Sistem Magnetik Bumi, Salah Satu Kekuasaan Sang Pencipta - My First Essay

Alhamdulillah kali ini aku bisa nge posting essay ku yang pertama. Berbeda dengan tulisan yang lainnya, kali ini aku nyoba nulis essay fisika.. Yap, sebenarnya pembuatan essay ini guna memenuhi tugas yang diberikan oleh dosen Fisika Dasar II di semester 2. Alhamdulillah, aku sangat menyukai tugas ini. Tugas yang indah di akhir semester 2 :) 

Semoga bisa bermanfaat bagi semua ^.^

Sistem Magnetik Bumi, Salah Satu Kekuasaan Sang Pencipta

Oleh : Tengku Novenia Yahya

    Magnet, satu kata ini mungkin tak asing lagi di telinga kita. Apalagi bagi orang-orang yang kesehariannya berkutat dengan ilmu fisika pastilah sudah tahu jika berbicara mengenai magnet maka pasti akan berhubungan dengan fisika.

Mungkin beberapa dari kita yang mendengar kata magnet , pikirannya akan langsung terlintas ke masa kecil. Ya, masa kanak-kanak yang dengan asyiknya akan riang gembira ketika bermain dengan dua benda berbentuk batangan atau bulatan berwarna hitam pekat apabila didekatkan akan saling tarik menarik atau saling tolak menolak. Di masa kanak-kanak, sungguh hal semacam ini dianggap sebagai sebuah permainan yang sangat menyenangkan. Namun, tentu saja sebagai anak-anak belum tahu bahwa itu adalah benda magnetik dan belum sempat terfikir mengapa hal itu bisa terjadi. Kejadian yang dianggap menyenangkan bagi anak-anak itu adalah karena adanya efek yang ditimbulkan oleh medan magnet di sekitar dua batangan logam besi tersebut.

Baik, saya akan jelaskan dari mana asal muasal magnet yang dari tadi sudah saya sebut-sebut. Dari web586.blogspot.com yang saya baca, dikatakan bahwa pada zaman dahulu kala, terdapat batu-batuan berwarna gelap yang ditemukan di Asia Kecil, tepatnya di daerah Magnesia. Batu-batuan itu disebut magnet karena ditemukan di Magnesia, sesuai dengan nama tempat ditemukannya. Batu-batuan magnet tersebut dapat menarik benda-benda yang terbuat dari besi dan beberapa bahan lainnya. Berdasarkan sejarah ditemukannya magnet ini, dapat disimpulkan bahwa magnet adalah kemampuan suatu benda untuk menarik benda-benda lain yang berada disekitarnya.

Sedangkan menurut Wikipedia , yang dimaksud dengan magnet adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Medan magnet itu sendiri merupakan daerah di sekitar magnet di mana magnet lain masih dapat dipengaruhi oleh gaya magnet jika berada pada daerah itu. Jadi, dapat disimpulkan bahwa magnet adalah benda yang memiliki medan magnet yang dapat menarik benda-benda lain di sekitarnya.

Selain memiliki medan, magnet juga memiliki garis gaya yang disebut dengan garis gaya magnet. Garis gaya magnet adalah garis yang berasal dari kutub utara menuju kutub selatan. Untuk membuktikan hal ini, mungkin beberapa di antara kita yang membaca esay ini pernah melakukan eksperimen sederhana sewaktu SD atau SMP, yaitu dengan cara menyebarkan serbuk besi di atas sebuah kertas. Di bawah kertas tersebut kita dekatkan sebuah benda magnetik. Maka kita akan melihat bahwa serbuk besi tersebut akan mengatur posisinya sendiri secara langsung dengan jelas membentuk garis di sekitar magnet yang menggambarkan garis gaya. Semakin kuat pemusatan serbuk besi tersebut, maka akan semakin kuat pula daya magnetnya. Maka, kita dapat menyimpulkan bahwa kekuatan medan magnet bertindak sebagai sejumlah garis gaya per unit area. Salah satu sifat menarik dari garis gaya magnet itu adalah mereka tidak saling berpotongan satu sama lain atau bertabrakan pada satu titik.

Garis gaya magnet (spektrum magnetik)

Sumber: sepenggal.wordpress.com

Selama ini jika berbicara mengenai benda-benda magnetik maka yang terbayang di pikiran kita adalah logam-logam besi berwarna hitam. Padahal, ada benda sangat besar yang juga merupakan benda magnetik. Bumi ! Ya, tanpa kita sadari bumi yang merupakan tempat kita berpijak ini mempunyai sifat magnetik. Bumi diibaratkan sebagai magnet raksasa. Layaknya sebuah magnet, maka bumi pun memiliki dua kutub magnet, yaitu kutub utara dan selatan. Sebagai kutub bumi yang berlawanan dan saling tarik menarik satu sama lainnya, maka garis gaya magnet akan selalu bergerak dari kutub utara ke kutub selatan.

Dari beberapa sumber yang saya baca, ternyata kutub magnet bumi dengan kutub geografis bumi belawanan. Kutub utara magnet merupakan kutub selatan bumi, sedangkan kutub selatan magnet merupakan kutub utara bumi. Karena bentuk bumi bulat, maka sumbu bumi dapat kita anggap sebagai magnet batang yang besar.

Kita pastinya sudah tidak asing lagi dengan yang namanya kompas. Apalagi bagi orang-orang yang hobi dengan aktivitas pramuka pasti sudah kenal dekat dengan yang namanya kompas. Kompas yang digunakan sebagai penunjuk arah ini pasti selalu menunjuk ke arah utara dan selatan. Lantas, mengapa hal ini bisa terjadi? Ternyata hal ini ada kaitannya dengan sistem magnet bumi yang sedang dibahas pada esay ini.

 Jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara dan selatan disebabkan karena tertarik oleh kutub selatan dan kutub utara magnet bumi. Kutub utara jarum kompas tertarik oleh kutub selatan magnet bumi yang berada disekitar kutub utara bumi. Sedangkan kutub selatan kompas tertarik oleh kutub utara magnet bumi yang terdapat di sekitar kutub selatan bumi. 

Kutub utara dan kutub selatan magnet bumi tidak akan berhimpit dengan kutub utara dan kutub selatan bumi. Hal ini menyebabkan kutub utara dan kutub selatan magnet jarum kompas tidak menunjukkan arah utara dan selatan geografis, sehingga hal ini akan membentuk sebuah sudut yang disebut Deklinasi (D). Sudut deklinasi merupakan sudut yang dibentuk oleh kutub utara-selatan jarum kompas terhadap arah utara-selatan geografis.

Berikut gambar bumi, medan magnet bumi dan hubungannya dengan arah jarum kompas :

            Di daerah yang letaknya tepat di atas garis khatulistiwa, akan terlihat bahwa posisi jarum kompas berada dalam keadaan seimbang. Tetapi, jika kompas dibawa mendekati kutub geografis bumi maka jarum kompas akan condong ke atas atau ke bawah. Saat kompas dibawa mendekati kutub utara geografis bumi, maka kutub utara jarum kompas akan condong ke bawah karena tertarik oleh kutub selatan magnet bumi. Sedangakan saat kompas dibawa mendekati kutub selatan geofrafis bumi, kutub selatan jarum kompas condong ke bawah karena tertarik oleh kutub utara magnet bumi. Kemiringan jarum kompas itu akan membentuk sudut inklinasi. Sudut inklinasi merupakan sudut yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap permukaan bumi.

            Subhanallah, ternyata bumi ciptaan Allah SWT yang merupakan wadah kehidupan manusia ini juga memiliki sifat-sifat magnet. Seperti yang saya katakan sebelumnya bahwa bumi kita diibaratkan sebagai sebuah magnet yang besar. Ini artinya kita selalu berada di bawah pengaruh medan magnet. Medan magnet tersebut otomatis mempengaruhi gerakan-gerakan seluruh makhluk yang ada di bumi. Tidak hanya mempengaruhi organisme-organisme kecil saja, tetapi juga mempengaruhi manusia. Lantas, apa sebenarnya material yang dikandung oleh bumi sehingga menyebabkan bumi memiliki magnet ? Baik, mari saya jelaskan.

             Medan magnet bumi ternyata bersumber dari dalam bumi itu sendiri dan medan magnet ini berubah berdasarkan waktunya. Berdasarkan teori yang dikemukakan oleh W.M. Elasasser dan E.C. Bullard yang disebut dengan teori magnetohidrodinamik menyatakan bahwa di dalam inti bumi terdapat aliran fluida yang terionisasi, sehingga menimbulkan aksi dinamo oleh dirinya sendiri (Self-exiting dynamo action) yang dapat menimbulkan medan magnet bumi.

Dalam ilmu geofisika, teori dynamo adalah teori yang mengusulkan mekanisme penghasilan medan magnet oleh bumi, planet lain, dan bintang. Teori ini menjelaskan proses saat cairan yang berotasi, berkonveksi, dan konduktif secara elektrik dapat menghasilkan medan magnet dalam waktu yang lama. Ada tiga syarat agar dinamo dapat beroperasi, yaitu: (1) medium cairan yang konduktif secara elektrik, (2) energi kinetik yang dihasilkan oleh rotasi planet, dan (3) sumber energi internal untuk mengarahkan gerakan konvektif dalam cairan.

Medan magnet yang terbentuk akan menimbulkan magnetosfer. Magnetosfer merupakan lapisan medan magnet yang menyelubungi benda angkasa, termasuk bumi. Molekul di dalam inti bumi yang pada umumnya berwujud ion selalu bergerak dengan sangat cepat karena suhu dan pengaruh medan gravitasi serta gerak rotasi bumi. Hal ini akan menimbulkan arus listrik yang menciptakan medan magnet raksasa yang disebut magnetosfer.

Lantas, kita pantas mengajukan sebuah pertanyaan, apa sebenarnya tujuan sang pencipta menciptakan magnetosfer ini? Sebab segala sesuatu di alam jagad raya ini pasti memiliki tujuan diciptakan. Magnetosfer berfungsi sebagai penangkal petir bagi bumi. Artinya, lapisan ini berfungsi untuk menangkal radiasi berbahaya yang berasal dari matahari seperti : partikel alpha, beta, atau angin surya dan semburan massa korona (coronal mass ejection, CME). Ketika radiasi-radiasi itu menghujani bumi, magnetosfer akan memantulkan sebagian besar radiasi dan menyerap sisanya dan akan langsung diarahkan menuju kutub, akibatnya terjadi reaksi tumbukan dengan lapisan atmosfer dan akan muncullah sebuah fenomena indah, yakni aurora.

Jika ditinjau dari fungsi magnetosfer ini , maka sungguh mulia tujuan sang khalik menciptakan magnetosfer. Lapisan magnetik ini merupakan pelindung bagi semua makhluk dari serangan partikel berbahaya, termasuk badai matahari. Magnetosfer bekerja layaknya seperti tameng, yakni membelokkan setiap partikel yang menghampirinya. Badai matahari itu sendiri nantinya akan dibelokkan ke arah kutub bumi. Di sinilah tameng kedua sudah menunggu dan siap untuk menghancurkan badai kiriman matahari. Tameng kedua tersebut adalah lapisan atmosfer yang terdapat pada ketinggian 80 kilometer di atas bumi. Di daerah ini, badai matahari akan disaring oleh medan magnet bumi. Akibatnya, badai yang semula berbahaya akan melepaskan energinya melalui cahaya dengan berbagai warna yang selanjutnya dikenal dengan aurora.

 

Magnetosfer bumi menepis radiasi matahari

Sumber: versesofuniverse.blogspot.com

Menurut beberapa ilmuan ruang angkasa, kutub-kutub magnetis bumi akan selalu mengalami pergeseran dalam jangka waktu yang panjang. Peristiwa pembalikan kutub ini bukanlah peristiwa yang terjadi hanya dalam sekejap mata saja. Setiap pembalikan magnetis akan berlangsung selama ribuan tahun. Pergeseran kutub-kutub magnetis ini akan menyebabkan pertukaran posisi, yaitu kutub yang sekarang menjadi kutub utara magnetis akan bergeser sedemikian rupa sehingga kelak menempati lokasi kutub selatan magnetis dan begitu juga sebaliknya.

Berdasarkan survey yang telah dilakukan oleh para ahli , fenomena pembalikan kutub-kutub magnetis ini telah terjadi beberapa kali. Sepanjang 5 juta tahun terakhir pembalikan kutub magnetis bumi terjadi rata-rata setiap 0,2 hingga 0,3 juta tahun sekali. Namun, sepanjang setengah milyar tahun terakhir, variasi periode pembalikan kutub magnetis bumi memiliki rentang dari 5.000 tahun hingga 50 juta tahun.

Pergeseran posisi titik kutub magnetis utara (kiri) dan selatan (kanan) dari tahun ke tahun.

Sumber : NOAA, 2012.

            Jika kutub medan magnet akan mengalami peristiwa pembalikan pada waktu tertentu, maka pertanyaannya adalah apakah akan ada efek yang ditimbulkan dari pembalikan tersebut? Jawabannya ya, tentu saja ada. Dari sebuah artikel yang saya baca pada www.erabaru.net disebutkan bahwa dalam kurun waktu 200 tahun terakhir ini medan magnet bumi kian melemah hingga 15%. Para ilmuwan menyebutkan, bahwa hal ini mungkin merupakan salah satu tanda akan membaliknya kutub magnet bumi. Menurut para ilmuan yang disebutkan dalam artikel itu, apabila hal ini terjadi maka akan menyebabkan kerugian yang sangat besar bagi kehidupan di bumi.  

            Dalam artikel itu dijelaskan bahwa sebuah informasi yang dilansir dari Daily Mail Inggris menyebutkan bahwa jika terjadi pembalikan kutub magnet bumi, maka angin matahari dapat melumpuhkan jaringan kawat listrik, perubahan dramatis dalam iklim bumi, timbulnya lubang ozon, dan peningkatan drastis penyakit kanker, serta mungkin akan berdampak kehancuran pada umat manusia.

Lebih lanjut dikatakan bahwa jika terjadi pembalikan kutub secara ekstrem maka medan magnet dan atmosfer yang merupakan tameng bumi akan melemah selama ribuan tahun. Magnetosfer dan atmosfer yang tadinya menjadi pertahanan bumi yang melindungi seluruh mahkluk di bumi akan terbuka lebar. Hal ini akan menyebabkan masuknya sinar kosmik.

Menurut Dr Forsyth, sebuah penelitian menunjukkan bahwa ketika medan magnet bumi melemah, maka penutupan terhadap lapisan awan akan meningkat dan juga akan menyebabkan terjadinya peningkatan lubang ozon kutub. Dampak yang ditimbulkan terhadap belahan bumi utara akan lebih terasa, yakni sebesar 40% ozon di dalam area lubang ozon mungkin akan lenyap. Hal ini tentu saja jauh lebih besar jika dibandingkan saat ini.

Selain itu, ada juga peneliti yang menyebutkan bahwa akan banyak burung dan ikan yang dapat merasakan arah medan geomagnetik dan bermigrasi atas dasar ini atau mencari makan di perairan yang gelap gulita. Ketika terjadi perubahan medan magnet yang menyebabkan mereka tidak bisa lagi mengandalkannya untuk mengidentifikasi arah, maka spesies ini dan beberapa spesies lain yang ketahanannya relatif lemah mungkin mengalami kepunahan secara mendadak.

            Akan tetapi, di sisi lain beberapa ilmuan optimis bahwa adanya pembalikan medan magnet bumi ini tidak akan menimbulkan “malapetaka” yang besar bagi manusia. Sebab, selama ini juga telah pernah terjadi pembalikan medan magnet kutub, tetapi tidak terbukti memberikan dampak yang memusnahkan jutaan manusia di dunia. Hal ini juga dikarenakan meski terjadi pembalikan kutub-kutub magnetis, garis-garis gaya geomagnet tidaklah menghilang.

            Dari paparan yang saya jelaskan tadi, maka jelas kita dapat mengambil hikmah bahwa segala sesuatu yang ada di bumi ini diciptakan sedemikian rupa terstruktur dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi umat manusia. Coba bayangkan apa yang akan terjadi jika bumi tidak memiliki magnetosfer? Mungkin kita semua yang ada di bumi ini akan punah perlahan-lahan karena tidak sanggup melawan material-material berbahaya yang datang dari luar bumi.

Sudah sepantasnya kita senantiasa bersyukur kepada sang pencipta atas segala nikmat yang diberikan-Nya. Sistem medan magnet bumi merupakan salah satu bukti nyata kekuasaan Sang Pencipta dan merupakan bukti bahwa Sang Khalik sangat mencintai hamba-Nya. Satu lagi, terbukti bahwa fisika itu bukan hanya sekedar ilmu hitungan-hitungan saja, namun merupakan ilmu yang sangat unik dan indah jika kita mau memahami maknanya dalam kehidupan nyata.