Ekologi dan Ekosistem

Kata ekologi berasal dari yunani yang artinya household atau housekeeping adalah cabang dr ilmu pengetahuan yang mengacu pada system khidan alami pada makna yang lebih luas. Ekosistem termasuk semua jenis2 mahluk hidup yang hidup di wilayah tertentu dan lingkungan sekitarnya. Disetiap ekosistem organisme seperti tumbuhan, berperan sebagai produsen yang menghasilkan atom dan energy dari objek sekitar, dan mengubahnya menjadi molekul penting bagi kehidupan. Molekul2 ini kemudan menyokong organisme lain seperti binatang, yg berpran sebagai konsumen dalam ekosistem. Selain itu organisme seperti bakteri dan jamur berperan sebagai decomposer yang menguraikan material2 hidup. Organisme2 ini membentuk komunitas yang saling ketergantungan.

Sebuah ekosistem bisa saja merupakan komunitas /kelompok kecil dari oerganisme yg hidup semak2 dalam hutan tropis. Bias saja berupa akuarium akuarium diruang tamu, danau, termasuk ikan2, serangga, tumbuhan, dan mikoorganisme yang hidup didlamnya. Ekosistem bisa saja berupa hamparan padang rumput yang luas, rawa, benua, bahkan sebuah planet. Tidak peduli ukuran ekosistem yg dibicarakan, bagaimanapun jg initi dari ekologi tersebut merupakan keseuruhan dr materi dan energy, dan tidak dapat dipisahkan satu sma lain. Setiap organisme hidup dr sel terkecil hingga bintang kompleks atau tumbuhan bergantung pada ekosistem untu bertahan hidup. Selain itu kelangsungan hidup dibumi tidak bergantung pada individu atau spesies melainkan ekosistem. Poin untuk memahami organisme hidup yaitu dengan mennguji ekosistem tempat mereka hidup. Semua itu dapat dipelajari dari mengamatti benda hidup yg merupakan bagan dr system alami akan tetapi hal ini baru disadari. Sejak abad ke 19 contohnya ahli biologi telah mempelajari banyak organisme hidup, namun cenderung sedikit memperhatikan bagaimana organisme tersebut dipengaruhi oleh lingkungan. Setelah beberapa tahun kebelakang para ahli mendiskusikan aspek2 tentang ilmu ekologi.

Karakteristik Ekosistem

Ekosistem memiliki banyak variasi. Ekosistem terdiri dari eosistem air, dan ekosistem darat. Hingga samudra terdalam hingga pegunungan tertinggi. Namun dari perbedaan itu ekosistem memiliki karakterik mendasar.

1. Setiap ekosistem terdiri dari benda hidup dan tdk hidup

Benda tak hidup atau abiotic berbentuk kimia dan fisik dr ekosistem baik itu di ir, tanah, atmosfer, dsb. Contohnya iklim, suhu rata2, curah hujan, angina, dan sinar matahari adalah unsur fisik yg penting dr ekosistem daratan, sedangkan suhu, air, kadar garam, dan keasaman merupakan karakteristik dari samudra, danau, dan ekosistem air lainnya.

Organisme hidup membentuk unsur biotik pada ekosistem, mereka membentuk komunitas ekologi yg bs dibedakan dr individu yg hidup dan beriteraksi diwilyah tertentu untuk bertahan hidup. Pada ekosistem hutan contohnya, kelompok ekosistemnya antara lain, pohon, semak, serangga, burung, ular, tupai, bakteri, jamur, dan mikroorganisme lain didalam tanah.

2. Aliran energy pada ekosistem

Bagian penting dari interaksi mahluk hidup pada ekosistem dapat dilihat mealui rantai makanan atau jaring2 makanan yg menunjukan siapa memakan siapa. Setiap spesies paa jaring2 makan memerlukan energy dan unsur2 dr organisme lainnya, sebaliknya setiap sepsis menyediakan energy dan unsur2 untuk organisme lainnya. Serangga memakan tumbuhan, bururng makan serangga, baktei dan jamur menguarai burung dan organisme lain ketikan mati, dan tumbuhan memerlukan nutrisi dr dlm tanah. Jaring2 makanan pada ekosistem bs saja sangat rumit.

Aliran energy pada level trophyc adalah karakkteristik penting pada setiap ekosistem. Tropic pertama adalah tumbuhan yg mampu berfotosistesi yg hanya menggunakan energy matahari, menyediakan energy untuk herbivore yg ada di tropic berikutnya. Sebaliknya herbivore memberikan energy pada karnivora yg ada di tropic ketiga dan tropic selanjutnya. Decomposer yaitu baketi dan jjamur, memerlukan energy dr seluruh tingkatan tropic. Energy dialirkan dr tropic satu kelainnya, namun tdk semua energy bs digunakan karena energy juga diubah menjadi uap. Kenyataannya, hanya 10% dr energy yg didapatkan dr tropic. Jadi energy yg mengalir pada ekosistem harus digantikan secara berkelanjutan.

3. Material didaur ulang melalui ekosistem

Atom mengalir dr bagian satu kebagian lainnya dibumi. Mungkin cara termudah untuk memahami aliran atom pada biosfer bumi yaitu engan mengikuti siklus karbon. Siklus ini bs dilustrasikan dengan mengamati atom korbon yg keluar dr paru2 setiap kali mengeluarkan mulekul karbon dioksida setiap bernapas. Karbon ini memeasuki atmosfer dimana apapun bisa terjadi.

Karbon diambil oleh tumbuhan pada proses fotosintesis dan dan berkumpul pada jaringan tumbuhan. Tumbuhan kemudian dimakan oleh herbivore sehingga atom karbon tsb menajdi bagian dr jaringan hewan herbivore. Singkatnya karbon bs saja kembali ke atmosfer apabila tumbuhan tsb mati atau membusuk tanpa harus dimakan. Dan apabilan herbivore tsb dimakan maka karbon atom akan berpindah. Pada akhirnya, atom carbon akan kembali lagi ke atmosphere.

Atom karbon bisa masuk ke dalam samudera melalui kerang-kerang atau rangka mikroorganisme mikroskopis. Dari kematian mikroorganisme ini, rangka mikroognaisme tenggelam dan membentuk kalsium karbonat, yang berubah menjadi batuan kapur. Dalam hal ini, atom karbon akan terkunci selama ratusan tanah hingga batuan tersebut mengalami pelapukan sehingga terbebas pada atmosphere.

Dengan kata lain, partikel atom terkecil dapat mengalami banyak reaksi kimia yang berbeda selama 4 hingga 5 miliar tahun, secara terus-menerus selama masih ada makhluk hidup di Bumi ini. Hal yang sama juga dapat terjadi pada atom nitrogen atau phosphor dan juga unsur kima lainnya.

4. Setiap Organisme Memiliki Peran Ecology

Peran penting ekosistem mengacu pada cara organisme bertahan hidup dan memperoleh material dan energy. Pada ekosistem hutan, peranan ekositem terdapat pada organisme berdarah panas, organisme pemakan serangga, serta binatang nocturnal seperti kelelawar. Jamur tumbuh pada kayu yang juga memiliki peranan lainnya. Setiap tumbuhan atau binatang pada ekosistem memiliki peranan ekologis yang berbeda-beda.

5. Ekosistem yang Stabil Memberi Keseimbangan Pada Populasi

Keseimbangan ini disebut Homeostasis, yang menunjukan bahwa material dan energy merupakan sumber daya yang terbatas sehingga harus dibagikan kepada semua individu pada ekosistem. Sebuah ekosistem pada Homeostasis akan memperlihatkan beberapa variasi seperti, ukuran populasi, persediaan makanan, dan factor-faktor yang berbeda tiap musim atau tiap tahun. Namun, distribusi spesies secara keseluruhan relative konstan. Di satu hektar padang rumput tropis akan menghasilkan rumput, bunga, dan tumbuh-tumbuhan lainnya. Tumbuhan ini akan mendukung kelangsungan hidup serangga yang nantinya akan dimangsa oleh kawanan burung di padang rumput tersebut.

6. Ekosistem tidak Permanen namun Berubah-ubah Seiring Waktu

Ekosistem terlihat stabil meskipun sebenarnya berubah-ubah seiring waktu. Pada skala yang lebih luas, efek dari pergeseran lempeng tektonik akan merubah iklim pada suatu daerah, contohnya merubah gurun menjadi lahan yang subur. Pada skala yang lebih sempit, pergeseran es memiliki dampak yang sama seperti perubahan bentuk pada endapan. Bahkan pada skala paling kecil sekalipun, kehadiran dari spesies baru baik dari manusia atau organisme lainnya, dapat merubah bentuk pada wilayah tersebut. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, memahami dan menggambarkan perubahan ekosistem menjadi tujuan yang utama.

Pada hakekatnya, tidak mungkin mengubah satu aspek pada sebuah system tanpa mempengaruhi bagian lain pada system tersebut. Sering kali hal ini sangat tidak bisa dipediksi.

Kapanpun kita mengubah sesuatu pada ekosistem, maka akan diikuti oleh perubahan lainnya, dan kita harus mempertimbangkan perubahan apa yang akan terjadi. Contohnya dapat kita lihat pada berita-berita seperti: pembangunan pada sungai Missisipi akan menimbulkan banjir, penyulingan minyak dan air dari dalam tanah akan menimbulkan tanah longsor, limbah kapal yang dibuang ke lautan akan mengakibatkan erosi. Masing-masing system tersebut saling berkaitan satu sama lain, sehingga respon yang terjadi merupakan akibat dari stimulus yang diberikan.

Sering terjadi ketika para ahli dan ilmuan mengalami system yang rumit pada pertama kali. Berbagai observasi dan uji coba harus dilakukan sebelum memahami system tersebut. Sayangnya, selama penelitian banyak kesalahan serius yang terjadi. Pada akhirnya, banyak orang akan mengambil proyek yang lebih besar dengan lebih percaya

diri. Saat ini, contohnya, rekonstruksi terbesar pernah dilakukan di hutan Florida Selatan. Tanaman hutan dipesiapkan untuk mengganti aliran air pada hutan di seluruh Florida Selatan. Perkembangan tumbuh-tumbuhan tersebut membuat para ahli dan ilmuan memikirkan konsekuensi perubahan system secara sungguh-sungguh.

Musibah Danau Victoria

Jutaan manusia yang hidup di tepi Danau Victoria, yang merupakan danau terbesar di Afrika, mengetahui hokum peubahan konsekuensi. Danau yang dulunya merupakan sumber ikan dan protein kini dirubah menjadi tempat perkembangan spesies baru yaitu Ikan sungai Nil.

Sekitar 35 tahun yang lalu, para pemancing mencari tantangan yang lebih besar di Danau Victoria semenjak pemangsa besar ini ada disana. Ikan ini tumbuh dan memakan populasi ikan kecil di danau, yang mana ikan-ikan kecil tersebut merupakan komponen penting untuk kelangsungan hidup alga dan parasit dalam air. Tak dapat dihindari, alga-alga yang masih hidup akan tersebar di permukaan air, sementara alga yang mati akan tenggelam, membusuk, dan mengambil oksigen di air yang merupakan sumber hidup ikan. Siput menjadi berbahaya untuk kesehatan karena mereka membawa parasite yang akan berpengaruh bagi manusia.

Para pemancing lokal sekarang ini bergantung pada ikan Nil karena mampu menghasilkan ikan-ikan besar dalam jumlah yang banyak. Namun perubahan ini berpengaruh pada ekosistem danau. Tidak seperti ikan-ikan kecil yang mencari cahaya matahari, ikan sungai Nil membutuhkan lebih banyak panas. Tepi danau Victoria setiap tahunnya mengalami erosi, yang mempengaruhi perubahan ekosistem danau. Jadi, satu spesies kecil secara drastis mampu mempengaruhi ekosistem yang besar.

Pembuatan Ilmu Pengetahuan

Biogeografi pulau

Karena ekosistem sangat kompleks terkadang sangat sulit untuk mengambil kesimpulan pada penelitian ini. Pada tahun 1963 ekologis asal amerika Robert Mac Arthur dan Edward O. Wilson memperhatikan populasi pulau, populasi kecil didaratan dibagi oleh perairan. Dari penelitian tsb, ditarik hipotesa: “kemanapun spsies baru pergi atau berpindah kepulau yg baru yg memiliki ekosistem stabil, ini akan berkembang apabila spesies pada daerah tersebut menjad punah”. Berdasarkan hipotesis ini hanya berberapa spesies yg mampu hidup di satu ekosistem, dan apabila spesies baru datang, spesies yg sebelumnya/ lama yg ada di ekosistem tsb menjadi punah.

Hipotesis ini kemudian didukung oleh Wilson dan Daniel Simberloff melalui eksperimen ekosistem klasik beberapa tahun berikutnya. Mereka pertama2 mengamati spesies serangga dan crustaceae pada hutan mangrove yg terletak di florida selatan. Mereka

menghilangkan semua mahluk hidup yg ada disana dengan menutupi hutan tersebut menggunakan plastic besar dan melaukan pengasapan. Selama bertahun2 mereka mengamati proses perubahan populasi mahluk hidup baru baik dari pulau itu ataupun pulau lainnya. Sesuai perkiraan total spesies pada masing2 hutan sama. Kemunginan lainnya jenis binatang yg baru memiliki sedikit perbedaan antara jenis binatang sebelumnya. Spesies baru memiliki peran tertentu dalam ekosistem dan peran itu tidak dapat digantikan oleh spesies yg datang selanjutnya.

Pada tahun 1995 alam membuat eksperimennya sendiri. Angin topan besar menyebabkan banyak pohon tumbang sepanjang 15 iguana hijau, dan empat kaki kadal berduri dari kepulauan karibian diguadeloupe ke kepulauan anguila yg berjarak 200 mil. Kelompok iguana hijau yg baru mulai berkembang biak di anguila dan mereka mulai berkompetisi untuk mencari makan dengan igunana coklat yg merupakan spesies asli. Para ekoloogis menaruh perhatian yg cukup serius terhadap perubahan ekologi di pulau tsb.

ANCAMAN TERHADAP EKOSISTEM GLOBAL DAN LINGKUNGAN

Sumber daya ekosistem global sangat banyak namun terbatas, dan kita terkadang tdk memperhatikan bagaimana mereka berubah. Dua fakta yg tdk dpt dipungkiri, tekanan pertumbuhan manusia yg tinggi terhadap energy dan kebutuhan material menyebabkan banyak permasalahan lingkungan. Kita akan mengacu pada empat masalah antara lain, pencemaran limbah padat, pengiikisann lapisan ozon, hujan asam, dan efek rumah kaca. Keempat maslah tsb sangat serius dan memerlukan solusi secara nasional bahkan internasional. Keempat maslah tsb merupakan pandangan bagaimana respon ekosistem terhadap aktivitas manusia, dan juga kesulitan yg harus diatasi demi berjalannya industry dimasyarakat.

MASALAH URBANISASI

Fakta bahwa tdk ada satupun yg terbuang menjadi perhatian serius bagi para urban di amerika. Jumlah sampah atau limbah padat sangat banyak di kota amerika dewasa ini, kota new York menyumbang 17 ribu ton limbah padat setiap harinya.

Hal ini menyebabkan siklus karbon dan nitrogen menjadi sangat lambat. Didalam tanah limnah padat terbenam yg kemudian dilapisi oleh debu dan sampah selama bertahun2. Material diambil dr udara dan air, sehingga bakteri yg seharusnya mengurai sampah tsb tdk bs bertahan hidup karena akibat dr pencemaran. Para arkeolog menggali tanah dan menemukan koran tahun 1950an yg msih bs dibaca walupun sudah terkubur selama setengah abad. Hal ini berarti tidak seperti gundukan tanah yg mengandung kompos, dimana material diurai secara cepat oleh bakteri, tanah saat ini lebih tepatnya menjadi tempat mengubur atau mendaur ulang.

Ada dua pendekatan terkait permaslahan limbah padat. Salah satu strategi adalah daur ulang. Kaleng aluminium yg didaur ulang tdk akan mengambil tempat ditanah. Pendkatan lainnya adlah dengan membuat areal pedesaan sebagai tmpt penyimpanan limbah yg berasal dr tmp lainnya. Kota2 membayar lebih untuk menyimpan dan menampung

sampah pada fasilitas ini, namun biayanya tdk lebih banyak jika dibandingkan dgn membuat tanah baru.

PERHITUNGAN ILMU PENGETAHUAN/ I.A. MENGGUNAKAN ANGKA

Sampah

Berapa banyak limbah padat yg dihasilkan oleh US setiap tahunnya ?. para insinyur memperkirakan orang amerika menghasilkan sampah sebanyak 40 ton (80000 pound) termasuk kaleng yg dapat dibuang, Koran, katalog lama, dan juga limbah industry manufaktur. Berapakah volume total dari sampah ini ?, sampah yg sudah tersusun rapat memiliki berat 80 pounds per kubik, terkadang lebih lebih padat dr air namun tdk lebih padat dr batu. 40 ton setara dengn volume

80000 pond = 1000 kubik

80 pound per kubik

Ini cukup mengisi dua truk untuk setiap laki2, wanita, dan anak2 di USA setiap tahunnya. 250 jt orang amerika menghasilkan volume sampah setiap tahunnya yaitu:

250.000.000 orang x 1000 kubik per orang = 2,5 x 10 11kubik

Jadi hampir 2 kubik sampah dihasilkan setiap tahun. Setara untuk membuat tembok sepanjang grand canyon sepnajang 500 kaki.

TECHNOLOGI

Ilmu pengetahuan dalam proses daur ulang

Karena tanah yg digunakan untuk menampung sampah di perkotaan menjadi semakin langka, dank arena lingkungan menggunakan banyak barang sehingga menghasilkan semakin banyak limbah, pemerintah mulai memberi perhatian serius terhadap proses daur ulang. Plastic susu dan kertas yg didaur ulang menghasilkan sedikit material pada tanah, sehingga sedikit minyak bumi yg diambil atau sedikit kayu yg diubah menjadi kertas.

Namun daur ulang tidaklah segampang kedengarannya. Proses yg panang harus dilakukan sampai akhirnya sebuah bend abs digunakan kembali. Jadi proses yg dibutuhkan untuk menghasilkan material baru berbeda dengan yg dibutuhkan untuk membuat material lainnya. Prosses daur ulang plastic yg berbeda membutuhkan reaksi kimia yg berbeda pula, dan proses daur ulang pada botol minuman ringan tdklah sama dengan proses daur ulang pada botol saus. Hasilnya, satu jenis material memiliki permaslahan unik untuk dipikirkan para ilmuwan.

Sebuah kertas putih contohnya, rata2 pekerja kantoran mnghasilkan 250 pounds limbah kertas tiap tahunnya, dan banyak perkantoran dinegara ini memiliki mesin daur ulang kertas. Langkah awalnya sederhana: kertas di remas dan dicampur dengan air hingga menyatu,kemudian disaring menyisakan material untuk membuat kertas baru. Mesin

fotokopi dan printer laser bekerja dengan mencairkan sedikit karbon kemudian dicampur kedallam kertas. Tinta membuat partikel lebih berat ketika kertas kertas keluar mesin. Sampai saat ini kertas bs didaur ulang menjadi produk menjadi kartu adatu kertas tissue yg mana kulitas tidaklah penting.

Technologi terbaru menggunakan zat lain yg disebut surfactans. Molekul pada zat ini mengikat lebih banyka partikel tinta. Ketika molekul dimasukan kedalam tinta, berbagai gas mulai menyatu. Zat sulfactans kemudin muncul kepermukaan bersamaan dengan gelembung gas yg kemudian disariing untuk menghasilkan kertas bersih yg dapat digunakan.

Maslah daur ulang nasional membutuhkan peran dari banyak proses yg berbeda. Proses ini membutuhkan material khusus dimana setiap material harus digabungkan untuk membentuk proses yg berkesinambungan.

MASALAH LAPISAN OZON

Meskipun matahari memberi radiasi dengan cahaya yg dapat dilihat, namun beberapa bagian radiasi datang dalam bentuk sinar ultraviolet dari energy yg lebih tinggi dr spectrum matahari. Sinar radiasi ultraviolet bisa jd sangat berbahaya bagi mahluk hidup namun sinar ini jg digunakan untuk mensterilisasi alat dirumah sakit. Apabla lapisan bumi tdk dilindungi dr sinar ultraviolet maka hidup akan menjadi sangat berbeda, apabila memungkinkan.

Ozon, sebuah molekul yg terdiri dari 3 atom oksigen, 2 atom diantaranya menyrap radiasi ultraviolet. Apabila pada atmosfer terdpat cukup molekul ozon maka radiasi ultraviolet dr matahari akan diserap sehingga tdk sampai kebumi. Faktanya, lapisan ini melindungi atmesfer bumi 100 juta tahun yg lalu, namun tdk sekarang ini.

LAPISAN OZON

Para ilmuwan mendeteksi lapisan ozon diatmosfer dengan menggunakan beberapa teknik salah satunya dengan enerbangkan pesawat dimna ozon bs ditemukan untuk dijadikan sampel. Bertahun2 yg lalu tehnik sampling ini digunakan oleh NOAH (National Oceanic And Atmospheric Administration), dan sering juga disebut NOAA yg ada di banyak Negara. Cara lain untuk mendeteeksi ozozn adalah dengan menjumlahkan karakteristik spectruk yg dihasilkan oleh molekul ozon. Penjumlahan ini bs dilakan memlui satelit, pesawat atau observasi didaratan. Umumnya, tehnik2 ini memberikan kita gambaran tentang kondisi lapisan ozon. Penjumlahan ini memeparkan bahwa ozon adalah jejak gas yg merupakan molekul yg ada pada lapisan luar atmosfer bumi. Walaupun ozon dapat ditemukan disetiap ketinggan, namun umumnya dapat ditemukan pada jarak 30 km (20 mill) ditempat yg kita kenal dengan sebutan stratosfer. Pada stratosfer konsentrasi ozon lebih tinggi dibanding lapisan lainnya, walupun jumlahnya lebih sedikit. Banyak penyerapan ultraviolet terjadi dilapisan ini, tetapi lapisan ini tidaklah sama seperti awan2 yg ada diatas langit.

LUBANG DILAPISAN OZON

Pada 1985 ilmuwan inggris melakukan penelitian di antartika, mengamati bahwa saat musim semi jumlah ozon menurun secara signifikan. Banyak penelitian lain disatelit ataupun daratan menyetujui penelitian tsb. Pada periode itu konsentrasi ozon menurun setiap tahunnya. Daerah di antartika dimana fenomena ini terjadi kemudian dikenal dengan sebutan lubang ozon. Lubang zon bukannlah tempat dimana atmosfer menghilang, namun volume ozon pada atmosfer menurun secara signifikan. Para ilmuwan menaruh perhatian terhadap kemunculan lubang ozon karena lapisan ozon sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia.

Pada tahun 1950an para ilmuwan memperkenalkan zat kimia baru yg disebut kloroflurokarbon atau CFC pada industry. CFC adalah gas yg sangat stabil dan tdk beracun merekka dpt bertahan lama dan tdk merusak apabila berada diatmosfer. CFC sangat murah dan menjadi popular untuk bahan produk sprei, dan mereka mampu menggantikan zat kimia lain seperti ammonia yg sudah sering digunakan paada kulkas dan ac. CFC memiliki peran penting pada sirkulasi udara sehhingga wilayah selatan USA menjadi sangat nyaman dimusim panas.

Pada pertengahan tahun1970am sebelum lubang ozon ditemukan beberapa peneliti menyadari bahwa CFC mungkin saja merusak lapisan ozon pada atmosfer. Kemunculan lubang ozon diumumkan pada tahun 1980an dimana, peran CFC sangat tinggi saat itu. Hal ini membuat masyarakat menyadari bahwa CFC sangat berbahaya bagi lapisan ozon. Selama beberapa waktu, molekul CFC menuju atmosfer dan dapat dihancurkan oleh radiasi ultraviolet dr matahari. Atom klorin yg dibebaskan berperan sebagai katalisator yg dapat dituliskan pada reaksi dibawah ini:

2O3+Cl+sunlight 3O2+Cl

Meskipun reaksi ini bergerak sangat lambat setiap atom klorin yg terbebas dr CFC setiap tahunnya mampu merusak jutaan molekul ozon sebelum mereka diikat oleh zat kimia lain pada atmosfer.

Pada permukaan bumi, efek atom klorin tidaklah besar karena molekul ozon yg baru dibuat setiap waktu. Di Antartika, berbagai situasi yg tdk biasa timbul bersamaan membuat lubang lapisan ozon. Contohnya, selama berbulan2 tdk ada cahaya matahari di antartika. Periode kegelapan ini disebabkan oleh awan yg terbuat dr Kristal es, awan ini disebut polar strosperik. Kristal es pada awan menyebabkan berbaggai reaksi kimia. Reaksi ini menghambat pemecahan molekul ozon. Sinar ultraviolet kembali ka antartika karena seiring dengan perusakan ozon olh atom klorin setiap harinya, sehingga menyebabkan lubang ozon.

Kita bisa saja mengira bahwa hilangnya apisan ozon di antartika bukanlah permasalahan lingkungan, namun kehidupan sangatsedikit di antartika. Lubang ozon yg sebenarnya adalah reaksi kimi yg memiliki efek jangka panjang terhadap lapisan ozon. Lubang ozon tumbuh semakin lebar setiap tahunnya.

Menghadapi Ancaman Pada Lapisan Ozone

Pada tahun 1986, sebuah kongres internasional diselenggarakan di Montrea. Kongres ini menghasilkan perjanjian antara industry negara diantaranya: Satu, setuju untuk mengurangi dan kemudian menghilangkan produksi CFC. Keputusan ini kemudian memicu banyak aktivitas kimia di perusahaan, dimana masyarakat mulai memikirkan zat apa yang digunakan untuk mengganti CFC. Pada tahun 1992,

pengurangan jumlah CFC turun sangat drastis meskipun target dari penghilangan CFC adalah hingga tahun 1996. Pemerintah memberikan mandat untuk melarang penggunaan Freon pada AC di industry auto-mobile di tahun 1994, kemudian pada tahun 1996 secara keseluruhan CFC telah dimusnahkan. Menurut perhitungan, larangan menggunakan CFC akan membantu mengembalikan kondisi lapisan ozon menjadi normal kembali di abad 21.

Lubang ozon adalah satu contoh dari kondisi lingkungan yang serius yang memerlukan solusi tepat untuk mengatasinya. Para ilmuan telah mengemukakan penyebab dari permasalahan ini. Meskipun serius, efek dari lubang ozon tidak menghancurkan kehidupan manusia di Bumi, dan biaya yg dibutuhkan untuk mengatasi permasalahan ini relatif rendah. Masalah dari penipisan lapisan ozon muncul dalam hal cara kita mengatasinya.

HUJAN ASAM DAN POLUSI UDARA OLEH PARA URBAN

Pembakaran adalah reaksi kimia dari oksidasi, secara tidak langsung telah memberikan komponen kimia pada atmosphere. Contohnya karbondioksida dan uap air, komponen umum dari reaksi hidrokarbon, selalu dibebaskan ke udara. Namun pembakaran menghasilkan tiga sunber polusi penting lainnya, yaitu nitrogen oksida, sulfur dan hidrokarbon.

1. Nitrogen oksida: ketika suhu udara meningkat lebih dari 500 derajat celcius, nitrogen dalam udara bergabung dengan oksigen yabg menghasilkan senyawa NOx, diantaranya nitrogen monoksida (NO), Nitrogen dioksida (NO2), dan senyawa lainnya. Huruf "x" menunjukkan perbedaan jumlah atom oksigen pada senyawa tersebut.

2. Senyawa Sulfur: minyak bumi dan fosil batu bara umumnya mengandung jumlah sulfur yang sedikit, hanya menjadi pencemar atau bagian kecil dari senyawa tersebut. Reaksi kimia antara oksigen dan sulfur kan menghasilkan senyawa sulfurdioksida (SO2), yang juga dibebaskan ke atmosphere.

3. Hidrokarbon: molekul-molekul yang berantai panjang membentuk senyawa hidrokarbon sangat jarang terbakar secara sempurna. Hasilnya, senyawa polusi akan terbentuk yang juga dibebaskan ke atmosphere.

EFEK DARI POLUSI UDARA DAN HUJAN ASAM

Emisi dari senyawa NOx, sulfurdioksida, dan hidrokarbon, memberikan peningkatan permasalah lingkungan yang cukup serius. Salah satunya yang memberikan konsekuensi cukup tinggi pada urban adalah polusi udara. Cahaya matahari bereaksi dengan senyawa nitrogen dan hidrokarbon, yang pada akhirnya memicu reaksi kimia di lapisan ozon. Disaat ozon di lapisan stratosphere sanga penting untuk kelangsungan hidup manusia di

Bumi, ozon di permukaan bumi justru meberikan dampak berbahaya bagi sistem pernafasan manusia. Lapisan ozon yabg buruk ini adalah dampak dari polusi udara para Urban yang dapat kita kaitkan dengan adanya kabut asap disaat musim panas.

Polusi udara oleh Urban adalah permasalahan yang serius, namun kadang terabaikan. Apabila kualitas udara di kota menurun, maka masyarakat akan segera diberi peringatan oleh ramalan cuaca. Seperti halnya cuaca, intensitas polusi udara berbeda-beda dan akan cepat berubah apabila terjadi angin kencang atau tornado.

Namun, permasalahan jangka panjang dikaitkan dengan adanya senyawa nitrogen dan sulfur dalam udara. Masalah ini mungkin saja tidak memberikan efek langsung terhadap tempat dimana emisi ini terjadi. Ketika senyawa ini ada di udara, mereka akan berinteraksi dengam air, cahaya matahari, dan unsur kimia lainnya pada atmosphere untuk membentuk titik-titik air hujan dan asam sulfur. Ketika turun hujan, titik hujan akan bersifat asam tidak seperti air. Penomena ini dikenal dengam Hujan Asam. Faktanya, air hujan memang bersifat asam karena karbondioksida berkumpul pada air hujan menghasilan air hujan dengan kadar asam yang rendah. Istilah hujan asam mengacu pada kadar asam yang meningkat pada air hujan yang disebabkan oleh aktivitas manusia.

Kamu bisa melihat efek dari hujan asam di kota-kota. Banyak monumen bersejarah di Eropa yang terbuat dari batuan kapur yang mudah terkena efek dari hujan asam. Selama bertahun-tahun, hujan asam telah merusak struktur bangunan.

Di pertengahan abad 21, efek lokal dari hujan asam dan polusi lainnya di USA terjadi karena adanya cerobong asap oleh pabrik-pabrik industri. Efeknya adalah polutan berada di tempat yang cukup tinggi untuk dibawa angin menuju atmosphere. Namun, untuk menjaga keputusan "kita tidak boleh membuang apapun", pendekatan itu tidak mampu memecahkan masalah. Senyawa nitrogen dan sulfur yang dihasilkan di Midwest kemudian turun menjadi hujan asam di hutan New England.

Hujan asam bukanlah satu-satunya penyebab kerusakan di hutan dan danau. Hal lainnya seperti perubahan iklim lokal bisa saja merupakan penyebab kerusakan tersebut. Meskipun demikian, lingkungan yang mulai dijaga membuat permasalah hutan dan danau mendapat cukup banyak perhatian masyarakat.

MENGHADAPI HUJAN ASAM

Respon pemerintah terhadap polusi udara yaitu dengan mengurangi emisi dari pembakaran fosil. Dikalifornia contohnya peraturan ketat terhadap emisi automobile memicu produksi mobil dengan tenaga listrik. Oleh karena besarnya pasar automobile di kalifornia hal ini diharapkan dapat menumbuhakan atau meningkatkan produksi mobil elektrik sehingga bisa mengurangi mobil tenaga berbahan dasar minyak. Selain itu diberbagai kota dibutuhkan banyak pohon2 besar yang mampu mengurangi jumlah polusi, untuk industry dibutuhkan bahan bakar dengan kandungan sulfur rendah yang disebut scruber, yang fungsinya untuk menghilangkan kandungan sulfur dlm cerobong asap sebelum gas tersebut sampai keatmosfe.

Hujan asam dan polusi udara adalah contohh permasalahan lingkungan yang cukup serius kita paham bahwa permasalahan yang timbul karena polusi adalah dengan mencegah polusi itu sendiri. Biaya yang dibutuhkan untuk menangani permasalah ini mungkin lebih tinggi dibandingkan dengan biaya yang digunakan untuk menghilangkan lapisan ozon. Pertanyaan politik dan ekonomi terhadap permasalahan ini menjadi sangat penting. Seberapa besar kita mampu membayar untuk membersihkan udara ? ini bukanlah pertanyaan yang mudah, karena mungkin saja hanya ilmu pengetahuan yg mampu menjawabnya.

EFEK RUMAH KACA

Suhu pada permukaan bumi ditentukan oleh berapa banyak gas pada atmosfer yang menyerap radiasi infra merah. Lapisan atmosfer bersiat transparan sehingga sinar matahari bisa terlihat dan radiasi ultraviolet terasa hangat dipermukaan bumi. Namun radiasi ini tidak tembus cahaya sehingga menghasilkan pancaran kepermukaan bumi. Apabila panas matahari tidak diserap oleh atmosfer, suhu rata2 dipermukaan bumi bisa mencapai -200C. Sehingga seperti rumah kaca, atmosfer menaikkan suhu bumi hingga mencapai -200C. suhu normal bertambah dikarenakan atmosfer tidak mampu menahan panas karena efek rumah kaca. Diberita2 sekarang ini tentang efek rumah kaca biasnya mengacu pada pemanasa global, baik itu perubahan suhu rata2 dan perubahan suhu antara garis katulistiwa dan kutub. Ada tiga pon yang menjadi esepakatan umum dalam perdebatan tenatang pemanasan global.

1. Para ilmuwa setuju bahwa CO2 menyerap radiasi infra merah dan berperan sebagai gas rumah kaca. Planet tengga kita Venus memiliki atmosfer yang tebal akan CO2 sehingga suhu permukaannya mencapai 4000C. faktanya banyak gas diatmosfer berkontribusi terhadap efek rumah kaca dibumi dan CO2 hanya menyerap 10% infra merah. Uap air pada awan adalah gas rumha kaca yang dominan, sementara gas yang terperangkap seperti methanol dan CFC yang membentuk lebih kkurang dari jutaan gas pada atmosfer adalah kumpulan molekul yang mampu menyerap ultraviolet dengan efisien.

2. Para ilmuwan setuju bahwa pembakaran batubara oleh manusia meningkatkan jumlah CO2 pada atmosfer. Karbon diksida diserap oleh daun pada musim semi dan kembali keatmosfer pada musim hujan.

3. Para ilmuwa setuju bahwa suhu rata2 bumi meningkan secara signifikan pada beberapa yahun kebelakang, dimna pada tahun1990an adalah periode terhangat sepanjang sejarah. 20 hingg 25 tahun terpanas dalam sejarah muncul pada tahun 1980. Selain itu tahun 2004 dan 2005 juga merupakan tahun terhangat dalam sejarah. Beberapa bulan pada periode tersebut juga memiliki catatan sejarah, sehingga tidak dipungkiri bumi menjadi semakin panas beberapa tahun belakangan ini.

PERDEBATAN TENTANG PERUBAHAN IKLIM GLOBAL

Perdebatan tentang pemanasan global menyebutkan bahwa kenaikan jumlah CO2 adalah penyebab dari meningkatnya suhu global. Cara untuk emprediksi karakteristik atmosfer bumi

adalah melaui model cirkulasi global. Model ini memecah atmosfer menjadi bentuk yang tidak realistic berjarak ratusan kilometer yang mana merupakan cara terbaik untuk memprediksi perubahan iklim. Contohnya lapisan kasar pada atmosfer tidak mampu mengatasi efek dari awan yang berjarak hanya beberapa mil disampingnya. Awan membiaskan cahaya matahari ke permukaan bumi yang mana memiliki peran penting terhadap iklim. Apabila peningkatan karbondioksida adalah meningkatnya suhu atmosfer dengan cepat konsekuensinya mungkin saja meningkatnya penguapan air disamudra sehingga curah hujan meningkat dibeberapa tempat dipermukaan bumi. Para ilmuwa berpendapat bahawa awan2 memberi efek karbondioksida. Samudra dibumi adalah salah satu efek penting pada model sirkulasi global. Air dan atmosfer di permukaan samudra dan karbondioksida bergerak dari dan menuju samudra sepanjang waktu secara terus menerus. Faktanya jumlah karbondioksida dan endapannya yang terkunci disamudra lebih besar disbanding dengan yang menuju ke atmosfer. Bahkan perubahan kecil pada samudra yang berinteraksi dengan karboondioksida pada atmosfer mampu memberikan efek yang besar terhadap iklim bumi. Sehingga, samudra mampu menyebarkan panas diseluruh permukaan bumi. Perubahan kecil mampu memeberi efek besar terhadap iklim bumi, hal ini menyebabkan beberapa tempat dibumi menjadi panas, sementara ditempat lain memiliki suhu yang rendah. Hal lain yang juga dipikirkan adalah penyebab peningkatan suhu mungkin daja dikarnakan oleh hasil energy matahari dalam jangka waktu yang singkat. Variasi sinar matahari terjadi beberapa tahun yang lalu, contohnya pada periode pendinginan global yeng disebut “little ice age” pada tahun 1645-1715. Diperiode itu matahari menjadi 1% lebih dingin sehingga sangat penting untuk mendapatkan perhitungan jangka panjang tentang hasil energy matahari. Hal lain tentang perubahan iklim adalah prediksi tentang suhu bumi dimana karbondioksida berjumlah 2 kali lipat. Sebuah kelompok yang dikenal dengan nama IPCC (Intergovenmental Panel on Climate Change) merupakan kumpulan ilmuan yang memberi pengamatan tentang perubahan iklim setiap lima tahunnya. Laporan terbaru mereka menyebutkan bahwa suhu bumi akan meningkat diantara 2-60 C pada abad berikutnya, diperkirakan meningkat sebanyak 40 C.

Kisaran tentang konsekuensi yang mungkin terjadi terkait efek pemanasan rumah kaca di Amerika Timur juga merupakan pembicaraan dalam debat ini. Peraturan utamanya, untuk setiap 0.50 C dari pemanasan rumah kaca, suhu globala akan bergerak 100 mill ketimur. Sehingga untuk 20C pemanasan, suhu di Washington DC menajdi setara dengan Atlanta dan suhu di Mineapolis setara dengan suhu di St.Lois. efek pada biosfer bumi dan ekosistem bisa saja tinggi atau rendah terdantung daari besarnya pemanasan. Total pemanasan pada hemisphere sebelah timur setelah periode ice age adalah 50C dan berlangsung ribuan tahun. Kita tahu bahwa penelitian dibawah danau menunjukan perkembangan populasi tumbuhan yang mampu beradaptasi dan bermigrasi kearah timur akibat pengaruh dari glatser. Belakangan ini penelitian ditimur samudra atlantik mengidikasikan bahwa suhu didaerah tersebut mencapai 50C dalam periode yang relative singkat. Tidak ada musibah ekologi yang muncul terkait permasalahan ini. Ilmuwan memprediksi bahwa ini merupakan peringatan bahaya rumah kaca.

Apapun konsekuensinya, pemanasan global adalah permasalahan yang nyata dan harus dipikirkan. Salah satu pernyataan kuat yaitu pada tahun 1995 dimana seribu ilmuwan dari berbagai belahan dunia berkumpul. Mereka adalah anggota IPCC yang memberikan kesimpulan tentang munculnya pemanasan global. Penelitian ini mengajukan kesepakatan internasional

tentang pegnurangan emisi karbondioksida yang dikenal dengan protocol kioto. Dari sudut pandang kebijakan pemerintah muncul sebuah pertanyaan, konsekuensi politik dan ekonomi apakah yang mungkin terjadi ?, sayangnya hal ini sedikit susah untuk dijawab mengggunakan ilmu pengetahuan. Pemanasan global mampu menyebabkan perubahan peristiwa seperti banjir, produksi agrikultur, distribusi penyakit berbahaya, curah hujan, dan intensitas angina ribut yang mampu mempengaruhi kehidupan. Namun berapa jumlah biaya pada segi ekonomi dan social yang dibutuhkan dari batubara ?. banyak usaha dilakukan untuk mengurangi konsumsi batubara yang mungkin mengahbiskan banyak uang namun juga mengahasilkan perubahan gaya hidup. Contohnya saja jumlah bahan bakar karbon yang kita gunakan. Batubara merupakan sumber energy mendasar untuk industry automobile. Pesawat jet, kapal, dan pembangkit listriik. Sehingga mncari pemecahan dilemma ini tidaklah mudah.

PROSES ILMU PENGETAHUAN

Mengatasi efek rumah kaca

Efek rumah kaca bisa jadi merupakan permaslahan sulit yang mengingatkan kita tentang masalah lingkungan yang mengalami ekosistem global. Pada satu sisi sangat susah untuk memberi contoh karena efek penambahan karbondioksida keatmosfer tidaklah nyata, dan biaya untuk melakukan hal seperti ini sangat tinggi. Pemikiran bahwa kita mampu mengalmbil ekonomi dunia dengan mengurangi pengurangan batu bara dan mengganti dengan sumber energy lain pada jangka waktu yang singkat sangat tidak realistis. Dahulu kala butuh banya waktu untuk mengubah energy yang digunakan masyarakat. Hal ini terjadi 30-50 tahun untuk mengubah bahan bakar untuk perekonomian. Dan apabila prediksi ini benar, dalam kurun waktu 50 tahun pemanasan global akan terjadi dan sudah sangat terlambat untuk mengatasinya.

Kesmpimpulannya ilmu pengetahuan mengindikasikan apabila bahwa pemanasan global terjadi hal itu mungkin tidak menyebabkan perubahan lingkungan selama beberapa periode, jauh diatas perencanaan pemerintah dan institusi lain dimasyarakat. Pertanyaannya adalah: apakah kamu mau mengubah gaya hidupmu apabila pemanasan global mempengaruhi gaya hidup anak cucumu ?. manusia menganggap sangat sulit untuk kesussahan dikehidupan sekarang walaupun itu berarti mencegah sesuatu yang buruk terjadi dimasa depan.

Ide utama

Ekosistem adalah kelompok mahluk hidup

yangsaling ketergantungan yang

medaur ulang materi dan mengalirkan energi

Kimia

Pembakaran batu bara melepaskan senyawa nitrogen dan sulfur kemudian bereaksi

dengan air diudara yang membenntuk hujan asam

Biologi

Energy pada ekosistem mengalir dari matahari

menuju tumbuhan, herbivore, dan karnivora

Fisika

Cerobong asap dilengkapi dengan

saluran elektrostatik dengan gaya

elektromagnetik untuk mengumpulkan debu,

dan mengeluarkan partikel

Technologi

Metode daur ulang dengan menggunakan

surfaktan memiliki peran penting untuk mengurangi

limbah padat di USA

Lingkungan

Karbondioksida yang terbentuk secara

bertahap pada atmosfer oleh efek rumah kaca mampu mengahsilkan

pemanasan global

Astronomi

Intensitas radiasi ultraviolet dr matahari

diserap oleh lapisan ozon bumi

Kesehatan dan keamanan

Pelepasan CFC keatmosfer menyebabkan menurunya konsentrasi ozon sehingga

memicu terjadinya kangker kulit

Geologi

Hujan asam mampu meningkatkan pelapukan batuan, khususnya batu kapur dan sedimen yang

digunakan untuk membangun patung