Bumi adalah planet ketiga dari Matahari yang merupakan planet terpadat dan terbesar kelima dari delapan planet dalam Tata Surya. Bumi juga merupakan planet terbesar dari empat planet kebumian di Tata Surya. Bumi terkadang disebut dengan dunia atau Planet Biru.
Bumi terbentuk sekitar 4,54 miliar tahun yang lalu, dan kehidupan sudah muncul di permukaannya paling tidak sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu. Biosfer Bumi kemudian secara perlahan mengubah atmosfer dan kondisi fisik dasar lainnya, yang memungkinkan terjadinya perkembangbiakan organisme serta pembentukan lapisan ozon, yang bersama medan magnet Bumi menghalangi radiasi surya berbahaya dan mengizinkan makhluk hidup mikroskopis untuk berkembang biak dengan aman di daratan. Sifat fisik, sejarah geologi, dan orbit Bumi memungkinkan kehidupan untuk bisa terus bertahan.
Litosfer Bumi terbagi menjadi beberapa segmen kaku, atau lempeng tektonik, yang mengalami pergerakan di seluruh permukaan Bumi selama jutaan tahun. Lebih dari 70% permukaan Bumi ditutupi oleh air, dan sisanya terdiri dari benua dan pulau-pulau yang memiliki banyak danau dan sumber air lainnya yang bersumbangsih terhadap pembentukan hidrosfer. Kutub Bumi sebagian besarnya tertutup es; es padat di Antarktika dan es laut di paket es kutub. Interior Bumi masih tetap aktif, dengan inti dalam terdiri dari besi padat, sedangkan inti luar berupa fluida yang menciptakan medan magnet, dan lapisan tebal yang relatif padat di bagian mantel.
Bumi berinteraksi secara gravitasi dengan objek lainnya di luar angkasa, terutama Matahari dan Bulan. Ketika mengelilingi Matahari dalam satu orbit, Bumi berputar pada sumbunya sebanyak 366,26 kali, yang menciptakan 365,26 hari matahari atau satu tahun sideris. Perputaran Bumi pada sumbunya miring 23,4° dari serenjang bidang orbit, yang menyebabkan perbedaan musim di permukaan Bumi dengan periode satu tahun tropis (365,24 hari matahari).[26] Bulan adalah satu-satunya satelit alami Bumi, yang mulai mengorbit Bumi sekitar 4,53 miliar tahun yang lalu. Interaksi gravitasi antara Bulan dengan Bumi merangsang terjadinya pasang laut, menstabilkan kemiringan sumbu, dan secara bertahap memperlambat rotasi Bumi.
Bumi adalah tempat tinggal bagi jutaan makhluk hidup, termasuk manusia. Sumber daya mineral Bumi dan produk-produk biosfer lainnya bersumbangsih terhadap penyediaan sumber daya untuk mendukung populasi manusia global.[28] Wilayah Bumi yang dihuni manusia dikelompokkan menjadi 200 negara berdaulat, yang saling berinteraksi satu sama lain melalui diplomasi, pelancongan, perdagangan, dan aksi militer.
Lapisan- Lapisan Bumi
Menurut para ilmuwan, bumi sudah terbentuk 4,54 miliar tahun yang lalu. Struktur lapisan bumi terdiri dari berbagai jenis batuan. Sementara itu, lapisan bumi dapat dibagi menjadi 3 yaitu kerak bumi, mantel bumi dan inti bumi. Berikut adalah penjelasan masing- masing lapisan bumi.
• Kerak bumi
Lapisan bumi yang paling luar disebut dengan kerak bumi (crush). Lapisan ini dikelompokkan menjadi 2 yaitu kerak benua dan kerak samudera. Ketebalan dari kerak benua berkisar antara 20 hingga 70 kilometer. Sedangkan ketebalan kerak samudera berkisar antara 5 sampai 10 kilometer. Pada lapisan kerak bumi terdapat relief permukaan bumi yang terbentuk dari adanya tenaga endogen dan eksogen.
Semakin dalam kerak bumi maka suhunya akan semakin tinggi (panas). Suhu kerak bumi yang paling dalam bisa mencapai 200 sampai 1000 derajat celcius. Kerak benua mempunyai susunan dominan berupa batuan granit. Sedang pada kerak samudera sebagian besar tersusun atas batu basal. Komposisi kimia kerak bumi meliputi :
• Silika sebesar 60,2 persen
• Alumina sebesar 15,2 persen
• Kapur sebesar 5,5 persen
• Magnesium oksida sebesar 3,1 persen
• Sodium oksida sebesar 3 persen
• Kalium oksida sebesar 2,8 persen
Senyawa lain yang menyusun bumi yaitu air, karbon dioksida, titanium dioksida dan fosfor pentaoksida. Senyawa- senyawa tersebut hanya berjumlah kurang dari 2 persen dari seluruh komposisi senyawa yang menyusun bumi.
• Selimut bumi
Selimut atau selubung bumi lebih dikenal dengan sebutan mantel bumi. Letaknya berada di antara kerak bumi dan inti bumi. Ketebalan mantel bumi yakni 2.900 kilometer. Temperaturnya mencapai hingga 3000 derajat celcius. Sebagian besar mantel bumi tersusun dari jenis- jenis batuan yang terkandung silikon dan magnesium di dalamnyam sementara bagian yang lain tersusun dari silisium dan alumnium. Mantel bumi diklasifikasikan menjadi 3 kelompok yaitu :
• Lapisan litosfer – Lapisan ini merupakan lapisan terluar mantel bumi dengan ketebalan hingga 80 kilometer.
• Lapisan astenosfer – Lapisan ini terbentuk di bawah lapisan litosfer dengan ketebalan berikisar antara 100 hingga 400 kilometer. Lapisan astenosfer diprediksi sebagai tempat pembentukan magma (baca : Proses Terjadinya Magma).
• Lapisan mesosfer – Lapisan terbawah dari mantel bumi adalah mesosfer. Ketebalannya berikisar antara 2.400 sampai 2.700 kilometer.
• Inti bumi
Inti bumi atau core merupakan lapisan bumi paling dasar. Ketebalan lapisan ini adalah 3.500 kilometer dengan lapisan inti luar setebal 2.000 kilometer. Suhu di lapisan inti luar adalah 2.200 derajat celcius. Sementara pada lapisan inti dalam temperaturnya semakin panas yakni mencapai 4.500 derajat celcius. Bagian inti bumi tersusun dari nikel dan besi.
Selain ketiga lapisan tersebut, bumi juga dapat terbagi menjadi 4 lapisan yaitu lapisan atmosfer, lapisan litosfer, lapisan hidrosfer dan lapisan biosfer. Berikut penjelasan singkatnya.
• Atmosfer
Lapisan atmosfer terdiri atas nitrogen sebesar 21 persen, nitrogen sebanyak 78 persen dan sebagian kecil karbon dioksida, air serta jenis gas lainnya. Sebagian besar massa atmosfer berada di ketinggian 11 km. Pada lapisan atmosfer terbentuk iklim dan cuaca yang dipengaruhi oleh energi matahari dan berputarnya bumi. Energi matahari juga mempengaruhi pergantian musim.
Musim panas terjadi ketika kutub utara menghadap tepat ke arah matahari. Sementara terjadinya musim dingin adalah sebaliknya. Panjangnya siang hari di musim panas lebih lama, sedang pada musim dingin siang hari menjadi lebih pendek. Bahkan hampir tidak ada siang hari di daerah kutub ketika musim dingin
• Litosfer
Lapisan litosfer seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, mempunyai ketebalan 80 kilometer. Selain itu, lapisan ini mempunyai bentuk berupa lempeng yang terus bergerak karena adanya tenaga endogen (baca : Macam Macam Tenaga Endogen). Pergerakan lempeng tersebut akan mengakibatkan pergeseran benua.
• Hidrosfer
Yang disebut lapisan hidrosfer adalah lapisan perairan yang ada di bumi. Seperti yang kita tahu bahwa dua per tiga permukaan bumi ditutupi oleh perairan. Perairan tersebut meliputi perairan laut dan perairan lain seperti sungai dan danau. Perairan terdalam di bumi berada di Samudera Pasifik yakni Palung Mariana dengan kedalaman lebih dari 10.000 meter di bawah permukaan laut. Laut juga mempunyai pengaruh terhadap iklim dan cuaca di bumi. Hal itu berarti lapisan hidrosfer dapat mempengaruhi kondisi lapisan atmosfer.
• Biosfer
Biosfer merupakan lapisan yang menjadi tempat tinggal makhluk hidup, yakni berupa kumpulan ekosistem yang berada di bumi. Lapisan biosfer mencakup semua kehidupan makhluk di bumi beserta interaksinya dengan sesama maupun dengan lingkungan tempat tinggalnya.
Biosfer di bumi diperkirakan terbentuk di awal pembentukan planet ini, yakni sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu dan merupakan lapisan paling tipis dari semua lapisan bumi. Tingkatan organisasi dalam biosfer meliputi protoplasma, sel, jaringan, organ, sistem organ dan organisme. Tingkat organisasi tersebut merupakan tingkatan organisme yang paling kompleks di sistem tata surya.
ANTARIKSA
Luar angkasa atau angkasa luar atau antariksa (juga disebut sebagai angkasa), merujuk pada bagian yang relatif kosong dari Jagad Raya, di luar atmosfer dari benda "celestial". Istilah luar angkasa digunakan untuk membedakannya dengan ruang udara dan lokasi "terestrial".
Karena atmosfer Bumi tidak memiliki batas yang jelas, namun terdiri dari lapisan yang secara bertahap semakin menipis dengan naiknya ketinggian, tidak ada batasan yang jelas antara atmosfer dan angkasa. Ketinggian 100 kilometer atau 62 mil ditetapkan oleh Fédération Aéronautique Internationale merupakan definisi yang paling banyak diterima sebagai batasan antara atmosfer dan angkasa.
Batasan Menuju Angkasa
• 4,6 km (15.000 kaki) — FAA menetapkan dibutuhkannya bantuan oksigen untuk pilot pesawat dan penumpangnya.
• 5,3 km (17.400 kaki) — Setengah atmosfer Bumi berada di bawah ketinggian ini
• 16 km (52.500 kaki) — Kabin bertekanan atau pakaian bertekanan dibutuhkan
• 18 km (59.000 kaki) — Batasan atas dari Troposfer
• 20 km (65.600 kaki) — Air pada suhu ruangan akan mendidih tanpa sebuah wadah bertekanan (kepercayaan tradisional yang menyatakan bahwa cairan tubuh akan mulai mendidih pada titik ini adalah salah karena tubuh akan menciptakan tekanan yang cukup untuk mencegah pendidihan nyata)
• 24 km (78.700 kaki) — Sistem tekanan pesawat biasa tidak lagi berfungsi
• 32 km (105.000 kaki) — Turbojet tidak lagi berfungsi
• 45 km (148.000 kaki) — Ramjet tidak lagi berfungsi
• 50 km (164.000 kaki) — Stratosfer berakhir
• 80 km (262.000 kaki) — Mesosfer berakhir
• 100 km (328.000 kaki) — Permukaan aerodinamika tidak lagi berfungsi.
Proses masuk-kembali dari orbit dimulai pada setiap 122 km (400.000 kaki).
Menjelaskan tentang batas antara atmosfer Bumi dan luar angkasa, Bossert mengatakan bahwa di setiap lapisan Bumi memiliki karakter perubahan suhu, komposisi kimia, kepadatan, serta pergerakan gas di dalamnya.
“Ketika Anda semakin jauh dari Bumi, atmosfer menjadi kurang padat. Komposisinya juga berubah, dan atom serta molekul yang lebih ringan mulai mendominasi, sementara molekul berat tetap lebih dekat ke permukaan Bumi," ujarnya.
Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat (NASA), mengungkapkan bahwa seluruh lapisan atmosfer turut berperan dalam memastikan Bumi dapat menampung semua jenis kehidupan.
Lapisan tersebut juga melakukan segalanya mulai dari memblokir radiasi kosmik penyebab kanker, hingga menciptakan tekanan yang diperlukan untuk menghasilkan air.
Seiring dengan pergerakan manusia mendekati atmosfer, tekanan udara juga akan semakin menurun dengan signifikan.
Area tersebut ialah batas yang telah ditentukan para ilmuwan, sebagai tanda berakhirnya atmosfer Bumi sekaligus awal dari wilayah luar angkasa.
Titik yang menjadi batas antara Bumi dan luar angkasa ini dikenal sebagai garis karman, yang diambil dari nama fisikawan Amerika-Hungaria bernama Theodore von Kármán pada 1957.
Batas antara atmosfer Bumi dan luar angkasa dapat dirasakan, misal saat berada di dalam pesawat.
Kendati pesawat komersial memiliki kabin bertekanan, perubahan ketinggian yang cepat dapat memengaruhi saluran eustachius, yakni penghubung tipis bagi telinga dengan hidung dan tenggorokan.
“Inilah sebabnya mengapa telinga Anda mungkin (dapat) pecah saat lepas landas di pesawat terbang,” terang asisten profesor di University of California, Davis, Matthew Igel.
Berdasarkan laporan EarthSky, dia adalah orang pertama yang mencoba mendefinisikan batas antara Bumi dan luar angkasa.
“Garis karman adalah perkiraan wilayah yang menunjukkan ketinggian di mana satelit akan dapat mengorbit Bumi tanpa terbakar atau jatuh dari orbit sebelum mengelilingi Bumi setidaknya sekali,” ucap Bossert.
Garis karman biasanya digambarkan berada pada jarak 100 km di atas Bumi. Wilayah itu, lanjut dia, menandai batas Bumi dengan ruang angkasa serta menunjukkan batas-batas bagi pesawat terbang.
Tak hanya itu saja, garis karman juga membantu ilmuwan untuk membuat pesawat ruang angkasa maupun satelit dapat mengorbit Bumi dengan baik.
Ilmuwan berkata ada kemungkinan suatu objek dapat mengorbit Bumi, pada ketinggian di bawah garis Kármán. Namun, hal itu membutuhkan kecepatan orbit yang sangat tinggi, dan akan sulit dipertahankan karena gesekan yang terjadi.
“Garis karman adalah ambang batas imajiner antara perjalanan udara dan perjalanan luar angkasa,” jelas Bossert.
Pada dasarnya, garis yang membatasi antara Bumi dengan luar angkasa tidak dapat terlihat seperti tanda yang biasa Anda lihat saat berada di darat.
"Garis itu bukan (berbentuk) fisik, jadi orang tidak akan menyadarinya, juga tidak memiliki ketebalan apa pun. Pada prinsipnya, penerbangan masih memungkinkan sampai ke jalur karman," tutur Igel.
Sebaliknya, hal ini tidak berlaku pada hewan yang berada di ketinggian 20 km di atas permukaan Bumi, di mana tekanannya sangat rendah bahkan bisa membuat cairan di paru-paru mendidih.
Antariksa Tidak Sama Dengan Orbit
Kesalahan pengertian umum tentang batasan ke angkasa adalah orbit terjadi dengan mencapai ketinggian ini. Orbit membutuhkan kecepatan orbit dan secara teoretis dapat terjadi pada ketinggian berapa saja. Gesekan atmosfer mencegah sebuah orbit yang terlalu rendah.
Ketinggian minimal untuk orbit stabil dimulai sekitar 350 km (220 mil) di atas permukaan laut rata-rata, jadi untuk melakukan penerbangan antariksa orbital sungguhan, sebuah pesawat harus terbang lebih tinggi dan (yang lebih penting) lebih cepat dari yang dibutuhkan untuk penerbangan antariksa suborbital.
Mencapai orbit membutuhkan kecepatan tinggi. Sebuah pesawat belum mencapai orbit sampai ia memutari Bumi begitu cepat sehingga gaya sentrifugal ke atas membatalkan gaya gravitasi ke bawah pesawat. Setelah mencapai di luar atmosfer, sebuah pesawat memasuki orbit harus berputar ke samping dan melanjutkan pendorongan roketnya untuk mencapai kecepatan yang dibutuhkan; untuk orbit Bumi rendah, kecepatannya sekitar 7,9 km/s (28.400 km/jam — 18.000 mill/jam). Oleh karena itu, mencapai ketinggian yang dibutuhkan merupakan langkah pertama untuk mencapai orbit.
Energi yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan untuk orbit bumi rendah 32MJ/kg sekitar dua puluh kali energi yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian dasar 10 kJ/km/kg.
