Daur Air Dan Kehidupan
Setiap saat, miliaran liter air berpindah dari lautan menuju atmosfer lalu menuju daratan. Kehidupan
bergantung
pada daur air ini. Andai manusia mencoba mengatur daur ini, ia tidak
akan pernah berhasil, sekalipun menggunakan semua teknologi yang ada di
dunia. Walaupun demikian, kita memperoleh air, yang merupakan syarat
kehidupan yang utama dan terpenting, melalui penguapan tanpa
mengeluarkan biaya maupun energi. Setiap tahunnya 45 miliar liter kubik
air menguap dari lautan. Air yang menguap tersebut dibawa angin
melintasi daratan dalam bentuk awan. Setiap tahun 3-4 miliar liter air
dibawa dari lautan menuju daratan, menuju manusia.
Singkatnya, air—yang daurnya tidak dapat kita atur, dan yang tanpanya kita tidak dapat hidup lebih
dari beberapa hari—dikirim kepada manusia dengan cara yang sangat istimewa.
Al Quran mengingatkan kepada kita bahwa hal ini merupakan salah satu bukti yang harus kita syukuri:
“Maka
terangkanlah kepada-Ku tentang air yang kamu minum. Kamukah yang
menurunkannya dari awan ataukah Kami yang menurunkan? Kalau Kami
kehendaki, niscaya Kami jadikan dia asin, maka mengapakah kamu tidak
bersyukur?” (Surat Al Waqi’ah: 68-70).
“Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah menurunkan air dari langit,
maka diatur-Nya menjadi sumber-sumber di bumi kemudian ditumbuhkan-Nya dengan air itu
tanaman-tanaman yang bermacam-macam warnanya, lalu ia menjadi kering lalu Kami melihatnya
kekuning-kuningan, kemudian dijadikan-Nya hancur berderai-derai. Sesungguhnya pada yang
demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi orang-orang yang mempunyai akal.” (Surat Az-
Zumar: 21)
“Dialah
Yang telah menurunkan air hujan dari langit untuk kamu, sebagiannya
menjadi minuman dan sebagiannya (menyuburkan) tumbuh-tumbuhan, yang pada
(tempat tumbuhnya) kamu menggembalakan ternakmu. Dia menumbuhkan bagi
kamu dengan air hujan itu tanaman-tanaman;
zaitun, korma, anggur,
dan segala macam buah-buahan. Sesungguhnya pada yang demikian itu
benarbenar ada tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang memikirkan.”
(Surat an-Nahl: 10-11)
Air Turun Ke Bumi Menurut Kadar Tertentu
Dalam ayat kesebelas surat az-Zukhruf, hujan didefinisikan sebagai air
yang dikirimkan “menurut kadar”. “Dan Yang menurunkan air dari langit
menurut kadar (yang diperlukan).” Sudah tentu, hujan turun ke bumi dalam
takaran yang tepat. Takaran pertama yang berhubungan dengan hujan
adalah kecepatan turunnya. Benda yang berat dan ukurannya sama dengan
air hujan, bila dijatuhkan dari ketinggian 1.200 meter, akan mengalami
percepatan terus-menerus dan jatuh ke bumi dengan kecepatan 558 km/jam.
Akan tetapi, tata-rata kecepatan jatuhnya air hujan hanyalah 8-10
km/jam. Air jatuh ke bumi dengan kecepatan yang rendah karena titik
hujan memiliki bentuk khusus yang meningkatkan efek gesekan atmosfer dan
membantu hujan turun ke bumi dengan kecepatan yang lebih rendah.
Andaikan bentuk titik hujan berbeda, atau andaikan atmosfer tidak
memiliki sifat gesekan, bumi akan menghadapi kehancuran setiap turun
hujan. Hal ini menjadi jelas hanya dengan melihat angka-angka di bawah
ini secara sekilas.
Ketinggian minimum awan hujan adalah 1.200 meter. Efek yang ditimbulkan oleh satu tetes air hujan
yang
jatuh dari ketinggian tersebut sama dengan benda seberat 1 kg yang
jatuh dari ketinggian 15 cm. Awan hujan pun dapat ditemui pada
ketinggian 10.000 meter. Pada kasus ini, satu tetes air yang jatuh akan
memiliki efek yang sama dengan benda seberat 1 kg yang jatuh dari
ketinggian 110 cm.
Dalam satu detik, kira-kira 16 juta ton air
menguap dari bumi. Jumlah ini sama dengan jumlah air yang turun ke bumi
dalam satu detik. Dalam satu tahun, diperkirakan jumlah ini akan
mencapai 505x1012 ton. Air terus berputar dalam daur yang seimbang
berdasarkan “takaran”.
Pembentukan Hujan
Tahapan pembentukan hujan baru dapat dipelajari setelah radar cuaca ditemukan. Menurut radar,
pembentukan
hujan terjadi dalam tiga tahap. Pertama, pembentukan angin; kedua,
pembentukan awan; ketiga, turunnya hujan. Yang tercantum di dalam Al
Quran tentang pembentukan hujan sangatlah sesuai dengan penemuan ini:
“Allah, Dialah yang mengirim angin (tahap pertama), lalu angin itu
menggerakkan awan dan Allah membentangkannya di langit menurut yang
dikehendaki-Nya, dan menjadikannya bergumpalgumpal (tahap kedua); lalu
kamu lihat hujan ke luar dari celah-celahnya (tahap ketiga), maka
apabila hujan itu turun mengenai hamba-hambaNya yang dikehendaki-Nya
tiba-tiba mereka menjadi gembira.” (Surat ar-Rum: 48).
TAHAP PERTAMA: “Dialah (Allah) yang mengirim angin …”
Sejumlah besar gelembung udara terbentuk karena buih di lautan secara terus-menerus pecah dan
menyebabkan
partikel air disemburkan ke langit. Partikel yang kaya-garam ini
kemudian dibawa angin dan naik ke atmosfer. Partikel-partikel ini, yang
disebut aerosol, berfungsi sebagai perangkap air. Inilah yang akan
membentuk titik-titik awan dengan mengumpulkan uap air di sekitarnya,
yang kemudian naik dari lautan sebagai tetesan kecil.
TAHAP KEDUA: “.......menggerakkan awan dan Allah membentangkannya di langit menurut yang
dikehendaki-Nya, dan menjadikannya bergumpal-gumpal…”
Awan terbentuk dari uap air yang mengembun di sekitar kristal garam atau partikel debu di udara.
Karena
tetesan air di awan sangat kecil (dengan kisaran diameter 0,01–0,02
mm), awan menggantung di udara dan menyebar di langit, sehingga langit
tertutup oleh awan.
TAHAP KETIGA: “... lalu kamu lihat hujan keluar dari celah-celahnya.”
Partikel air yang mengelilingi kristal garam dan partikel debu akan bertambah tebal dan membentuk
tetesan
hujan, sehingga tetesan hujan akan menjadi lebih berat daripada udara,
dan mulai jatuh ke bumi sebagai hujan. Tetesan hujan dibentuk oleh
partikel air yang mengelilingi kristal garam, yang terbawa dari lautan
ke awan. Karena menjadi lebih berat daripada udara, partikel ini
terlepas dari awan dan mulai jatuh ke bumi sebagai hujan.
Air Hujan Adalah Tawar
Al
Quran menarik perhatian kita dengan pernyataan air hujan adalah
“tawar”: “Maka terangkanlah kepada-Ku tentang air yang kamu minum.
Kamukah yang menurunkannya dari awan ataukah Kami yang menurunkan? Kalau
Kami kehendaki, niscaya Kami jadikan dia asin, maka mengapakah kamu
tidak bersyukur?” (Surat Al Waqi’ah: 68-70).
“… dan Kami beri minum kamu dengan air yang tawar?” (Surat al-Mursalat: 27)
“Dialah Yang telah menurunkan air hujan dari langit untuk kamu, sebagiannya menjadi
minuman dan sebagiannya (menyuburkan) tumbuh-tumbuhan, yang pada (tempat tumbuhnya) kamu
menggembalakan ternakmu.” (Surat An-Nahl: 10)
Seperti
telah kita ketahui, air hujan berasal dari penguapan air dan 97%
merupakan penguapan air laut yang asin. Namun, air hujan adalah tawar.
Air hujan bersifat tawar karena adanya hukum fisika yang telah
ditetapkan Allah. Berdasarkan hukum ini, dari mana pun asalnya penguapan
air ini, baik dari laut yang asin, dari danau yang mengandung mineral,
atau dari dalam lumpur, air yang menguap tidak pernah mengandung bahan
lain. Air hujan akan jatuh ke tanah dalam keadaan murni dan bersih,
sesuai dengan ketentuan Allah “… Kami turunkan dari langit air yang amat
bersih. ” (Surat al-Furqan: 48) “Dan sebagian dari tanda-tanda
(kekuasaan)-Nya bahwa kamu melihat bumi itu kering tandus, maka apabila
Kami turunkan air di atasnya, niscaya ia bergerak dan subur.
Sesungguhnya Tuhan Yang menghidupkannya tentu dapat menghidupkan yang
mati; sesungguhnya Dia Maha Kuasa atas segala sesuatu.” (Surat Fushilat:
39)
Hujan Yang Memberi Kehidupan Bagi Tanah Yang Mati
Di dalam Al Quran banyak ayat yang menyeru kepada kita agar memperhatikan bahwa hujan berguna
untuk
menghidupkan negeri (tanah) yang mati. “… dan Kami turunkan dari langit
air yang amat bersih agar Kami menghidupkan dengan air itu negeri
(tanah) yang mati, dan agar Kami memberi minum dengan air itu sebagian
besar dari makhluk Kami, binatang-binatang ternak dan manusia yang
banyak.”
(Surat al-Furqan: 48-49) Selain tanah diberi air, yang merupakan
kebutuhan mutlak bagi makhluk hidup, hujan juga berfungsi sebagai
penyubur. Tetesan hujan, yang mencapai awan setelah sebelumnya menguap
dari laut, mengandung zat-zat tertentu yang bisa memberi kesuburan pada
tanah yang mati. Tetesan yang “memberi kehidupan” ini disebut “tetesan
tegangan permukaan”. Tetesan tegangan permukaan terbentuk di bagian atas
permukaan laut, yang disebut lapisan mikro oleh ahli biologi. Pada
lapisan yang lebih tipis dari 1/10 mm ini, terdapat sisa senyawa
organik
dari polusi yang disebabkan oleh ganggang mikroskopis dan zooplankton.
Dalam sisa senyawa organik ini terkandung beberapa unsur yang sangat
jarang ditemukan pada air laut seperti fosfor, magnesium, kalium, dan
beberapa logam berat seperti tembaga, seng, kobal, dan timah. Tetesan
berisi “pupuk” ini naik ke langit dengan bantuan angin dan setelah
beberapa waktu akan jatuh ke bumi sebagai tetesan hujan. Dari air hujan
inilah, benih dan tumbuhan di bumi memperoleh berbagai garam logam dan
unsur-unsur lain yang penting bagi pertumbuhan mereka. Seperti yang
tertera dalam ayat: “Dan Kami turunkan dari langit air yang banyak
manfaatnya lalu Kami tumbuhkan dengan air itu pohon-pohon dan biji-biji
tanaman yang diketam.” (QS. Qaf: 9).
Garam-garam mineral yang
turun bersama hujan merupakan contoh dari pupuk konvensional (kalsium,
magnesium, kalium, dan lain-lain) yang digunakan untuk meningkatkan
kesuburan. Sementara itu, logam berat, yang terdapat dalam tipe aerosol
ini, adalah unsur-unsur lain yang meningkatkan kesuburan pada masa
perkembangan dan produksi tanaman.
Singkatnya, hujan adalah
penyubur yang sangat penting. Setelah seratus tahun lebih, tanah tandus
dapat menjadi subur dan kaya akan unsur esensial untuk tanaman, hanya
dari pupuk yang jatuh bersama hujan. Hutan pun berkembang dan diberi
“makan” dengan bantuan aerosol dari laut tersebut.
Dengan cara
seperti ini, 150 juta ton pupuk jatuh ke permukaan bumi setiap tahunnya.
Andaikan tidak ada pupuk alami seperti ini, di bumi ini hanya akan
terdapat sedikit tumbuhan, dan keseimbangan ekologi akan terganggu.
“Yang telah menjadikan bagimu bumi sebagai hamparan dan Yang telah menjadikan bagimu di
bumi itu jalan-jalan, dan menurunkan dari langit air hujan. Maka Kami tumbuhkan dengan air hujan
itu berjenis-jenis dari tumbuh-tumbuhan yang bermacam-macam.” (QS. Thaha: 53)
Manfaat
Membekunya Air Dari Atas Salah satu sifat air yang paling menarik dan
paling penting adalah bahwa—tidak seperti senyawa lain— air berwujud
padat itu lebih ringan daripada air berwujud cair, sehingga es lebih
ringan dari air. Oleh sebab itu, laut mulai membeku dari atas karena
lapisan beku lebih ringan daripada air di bawahnya. Dengan demikian,
risiko pembekuan seluruh lautan, yang dapat berakibat lenyapnya
kehidupan, tidak akan terjadi. Lapisan beku yang naik ke permukaan itu
menjadi penyekat antara cuaca dingin di luar dan air di bawah.
Andaikan es lebih berat daripada air (seperti yang umumnya terjadi pada zat lain), laut akan mulai
membeku
dari bawah. Pada kondisi ini, penyekatan seperti yang disebut di atas
tidak akan terjadi dan seluruh lautan akan membeku, sehingga kehidupan
di air akan musnah. Karena volume es lebih luas daripada volume air
untuk massa yang sama, lautan yang membeku akan membutuhkan ruang yang
lebih besar dari sebelumnya dan akan menyebabkan air di permukaan naik
dan meluap.
Selain itu, air itu paling berat pada suhu 4°C. Fakta ini sangat penting bagi kehidupan. Di lautan, air
yang
mencapai suhu 4°C akan tenggelam ke dasar karena merupakan badan air
yang terberat. Karena alasan ini, pada lautan yang tertutupi gunung es,
dasarnya akan selalu berwujud cair dan memiliki suhu 4°C, dan di situ
makhluk hidup masih bisa bertahan. Hal yang hampir serupa terjadi pada
musim dingin. Bagian dasar danau dan sungai yang ditutupi lapisan es
tetap dapat mendukung kehidupan.
Air Lambat Memanas Dan Membeku
Sifat
air yang lain adalah penguapan dan pembekuan yang lambat. Telah
diketahui bahwa pada musim panas, pasir cepat memanas pada siang hari
dan juga cepat mendingin pada malam hari. Sebaliknya, suhu air laut
hanya berubah sekitar 2-3°C antara siang dan malam. Hal ini disebabkan
karena air menjaga suhunya ketika suhu mendadak naik atau turun, dan
memperlambat penguapan dan pembekuan. Jika kita mempertimbangkan sifat
air ini dalam konteks bumi secara keseluruhan, kita akan melihat air,
dalam wujud cair ataupun uap, di laut dan di atmosfer, memiliki peran
yang sangat penting bagi suhu bumi. Air yang ada di permukaan bumi
mencegah pemanasan yang berlebihan, dengan cara menyerap panas pada
bagian bumi yang terdedah matahari. Pada bagian bumi yang tidak terkena
matahari langsung, dengan panas yang dikandungnya, lautan dan air
berfungsi sebagai radiator dan mencegah suhu turun terlalu rendah.
Dengan mekanisme ini, perbedaan suhu antara siang dan malam selalu
berada dalam batas toleransi manusia dan makhluk hidup lain. Andaikan
jumlah air lebih sedikit daripada luas daratan, perbedaan suhu siang dan
malam
akan meningkat dan mengubah bumi menjadi gurun dan membuat kehidupan menjadi tidak mungkin, atau setidaknya sangat sulit.
“Dan Dia menundukkan untukmu apa yang ada di langit dan apa yang ada di bumi semuanya,
(sebagai
rahmat) daripada-Nya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar
terdapat tandatanda kekuasaan Allah bagi kaum yang berfikir.” (Surat
al-Jatsiyah: 13)
Berat Awan
Awan dapat menjadi sangat berat. Misalnya, awan badai yang disebut kumulonimbus merupakan
akumulasi dari 300.000 ton air.
Terbentuknya keteraturan yang menjadikan massa air sebesar 300.000 ton dapat melayang di udara
sangatlah
menakjubkan. Sebuah ayat Al Quran menyeru kepada kita untuk
memperhatikan berat awan: “Dan Dialah yang meniupkan angin sebagai
pembawa berita gembira sebelum kedatangan
rahmat-Nya (hujan); hingga apabila angin itu telah membawa awan mendung, Kami halau ke suatu
daerah yang tandus, lalu Kami turunkan hujan di daerah itu, maka Kami keluarkan dengan sebab
hujan itu pelbagai macam buah-buahan. Seperti itulah Kami membangkitkan orang-orang yang telah
mati, mudah-mudahan kamu mengambil pelajaran.” (Surat al-A’raf: 57)
Angin “… dan pada perkisaran angin terdapat pula tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang
berakal.” (Surat al-Jatsiyah: 5)
Angin adalah arus udara yang terbentuk di antara dua zona yang memiliki suhu yang berbeda.
Perbedaan
suhu di atmosfer menyebabkan perbedaan tekanan udara, dan mengakibatkan
udara terus-menerus mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.
Bila terjadi perbedaan di antara pusat tekanan (yakni suhu atmosfer)
terlalu tinggi, arus udara (yakni angin) menjadi sangat kuat.
Demikianlah terbentuknya angin yang sangat merusak, misalnya angin
ribut.
Yang menarik, meskipun terdapat daerah-daerah yang memiliki perbedaan suhu yang sangat jauh
seperti
antara khatulistiwa dan kutub, bumi tidak selalu dihadapkan pada angin
dan tekanan yang kuat, berkat adanya rintangan dan “pengaturan”. Andai
saja arus udara kuat, yang semestinya terbentuk di antara khatulistiwa
dan kutub, tidak diperlemah (seperti akan digambarkan di bawah), tentu
bumi akan berubah menjadi planet mati yang didera badai terus-menerus.
Pada prinsipnya, perbedaan ketinggian permukaan bumi memecah kekuatan angin. Perbedaan
ketinggian
yang mencolok akan menghasilkan sistem fron dingin dan panas. Seperti
yang terlihat pada lereng pegunungan yang lebih rendah, sistem ini dapat
menyebabkan munculnya angin baru. Dengan demikian, sistem dengan dua
pusat (bi-centered) antara khatulistiwa dan kutub berubah menjadi sistem
dengan banyak pusat (multi-centered) berkat adanya tebing-tebing
terjal, dan angin diperlemah karena disalurkan ke beberapa arah. Rantai
pegunungan pada kerak bumi berfungsi sebagai koridor udara raksasa.
Koridor-koridor ini akan membantu angin menyebarkan udara ke seluruh
penjuru bumi secara merata.
Kemiringan sumbu bumi juga berperan penting dalam memperlemah angin. Andai saja sumbu bumi
benar-benar
tegak lurus pada orbitnya, bumi akan dilanda badai terus-menerus.
Khatulistiwa bumi memiliki kemiringan dengan sudut 23°27’ pada bidang
orbitnya. Dengan demikian, suhu di daerah antara dua kutub tidaklah
tetap, berubah berdasarkan musim. Ini berarti bahwa tekanan udara
menjadi seimbang, sehingga kekuatan angin jadi berkurang. Bila perbedaan
suhu antara khatulistiwa dan kedua kutub menurun, angin akan bertiup
lebih hangat.
Selain itu, dua lapisan gas yang menyelimuti planet bumi telah diciptakan untuk menyeimbangkan
perbedaan
suhu. Lapisan ozon dan karbon dioksida menyeimbangkan suhu atmosfer.
Lapisan ozon menyerap kelebihan sinar matahari. Sebaliknya, karbon
dioksida berfungsi menahan panas yang diperoleh dan mencegah
pendinginan.
Semua hal di atas menunjukkan bahwa manusia berutang budi pada sistem ini—yang luar biasa
terdiri atas subsistem-subsistem yang kompleks. Seluruh alam semesta diciptakan untuk memungkinkan adanya kehidupan manusia.
No comments:
Post a Comment
ini komentar