beberapa keajaiban air

Beberapa keajaiban air yang kadang kala kita mengabaikan untuk mengetahuinya:

1. Air pada fasa padat jauh lebih ringan daripada air pada fasa cair. Oleh karena itu es akan mengambang. Hal ini penting untuk kehidupan di danau air tawar, karena es berperan sebagai penyekat terhadap pelepasan energi panas (heat) sehingga pembekuan air dari permukaan hingga ke dasar tidak akan terjadi.

2. Titik beku berkurang di bawah tekanan, akibatnya pencairan terjadi di dasar glacier yang memudahan terjadinya aliran glacier.

3. Rantai hidrogen putus di bawah tekanan, sehingga es di bawah tekanan akan menjadi plastis, akibatnya daratan es di Antartika dan Artik mengalir melepaskan gunung es di bagian terluarnya. Tanpa proses ini, maka semua air akan menjadi es di daerah kutub.

Read Full Post »

sejarah terbentuknya laut

Bumi dilahirkan 4,5 milyar tahun yang lalu. Menurut ceritanya, tata surya kita yang bernama Bima Sakti, terbentuk dari kumpulan debu di angkasa raya yang dalam proses selanjutnya tumbuh menjadi gumpalan bebatuan dari mulai yang berukuran kecil hingga ke ukuran asteroid sebesar ratusan kilometer. Bebatuan angkasa tersebut selanjutnya saling bertabrakan, dimana awalnya tabrakan yang terjadi masih lambat. Akibat adanya gaya gravitasi, bebatuan angkasa yang saling bertabrakan itu saling menyatu dan membentuk suatu massa batuan yang kemudian menjadi cikal bakal (embrio) bumi. Lama kelamaan dengan semakin banyaknya bebatuan yang menjadi satu tersebut, embrio bumi tumbuh semakin besar. Sejalan dengan semakin berkembangnya embrio bumi tersebut, semakin besar pula gaya tarik gravitasinya sehingga bebatuan angkasa yang ada mulai semakin cepat menabrak permukaan embrio bumi yang sudah tumbuh semakin besar itu. Akibat tumbukan2 yang sangat dahsyat tersebut timbulah ledakan2 yang sudah pasti sangat dahsyat pula yang mengakibatkan terbentuknya kawah2 yang sangat besar dan pelepasan panas secara besar2an pula.

Laut sendiri menurut sejarahnya terbentuk 4,4 milyar tahun yang lalu, dimana awalnya bersifat sangat asam dengan air yang mendidih (dengan suhu sekitar 100C) karena panasnya bumi pada saat itu. Asamnya air laut terjadi karena saat itu atmosfer bumi dipenuhi oleh karbon dioksida. Keasaman air inilah yang menyebabkan tingginya pelapukan yang terjadi yang menghasilkan garam-garaman yang menyebabkan air laut menjadi asin seperti sekarang ini. Pada saat itu, gelombang tsunami sering terjadi karena seringnya asteroid menghantam bumi. Pasang surut laut yang terjadi pada saat itu bertipe mamut alias ‘ruar biasa’ tingginya karena jarak bulan yang begitu dekat dengan bumi.

Sebelum kita lanjutkan pembahasannya, ada satu pertanyaan yang mengganjal yang perlu diajukan di sini, yaitu “dari mana air yang membentuk lautan di bumi itu berasal?” Itu pertanyaan yang sukar dijawab, dan para ahli sendiri memiliki beberapa versi tentang hal itu. Salah satu versi yang pernah saya baca adalah bahwa pada saat itu, bumi mulai mendingin akibat mulai berkurangnya aktivitas vulkanik, disamping itu atmosfer bumi pada saat itu tertutup oleh debu-debu vulkanik yang mengakibatkan terhalangnya sinar matahari untuk masuk ke bumi. Akibatnya, uap air di atmosfer mulai terkondensasi dan terbentuklah hujan. Hujan inilah (yang mungkin berupa hujan tipe mamut juga) yang mengisi cekungan-cekungan di bumi hingga terbentuklah lautan.

Secara perlahan-lahan, jumlah karbon dioksida yang ada diatmosfer mulai berkurang akibat terlarut dalam air laut dan bereaksi dengan ion karbonat membentuk kalsium karbonat. Akibatnya, langit mulai menjadi cerah sehingga sinar matahari dapat kembali masuk menyinari bumi dan mengakibatkan terjadinya proses penguapan sehingga volume air laut di bumi juga mengalami pengurangan dan bagian-bagian di bumi yang awalnya terendam air mulai kering. Proses pelapukan batuan terus berlanjut akibat hujan yang terjadi dan terbawa ke lautan, menyebabkan air laut semakin asin.

Pada 3,8 milyar tahun yang lalu, planet bumi mulai terlihat biru karena laut yang sudah terbentuk tersebut. Suhu bumi semakin dingin karena air di laut berperan dalam menyerap energi panas yang ada, namun pada saai itu diperkirakan belum ada bentuk kehidupan di bumi. Kehidupan di bumi, menurut para ahli, berawal dari lautan (life begin in the ocean). Namun demikian, masih merupakan perdebatan hangat hingga saat ini kapan tepatnya kehidupan awal itu terjadi dan di bagian lautan yang mana? apakah di dasar laut ataukah di permukaan? Hasil penemuan geologis pada tahun 1971 pada bebatuan di Afrika Selatan (yang diperkirakan berusia 3,2 s.d. 4 milyar tahun) menunjukkan adanya fosil seukuran beras dari bakteri primitif yang diperkirakan hidup di dalam lumpur mendidih di dasar laut.

bahan bacaan:
Prager, Ellen J, and Sylvia A. Earle, The Oceans, 2000, McGraw-Hill.

Read Full Post »

model numerik utk oseanografi

Dalam bidang oseanografi, pemodelan numerik merupakan bidang yang saat ini sudah berkembang dengan sangat pesat. Jika kita lihat di Ocean/Atmosphere Circulation Modeling Projects, kita akan dapatkan sekian banyak list model numerik oseanografi (umumnya 3-dimensi) dari berbagai perguruan tinggi terkenal di dunia. Ada yang bisa didapatkan dengan cara gratis dan ada pula juga yang bersifat komersial. Ada yang menggunakan metode beda hingga, metode elemen hingga, dll.

Bagi saya, hal itu sungguh sangat menyenangkan. Artinya, saya tidak perlu menyisihkan banyak waktu untuk membangun model sendiri. Yang saya perlukan adalah memilih satu model yang saya anggap memadai dan mencoba untuk mempelajari secara lebih detail dan jika sudah menguasai sepenuhnya, bisa saya coba terapkan untuk suatu daerah penelitian (sintetik maupun real) untuk mengetahui secara lebih jelas hal-hal yang berkaitan dengan fenomena oseanografi.

Hal yang kita perlukan untuk keperluan ini saya kira tidak begitu mahal. Kita bisa memanfaatkan PC yang kita punyai. Karena hampir semua model dibuat dalam bahasa fortran, dan untuk membeli fortran yang komersial buat level peneliti seperti saya ini nggak bakalan bisa, maka kita gunakan saja sistem operasi linux dimana di sana tersedia compiler fortran gratis. Selanjutnya, hal yang perlu banyak kita sediakan adalah waktu yang cukup untuk bereksperimen. Jadi kalau peneliti seperti saya ini, ya mengurangi sedikit waktu untuk cari proyek di luar, atau kalau itu nggak mungkin (bisa-bisa dapur berhenti ngebul), ya dikurangilah jam tidurnya (dibelain lah, demi kemajuan ilmu pengetahuan yang kita miliki).

Pada tahap awal, jangan lakukan percobaan untuk kondisi yang kompleks. Mulailah dengan suatu kanal sederhana dengan kedalaman yang homogen dan ukuran daerah model yang tidak terlalu besar. Mengapa demikian? Karena ini akan menghemat waktu kita (hanya memerlukan cpu time yang sedikit) dan sekaligus juga akan memudahkan kita dalam menganalisis hasilnya sesuai dengan teori yang ada dan pernah kita pelajari.

Jadi… tertarik untuk mencoba? Mudahan saya punya waktu lebih deh nanti untuk mengulas salah satu model numerik yang pernah saya coba.

Read Full Post »