https://www.facebook.com/muhamad.am/posts/10155969664221089
1
Tahukah Anda salah satu sifat air telah memberi berkah bagi mereka yang hidup di negara 4 musim? Sifat itu adalah sifat anomali air, yaitu membesarnya volume ketika air membeku, padahal zat lain menyusut saat membeku. Apa akibatnya?
Bekuan zat lain akan mengendap dalam cairannya, seperti benzena padat akan mengendap dalam benzena cair, besi padat akan mengendap dalam lelehan besi, dan seterusnya, tapi es batu terapung dalam air. Karena perbesaran volume, massa jenis es batu menjadi lebih kecil dari massa jenis air.
Apa perbedaan padat dan cair? Dalam keadaan padat, atom-atom atau molekul hanya bergetar, tapi tidak bergerak kemana-mana. Pada keadaan cair, atom-atom besi pada lelehan besi atau molekul-molekul air dalam air bergerak bebas kemana-mana.
Jika es batu mengendap, bukan terapung, maka air yang masih cair di atasnya, akan turun suhunya bersama turunnya suhu lingkungan, hingga ke titik yang mematikan mahluk hidup yang tak bisa bertahan di suhu dingin. Tumbuhan yang berklorofil di dasar sungai dangkal dan danau, akan mati karena pembentukan es di dasar. Oksigen yang seharusnya disediakan oleh tumbuhan berklorofil, turun jauh konsentrasinya sehingga mematikan ikan dan kehidupan dalam air.
Jika air tidak memiliki sifat anomali, maka di akhir musim dingin, seluruh kehidupan dalam air bisa musnah.
Sebaliknya, es yang terapung, akan memelihara suhu di bawahnya agar tetap hangat. Di samping itu, tanaman hijau di dasar, atau yang melayang dalam air, tetap hidup untuk menyediakan oksigen bagi kehidupan ikan dalam air.
2
Di sekitar titik bekunya, berbagai zat dalam keadaan cair jika ditekan dapat menyebabkan pembekuan. Sebaliknya karena sifat anomalinya, air yang ditekan tidak bisa memadat, tapi es yang mengalami tekanan dapat berubah menjadi air. Struktur kaku berongga pada es batu yang terbentuk akibat jaringan ikatan hidrogen antar-molekul air, akan hancur akibat tekanan, yang mengubahnya menjadi cair.
Terjadinya pencairan tanah akibat gempa, yang dikenal sebagai liquefaction, terjadi akibat sifat anomali air ini. Tanah padat kadang terdiri atas butiran tanah halus yang dikelilingi oleh molekul-molekul air dalam keadaan padat, yang membentuk struktur jaringan akibat ikatan hidrogen antar-molekul air. Butiran tanah halus ini cukup berjarak satu-sama-lain karena molekul air di sekelilingnya, tapi tidak cukup jauh untuk menyebabkan air ini mengalir. Kita melihatnya sebagai padatan yang kuat yang bisa menyangga beban di atasnya.
Ketika terjadi gempa, terjadi peningkatan tekanan terhadap jaringan molekul air di antara butiran tanah halus ini, sehingga jaringan itu kehilangan kekakuannya, dan keseluruhan tanah itu juga kehilangan kekuatannya dan kekakuannya. Tanah itu kehilangan kemampuannya untuk menahan bangunan di atasnya, sehingga bangunan itu tenggelam, dan tanah itu berperilaku seperti cairan.
Itulah yang terjadi di Palu, saat terjadi gempa besar berkekuatan di atas 7 skala Richter. Struktur tanahnya sesuai dengan uraian di atas, yang menyebabkan perubahan perilaku serupa cairan, akibat adanya tekanan. Tanah semacam itu sering disebut "unconsolidated soils" (artinya butiran tanah halus itu tidak saling terikat erat satu-sama-lain) yang terjenuhkan oleh air ("water-saturated").
Pada keadaan normal, "unconsolidated soils" itu tak berbahaya, karena butiran tanah halus terikat kuat lewat ikatan ion-dipol dan ikatan lainnya dengan jaringan molekul air yang kaku yang melingkupinya. Tapi akibat gempa kemarin, citra satelit memperlihatkan tanah yang amblas seluas 478.000 m2, sedangkan data lapangan memberikan angka yang lebih luas, 1,8 juta m2.
3
Di Amerika Serikat, ada sebuah buku yang dianggap harus difahami oleh setiap lulusan sekolah menengah yang disebut "Science for All Americans". Isi buku itu bercerita tentang sains yang harus difahami oleh setiap orang, agar memahami bumi tempatnya berpijak. Buku ini berawal dari suatu proyek untuk meningkatkan sains literasi warga Amerika.
Di Indonesia, perlu dirancang suatu rujukan sains dasar yang harus dikuasai oleh semua lulusan sekolah menengah, agar memahami tempatnya hidup di Indonesia. Sains itu tidak hanya berupa sains dasar Fisika, Kimia, Biologi yang biasa diajarkan di sekolah saat ini, tapi juga perlu memperkenalkan lingkungan khas Indonesia.
Seperti kita tahu, Indonesia terdiri atas 17000 pulau. Karena itu, "Sains untuk Semua Warganegara" harus secukupnya memperkanlkan sains kelautan. Di samping itu, Indonesia yang berupa ring of fire, menuntut pemahaman akan gunung berapi. Hal yang tidak kalah pentingnya adalah pemahaman tentang teori pergerakan lempeng dan sesar, yang mengancam Indonesia dengan gempa yang besar, juga tsunami.
Jangan dilupakan pula pentingnya pemahaman tentang hutan tropis, dan keragaman hayati yang ada di dalamnya. Dalam setiap tumbuhan yang amat beragam itu, terdapat "molecular resources" yaitu molekul-molekul yang memiliki potensi manfaat yang beragam, sebagai sumber obat, dll. Panas bumi pun menyimpan potensi, bukan hanya sebagai sumber energi, tetapi "molecular resources" juga. Apa maksudnya? Di tempat itu terdapat mikroba yang kehidupannya ditopang oleh enzim-enzim tahan panas yang berpotensi sebagai katalis dalam industri bioproses.
Pengembangan buku Sains untuk Semua Warganegara diperlukan untuk meningkatkan literasi sains, dan untuk menguatkan kepekaan akan potensi bumi tempat kita tinggal. Buku ini juga akan sangat berguna untuk mencegah penyebaran hoaks tentang sains, agar tidak terlalu mudah dipercaya oleh masyarakat.
MAM
Note: Penyebab liquefaction adalah karakter tanahnya, bukan karakter orang yang tinggal di atas tanah tersebut.
1
Tahukah Anda salah satu sifat air telah memberi berkah bagi mereka yang hidup di negara 4 musim? Sifat itu adalah sifat anomali air, yaitu membesarnya volume ketika air membeku, padahal zat lain menyusut saat membeku. Apa akibatnya?
Bekuan zat lain akan mengendap dalam cairannya, seperti benzena padat akan mengendap dalam benzena cair, besi padat akan mengendap dalam lelehan besi, dan seterusnya, tapi es batu terapung dalam air. Karena perbesaran volume, massa jenis es batu menjadi lebih kecil dari massa jenis air.
Apa perbedaan padat dan cair? Dalam keadaan padat, atom-atom atau molekul hanya bergetar, tapi tidak bergerak kemana-mana. Pada keadaan cair, atom-atom besi pada lelehan besi atau molekul-molekul air dalam air bergerak bebas kemana-mana.
Jika es batu mengendap, bukan terapung, maka air yang masih cair di atasnya, akan turun suhunya bersama turunnya suhu lingkungan, hingga ke titik yang mematikan mahluk hidup yang tak bisa bertahan di suhu dingin. Tumbuhan yang berklorofil di dasar sungai dangkal dan danau, akan mati karena pembentukan es di dasar. Oksigen yang seharusnya disediakan oleh tumbuhan berklorofil, turun jauh konsentrasinya sehingga mematikan ikan dan kehidupan dalam air.
Jika air tidak memiliki sifat anomali, maka di akhir musim dingin, seluruh kehidupan dalam air bisa musnah.
Sebaliknya, es yang terapung, akan memelihara suhu di bawahnya agar tetap hangat. Di samping itu, tanaman hijau di dasar, atau yang melayang dalam air, tetap hidup untuk menyediakan oksigen bagi kehidupan ikan dalam air.
2
Di sekitar titik bekunya, berbagai zat dalam keadaan cair jika ditekan dapat menyebabkan pembekuan. Sebaliknya karena sifat anomalinya, air yang ditekan tidak bisa memadat, tapi es yang mengalami tekanan dapat berubah menjadi air. Struktur kaku berongga pada es batu yang terbentuk akibat jaringan ikatan hidrogen antar-molekul air, akan hancur akibat tekanan, yang mengubahnya menjadi cair.
Terjadinya pencairan tanah akibat gempa, yang dikenal sebagai liquefaction, terjadi akibat sifat anomali air ini. Tanah padat kadang terdiri atas butiran tanah halus yang dikelilingi oleh molekul-molekul air dalam keadaan padat, yang membentuk struktur jaringan akibat ikatan hidrogen antar-molekul air. Butiran tanah halus ini cukup berjarak satu-sama-lain karena molekul air di sekelilingnya, tapi tidak cukup jauh untuk menyebabkan air ini mengalir. Kita melihatnya sebagai padatan yang kuat yang bisa menyangga beban di atasnya.
Ketika terjadi gempa, terjadi peningkatan tekanan terhadap jaringan molekul air di antara butiran tanah halus ini, sehingga jaringan itu kehilangan kekakuannya, dan keseluruhan tanah itu juga kehilangan kekuatannya dan kekakuannya. Tanah itu kehilangan kemampuannya untuk menahan bangunan di atasnya, sehingga bangunan itu tenggelam, dan tanah itu berperilaku seperti cairan.
Itulah yang terjadi di Palu, saat terjadi gempa besar berkekuatan di atas 7 skala Richter. Struktur tanahnya sesuai dengan uraian di atas, yang menyebabkan perubahan perilaku serupa cairan, akibat adanya tekanan. Tanah semacam itu sering disebut "unconsolidated soils" (artinya butiran tanah halus itu tidak saling terikat erat satu-sama-lain) yang terjenuhkan oleh air ("water-saturated").
Pada keadaan normal, "unconsolidated soils" itu tak berbahaya, karena butiran tanah halus terikat kuat lewat ikatan ion-dipol dan ikatan lainnya dengan jaringan molekul air yang kaku yang melingkupinya. Tapi akibat gempa kemarin, citra satelit memperlihatkan tanah yang amblas seluas 478.000 m2, sedangkan data lapangan memberikan angka yang lebih luas, 1,8 juta m2.
3
Di Amerika Serikat, ada sebuah buku yang dianggap harus difahami oleh setiap lulusan sekolah menengah yang disebut "Science for All Americans". Isi buku itu bercerita tentang sains yang harus difahami oleh setiap orang, agar memahami bumi tempatnya berpijak. Buku ini berawal dari suatu proyek untuk meningkatkan sains literasi warga Amerika.
Di Indonesia, perlu dirancang suatu rujukan sains dasar yang harus dikuasai oleh semua lulusan sekolah menengah, agar memahami tempatnya hidup di Indonesia. Sains itu tidak hanya berupa sains dasar Fisika, Kimia, Biologi yang biasa diajarkan di sekolah saat ini, tapi juga perlu memperkenalkan lingkungan khas Indonesia.
Seperti kita tahu, Indonesia terdiri atas 17000 pulau. Karena itu, "Sains untuk Semua Warganegara" harus secukupnya memperkanlkan sains kelautan. Di samping itu, Indonesia yang berupa ring of fire, menuntut pemahaman akan gunung berapi. Hal yang tidak kalah pentingnya adalah pemahaman tentang teori pergerakan lempeng dan sesar, yang mengancam Indonesia dengan gempa yang besar, juga tsunami.
Jangan dilupakan pula pentingnya pemahaman tentang hutan tropis, dan keragaman hayati yang ada di dalamnya. Dalam setiap tumbuhan yang amat beragam itu, terdapat "molecular resources" yaitu molekul-molekul yang memiliki potensi manfaat yang beragam, sebagai sumber obat, dll. Panas bumi pun menyimpan potensi, bukan hanya sebagai sumber energi, tetapi "molecular resources" juga. Apa maksudnya? Di tempat itu terdapat mikroba yang kehidupannya ditopang oleh enzim-enzim tahan panas yang berpotensi sebagai katalis dalam industri bioproses.
Pengembangan buku Sains untuk Semua Warganegara diperlukan untuk meningkatkan literasi sains, dan untuk menguatkan kepekaan akan potensi bumi tempat kita tinggal. Buku ini juga akan sangat berguna untuk mencegah penyebaran hoaks tentang sains, agar tidak terlalu mudah dipercaya oleh masyarakat.
MAM
Note: Penyebab liquefaction adalah karakter tanahnya, bukan karakter orang yang tinggal di atas tanah tersebut.
Comments
Post a Comment