PETA KONSEP : THERMODINAMIKA

PENGAJARAN FISIKA DENGAN MEDIA LKS

Pada tahun - tahun awal mengajar sebagai seorang guru muda, biasanya ada dorongan semangat yang besar untuk menyampaikan sebuah materi dengan metode ceramah. 

Karena dengan metode ini di samping menjelaskan ... sang guru juga belajar 😜

Semisal dalam satu tingkatan ada 3 kelas, maka dengan metode ceramah guru harus mengulang materi yang sama di 3 kelas yang berbeda ... maka setidaknya sudah belajar 3 kali. Tahun depan 3 kali lagi ... lama - lama jadi pintar sendiri 😁

Hal inilah yang saya lakukan pada tahun - tahun pertama ketika mengajar. Sebagai contoh untuk materi tata surya saya beri porsi 10 kali pertemuan. Setiap sub bab saya jelaskan dengan rinci dan penuh semangat dan berapi - api 😬 

LITHOSFER

 LAPISAN-LAPISAN BUMI :

Bumi adalah planet ketiga dalam tata surya . Di planet inilah manusia tinggal, sehingga tidak mengherankan jika pengetahuan manusia tentang planet ini adalah lebih banyak dibanding ke delapan planet yang lain .

Apabila Bumi ini dibelah, maka akan di dapati lapisan-lapisan batuan baik yang padat, maupun masih dalam wujud cair .

Lapisan bumi  yang paling dalam di-sebut inti dalam bumi dan tersusun atas besi dan nikel . Jari-jarinya diperkira-kan 1370 km. Dan dari inti dalam bumi inilah  semua panas dalam pe-rut bumi berasal .

Inti dalam ini dilapisi oleh inti luar. Yang wujud-nya cair dikarena-kan panas yang ber-asal dari inti da-lam bumi suhunya sangat tinggi . La-pisan ini diperkirakan terdiri atas bahan besi dan nikel, sama seper-ti bahan inti dalam . Dan tebalnya lebih kurang  2100 km.

Lapisan selanjutnya berwu-jud padat dan berfungsi mere-dam panas yang berasal dari inti bumi. Lapisan ini disebut selubung / mantel dengan ketebalan2900 km, dan diperkirakan tersusun atas olivin .

Diluar lapisan selubung ini, ada satu lapisan yang berwujud padat, tetapi bersifat liat/ kenyal, bahkan bisa mengalir ! lapisan ini disebut astenosfer . Pada lapisan ini terjadi arus konveksi dikarenakan panas dari dalam inti bumi .

Dan lapisan planet Bumi yang paling luar adalah kerak bumi, berupa batuan padat tempat manusia berpijak. Lapisan ini dibagi lagi menjadi 2 lapisan, yaitu yang paling luar di sebut Sial (berupa batuan granit, tebalnya rata-rata 32 km), dan yang sebelah dalam disebut Sima (berupa batuan basal, dengan ketebalan rata-rata 5 km). Kerak ini tidak utuh disepanjang permukaan bumi, melainkan terpecah-pecah menjadi beberapa kepingan besar .

 TEORI BENUA TERAPUNG (ISOSTASI) :

Dalam teori ini dikemukakan bahwa kerak bumi tidaklah utuh, melainkan terbelah menjadi beberapa lempengan besar . Masing-masing lempengan ini terbawa hanyut oleh aliran arus konveksi pada lapisan astenosfer . Adakalanya kedua lempengan saling menjauh, bergeser, atau bahkan bertabrakan satu sama lain.

Bergeraknya lempengan-lempengan kerak bumi ini tidaklah berjalan secara halus, melainkan tersendat-sendat. Setiap sendatan-sendatan ini mengakibatkan peristiwa yang disebut : gempa bumi .

Apabila kedua lempengan saling menjauh, maka pada renggangan yang timbul antara kedua lempengan tersebut akan membual bahan-bahan dari astenosfer . Pada saat mencapai permukaan bumi, materi dari astenosfer tersebut akan membeku . Dikarenakan peristiwa pembekuan dan perenggangan secara berulang-ulang, maka pada daerah renggangan ini timbulah sederetan pegunungan yang berjajar satu sama lain . Pegunungan ini  disebut pematang/ jendul samudera (Karena lokasi perenggangan ini terjadi di samudera).

Pada lokasi dimana terjadi pergeseran satu sama lain antara dua lempengan, terbentuklah sesar/ patahan . Lokasi terjadinya sesar ini bisa di darat maupun dalam lautan.

Ketika kedua lempengan saling bertabrakan satu sama lain, maka ada dua kemungkinan, yakni : kemungkinan pertama  kedua lempengan tepat bertabrakan sehingga terbentuk kerut-kerut pada lapisan kerak dan kemungkinan kedua salah lempeng terhunjam di bawah lempeng yang lain . Kemungkinan yang pertama mengakibatkan timbulnya sederetan pegunungan lipatan, sedangkan kemungkinan kedua mengakibatkan terbentuknya sederetan pasangan bentang alam berupa gunung berapi dan  palung laut .

VULKANISME :

 Vulkanisme adalah peristiwa naiknya magma dari perut bumi . Peristiwa ini terjadi pada titik pertemuan tabrakan dua lempengan kerak bumi, dimana salah satu lempengan terhunjam di bawah lempengan yang lain .

Ketika salah satu lempengan terhunjam di bawah lempengan kerak bumi yang lain, maka dikarenakan panas astenosfer, lempengan tersebut meleleh dan melebur menjadi magma . Magma ini mempunyai massa jenis yang lebih kecil dibanding astenosfer, sehingga segera setelah meleleh langsung mengapung di bawah kerak bumi yang ada di atasnya dan mendorong kerak tersebut ke atas , membentuk suatu penampungan magma.

Magma yang terbentuk ini berwujud cair dan dapat menyelip di antara lapisan-lapisan ataupun retakan-retakan bumi, dan membeku menjadi batuan beku . Penyelipan dan pembekuan magma pada lapisan atau retakan-retakan bumi ini disebut Intrusi, bentuknya bisa berupa siil, lakolit, fakolit, lopolit ,  dike, ataupun  diatrema . Bahkan adakalanya magma tidak hanya menyelip diantara lapisan atau retakkan itu, melainkan juga mencairkan batuan di sekitarnya, sehingga membentuk suatu batuan beku raksasa yang disebut batolit. Tepi- tepi batolit ini bisa berupa boss ataupun stock .

Tidak jarang terjadi bahwa magma tidak hanya membeku di bawah permukaan bumi, melainkan juga muncul ke permukaan bumi (erupsi/ ekstrusi). Proses keluarnya magma dari perut bumi ini bisa berupa leleran (efusif) yang mengalir begitu saja melalui retakan , lubang samping gunung, ataupun lubang utama (vent), atau dalam rupa suatu letusan dahsyat (eksplosif), yang dikenal sebagai letusan gunung berapi .

Di sepanjang  proses letusan gunung berapi, materi-materi yang keluar dari perut bumi bisa dalam bentuk padat (efflata atau piroklustika), cair, maupun gas . Materi dalam bentuk padat  digolongkan menjadi efflata alogen dan efflata otogen . Efflata alogen adalah materi padat yang berasal dari batu-batuan di sepanjang lintasan perjalanan magma dari perut bumi ke permukaan, sedangkan efflata otogen adalah berasal langsung dari magma yang kemudian membeku . Dalam bentuk cair dikenal dalam bentuk lava (magma cair) dan lahar (yakni lava yang bercampur dengan air). Bila lahar tersebut masih dalam keadaan panas di sebut dengan lahar panas, tetapi bila sudah mengendap dan dingin disebut lahar dingin . Sedangkan pengeluaran dalam bentuk gas diantaranya adalah Solfator (gas Hidrogen Sulfida), Mofet (gas Karbon dioksida), dan Fumarol (uap air panas).

SIKLUS BATUAN :

Batuan adalah mineral atau pa-duan beberapa mineral yang memben-tuk bagian utama dari kerak bumi. Batuan yang ada di kerak bumi ada bermacam-macam, namun secara u-mum dapat digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu : batuan beku, batuan endapan (sedimen), dan batuan malihan (metamorfosis) .

Dikarenakan kondisi sekitar, maka batuan tersebut senantiasa mengalami perubahan jenis, sifat dan bentuknya dengan tiada henti . Dari satu jenis batuan berubah menjadi jenis batuan yang lain .

Perubahan bentuk, sifat, dan jenis batuan ini secara umum dapat disebabkan oleh peristiwa erosi, sedimentasi, suhu, dan tekanan yang besar  sebagaimana tampak dilukiskan pada gambar diagram di atas .

Proses siklus ini bermula dari batuan beku yang terbentuk pada permukaan bumi. Dikarenakan peristiwa pelapukan dan erosi, batu tersebut hancur menjadi butir-butir kecil yang terbawa oleh air dan mengendap di suatu tempat . Semakin lama jumlah endapannya yang terkumpul semakin banyak, sehingga endapan yang paling bawah mengalami tekanan yang sangat besar, tekanan ini mengakibatkan endapan tersebut berubah sifat menjadi batuan sedimen . Batu sedimen ini ketika mengalami tekanan dan suhu yang sangat besar, akan mengalami perubahan sifat menjadi batuan malihan . Namun jika suhunya terlalu tinggi, maka akan meleleh dan melebur menjadi magma dan selanjutnya membeku kembali menjadi batuan beku . Batuan beku yang terbentuk ini, jika mendapatkan tekanan dan suhu yang tinggi, akan berubah menjadi batuan malihan yang jika mengalami peristiwa pelapukan ,erosi, dan pengendapan akan berubah menjadi batuan endapan . Tidak terkecuali jika suhunya terlalu tinggi, batuan malihan inipun akan meleleh berubah menjadi magma dan kembali menjadi batuan beku . Begitu seterusnya terjadi berulang-ulang silih berganti tiada henti .

Mineral :

Mineral adalah bahan dasar penyusun batuan yang bersifat anorganis dan homogen yang terbentuk secara alamiah. Mineral bisa terdiri atas satu macam unsur kimia, misalnya emas, maupun beberapa unsur kimia dalam rupa senyawa, misalnya kalsit . Hampir 99% dari mineral yang membentuk batuan di bumi adalah berupa senyawa yang tersusun dari delapan unsur utama , yaitu : 

• Oksigen (46,5%), 
• Silikon (28,9%), 
• Aluminium (8,3%), 
• Besi (4,8%), 
• Kalsium (4,1%), 
• Kalium (2,4%), 
• Sodium (2,3%), 
• Magnesium (1,9%) .
• dan selebihnya 0,08% unsur-unsur lain .

Terbentuknya tanah :

Tanah ialah lapisan bumi yang paling luar.  Tanah terbentuk dari batu-batuan yang mengalami proses pelapukan maupun erosi . Baik disebabkan oleh peristiwa pelapukan maupun erosi, hasil yang ditimbulkannya adalah sama, yaitu mengubah bentuk fisik batu-batuan yang semula berukuran relatif besar menjadi kepingan-kepingan kecil, bahkan amat halus.

Secara umum penyebab pelapukan batu-batuan dapat digolongkan menjadi 2, yaitu pelapukan secara mekanis dan secara kimiawi . Pelapukan secara mekanik disebabkan oleh karena peristiwa yang bersifat mekanik maupun termis yang menimpa batu-batuan. Contoh pelapukan mekanik adalah peristiwa hancurnya batu-batuan disebabkan karena perubahan suhu, air yang terjebak di sela-sela batu, akar pohon, maupun aktivitas hewan. Sedangkan pelapukan secara kimiawi adalah proses penghancuran batu-batuan dikarenakan proses-proses kimia antara unsur-unsur dalam batuan dengan unsur-unsur di sekitarnya. Penyebab pelapukan batu secara kimiawi antara lain : Oksidasi oleh oksigen di atmosfer, hujan asam, Karbondioksida, dan sebagainya.

Di samping dikarenakan pelapukan, batu-batuan dapat juga hancur menjadi butiran-butiran kecil dikarenakan peristiwa erosi/pengikisan . Pengikisan batu-batuan ini dapat dilakukan oleh berbagai gejala alam, diantaranya oleh  angin, air hujan, sungai, ombak laut, gletser yang bergerak, dan sebagainya.

BENTANG ALAM :

Melalui mekanisme pelapukan dan erosi ini pulalah, maka wajah planet bumi ini yang semula hanya berupa gunung, bukit, dan jurang saja menjadi terukir membentuk bentang-bentang alam baik dipermukaan maupun di dalam tanah.

Pelapukan dan erosi di permukaan tanah telah menciptakan dataran yang luas di sepanjang tepian dan hilir sungai yang landai, dan sebaliknya berupa ngarai-ngarai yang dalam di hulu sungai yang deras ataupun daerah aliran gletser.

Rongga-rongga dalam tanah yang disebut goa beserta seluruh penampakan di dalamnya, tak lain adalah akibat dari pelapukan secara kimiawi dan pelarutan oleh air asam dalam tanah pada batuan yang mengandung kapur.

Sumber pustaka :

 1. Beiser,Arthur (1979) Bumi . Jakarta : Tira Pustaka

2. Curtis,Neil (2000) Batu dan Mineral .Batam Centre : Interaksara

3. Marbun,M.A (1982) Kamus Geografi . Jakarta : Ghalia Indonesia

4. Rosen,Seymor (1986) Praktek Ilmu Bumi . Jakarta : Aqua Press

5. Tim Penyusun Kamus Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa (1995) Kamus Besar Bahasa Indonesia . Jakarta : Balai Pustaka

6. ------------------ (1996) Geologi dan Perubahannya . Jakarta : Tira Pustaka