolusi geologis

Geologi suatu daerah berevolusi seiring waktu sebagai unit-unit batuan yang tersimpan dan terbenam, dan proses deformasi mengubah bentuk serta lokasi mereka.
Unit-unit batuan ditempatkan baik oleh deposisi ke permukaan atau menyusup (intrusi) ke batu di atasnya. Deposisi dapat terjadi ketika sedimen mengendap ke permukaan bumi dan kemudian mengalami litifikasi menjadi batuan sedimen, atau ketika material vulkanik seperti abu vulkanik dan aliran lava menyelimuti permukaan. Intrusi batuan beku seperti batolit dan lakolit mendorong batu di atasnya, dan mengkristal saat mereka mengintrusi.
Setelah urutan awal batuan telah tersimpan, unit batuan dapat mengalami deformasi dan/atau metamorfosis. Deformasi biasanya terjadi sebagai akibat dari pemendekan horisontal, ekstensi horisontal, atau pergerakan sisi ke sisi (strike-slip). Cara struktural ini secara umum berkaitan dengan batas-batas konvergen, batas-batas divergen, dan batas-batas perubahan, masing-masing, antara tektonika lempeng.

Sudut pandang historis

Plankton tinggal di lautan dan danau, dan sudah ada dalam berbagai bentuk semenjak 2 miliar tahun yang lalu.^[12]

 

Animasi pecahnya Pangaea.

 

Bumi diperkirakan telah terbentuk 4,54 miliar tahun yang lalu dari nebula surya, bersama dengan Matahari dan planet lain.^[13] Bulan terbentuk sekitar 20 juta tahun kemudian. Awalnya cair, lapisan luar Bumi mendingin dan menghasilkan kerak padat. Semburan gas dan aktivitas vulkanik memproduksi atmosfer purba. Kondensasi uap air, yang sebagian besar atau semuanya berasal dari es yang dibawa oleh komet, menghasilkan lautan dan sumber air lainnya.^[14] Proses kimia yang berenergi tinggi diyakini telah menghasilkan sebuah molekul yang mampu mereplikasi diri sekitar 4 miliar tahun lalu.^[15]
Benua terbentuk, kemudian terpencar dan terbentuk kembali sebagai permukaan bumi yang melalui proses pembentukan selama ratusan juta tahun, kadang-kadang beberapa dari mereka berkumpul sehingga membentuk sebuah benua super. Sekitar 750 juta tahun yang lalu, benua super paling awal yang diketahui yaitu Rodinia mulai pecah. Benua-benua tersebut kemudian berkumpul kembali untuk membentuk Pannotia yang pecah sekitar 540 juta tahun lalu, lalu akhirnya Pangaea yang pecah sekitar 180 juta tahun lalu.^[16]
Ada bukti yang signifikan bahwa aktivitas glasial selama era Neoproterozoikum mengakibatkan sebagian besar planet terlapisi es. Hipotesis ini disebut sebagai "Bumi Bola Salju" dan menarik karena mendahului letusan Kambrium, yang merupakan peristiwa saat bentuk kehidupan multisel mulai berkembang biak sekitar 530-540 juta tahun yang lalu.^[17]

Sejak ledakan Kambrium sudah terjadi paling tidak lima kepunahan massal.^[18] Kepunahan massal terakhir terjadi sekitar 65 juta tahun lalu, ketika sebuah tabrakan meteorit kemungkinan memicu kepunahan dinosaurus non-unggas dan reptil besar lainnya, tetapi tidak memunahkan hewan-hewan kecil seperti mamalia, yang kemudian menyerupai celurut. Selama 65 juta tahun terakhir, kehidupan mamalia telah terdiversifikasi.^[19]

Beberapa juta tahun yang lalu, sebuah spesies kera Afrika kecil berhasil memperoleh kemampuan untuk berdiri tegak.^[20] Kemudian muncullah kehidupan manusia dan perkembangan pertanian dan peradaban lebih lanjut memungkinkan manusia untuk memengaruhi Bumi lebih cepat daripada bentuk kehidupan sebelumnya. Peradaban telah memengaruhi sifat dan kuantitas organisme lainnya serta memengaruhi iklim global. Sebagai perbandingan, Peristiwa Oksigenasi Besar, yang dihasilkan oleh penyebaran algae selama periode Sideria, memerlukan sekitar 300 juta tahun untuk mencapai puncaknya.
Era saat ini diklasifikasikan sebagai bagian dari peristiwa kepunahan massal Holosen, yang merupakan peristiwa kepunahan tercepat yang pernah terjadi.^[21][22] Beberapa tokoh, seperti E. O. Wilson dari Universitas Harvard, memperkirakan bahwa pengrusakan yang dilakukan manusia terhadap biosfer dapat menyebabkan kepunahan satu-setengah dari semua spesies dalam 100 tahun ke depan.^[23] Merebaknya peristiwa kepunahan saat ini sedang diteliti, diperdebatkan dan diperhitungkan oleh ahli biologi.^[24]

Atmosfer, iklim dan cuaca

Petir.

 

Cahaya biru lebih banyak disebarkan daripada cahaya lain oleh gas di atmosfer.

 

Tornado di Oklahoma.

 

Atmosfer Bumi berperan penting dalam mempertahankan ekosistem planet. Lapisan tipis gas yang menyelubungi Bumi tertahan oleh gravitasi planet. Udara kering terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen, 1% argon dan gas lembam lainnya, karbon dioksida, dll, tetapi udara juga mengandung sejumlah variabel uap air. Tekanan atmosfer terus menurun seiring dengan ketinggian, dan memiliki ketinggian skala sekitar 8 kilometer di permukaan bumi: ketinggian di mana tekanan atmosfer telah menurun dengan faktor e (konstan matematika yang sama dengan 2.71 ...).^[25][26] Lapisan ozon di atmosfer bumi memainkan peranan penting dalam menyaring jumlah ultraviolet (UV) radiasi yang mencapai permukaan. Karena DNA mudah rusak oleh sinar UV, maka lapisan ozon berfungsi untuk melindungi kehidupan di permukaan. Atmosfer juga mempertahankan panas selama malam hari, oleh karena itu mengurangi ekstrem suhu harian.
Cuaca terestrial terjadi hampir secara eksklusif di bagian bawah dari atmosfer, dan berfungsi sebagai sistem konvektif untuk mendistribusikan panas. Arus laut adalah faktor penting lain dalam menentukan iklim, khususnya sirkulasi thermohaline bawah air yang mendistribusikan energi panas dari lautan khatulistiwa ke daerah kutub. Arus ini membantu untuk memoderasi perbedaan suhu antara musim dingin dan musim panas di zona beriklim sedang. Juga, tanpa redistribusi energi panas oleh arus laut dan atmosfer, daerah tropis akan jauh lebih panas, dan daerah kutub jauh lebih dingin.

Pengaruh yang menguntungkan maupun berbahaya dapat diakibatkan oleh cuaca. Hal-hal ekstrem dalam cuaca seperti tornado, angin topan dan badai dapat melepas banyak energi dalam jalur mereka dan mengakibatkan kehancuran. Tumbuh-tumbuhan di permukaan mengalami evolusi sehingga bergantung pada variasi musiman cuaca, dan perubahan tiba-tiba yang hanya berlangsung beberapa tahun dapat memiliki efek dramatis, baik pada tanaman maupun pada hewan yang bergantung pada pertumbuhan untuk makanan mereka.

Iklim planet adalah parameter tren jangka panjang dalam cuaca. Berbagai faktor diketahui mempengaruhi iklim, termasuk arus laut, albedo permukaan, gas rumah kaca, variasi dalam sinar matahari, dan perubahan orbit planet. Berdasarkan catatan sejarah, Bumi diketahui telah mengalami perubahan iklim yang drastis pada masa lalu, termasuk zaman es.

Beberapa faktor (terutama garis lintang) memengaruhi iklim di suatu daerah. Garis lintang dengan atribut iklim yang sama membentuk daerah iklim. Terdapat sejumlah daerah semacam itu, dimulai dari iklim tropis di ekuator sampai iklim kutub di ujung utara dan selatan. Cuaca juga dipengaruhi oleh musim, yang diakibatkan oleh poros bumi yang relatif miring terhadap bidang orbitnya. Jadi, pada waktu tertentu selama musim panas atau musim dingin, satu bagian dari planet ini lebih langsung terkena sinar matahari. Paparan terhadap matahari ini terjadi secara bergantian selama Bumi berputar dalam orbitnya. Pada waktu tertentu, terlepas dari musim, belahan utara dan selatan mengalami musim yang berlawanan.
Cuaca adalah sistem yang kacau yang dapat termodifikasi oleh perubahan kecil terhadap lingkungan, sehingga prakiraan cuaca yang akurat saat ini terbatas hanya beberapa hari. Secara keseluruhan, dua hal saat ini terjadi di seluruh dunia: (1) suhu meningkat secara rata-rata; dan (2) iklim daerah telah mengalami perubahan yang nyata.^[27]