Sains notesnota, bab 9

Bumi

Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), pageshalaman 254-277

What this chapter coversMatlamat bab ini

Saya boleh berkomunikasi mengenai sistem Bumi (atmosfera, hidrosfera, geosfera dan biosfera), stratifikasi atmosfera dan lautan serta taburan air di Bumi (9.1.1)
Saya boleh menjelaskan perbezaan antara lapisan Bumi (kerak, mantel, teras luar dan teras dalam) berdasarkan komposisi dengan sifat fizik (9.1.2)
Saya boleh menyedari bahawa keadaan fizik yang sesuai menampung kehidupan hanya wujud di Bumi (9.1.3)
Saya boleh menerangkan jenis dan ciri-ciri batuan igneus, sedimen dan metamorfik (9.2.1)
Saya boleh berkomunikasi bagi membezakan proses pembentukan batuan melalui kitar batu (9.2.2)
Saya boleh berkomunikasi mengenai proses eksogen dan proses endogen yang mengubah permukaan Bumi (9.3.1)
Saya boleh berkomunikasi mengenai geobencana, menjana idea tentang kepentingan sains dan teknologi untuk menghadapi geobencana, dan menyedari kesan geobencana terhadap kehidupan (9.4.1, 9.4.2, 9.4.3)
Saya boleh berkomunikasi mengenai skala masa geologi, menerangkan kaedah penentuan usia Bumi, berkomunikasi mengenai fosil dan menaakul kepentingan fosil kepada perkembangan sains kini (9.5.1, 9.5.2, 9.5.3, 9.5.4)
Saya boleh menerangkan air permukaan dan air bawah tanah dari segi kepentingan dan risikonya, serta berkomunikasi mengenai mineral ekonomi (9.6.1, 9.6.2, 9.6.3)
Saya boleh menerangkan pembentukan petroleum dan arang batu, berkomunikasi mengenai hidroterma dan menyelesaikan masalah kesan buruk aktiviti manusia yang tidak dirancang dengan baik (9.6.4, 9.6.5, 9.6.6)

9.1Sistem dan struktur Bumi

Bumi berbentuk sfera, walaupun garisan ufuk kelihatan rata. Hipotesis ini dibuktikan oleh pelayaran Ferdinand Magellan dan anak-anak kapalnya mengelilingi dunia (bertolak dari Sepanyol pada September 1519). Penterjemah beliau ialah seorang penduduk Melayu Melaka bernama Panglima Awang.

Sistem Bumi terdiri daripada empat komponen utama yang saling berhubung kait:
Atmosfera — zon udara yang meliputi permukaan Bumi.
Hidrosfera — zon air: sungai, tasik, lautan, air terperangkap sebagai ais, air bawah tanah dan wap air dalam atmosfera.
Geosfera — zon batu dan tanah di atas permukaan Bumi.
Biosfera — zon hidupan: manusia, haiwan, tumbuh-tumbuhan dan hidupan seni.

Gambar foto hidrosfera, atmosfera, geosfera dan biosfera mengelilingi Bumi — Sistem Bumi terdiri daripada empat komponen utama.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Gambar foto 9.1, m.s. 256.

Stratifikasi atmosfera

Atmosfera terdiri daripada lima lapisan. Hafal dari bawah ke atas: Troposfera, Stratosfera, Mesosfera, Termosfera, Eksosfera.

Lapisan	Ketinggian	Peranan / apa yang berlaku
Troposfera	0 – 13 km	Tempat benda hidup bernafas; angin bertiup; awan, hujan dan salji terbentuk
Stratosfera	13 – 50 km	Sesuai dan stabil untuk penerbangan kapal terbang; ada lapisan ozon yang menyerap sinaran ultraungu Matahari
Mesosfera	50 – 80 km	Pembakaran dan penghancuran meteorit
Termosfera	80 – 480 km	Dikenali juga sebagai ionosfera: ion-ionnya memantulkan gelombang radio; aurora (jalur cahaya berwarna-warni) berlaku di sini
Eksosfera	480 km ke atas	Gas ringan (helium, hidrogen); udara makin nipis ke angkasa lepas; satelit komunikasi mengorbit di sini

Lima lapisan atmosfera dengan satelit, aurora, meteorit, kapal terbang dan belon udara panas — Stratifikasi atmosfera.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.1, m.s. 257.

Penipisan ozon: bahan klorofluorokarbon (CFC) daripada racun serangga, peti sejuk dan penyaman udara menguraikan molekul ozon dalam lapisan ozon. Lapisan yang nipis membenarkan lebih banyak sinaran ultraungu sampai ke Bumi.

Altitud dan tekanan udara. Dari troposfera ke stratosfera, semakin tinggi altitud, semakin rendah tekanan udara dan semakin rendah suhu. Itulah sebabnya pendaki gunung berasa sejuk dan sukar bernafas. Tekanan piawai pada aras laut ialah 101 325 Pa.

Graf altitud melawan tekanan udara: tekanan menurun apabila altitud meningkat — Hubungan tekanan udara dengan altitud.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.2, m.s. 258.

Stratifikasi dalam lautan

Lautan dibahagikan kepada tiga zon mengikut jumlah cahaya yang menembusinya.

Zon	Kedalaman	Cahaya	Hidupan
Zon permukaan	0 – 200 m	Air sangat cetek; cahaya boleh menembusinya	Sesuai untuk habitat tumbuhan
Zon senja	200 – 1000 m	Sedikit cahaya atau tiada cahaya	Tumbuhan sukar hidup; habitat haiwan laut yang besar, misalnya sotong raksasa dan ikan paus
Zon gelap	lebih 1000 m	Tiada cahaya yang boleh sampai	Kebanyakan haiwan mempunyai badan yang berkilau atau bersinar dalam gelap

Zon permukaan, zon senja dan zon gelap dengan skala kedalaman — Stratifikasi dalam lautan.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.3, m.s. 258.

Taburan air di Bumi (kitar air)

Air laut meruap (penyejatan) oleh sinaran Matahari dan dibawa ke daratan oleh awan. Wap air terkondensasi menjadi awan, lalu turun sebagai hujan. Air mengalir ke sungai dan lautan, atau meresap ke bawah tanah. Proses kitar air ini berterusan, maka jumlah air di dalam Bumi, di permukaan Bumi dan di atmosfera Bumi adalah sentiasa tetap.

Kitar air: penyejatan, kondensasi, hujan, air mengalir dan air bawah tanah — Taburan air di Bumi (kitar air).

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.4, m.s. 259.

Lapisan Bumi

Bumi dibahagikan kepada tiga lapisan utama berdasarkan sifat fizikalnya: kerak, mantel dan teras (teras luar dan teras dalam). Mantel terdiri daripada komponen litosfera, astenosfera dan mesosfera. Litosfera meliputi kerak dan bahagian atas mantel.

Keratan rentas Bumi menunjukkan kerak, mantel, teras luar dan teras dalam, dan lapisan litosfera, astenosfera dan mesosfera — Lapisan utama Bumi, dari luar ke dalam: kerak, mantel, teras luar, teras dalam.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.5, m.s. 260.

Bumi ialah satu-satunya rumah bagi semua hidupan

Bumi ialah planet ketiga dari Matahari dan satu-satunya planet dalam sistem suria yang sesuai untuk didiami, kerana:

suhunya tidak terlalu panas atau sejuk, sebab Bumi tidak terlalu dekat dan tidak terlalu jauh dari Matahari;
ada air;
ada oksigen.

Oleh itu manusia perlu mencintai Bumi dengan menjaga alam sekitar dengan baik.

Seekor ikan menangkap mangsa menggunakan cahaya. Dalam zon laut yang manakah ikan ini boleh ditemui? Mengapa?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Zon gelap, kerana tiada cahaya Matahari yang sampai di sini dan kebanyakan haiwan dalam zon ini mempunyai badan yang berkilau atau bersinar dalam gelap, maka ikan itu menggunakan cahaya daripada badannya sendiri untuk menarik atau menangkap mangsa.

9.2Bahan Bumi

Kerak Bumi terbentuk daripada pelbagai jenis batuan yang berbeza dari segi warna, struktur, bentuk, tekstur dan cara pembentukannya. Setiap batuan mengambil masa beribu-ribu tahun untuk terbentuk, dan semua batuan mengandungi bahan yang dikenali sebagai mineral.

Jenis batuan dan ciri-cirinya

Jadual batuan igneus, sedimen dan metamorfik dengan gambar dan ciri-cirinya — Jenis batuan dan ciri-cirinya.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Jadual 9.1, m.s. 262.

Batuan	Cara pembentukan	Ciri
Igneus	Penyejukan dan pembekuan magma atau lava yang keluar dari lapisan mantel	Mengandungi pelbagai bahan mineral
Sedimen	Mampatan bahan-bahan enapan yang dibawa oleh sungai, glasier dan angin	Berlapis-lapis, kadangkala berongga dan mengandungi fosil
Metamorfik	Batuan igneus atau sedimen terdedah kepada tekanan dan suhu yang sangat tinggi	Biasanya lebih keras daripada batuan asal

Proses pembentukan batuan: kitar batu

Kitar batu yang menghubungkan magma, batuan igneus, batuan sedimen dan batuan metamorfik — Kitar batu: satu jenis batuan boleh bertukar kepada jenis yang lain.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.6, m.s. 262.

Magma menyejuk dan membeku (penyejukan dan pembekuan magma) lalu membentuk batuan igneus.
Batuan diangkut ke permukaan, kemudian dihancurkan oleh luluhawa dan hakisan.
Bahan hakisan dimampatkan dan diendapkan (pemendapan) lalu membentuk batuan sedimen.
Haba dan tekanan mengubah batuan igneus atau sedimen menjadi batuan metamorfik.
Jauh di bawah tanah, batuan melebur menjadi magma semula dan kitaran bermula lagi.

Mengapa tiada fosil dalam batuan igneus? Batuan igneus terbentuk daripada magma yang sangat panas. Tiada hidupan yang boleh hidup di dalamnya, maka tiada apa-apa yang menjadi fosil.

Mengapakah batuan metamorfik lebih keras daripada batuan igneus dan batuan sedimen?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Batuan metamorfik terbentuk akibat tekanan dan suhu yang sangat tinggi.

9.3Proses utama Bumi

Permukaan Bumi terbentuk dan berubah melalui dua proses.

Proses eksogen — proses yang berlaku di permukaan Bumi.
Proses endogen — proses yang berpunca daripada bahagian dalam Bumi; membentuk dan mengubah permukaan Bumi.

Contoh proses eksogen

Proses	Maksud
Luluhawa	Pemecahan dan penguraian atau pereputan batuan akibat perubahan suhu, air hujan, tindakan fros dan mikroorganisma
Hakisan	Proses penghausan permukaan Bumi akibat tindakan agen yang bergerak seperti air, angin dan ombak
Susutan jisim dan susutan darat	Pergerakan tanah dari atas cerun ke bahagian bawah akibat daya tarikan graviti, misalnya tanah runtuh
Angkutan dan pengenapan	Bahan yang diluluhawa atau terhakis dibawa oleh agen seperti aliran air, angin, ombak dan glasier; bahan dienapkan apabila halaju agen menjadi perlahan

Contoh proses endogen

Proses olakan mantel
Suhu yang tinggi dalam mantel dan teras menghasilkan arus perolakan di lapisan astenosfera. Arus ini menggerakkan kerak Bumi.

Dua keping plat kerak Bumi bergerak, anak panah menunjukkan arah

Pergerakan kerak (plat tektonik)
Kerak dibahagikan kepada beberapa keping plat yang sentiasa bergerak (pertembungan dan pencapahan), membentuk pelbagai bentuk Bumi dan hanyutan benua.

Aktiviti magma
Gunung berapi ialah lohong dalam kerak Bumi. Magma panas keluar sebagai letusan yang kuat dan bahan letusan tertimbun membentuk kon gunung berapi.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.8, m.s. 264.

Luluhawa dan hakisan tidak sama. Luluhawa memecah dan mereputkan batuan di tempatnya; hakisan menghausnya dan memindahkannya menggunakan air, angin atau ombak.

Adakah letusan gunung berapi proses eksogen atau endogen? Terangkan.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Endogen, kerana ia disebabkan oleh aktiviti magma, iaitu daya dari dalam Bumi.

9.4Fenomena geobencana

Geobencana ialah kejadian alam yang berkaitan dengan Bumi dan memberikan kesan kepada kehidupan. Kesan proses endogen ialah geobencana seperti gempa bumi, tanah runtuh, tsunami dan volkanisme. Contoh lain: pemanasan global, lubang benam, tanah jerlus (biasanya di kawasan paya) dan hujan asid (biasanya di kawasan perindustrian).

Gambar foto volkanisme, pemanasan global, tsunami, tanah runtuh, lubang benam dan gempa bumi — Kejadian geobencana.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Gambar foto 9.3, m.s. 265.

Sains dan teknologi untuk menghadapi geobencana

Pengesan tanah runtuh diletakkan di atas cerun bukit. Apabila cerun berubah bentuk, pelepasan akustik daripada batu dikesan oleh penderia dan amaran awal diberikan.
Pengesan tsunami diletakkan di persisiran pantai dan memberikan amaran awal tsunami melalui satelit.
Seismograf mengesan gempa bumi (jawapan buku teks juga menyebut radar untuk mengesan tsunami).

Alat pengesan tanah runtuh dengan transduser, penggera, kerikil dan panduan gelombang keluli, dan alat pengesan tsunami di laut — Alat untuk mengesan tanah runtuh dan tsunami.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.10 dan Gambar foto 9.4, m.s. 266.

Kesan geobencana

Tsunami dan gempa bumi boleh menyebabkan kehilangan nyawa, penyakit, kebuluran serta kerosakan harta benda. Contoh di Malaysia: tsunami 26 Disember 2004 (43 rakyat Malaysia terbunuh), gempa bumi di Gunung Kinabalu 2015 (19 mangsa terkorban) dan banjir lumpur di Cameron Highlands. Kita harus bersimpati dan membantu mangsa bencana alam.

Nyatakan dua alat yang dicipta oleh ahli sains untuk meramal kejadian geobencana.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana dua: seismograf (gempa bumi), radar atau pengesan tsunami, pengesan tanah runtuh.

9.5Usia Bumi

Usia Bumi dianggarkan 4.5 bilion tahun (4500 juta tahun) daripada meteorit yang diperoleh.

Skala masa geologi: ahli geologi membahagikan tempoh masa yang panjang itu kepada era, dan setiap era dibahagikan kepada beberapa tempoh masa. (M.Y. = jutaan tahun.)

Era (tertua di bawah)	Tempoh dan hidupan utama
Senozoik (era kita sekarang)	Tertier, Kuaterner; mamalia dan manusia
Mesozoik	Trias, Jura, Kapur; dinosaur
Paleozoik	Kambria, Ordovisi, Silur, Devon, Karbon, Perm; ikan dan serangga
Prakambria	Hidupan awal seperti bakteria, protozoa dan rumpai laut

Skala masa geologi berbentuk lingkaran dengan era dan tempoh — Skala masa geologi.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.11, m.s. 268.

Fosil

Fosil ialah bahan Bumi yang terbenam dan tertimbus (tumbuhan, haiwan dan serangga) untuk jangka masa yang sangat lama. Perkataan ini daripada perkataan Latin fossilis yang bermaksud 'diperoleh daripada penggalian'.

Garis masa berbentuk lingkaran organisma yang wujud sejak 5000 juta tahun lalu — Pelbagai organisma yang wujud di Bumi dari masa 5000 juta tahun. Baca ikut arah jam dari 'Asal usul Bumi'.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.13, m.s. 269.

Organisma (Rajah 9.13)	Mula wujud (juta tahun lalu)
Rumpai laut	kira-kira 1000
Ikan	kira-kira 500

Daripada jadual: rumpai laut wujud 1000 − 500 = 500 juta tahun lebih awal daripada ikan. Serangga wujud lebih awal daripada tumbuhan berbunga.

Kepentingan fosil kepada sains kini: rekod fosil memberikan maklumat tentang cara spesies haiwan dan tumbuhan berubah merentas berbilion tahun, dan tentang spesies yang telah hilang dari Bumi.

Bilakah ikan mula wujud di Bumi? Antara serangga dengan tumbuhan berbunga, yang manakah wujud dahulu?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Ikan mula wujud kira-kira 500 juta tahun lalu. Serangga wujud dahulu.

9.6Sumber Bumi dan geologi gunaan

Air permukaan dan air bawah tanah

	Air permukaan	Air bawah tanah
Maksud	Air di atas permukaan Bumi: air laut, kolam dan sungai	Air di bawah permukaan tanah (akuifer): ruang kosong antara butiran tanah sehingga aras batuan tidak telap air
Risiko pencemaran	Bahan buangan kawasan perindustrian dan perumahan; baja berlebihan dan racun perosak dari kawasan pertanian	Larut resap baja kimia dan racun serangga; sisa bahan kimia atau industri dan domestik; tapak pelupusan sampah

Mineral ekonomi

Mineral ekonomi di Bumi terdiri daripada mineral logam (bijih besi, bijih timah, emas), mineral bukan logam (arang batu, petroleum) dan mineral nadir. Mineral nadir bumi mengandungi satu atau lebih daripada 17 unsur nadir bumi dalam kerak Bumi. Mineral ini sukar diasingkan kerana wujud bersama dengan logam nadir lain, dan digunakan dalam teknologi moden (komputer, DVD, alatan komunikasi, televisyen).

Pembentukan arang batu dan petroleum

Pembentukan arang batu dalam tiga peringkat — Arang batu: tumbuhan mati tertimbus di bawah lapisan enapan atau lumpur; tekanan dan haba yang tinggi menukarkan fosil tumbuhan perlahan-lahan menjadi arang batu.

Pembentukan petroleum dan gas asli — Petroleum dan gas asli: sisa hidupan laut tenggelam ke dasar laut dan tertimbus; bakteria menguraikan sisa dalam keadaan kekurangan oksigen, di bawah suhu dan tekanan yang tinggi.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.14 dan 9.15, m.s. 271.

Proses hidroterma

Air dipanaskan secara semula jadi oleh haba daripada Bumi (sumber haba, iaitu magma). Ini ialah proses hidroterma. Ia menghasilkan kolam air panas (contohnya di Sungai Klah, Perak) dan stim panas yang digunakan untuk menggerakkan turbin dan menjana tenaga elektrik.

Magma memanaskan akuifer; stim panas menggerakkan turbin penjana tenaga elektrik — Pembentukan kolam air panas dan penjanaan tenaga elektrik daripada hidroterma.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 1 (KSSM), Rajah 9.16, m.s. 272.

Kesan buruk daripada aktiviti manusia

Aktiviti yang tidak dirancang dengan baik	Kesan
Penyahhutanan, pertanian, perindustrian, pembakaran terbuka	Hakisan tanah; banjir kilat; kepupusan flora dan fauna; pencemaran air, udara, terma dan bunyi; pemanasan global

Mencari penyelesaian

Pembalakan yang meluas menyebabkan penghasilan gas oksigen berkurang dan kandungan gas karbon dioksida di udara lebih tinggi, lalu menyumbang kepada pemanasan global; hakisan tanah berlaku. Langkah: tanam semula pokok selepas pembalakan, kitar semula dan gunakan bahan mineral secara berhemah supaya sumber bahan mineral berterusan.

Nyatakan dua kesan penebangan hutan yang meluas.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana dua: hakisan tanah; banjir kilat; kepupusan flora dan fauna; kandungan karbon dioksida meningkat (pemanasan global).

Ringkasan

Ingat	Fakta utama
Sistem Bumi	Atmosfera, hidrosfera, geosfera, biosfera
Atmosfera (bawah ke atas)	Troposfera (cuaca) → stratosfera (ozon, kapal terbang) → mesosfera (meteorit) → termosfera (aurora, gelombang radio) → eksosfera (satelit)
Zon lautan	Permukaan (0 – 200 m, ada cahaya) → senja (200 – 1000 m) → gelap (lebih 1000 m)
Lapisan Bumi	Kerak → mantel → teras luar → teras dalam
Batuan	Igneus (magma membeku), sedimen (mampatan, fosil), metamorfik (haba + tekanan, paling keras)
Proses	Eksogen: di permukaan (luluhawa, hakisan). Endogen: dari dalam (olakan mantel, plat tektonik, aktiviti magma)
Geobencana	Gempa bumi, tanah runtuh, tsunami, volkanisme; amaran awal daripada pengesan dan seismograf
Usia Bumi	Kira-kira 4.5 bilion tahun; era → tempoh; fosil menunjukkan perubahan dan kepupusan spesies
Sumber Bumi	Air permukaan dan air bawah tanah; mineral logam, bukan logam dan nadir bumi; arang batu dan petroleum; hidroterma