ILMU KEALAMAN DASAR
Oleh Ir. SUDJATINAH, M.Si.
Diterbitkan oleh : Semarang University Press Semarang 2010
Perpustakaan Nasional : Katalog dalam Terbitan (KDT) ISNB 978-979-3948-92-8
Hak cipta dilindungi oleh Undang-undang Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku Tanpa izin tertulis dari penulis atau penerbit
ILMU KEALAMAN DASAR 160 halaman + vi Ir. SUDJATINAH, M.Si.
Tata Letak : Sentot Banyuaji Desain sampul : Sentot Banyuaji Cetakan I tahun 2010
Penerbit Semarang University Press Jl. Soekarno Hatta Semarang
2
KATA PENGANTAR Puji dan syukur sudah sepantasnyalah kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena hanya dengan kuasa dan ijinnya kami bisa menyusun buku pengetahuan umum yang berjudul “Ilmu Kealamiahan Dasar”. Berdasarkan Keputusan Dirjen Dikti Depdiknas RI No.44/Dikti/Kep/2006 tentang Kelompok Mata Kuliah Berkehidupan Bermasyarakat (MBB), telah memasukkan Ilmu Alamiah Dasar (IAD) sebagai salah satu mata kuliah dasar umum (MKDU) yang wajib diikuti oleh setiap mahasiswa fakultas non eksakta di perguruan tinggi merupakan kumpulan pengetahuan tentang konsep-konsep dasar dalam bidang Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) dan teknologi. Pembahasan ini mencakup pengenalan IPA dan ruang lingkupnya, perkembangan teknologi dan dampaknya, serta hubungannya dengan kelangsungan hidup manusia. Walaupun rasanya teoritis akan tetapi buku ini ditulis dan disusun dalam bahasa yang populer, praktis dan mudah-mudahan enak dibaca, dicerna, dipahami serta mudah dilaksanakan. Sebagai buku teks yang disajikan secara lengkap dan sistematis, buku ini cocok untuk digunakan mahasiswa sebagai pegangan serta acuan dalam mempelajari Ilmu Almiah Dasar. Sebagaimana yang kami harapkan semoga buku ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya, kami sadar buku ini tidak sesempurna seperti apa yang mungkin pembaca inginkan, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca supaya kami dapat menjadi lebih baik lagi. Penulis akan sangat berterima kasih manakala diantara para pembaca dapat memberikan masukan-masukan serta koreksikoreksi bagi penyempurnaan selanjutnya. Selain itu kami hendak mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam menyusun buku ini. Semoga buku ini bermanfaat. Semarang 1 Agustus 2010 Penulis, Ir.
3
Sudjatinah, M.Si
4
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL HALAMAN HAK CIPTA KATA PENGANTAR DAFTAR ISI
Halaman i ii iii iv
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………………….. 1 A. Mata Kuliah ………………………………………………………… 1 B. SKS …………………………………………………………………... 1 C. Dasar .................................................................................................... 1 D. Visi Kelompok MK. MBB …………………………………………. 1 E. Misi Kelompok MK. MBB ………………………………………… 1 F. Kompetensi Kelompok MK. MBB ………………………………... 2 G. Kompetensi MK. IKD ……………………………………………… 2 H. Tujuan MK. IKD ……………………………………………………. 3 I. Konsep IAD dalam berkehidupan bermasyarakat ....................... 3 J. Lahirnya Ilmu alamiah …………………………………………… 4 K. Kriteria Ilmiah ……………………………………………………… 5 Latihan soal ……………………………………………………………… 6 BAB II ALAM PIKIR MANUSIA DAN PERKEMBANGANNYA …………. 7 A. Manusia yang Bersifat Unik ………………………………………. 7 B. Kuriositas atau Rasa Ingin Tahu dan Akal-Budi ……………….. 8 C. Mitos …………………………………………………………………
5
10 D. Ilmu dan Metode Keilmuan Ilmiah ................................................ 11 E. Perkembangan Alam Pikiran Manusia ………………………….. 12 Latihan soal ……………………………………………………………… 18 BAB III PERKEMBANGAN DAN PENGEMBANGAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ……………………………………………….. 19 A. Metode Ilmiah dan Implementasinya ............................................ 22 B. Keterbatasan Metode Ilmiah ............................................................ 23 C. Keunggulan Metode Ilmiah ............................................................. 23 D. Bidang Ilmu Alamiah ........................................................................ 24 E. Tujuan Ilmu Alamiah ........................................................................ 24 F. Ilmu Alamiah dan Nilai .................................................................... 25 G. Filsafat Ilmu Alamiah ....................................................................... 25 H. Pembagian Ilmu Pengetahuan (Sains) ............................................ 28 I. Ilmu Pengetahuan Pada Hakikatnya Merupakan Satu Unit ...... 33 Latihan soal ................................................................................................ 36 BAB IV ALAM SEMESTA DAN TATA SURYA ................................................. 37 A. Alam Semesta ..................................................................................... 37 B. Tata Surya ........................................................................................... 40 C. Susunan Tata Surya ........................................................................... 41 D. Bagian-bagian Tata Surya ................................................................. 47 E. Benda-benda Lain dalam Tata
6
Surya .............................................. 56 Latihan soal ................................................................................................ 61 BAB V KEANEKARAGAMAN MAHLUK HIDUP DAN PERSEBARANNYA ……………………………………………………. 63 A. Biosfer ....................................................................................... ........... 63 B. Evolusi Kehidupan ............................................................................ 67 C. Evolusi Manusia................................................................................. 71 Latihan soal ……………………………………………………………… 81 BAB VI MAHLUK HIDUP DAN EKOSISTEM ALAM ………………………. 83 A. Ilmu Lingkungan …………………………………………………... 83 B. Ekologi sebagai Dasar Ilmu Lingkungan ....................................... 84 C. Pengaruh Manusia dalam Lingkungan ………………………….. 93 Latihan soal ……………………………………………………………… 95 BAB VII SUMBER DAYA ALAM DAN LINGKUNGAN ……………………… 97 A. Lingkungan Hidup yang Diharapkan Manusia ………………... 97 B. Macam Sumber Daya Alam ………………………………………. 98 C. Konservasi Sumber Daya Alam ...................................................... 100 D. Pertumbuhan Penduduk dan Sumber Daya Alam …………….. 103 E. Macam Polusi dan Bahayanya ......................................................... 105 Latihan soal ……………………………………………………………… 114 BAB VIII ILMU PENGETAHUAN ALAM DAN TEKNOLOGI BAGI KEHIDUPAN MANUSIA ............................................................ 115 A. Peranan Ilmu Alamiah dan
7
Teknologi ........................................... 115 B. Dampak llmu Alamiah dan Teknologi ........................................... 116 Latihan soal ……………………………………………………………… 133
8
BAB IX PERKEMBANGAN TEKNOLOGI .......................................................... 135 A. Materi ...................................................................... ............................ 135 B. Energi ...................................................................... ............................ 135 C. Mesin ...................................................................... ............................. 136 D. Komunikasi ............................................................ ............................ 139 E. Bioteknologi ........................................................... ............................. 143 Latihan soal ................................................................................................ 148 BAB X WAWASAN TENTANG ISUE LINGKUNGAN .................................. A. Pencarian Sumber Daya Nonkonvensional ........................ Latihan soal ................................................................................................
149 Alam 150 158
DAFTAR PUSTAKA ................................................................... 159
9
BAB I PENDAHULUAN A. Mata Kuliah : IKD (Ilmu Kealaman Dasar/ Basic Natural Science) B. SKS : 3 SKS C. Dasar
: Keputusan Dirjen Dikti Depdiknas RI No.44/Dikti/Kep/2006 Kelompok Mata Kuliah Berkehidupan Bermasyarakat (MBB)
IKD
ISBD
D. Visi Kelompok MK. MBB Merupakan penyelenggaraan
sumber
program
nilai studi
dan guna
pedoman
bagi
mengantarkan
mahasiswa memantabkan : kepribadian, kepedulian sosial, keamampuan hidup bermasyarakat, pengetahuan tentang pelestarian, pemanfaatan sumber daya alam dan lingkungan hidup, dan mempunyai wawasan tentang perkembangan ilmu pengetahuan teknologi dan seni. E. Misi Kelompok MK. MBB Adalah membantu menumbuhkembangkan : daya kritis, daya kreatif, apresiasi dan kepekaan mahasiswa terhadap nilai-nilai sosial dan budaya demi memanfaatkan
Ilmu Kealaman Dasar
1
kepribadian sebagai bekal hidup bermasyarakat selaku individu dan mahluk sosial yang : 1. Bersikap demokratis, berkeadaban dan menjungjung tinggi nilai kemanusiaan, bermartabat serta peduli terhadap pelestarian sumber daya alam dan lingkungan hidup. 2. Memiliki menguasai
kemampuan dasar-dasar
untuk ilmu
pengetahuan, teknologi dan seni. 3. Ikut
berperan
mencari
solusi
pemecahan masalah sosial budaya dan lingkungan hidup secara arif. F. Kompetensi Kelompok MK. MBB Standart kompetensi kelompok MBB yang harus dikuasai mahasiswa meliputi berfikir kritis, sistemik dan ilmiah, berwawasan luas etis, estetis, memiliki apresiasi, kepekaan dan empati sosial bersikap demokratis, berkeadilan dan menjunjung tingi nilai kemampuan, memiliki kepedulian terhadap pelestarian sumberdaya alam dan lingkungan hidup, mempunyai
wawasan
tentang
perkembangan
ilmu
pengetahuan teknologi dan seni serta dapat ikut berperan mencari solusi pemecahan masalah sosial, budaya dan lingkungan hidup secara arif. G. Kompetensi MK. IKD 2
Ilmu Kealaman Dasar
Menjadi ilmuwan dan profesional yang berfikir kritis, kreati, sistemik dan ilmiah, berwawasan luas, etis, estetis serta memiliki kepedulian terhadap pelestarian sumberdaya alam dan lingkungan hidup, serta mempunyai wawasan tentang perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta dapat ikut berperan mencari solusi pemecahan masalah lingkungan hidup secara arif. H. Tujuan MK. IKD Adalah membentuk sikap mahasiswa terhadap alam sekitarnya. Dengan demikian dalam perkuliahan IKD tidak akan diberikan materi tentang dasar-dasar Ilmu Pengetahuan Alam yang meliputi Ilmu Fisika, Ilmu Kimia, Biologi dan Ilmu Bumi Antariksa. Tetapi yang akan disajikan adalah pengertian alam semesta beserta isinya, gejala-gejala yang terdapat di dalamnya serta pengelolaan alam semesta bagi kebutuhan hidup manusia. I.
KONSEP IAD DALAM KEHIDUPAN BERMASYARAKAT Ilmu Alamiah (IA) sering disebut Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) dan akhir-akhir ini ada juga yang menyebut Ilmu Kealaman yang dalam bahasa Inggris disebut Natural Science atau disingkat Science dan dalam bahasa Indonesia sudah lazim digunakan istilah Sains. IA merupakan ilmu pengetahuan yang mengkaji gejala-gejala dalam alam semesta, termasuk bumi ini, sehingga terbentuk konsep dan prinsip. Ilmu Alamiah Dasar (Basic Ilmu Kealaman Dasar
3
Natural Science) hanya mengkaji konsep-konsep dan prinsipprinsip dasar yang esensial saja.
J.
Lahirya Ilmu Alamiah Sebagaimana telah diterangkan di muka bahwa manusia sebagai makhluk hidup melalui pancainderanya memberikan
tanggapan
terhadap
semua
rangsangan,
termasuk gejala di alam semesta ini. Tanggapan terhadap gejala-gejala atau peristiwa-peristiwa alam merupakan suatu pengalaman. Pengalaman tersebut dari zaman ke zaman akan berakumulasi karena manusia mempunyai rasa ingin tahu atau kuriositas terhadap segalanya di alam semesta ini. Pengalaman
merupakan
salah
satu
cara
terbentuknya
pengetahuan, yakni kumpulan fakta-fakta. Pengalaman itu akan bertambah terus selama manusia ada di muka bumi ini dan mewariskan pengetahuan itu kepada generasi berikutnya. Pertambahan pengetahuan (knowledge) seperti yang telah dikemukakan didorong oleh: (1) dorongan untuk memuaskan diri yang bersifat nonpraktis atau teoritis guna memenuhi kuriositas dan memahami hakikat alam semesta dan isinya serta (2) dorongan praktis, yang memanfaatkan pengetahuan itu untuk meningkatkan taraf hidup yang lebih tinggi. Kedua dorongan itu menumbuhkan kemajuan ilmu pengetahuan. Dorongan pertama menuju ilmu pengetahan mumi (Pure
4
Ilmu Kealaman Dasar
Science),
sedangkan
dorongan
kedua
menuju
ilmu
pengetahuan terapan (Applied Science). Ilmu Alamiah merupakan kegiatan manusia yang bersifat aktif dan dinamis. Artinya, kegiatan manusia yang tiada hentinya dari hasil percobaan akan menghasilkan konsep, selanjutnya konsep tersebut mendorong dilakukannya percobaan berikutnya dan seterusnya. K. Kriteria Ilmiah Kriteria atau patokan merupakan suatu ramburambu untuk menentukan benar atau tidak benarya sesuatu untuk masuk status tertentu. Pengetahuan termasuk kategori ilmu pengetahuan jika kriteria berikut dipenuhi, yakni: teratur, sistematis, berobjek, bemetode, dan berlaku secara universal. Ilmu Alamiah mempelajari segala sesuatu di alam semesta ini sehingga alam semesta menjadi objek. Tujuan Ilmu Alamiah menurut beberapa ahli adalah mencari kebenaran tentang objeknya, dan kebenaran itu bersifat relatif. Alam semesta sebagai objek penyelidikan mempunyai aspek yang sangat luas, misalnya aspek fisis, aspek kimiawi, aspek biologis, aspek ekonomis, dan sebagainya. Oleh karena itu, tidak mungkin Ilmu Alamiah dapat mencapai seluruh kebenaran mengenai objeknya. Secara
umum,
dapat
dikatakan
bahwa
ilmu
pengetahuan harus objektif. Untuk mencapai kebenaran, yakni persesuaian antara pengetahuan dan objeknya, tidaklah terjadi
Ilmu Kealaman Dasar
5
secara kebetulan, tetapi harus menggunakan prosedur atau metode yang tepat, yaitu prosedur atau metode ilmiah (scientific method). Dengan prosedur atau metode ilmiah tersebut akan dicapai kebenaran yang merupakan keputusan atas objeknya, dan dirumuskan secara tertentu. Namun, keputusan mengenai, keadaan, sifat, tingkah laku, dan lainlain tidaklah bersifat khusus karena hal itu bukan tujuan ilmu pengetahuan yang mencari kebenaran yang bersifat umum.
Latihan Soal 1. jelaskan apa yang dumaksud dengan ilmu alamiah? 2. sebutkan salah satu cara terbantuknya pengetahuan? 3. Apa yang dimaksud dengan pernyataan bahwa ilmu alamiah merupakan kegiatan manusia yang bersifat aktif dan dinamis? 4. Sebutkan kriteria pengetahuan yang termasuk kategori ilmu pengethauan? 5. Jelaskan tujuan ilmu alamiah? 6. Sebutkan apa yang menjadi objek ilmu alamiah? 7. Kapankan pegalaman dapat tumbuh jadi pengetahuan?
6
Ilmu Kealaman Dasar
BAB II ALAM PIKIR MANUSIA DAN PERKEMBANGANNYA A. Manusia yang Bersifat Unik Manusia
sebagai
makhluk
hidup
umumnya
mempunyai ciri-ciri: (1) organ tubuhnya kompleks dan sangat khusus, terutama otaknya, (2) mengadakan metabolisme atau penyusunan dan pembongkaran zat, yakni ada zat yang masuk dan keluar, (3) memberikan tanggapan terhadap rangsangan dari dalam dan luar, (4) memiliki potensi untuk berkembang, (,5) tumbuh dan berkembang, (6) berinteraksi dengan lingkungannya, dan (7) bergerak. Bila kita bandingkan tubuh manusia dengan tubuh hewan tingkat tinggi lainnya, maka tubuh manusia lemah. Namun, rohani manusia, yaitu akal-budi dan kemauannya sangat kuat sehingga dengan akal budi dan kemauannya itu manusia dapat mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dengan kedua alat itu, manusia dapat menguasai dan mengungguli makhluk lain. Akal budi dan kemauan kerasnya adalah sifat unik dari manusia, di samping dapat belajar dan mengajar anaknya.
Ilmu Kealaman Dasar
7
Manusia Kelemahan
Kelemahan
dan akaldibandingkan budi dan kemdengan auan kuat sehingga manusia dapat mengendalikan jasmaninya ebih lemahRohani dibandingkan hewan
Sifat unik manusia (beragam)
Mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Menguasai dan mengungguli mahluk lain
B. Kuriositas atau Rasa Ingin Tahu dan Akal-Budi Rasa ingin tahu atau kuriositas pada hewan itu didorong oleh naluri (instinct) dan oleh Asimov (1972) disebut idle curiosity. Naluri itu bertitik pusat pada mempertahankan kelestarian hidup dan sifatnya tetap sepanjang zaman. Manusia mempunyai naluri seperti tumbuhan dan hewan, tetapi juga mempunyai akal-budi sehingga rasa ingin tahu itu tidak tetap sepanjang zaman. Manusia mempunyai rasa ingin tahu yang berkembang. Rasa ingin tahu manusia tidak pernah dapat dipuaskan. Apabila suatu masalah dapat
8
Ilmu Kealaman Dasar
Manusia selalu berkembang Hewan/ Tumbuhan Kuriositas (RasaPengetahuan ingin tahu) Di dorong oleh naluri/ instinct (tum buhan, hewan, manusia) Hidup manusia lebih mudah dan menyenangkan Sifatnya tetap sepanjang masa Naluri dan akal budi Mempertahankan kelestarian hidup Sifatnya tidak tetap sepanjang masa (selalu berkembang) dipecahkan, Tidak pernah dapat akan dipuaskan timbul (apa?; masalah bagaimana?; lain mengapa?) yang menunggu
pemecahannya. Manusia bertanya terus setelah tahu apa, maka ingin
tahu
bagaimana
dan
mengapa.
Manusia
mampu
menggunakan pengetahuan yang telah lama diperoleh untuk dikombinasikan dengan pengetahuan yang baru menjadi pengetahuan yang lebih baru lagi. Kecuali untuk memenuhi kepuasan manusia, Ilmu pengetahuan juga berkembang untuk keperluan
praktis
agar
hidupnya
lebih
mudah
dan
menyenangkan.
Ilmu Kealaman Dasar
9
C. Mitos Mitos adalah pengetahuan lain yang merupakan kombinasi antara pengakuan-pengakuan dan kepercayaan. Mitos diciptakan untuk memuaskan rasa ingin tahu manusia, karena pada saat itu rasa atau penalaran belum terbentuk, yang bekerja hanya daya khayal, ituisi atau imajinasi. Mitos merupakan pengetahuan yang tidak obyektif melainkan subyektif. Mitos dapat diungkapkan lewat tarian. Mitos dapat diterima (saat itu) karena keterbatasan penginderaan dan penalaran serta hasrat ingin tahu yang perlu segera dipenuhi. Contoh mitos antara lain adalah pelangi, gunung meletus, gerhana bulan, gempa bumi dan lain-lain. Legenda adalah cerita yang berdasarkan atas mitos. Manusia
pada
hakekatnya
merupakan
mahluk
berpikir, perasa, bersikap dan bertindak. Berpikir adalah suatu kegiatan dalam menarik atau memperoleh/ menemukan pengetahuan yang benar. Sedangkan penalaran adalah proses berpikir dalam menarik kesimpulan yang berupa pengetahuan yang benar. Penalaran merupakan kegiatan berpikir yang mempunyai ciri-ciri tertentu (logis dan analitis). Beberapa
contoh
pengetahuan
berdasarkan penalaran, adalah sebagai berikut:
10
Ilmu Kealaman Dasar
yang
tidak
1.
Perasaan
:
Merupakan suatu cara menarik kesimpulan yang tidak berdasarkan penalaran.
2.
Intuisi
:
Merupakan kegiatan berpikir yang tidak analitis/
tidak
berdasarkan
pada
pola
berpikir tertentu. 3.
Wahyu
:
Adalah pengetahuan yang disampaikan oleh Tuhan kepada manusia, disalurkan lewat Nabi yang diutus-Nya. Dengan wahyu, manusia memperoleh pengetahuan dengan keyakinan/
kepercayaan
bahwa
yang
diwahyukan tersebut benar. 4.
:
Trial and error
Adalah
suatu
cara
untuk
memperoleh
pengetahuan secara coba-coba atau untunguntungan.
Cara
ini
tidak
efisien
bila
digunakan untuk mencari kebenaran.
D. Ilmu dan Metode Keilmuan/ Ilmiah Ilmu adalah Pengetahuan yang mempunyai ciri-ciri tertentu. Dan ciri-ciri inilah yang membedakan Ilmu dan Pengetahuan lainnya. Salah satu ciri keilmuan adalah landasan ontologisnya, yaitu landasan yang didasarkan pada jawaban yang diberikan oleh Ilmu terhadap pertanyaan-pertanyaan: apa?, bagaimana? dan mengapa? (meliputi berpikir, merasa dan mengindera). Obyek
penelaahan
Ilmu
adalah
seluruh
segi
kehidupan yang dapat diuji oleh panca indera manusia. Ilmu
Ilmu Kealaman Dasar
11
Kel .Kimia llmu Alam Alam Filsafat Filsafat Moral Astronom i Hayat Kel. Ilmu Ilmu Kebumian Fisika (Physical Sciences) Ilmu-Ilmu Sosial Rumpum -Rumpun Ilmu Alam Cabang-cabang Keilmuan Antropologi (The Social Sciences) (The Naturik Sciences) Psikologi Ekonomi membatasi diri pada kejadian-kejadian yang bersifat empiris, Sosiologi Ilmu Politik yaitu yang terjangkau fitrah pengalaman manusia dengan
menggunakan panca inderanya. Ilmu mempelajari obyekobyek empiris (induktif), misalnya: batuan, binatang atau manusia.
Pada dasarnya Ilmu merupakan sumber pengetahuan yang berfungsi memberikan penjelasan atau dugaan terhadap permasalahan yang dihadapi. E. Perkembangan Alam Pikiran Manusia Pengetahuan baru yang merupakan kombinasi antara pengalaman-pengalaman dan kepercayaan disebut mitos.
12
Ilmu Kealaman Dasar
Cerita-cerita. mitos itu disebut legenda. Mitos dapat diterima orang pada saat itu karena keterbatasan penginderaan dan penalaran serta hasrat ingin tahu yang perlu segera dipenuhi. Sehubungan
dengan
kemajuan
zaman,
lahirlah
ilmu
pengetahuan dan metode pemecahan masalah secara ilmiah yang selanjutnya terkenal dengan metode ilmiah (Scientific method). Puncak
pemikiran
mitos
adalah
pada
zaman
Babilonia, yaitu kira-kira 700-600 SM. Orang Babilonia berpendapat bahwa alam semesta itu sebagai ruang setengah bola dengan bumi yang datar sebagai lantainya dan langit dengan bintang-bintang sebagai atapnya. Pengetahuan dan ajaran bangsa Babilonia tersebut setengahnya merupakan dugaan, imajinasi, kepercayaan atau mitos. Pengetahuan semacam itu dapat disebut Pseudo science (sains palsu), artinya mirip sains, tetapi bukan sains sebenamya. Thales (624-548 SM) seorang filosof, astronom, ahli matematika, dan ahli teknik, berpendapat bahwa bintangbintang mengeluarkan sinar sendiri, sedangkan bulan hanya memantulkan sinar dari matahari. Dia juga berpendapat bahwa bumi merupakan suatu piring yang datar terapung di atas air. Thales berpendapat bahwa semua kehidupan itu berasal dari air. Kemudian, berdasarkan kemampuan berpikir manusia yang semakin maju dan perlengkapan pengamatan yang semakin sempurna, maka mitos dengan berbagai legenda
Ilmu Kealaman Dasar
13
makin ditinggalkan orang dan cenderung menggunakan akal sehat atau rasio. Berikut
ini
tokoh-tokoh
Yunani
yang
telah
memberikan sumbangan perubahan berpikir pada saat itu. 1. Anaximander, Seorang pemikir kontemporer pada masa Thales. la berpendapat bahwa langit yang kita lihat sebenarnya hanya setengah. Langit dan segala isinya itu beredar mengelilingi bumi, dan pendapat itu dapat bertahan sampai abad pertengahan. Ia juga yang mengajarkan membuat jam matahari, yaitu tongkat yang tegak lurus di permukaan bumi. Bayangan tongkat yang terbentuk oleh sinar matahari dijadikan petunjuk waktu. 2. Anaximenes (560-520 SM), Seorang yang berpendapat bahwa unsur-unsur dasar pembentukan semua benda itu adalah air, seperti pendapat Thales. Air merupakan salah satu bentuk benda. Jika merenggang menjadi api, dan jika memadat menjadi tanah.
Ini
merupakan
pendapat
pertama
tentang
transmutasi unsur-unsur. 3. Herakleitos (560-470 SM), Seorang bahwa
14
justru
pengkoreksi apilah
yang
Ilmu Kealaman Dasar
pendapat
Anaximenes
menyebabkan
adanya
transmutasi itu. Tanpa api, benda-benda akan tetap seperti adanya. 4. Pythagoras (500 SM), Seorang yang berpendapat bahwa unsur dasar semua benda sebenamya adalah empat, yaitu tanah, api, udara, dan air, sebagaimana yang diungkapkan orangorang sebelumnva. Pythagoras juga terkenal sebagai ahli matematika dan penemu dalil: kuadrat sisi miring suatu segi tiga siku-siku sama dengan jumlah kuadrat kedua sisisikunya (c2 = a2 + b2). Dalil
ini
terkenal
sebagai
Dalil
Pythagoras.
Sehubungan dengan alam semesta, ia berpendapat bahwa bumi adalah bulat dan seputar, karena itu benda-benda alam lainnya termasuk matahari seolah-olah mengelilingi bumi. 5. Demokritos (460-370 SM), Seorang yang berpendapat tentang unsur-unsur dasar benda. Bila suatu benda dibagi terus-menerus, suatu saat akan sampai pada bagian yang terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Bagian yang terkecil itu disebut Atomos atau atom dan karena kecilnya, atom tidak tampak oleh mata. Istilah atom sampai saat ini masih dipakai dengan perubahan konsep, tidak lagi seperti konsep Demokritos.
Ilmu Kealaman Dasar
15
6. Empedokles (480-430 SM), Merupakan orang yang menyempurnakan ajaran Pythagoras tentang empat unsur dasar yaitu tanah, air, udara, dan api. la memperkenalkan tentang tenaga penyekat atau daya tarik-menarik dan daya tolak-menolak. Kedua
tenaga
tersebut
dapat
mempersatukan
atau
memisahkan unsur-unsur itu. 7. Plato (427-345 SM), Seorang yang mempunyai titik tolak berpikir yang berbeda dengan orang-orang sebelumnya, sebagai seorang, sastrawan tidak berpikir seperti Demokritos dan Empedokles yang terlalu materialistik. Menurut Plato, keanekaragaman yang tampak ini sebenarnya hanya suatu duplikat dari semua yang kekal dan immaterial. Misalnya, serangga terdiri atas macammacam jenis yang bentuknya berbeda dan beranekaragam, hanya merupakan kopi atau duplikat belaka yang tidak sempuma. Yang benar adalah idea serangga. 8. Aristoteles (384-322 SM), Merupakan seorang ahli pikir pada zamannya. la yang membuat intisari ajaran orang-orang sebelumnya. Dalam memikirkan suatu masalah, ia membuang hal-hal yang tidak masuk akal dan memasukkan pendapatnya sendiri. Bukunya yang berhubungan dengan unsur dasar 16
Ilmu Kealaman Dasar
alam ini menyebutkan adanya zat tunggal yang disebut Hule. Zat tunggal itu tergantung kepada kondisinya sehingga dapat berwujud tanah, air, udara, atau api. Terjadinya transmutasi itu disebabkan oleh kondisi: dingin, lembab, panas, dan kering. Dalam kondisi lembab dan panas, hule akan berwujud sebagai api, sedangkan dalam kondisi kering dan dingin berwujud sebagai tanah. Aristoteles berpendapat bahwa tidak ada ruang yang hampa. Maka, bila suatu ruang tidak terisi oleh suatu benda, akan diisi oleh sesuatu yang immaterial yaitu ether. Ajaran Aristoteles yang penting adalah pola berpikir berdasarkan logika untuk mencari kebenaran. Ia juga orang pertama yang menyusun klasifikasi hewan yang ada di muka bumi ini. Di samping itu, ahli pikir ini juga memiliki pandangan tentang awal kehidupan, yaitu tentang paham abiogenesis (generatio spontanea). 9. Ptolomeus (127-151 M), Seorang tokoh besar setelah Aris toteles. Buah pikirannya yang penting tentang bumi adalah bumi sebagai pusat sistem tatasurya (geosentris), berbentuk bulat, dan diam seimbang tanpa tiang penyangga. 10.Avicenna (Ibn-Shinna, abad 11), Seorang ahli ilmu pengetahuan terutama dalam bidang ilmu kedokteran, filosof.
Ilmu Kealaman Dasar
17
Latihan Soal 1. Apakah ciri khusus manusia sebagai mahluk? 2. Mengapa keingin tahuan manusia berbeda dengan
keingintahuan
hewan
tingkat
tinggi lainnya? 3. Apa penyebab ilmu alamiah berkembang terus? 4. Apakah mitos dan legenda itu? 5. Apakah yang dimaksud sains semu? 6. Mengapa kita perlu mempelajari ilmu alamiah? 7. Sebutkan tokoh-tokoh yunani pembawa perubahan ke arah pemikiran ilmiah? 8. Jelaskan
mengapa
mitos
mempunyai
peran dalam perkembangan pengetahuan?
18
Ilmu Kealaman Dasar
BAB III PERKEMBANGAN DAN PENGEMBANGAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Berdasarkan dasarnya
terdapat
sejarah dua
cara
cara
berpikir
pokok
manusia,
untuk
pada
memperoleh
pengetahuan yang benar adalah: 1.
Paham Rasionalitas
:
Cara
berpikir
yang
didasarkan
yang
didasarkan
pada rasio 2.
Pamaham Empirisme
:
Cara
berpikir
pada pengalaman
Metode ilmiah adalah gabungan antara Paham Rasionalitas dan Pamaham Empirisme, yaitu merupakan cara dalam memperoleh pengetahuan secara ilmiah. Kerangka dasar prosedur proses kegiatan ilmiah adalah sebagai berikut: 1. Penginderaan Penginderaan merupakan langkah pertama dari metode ilmiah dan segala sesuatu yang tidak dapat diindera, maka tidak dapat diselidiki oleh I.A., walaupun penginderaan tidak selalu langsung. Agar penginderaan tepat
dan
benar
maka
perlu
pengulangan,
dan
pengulangan itu dapat dilakukan juga oleh orang lain. Penginderaan yang tepat dapat diperoleh dengan latihan dan menggunakan alat-alat yang telah ditera.
Ilmu Kealaman Dasar
19
Untuk
meminimalkan
subjektivitas
penginderaan,
seringkali pengamatan menggunakan instrumen standar. Contohnya, untuk mengetahui suhu air, tidak cukup dengan
kulit/tangan,
tetapi
perlu
dibantu
dengan
termometer. 2. Penemuan atau Penentuan Masalah Penemuan
atau
penentuan
masalah,
yaitu
menetapkan masalah yang akan ditelaah dengan ruang lingkup dan batas-batasnya. Setelah penginderaan dan perenungan dilakukan, langkah kedua adalah menemukan masalah. Dengan kata lain, membuat pertanyaan: Apakah yang ditemukan melalui penginderaan itu? Mengapa begitu? Bagaimana hal itu terjadi? Dan seterusnya. Penginderaan yang dilakukan oleh orang umum dan ilmuwan jelas berbeda karena ilmuwan menunjukkan kuriositas yang tinggi. Pertanyaan-pertanyaan seperti tersebut di atas hendaknya relevan dan dapat diuji. Pengujiannya jelas memerlukan teknik yang akurat. Secara digunakan
umum,
pertanyaan
untuk
menemukan
"Bagaimana?"
atau
masalah "Apa?".
Pertanyaan "Mengapa?" menimbulkan kesukaran, dan sering diganti "Bagaimana?" atau "Apa?." Pertanyaan "Mengapa Alam ini ada?" termasuk kategori yang tidak dapat diuji sehingga hal itu tidak termasuk bidang I.A. Perumusan kerangka masalah merupakan usaha
20
Ilmu Kealaman Dasar
untuk mendiskripsikan permasalahan secara lebih jelas (sudah mulai berfikir secara empiris dan secara rasional). 3. Pengajuan Hipotesis Hipotesis adalah kerangka pemikiran sementara yang menjelaskan hubungan antara unsur-unsur yang membentuk suatu kerangka permasalahan. Pertanyaan yang tepat akan melahirkan suatu jawaban dan jawaban itu bersifat sementara yang merupakan suatu dugaan. Dalam I.A. dugaan sementara itu disebut hipotesis. Untuk membuktikan apakah dugaan itu benar atau tidak, diperlukan fakta atau data. Fakta itu dapat dikumpulkan melalui survei atau eksperimen. Bila data tidak mendukung hipotesis, harus disusun hipotesis baru. Keadaan yang ideal untuk membuktikan kebenaran suatu
hipotesis
adalah
melalui
pengujian
dengan
eksperimen. 4. Eksperimen Eksperimen atau percobaan merupakan langkah ilmiah keempat. Pada titik ini, I.A. dan non I.A. dapat dipisahkan secara sempurna. Eksperimen dapat menunjukkan bukti, sehingga jawaban yang bersifat dugaan itu menjadi jawaban yang benar atau alamiah. Eksperimen yang baik harus dirancang dengan
saksama
sehingga
semua
faktor
dapat
dikendalikan dan hipotesis dapat diuji kebenarannya. Ilmu Kealaman Dasar
21
5. Teori Bukti eksperimen merupakan dasar langkah ilmiah berikutnya, yaitu teori. Apabila suatu hipotesis telah didukung oleh bukti atau data yang meyakinkan dan bukti itu diperoleh dari berbagai eksperimen yang dilakukan di laboratorium, di mana eksperimen itu dilakukan oleh berbagai peneliti dan bukti-bukti menunjukkan hal yang dapat dipercaya dan valid, walaupun dengan keterbatasan tertentu, maka disusun suatu teori. Beberapa teori menunjukkan validitas yang umum sehingga memiliki rangkuman yang tinggi, maka teori itu menjadi hukum alam. Dari uraian di atas, I.A terdiri dari tiga komponen, yaitu produk, proses, dan sikap. Contoh produk
adalah
konsep,
teori,
dan
hukum.
Proses
merupakan keterampilan untuk menemukan produk seperti keterampilan pengamatan, eksperimen. Sementara contoh sikap adalah teliti dan jujur. A. Metode Ilmiah dan Implementasinya Segala kebenaran yang terkandung dalam Ilmu Almiah
terletak
pada
metode
ilmiah.
Kelebihan
dan
kekurangan I.A. ditentukan oleh metode ilmiah, maka pemecahan segala masalah yang tidak dapat diterapkan metode ilmiah, tidaklah ilmiah.
22
Ilmu Kealaman Dasar
B. Keterbatasan Metode Ilmiah Dengan Metode Ilmiah dapat dihasilkan Ilmu atau pengetahuan yang ilmiah. Pada tahapan pengujian hipotesis diperlukan
dukungan
data.
Data
diperoleh
dari
hasil
pengejawantahan panca indera. Sehubungan dengan hal tersebut ada keterbatsan-keterbatasan Metode Ilmiah, yaitu: 1. Keterbatasan
panca
indera
untuk
menangkap suatu fakta 2. Metode Ilmiah tidak dapat menjangkau untuk
membuat
kesimpulan
yang
berhubungan dengan baik dan buruk atau sistem nilai, seni, keindahan dan tidak dapat menjangkau untuk menguji adanya Tuhan. 3. Semua
kesimpulan
kebenaran
Ilmu
Ilmiah bersifat
atau tentatif
(kesimpulan itu dianggap benar selama belum ada kebenaran Ilmu yang dapat menolak kesimpulan tersebut. C. Keunggulan Metode Ilmiah Ilmu
atau
Ilmu
Pengetahuan
(termasuk
IPA)
memiliki ciri-ciri khas yaitu : 1. Obyektif 2. Metodik 3. Sistemik
Ilmu Kealaman Dasar
23
4. Berlaku Umum Sehingga mampu menghasilkan suatu sikap Ilmiah yang dikenali sebagai keunggulan dari Metode Ilmiah. Adapun sikap ilmiah tersebut adalah: 1. Mencintai kebenaran yang obyektif dan bersikap adil 2. Menyadari bahwa kebenaran ilmu tidak absolut 3. Tidak percaya pada takhayul, astrologi maupun untng-untungan 4. Ingin tahu lebih banyak 5. Tidak berpikir secara prasangka 6. Tidak percaya begitu saja pada suatu kesimpulan tanpa adanya bukti-bukti yang nyata 7. Optimis, teliti dan berani menyatakan kesimpulan yang menurut keyakinan ilmiahnya adalah benar D. Bidang Ilmu Alamiah Yang menentukan bidang I.A. adalah metode ilmiah karena bidang I.A. adalah wahana di mana metode ilmiah dapat diterapkan. Sebaliknya, bidang non I.A. adalah wahana di mana metode ilmiah tidak dapat diterapkan. Ada atau tidaknya Tuhan tidak dapat dibuktikan secara ilmiah karena metode ilmiah tidak dapat diterapkan. E. Tujuan Ilmu Alamiah Konsekuensi metode ilmiah adalah menerapkan tujuan I.A, yaitu membentuk dan menggunakan teori. 24
Ilmu Kealaman Dasar
Beberapa orang mengatakan bahwa tujuan I.A. adalah mencari kebenaran, menemukan fakta.
F. Ilmu Alamiah dan Nilai Metode ilmiah tidak dapat memberikan nilai atau moral terhadap suatu keputusan. Manusia pemakai I.A. lah yang menilai apakah hasil I.A. itu baik atau sebaliknya. Ilmu alamiah tidak dapat menilai hal lain, misalnya tentang cinta, keindahan, kejahatan, kebahagiaan, kebaikan, kebebasan,
dan
harta
benda
yang
merupakan
nilai
kemanusiaan yang tidak dapat dijangkau oleh I.A. Penelitian tentang cinta dan pengaruh cinta terhadap manusia mungkin dapat dilakukan, tetapi tidak akan ditemukan bahwa cinta itu indah, dan tidak dapat menilai tentang baik buruknya apa yang dilakukan manusia. Bila dapat menilai, itu bukan merupakan penelitian ilmiah. G. Filsafat Ilmu Alamiah Dampak yang penting dalam metode ilmiah adalah menentukan filsafat yang berfungsi sebagai dasar acuan ilmiah. Berbicara tentang filsafat I.A., hendaknya dapat diverifikasi keseluruhan atau bagian demi bagian melalui analisis eksperimental sehingga memiliki nilai ilmiah, Filsafat yang tidak dapat diverifikasi tidak akan memiliki nilai ilmiah, walaupun filsafat itu memiliki nilai yang baik dalam segi lain Ilmu Kealaman Dasar
25
dalam pikiran atau pandangan manusia.
1. Vitalisme Dari sejarah perkembangan I.A dapat kita lihat bahwa pada awalnya I.A. masih tercampur dengan kepercayaan atau mitos. Oleh karena itu, pada awalnya di dalam I.A. terdapat filsafat vitalisme. Vitalisme
merupakan
suatu
doktrin
yang
menyatakan adanya kekuatan di luar alam. Kekuatan itu memiliki peranan yang esensial yang mengatur segala sesuatu yang terjadi di alam semesta ini. Kekuatan itu disebut dengan berbagai sebutan. Misalnya, Tuhan, Yang Maha Kuasa, atau secara sederhana sebagai gaya vital atau elan vital. Kekuatan itu menentukan alam, membimbing tingkah laku atom, planet, makhluk hidup, dan lain-lain. Pada makhluk hidup, elan vital itu juga disebut sebagai jiwa atau roh. Sebagian besar filsafat dalam agama termasuk dalam filsafat vitalisme. Vitalisme mempunyai nilai, tetapi dalam I.A. tampaknya tidak cocok karena dalam I.A. segala sesuatu harus dapat dianalisis secara eksperimental berdasarkan metode ilmiah. 2. Mekanisme Mekanisme merupakan suatu pandangan yang 26
Ilmu Kealaman Dasar
menyatakan bahwa penyebab yang mengatur semua gerakan di alam semesta ini adalah sejumlah Hukum Alam Pandangan
ini
menganggap
bahwa
pada
makhluk hidup secara otomatis terjadi hanya berdasar peristiwa fisika-kimiawi belaka. Pandangan mekanisme menyamakan gejala pada makhluk hidup dengan gejala benda tidak hidup sehingga perbedaan hakiki tidak ada. Dengan
begitu
dapat
menghanyutkan
manusia
ke
pandangan materialisme yang selanjutnya ke Ateisme. 3. Agnotisme Aliran
yang
melepaskan
diri
atau
tidak
mempedulikan ada atau tidaknya Sang Pencipta dan aliran ini disebut Agnotisme. Mereka yang mengikuti aliran ini hanya mempelajari gejala-gejala alam. Aliran ini banyak dianut oleh ilmuwan-ilmuwan barat. 4. Filsafat Pancasila Ilmuwan
Indonesia
hendaknya
dapat
menjembatani antara filsafat vitalisme dengan mekanisme, misalnya dalam menjawab pertanyaan "Bagaimana atau kapan hukum alam itu terjadi di alam semesta ini?" Satusatunya jawaban ialah: "Hal itu diciptakan oleh Tuhan." Dari titik awal mulai filsafat vitalisme, sedangkan proses selanjutnya menurut filsafat mekanisme, yakni hukum alam. Dalam hal ini, bagi kita hukum alam adalah sama dengan hukum Tuhan. Walaupun pada jawaban awal Ilmu Kealaman Dasar
27
secara prosedur tidak ilmiah, tetapi mekanisme yang dianggap ilmiah juga tidak dapat menentukan kapan hukum alam itu mulai berlaku dan, kecuali itu, sekali lagi kita beranggapan bahwa hukum alam adalah juga hukum Tuhan. I.A.
benar-benar
merupakan
bahasa
yang
universal, dimengerti oleh semua orang di muka bumi ini. Pernyataan bahwa semua makhluk, termasuk manusia diciptakan oleh Tuhan. Dalam hal lain, manusia dipandang dari I.A. adalah hasil peluang reaksi kimia dan evolusi. Pada hakikatnya, tidak ada pertentangan interpretasi ilmiah dan agama. H. Pembagian Ilmu Pengetahuan (Sains) Berdasar beberapa argumentasi, ilmu pengetahuan atau sains dalam arti luas dibedakan atas berikut ini. 1. Ilmu Pengetahuan Sosial (Social Science) Ilmu Pengetahuan Sosial (Social Science) atau sering disingkat IPS yang membahas hubungan antar manusia sebagai makhluk sosial, yang selanjutnya dibagi atas: a) Psikologi, suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari proses mental dan tingkah-laku. b) Pendidikan, suatu perlakuan atau proses latihan yang terarah dan 28
Ilmu Kealaman Dasar
sistematis menuju ke suatu tujuan. c) Antropologi,
suatu
ilmu
pengetahuan yang mempelajari asalusul dan perkembangan jasmani, sosial, kebudayaan, serta tingkah laku manusia. d) Etnologi, suatu studi Antropologi dari aspek sistem sosio-ekonomi dan pewarisan keaslian
kebudayaan kebudayaan
pertumbuhan kebudayaan,
terutama
dan
faktor
perkembangan serta
perubahannya
dalam masyarakat primitif. e) Sejarah, suatu pencatatan peristiwaperistiwa yang telah terjadi pada suatu bangsa, negara, atau individu. f) Ekonomi, suatu ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan produksi, tukar-menukar
barang
produksi,
pengelolaan dalam ruang lingkup rumah tangga, perusahaan, atau negara. g) Sosiologi, Ilmu Kealaman Dasar
suatu
studi
tentang 29
tingkah-laku sosial, terutama tentang asal-usul organisasi, institusi, dan perkembangan masyarakat manusia. Di samping ilmu pengetahuan cabang-cabang IPS yang tersebut di atas, masih terdapat puluhan cabang yang lain. 2. Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) atau Ilmu Alamiah (Natural Science) Ilmu Pengetahuan yang membahas tentang alam semesta dengan semua isinya dan selanjutnya terbagi atas: a) Fisika (Physics), Suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari benda tidak hidup atau mati dari aspek wujud dengan perubahan-perubahan yang bersifat sementara. Fisika secara klasik dibagi dalam mekanika, panas, bunyi, cahaya, gelombang, listrik, magnet, dan teknik mekanik, teknik sipil, serta teknik listrik (arus lemah dan kuat). Ketiga yang terakhir itu merupakan Fisika terapan. b) Kimia (Chemistry), Suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari benda hidup dan tidak hidup dari aspek susunan materi dan perubahan-perubahan yang bersifat tetap. Kimia secara garis besar dibagi menjadi Kimia Anorganik dan Kimia Organik. Kedua bagian itu pada dasarnya membahas dasar keseluruhan, kemudian
30
Ilmu Kealaman Dasar
diikuti dengan analisis kualitatif dan kuantitatif. Kimia-Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang lebih luas di mana Kimia dan Fisika digabungkan sedemikian rupa sehingga identitas masing-masing hilang. Batas buatan manusia antara Kimia dan Fisika menjadi kabur. Misalnya, beberapa perkembangan yang
besar
dalam
bidang
kimia
teori,
seperti
transformasi inti atom, yang telah dikembangkan oleh para ilmuwan baik dalam bidang kimia maupun fisika. Kimia terapan menghasilkan produk berupa karet sintetis, pupuk sintetis, plastik, bahan peledak dan lainlainnya. c) Biologi (Biological Science), Ilmu pengetahuan yang mempelajari makhluk hidup dan gejala-gejalanya. Biologi dibagi atas cabangcabang, yang antara lain adalah: 1) Botani,
suatu
cabang
Biologi
yang
mempelajari
seluk-
beluk tumbuhan. 2) Zoologi, suatu cabang Biologi
yang
mempelajari hewan. 3) Morfologi. suatu studi tentang
Ilmu Kealaman Dasar
struktur
luar
31
atau
bentuk-luar
makhluk hidup. 4) Anatomi,
suatu
studi
tentang struktur dalam atau bentuk makhluk hidup. 5) Fisiologi,
suatu
studi
tentang fungsi atau faal tubuh makhluk hidup. 6) Sitologi, tentang
suatu
studi
sel
secara
mendalam
meliputi
struktur,
molekuler,
dan lain-lainnya. 7) Histologi,
suatu
studi
tentang jaringan tubuh atau
organ
makhluk
hidup, yang merupakan serentetan
sel
yang
sejenis. 8) Palaentologi, suatu studi tentang
makhluk-
makhluk masa lampau yang kebanyakan hanya berupa fosil.
32
Ilmu Kealaman Dasar
3. Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa yang sering disebut IPBA (Earth Science and Space) Ilmu pengetahuan yang membahas tentang bumi sebagai salah satu anggota tata surya dan ruang angkasa dengan benda angkasa lainnya. IPBA antara lain meliputi: a) Geologi, Suatu cabang IPBA yang membahas struktur bumi. Dalam pembahasannya menggunakan dasardasar kimia dan fisika sehingga mempelajari struktur dan
perubahan
materi,
baik
yang
terdapat
di
permukaan tanah maupun yang terdapat dalam perut bumi. Bagian Geologi yang penting ialah: Petrologi yang
membahas
membahas
gempa
batu-batuan, bumi,
dan
Vulkanologi
yang
Mineralogi,
yang
membahas bahan mineral atau bahan galian yang dalam pembahasannya menggunakan prinsip kimiafisika.
Suatu
subcabang
yang
penting
adalah
Kristalografi yang membahas bentuk-bentuk kristal dari mineral. b) Astronomi, Suatu ilmu pengetahuan yang membahas benda-benda ruang angkasa dalam alam semesta ini, yang meliputi: bintang, matahari, planet, satelit, dan lain-lainnya.
Ilmu Kealaman Dasar
33
Penerapan astronomi yang praktis adalah dalam navigasi, perhitungan waktu, dan kalender. c) Geografi, Suatu ilmu pengetahuan tentang muka bumi dan produk ekonomi sehubungan dengan makhluk hidup, terutama manusia. Geografi sebagai cabang ilmu pengetahuan menggabungkan informasi yang diperoleh dalam semua
cabang
lain,
sehingga
merupakan
ilmu
pengetahuan yang dapat dipakai manusia untuk memecahkan masalah yang dihadapi dalam rangka adaptasi dengan lingkungan. Subcabang yang penting ialah: Fisiografi yang membahas sifat fisis bumi dan Geografi biologi yang membahas kondisi hidup bagi tumbuhan, hewan, dan manusia. Geografi ekonomi merupakan bagian dari geografi biologi yang bersangkutan dengan perusahaan dan ekonomi. I.
Ilmu Pengetahuan Pada Hakikatnya Merupakan Satu Unit Pemisahan atau pembagian ilmu pengetahuan
terjadi karena ilmu pengetahuan berkembang dalam proses yang cukup lama. Namun, dalam perkembangannya lebih lanjut, tampak kecenderungan generalisasi dari beberapa cabang ilmu pengetahuan, sehingga beberapa cabang ilmu 34
Ilmu Kealaman Dasar
pengetahuan itu bertemu kembali, karena pada hakikatnya merupakan
satu
unit.
Misalnya,
penemuan
yang
bersangkutan dengan sifat kelistrikan materi, dan struktur atom telah menjadikan Kimia dan Fisika hampir merupakan satu ilmu pengetahuan. Dalam mempelajari Biologi, maka dasar yang kuat dalam Fisika dan Kimia sangat diperlukan, terutama dalam Biologi molekuler. 1.
Relativitas Ilmu Alamiah Kebenaran yang ditemukan oleh manusia pada
suatu saat mungkin disangkal atau diubah dengan kebenaran yang baru. Teori yang tidak cocok lagi dengan hasil-hasil pengamatan baru, diganti dengan teori yang lebih memenuhi keperluan para ilmuwan. Para ilmuwan menyadari bahwa kebenaran yang
ditemukan
kebenaran
mutlak.
manusia Para
tidak
ilmuwan
pemah
merupakan
sebagai
pencari
kebenaran tidak mengharapkan kepastian terakhir. Perubahan merupakan sifat yang dominan dalam alam semesta ini. Oleh karena itu, tindakan yang paling baik adalah
mendapatkan
kesimpulan
sementara
yang
bersifat tentatif yang didasarkan pada semua data yang ada. Demikianlah kebenaran dalam sains, tidak
Ilmu Kealaman Dasar
35
pernah
mutlak
dan
tidak
pernah
lengkap.Bagan
perkembangan konsep dalam ilmu pengetahuan dapat dijelaskan sebagai berikut. Seorang ilmuwan mula-mula berpegang pada konsep/teori
(1)
dari
melakukan
deduksi
(jawaban
sementara
dijumpainya),
(2)
konsep/teori
untuk
tersebut
merumuskan
terhadap
Berdasarkan
hipotesis
masalah pada
dia yang
hipotesisnya,
ilmuwan merancang cara pengujian hipotesisnya (3) hasil pengujiannya
merupakan
konsep/teori
baru
atau
pembaruan konsep (4) siklus inilah yang disebut deduktoyang
hipotetiko-verifikatif
merupakan
siklus
pengembangan ilmu. 2.
Sikap Ilmiah Salah satu tujuan dalam mempelajari Ilmu
Alamiah adalah
pembentukan sikap ilmiah. Untuk
membuat kriteria yang tepat memang sukar, tetapi berdasarkan beberapa literatur dirumuskan sebagai berikut. a. Memiliki rasa ingin tahu atau kuriositas
yang
tinggi
dan
kemampuan belajar yang besar b. Tidak dapat menerima kebenaran tanpa bukti c. Jujur
36
Ilmu Kealaman Dasar
d. Terbuka e. Toleran f.
Skeptis
g. Optunis h. Pemberani i.
Kreatif atau swadaya
Latihan Soal 1. Uraikan langakah yang digunakan dalam menerapkan metode ilmiah? 2. Sebutkan keunggulan dan kelemahan dari metode ilmiah? 3. Mengepa ilmu alamiah tidak dapat membuktikan ada atau tidaknya Tuhan? 4. Jelaskan mengapa ilmu alamiah merupakan bentuk bahasa yang universal? 5. Mengapa kebenaran dalam agama dan ilmu alamiah kadang berbeda-beda?
Ilmu Kealaman Dasar
37
Alam Semesta
Mikrokosmos (atom, elektron, sel, dll)
Makrokosmos (bintang, galaksi, planet dll) BAB IV
ALAM SEMESTA DAN TATA SURYA A. Alam Semesta Alam semesta adalah ruang dan benda-benda langit yang ada di dalamnya. Alam semesta terdiri dari: 1. Mikrokosmos, dan Mikrokosmos adalah benda-benda yang memiliki ukuran sangat kecil, seperti: atom, elektron, sel dan lain-lain. 2. Makrokosmos. Makrokosmos adalah benda-benda yang memiliki ukuran sangat besar, seperti bintang, planet dan galaksi.
Teori Terbentuknya Alam Semesta a. Teori Keadaan tetap (Steady Stete Theory) 1) Berdasarkan sempurna,
prinsip yaitu
alam
kosmologi semesta
dimanapun dan bilamanapun selalu sama. 2) Alam semesta terjadi pada suatu saat
38
Ilmu Kealaman Dasar
tertentu yang telah lalu. 3) Segala sesuatu di alam semesta selalu tetap sama, walaupun galaksi-galaksi saling bergerak menjauhi satu sama lain. 4) Tiap-tiap
galaksi
terbentuk
(lahir),
tumbuh menjadi tua dan akhirnya mati (galaksi baru memiliki jumlah sebanding dengan galaksi lama). 5) Alam semesta tak terhingga besarnya dan tak terhingga tuanya (tanpa awal dan tanpa akhir). b. Teori Dentuman Besar (Big Bang Theory) 1) Landasan teori adalah asumsi adanya massa yang sangat besar dan memiliki massa jenis yang sangat besar. 2) Karena
adanya
reaksi
inti,
kemudian
meledak dengan dahsyat. Massa tersebut kemudian
mengembang
dengan
sangat
cepat menjauhi pusat ledakan. Pengamatan lebih lanjut yang dilakukan oleh para ahli Astronomi dengan menggunakan alat-alat atau instrumen mutakhir menunjukkan bahwa di alam semesta terdapat bintang-bintang yang beredar mengikuti suatu pusat yang berupa suatu kabut gas pijar yang sangat besar, dikelilingi oleh kelompok-kelompok bintang yang sangat dekat satu sama lain (cluster) dan juga dikelilingi o1eh gumpalan-gumpalan kabut
Ilmu Kealaman Dasar
39
gas pijar yang lebih kecil dari pusatnya (nebula) dan tebaran ribuan bintang. Keseluruhan itu termasuk Matahari kita, yang selanjutnya disebut galaksi. Galaksi itu ternyata tidak satu, tetapi beribu-ribu jumlahnya. Galaksi di mana Bumi kita berinduk diberi nama Milky Way atau Bhima Sakti. Galaksi merupakan kumpulan bintang-bintang yang jumlahnya 1011 atau 100 miliar, dan salah satu di antaranya adalah Matahari. Matahari merupakan pusat tata surya kita. Kumpulan bintang-bintang di dalam galaksi bentuknya menyerupai lensa cembung yang pipih atau berbentuk cakram di mana garis tengahnya mempunyai panjang 100 tahun cahaya dan tebalnya 10 tahun cahaya. Matahari atau pusat tata surya kita berada pada jarak 30 tahun cahaya dari pusat galaksi. Galaksi yang terdekat dengan Bhima Sakti adalah Andromeda. Kedua pusat galaksi tersebut berjarak 1,5 juta tahun cahaya. (Lihat gambar 1)
40
Ilmu Kealaman Dasar
Gambar 1 Bagan kumpulan bintang-bintang dalam galaksi Terjadinya alam semesta (kosmos) telah dipelajari oleh manusia sejak dahulu. Pada permulaan, dipelajari berdasar legenda yang berkembang dari mitos. Kemudian, dikembangkan oleh. orang-orang Yunani kuno menjadi Kosmogeni (ilmu yang mencoba memberi keterangan tentang terjadinya Kosmos). Perkembangan yang pesat dimulai pada abad ke-17 dengan ditemukannya alat-alat teropong bintang dan lain-lain. B. TATA SURYA Ada 2 (dua) kelompok teori tentang kelahiran tata surya, yaitu: a. Kelompok Pertama 1) Tata
surya
berasal
dari
matahari yang sebagian bahan materinya
terlempar
keluar
menjadi planet-planet karena gaya tarik bintang lain yang mendekati matahari. 2) Teori Bintang Kembar, yaitu salah satu dari bintang tersebut meledak
dan
pecahannya
tertarik oleh bintang yang tidak meledak menjadi planet-planet.
Ilmu Kealaman Dasar
41
Sedangkan bintang yang tidak meledak menjadi matahari. b. Kelompok Kedua Tata surya berasal dari kabut asal dan Nebula 1) Teori
Nebula
menurut
Immanuel Kant Nebula terdiri dari helium hidrogen,
dan mula-
mula dingin dan tidak bergerak. Adanya
daya
tarik-menarik antar partikel
partikelakibat
gravitasi dan oleh sesuatu mulai
sebab, berputar
kearah yag sama.
Adanya gerakan tersebut,
maka
terjadi pemampatan dan bagian
nebula
menjadi panas. Pada
42
Ilmu Kealaman Dasar
waktu
menyusut
da
kecepatan berputar bertambah, maka ada
sebagian
bahan-bahan yang terpisah
dan
merupakan cincin yang mengelilingi pusat. Setelah berkondensasi menjadi planet. 2) Teori Nebula menurut Laplace Prinsip
sama
dengan pendapat di
atas,
hanya
disebutkan bahwa Nebula
sudah
panas dan sudah berputar
sejak
semula. Karena pertutaran Nebula pipih piringan
Ilmu Kealaman Dasar
menjadi seperti yang
43
Susunan Tata Surya dikenal
dengan
Kabut Pilin. Inti
Kabut
pilin
yang paling panas menajdi matahar, sedangkan bagian luarnya
menjadi
planet. C. Susunan Tata Surya Susunan tata surya terdiri dari dua kelompok, yaitu: a. Kelompok Planet Dalam, dan Kelompok Planet Dalam meliputi planet-planet yang dekat dengan Matahari, seperti: Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. b. Kelompok Planet Luar. Kelompok Planet Luar meliputi planet-planet yang jauh dari
Matahari
seperti:
Yupiter,
Saturnus,
Uranus,
Neptunus, dan Pluto. Planet Dalam umumnya mempunyai ukuran lebih kecil jika dibandingkan dengan Planet Luar, tetapi Planet Dalam memiliki massa jenis yang lebih besar.
44
Ilmu Kealaman Dasar
Planet Dalam (Merkurius, Kelom Venus, pok Planet Bumi, Luar dan(Y Mars) upiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto)
Galaksi adalah kumpulan bintang-bintang yang jumlahnya 1011 atau 100 milyar dan salah satu diantaranya adalah matahari. Contoh galaksi dalam susunan tata surya kita adalah Galaksi Bhima Sakti (Milky Way) dan Galaksi Andromeda. Telah disebutkan bahwa matahari adalah salah satu dari 100 milyar bintang di dalam Galaksi. Matahari sebagai pusat tata surya berada pada jarak 30 tahun cahaya dari pusat Bhima Sakti. Pada zaman Yunani Kuno, seorang ahli filsafat bernama Clacius Ptolomeus mengemukakan pendapatnya bahwa bumi adalah pusat dari alam semesta. Menurut pandangan ini, matahari, bulan, dan planet-planet beredar mengelilingi bumi yang tetap diam sebagai pusatnya. Pandangan Geosentris ini selama 14 abad lamanya dianut orang. Pada waktu itu, pengamatan secara kasar orangorang Yunani telah dapat mengenal 5 planet, yaitu Merkurius, Venus, Mars, Yupiter, dan Saturnus. Menurut pandangan geosentris ini susunan planet-planet dapat digambarkan pada gambar 2. 0100090000037800000002001c000000000004000000030108000500 00000b0200000000050000000c022305bb0a040000002e0118001c0 00000fb021000070000000000bc0200000000010202225379737465
Ilmu Kealaman Dasar
45
Gambar 2 Letak benda langit menurut Geosentris Merkurius
dan
Venus
disebut
planet
dalam,
sedangkan Mars, Yupiter, dan Saturnus yang berada di luar garis edar Matahari disebut planet luar. Pada abad ke-16, seorang ilmuwan Polandia bernama Nikolas Kopernikus berhasil mengubah pandangan salah yang telah dianut berabad-abad lamanya. Menurut Kopernikus, Bumi adalah Planet, dan seperti halnya dengan planet yang lain,
beredar
mengelilingi
Matahari
sebagai
pusatnya
(heliosentris). Pandangan Kopernikus ini berdasarkan hasil pengamatan yang teliti setia dengan perhitungan yang sistematis. Semua ini berkat bantuan teropong sebagai alat pengamat dan telah berkembangnya Matematika dan Fisika sebagai sarana penunjang pada masa itu. Setelah adanya teropong, dapat diamati lebih banyak planet, seperti Uranus, Neptunus dan Pluto. Pluto yang merupakan planet terjauh, baru ditemukan pada tahun 1930. Sampai saat ini, planet yang telah diketahui ada 10 buah, termasuk Bumi dan Asteroida atau Planetoida. Di samping planet dan satelit, benda angkasa lain yang juga beredar mengelilingi Matahari adalah komet-komet,
46
Ilmu Kealaman Dasar
meteor-meteor, debu, dan gas antar planet. Suatu sistem di mana benda-benda langit beredar mengelilingi Matahari sebagai pusat disebut sistem tata surya. Matahari, seperti halnya bintang-bintang yang lain, dapat dilihat karena memancarkan cahaya sendiri. Planetplanet dan satelit tidak memancarkan cahaya-cahaya sendiri. Planet dan satelit dapat dilihat karena memantulkan cahaya matahari. Dengan mata kasar, planet dapat dibedakan dengan bintang karena kedudukan planet selalu berubah dari waktu ke waktu terhadap bintang-bintang. Menurut pandangan heliosentris, susunan planet di dalam tata surya adalah seperti pada gambar 3. 0100090000037800000002001c000000000004000000030108000500000 00b0200000000050000000c022305bb0a040000002e0118001c000000f b021000070000000000bc02000000000102022253797374656d0005bb0 a0000a3cd0000985c110004ee83394878b3040c020000040000002d010 00004000000020101001c000000fb029cff000000000000900100000000 0440001254696d6573204e657720526f6d616e000000000000000000000 0000000000000040000002d010100050000000902000000020d0000003 20a5a0000000100040000000000b80a210520262d00040000002d01000 0030000000000 Gambar 3 Letak benda menurut Heliosentris Merkurius dan Venus yang berada di antara Bumi dan Matahari disebut planet dalam. Planet Mars, Asteroida, Yupiter, Satumus, Uranus, Neptunus dan Pluto yang beredar
Ilmu Kealaman Dasar
47
di luar garis peredaran Bumi disebut planet luar. Planet-planet mengelilingi Matahari melalui lintasan atau orbit yang bentuknya elips di mana Matahari berada dalam salah satu titik fokusnya. Peredaran planet mengelilingi Matahari disebut gerak revolusi.
Di samping itu,
planet-planet beredar
mengelilingi sumbunya yang disebut rotasi. Adanya gerak rotasi pada bumi dan planet menyebabkan timbulnya peredaran siang dan malam pada bumi dan planet-planet. Dilihat dari selatan, gerak revolusi maupun gerak rotasi planet-planet berlawanan arah jarum jam, atau dari Timur ke Barat, ada beberapa yang searah jarum jam. Waktu untuk satu putaran revolusi disebut kala revolusi, sedang waktu satu putaran rotasi disebut kala rotasi. Untuk bumi, kala revolusinya adalah 1 tahun (365 1/4 hari), sedangkan kala rotasinya 1 hari (24 jam). Tabel berikut ini menggambarkan ukuran dan peredaran
planet-planet.
Angka-angka
pada
tabel
dimaksudkan untuk memudahkan gambaran secara kualitatif. Tabel 1 : Tata Surya Tata Surya
Garis Tengah
Masa
Matahari
167 333.400,00
Merkurius
0,4
Venus
Massa Jarak Jenis
Kala Rotasi
Kala Revolusi
-
-
25 hari
0,05
5,0
0.4
59 hari
88,0 hari
0,9
0,81
5,1
0,7
249 hari
225,0 hari
Bumi
1,0
1,00
5,5
1,0
24 , jam
365,25 hari
Mars
0,53
0,11
4,1
1,5
24,6 jam
687,0 hari
48
Ilmu Kealaman Dasar
-
Yupiter
10,84
318,00
1,3
5,2
9,9 jam
11,9 hari
Saturnus
9,17
94,10
0,7
9,5
10,4 jam
29,5 tahun
Uranus
3,72
14,40
1,5
19,3
10,8 jam
84,0 tahun
Neptunus
3,38
17,10
2,5
30,1
15,7 jam
164,8 tahun
Pluto
0,90
0,90
6,8
40,0
6,4 jam
284,4 tahun
Keterangan Tabel
:
Garis Tengah
:
Masa
:
Massa jenis Jarak
:
Angka pada tabel menyatakan perkaliannya dengan tengah atau diameter Bumi. Diameter Bumi 12.640 km. Angka pada tabel menyatakan perkaliannya dengan massa Bumi. Massa Bumi ± 6.1024 kg. Angka dalam tabel menyatakan perkaliannya dengan massa jenis air. Massa jenis air= 1 g/cm3. Angka pada tabel menyatakan perkaliannya dengan jarak Bumi – Matahari = 149 juta km atau 1 satuan astronomi atau Astronomical Unit (AU).
Berikut ini beberapa kesimpulan secara kualitatif yang dapat diperoleh dari tabel tersebut. 1) Matahari
merupakan
anggota
tata
surya yang paling besar. 2) Yupiter
merupakan
terbesar,
planet
sedangkan
yang
Merkurius
merupakan planet terkecil (di luar Asteroida). 3) Pluto mempunyai massa jenis paling besar dibandingkan planet yang lain. Saturnus
mempunyai
massa
jenis
paling kecil, dan lebih kecil dari massa jenis
air
sehingga
Ilmu Kealaman Dasar
Saturnus
akan
49
terapung di dalam air. 4) Semakin jauh planet dari Matahari, semakin besar kala revolusinya. 5) Sepintas lalu, tidak ada kaitan antara kala rotasi planet dengan massa, garis tengah, massa jenis dan jaraknya terhadap Matahari. D. Bagian-bagian Tata Surya Tata surya terdiri dan Matahari sebagai pusat dan benda-benda lain seperti planet, satelit, meteor-meteor, kometkomet, debu, dan gas antarplanet beredar mengelilinginya. Keseluruhan sistem ini bergerak mengelilingi pusat galaksi. 1. Matahari Matahari merupakan anggota tata surya yang paling besar. Pada tata surya kita di mana 98 % massa tata surya terkumpul pada Matahari. Di samping sebagai pusat peredaran, Matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, chromosfer, dan corona. Pada pusat Matahari, suhunya mencapai jutaan derajat Celcius dan tekanannya ratusan juta atmosfer. Kulit fotosfer suhunya ± 6000° C dan memancarkan hampir semua cahaya. Menurut I .R. Meyer, panas Matahari berasal dari batu meteor yang berjatuhan dengan kecepatan tinggi
50
Ilmu Kealaman Dasar
pada permukaan Matahari yang disebut reaksi "hidrogen helium sintesis". Matahari sangat penting bagi kehidupan di muka bumi karena: 1) Merupakan sumber energi (sinar panas). Energi yang terkandung dalam batubara dan minyak bumi sebenamya
juga
berasal
dari
matahari. 2) Mengontrol
stabilitas
peredaran
bumi yang juga berarti mengontrol terjadinya siang dan malam, bulan, tahun, ,serta peredaran planet lain. 3) Dengan
mempelajari
matahari
yang merupakan bintang yang terdekat,
berarti
mempelajari
bintang-bintang lain. 2. Planet Merkurius Merkurius
merupakan
planet
terkecil
dan
terdekat dengan Matahari. Merkurius tidak mempunyai satelit atau bulan dan tidak mempunyai hawa.
3. Planet Venus Planet ini lebih kecil dari Bumi, mempunyai albedo 0,8 atau 20 % cahaya Matahari yang datang diserap.
Ilmu Kealaman Dasar
51
Planet ini diliputi awan tebal (atmosfer) yang mungkin terjadi dari karbon dioksida tetapi tidak mengandung uap air dan oksigen. Planet ini tidak mempunyai satelit. Venus menempati urutan kedua terdekat dengan Matahari. Planet ini terkenal dengan Bintang Kejora yang bersinar terang pada waktu sore atau pagi hari. Besarnya hampir sama dengan Bumi. Rotasi Venus ±247 hari, dan berevolusi (mengelilingi Matahari) selama 225 hari, artinya 1 tahun Venus adalah 225 hari. 4. Planet Bumi Bumi menempati urutan ketiga terdekat dengan matahari. Ukuran besarnya hampir sama dengan venus. Bumi mengadakan rotasi 24 jam, berarti hari bumi = 24 jam. Satu hari Venus=247 hari bumi atau 247 x 24 jam bumi atau 247 x 24 jam bumi. Bumi mempunyai atmosfer dan mempunyai sebuah satelit, yaitu Bulan. Bumi mengadakan revolusi selama 365 ¼ hari. Sekali memutar keliling matahari disebut juga 1 tahun. a. Gerak Rotasi Bumi Pepatan
Bumi
besamya
1/300
sehingga
dapatlah dianggap bumi memiliki bentuk_bola. Titik pusatnya berimpit dengan titik pusat bola langit. Sumbunya menembus permukaan Bumi di kutub Utara dan Selatan. Orang menganggap bahwa bola langit
52
Ilmu Kealaman Dasar
tetap tinggal diam, sedang bumi berputar pada sumbunya dari Barat ke Timur. Gerak Bumi berputar pada porosnya disebut rotasi dari bumi. Arah rotasi bumi sama dengan arah revolusinya, yakni dari Barat ke Timur. Inilah sebabnya mengapa matahari terbit lebih dulu di Irian Jaya daripada di Jawa. Satu kali rotasi Bumi menjalani 360° yang ditempuh selama 24 jam. Jadi, setiap derajat ditempuh dalam 4 menit. Rotasi Bumi ini tidak dapat kita saksikan. Gerak dari Timur ke Barat Matahari serta benda-benda langit lainnya disebut gerak semu harian Matahari. Tempat-tempat yang terletak pada garis bujur yang sama, maka sama pula waktunya. (Lihat gambar 4).
Ilmu Kealaman Dasar
53
Gambar 4. Gerak Semu Harian Matahari
b. Akibat Rotasi Bumi 1) Gerak
semu
harian
dari
Matahari, yang
seakan-
akan Matahari, bulan, bintangbintang,
dan
benda-benda langit lainnya
54
Ilmu Kealaman Dasar
terbit di Timur dan terbenam di Barat. 2) Pergantian siang
dan
malam
di
mana separuh dari bola bumi menerima sinar Matahari (siang), sedangkan separuh
bola
lainnya mengalami kegelapan (malam). Batas siang
dan
malam
ini
merupakan sebuah lingkaran
di
sekeliling bumi.
(Lihat
gambar 5). 3) Penyerongan
Ilmu Kealaman Dasar
55
atau penyimpangan arah
angin,
arus laut, yang dapat diterangkan dengan hukum
Buys
Ballot. 4) Penggelembun gan
di
Khatulistiwa serta Pemepatan di kedua
kutub
Bumi. Gambar 5 Kedudukan Bumi pada bulan Juni dan Desember. Garis tebal putus-putus menunjukkan lintasan Bumi ketika revolusi
56
Ilmu Kealaman Dasar
Gambar 20
5) Penyerongan atau penyimpangan arah
angin,
arus laut, yang dapat diterangkan dengan hukum
Buys
Ballot. 6) Penggelembun gan
di
Khatulistiwa serta Pemepatan di kedua
kutub
Bumi. 7) Timbulnya gaya
Ilmu Kealaman Dasar
57
sentrifugal yang menyebabkan pemepatan Bumi tersebut serta pengurangan gaya
tarik
hingga
arah
vertikal (untingunting) tepat
tidak menuju
ke titik pusat Bumi, kecuali di khatulistiwa dan di Kutub. 8) Adanya
dua
kali air pasang naik
dan
pasang
surut
dalam
sehari
semalam. 9) Perbedaan waktu
antara
tempat-tempat
58
Ilmu Kealaman Dasar
yang berbeda derajat busurya. c. Gerak Revolusi dari Bumi Berkat penyelidikan tiga sarjana, yaitu Galileo Galilei, Tycho Brahe, dan Keppler maka susunan alam secara
Heliosentris
dari
Kopernikus
diakui
keunggulannya. Dalam susunan ini, maka bumi berevolusi
mengelilingi
Matahari.
Bumi
beredar
mengelilingi matahari dalam satu kali revolusi selama waktu satu tahun. Selama mengedari matahari ternyata sumbu bumi miring dengan arah yang sama terhadap bidang ekliptika. Kemiringan sumbu bumi ini besamya 23 1/2° terhadap bidang ekliptika tersebut. Akibat dari revolusi bumi ialah: 1) Pergantian empat musim, yakni
di
sebelah Utara garis
balik
Utara (23 1/20 LU). 2) Perubahan lamanya siang
Ilmu Kealaman Dasar
59
dan malam. 3) Terlihatnya rasi (konstelasi) bintang
yang
beredar
dari
bulan
ke
bulan. Lintasan
Bumi
dalam
revolusinya
terhadap
matahari disebut orbit 5. Planet Mars Planet ini berwarna kemerah-merahan yang diduga tanahnya mengandung banyak besi oksigen, sehingga kalau oksigen masih ada, jumlahnya sangat sedikit. Pada permukaan planet ini, didapatkan warnawarna hijau, biru, dan sawo matang yang selalu berubah sepanjang masa tahun. Diperkirakan perubahan warna tersebut sebagai perubahan musim dan memungkinkan adanya lumut dan tumbuhan tingkat rendah yang lain. Penyelidikan terakhir menunjukkan bahwa Planet Mars terdapat uap air, meskipun dalam jumlah yang sangat kecil. Namun, para ahli lebih cenderung berpendapat perubahan warna permukaan planet disebabkan oleh angin pasir dan bukannya organisme. Mars mempunyai dua satelit atau bulan yaitu phobus dan daimus.
60
Ilmu Kealaman Dasar
6. Planet Yupiter Yupiter merupakan planet terbesar. Berdasarkan analisis spektroskopis, planet ini mengandung gas metana dan amoniak yang banyak serta mengandung gas hidrogen, albedonya 0,44. Yupiter mempunyai kurang lebih 14 satelit atau bulan. Planet Yupiter bergaristengah 138.560 km, rotasinyacepat yaitu 10 jam (bandingkan dengan bumi yang berotasi 24 jam). Yupiter tampak sebagai “bintang" yang terang muncul pada tengah malam. Karena rotasinya cepat, pada bagian ekuator tampak sedikit mengembang dan membentuk sabuk.
7. Planet Saturnus Saturnus mempunyai massa jenis yang sangat lebih kecil dari air yaitu 0,75 g/cm3 sehingga akan terapung di air. Temyata, planet ini berupa gas yang terdiri dari metana dan amoniak dengan suhu rata-rata 103° C. Saturnus mempunyai 10 satelit dan di antaranya yang terbesar disebut Titan (besarnya 2 kali besar bulan bumi), yang lain disebut Phoebe yang bergerak berlawanan arah dengan 9 satelit lainnya, yang menunjukkan bahwa phoebe bukan "anak kandungnya". Planet Saturnus merupakan planet terbesar kedua setelah Yupiter. 8. Planet Uranus Uranus memiliki 5 satelit. Berbeda dengan planet Ilmu Kealaman Dasar
61
yang lain, arah gerak rotasi Uranus dari Timur ke Barat.
9. Planet Neptunus Neptunus
mempunyai
dua
satelit,
satu
di
antaranya disebut Triton. Satelit Triton beredar berlawanan arah dengan gerak rotasi Neptunus. Jarak ke Matahari 4470 juta km, mengelilingi Matahari dalam 165 tahun sekali seputar. 10. Planet Pluto Pluto merupakan planet terjauh dari matahari planet ini baru diketahui pada tahun 1930. Pluto disebut juga sebagai Transneptunus karena ada dugaan planet ini merupakan bangian satelit Neptunus yang terlepas. Suhu rata-rata pada planet ini adalah 220°C. Pluto adalah nama Dewa Kegelapan dan bangsa Yunani dan pemberian nama itu berdasarkan kenyataan planet yang mendapat sinar Matahari sangat sedikit, karena letak dan jaraknya dengan matahari ±5811 juta km Pluto tidak memiliki satelit. Pada tahun 2001 Para ilmuwan menemukan planet lain yang terletak di antara pluto dan Neptunus. Planet itu disebut alutoida. E. Benda-benda Lain dalam Tata Surya Pada tata surya, kecuali terdapat planet-planet yang telah disebutkan di muka, terdapat pula bend-benda lain 62
Ilmu Kealaman Dasar
berikut ini.
1. Planetoida
atau
Asteroida Benda-benda
itu
mengorbit
mengelilingi
Matahari pada jarak antara Mars dan Yupiter. Pada saat ini, benda semacam itu telah diketahui sebanyak ± 2000 buah, berbentuk bulat dan kecil. Yang terbesar bernama Ceres dengan diameter 750 km. Benda-benda langit itu disebut planetoida atau "bukan planet", untuk membedakannya dengan planet utama yang telah diterangkan. 2. Komet atau Bintang Berekor Meskipun komet disebut sebagai bintang berekor, tetapi komet bukan tergolong bintang alam dalam arti yang sebenarnya. Komet merupakan anggota tata surya, yang beredar mengelilingi Matahari dan menerima energinya dari Matahari. Komet
sebenamya
merupakan
kumpulan
bungkah-bungkah batu yang diselubungi kabut gas. Cahaya
matahari
yang
mengenai
komet
sebagian
dipantulkan, sedangkan lainnya berupa sinar ultraviolet akan terjadi eksitasi pada gas yang menyelubungi komet. Akibat eksitasi ini akan terjadi resonansi atau fluorescensi, dan gas yang berpendar memancarkan cahaya.
Ilmu Kealaman Dasar
63
3. Meteor atau Bintang Beralih Meteor bukan tergolong bintang karena meteor merupakan anggota tata surya. Meteor berupa batu-batu kecil yang berdiameter antara 0,2 sampai 0,5 mm dan massanya tidak lebih dari 1 gram. Meteor ini semacam debu angkasa yang bergerak dengan kecepatan rata-rata 60 km/detik atau 60 x 60 x 60 km per jam. Jika oleh sesuatu sebab meteor masuk atmosfer Bumi, karena gesekan dengan atmosfer akan timbul panas dan tampak berpijar. Gerak meteor yang pijar ini biasanya disebut bintang beralih. Jadi, suatu meteor akan tampak jika memasuki atmosfer Bumi. Dan karena suhunya yang tinggi, meteor itu sendiri akan hancur sebelum sampai ke permukaan Bumi. Ada beberapa anggapan yang menduga meteor berasal dan letusan di Bulan, ada pula yang beranggapan berasal dari debu asteorida yang terlepas dari garis edarnya. Dan ada pula anggapan bahwa meteor berasal dari debu komet yang terlepas. 4. Satelit Satelit
merupakan
pengiring
planet.
Satelit
beredar mengelilingi planet, dan bersama-sama beredar mengelilingi Matahari. Peredaran satelit mengelilingi
64
Ilmu Kealaman Dasar
planet disebut gerak revolusi satelit. Di samping itu, satelit juga melakukan gerak rotasi, yaitu beredar mengelilingi sumbunya sendiri. Pada umumnya, arah rotasi dan revolusi satelit sama dengan arah rotasi dan revolusi planetnya, yaitu dari Barat ke Timur, kecuali satelit dari planet Neptunus. Planet yang telah diketahui tidak mempunyai satelit adalah Merkurius, Venus, dan mungkin juga Pluto. Bulan merupakan satu-satunya satelit dari planet Bumi. Kala rotasi Bulan adalah satu bulan, sama dengan kala revolusinya satu bulan. Berakibat permukaan Bulan yang menghadap ke Bumi selalu tetap. Atau, kita akan selalu melihat bagian permukaan Bulan yang sama sepanjang waktu. Jarak antara Bumi dengan Bulan kurang lebih 384.403 km dan merupakan benda langit yang paling dekat terhadap
bumi.
Jika
dibandingkan
Bumi,
Bulan
mempunyai ukuran: (1) Massa Bulan = 1/10 massa Bumi (2) Diameter Bulan = 1/4 diameter Bumi = 3000 km. (3) Gravitasi Bulan = 1/6 gravitasi Bumi. Permukaan Bulan penuh dengan kawah-kawah dan gunung-gunung. Bagian Bulan yang gelap, halus, dan datar disebut lembah Maria. Di permukaan Bulan tidak ada hawa. Tidak adanya hawa di Bulan mengakibatkan: 1) suhu
Ilmu Kealaman Dasar
berubah
65
sangat cepat, suhu tertinggi 110° C sedangkan
suhu
terendah-173° C; 2) bunyi tidak dapat merambat sehingga
sangat
sunyi; 3) langit
tampak
kelam; dan 4) tidak
ada
peredaran sehingga
air, kering
kerontang. Struktur
susunan
Bumi
dapat
dijelaskan
sebagaimana berikut: 1) Kerak bumi, tebal 30-70 km 2) Selubung bumi, tebal 1200 km 3) Lapisan kerak bumi dan selubung bumi disebut Lithosfera 4) Lapisan
antara
disebut
Challiosfera, tebal 1700 km 5) Inti besi-nikel atau Barysfera, jarijarinya 3500 km 6) Kerak bumi dibagi menjadi a) Bagian atas, tebal 15
66
Ilmu Kealaman Dasar
km, tipe magma granit b) Bagian tengah, tebal 25 km, tipe magma basah c) Bagian bawah, tebal 20 km,
tipe
magma
peridotir dan eklogit 7) Bumi diselimuti oleh lapisan udara atau gas disebut Atmosfer, yang berfungsi melindungi bumi dari kehancuran oleh matahari 8) Atmosfer terdiri dari a) Troposfera (ketinggian + 20 km) b) Statosfera (ketinggian + 80 km) c) Ionosfera (ketinggian + 400 km) d) Exosfera (ketinggian + 800 km) 9) Hidrosfera adalah semua air yang ada di dalam dan di atas bumi. Samudra atau lautan merupakan +71% bagian hodrosfera. Bagian lain dari hidrosfera adalah es kutub utara dan selatan 10) Daur Hidrologik adalah perjalanan
Ilmu Kealaman Dasar
67
air dari laut ke daratan lewat udara dan dari daratan ke laut. Pada awalnya bumi belum mengandung air, yang ada hanya Lithosfera dan Atmosfer. Atmosfer makin lama makin dingin, akhirnya terbentuklah air (H2O) yang masih berbentuk gas yang kemudian berbentuk uap dan akhirnya setelah suhu cukup rendah (+100%) terbentuklah embun dan hujan. Dan terbentuklah sungai dan lautan tetapi belum terdapat kehidupan.
Latihan Soal 1. Apa yang di maksud dengan galaksi dan apa yang dimaksud dengan Bhima Sakti atau Milky Way? 2. Sebutkan susunan galaksi bhima sakti menurut padndangan helio sentries maupun geosentris? 3. Sebutkan perbedaan antara planet dan satelit? 4. Secara kasar bagaimanakah orang dapat membedakan antara bintang dan planet? 5. Menurut pandangna helio sentries apa yang dimaksud dengan planet-planet luar dan planetplanet dalam? 6. Apa yang dimaksud dengan albedo? 7. Sebutkan beberapa alas an yang membuat manusia cenderung berpendapat bahwa planet mars lebih memeungkinkan ada kehidupan di bandingkan
68
Ilmu Kealaman Dasar
planet lain selain bumi? 8. Mengapa permkaan bulan yang menghadap ke bumi selalu tetap? 9. Jelaskan mengapa komet mempunyai ekor? 10. Jelaskan bagaiman meteor dapat di lihat dan mengapa jarang sekali sampai ke permukaan bumi?
Ilmu Kealaman Dasar
69
BAB V KEANEKARAGAMAN MAHLUK HIDUP DAN PERSEBARANNYA Dalam Bab IV telah dikemukakan tentang terbentuknya Bumi sebagai salah satu planet dan tata surya dalam alam semesta ini. Pada awalnya, Bumi masih belum mengandung air; yang ada di luar hanya lithosfer dan atmosfer. Atmosfer semakin lama semakin dingin, dan akhirnya terbentuklah air (H2O) yang masih berbentuk gas yang kemudian bentuk uap, dan akhirnya, setelah suhu cukup rendah dan diperkirakan 100° C, terbentuklah embun dan hujan. Mulai saat itu, terbentuk sungai, danau, dan lautan, tetapi belum terdapat kehidupan. A. Biosfer Setelah bola Bumi mengalami pendinginan dan terbentuknya benua, danau, sungai, dan lautan pada kira-kira 2250 juta lalu, terbentuklah wahana bakal biosfer, yaitu suatu tempat tinggal tempat makhluk hidup melangsungkan kehidupan. Dalam kehidupan makhluk hidup terbentuk sistem hubungan antar makhluk hidup tersebut dengan materi dan energi mengelilinginya. Tempat dan sistem itulah yang disebut biosfer. Suatu benda dinyatakan sebagai benda hidup atau makhluk Jika memiliki ciri-ciri (1) melakukan pertukaran zat
70
Ilmu Kealaman Dasar
atau metabolisme; artinya adanya zat yang masuk dan keluar: (2) tumbuh, artinya bertambah besar karena pertambahan dari dalam dan bergerak; (3) melakukan reproduksi atau kembang biak, (4) memiliki irritabilitas atau kepekaan terhadap rangsangan dan memberikan reaksi terhadap rangsangan itu; serta (5) memiliki kemampuan mengadakan adaptasi terhadap lingkungan. Sebelum makhluk hidup muncul di permukaan Bumi, yang ada hanya bakal biosfer, yaitu lingkungan fisis saja. Oleh karena itu, timbullah pertanyaan darimana dan bagaimana makhluk hidup itu menghuni bumi itu? Untuk menjawab pertanyaan itu terdapat beberapa teori, yaitu antara lain: 1. Teori Cosmozoa, Teori yang menyatakan bahwa makhluk hidup datang di Bumi dari bagian lain alam semesta ini. Diperkirakan bahwa suatu benda berat telah menyebarkan benda hidup dan benda hidup itu merupakan suatu partikel-partikel kecil. 2. Teori Pfluger, Teori yang menyatakan bahwa Bumi berasal dari suatu materi yang sangat panas, kemudian dari bahan itu mengandung karbon dan nitrogen terbentuk senyawa Cyanogen (CN). Senyawa tersebut dapat terjadi pada suhu yang sangat tinggi dan selanjutnya terbentuk zat protein Ilmu Kealaman Dasar
71
pembentuk protoplasma yang akan menjadi makhluk hidup. 3. Teori Moore, Teori yang menyatakan bahwa hidup dapat muncul dari kondisi yang cocok dari bahan anorganik pada saat Bumi mengalami pendinginan melalui suatu proses yang kompleks dalam larutan yang labil. Bila fase keadaan kompleks itu tercapai akan muncullah hidup. 4. Teori Alien, Teori yang menyatakan bahwa pada saat keadaan fisis Bumi ini seperti keadaan sekarang, beberapa reaksi terjadi yaitu energi yang datang dari sinar Matahari diserap oleh zat besi yang lembab dan menimbulkan pengaturan atom dari materi-materi. Interaksi antara nitrogen, karbon. hidrogen, oksigen, dan sulfur dalam genangan air di muka Bumi akan membentuk zat-zat yang difus yang akhirnya membentuk protoplasma benda hidup. 5. Teori Transendental, Teori atau dari ciptaan yang merupakan jawaban secara relegi bahwa benda hidup itu diciptakan oleh Super Nature atau Tuhan Yang Mahakuasa di luar jangkauan Sains.
72
Ilmu Kealaman Dasar
6. Konsep atau Teori Modern, Beberapa ahli Ilmu Alamiah dari Aristoteles sampai beberapa abad kemudian berpendapat bahwa berdasarkan pengamatannya, benda-benda hidup itu mungkin dapat timbul dari benda tidak hidup. Sebagai contoh, dinyatakan bahwa cacing berasal dari lumpur; ulat berasal dari daging yang membusuk; kutu pakaian berasal dari kotak-kotak penyimpanan pakaian; tikus berasal dari pakaian-pakaian bekas yang tersimpan lama. Pendapat demikian disebut abiogenesis atau generatio spontanea. Pada abad ke-17 Francisco Redi menyatakan bahwa daging yang dibebaskan dari pencemaran lalat tidak menghasilkan ulat (larva). Kemudian antara tahun 1859-1861 Louis Pasteur menunjukkan bahwa penguraian (pembusukan) bahan cairan kaldu dan peragian perasan cair dari buah anggur disebabkan oleh mikro-organisme yang terbawa oleh udara. Hal ini sebagai penegasan pendapat dari Spalanzani yang dikemukakan satu abad sebelumnya. Percobaan Louis Pasteur menunjukkan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup lainnya. Dan terkenal ucapannya Omne Vivo Ex Ovo, Omne Ovo Ex Vivo. Namun, pendapat ini tidak dapat menjawab pertanyaan bagaimana asal-usul benda hidup yang pertama (Lihat gambar 6).
Ilmu Kealaman Dasar
73
Gambar 6 Percobaan Louis Pasteur yang menumbangkan paham abiogenesis dan beralih ke teori biogenesis B. Evolusi Kehidupan Makhluk hidup yang ada di permukaan Bumi beraneka ragam, tetapi secara garis besar makhluk hidup dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu tumbuhan dan hewan. Tumbuhan yang termasuk makhluk, secara relatif tidak dapat pindah tempat (terutama tumbuhan tingkat tinggi), sedangkan yang berhijau daun (berchlorophyl) dapat membuat makanannya sendiri dengan mengambil energi dari
74
Ilmu Kealaman Dasar
sinar
Matahari
(autotroph):
Sebaliknya,
hewan
seperti
kebanyakan mobil, artinya banyak bergerak atau pindah tempat. Hewan tidak dapat membentuk makanannya sendiri, maka ia mengambil makanan dari makhluk lain (heterotroph). Dalam teori evolusi dikatakan bahwa makhluk yang mula-mula adalah sangat sederhana tingkatnya, yang bersel tunggal dan hidup dari bahan anorganis sehingga tergolong tumbuhan. Dari golongan tumbuhan itu, sebagian berubah menjadi hewan, yang selanjutnya berevolusi menjadi makhluk yang beraneka ragam seperti kehidupan masa kini. Mutasi yang berarti pindah, yaitu pindah jenis. dapat maju dan dapat mundur. Mutasi mundur terjadi tetapi jenis yang lebih mundur atau lebih buruk akan mengakibatkan kepunahannya sendiri. Mutasi maju hanya kadang-kadang ada dan ini mengakibatkan perubahan ke arah kemajuan. Petunjuk evolusi dapat kita lihat dari: (1) geologi dan palaentologi; (2) morfologi dan anatomi perbandingan; (3) reaksi fisiologis perbandingan; (4) penyebaran mahluk di muka bumi; dan (5) embriologi. Selanjutnya, bagan sejarah kehidupan di muka bumi dapat kita lihat pada tabel berikut.
Ilmu Kealaman Dasar
75
Sejarah Perkembangan Kehidupan di Bumi Berdasar Kala KULP dari Universitas Columbia Era
Periode
Waktu
Kehidupan
(juta tahun) Ce no
Kuaner
2
Tersier
70
Me soz oik (se ku nd er)
Kreta (kapur)
135
Yura
180
Trias
225
76
Ilmu Kealaman Dasar
Bangkitnya manusia. Punahnya tipe mamalia primitif. Perkembangan jenis mamalia modern. Munculnya manusia primitif. Tumbuhan modern sepanjang era. Munculnya spesies Moluska modern. Permulaan tipe mamalia modern. Kulminasi Reptilia.
Jumlah besar Kerang terutama tipe Oyster (Tiran) Kenampakan tumbuhan berbunga. Macam-macam Reptilia banyak berkembang. Burung tampak pertama kali Mamalia kecil dan jarang Kenampakan Dinosaurus, Reptilia terbang, Reptilia berenang, dan mamalia
Perm
270
(Pr im er)
Karbon atas (Pennsylvania)
325
Karbon bawah (Missisippi)
350
Devon
400
Pal eoz oik (Pr im er)
Silur
440
Ordovicium
500
Kambrium
600
Ilmu Kealaman Dasar
Perkembangan Cephalopoda beruas kompleks. Perkembangan banyak macam Reptilia ganjil. Punahnva trilobita. Kehidupan banyak berkurang pada akhir periode. Munculnya Reptilia dan insekta pertama. Kulminasi tumbuhan palaeozoik. Hiu dan krinoida banyak berkembang. Tumbuhan menjadi sangat banyak. Perkembangan ikan dengan kebangkitan semua golongan. Perkembangan hewan beranggota berpasangan. Permulaan ada hutan. Permulaan Amfibia. Ciri-ciri melemahnya dalam trilobita Munculnya scorpio, hewan bernapas, dengan insang ikan jarang. Krinioda banyak Permulaan Amphibia, koral. Bangkitnya Cephalopoda. Munculnya ikan Trilobita dan
77
Pro ter ozo ik
1500
Ar che ozo ik
78
2000
Ilmu Kealaman Dasar
Brachiopoda dominan. Permulaan banyak fosil. Beberapa fosil, tetapi semuanya rusak dan kebanyakan tidak dapat ditemukan. Algae merupakan bentuk kehidupan yang umum. Tidak ada fosil, tetapi ada beberapa indikasi kehidupan
Pada era Archeozoik, mulai muncul mahluk pertama seperti yang telah diuraikan diawal bab ini. Pada era Proterozoik, mahluk yang pertama itu mengalami evolusi menjadi mahluk bersel tunggal (Bakteri, Alga dan Protozoa). Pada era Palaeozoik,
dalam
Brachiopoda;
periode
dalam
Kambrium
periode
muncul
Trilobita,
muncul
Ordovici
hewan
Chephalopada dan ikan; dalam periode Silur muncul hewan Scorpio, Crinoidea, dan Karang; pada periode Devon muncul ikan, permulaan hutan, dan Amphibia; pada periode Karbon bawah muncul tumbuhan kormofita dan pada periode Karbon atas muncul Reptilia dan Insekta pertama; dan pada periode Perm muncul beberapa jenis Reptilia. Pada era Mesowik dalam periode Trias muncul bangsa Dinosaurus; alam periode Yura mulai
muncul
burung
pertama,
dalam
periode
Kreta
merupakan titik puncak Reptilia, muncul Anthofita. Pada era Cenozoik, dalam periode Tersier mucul manusia primitive dan hewan mamalia lainnya. C. Evolusi Manusia Penemuan
Darwin
yang
memberikan
petunjuk
bahwa manusia adalah keturunan dari makhluk yang bukan manusia menimbulkan banyak reaksi yang pro dan kontra di kalangan
masyarakat
ilmiah.
Terlebih
karena
manusia
mempunyai persamaan-persamaan dengan kera, sedangkan persamaan-persamaan itu menunjukkan adanya kekerabatan. Namun demikian, marilah kita tinjau manusia dari segi biologi
Ilmu Kealaman Dasar
79
dan dari segi evolusi saja. Manusia adalah suatu spesies biologi. Dengan sendirinya, manusia tidak dapat luput dari pengaruh faktorfaktor atau kekuatan biologi. Di samping itu, manusia adalah suatu hasil perkembangan evolusi yang lama sekali. Buktibukti memberikan petunjuk bahwa manusia berasal dari makhluk yang bukan manusia, meskipun bukti-bukti tersebut tidak lengkap dan hanya berbentuk bagian yang melukiskan tahap-tahap proses yang telah berlangsung. Bukti-bukti tentang adanya evolusi manusia yang telah berlangsung semakin banyak dikumpulkan oleh para ahli. Lagi pula, saat ini evolusi manusia juga tengah berlangsung dan yang lebih penting lagi biologi adalah suatu proses untuk mengumpulkan pengetahuan yang dapat memungkinkan manusia untuk mengontrol dan mengarahkan evolusi. Kekuatan utama yang mengarahkan evolusi manusia adalah
inteligensinya,
kemampuannya
mempergunakan
bahasa dengan segala macam simbolnya dan kebudayaan yang dibina oleh manusia. Bukti-bukti tentang adanya evolusi manusia sebagai berikut. 1. Sifat-sifat dari Ordo Primata Bila kita bandingkan sifat-sifat (fenotipe) yang dipunyai oleh familia kera (Poiigidae) dengan manusia, maka dengan mudah akan terlihat persamaan-persamaan tertentu di samping perbedaan yang ada. Kebanyakan primata hidup di hutan dan memanjat. Ibu jari tangan dan
80
Ilmu Kealaman Dasar
kaki dapat dikatupkan dengan jari-jari yang lain, suatu hal yang sangat menguntungkan untuk hewan yang memanjat dan
berlompatan
di
pohon-pohon.
Manusia
telah
kehilangan sifat yang demikian itu. Kebanyakan primata mempergunakan tangan dan kakinya untuk memegang sesuatu. Manusia tidak lagi mempergunakan kakinya untuk memegang sesuatu karena kaki dikhususkan untuk berjalan. Gigi primata adalah gigi pemakan segala, seperti halnya gigi manusia. Pada mamalia, mata terletak di kedua belah samping kepala yang memungkinkan pandangan dengan sudut yang luas karena ke dua mata tertuju ke depan. Di
samping
persamaan-persamaan
tersebut,
banyak sifat yang membedakan manusia dari kera. Salah satu di antaranya yang terpenting adalah volume otaknya. Familia kera yang terbesar, gorila misalnya, volume tengkoraknya hanya sekitar 609 cc, sedangkan volume tengkorak manusia modern yang terkecil lebih dari 900 cc. Rata-rata volume otak manusia modem ialah 1230 cc. Tulang dahi di atas mata dari kera sangat menonjol, sedangkan pada manusia modem tidak demikian. Dahi manusia membentuk sudut yang tegak, sedangkan dahi kera membentuk sudut yang tajam. Rahang bawah manusia membentuk dagu yang tajam, sedangkan rahang bawah kera tidak demikian. Tangan kera lebih panjang dari pada tangan manusia.
Ilmu Kealaman Dasar
81
2. Kera Manusia dan Afrika Pada tahun 1924, Raymond Dart, seorang ahli anatomi yang mengaiar di Johanesburg, menemukan sebuah fosil tengkorak dari pertambangan batu kapur Taung, Afrika Selatan. la menamakan marga baru yang ditemukannya itu Australopithecus, makhluk berjalan tegak, otaknya lebih besar daripada otak gorila, giginya lebih mendekati gigi manusia daripada gigi kera. Setelah itu, banyak fosil-fosil yang lebih lengkap ditemukan oleh Broom, Robinson, dan rekan-rekannya. Para ahli belum mempunyai kesepakatan mengenai kedudukan Australopithecus di antara primata. Ada yang berpendapat bahwa makhluk tersebut adalah kera yang aneh dan tidak ada hubungannya dengan manusia. Para ahli yang lain berpendapat bahwa makhluk tersebut tergolong subfamilia Autralopithecinae yang tidak lagi didapati kerabat yang hidup yang mempunyai sifat-sifat campuran antara familia manusia (Hominidae) dan familia kera (Pongidae). Para ahli evolusi yang terdahulu seringkali menyebut-nyebut adanya mata rantai yang hilang (Missing Link)
yang
menghubungkan
manusia
dengan
kera.
Beberapa ahli berpendapat, sifat-sifat dari mata rantai yang hilang itu adalah antara kera dan manusia. Tengkorak Australopithecus
bentuknya
menyerupai
tengkorak
simpanse atau gorila; volume otaknya diperkirakan
82
Ilmu Kealaman Dasar
kurang lebih 600 cc, separo dari volume otak manusia. Dahinya lebih menyerupai dahi manusia. Bentuk rahang dan giginya seperti gigi manusia. Kemungkinan bahwa Australopithecus merupakan nenek moyang dari manusia telah banyak dipikirkan oleh para ahli, tetapi hal tersebut hanyalah
merupakan
suatu
kemungkinan,
setidak-
tidaknya sampai saat sekarang juga. Mary Leaky kemudian menemukan spesimen yang umurnya sekitar 3,5 juta tahun yang oleh Johanson dan Smith diberi nama Australopithecus afarensis (Afar adalah suatu tempat di Ethiopia tempat ditemukannya fosil tersebut). Afarensis inilah yang sekarang dianggap telah berevolusi menjadi manusia karena umurnya lebih tua dari Australopithecus africanus. Jadi, jika dijajarkan menurut usianya dapat diperoleh gambaran sebagai berikut: A. afarensis, A. africanus.A. robustus.A. bossei. lalu Homo habilis. 3. Homo Erectus Pada tahun 1941, von Koningswald seorang ahli antropologi berbangsa Jerman, di Trinil dekat Surakarta menemukan fosil yang ukurannya lebih besar dan dinamakan Megantropus. Menurut Mary, nama yang lebih sesuai untuk Pithecantropus erectus adalah Homo erectus, karena memang Homo (manusia). Penemuan
di
Jawa
Ilmu Kealaman Dasar
itu
menarik
perhatian
83
Davidson Black, guru besar anatomi berkebangsaan Kanada yang pada saat itu mengajar di perguruan tinggi di Peking. Dengan bantuan yayasan Rockefeller, Black melakukan penggalian di gua Chou Kou Tien, dekat Peking yang dimulainya pada tahun 1927. Akhimya, Black menemukan fosil-fosil yang serupa dengan yang telah diuraikan oleh Dubois dengan bagian-bagian yang lebih lengkap. Volume otaknya kurang lebih 1000 cc (temuan Dubois volume otaknya kurang lebih 914 cc), yang menunjukkan bahwa makhluk itu bukan kera, melainkan manusia. Setelah meninggal pada tahun 1933, pekerjaan penggalian fosil dilanjutkan oleh Frans Weidenreich. Banyak fosil ditemukan, termasuk fosil rusa dan hewan lain. Penemuan-penemuan di gua-gua Chou Kou Tien dipergunakan sebagai dasar untuk menyusun dugaan tentang hal-ihwal Homo erectus. Weidenreich menamakan temuannya tersebut sebagai Sinanthropus pekinensis atau manusia Peking, sedangkan menurut Mary, nama Homo erectus pekinensis lebih sesuai daripada S. pekinensis. Usianya diperkirakan sekitar 500.000 tahun.
4. Manusia Neanderthal Fosil-fosil
manusia
Neanderthal,
ditemukan
pertama kali pada tahun 1856 di lembah Neanderthal dekat
84
Ilmu Kealaman Dasar
Dusseldorf, Jerman.
Manusia Neanderthal yang
mempunyai ciri-ciri. agak modern ditemukan pertama kali di gunung Carmel, Israel. Salah satu ciri yang sangat berbeda dengan manusia Neanderthal sebelumnya ialah tulang keningnya yang tidak terlalu menonjol, sedangkan bagian belakang kepalanya berbentuk lebih membulat. Kerangka yang ditemukan ini adalah kerangka wanita dan disebut
wanita
Tahun,
sesuai
dengan
tempat
ditemukannya kerangka tersebut pada tahun 1931. Pada tahun 1957, di gua Sanidar, Irak, ditemukan suatu kerangka manusia yang utuh, yang diperkirakan usianya sekitar 45.000 tahun. Tubuhnya lebih pendek daripada tubuh orang Neanderthal, tonjolan alisnya tidak setajam tonjolan kening orang Neanderthal yang telah ditemukan
lebih
dahulu.
Penggalian-penggalian
selanjutnya memberikan fakta bahwa mereka tidak lagi mirip dengan manusia Neanderthal, tetapi lebih mendekati manusia Cro-Magnon. Tentang cara hidup manusia Neanderthal dapat diungkapkan dari perkakas-perkakas dan sisa-sisa hewan yang dijumpai bersama-sama dengan fosil-fosil manusia Neanderthal. Kesimpulan
yang
dapat
diambil
mengenai
makanannya ialah mereka makan hewan kecil, seperti tikus sampai hewan-hewan besar seperti marmut. Dari jenis-jenis peralatan yang ditemukan pada lapisan tanah tertentu, para ilmuwan ada yang berkesimpulan bahwa
Ilmu Kealaman Dasar
85
perbedaan
peralatan
tersebut
berhubungan
dengan
kebiasaan hidup mereka dari waktu ke waktu yang lain. Mereka sudah mengenal api, mempergunakannya, dan jika perlu membuatnya juga. Di samping menghuni gua, mereka sudah dapat membuat rumah tempat berteduh. Tanda-tanda ke arah seniman dan penganut suatu kepercayaan pun dijumpai pada mereka. Tulang-tulang mulai digores-gores dengan bentuk
gambar
tertentu.
Mereka
telah
mengubur
keluarganya atau sesama mereka yang meninggal, suatu hal yang ada hubungannya dengan kepercayaan tertentu. Dengan demikian, rupanya manusia Neanderthal telah mempergunakan akalnya, inteligensinya, dan perasaannya sebagaimana halnya manusia modern. Oleh sebab itu, mereka dianggap sebagai Homo sapiens yang paling purba. 5. Manusia Modern Lebih kurang 75.000 tahun yang lalu, ketika benua Eropa berada di zaman es terakhir dan dari peninggalan-peninggalan yang ditemukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa kelompok Neanderthal diganti oleh manusia lain yang menyerupai manusia modern, Homo sapiens. Manusia pengganti manusia Neanderthal itu disebut manusia Cro-Magnon, sesuai dengan nama tempat ditemukannya fosil tersebut, di Francis pada tahun 1868.
86
Ilmu Kealaman Dasar
Dari tulang-tulangnya, manusia Cro-Magnon diperkirakan lebih pendek daripada manusia modern, kepalanya lebih besar, dagu menonjol, hidung mancung, gigi kecil-kecil dan rata, dan mukanya lebar kuat. Maka, manusia ini lebih menyerupai orang Eropa sekarang. Diduga manusia Cromagnon adalah leluhur orang Eropa, tetapi untuk ini diperlukan bukti-bukti yang lebih lengkap. Dalam otaknya yang besar, mereka telah dapat menghasilkan kebudayaan yang banyak dan jauh melebihi manusia Neanderthal. Lukisan-lukisan dan ukir-ukiran yang ditemukan di gua-gua di Prancis menunjukkan buktibukti tentang adanya kebudayaan itu. Lukisan-lukisan tersebut banyak yang berupa gambaran hewan-hewan, sedangkan
dari
menunjukkan
patung-patung
adanya
pemujaan
yang
ditemukan
terhadap
wanita.
Perhiasan-perhiasan terbuat dari bahan-bahan yang tahan akan pelapukan seperti tulang, gigi, rumah siput, dan lainlain. Manusia primitif sekarang pun, seperti suku-suku terasing di Indonesia, Afrika, Australia, atau Amerika Serikat banyak mengenakan perhiasan yang serupa. Mereka telah membuat senjata untuk berburu, membuat perkakas untuk memotong, dan menjahit kulit untuk menjadi pakaian. Di samping menghuni gua, mereka pun sudah dapat bermasyarakat.
membuat rumah, Sedemikian
Ilmu Kealaman Dasar
jauh
kemah,
dan
makanan
hidup mereka
87
diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang telah tersedia. Bila alam di sekitarnya telah langka dengan bahan makanan, mereka akan berpindah tempat. Tidak seorangpun
mungkin
memikirkan
bagaimana
menghasilkan makanan yang diperlukan. Kebutuhan akan makanan didapat dengan mudah, kita mengerti, karena keadaan
memungkinkan,
mereka
akan
bertambah
jumlahnya, sedangkan alam tidak dapat menyediakan kebutuhan yang semakin meningkat itu, antara lain karena lingkungan telah mencapai keadaan seimbang. Bagaimana asal mulanya pembudidayaan tumbuhan dan hewan, kita hanya dapat menduga-duga saja. Hewan yang pertama kali dijinakkan mungkin adalah anjing, meskipun tidak untuk dimakan, mungkin untuk membantu di dalam berburu hewan yang lain. Meskipun demikian, yang penting ialah bahwa gagasan dan kebiasaan untuk menernakkan hewan telah terbentuk.
Tentunya
mereka
juga
melihat
bahwa
tumbuhan itu tumbuh dari biji, hal sedemikian ini mungkin dijumpainya di alam bebas. Pengamatannya itu menimbulkan pengertian dan keinginan untuk mencoba menanam tumbuhan tertentu dari biji yang dapat diperolehnya. Jika hal ini berhasil untuk berkebun dan beternak, mereka akan mendirikan pemukiman yang tetap sehingga terbentuklah masyarakat yang lebih besar. Karena tanah-tanah yang subur biasanya terletak jauh dari
88
Ilmu Kealaman Dasar
gua, maka mereka perlu membuat tempat berteduh atau rumah. Desa-desa yang pertama diketahui orang ialah di sekitar delta sungai Nil yang membentang ke Palestina, Syria, Turki, sampai ke Iran. Demikianlah kurang lebih evolusi sebagian dari kebudayaan manusia Cro-Magnon, meskipun hal tersebut hanya berdasarkan dugaan yang didasarkan atas penemuan-penemuan benda purba.
Latihan Soal 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan biosfer? 2. Sebutkan cir-ciri mahluk hidup? 3. Apa yang jadi dasar pengelompokan mahluk hidup di
muka
bumi?dan
jelaskan
pengelompokan
tersebut? 4. Mengtapa teori evolusi banyak dianut oleh orang sehubungan dengan adanya mahluk hidup yang sekrang ini? 5. Sebutkan petunjuk evolusi apa saja yang dapat kita saksikan? 6. Sebutkan kapan ikan muncul di muka bumi (menurut sejarah perkembangan kehidupan? 7. Sebutkan
kapan
hewan
sebangsa
dinosaurus
mendominasi kehidupan dimuka bumi? 8. Menurut sejarah perkembangan kehidupan, kapan
Ilmu Kealaman Dasar
89
munculnya manusia di bumi? 9. Berdasarkan temuan fosil manusia purba (menurut usia), sebutkan urut-urutannya? 10. Mengapa
orang
cro-magnon
dapat
sebagai nenek moyang orang eropa?
90
Ilmu Kealaman Dasar
dianggap
BAB VI MAHLUK HIDUP DAN EKOSISTEM ALAM A. Ilmu Lingkungan Ilmu lingkungan mengintegrasikan pelbagai ilmu yang mempelajari hubungan antara jasad hidup (termasuk manusia) dengan lingkungan. Di dalam pelbagai disiplin ilmu seperti
Sosiologi,
Epidemiologi,
Kesehatan
masyarakat,
Planologi, Geografi Ekonomi, Meteorologi, Hidrologi, bahkan Pertanian, Kehutanan, Perikanan dan Peternakan, sekaligus dipandang dalam suatu ruang lingkup serta perspektif yang luas dan saling berkaitan. Ilmu lingkungan dapat diibaratkan sebuah poros, tempat pelbagai asas dan konsep keanekaragam ilmu yang terpencar dan terkhususkan dan dapat digabungkan kembali secara tunjang menunjang, untuk mengatasi masalah yang menyangkut
hubungan
antara
jasad
hidup
dengan
lingkungannya. Di dalam ilmu lingkungan, tekanan ditujukan terutama pada menyatukan kembali segala ilmu yang menyangkut masalah lingkungan ke dalam kategori variabel yang serupa, yaitu energi, materi, ruang, waktu dan keanekaragaman (deversitas). Tidak peduli ilmu apa namanya, asal menyangkut hubungan antara jasad dengan lingkungannya, fokusnya selalu tertuju pada proses kecermatan pemindahan energi
Ilmu Kealaman Dasar
91
dalam pelbagai system. Tampak, apa pun materi yang tersebar dalam ruang di atas bumi ini, tidak peduli tumbuhan, hewan, gedung, mobil, kota dan wilayah, dan lain-lain, mempunyai implikasi melakukan pemindahan energi. Jadi, jasad hidup dapat dianggap sebagai materi, tempat siklus energi itu beroperasi. Ilmu lingkungan dapat juga dianggap sebagai titik pertemuan
“ilmu
murni”
dan
“ilmu
terapan”.
Ilmu
lingkungan sebenarnya ialah ekologi (ilmu murni yang mempelajari pengaruh faktor lingkungan terhadap mahluk hidup) yang menerangkan pelbagai asas dan konsepnya kepada masalah yang lebih luas, yang menyangkut pula hubungan manusia dengan lingkungannya. Dalam ilmu lingkungan perbedaan antara “ilmu murni” dan “ilmu terapan” hanyalah dihalangi oleh batas yang terlalu dibuatbuat, yang bersifat tradisi belaka. B. Ekologi sebagai Dasar Ilmu Lingkungan Ekologi merupakan salah satu ilmu dasar bagi ilmu lingkungan. Dalam ilmu lingkungan seperti halnya ekologi, mahluk hidup (organisme) pada dasarnya dipelajari dalam unit populasi. Populasi ialah sekelompok individu-individu mahluk hidup yang sejenis yang hidup dalam suatu lingkungan tertentu.
92
Ilmu Kealaman Dasar
1. Individu
(Latin:in
=
tidak;dividus=dapat dibagi) Individu
ialah suatu satuan
struktur
yang
membangun suatu kehidupan dalam bentuk mahluk. Jika kita bayangkan pandangan ke sebuah kebun, kita mungkin akan menemukan beberapa tumbuhan, misalnya:pohon jambu, pohon pisang, jahe, rumput, dan sebagainya. Setiap pohon disebut ibdividu. Terkadang, kita sulit membedakan individu dan satu rumpun. Serumpun rumput atau serumpun jahe sukar ditentukan dengan pasti, apakah rumpun itu merupakan satu individu atau sekumpulan individu. Peristiwa yang sama akan terlihat pada dunia hewan, misalnya Volvok. Volvok merupakan hewan yang bersel satu, tetapi kita tidak pernah melihat seekor Volvox sebagai suatu hewan yang bersel satu yang hidup tersendiri, mereka hidup berkelompok (berkoloni). 2. Populasi Populasi dapat dikatakan sebagai kumpulan individu suatu spesies mahluk hidup yang sama. Cara menentukan batasan populasi yang lebih baik didasarkan pada pengaruh atau individu yang lain dalam suatu populasi. Jadi, populasi dipandang sebagai suatu system yang dinamis daripada gejala individu yang selalu
melakukan
hubungan.
Ilmu Kealaman Dasar
Maka,
populasi
adalah 93
kumpulan individu sebuah spesies yang mempunyai potensi untuk berbiak silang antar satu individu dengan individu yang lain. Tentu saja antara individu betina dengan individu jantan. Jadi meskipun banteng di Ujung Kulon dan banteng di Pananjung Pangandaran, Baluran (Jatim), spesiesnya sama yaitu Bos Javanicus. Karena potensinya untuk berbiak silang dihalangi oleh jarak yang jauh (isolasi geografis), tiga kumpulan banteng itu merpakan tiga populasi. Tentu saja individu dalam sebuah populasi itu tidak hanya berinteraksi melalui biak silang, tetapi juga berhubungan secara dinamis dalam hal-hal lain. Kalau jumlah individu per unit luas bertambah dalam perjalanan waktu, kita katakana kepadatan (sudah lazim kita menggunakan istilah kepadatan untuk manusia atau hewan dan kerapatan untuk tumbuhan). Kalau kepadatan populasi itu sedemikian rupa naiknya sehinga kebutuhan populasi itu akan bahan makanan, tempat tinggal, dan kebutuhan hidup lain-lain menjadi di luar kemampuan alam lingkungan untuk menyediakan atau menyokong secukupnya, timbulah persaingan atau kompetisi. Persaingan ini menimbulkan dua akibat: (1) dalam jangka waktu yang singkat akan menimbulkan akibat (efek) ekologi dan (2) dalam jangka waktu yang panjang akan menimbulkan akibat evolusi. Dalam waktu yang singkat, akibat ekologi itu berupa
94
(1)
kelahiran,
kelangsungan
Ilmu Kealaman Dasar
hidup,
dan
pertumbuhan populasi, dan pertumbuhan populasi yang boleh jadi tertekan, serta (2) pemindahan (emigrasi) populasi yang mungkin meningkat. Persaingan dapat pula berakibat perubahan yang berangsur-angsur pada populasi (efek evolusi). Misalnya, dalam sebuah populasi terdapat individu yang berukuran tubuh besar bersaing dengan individu hewan yang kecil. Katakanlah hewan yang kecil itu terkalahkan dalam persaingan memperoleh makanan. Maka, hewan yang bertubuh kecil itu tidak hanya terancam bahaya kelaparan, tetapi umur dan daya perkembangannya juga akan turun dalam populasi secara keseluruhan. Lama-kelamaan (evolusi) itu akan banyak melahirkan individu bertubuh besar dari populasi tersebut, dan yang bertubuh kecil akan tersisihkan. Akhirnya, populasi akan dikuasai oleh populasi hewan yang bertubuh besar. Bahkan, yang kecil akan hilang karena tidak berkembang. Ada
dua
menurunkan
daya
faktor biak
lingkungan populasi,
yang
yaitu:
(1)
dapat faktor
bergantung pada kepadatan populasi itu sendiri (densitydependent factor), misalnya kekurangan bahan makanan, kekurangan ruang untuk hidup karena populasi terlampau padat; (2) serta faktor yang tidak bergantung pada kepadatan populasi (density-independent factor) misalnya terdapat penurunan suhu lingkungan secara drastis dan
Ilmu Kealaman Dasar
95
mendadak, atau angin ribut yang melanda suatu daerah pada suatu musim sehingga dapat membunuh banyak individu dalam populasi. 3. Komunitas Komunitas ialah beberapa kelompok mahluk yang hidup bersama-sama dalam suatu tempat yang bersamaan, misalnya populasi semut, populasi kutu daun, dan pohon tempat mereka hidup membentuk suatu masyarakat atau suatu komunitas. Komunitas dengan populasinya adalah ibarat makhluk dengan sistem organnya, tetapi dengan tingkat organisasi yang lebih tinggi sehingga memiliki sifat yang khusus atau kelebihan yang tidak dimiliki oleh baik sistem organ maupun organisasi hidup lainnya. 4. Ekosistem Tingkat komunitas
organisasi
adalah
yang
ekosistem.
Di
lebih sini
tinggi tidak
dari hanya
mencakup serangkaian spesies tumbuhan, tetapi juga segala macam bentuk materi yang melakukan siklus dalam sistem itu dan energi yang menjadi sumber kekuatan bagi ekosistem. Sinar matahari merupakan sumber energi dalam sebuah ekosistem, yang oleh tumbuhan dapat diubah menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Pembentukan jaringan hidup selanjutnya tentu saja 96
bergantung
pula
pada
Ilmu Kealaman Dasar
kemampuan
tumbuhan
menyerap pelbagai bahan mineral dari dalam tanah, yang seterusnya diolah dalam proses metabolisme. Beberapa bagian jaringan hidup yang dibentuk, seperti daun, buah, biji, dan umbi dapat dimakan oleh herbivora. Kemudian hewan itu menjadi mangsa karnivora yang lebih besar. Akhirnya, semua jaringan hidup, baik dari hewan maupun tumbuhan akan mati jatuh ke tanah sebagai sampah dan menjadi bahan makanan bagi anekaragam mikroba tanah. Sampah tumbuhan dan hewan ini diubah oleh mikroba tanah melalui proses pembusukan menjadi humus, serta diuraikan menjadi bahan mineral melalui proses mineralisasi. Jadi, di dalam tanah dijumpai dua jenis mikroba, yaitu mikroba pembusuk dan mikroba pengurai. Berdasarkan uraian singkat di atas, tampak bahwa dalam sebuah ekosistem terdapat rantai makanan, yang secara umum dapat digambarkan sebagai berikut. (Lihat gambar 7).
Gambar 7 Rantai Makanan Pada rantai makanan, makhluk dalam ekosistem dikumpulkan menjadi beberapa kelompok yang masingmasing mempunyai jarak transfer makanan tertentu dari Ilmu Kealaman Dasar
97
sumber energi yang masuk ekosistem. Tumbuhan yang dapat membentuk bahan organik dari mineral dan energi matahari dengan proses fotosintesis merupakan komponen produsen dalam ekosistem. Makhluk yang menggunakan bahan organik yang telah dibentuk oleh produsen, merupakan komponen konsumen dalam ekosistem. Masing-masing
kelompok
makhluk
yang
mempunyai jarak transfer makanan tertentu dari sumber energi, menempati suatu tingkatan trofik tertentu. Tingkat trofik 1 berupa tumbuhan, tingkatan trofik 2 hewan herbivora, tingkatan trofik 3 hewan karnivora kecil, dan seterusnya. Dalam ekosistem, biasanya tingkatan trofiknya tidak lebih dari 5. Konsep rantai makanan sangat praktis untuk membahas aliran dalam energi ekosistem. Namun, yang biasa terjadi dalam ekosistem sebenarnya adalah hubungan saling makan yang lebih kompleks. Kalau hubungan saling makan tadi disusun secara lebih lengkap, akan didapatkan jaring makanan.
98
Ilmu Kealaman Dasar
Gambar 8 Bagan perpindahan energi dan mineral di dalam ekosistem
siklus mineral aliran energi
Ilmu Kealaman Dasar
99
Gambar 9 Jaring-jaring makanan sederhana. Dari
serangkaian
uraian
di
atas,
dapat
disimpulkan bahwa dalam kehidupan di muka bumi (biosfer) ini, makhluk hidup tidak dapat berdiri sendiri, bergantung satu dengan lainnya dan lingkungan abiotik. Dalam ekosistem terjadi aliran energi dan siklus materi. Sebagai sumber energi awal adalah matahari, sedangkan materi diubah dari bentuk senyawa satu ke bentuk senyawa lain dan pada hakikatnya tidak ada materi yang hilang dalam ekosistem bahkan di alam semesta ini. Energi pada masa purba tertangkap oleh tumbuhan berhijau daun dan tumbuhan itu (tumbuhan paku besar) terkubur jutaan tahun menjadi batu hara yang kini digali 100
Ilmu Kealaman Dasar
manusia untuk sumber energi pabrik dan lainnya. Minyak bumi sebagai sumber energi juga terjadi dari hewan bersel tunggal (Protozoa) yang mendapat energi dari matahari karena hewan itu makan tumbuhan berhijau-daun yang bersel tunggal. Apabila suatu ekosistem terganggu, di mana siklus materi dan transfer energi terpotong, maka komponen dalam ekosistem, termasuk manusia, akan terganggu pula sampai keseimbangan baru tercapai. Dalam mencapai keseimbangan baru itu, terkadang suatu populasi terpaksa tersingkirkan dari ekosistem atau dengan kata lain mungkin punah. Ekosistem secara rinci dibedakan atas ekosistem darat dan ekosistem air. Selanjutnya, dibedakan menjadi ekosistem air tawar, misalnya ekosistem danau, sungai hulu; ekosistem air payau, misalnya muara sungai, tambak; dan ekosistem air asin, misalnya, laut. C. Pengaruh Manusia dalam Lingkungan Faktor lingkungan, baik yang biotik maupun yang abiotik, selalu mengalami perubahan. Perubahan ini dapat terjadi secara tiba-tiba ataupun secara perlahan. Manusia dengan
pengetahuannya
lingkungan
sehingga
mampu
mengubah
menguntungkan
keadaan
dirinya,
guna
memenuhi kebutuhannya. Dari manusia pemburu berubah menjadi manusia
Ilmu Kealaman Dasar
101
pemelihara. Dari manusia "nomadis" berubah menjadi menetap. Mulailah perkembangan cara bercocok tanam. Ekosistem yang kini terdapat di sekitar manusia merupakan suatu ekosistem yang baru diciptakan, yang sesuai dengan
kebutuhan
kebudayaannya terkadang
manusia.
melahirkan
sekalipun
Manusia, ilmu
belum
karena
dan
evolusi
teknologi
yang
dikuasai sepenuhnya
telah
digunakan secara luas, bukanlah hal yang mustahil, justru menghancurkan kemampuan alam untuk memulihkan diri. Akibatnya,
lingkungan
tidak
dapat
lagi
mendukung
kehidupan, dan akhimya berhenti pula manusia sebagai penduduk bumi. Dengan ilmu dan teknologi, kemampuan manusia untuk
mengubah
lingkungan
semakin
besar.
Mulailah
manusia melepaskan diri dari ketergantungan pada alam sekitamya. Dia merasa bahwa alam diciptakan untuk manusia dan
karena
itu
alam
haruslah
ditaklukkan
untuk
kepentingannya. Di lain pihak, kemajuan dalam bidang kebudayaan telah pula menambah kebutuhan manusia. Mencari makan bukan sekadar penawar lapar, dan berpakaian bukan sekadar untuk melindungi tubuh dari panas dan dingin, melainkan ingin menikmatinya, ingin yang indah-indah. Alat rumah tangga semakin bermacam-macam. Semua ini diciptakan demi kesenangan manusia. Diciptakan pula berbagai jenis alat angkutan untuk memudahkan
102
Ilmu Kealaman Dasar
kehidupan.
Digalinya
berbagai
jenis
barang
tambang,
dibangunnya berbagai bendungan, pusat tenaga listrik untuk memudahkan hidup manusia. Dibakarnya beribu-ribu bensin, batu
bara
untuk
menggerakkan
pabrik
dan
alat
transportasinya. Pendek kata, intervensi manusia terhadap lingkungan terhadap ekosistem semakin dalam dan rumit, semuanya itu demi kesenangannya. Semakin tinggi kualitas lingkungan bagi dirinya, jumlahnya pun semakin meningkat. Terlihat bahwa populasi manusia yang berkembang dengan pesat ini, didampingi oleh perubahan lingkungan yang terus-menerus, akhirnya perlu mendapatkan perhatian dan tindakan bersama yang terencana dan terkoordinasi sehingga janganlah
sampai
menjurus
ke
arah
yang
dapat
membahayakan kelangsungan hidup manusia itu sendiri.
Latihan Soal 1. Jelaskan
apa
yang
dimaksud
dengan
ilmu
lingkungan? 2. Jealskan alasan mengepa ekologi merupakan dasra ilmu lingkungan? 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan individu? 4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan populasi? 5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan komunitas?
Ilmu Kealaman Dasar
103
6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan ekosistem? 7. Sebutkan ciri terpenting dalam populasi? 8. Jelaskan
mengepa
tumbuhan
hijau
ap
dimaksud
dengan
disebut
producen? 9. Jelaskan
yang
aliran
energidalam ekosistem di sebut searah dan nonsiklus ?
104
Ilmu Kealaman Dasar
BAB VII SUMBER DAYA ALAM DAN LINGKUNGAN A. Lingkungan Hidup yang Diharapkan Manusia Setiap makhluk hidup menginginkan agar tempat hidupnya
memberikan
keamanan
dan
menyenangkan.
Semuanya demi untuk kelangsungan hidup bagi individu itu dan bagi jenisnya. Suatu ekosistem mempunyai stabilitas tertentu. Semakin besar keanekaragaman ekosistem, semakin besar stabilitasnya, Misalnya, hutan tropis yang terdiri dari beranekaragam tumbuhan atau hewan, walaupun tanpa perawatan tetap akan dapat melangsungkan hidupnya. Sebaliknya, suatu ladang atau sawah yang terdiri atas beberapa macam tumbuhan akan mempunyai stabilitas yang kecil. Walaupun hutan dikatakan mempunyai stabilitas yang tinggi, tetapi kecil sekali memberikan daya dukung (carrying capasity) untuk kelangsungan cara hidup manusia. Yang dimaksud dengan daya dukung ialah adanya unsur biotik dan abiotik yang dapat dimanfaatkan oleh manusia. Oleh karena itu, manusia selalu berusaha menaikkan daya dukung lingkungannya. Dalam hal ini, kepada ekosistem tertentu diberikan energi. Energi tambahan kepada ekosistem itu disebut subsidi energi, istilah ini dikemukakan oleh Adam (1971). Lingkungan
hidup
dapat
Ilmu Kealaman Dasar
memenuhi
syarat
105
kehidupan para penghuninya jika situasi dan kondisi lingkungan hidup itu dapat disesuaikan dengan kebutuhan minimal para penghuninya. Semakin modern suatu masyarakat berarti semakin kompleks
pula
hidupnya
dan
semakin
beranekaragam
kebutuhannya. Berkat kemajuan teknologi, manusia lebih mendapat kesempatan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, tetapi semakin mencemari lingkungan hidupnya. Namun, perencanaan untuk suatu lingkungan hidup tidak akan berjalan jika penduduk untuk suatu lingkungan hidup sudah menjadi terlalu banyak. Penduduk yang padat pada suatu lingkungan hidup seringkali merusak estetika lingkungan hidup itu. Semakin banyak kendaraan bermotor, maka sangat diperlukan adanya taman yang memberikan suasana evergreen. B. Macam Sumber Daya Alam Bumi
sampai
saat
ini
telah
menunjukkan
kemampuannya untuk memberikan kehidupan bagi makhluk penghuninya. Hal ini disebabkan terdapat sumber daya alam yang dapat digunakan manusia untuk memenuhi keperluan hidupnya. Dari sekian banyak sumber daya alam yang tersedia, kita dapat mengelompokkan menjadi dua golongan, yaitu sumber daya alam berupa makhluk hidup (sumber daya alam biotik) dan sumber daya alam berupa benda tidak hidup
106
Ilmu Kealaman Dasar
(sumber daya alam abiotik). Sumber alam biotik meliputi hewan liar maupun piaraan,
hutan,
dan
tumbuhan
lainnya.
Sumber
ini
mempunyai sifat dapat memperbarui diri, artinya dapat memperbanyak diri dengan cara berkembang biak. Oleh karena sifat tersebut, sumber daya alam biotik sering pula dinamakan renewable resources. Sumber alam abiotik tidak mempunyai kemampuan memperbanyak diri atau bertambah banyak dan disebut non-renewable resources. Sebagai contoh sumber daya alam abiotik ini ialah minyak bumi, barang tambang atau mineral seperti batu bara, tembaga, nikel, dan lain-lain. Sehubungan dengan sifat sumber daya alam tersebut, maka hendaknya manusia bijaksana dalam penggunaan, khususnya terhadap alam abiotik. Kita ketahui bahwa adanya sumber daya alam abiotik pada bumi ini terbatas. Sekali kita menghabiskan sumber daya alam tersebut, maka habislah sudah persediaan yang terdapat dalam kerak bumi. Dengan
kata
lain,
manusia
harus
menghemat
persediaan sumber daya alam abiotik agar Bumi lebih lama lagi dapat mendukung kehidupan di permukiman Bumi ini. Apalagi kalau kita lihat bahwa kehidupan penduduk masih terus berlangsung sehingga dengan sendirinya kebutuhan akan sumber daya alam tersebut akan meningkat pula. Walaupun memperbarui
diri,
sumber tidak
daya
alam
berarti
Ilmu Kealaman Dasar
biotik
manusia
dapat dapat
107
mempergunakan sumber daya alam biotik semena-mena. Kita tidak boleh menghabiskan tumbuhan atau hewan yang dapat kita pergunakan sebagai bahan makanan. Kita harus memberi kesempatan pada hewan atau tumbuhan untuk rnemperbarui atau memperbanyak diri. Sebab jika jenis spesiesnya hewan atau tumbuhan lenyap dari permukaan Bumi, jangan harap jenis tersebut akan muncul kembali di kemudian hari. Semua itu mencerminkan keterbatasan sumber daya alam yang terdapat di Bumi ini. C. Konservasi Sumber Daya Alam Manusia mempergunakan sumber daya alam, baik biotik maupun abiotik, untuk mendukung kelangsungan hidupnya di planet Bumi ini. Keperluan sumber daya alam cenderung meningkat terus karena adanya dua faktor utama: pertama, adanya pertumbuhan penduduk yang pesat dan kedua karena perkembangan peradaban manusia yang memerlukan sumber daya alam yang lebih banyak lagi. Akibat dari penggunaan sumber daya alam yang tidak bijaksana, dalam arti tidak memperhitungkan faktor lingkungan, timbullah masalah besar bagi manusia sendiri. Misalnya, erosi, banjir, polusi, dan punahnya spesies hewan atau tumbuhan tertentu dari permukaan Bumi. Bila peristiwa ini berjalan terus, dikhawatirkan manusia akan menghabiskan sumber daya alam. Niscaya manusia tidak akan dapat bertahan hidup di Bumi.
108
Ilmu Kealaman Dasar
Untuk itu, perlu adanya usaha yang bijaksana dengan tujuan agar sumber daya alam tersedia sebanyak mungkin. Usaha ini kita kenal sekarang sebagai usaha konservasi lingkungan. Konservasi lingkungan merupakan masalah besar bagi kita yang meliputi: konservasi air, tanah, hutan, mineral, dan margasatwa. Konservasi air bertalian erat dengan konservasi tanah, dan bila kita berhasil mengatasi masalah air, kita sekaligus dapat pula mengatasi masalah tanah. Air, seperti kita ketahui, sangat diperlukan dalam kehidupan manusia seharihari maupun bagi makhluk lainnya. Masalahnya di sini bagaimana memanfaatkan air yang ada semaksimal mungkin bagi keperluan manusia. Masalah utama dari penggunaan dan pengontrolan air antara lain: (1) menyimpan air sampai kita gunakan; (2) mengangkutnya sampai ke tempat manusia memerlukannya; dan (3) mencegah menumpuknya atau melenyapnya
air
pada
suatu
tempat
yang
sangat
membahayakan manusia dan makhluk lain. Air hujan yang jatuh dan mengalirya air inilah yang menyebabkan terhanyutnya tanah permukaan Bumi. Dengan membuat sesedikit mungkin tanah yang gundul, maka bahaya erosi dapat dikurangi. Tanaman rumput merupakan salah satu tanaman yang baik untuk mengikat tanah agar tetap tinggal di tempatnya. Alangkah baiknya jika jenis tanaman yang dipilih masih dapat dipergunakan manusia untuk hewan ternak.
Ilmu Kealaman Dasar
109
Lebih baik lagi jika lereng bukit dapat dihutankan dengan pohon kayu yang sekaligus dapat diambil hasilnya, dan di samping itu tanah menjadi subur kembali berkat terjadinya kembang tanah (humus). Seperti sudah dikatakan bahwa konservasi air erat hubungannya
dengan
konservasi
tanah.
Usaha
yang
dipergunakan untuk mengawetkan atau mengontrol air antara lain dengan pembuatan/sidetan irigasi yang baik. Adanya erosi pada sepanjang aliran sungai yang menuju ke bendungan dapat
menyebabkan
tersebut.
tumpukan
lumpur
di
bendungan
Hal ini mempercepat pendangkalan
sehingga
mengurangi kapasitas tampungnya. Untuk mencegahnya, diperlukan penanaman di sepanjang aliran sungai tersebut. Sebagai gambaran, dikemukakan bahwa setiap tahunnya sungai Citarum mengangkut 3 juta ton lumpur dari hulu sungai. Dan, di bendungan Hover, Amerika Serikat setiap harinya masuk lumpur 700 ribu ton. Ini menggambarkan erosi di sepanjang aliran sungai tersebut. Pada saat ini, jumlah penduduk meningkat di desa, sehingga mendorong mereka untuk mendaki lereng gunung, membabat hutan, dan menanami dengan tumbuhan bahan pangan. Bahaya kekurangan air dan timbulnya erosi serta banjir merupakan salah satu akibat dari pembabatan hutanhutan tersebut. Pengawetan hutan sebenamya erat hubungannya dengan perlindungan margasatwa yang hidup di hutan
110
Ilmu Kealaman Dasar
tersebut.
Hewan
liar mulai
berkurang
karena
adanya
perburuan yang liar. Jumlah spesies hewan yang hanya terdapat di Indonesia diadakan suaka margasatwa. Suaka margasatwa terdapat di Ujung Kulon, Pangandaran, Baluran, dan masih banyak tempat lainnya. Pengurangan jumlah populasi hewan tertentu mungkin perlu dilakukan untuk mencapai
keseimbangan
antara
Jumlah
hewan
dengan
makanan yang tersedia.
D. Pertumbuhan Penduduk dan Sumber Daya Alam Penduduk Bumi pada tahun 1975 diperkirakan berjumlah 3967 juta, tahun 1991 berjumlah 5 miliar, dan pada tahun
2000
diperkirakan
mencapai
6253
juta
jiwa.
Pertambahan penduduk yang pesat tersebut sudah dapat dipastikan akan meningkatkan keperluan sumber daya alam bagi manusia. Sampai saat ini, hampir di seluruh bagian Bumi telah banyak ditemukan sumber daya alam mineral, dan bahan tambang lainnya. Bahkan masih terus dilakukan eksplorasi di beberapa bagian Bumi ini. Untung bagi suatu negara yang mempunyai sumber daya alam yang melimpah seperti minyak bumi, tembaga, bijih besi, nikel, mangan, dan sebagainya. Kekayaan sumber daya alam tersebut akan memungkinkan negara ini kuat dalam ekonomi maupun politik. Namun, pada kenyataannya, tidak semua negara memiliki kekayaan sumber daya alam yang sama. Hal ini
Ilmu Kealaman Dasar
111
disebabkan antara lain karena penyebaran sumber daya alam di Bumi ini tidaklah merata. Di samping itu, jumlah penduduk suatu negara dan kemampuan teknologi yang dimilikinya turut mempengaruhi kemakmuran suatu negara. Cepat atau lambat habisnya sumber daya alam tersebut tergantung pada jumlah pemakaiannya, yaitu penduduk Bumi ini. Jika kita tinjau secara sepintas beberapa sumber daya alam yang selama ini telah dapat dimanfaatkan bagi kesejahteraan manusia. Sumber daya alam tumbuhan dapat berupa tumbuhan yang dibudidayakan seperti perkebunan, pertanian, ataupun tumbuhan yang dapat dimanfaatkan sebagai obat-obatan. Kita masih dapat mempertahankan peranan hutan, asalkan kita dapat mengatur hutan sebagai sumber kebutuhan kita. Apalagi pada saat ini, keperluan manusia dari hutan terus meningkat
sehubungan
dengan
adanya
pertumbuhan
penduduk di dunia, maka hutan akan menyusut. Masalah
pangan
menjadi
penting
di
samping
masalah kehidupan lainnya pada saat ini. Para ahli di dunia masih berusaha agar pangan dapat mencukupi kebutuhan dunia, baik dengan cara ekstensifikasi, intensifikasi pertanian, maupun mencari sumber pangan baru. Laut dan kekayaannya pada saat ini menjadi objek penelitian dalam pencarian sumber makanan baru. Lautpun menjadi sasaran pencarian sumber mineral yang mungkin terdapat di dasarnya.
112
Ilmu Kealaman Dasar
E. Macam Polusi dan Bahayanya Manusia telah menikmati sumbangan teknologi yang telah berhasil menunjang kehidupannya, sedangkan di pihak lain manusia telah pula mengalami akibatnya. Akibat tersebut, bersama-sama dengan adanya peledakan penduduk, telah menimbulkan bentuknya
krisis
ialah
lingkungan
timbulnya
manusia.
polusi
Salah
atau
satu
pencemaran
lingkungan manusia dengan berbagai akibat. Akibat
dari
krisis
lingkungan
jelas
tampak
berpengaruh pada kesehatan manusia. Penyebab polusi (pollutant) masuk ke tubuh kita melalui udara yang kita hirup, makanan yang kita makan sehari-hari, dan suara yang kita dengar. Semua polusi tersebut jelas mempunyai pengaruh langsung pada kehidupan manusia. Di samping itu, terus berpengaruh lokasi yang tidak langsung, yaitu pengaruh terhadap ekosistem yang sangat kompleks. Pollutant dapat digolongkan ke dalam dua golongan, bersifat kuantitatif (quantitative pollutant)
dan bersifat kualitatif
(qualitative
pollutant). Substansi yang secara alamiah terdapat di alam lingkungan, tetapi jumlahnya menjadi meningkat karena adanya kegiatan manusia dinamakan polutan yang bersifat kuantitatif. Sintesis yang dihasilkan oleh adanya kegiatan hidup manusia kita sebut pollutan yang bersifat kualitatif. Contoh yang pertama ialah: di alam kini sudah terdapat
Ilmu Kealaman Dasar
113
berbagai unsur seperti karbon, nitrogen, dan fosfor dalam siklus yang berlangsung terus-menerus. Namun, karena kegiatan manusia, unsur tersebut menjadi bertambah sehingga kemungkinan besar siklusnya pun akan tergangu. Contoh yang kedua ialah: adanya substansi sintesis buatan manusia, seperti pestisida, detergen, da lain-lain yang masuk ke lingkungan hidup manusia. 1. Polusi Udara Pada saat ini, masalah polusi udara telah menimbulkan kekhawatiran banyak penduduk, terutama yang tinggal di kota besar dan daerah industri bahkan, ahli meteorologi mengatakan bahwa polusi udara tidak hanya meliputi kota besar, tetapi polusi udara telah meliputi ke seluruh atmosfer Bumi kita. Lapisan oksigen tipis yang menyelimuti permukaan Bumi mulai rusak dengan adanya polusi udara. Polusi udara menjadi penyebab logam cepat berkarat dan menyebabkan kerugian besar pada panen hasil pertanian. Polusi
udara
mempunyai
surnber
yang
beranekaragam. Dari kendaraan bermotor dikeluarkan polutan ke udara dalam bentuk gas: karbon monoksida (CO), nitrogen oksida, belerang oksida, hidrokarbon, dan partike! padat. Semua ini hasil pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor yang menyebabkan semakin banyak jumlah polutan yang dikeluarkan ke udara. Sebagai
114
Ilmu Kealaman Dasar
gambaran di sini, telah dikemukakan di Amerika Serikat bahwa pada tahun 60-an, terdapat 90 juta kendaraan bermotor yang setiap tahunnya dikeluarkan ke udara sejumlah 66 juta ton CO, 1 juta ton belerang hidroksida, 6 juta ton nitrogen oksida, 12 juta ton hidrokarbon, dan 1 juta bahan lain termasuk juga partikel padat. Di samping itu, masih terdapat lagi sumber polusi udara, misalnya pabrik besi
baja,
penyulingan
minyak
bumi,
dan
pabrik
petrokimia. Menurut data yang diperoleh dari penelitian menunjukkan
bahwa
polusi
udara
telah
banyak
menimbulkan gangguan kesehatan manusia dan lebih jauh lagi telah banyak menimbulkan kematian. Apa sebenarya akibat dari polusi udara terhadap kesehatan manusia itu, marilah kita teliti lebih lanjut mengenai polutan dan efeknya terhadap tubuh manusia. Karbon
monoksida
dapat
menyebabkan
pekerjaan darah (butir darah merah) atau hemoglobin terganggu. Fungsi hemoglobin yang ada pada butir darah merah untuk mengikat oksigen dan mengedarkannya ke seluruh tubuh menjadi terganggu karena terikatnya CO pada hemoglobin. Akibatnya, tubuh akan mengalami kekurangan oksigen yang sangat vital sehingga jantung dan paru-paru akan bekerja lebih keras lagi untuk memberikan oksigen. Pengaruh ini cukup terasa akibatnya bagi penyakit jantung dan paru-paru.
Ilmu Kealaman Dasar
115
Jika seseorang tinggal pada suatu tempat dengan mengandung 80 per juta bagian CO, kapasitas sistem peredaran darah untuk mengikat oksigen akan berkurang ± 50 %. Hal ini sama halnya dengan yang terjadi bila seseorang kehilangan darah sebanyak 0,57 liter. Gejala seperti pusing, daya penglihatan berkurang, sakit perut, dan menurunnya koordinasi otot banyak dialami para pengemudi kendaraan bermotor. Apabila seseorang sering mengalami keadaan seperti itu, akibat selanjutnya dapat timbul keadaan tidak sadarkan diri dan bahkan pada akhirnya meninggal. Gas nitrogen oksida mempunyai pengaruh sama seperti gas karbon monoksida, yaitu mempengaruhi
kemampuan
dalam
mengikat
dan
mengangkut oksigen. Belerang dioksida banyak menimbulkan penyakit pada saluran pernapasan, misalnya, asma, bronchitis yang sering diikuti dengan timbulnya emphysema, di mana alveoli cenderung menjadi bersatu sehingga memperkecil permukaannya. Kemudian, diikuti dengan menyempitkan cabang-cabang bronkhioli yang akan mengurangi laju pertukaran gas CO2 dan O2. Malapetaka terbesar pernah terjadi di beberapa kota terbesar di dunia. Di Genewa, Pensylvania, yang terletak dilembah dengan tebing yang curam, pada tahun 1948 telah terjadi malapetaka yang menyebabkan matinya 15 orang pria dan 5 orang wanita serta 6000 orang 116
Ilmu Kealaman Dasar
menderita sakit saluran pernapasan. Peristiwa yang terjadi disebabkan asap dari industri di kota tersebut bersama dengan kabut terhalang untuk keluar lembah oleh adanya lapisan udara panas yang meliputi kota tersebut. Peristiwa yang sama pernah terjadi di London pada tahun 1952 dan menimbulkan kematian sebanyak 4000 orang, di Belgia tahun 1930, dan di Meksiko pada tahun 1950. 2. Polusi Air dan Tanah Polutan sebagai hasil kegiatan hidup manusia dapat juga mencemarkan air dan tanah. Di sini, sukar untuk membicarakan jenis polusi tersebut secara terpisah karena keduanya erat sekali. Bila jumlah penduduk suatu negara berkembang jumlahnya maka, perindustrian pun berkembang, sehingga masuklah banyak polutan ke sistem perairan, yang antara lain adalah detergen, asam belerang, dan banyak lagi substansi kimia. Begitu pula dengan peningkatan produksi pertanian untuk mengimbangi pertumbuhan penduduk, semakin banyak lagi polutan dihasilkan, seperti: pestisida, herbisida, dan nitrat. Akibat selanjutnya, polusi tidak hanya terjadi pada sungai, danau, dan sepanjang pantai laut, tetapi yang lebih terasa polutan tadi telah masuk ke air tanah. Polusi air di dalam tanah karena polutan tertentu dapat membinasakan mikroorganisme yang terdapat pada
Ilmu Kealaman Dasar
117
tanah dan perairan yang sumbernya mempunyai peranan penting dari siklus materi pada suatu ekosistem. Sebagai gambaran, di sini dikemukakan, pada satu gram tanah pertanian yang subur terdapat 2,5 miliarbakteri, 400.000 fungi, 50.000 algae dan 30.000 protozoa. Kesuburan suatu tanah ditentukan oleh proses fisik dan kimia yang kompleks dari makhluk tersebut. Dari daerah pertanian, banyak digunakan pupuk dan pestisida yang telah mencemari perairan dan hasil pertanian itu sendiri. Nitrat akan membahayakan bila telah diubah menjadi Nitrit. Perubahan ini terjadi dalam sistem peredaran darah di mana akan terikat dengan hemoglobin sehingga fungsi hemoglobin terganggu. Seorang bayi yang mengalami hal tersebut akan sulit bernapas, yang berakhir dengan kematian. Bahaya polusi nitrat ini akan semakin besar jika banyak pupuk nitrogen yang digunakan untuk meningkatkan hasil pertanian. Pestisida
meliputi
fungisida,
herbisida,
insektisida, fumigan dan rodentisida. Secara kimiawi, insektisida digolongkan menjadi dua golongan besar; hidrokarbon chlorida (chlorinate hidrocarben). misalnva DDT, endrin, aldrin, dan lain-lainnya, serta fosfor organic, seperti parathion, malathion, dan lain-lain. Sisa pestisida dalam tanah dapat menimbulkan banyak masalah pertanian. Pengaruh ini tampak pada tanaman yang ditanam pada masa tanam berikutnya, atau
118
Ilmu Kealaman Dasar
dapat membinasakan mikroorganisme tanah. Sisa-sisa pestisida terbesar disebabkan oleh penyemprotan atau penggunaan langsung dari tanah. Aldrin masih dijumpai dalam tanah setelah 4 tahun sejak dipergunakan, baik dijumpai dalam jumlah kecil maupun dalam jumlah banyak. Beberapa insektisida masih dapat ditemukan di tanah selama 11 tahun sejak pemakaiannya. Pemakaian insektisida dalam ukuran sedang dalam tanah. Misalnya, pemakaian 1 kg DDT per ha secara berulang-ulang akan mengakibatkan penumpukan DDT tersebut, misalnya pada kebun kentang dalam satu musim tanam (4 - 5 bulan), dapat mencapai 14-23 kg/ha. Keadaan tanah dengan bahan organik tinggi akan menyebabkan lebih lama lagi insektisida tersebut tinggal dalam tanah dibandingkan dengan tanah pasir atau tanah liat. Dan tanah kering akan menyebabkan lebih lama tertahannya suatu insektisida daripada tanah basah. Demi
kian pula mempercepat
insektisida tersebut terurai. Sisa-sisa insektisida pada peruraian dapat sampai pada
manusia
melalui
air
yang
diminum,
tetapi
konsentrasinya pada umumnya di bawah tingkatan yang beracun. Bahaya-bahaya utama dari sisa-sisa insektisida hidrokarbon chlorida adalah bahaya terhadap rantai makanan pada suatu ekosistem. DDT yang terdapat pada satu tahun, misalnya, dihisap secara selektif oleh plankton
Ilmu Kealaman Dasar
119
yang akan dimakan oleh ikan kecil yang akan dimakan oleh ikan yang lebih besar lagi. Konsentrasi ini sering pula disebut sebagai biological magnification. Hal ini terjadi karena sifat DDT tersebut stabil dan larut pada lemak sehingga mempunyai kemungkinan yang besar sekali untuk pindah dari suatu lingkungan abiotik (fisik) menuju ke dalam tubuh suatu makhluk. Insektisida
secara
tidak
langsung
dapat
menimbulkan kanker. Terlebih dahulu jaringan rusak karena adanya timbunan DDT yang banyak sehingga fungsi jaringan tidak baik lagi untuk menyaring bahan penyebab
kanker
(Carcinogen)
yang
masuk
melalui
makanan. Susunan syaraf manusia dapat terkena akibat adanya DDT dalam tubuh, yaitu di susunan sarafpusat. Gejalanya mungkin dapat timbul sebagai kelelahan, gatalgatal, kejang, dan sampai timbul kelumpuhan. Jenis polusi yang dijumpai pada negara yang sudah berkembang maupun yang sedang berkembang ialah adanya bahan plastik. Pada saai ini, telah banyak alat rumah tangga dan bahan pembungkus dari plastik. Bila bahan tersebut dibuang begitu saja, ia tidak dapat terurai sehingga
akan
mencemari
perairan
maupun
tanah
lingkungan hidup kita. Botol dan kaleng bekas juga merupakan sampah yang dapat merusak lingkungan kita. 3. Polusi Suara
120
Ilmu Kealaman Dasar
Kebisingan
yang
berlangsung
sehari-hari
terutama di kota-kota besar, dengan berkembangnya teknologi
dan
pertumbuhan
penduduk
yang
pesat
diperkirakan akan meningkat dua kali lipat dalam waktu 20 tahun mendatang. Seperti halnya suhu, kuat lemahnya, suara dapat diukur pula, yaitu digunakan satuan decibel (db). Misalnya, suara percakapan biasa berkekuatan 60 db, dan bila meningkat menjadi keributan tercatat sebesar 80 db. Kereta api sebesar 95 db, pesawat jet yang sedang take off sebesar 150 db, dan petir atau halilintar 120 db. Penelitian telah dilakukan untuk mengetahui sampai di mana pengaruh suara tadi terhadap organ tubuh manusia. Akibat yang dapat timbul ialah hilangnya daya pendengaran secara permanen bila seseorang mendengar suara dengan kekuatan yang tinggi. Suara dengan tingkatan suara antara 50-55 db menunda seseorang tidur dan merasa lelah bila orang tersebut bangun kembali. Suara dengan kekuatan 90 db dapat berpengaruh terhadap syaraf
otonom
(syaraf
tidak
sadar)
dengan
gejala
perubahan tekanan darah, denyut nadi, konstraksi perut dan usus, sakit perut dan lain-lain. Pada saat ini, kehidupan di kota, terutama di kota besar dan daerah industri, terancam karena adanya berbagai jenis polusi. Hal ini disebabkan kemajuan teknologi yang pesat pada abad ke-20 ini. Kemajuan teknologi di satu sisi menguntungkan, tetapi di sisi lain
Ilmu Kealaman Dasar
121
mempunyai efek negatif. Pencemaran fisik tidak semata-mata karena manusia
mengeksplorasi
lingkungan
fisik.
Pada
hakikatnya, bentuk pencemaran yang ada adalah karena adanya pencemaran moral. Moral yang menjadi dasar terjadinya
pencemaran
yang
bersifat
fisik.
Untuk
menanggulangi pencemaran secara menyeluruh, harus dilakukan perbaikan terhadap pencemaran moral dan mengembalikan sifat mental manusia terhadap pengenalan dan
pemahaman
terkandung
kembali
dalam
seluruh
hubungan
nilai-nilai manusia
yang dengan
lingkungannya.
Latihan Soal 1. Mengapa kita perlu melestarikan daya dukung lingkungan hidup? 2. Apa yang dimaksud dengan polusi? 3. Sebutka beberapa contoh polutan?
122
Ilmu Kealaman Dasar
BAB VIII ILMU PENGETAHUAN ALAM DAN TEKNOLOGI BAGI KEHIDUPAN MANUSIA A. Peranan Ilmu Alamiah dan Teknologi Dalam kehidupan manusia dewasa ini tidak terlepas dari Ilmu Alamiah dan ilmu terapannya berupa teknologi dalam berbagai bidang. Misalnya, sejak dalam kandungan manusia
mendapat
perawatan
secara
medis
melalui
pemeriksaan berkala di BKIA (Balai Kesejahteraan Ibu Dan Anak) atau Puskesmas. Setelah lahir, mendapat vaksinasi untuk memperoleh kekebalan terhadap berbagai macam penyakit, jika sakit mendapat pemeriksaan dokter dan memperoleh obat, dan sebagainya. Ilmu kedokteran dan ilmu farmasi (obat-obatan) merupakan cabang dari Biologi sebagai ilmu terapan. Pakaian, jam tangan, pensil, atau pulpen yang kita pakai adalah hasil dari teknologi. Ilmu Alamiah murni memang tidak langsung mempunyai peranan dalam kehidupan manusia secara langsung, tetapi antara ilmu murni dan ilmu terapan (teknologi) mempunyai hubungan yang erat. Dari konsep atau prinsip ilmu murni dapat dikembangkan ilmu terapan. Sebaliknya,
teknologi
atau
ilmu
terapan
memberikan
sumbangan penemuan-penemuannya kepada prinsip atau hukum-hukum baru, dan seterusnya. Teknologi adalah cara bagaimana manusia berbuat
Ilmu Kealaman Dasar
123
untuk atau melakukan sesuatu untuk memenuhi kebutuhan dengan mudah dan efisien. Teknologi dalam arti sempit adalah suatu peristiwa industri, sedangkan teknologi dalam arti luas adalah semua proses yang berkenaan dengan material.
B. Dampak llmu Alamiah dan Teknologi Dampak atau efek dari llmu Alamiah dan teknologi yang telah dikembangkan manusia dalam rangka memenuhi kebutuhan sehingga lebih mudah dan menyenangkan dapat bersifat negatif karena menimbulkan akibat sampingan. Akibat negatif itu bila dibiarkan akan membawa malapetaka. Oleh karena itu, manusia setelah mengetahui beberapa hasil llmu Alamiah dan teknologi, mencoba mengatasi juga dengan llmu Alamiah dan teknologi yang baru. 1. Dampak llmu Alamiah dan Teknologi
terhadap
Kebutuhan Pokok Berikut dibahas dampak sehubungan dengan kebutuhan pokok. a. Sandang llmu Alamiah dan teknologi telah banyak sumbangannya dalam bidang sandang. Ilmu Alamiah dan teknologi telah menolong manusia dalam pengadaan sandang berupa mesin-
124
Ilmu Kealaman Dasar
mesin tekstil. Bila pada abad yang lalu mesin-mesin itu dapat mempercepat proses pembuatan tekstil yang umumnya masih terbuat dari kapas, maka pada abad sekarang ini llmu Alamiah dan teknologi telah mampu menyumbangkan kepada manusia serat-serat sintetis, baik yang terbuat dari pokok-pokok kayu secara kimiawi menjadi benang (rayon) maupun dari bahan galian, misalnya hasil samping sulingan batu bara dan minyak bumi menjadi serat-serat sintesis seperti polyester, polipropilin, polietilin, dan sebagainya. Dampak negatif dari segala penemuan Ilmu Alamiah dan teknologi ini sehubungan dengan polimer sintetis yaitu bahwa bahan-bahan berupa polimer sintetis itu, yang dalam kata sehari-hari disebut "plastik", menimbulkan keuntungan dan kerugian. Keuntungannya sudah jelas kita dapat memproduksi serat tekstil untuk sandang, bahkan hampir semua kebutuhan sehari-hari yang berupa alat rumah tangga tidak luput dan penggunaan plastik sebagai bahan dasarnya. Yang menjadi masalah sekarang ialah sampah-sampah plastik itu tidak dapat dihancurkan oleh bakteri-bakteri pembusuk. Sampah-sampah lain yang berasal dari bahan alam dengan cepat dapat dihancurkan oleh bakteri pengurai. Untuk menjawab tantangan ini, kiranya perlu diciptakan cabang Ilmu Alamiah dan teknologi yang
Ilmu Kealaman Dasar
125
lebih maju lagi, misalnya dengan menciptakan jenis polimer
yang
dapat
dihancurkan
oleh
bakteri
pembusuk dengan jalan mencampur polimer itu dengan suatu bahan lain yang menjadi makanan bakteri pengurai. Cara lain ialah memusnahkan sampah
plastik
itu
dengan
membakarnya
atau
mengolahnya kembali menjadi bahan plastik lagi. b. Papan Burung
itu
membuat
sarangnya
secara
naluriah. Berbeda dengan manusia yang oleh Tuhan diberi karunia keunggulan berupa akal dan budi. Dengan akal inilah manusia dapat menyempurnakan rumah tinggalnya dari gua-gua alami ke pohon-pohon, kemudian berkembang lagi menjadi rumah di atas tiang-tiang penyangga, dan lebih maju lagi pada masa kini kita telah mampu membuat rumah tembok dengan penuh kenyamanan. Bahkan, manusia masa kini telah mampu membuat menjulang
gedung-gedung tinggi
ke
pencakar
angkasa.
langit
Untuk
yang
mencapai
puncaknya, orang tidak perlu lagi meniti tangga langkah demi langkah, tetapi cukup menekan tombol dan beberapa detik kemudian sampai ke lantai 60 dan seterusnya. Uraian di atas menunjukkan dampak positif Ilmu Alamiah dan teknologi dalam bidang
126
Ilmu Kealaman Dasar
papan. Teknologi
selalu
mempunyai
kelemahan.
Sebagai contoh, dengan alat modern, sekarang orang begitu mudah membabat hutan untuk bangunan atau perabot lainnya. Apalagi dengan prinsip ekonomi untuk memperoleh untung sebesar-besamya. membuat orang menjadi lupa sehingga timbul akibat sampingan dari penebangan hutan yang tidak sesuai dengan kaidah-kaidah ilmu lingkungan. Pohon-pohon
yang
relatif
muda
yang
seharusnya tidak boleh dibabat sehingga menimbulkan akibat berantai, mulai dari erosi, pendangkalan sungai, kematian sumber air, kemerosotan kesuburan tanah, banjir, dan selanjutnya rantai itu sampai pada kesengsaraan manusia itu sendiri yang sebenarnya tidak ikut secara langsung menikmati hasil hutan tersebut. Ini merupakan suatu hal yang mulai terasa di beberapa bagian pulai kita. c. Pangan Dampak positif Ilmu Alamiah dan teknologi di bidang pangan telah jelas dikemukakan di muka, misalnya dalam memperoleh bibit unggul yang banyak produksinya dalam waktu yang relatif singkat melalui nuklir.
Contoh-contoh
lain
yaitu
penggunaan
mekanisasi pertanian di mana orang memungut hasil
Ilmu Kealaman Dasar
127
produksi yang lebih besar dengan menggunakan tenaga manusia yang relatif lebih sedikit, Sumbangan Ilmu Alamiah di bidang pangan pun telah banyak dimanfaatkan
orang,
misalnya
dengan
cara
pemupukan yang tepat dan penggunaan bakteri yang sanggup menunjang akar-akar tanaman mengambil zat hara dengan lebih baik sehingga produksi bertambah banyak. Penggunaan Bioteknologi, misalnya hormon tumbuhan yang mampu memacu tumbuhnya daun, bunga, atau buah yang jauh lebih lebat dan sebagainya juga telah banyak diterapkan dalam dunia pertanian. Dampak negatif Ilmu Alamiah dan teknologi juga ada. Misalnya, pemakaian racun pemberantas hama tumbuhan (pestisida) ternyata tidak saja dapat memberantas hama, tetapi juga membunuh hewan ternak, meracuni hasil panen, dan meracuni manusia itu sendiri. Tampaknya, setiap penggunaan teknologi maju selalu mempunyai dampak negatif. Oleh karena itu, kesadaran dan tanggung jawab manusia itu sendiri jika
perlu
ikut
ditingkatkan
untuk
kepentingan
bersama dan generasi yang akan datang. Di sinilah pentingnya
menghayati
prinsip-prinsip
ilmu
lingkungan. 2. Dampak Ilmu Alamiah dan
128
Ilmu Kealaman Dasar
Teknologi terhadap Sumber Daya Alam a. Minyak Bumi Minyak bumi pada saat ini masih merupakan Sumber
daya
alam
yang
paling
utama
untuk
memenuhi kebutuhan energi dunia. Hal ini dapat kita saksikan bahwa segala mesin, misalnya mesin dalam berbagai pabrik, mobil, ban, truk, kereta api, kapal laut, dan pesawat terbang, semuanya menggunakan minyak bumi sebagai bahan bakar. Kita juga mengetahui bahwa minyak bumi merupakan bahan galian yang tidak dapat diperbarui (unrenewable), artinya sekali pakai habis. Minyak bumi berasal dari fosil yang terbentuk secara alami dalam proses jutaan tahun lamanya yang jumlahnya juga terbatas. Pada suatu saat, minyak bumi akan habis. Maka, demi melestarikan kehidupan di muka bumi, orang harus segera mencari gantinya. Pada bagian ini yang pertama perlu diketahui adalah dampak negatifnya, yaitu hasil pembakaran minyak bumi
itu
berupa
karbondioksida
gas-gas
yang
oksida,
berguna
untuk
antara
lain
fotosintetis
(pembentukan zat gula atau pati pada tumbuhan berhijau daun dengan bantuan sinar matahari) dan karbonmonoksida yang bersifat sangat beracun . Gas CO ini dapat meracuni sel-sel darah
Ilmu Kealaman Dasar
129
merah sehingga sel-sel itu tidak mampu berfungsi lagi sebagai pengangkut oksigen dalam jaringan tubuh. Jelaga sebagai sisa gas yang halus, misalnya, pada mesin diesel atau mesin premium yang sudah kurang baik atau sudah tua akan dapat menjadikan orang sesak napas. Namun, yang sangat berbahaya adalah gasgas yang mengandung Pb (timah hitam) atau Hg (air raksa) yang semuanya ini merupakan campuran premium agar premium menjadi mudah terbakar (sebagai katalisator pembakaran). Keracunan gas-gas tersebut di atas sukar diobati karena logam-logam tersebut mengendap dalam jaringan tubuh kita. Unsurunsur yang lain yang juga sangat berbahaya sebagai hasil atau bawaan dari fosil itu sendiri antara lain adalah arsen dan belerang. Penggalian minyak bumi membawa akibat polusi daerah sekitarnya karena tumpahan minyak bumi itu jelas merusak tumbuhan atau hewan yang hidup di daerah itu. Tentu saja, dampak itu ada juga yang sampai pada manusia. b. Batubara Penambangan dampak
negatif,
marabahaya
yang
batubara
misalnya mungkin
cacing
menimbulkan tambang
menimpa
dan
manusia-
manusia penambang karena gas oksigen dalam tam130
Ilmu Kealaman Dasar
bang itu sangat terbatas, yang banyak adalah gas-gas bumi
yang
mengandung
menyesakkan CO,
sulfur
napas
yang
oksida.
mungkin
Pengangkutan
batubara dari satu tempat ke tempat lain juga mengganggu
lingkungan
karena
kemungkinan
tumpah. Akhirnya, gas-gas yang timbul dari hasil pembakaran batubara hampir serupa dengan hasil pembakaran minyak bumi. Minyak bumi dan batubara termasuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui (unrenewable). Jenis mineral, misalnya seng, besi, tembaga, dan sebagainya merupakan sumber daya alam yang juga tidak dapat diperbarui. Meskipun demikian, berkat teknologi maju bahan tersebut juga dapat didaur ulang (recycling). c. Air Walaupun air merupakan sumber daya alam yang dapat diperbarui artinya setelah dipakai dapat dibersihkan kembali, tetapi pembersihan itu tidak selalu sempurna sehingga lama-kelamaan air bersih yang kita perlukan semakin hari semakin menurun kuantitas dan kualitasnya. d. Hutan,
Hewan,
dan Ternak Hutan dan hewan atau ternak merupakan sumber daya alam yang dapat diperbarui tetapi
Ilmu Kealaman Dasar
131
teknologi modern dapat mengakibatkan sumber daya alam tersebut menjadi tidak berdaya atau tidak dapat diperbarui,
misalnya
telah
disebutkan
yaitu
pembabatan hutan yang semena-mena menyebabkan tunas muda atau tumbuhan muda mati dan tidak akan tumbuh lagi. Walaupun sumber daya alam itu dapat diperbarui, tetapi ada batas toleransinya. Bila batas ini dilampaui tidak lagi dapat diperbarui. Pemungutan ikan di laut dengan pukat harimau, misalnya akan menjaring ikan yang besar sampai ke anak-cucunya sehingga generasi mudanya tidak dapat mengganti generasi tua seperti halnya pada tumbuhan. e. Tanah Tanah
pertanian
sebagai
sumber
daya
sebenarnya dapat diperbarui, artinya tanah itu dapat digunakan berulang-ulang bila dipelihara baik-baik, misalnya kekurangan zat hara dapat ditambah dengan jalan pemupukan dan sebagainya. Namun, seperti juga sumber daya alam lain yang dapat diperbarui bila pemakaiannya melampaui batas juga dapat menjadi rusak, artinya tidak dapat digunakan lagi sebagai lahan pertanian. Misalnya, tanah itu dibiarkan dalam keadaan kosong lalu terkena erosi terus-menerus, maka bagian tanah yang subur (berhumus) hilang dan tinggallah 132
Ilmu Kealaman Dasar
padas atau batu yang tidak lagi dapat menjadi lahan yang dapat ditanami. f.
Sumber Daya Zat Radioaktif
Zat-zat radioaktif merupakan sumber daya alam yang sangat penting karena zat ini dapat ikut menentukan nasib manusia di masa mendatang. Tentang manfaat nuklir telah diuraikan di muka. Berikut ini akan diuraikan dampak negatifnya. Zat radioaktif memang zat yang sangat berbahaya. Sejak ditemukannya oleh Madame Curie telah tampak dampaknya, yaitu orang-orang yang bekerja di laboratoriumnya, bahkan Madame Curie sendiri terkena penyakit yang aneh yang belum diketahui sebab-sebabnya pada masa itu. Zat radioaktif mempunyai sifat khas, yaitu selalu mengeluarkan sinar yang tidak tampak oleh mata. Sinar yang timbul dari zat radioaktif itu ada tiga macam, yaitu sinar α (alpha) yang bermuatan listrik positif, sinar β (beta) yang bermuatan listrik negatif, dan sinar γ (gamma) yang tidak bermuatan listrik. Namun, sinar gamma inilah yang sangat berbahaya karena
dapat
menghalanginya
menembus karena
apa
panjang
saja
yang
gelombangnya
pendek. Molekul-molekul yang netral akan dapat Ilmu Kealaman Dasar
133
berubah menjadi ion-ion yang bermuatan listrik jika terkena sinar gamma. Sinar ini pulalah yang dapat merusak susunan kromosom atau gen dalam inti sel sehingga keturunannya menjadi bervariasi. Karena mutasi, ada yang mati, ada yang cacat, ada yang mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan seperti buahnya lebat, umurnya singkat, dan sebagainya. Manusia memanfaatkan sifat ini untuk pertanian. Sinar gamma ternyata sinar yang mempunyai sifat-sifat yang identik dengan cahaya Matahari atau secara
umum
merupakan
"gelombang
elektromagnetik". Perbedaannya hanya terletak pada frekuensi getarnya. Sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik yang paling tinggi frekuensinya. Lebih rendah daripada itu adalah sinar-X atau sinar Rontgen. Lebih rendah lagi adalah sinar ultraviolet, kemudian barulah sinar yang tampak oleh mata kita yang tersusun dari berbagai warna. Warna-warna itu ternyata terjadi hanya karena adanya perbedaan frekuensi getar. Sinar yang tampak itu terdiri dari warna-warna yang secara berturut dari frekuensi rendah ke paling tinggi sebagai berikut: merah, jingga, kuning, hijau, biru, violet. Lebih rendah frekuensinya dari sinar yang tampak adalah sinar infra merah atau disebut juga sinar panas yang tidak tampak oleh mata, tetapi terasa panas di kulit.
134
Ilmu Kealaman Dasar
Gelombang-gelombang elektromagnetik yang lebih rendah frekuensinya dari pada infra merah adalah berturut-turut: gelombang radar, gelombang pemancar TV, gelombang pemancar radio FM, serta gelombang radio SW dan AM. Gel Radio AM, SW, FM
G el T
Gel.Infra Radar merah
Sinar Ultra yang Violet Tampak
V
Sinar X
S inar G amma
Dampak negatif dari sinar radioaktif atau nuklir ialah merusak lingkungan. Kapal-kapal nuklir tidak dikehendaki kehadirannya di suatu negara karena kemungkinan meninggalkan sampah-sampah nuklir adalah besar. Sampah nuklir itu mungkin tersentuh tumbuhan laut, selanjutnya dimakan oleh ikan, dan ikan mungkin kita makan. Untuk mengetahui sesuatu itu mengandung radioaktif atau tidak adalah sulit, maka pengaruh negatif itu tidak segera dapat diketahui karena memang tidak terasa sakit. Namun, kalau anak yang dilahirkan ternyata cacat, maka pengaruh zat radioaktif dapat diduga. Uranium sebagai mineral radioaktif sudah mengundang bahaya sejak ia diambil dari dalam tambang, walaupun orang-orang yang bekerja dalam tambang uranium itu dilengkapi baju "tidak tembus sinar radioaktif, tetapi manusia itu sendiri mempunyai
Ilmu Kealaman Dasar
135
sifat lalai yang dapat berakibat fatal. Dari tambang, zat radioaktif itu diangkut ke reaktor, tempatnya mungkin dekat atau seringkali jauh bahkan di luar negeri. Masalah transportasi zat radioaktif juga tetap mengundang bahaya karena dalam transportasi kemungkinan terjadi kebocoran tidak dapat dihindarkan, tetapi kebocoran itu tidak tampak oleh mata. Masalah pengolahan
dan
selanjutnya reaktor
adalah pembangkit
masalah tenaga.
Bahayanya amat besar, meskipun manusia telah memperhitungkan dengan teliti, tetapi bencana alam sering di luar perhitungan manusia, misalnya kekuatan badai, banjir, gempa bumi, dan sebagainya. Lagipula reaktor itu tidak dapat bertahan sepanjang abad, dapat rusak atau bocor, kemungkinan kecelakaan dalam proses
produksi.
Semua
itu
taruhannya
adalah
keselamatan jiwa manusia, tidak hanya pekerjanya, tetapi masyarakat sekitarnya, misalnya kebocoran reaktor atom di Chernobile (Rusia) yang pernah terjadi. 3. Dampak Ilmu Alamiah dan teknologi terhadap Industri Manusia membutuhkan berbagai macam barang untuk memenuhi kebutuhannya. Pada mulanya, barangbarang itu dibuat secara sederhana. Kemudian, dengan
136
Ilmu Kealaman Dasar
kemampuan berpikir manusia dapat menciptakan mesinmesin untuk membuat barang-barang itu lebih baik dan lebih cepat. Mesin-mesin hasil Ilmu Alamiah dan teknologi itu banyak membantu manusia dalam memperoleh barang kebutuhannya, tetapi setiap kali ada keuntungan ternyata selalu ada kerugiannya. Maka, bila manusia tidak berhatihati dalam menggunakan mesin-mesin industri akan membawa dampak negatif. Berikut ini beberapa contohnya Dalam industri terdapat tiga komponen, yaitu masukan (input) proses, dan hasil (output). Dari segi masukan, industri mempunyai dampak negatif. Misalnya, suatu industri pembuatan kayu lapis membutuhkan bahan baku berupa kayu gelondongan sebesar satu ton setiap hari maka si pengusaha selalu berpikir akan adanya persediaan kayu sebanyak itu setiap hari agar perusahaannya memperoleh keuntungan. Yang sering terjadi adalah pengolahan bahan baku itu tidak atau kurang memperhatikan batas-batas toleransi sumber daya alam hutan di mana kayu itu berasal sehingga terjadilah kerusakan lingkungan, khususnya sumber daya alam hutan itu. Pada saat proses, terjadi kebisingan-kebisingan di dalam penggergajian maupun pemotongan-pemotongan kayu. Yang sering terjadi adalah pihak perusahaan lupa akan pengaruh buruk kebisingan itu terhadap para pekerja
Ilmu Kealaman Dasar
137
dalam pabrik maupun manusia di sekitamya. Kebisingan itu dapat menimbulkan pendengaran kurang peka dan daya tangkap otak manusia mengalami kemunduran. Dari segi proses pun terjadi hasil-hasil sampingan maupun buangan pabrik yang pada umumnya kurang begitu dihiraukan pembuangannya. Buangan ini ditumpuk begitu saja di luar pabrik sehingga membusuk atau dibakar. Kedua tindakan itu merupakan sumber polusi baik polusi tanah, air, maupun udara. Dari komponen hasil, dampak Ilmu Alamiah dan teknologi pada umumnya adalah positif, meskipun kadang-kadang tampak dampak sosial yang negative juga. Misalnya, terdapat kecenderungan penggunaan hasil industri tidak efisien karena harganya murah. Pada menggunakan
industri-industri bahan
kimia,
yang
banyak
misalnya
industri
penyamakan kulit, industri kertas, industri tekstil, dan, industri-industri kimia lain yaitu industri asam sulfat, soda dan
sebagainya
sangat
berbahaya
bagi
lingkungan
sekeliling jika limbah itu dibuang langsung tanpa mengindahkan peraturan-peraturan yang berlaku. Di negara-negara maju telah ada peraturan atau perundangan-perundangan
yang
menetapkan
syarat-
syarat limbah industri yang dapat dibuang ke sungai, laut, maupun ke udara. Di negara yang sedang berkembang seperti Indonesia, telah memiliki peraturan semacam itu
138
Ilmu Kealaman Dasar
juga. Oleh karena itu, kita mengharapkan pembuangan limbah industri yang tampaknya semakin meningkat pada masa pembangunan saat ini tidak akan membawa pengaruh negatif. 4. Dampak Ilmu Alamiah dan Teknologi
terhadap
Transportasi dan Komunikasi a. Transportasi Ilmu
Alamiah
dan
teknologi
telah
memberikan sumbangan yang besar dalam bidang transportasi, misalnya mobil, kereta api, kapal laut, pesawat terbang, dan sebagainya. Dengan kendaraankendaraan itu kita dapat mengunjungi saudara kita yang berada di kota lain dengan hanya memerlukan waktu yang singkat. Misalnya, dari Surabaya ke Medan jika dilakukan dengan kapal layar memerlukan waktu satu bulan atau lebih, tetapi dengan menggunakan pesawat terbang hanya memerlukan waktu tiga jam. Bila kita menempuh perjalanan dari Malang ke Jakarta dengan pedati memerlukan waktu satu bulan, tetapi dengan naik bis malam hanya memerlukan waktu 18 jam. Pada zaman dulu untuk mengelilingi dunia orang memerlukan waktu tahunan, tetapi sekarang dengan pesawat terbang cukup beberapa hari saja.
Ilmu Kealaman Dasar
139
Dalam abad ke-20, ini orang telah berhasil menciptakan pesawat ulang-alik dari Bumi ke angkasa luar, maka pada awal abad ke-21, mungkin manusia akan dapat naik kendaraan untuk bertamasya ke planet-planet atau satelit yang dekat dengan Bumi, bahkan bila perlu hijrah ke sana. b. Komunikasi Sebagaimana telah diuraikan di muka bahwa Ilmu
Alamiah
dan
teknologi
telah
memberikan
sumbangan yang besar sekali pada komunikasi. Pada saat ini, kita mudah sekali mengadakan pembicaraan telepon antar benua. Di negara-negara maju, pembicaraan telepon disertai gambar yang diajak bicara, seolah-olah dua orang itu berbicara dengan bertemu muka. Dengan bantuan Ilmu Alamiah dan teknologi manusia memang benar-benar lebih mudah mengadakan komunikasi.
140
Ilmu Kealaman Dasar
Latihan Soal 1. Sebutkan sumbangan IAD dan teknologi di bidang komunikasi? 2. Sebutkan dampak kemajuan IAD dan teknologi terhadap sumber daya alam baik yang reneweble maupun yang un-reneweble? 3. Mengapa sinar gama sangat berbahaya bgi mahluk hidup? 4. Sebutkan
sumbangan
bioteknologi
dalam
kehidupan manusia? 5. Jelaskan dampak ilmu alamiah dan teknologi terhadap: a. Industri b. Transportasi c. Komunikasi 6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan metode kloning?
Ilmu Kealaman Dasar
141
142
Ilmu Kealaman Dasar
BAB IX PERKEMBANGAN TEKNOLOGI Peranan Ilmu Alamiah dan teknologi sebagian telah disinggung dalam beberapa bab terdahulu, tetapi secara agak lebih rinci akan diulas kembali berikut ini. A. Materi Seperti telah dikemukakan bahwa manusia dalam hidup ini memerlukan materi baik yang biotis maupun nonbiotis. Materi biotis dari bahan benda hidup berupa protein, sedangkan materi nonbiotis mulai dari gas oksigen sampai benda-benda yang kita pakai sehari-hari. Benda-benda itu merupakan hasil olahan melalui teknologi, misalnya materi zat besi dapat menjadi kendaraan atau benda lainnya. B. Energi Dalam kehidupan manusia modern, penggunaan energi
semakin
meluas,
kecuali
dalam
industri
dan
transportasi, juga menyangkut dalam rumah tangga, mulai dari kompor sampai penggunaan energi listrik untuk AC (Air Conditioned). Energi berwujud dalam berbagai bentuk, yakni dalam bentuk panas, gerak (mekanik), cahaya, kimia, energi nuklir, dan sebagainya. Di samping itu, energi dapat berubah-ubah bentuk. Energi dalam bentuk panas, misalnya, dapat berubah menjadi
Ilmu Kealaman Dasar
143
energi bentuk lain, yakni menjadi energi mekanik. Perubahan ini terjadi dengan jalan mengubah air menjadi uap. Uap panas mengembang bertekanan tinggi menggerakkan baling-baling suatu turbin. Gerakan turbin ini dapat digunakan untuk bermacam-macam keperluan. Energi mekanik dapat juga berubah menjadi bentuk energi lain, yaitu energi listrik, di mana akibat pemutaran dinamo akan dihasilkan aliran listrik. Energi listrik dapat pula berubah menjadi energi cahaya atau berubah menjadi energi kimia. Aliran listrik dapat memijarkan bola lampu listrik dan menghasilkan cahaya. Dari aliran listrik dapat pula diubah menjadi energi kimia, yaitu dengan cara mengalirkan aliran arus listrik searah ke dalam zat kimia, misalnya dalam penyepuhan. Energi kimia dapat berubah menjadi energi listrik kembali atau berubah menjadi energi cahaya atau menjadi energi panas. Energi kimia yang berasal dari batu baterai kita alirkan pada bola lampu maka terbentuklah energi cahaya. Energi kimia dapat berubah menjadi energi panas dan cahaya, misalnya pada ledakan petasan. C. Mesin Dalam industri dan transportasi digunakan berbagai mesin, dan mesin itu dapat dibedakan sehubungan dengan pemakaian bahan bakar atau energi yang dipakai. 1. Mesin Premium Mesin premium terdiri atas silinder, piston, dari
144
Ilmu Kealaman Dasar
roda penerus. Premium yang tercampur dengan udara (O 2) terpercik oleh loncatan listrik menimbulkan pembakaran. Premium berubah menjadi gas, menimbulkan tekanan yang besar, dan tekanan itu mendorong piston dan menggerakkan roda penerus,
dan selanjutnya akan
menimbulkan gerakan pada komponen yang lain. 2. Mesin Diesel Prinsip
mesin
diesel
sama
dengan
mesin
premium, hanya bahan bakarya berupa solar. 3. Mesin Uap Mesin uap merupakan mesin paling awal di mana dalam mesin ini terjadi pemanasan air menjadi uap dan uap itu bila jumlah molekulnya semakin banyak (semakin rapat) akan menimbulkan tekanan dan selanjutnya tekanan diubah menjadi gerak atau energi mekanik. Mesin uap menggunakan bahan bakar kayu atau batu-bara.
Sistem
ini
juga
masih
dipakai
dalam
pembangkit listrik tenaga nuklir, seperti yang telah dikemukakan di muka. 4. Mesin Jet Mesin jet merupakan mesin yang dewasa ini banyak dipakai dalam pesawat terbang. Mesin jet terdiri dari sebuah tabung pembakaran yang tahan panas, sebuah mulut untuk memasukkan udara ke dalam tabung pembakar, sebuah kompresor untuk menyemprotkan
Ilmu Kealaman Dasar
145
bahan-bahan bakar ke dalam tabung pembakar, dan sebuah corong pembuang gas yang terletak di bagian ekorya. Mesin jet pesawat terbang sederhana seperti yang tersebut di atas dan prinsipnya ialah bahan bakar dan udara yang mengandung O2 diinjeksikan ke dalam tabung pembakar. Pada pembakaran tersebut, terbentuk gas disertai suhu yang tinggi. Pengembangan gas itulah yang mendorong pesawat terbang ke depan. Selanjutnya, mesin jet dikembangkan menjadi mesin turbo jet. Mesin ini menggunakan turbin gas untuk mengatur pemasukan udara dan pengeluaran gas yang dikeluarkan dari mesin. Keuntungan mesin ini adalah bahwa udara dapat dihisap lebih banyak dalam waktu yang singkat, sedangkan yang dikeluarkannya dapat diatur. Apabila penggunaan turbin gas itu dikaitkan dengan propeler untuk menggerakkan sistem permesinan dalam pesawat tersebut, maka mesin jet itu disebut turbo prop. Perlu dibedakan antara mesin jet dan roket karena kedua mesin ini tampaknya serupa, tetapi tidak sama. Perbedaannya terletak pada sistem bahan bakarya. Pada mesin jet, bahan bakar berupa zat cair yang dibakar di dalam tabung pembakar dengan mencampumya terlebih dahulu dengan oksigen atau udara. Roket mempunyai bahan bakar padat dan bahan bakar itu telah
146
Ilmu Kealaman Dasar
mengandung oksigen sebagai zat pembakar, misalnya nitrat, khlorat, dan sebagainya. Dalam bahan bakar itu terkandung zat-zat yang mudah terbakar, misalnya sulfida, sulfur, karbon, dan sebagainya. Keunggulannya adalah bahwa dengan roket ini pesawat dapat menjelajah ruang angkasa yang tidak mengandung oksigen. D. Komunikasi Berkomunikasi merupakan salah satu kebutuhan manusia. Untuk itu, Ilmu Alamiah dengan teknologinya telah menyumbangkan kepada kita semua media cetak, telegrafi, telepon, radio, dan televisi. Dunia pada tahun 1962 dikejutkan oleh penemuan baru berupa siaran TV dan radio melalui angkasa luar, atau tegasnya melalui satelit buatan. Dengan komunikasi melalui satelit, ini maka hubungan antara manusia seluruh dunia menjadi makin mudah. Sebelum mendalami hal ini lebih lanjut, mari kita ikuti perkembang an dunia komunikasi atau khususnya telekomunikasi massa saat ini. 1. Percetakan Percetakan sebagai alat yang menghasilkan media komunikasi antarmanusia, sangatlah penting artinya. Sejak awal abad ke-15 percetakan telah digunakan orang sebagai alat penghasil komunikasi massa, yaitu koran. Dengan media massa berupa koran ini suatu
Ilmu Kealaman Dasar
147
berita dapat diikuti oleh orang banyak dalam waktu yang pendek, meskipun penyebarannya masih bergantung pada alat transportasi yang ada pada saat itu. Dengan koran masuk desa, komunikasi menjadi lebih luas. 2. Telegraf Telegraf telah ditemukan orang sejak pertengahan abad ke-18 dan lambat laun tekniknya menjadi semakin sempurna sehingga pada pertengahan abad ke-19, jaringan telegraf telah menjangkau daratan Eropa dan Amerika Utara. Keunggulan
telegraf
membuat
orang
dapat
berkomunikasi jarak jauh sehingga ratusan ribu kilometer hanya dalam waktu beberapa menit saja. 3. Telepon Telepon ditemukan oleh Bell pada tahun 1876, setelah penemuan telegraf. Keunggulan telepon dari telegraf adalah orang dapat berbicara langsung dan menerima
pembicaraan
atau
jawaban
sebagaimana
layaknya orang berbicara satu dengan yang lain. Sementara itu, dengan telegraf orang hanya dapat mengirimkan tanda-tanda yang harus diterjemahkan terlebih dulu, kemudian baru dikirim kembali jawaban yang juga harus diterjemahkan lagi. 4. Radio Telegraf dan telepon pada masa lalu selalu
148
Ilmu Kealaman Dasar
mengenakan kawat-kawat penghubung antar tempat, maka radio dapat mengirimkan dan menerima pesanpesan tersebut tanpa menggunakan kawat. Pesan-pesan itu dipancarkan melalui pesawat pemancar ke udara. Dengan demikian, orang dapat berkomunikasi dengan kapal-kapal yang sedang berlayar di tengah samudera. Marchoni (1896) dapat dianggap sebagai penemu radio telegraf. 5. Bioskop atau Gambar Hidup Salah satu alat komunikasi massa yang sangat mengesankan dan penting artinya bagi kehidupan manusia adalah gambar hidup. Gambar hidup tidak saja dapat menyajikan gambar, tetapi gambar yang bergerak atau "hidup". sekaligus
dengan
suaranya
sehingga
pesan
yang
dikomunikasikan menjadi lengkap. Apalagi dengan warna, maka orang dapat menikmati keindahannya. 6. Televisi Televisi
merupakan
temuan
yang
sangat
menakjubkan pada abad ke-20 ini karena televisi dapat mengirimkan suara maupun gambar hidup. Televisi menakjubkan karena sampai sekarang pun belum banyak orang yang dapat memahami bagaimana gambar hidup itu dapat dikirimkan melalui kabel listrik, bahkan dapat juga tanpa melalui kawat, yaitu melalui udara.
Ilmu Kealaman Dasar
149
Namun, yang jelas, dengan adanya televisi manusia
mendapatkan
keuntungan-keuntungan
yang
besar untuk kesejahteraan hidupnya. Dengan televisi, orang dapat mengirimkan dan menerima berita dengan kesan yang lengkap (gambar hidup berwarna dan bersuara); dengan televisi, orang dapat memperoleh hiburan yang bermutu, terkontrol, dan murah; dengan televisi, orang dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas pendidikan, dan penerangan. Dengan satelit Palapa, siaran televisi dapat menjangkau hampir seluruh tanah air kita. 7. Satelit Komunikasi Satelit komunikasi juga satelit (buatan manusia) yang beredar mengelilingi bumi. Satelit dapat beredar di angkasa, tidak jauh ke bumi karena dua faktor yang menyebabkannya, yaitu gaya tarik-menarik dengan Bumi dan yang kedua adalah gaya tolak menolak dengan Bumi. Kedua faktor ini berimbang besarnya. Gaya tarik-menarik itu tergantung dan besarnya massa dan jarak antara benda dengan Bumi. Keseimbangan antara kedua gaya itulah yang menyebabkan satelit tetap beredar di garis edarnya dan tidak jatuh ke Bumi. Prinsip itulah yang digunakan untuk menempatkan satelit di suatu garis edarnya. Namun, untuk satelit komunikasi seperti Palapa, ada sedikit perbedaan. Palapa tidak sekadar dapat beredar seperti halnya Bulan, tetapi ia ditempatkan secara tetap di atas 150
Ilmu Kealaman Dasar
wilayah tertentu, misalnya di atas Samudera Indonesia. Jadi, tegasnya, letak Palapa terhadap Bumi adalah tetap. Penempatan demikian itu disebut "sinkron". Keistimewaan satelit komunikasi pada tahap pertama menimbulkan kejutan yang terjadi di tahun 1962 dengan adanya siaran radio dan televisi yang dapat diterima dalam waktu yang sama di dua benua, dipisahkan oleh Samudera Atlantik, yaitu di Eropa dan Amerika Serikat. Penerimaan siaran radio dan televisi ke seluruh muka Bumi ini akan menimbulkan perubahanperubahan besar dalam perkembangan masyarakat yang diakibatkan oleh adanya pertukaran kebudayaan yang cepat. E. Bioteknologi Dalam rangka memenuhi dan meningkatkan mutu kebutuhan hidup, manusia memanfaatkan biologi terapan yang digabungkan dengan teknologi modern sehingga tercipta ilmu baru yang terkenal dengan sebutan Bioteknologi dan terkadang ada yang menyebut Biomasa depan. Beberapa ahli dan badan internasional memberikan batasan
Bioteknologi
sebagai:
(1)
Kegiatan
yang
menitikberatkan pemanfaatan aktivitas biologi dalam lingkup teknologi proses dan produksi secara besar-besaran dalam industri
yang
Pemanfaatan
dikaitkan
dengan
prinsip-prinsip
produksi
ilmiah
Ilmu Kealaman Dasar
dan
masal,
(2)
kerekayasaan
151
terhadap
jasad,
sistem,
atau
proses
biologi
untuk
memproduksi benda hidup, benda mati, atau jasa bagi kepentingan manusia. Dalam
perkembangan
lebih
lanjut,
lahirlah
bioteknologi kedokteran, bioteknologi farmasi, bioteknologi pertanian, bioteknologi peternakan dan sebagainya. 1. Bioteknologi Kedokteran Telah disebutkan di muka mengenai pemanfaatan sinar-X, dan sinar laser, sinar radioaktif dalam lapangan kedokteran. (1) Sinar-X telah lama dikenal dalam radiologi pada pengambilan foto paru-paru, jantung, lambung dan sebagainya: (2) Sinar laser pada perkembangan terakhir digunakan dalam operasi alat-alat dalam tubuh manusia. (3) Sinar radioaktif dimanfaatkan untuk menyucihamakan alat-alat kedokteran, misalnya alat suntik, pisau dan gunting bedah. Dalam genetika kedokteran sinar radioaktif dipakai untuk mengatur dampak kelemahan untuk diperbaiki dan sebagainya. (4) Bank sperma beku dan bayi tabung secara ilmiah telah banyak dilakukan di negara yang menganut kebebasan. (5) Pencangkokan alat-alat tubuh yang dalam keadaan biasa akan selalu ditolak, karena alat orang lain itu merupukan benda asing bagi pasien, tetapi melalui bioteknologi dengan perantaraan agen pencangkokan dapat dilaksanakan dengan baik. Pencangkokan itu bisa dilakukan untuk ginjal, kelenjar
152
Ilmu Kealaman Dasar
hati, kelenjar pulau langerhans pada pangkreas. Kecuali itu, cara lain adalah mengambil informasi genetik yang ada pada manusia untuk membimbing terjadinya sintesis insulin
pada
menghasilkan
jasad
bakteri
insulin
dan
sehingga bakteri
bakteri
dapat
itu
dapat
dikembangbiakkan. (6) Dengan rekayasa genetika, dapat diciptakan
vaksin
yang
dapat
menghasilkan
zat
immunoglobulin (zat kebal) terhadap beberapa penyakit, misalnya hepatitis, kanker hati, dan lepra yang konon sampai saat ini belum dapat diobati secara tuntas. Selanjutnya, berdasarkan ramalan para ahli, suatu saat nanti akan dapat diciptakan vaksin untuk berbagai penyakit, termasuk penyakit AIDS yang saat ini sedang ditanggulangi. (7) Melalui rekayasa genetika, para ahli berhasil
menyembuhkan
penderita
hemofili,
yaitu
penyakit turunan yang mengakibatkan darah penderita sukar membeku. Dengan membentuk "copy" faktor VIII yang tidak dimiliki penderita hemofili, maka penderita dapat melakukan pembekuan darah seperti orang yang normal. 2. Bioteknologi Farmasi Dalam
memerangi
penyakit-penyakit
yang
disebabkan oleh antigen atau bibit penyakit digunakanlah berbagai macam obat, yang pada zaman dulu berupa ramuan beberapa macam tumbuhan yang berupa sari atau
Ilmu Kealaman Dasar
153
ekstrak, tetapi pada saat ini, sesuai dengan kemajuan teknologi dibuat zat sintetis dan pada saat mutakhir, melalui biologi molekular dan rekayasa genetika, tubuh dipacu untuk memproduksi obat-obatan sendiri. Obat-obatan hasil bioteknologi tersebut antara lain humulin untuk diabetes, protopin yang merupakan hormon pertumbuhan untuk memperbaiki anak-anak yang mengalami keterbelakangan pertumbuhan alfainterferon untuk pengobatan sejenis leukemia, dan sebagainya. 3. Bioteknologi Pertanian Dalam rangka mencukupi pangan penduduk dunia yang bertambah terus, maka produksi pangan secara konvensional tidak dapat mengejamya. Oleh karena itu, dicari jalan melalui bioteknologi pertanian yang antara lain:
(1)
Penggunaan
hormon
pertumbuhan
yang
mengubah tumbuhan dari diploidi menjadi poliploidi sehingga dihasilkan produk yang "raksasa", misalnya buah tomat, lombok menjadi besar, dan seterusnya. (2) Kultur jaringan. Pada keadaan biasa, siklus pertumbuhan suatu tumbuhan memerlukan waktu yang cukup panjang, tetapi melalui kultur jaringan siklus itu dapat diperpendek, misalnya bunga anggrek yang secara biasa dari biji sampai menjadi tumbuhan dewasa hingga berbunga memerlukan waktu yang cukup lama, tetapi melalui kultur jaringan
154
Ilmu Kealaman Dasar
akan diperoleh tumbuhan baru dengan cepat dan segera dapat
berbunga.
Dalam
mempercepat
pembibitan
tumbuhan, kultur jaringan lebih cepat tiga puluh kali daripada cara tradisional. Dengan demikian, dapat mengatasi kekurangan dan keterlambatan bibit dalam masa tanam dan juga meningkatkan
kuantitas
panen.
Dalam
perbanyakan
tumbuhan secara kloning (clonning) pada tumbuhan bias dan tumbuhan bernilai ekonomi tinggi dapat dilakukan secara besar-besaran dengan kultur jaringan, misalnya pada kelapa sawit, kelapa kopyor, dan sebagainya. 4. Bioteknologi Peternakan Seperti
halnya
tumbuhan,
hewan
ternak
diperlukan juga dalam memenuhi kebutuhan pangan manusia. Dengan perkawinan silang dapat dihasilkan hewan-hewan
yang
berkualitas
lebih
baik,
tetapi
tampaknya juga tidak dapat mengejar kebutuhan manusia yang selalu meningkat. Oleh karena itu, para ahli peternakan juga memanfaatkan bioteknologi peternakan, yakni penerapan rekayasa genetika yang melalui dua tahap, yaitu (1) untuk memproduksi obat dan vaksin serta hormon pertumbuhan ternak, dan (2) melibatkan hewan dapat tumbuh lebih cepat dan makannya lebih sedikit, atau menjadi ternak yang lebih unggul.
Ilmu Kealaman Dasar
155
Latihan Soal 1. Jelaskan dalam hidup kita saat ini tidak lepas dari hasil ilmu alamiah dan teknologi? 2. Mengapa dalam kehidupan manusia modern semakin banyak memerlukan energi ? 3. Jelaskan mengapa energi dapat diubah satu bentuk ke bentuk lainnya? 4. Sebutkan beberapa alat yang diciptakan manusia sehubungan dengan energi listrik? 5. Sebutkan sumbangan bioteknologi dalam kehidupan manusia?
156
Ilmu Kealaman Dasar
BAB X WAWASAN TENTANG ISUE LINGKUNGAN Setelah kita mengetahui peranan dan dampak Ilmu Alamiah dan teknologinya terhadap kehidupan manusia dan sumber
daya
alam,
maka
diperlukan
penilaian
kembali
pemanfaatan Ilmu Alamiah dan teknologi. Penilaian kembali itu terutama terhadap semakin menipisnya sumber daya alam unrenewable atau konvensional dan dampak negatif pemanfaatan Ilmu Alamiah dan teknologi. Sehubungan dengan menipisnya sumber daya alam konvensional itu, perlu diadakan usaha-usah mencari sumber daya alam baru atau memanfaatkan sumber daya alam renewable atau
nonkonensional
secara
maksimal,
sedangkan
usaha
mengatasi dampak negatifnya adalah erat sekali hubungannya dengan keseimbangan alam, baik dalam arti pengurangan polusi dan jumlah makhluk di Bumi ini, terutama jumlah manusia, atau dengan kata lain adalah masalah kependudukan. Makin baik pelayanan kesehatan dan kuanlitas nutrisi manusia, maka semakin panjang umurnya dan jika lahir banyak, maka jumlah penduduk menjadi semakin besar. Karena itu, berkembang biaknya manusia perlu dibatasi. Secara singkat manusia harus berusaha untuk melestarikan eksistensinya dengan bermacam-macam jalan.
Ilmu Kealaman Dasar
157
A. Pencarian Sumber Daya Alam Nonkonvensional Pencarian sumber daya alam nonkonvensional yang hangat pada saat ini ialah pemanfaatan energi Matahari, energi panas bumi, energi angin, dan energi biogas. Pemilihan sumber energi tersebut tentu saja dengan alasan yang kuat, yaitu dapat digunakan dalam skala besar serta agar dapat mengganti minyak bumi dan batubara. Sumber energi yang dipakai itu tidak boleh menghasilkan polutan
terlalu
banyak,
bahkan
bila
mungkin
tidak
menghasilkan polutan. 1. Energi Matahari Sebagaimana
kita
ketahui
bahwa
Matahari
merupakan sumber energi yang tidak dapat habis. Hidup kita di dunia ini hampir sepenuhnya berkat energi Matahari karena apa yang kita makan sebenarnya energinya berasal dari Matahari yang tersimpan dalam tumbuhan
maupun
hewan.
Namun,
manusia
membutuhkan energi tidak hanya untuk proses dalam tubuhnya, melainkan juga untuk memenuhi kebutuhan hidup yang lain, misalnya energi untuk transportasi dan industri yang memproduksi sandang, pangan, dan barangbarang lainnya. Pemanfaatan energi matahari sebenarnya telah
158
Ilmu Kealaman Dasar
kita lakukan, misalnya untuk mengeringkan bermacammacam jemuran. Namun, masalah yang kita hadapi sekarang ialah energi pengganti minyak bumi. Maka, yang harus dipikirkan adalah bagaimana memanfaatkan energi Matahari itu sehingga dapat menggerakkan mesin di pabrik-pabrik, menggerakkan kereta api, mobil, dan sebagainya. Kita harus dapat mencari teknik mengubah energi Matahari menjadi bentuk energi lain, misalnya menjadi energi listrik. Listrik dapat timbul dari cahaya Matahari bila energi matahari itu dapat mempengaruhi atom. 2. Energi Panas Bumi Energi geothermal atau energi panas Bumi adalah energi yang berasal dari inti Bumi. Inti Bumi merupakan bahan yang terdiri atas berbagai jenis logam dan batu yang berbentuk cair yang memiliki suhu tinggi. Dengan menggunakan Ilmu Alamiah, energi geothermal dapat digunakan untuk kesejahteraan manusia. Energi geothermal yang dapat kita manfaatkan saat ini ialah panas Bumi yang berasal dari magma. Magma adalah batuan cair atau panas yang terdapat dalam kerak Bumi. Pada saat Bumi mendingin, kulitnya mengalami pengerasan tidak merata, masih ada bagian-bagian batuan Bumi cair yang terkurung oleh batuan yang menjadi beku dalam kantong-kantong berupa batuan panas atau cairan
Ilmu Kealaman Dasar
159
yang disebut magma. Magma bervariasi, ada yang besar dan ada yang kecil. Magma yang kecil lama-kelamaan menjadi padat juga tanpa ada pengaruh yang berarti, tetapi magma yang besar dapat merembes ke permukaan karena pengaruh pergeseran kulit Bumi atau karena tekanan. Bila magma sampai ke permukaan Bumi, maka disebut lava. Lava
inilah
yang
membentuk
gunung-gunung
di
permukaan bumi. Gunung-gunung itu dibedakan menjadi gunung yang aktif dan gunung yang tidak aktif. Gunung yang aktif disebut gunung berapi, yaitu gunung yang mulutnya berhubungan dengan magma. Hal ini ditandai dengan adanya asap atau semburan-semburan gas yang mengandung mineral, uap air, atau belerang; lava, bahkan sering juga mengadakan letusan yang mengeluarkan massa yang dapat menutupi puncak gunung itu. Gunung api merupakan tanda bahwa di dalam gunung itu terdapat magma, meskipun kita tidak dapat langsung mengambil energi dari magma. Energi yang kita ambil adalah melalui air atau uap air yang terkena magma tadi. Pada dataran tinggi yang mempunyai gunung berapi, biasanya terdapat sumber-sumber air panas atau semburan-semburan ke atas permukaan Bumi yang disebut geyser. Ini menunjukkan bahwa di dalam gunung api itu terdapat kubangan air yang terkena panas. Kubangan air di dalam tanah itu mempunyai titik didih yang tinggi. Pemboran pada dataran tinggi yang memiliki
160
Ilmu Kealaman Dasar
kubangan air yang mempunyai tekanan lebih dari 1 atmosfer akan timbul semburan yang kuat sekali. Apa yang keluar dari pemboran itu dapat berupa gas uap air panas atau air panas, tergantung dari letaknya. Bila yang menyembur keluar itu uap air panas, adalah sangat menguntungkan karena dapat langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin uap. Turbin ini dikaitkan dengan generator pembangkit listrik. Dengan jalan itu, kita akan memperoleh energi listrik yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan. Namun, jika yang keluar adalah air dilakukan panas, penggunaan untuk pembangkit listrik tidak dapat secara langsung. Air panas itu baru dapat digunakan untuk menguapkan amoniak, yang selanjutnya dapat digunakan untuk memutar turbin. Kemudian, zat amoniak itu dapat diperoleh kembali dengan jalan kompresi dan proses
pendingihan.
Air
panas
itu
dapat
juga
dimanfaatkan untuk keperluan lain. Pemanfaatan energi panas bumi (energi geotermal) di Indonesia juga telah dicoba di dataran tinggi Dieng (Jateng) dan di dataran tinggi Kamojang (Jabar). 3. Energi Angin Udara yang bergerak disebut angin dan dapat terjadi karena perbedaan tekanan di suatu tempat dengan tempat yang lain, Perbedaan tekanan timbul disebabkan
Ilmu Kealaman Dasar
161
adanya perbedaan suhu. Perbedaan suhu terjadi karena perbedaan daya serap panas dari permukaan bumi, yaitu daratan dan laut. Selama terjadi perbedaan suhu di permukaan Bumi, maka akan terjadi angin. Pemanfaatan angin merupakan salah satu cara menghemat energi yang berasal dari minyak bumi. Orang dahulu sebenarnya telah menggunakan energi angin itu, misalnya untuk menggerakkan perahu layar sehingga terjadilah penjelajahan laut dari satu negara ke negara lain. Bangsa Belanda dulu terkenal dengan penggunaan
kincir-kincir
angin
untuk
menggiling
gandum. Pada saat ini, di Jakarta pun telah dimulai pemanfaatan energi angin untuk menggerakkan pompapompa air guna mendapatkan air bersih di beberapa kampung. Energi angin dapat dimanfaatkan untuk diubah menjadi energi listrik yang prinsipnya sangat sederhana, yaitu angin "ditangkap" oleh baling-baling atau katakanlah rotor bersayap. Energi putaran (energi mekanis) diteruskan untuk memutar generator pembangkit listrik. Ukuran generator yang dipasang tentu saja harus disesuaikan dengan kapasitas angin dan rotomya. Pengubahan energi angin menjadi energi listrik ini sangat menguntungkan untuk tempat-tempat yang memang terdapat angin banyak. Memang, tidak semua tempat menguntungkan untuk dibangun PLTA (Pusat Listrik Tenaga Angin), tetapi
162
Ilmu Kealaman Dasar
sumber energi itu tersedia secara bebas. Angin akan tetap bertiup sepanjang zaman, maka angin juga merupakan salah satu energi alternatif pengganti minyak bumi. 4. Energi Pasang Surut Energi
pasang
surut
adalah
energi
yang
bersumber dari tenaga yang ditimbulkan oleh daya tarik antara Bumi dengan bulan. Karena adanya daya tarikmenarik tersebut, maka terdapat bagian Bumi yang berhadapan dengan bulan akan tertarik, sedangkan bagian yang lain tidak. Yang tertarik itu mengakibatkan air laut menjadi pasang. Karena Bumi mengadakan rotasi selama 24 jam sekali putar, maka waktu pasang itu datangnya juga 24 jam sekali. Memanfaatkan
pasang
surut
ini
untuk
memperoleh energi dapat dijelaskan sebagai berikut. Di daerah pasang surut, yaitu daerah pantai, dipasang semacam bendungan air. Air laut yang pasang akan masuk ke dalam bendungan itu melalui pintu-pintu air yang dapat diatur pembukaannya. Demikian pula pada saat air surut, air dari bendungan itu mengalir kembali ke laut melalui pintu-pintu itu lagi. Pada pintu-pintu air dipasang turbin air untuk menggerakkan generator pembangkit listrik. Jadi, baik pada saat air pasang maupun pada saat air surut, arus air itu dimanfaatkan untuk menggerakkan generator listrik. Jadi, energi pasang surut tidak ada
Ilmu Kealaman Dasar
163
batasnya, selama bulan masih berfungsi sebagai satelit yang mengelilingi Bumi. 5. Energi Biogas Biogas adalah gas yang dihasilkan dari sisa-sisa makhluk yang diuraikan oleh mikroba melalui proses penguraian. Sebagai bahan dasar proses penguraian adalah sisa-sisa makhluk berupa sampah pertanian, yaitu batang pohon jagung jerami, sisa ampas kelapa, atau tumbuhan lain. Sebagai bahan yang mengandung mikroba pengurai digunakan kotoran sapi. Kemudian, kedua bahan itu diberi air lalu diaduk. Agar proses penguraian berjalan cepat, maka sampah
organik
itu
dapat
dipotong-potong.
Proses
penguraian berjalan optimal pada suhu 35° - 37° C. Adukan itu tidak boleh bersifat asam, juga tidak boleh bersifat basa, tetapi harus bersifat netral. Proses pembuatan biogas harus dilakukan di tempat yang tertutup rapat sehingga
tidak
kemasukkan
udara
karena
mikroba
pengurai sangat peka terhadap oksigen. Kecuali itu, bila terbuka akan terkena cahaya Matahari yang menyebabkan mikroba pengurai akan mati sehingga proses penguraian tidak berjalan. Adukan itu ditempatkan dalam suatu bejana atau bak beton yang diletakkan dalam tanah. Gas yang timbul dari hasil penguraian itu sebagian besar adalah gas methan (CH4) yang sangat mudah terbakar, dan
164
Ilmu Kealaman Dasar
gas lain yaitu karbondioksida (CO2) yang kira-kira seperempat bagian. Gas yang terjadi dalam jumlah yang sangat kecil, antara lain karbon monoksida (CO) yang mudah terbakar dan bersifat racun, nitrogen yang sama sekali tidak berbahaya, tetapi tidak berguna karena tidak dapat dibakar dengan udara, dan gas hidrogen sulfida (H2S) yang juga dapat dibakar dan berbau busuk. Gas
itu
dapat
dinaikkan
mutunya
dan
dihilangkan baunya dengan jalan dicuci, yaitu dengan jalan mengalirkan melalui air yang dibubuhi sedikit kapur. Dengan pencucian itu, bau gas yang tidak enak menjadi hilang dan gas CO, yang tidak berguna untuk bahan bakar diserap oleh air kapur sehingga biogas yang diperoleh dapat dibakar dengan hasil panas yang tinggi. Biogas yang terjadi itu dapat ditampung dalam tangki penampung gas dan dapat dialirkan ke rumah untuk memasak atau keperluan lain. Pengembangan biogas ini masih dalam taraf penelitian. 6. Energi Biomassa Biomassa adalah segala jasad makhluk hidup yang digunakan untuk menghasilkan energi bila dibakar, yaitu berupa sampah-sampah organik sebagai sisa-sisa produksi pertanian. Biomassa yang berupa sampah atau sisa-sisa yang tidak berharga dapat digunakan sebagai sumber energi karena ia masih menyimpan energi
Ilmu Kealaman Dasar
165
matahari. Biomassa yang dapat dipakai sebagai bahan bakar tidak selalu berupa sampah, terkadang berupa tanaman yang cepat tumbuh seperti angsana, akasia, dan sebagainya dapat digunakan sebagai bahan bakar secara ekonomis atau sebagai sumber energi yang murah. Pengambilan energi dari biomassa prinsipnya adalah membakar biomassa itu dalam tungku pembakar. Panas yang timbul digunakan untuk mendidihkan air, dan dari air mendidih itu timbul uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin uap. Selanjutnya turbin uap ini dapat menggerakkan generator listrik. Energi listrik dapat didistribusikan untuk berbagagai macam keperluan. Latihan Soal 1. Bagaimana cara pemanfaatan energi matahari secara maksimal sebagai pengganti energi dari minyak bumi? 2. Jelaskan cara memanfaatkan energi angin diubah jadi energi lainya? 3. Jelaskan cara memanfaatkan energi pasang surut air laut? 4. Bagaimana cara memanfaatkan energi geothermal untuk diubah jadi energi yang berguna bagi manusia? 5. Jelaskan cara pemanfaatan energi biomasa dan bagaimana cara menghasilkan energi tersebut?
166
Ilmu Kealaman Dasar
6. Mengapa keluarga berncana (KB) merupakan salah satu jalan dalam melestarikan eksistensi manusia di muka bumi?
DAFTAR PUSTAKA Aly Abdullah dan Rahman Eny. (1992). Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Bumi Aksara. Darmodjo Hendro, dan Kaligis Yeni. (1994). Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Universitas Terbuka. Darmojo, H. dan Y. Kaligis. (1986). Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Universitas Terbuka. Goniek Larry, dkk. (2003). Kartun Biologi Genetik. Gramedia. Hidayat, B and Soetrisno (penyunting). (2000). Pengetahuan Alam dan Pengembangan. Dirjen DIKTI, DEPDIKNAS, Jakarta. Hudiyono, Sumi. (2000). Perkembangan Alam Pikiran Manusia serta Pengelompokan dan Pengembangan ilmu-ilmu IPA. Makalah Pelatihan Nasional Dosen IAD, Dirjen Dikti Depdiknas di Yogyakarta, 7-10 Oktober 2002. Hudiyono, S., Kosela, S., Harminto,S., dan Kartono, H. (Eds). (1997). Ilmu Alamiah Dasar. Makalah Lokakarya Revitalisasi Materi Mata Kuliah Umum. Universitas Indonesia. http : //www.babycentre.co.uk/general/3279.html 6/24/04. Jasin Maskoeri. (2008). Ilmu Alamiah Dasar. Cetakan ke-16, Jakarta: Rajawali Press.
Ilmu Kealaman Dasar
167
Kartono, Hari. (2003). Makalah pelatihan nasional dosen Ilmu Kealaman Dasar (IAD). Bumi dalam Alam Semesta. Majalah Seni Ayahbunda, Balita dan Masalah Perkembangan. Jakarta: Edisi Juli 2001. Nizamuddin H. (1994). Ilmu Alamiah Dasar. Cetakan Ke 2, Jakarta: Ghalia Indonesia. Nebel. Bernard. (2000). Environmental Science. The way the World Works. New Jersey: Prentice Hall. Nanotechnology Industries and Nano Definition //www.nanoindustries.com/define.htme
http:
PPST, LP-UI. (1991). Materi Penataran Pengajaran MKDU Mata Kuliah Ilmu Alamiah Dasar. Eds. Suwito dkk, Jakarta. Purnama, Henri. (1997). Ilmu Alamiah Dasar. Penerbit Rineka Cipta, Jakarta. S. J. Drost J. (1992). Ilmu Alamiah Dasar. Buku Panduan Mahasiswa. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Supartono, et al. (1999). Ilmu Alamiah Dasar. Penerbit Ghalia Indonesia, Jakarta. Smith, Robert Leo., (1976). The Ecology of Man: An Ecosystem Approch. New York: Havper and Row. Publisher. Tim IAD-UI, (2001). Ilmu Alamiah Dasar dan Perkembangannya Menjadi Berbagai Disiplin Ilmu. Dalam Dirjen DIKTI, DEPDIKNAS, I A D.
168
Ilmu Kealaman Dasar
Ilmu Kealaman Dasar
169
