Proses Pembentukan Bumi dan Tatasurya

Bumi merupakan salah satu planet dalam sistem Tatasurya, dan terdapat didalam Jagadraya yang tak terhingga besarnya. Seperti kita ketahui bahwa dalam Jagadraya terdapat tidak hanya satu sistem Tatasurya kita saja tetapi masih ada lagi yang ribuan jumlahnya, sampai saat ini belum ada yang mengetahuinya dengan pasti. Baru ada dugaan-dugaan berdasarkan pengamatan di bumi dan dari angkasa. 

Tatasurya atau solar system adalah suatu sistem yang terdiri dari matahari dan planet-planet serta benda-benda angkasa yang berputar mengitarinya, menurut orbit tertentu. Planet-planet tersebut dapat tetap pada orbitnya akibat adanya gaya tarik gravitasi.

Terbentuknya tatasurya kita sama dengan sistem matahari yang lain dalam Jagadraya. Mengenai pembentukan Tatasurya ada beberapa teori, yang salah satunya adalah teori model Nobular; didalam Jagadraya yang tampaknya hampa, sebenarnya mengandung atom-atom berbagai unsur, yang menyebar di mana-mana berupa “awan” tipis, berbentuk gas tipis yang bergolak dan berputar. Saat awan gas tipis tersebut secara perlahan-lahan memadat oleh mengelompoknya atom-atom yang tersebar, lahirlah pusat tatasurya yaitu matahari.

Energi kinetik gas-gas yang berputar dan bergolak meningkatkan rotasi matahari dan planet-planetnya. Mengelompoknya atom-atom itu disebabkan oleh gaya gravitasi dan karena bergeraknya atom-atom yang bergerak saling mendekat secara perlahan, membuat gas menjadi makin panas dan makin padat. Salah satu proses mengelompoknya gas ini membentuk bumi dan panet-planet yang lain, Gambar 1 memperlihatkan proses teori nebular ini.

Lebih dari 99 persen atom-atom di ruang angkasa adalah hidrogen dan helium yang merupakan dua atom paling ringan. Dekat pusat awan gas, atom-atom berada dalam tekanan dan suhu yang tinggi sehingga hidrogen dan helium mulai bergabung, membentuk unsur-unsur lebih berat. Bergabungnya unsur-unsur ringan menjadi unsur yang lebih berat menyebabkan lepasnya energi panas. Hidrogen dan helium mengalami pembakaran nuklir.

Matahari terbentuk pada saat pembakaran nuklir mulai didalam awan gas, kira-kira 6000 juta tahun yang lalu. Pembakaran nuklir terbatas hanya di pusat awan gas. Sedangkan gas bertekanan rendah masih berputar dengan cepat disekeliling pusatnya, matahari.

Perputaran menimbulkan gaya sentrifugal, menarik kearah luar, sedangkan gaya berat cenderung menarik gas-gas kedalam, kearah matahari. Akibat kedua gaya yang berlawanan ini perlahan-lahan menjadikan awan gas berbentuk datar, membentuk piringan gas berputar disekitar matahari, dan dinamakan nebula planetaria. 

Bagian luar nebular planetaria yang lebih dingin, menjadi cukup padat dan memungkinkan bahan-bahan padat terkondensasi. Yang akhirnya menjadi planet-planet, Gambar 1. 

  

Gambar 1. Pembentukan Tatasurya model Nobular. Sistem Tatasurya diawali dari awan gas yang berputar (A). Sebagian besar massa terkonsentrasi di pusat dan membentuk Matahari, sisa material berakumulasi dan terkosentrasi membentuk planet-planet (B). Tata surya saat ini (C). Bumi merupakan planet ketiga dari Matahari, sekitar 150 juta kilometer dan mempunyai komposisi khas yang memungkinkan adanya kehidupan (Carla W Montgomery,1989).

Teori lain tentang pembentukan Tatasurya yang dikemukakan oleh ahli-ahli kosmologi (cosmologist), sebagai “big bang”, yang terjadi pada 20 billiun (109) tahun yang lalu. Menurut teori ini, pada suatu saat seluruh jagad raya menyatu menjadi suatu bulatan yang padat, panas dan sangat massif. Kemudian terjadi ledakan dahsyat yang menghancurkannya dan menghasilkan serpihan-serpihan yang berputar terlempar kesegala arah dan membentuk sistem Tatasurya-tatasurya. 

Benda-benda angkasa yang terbentuk ini bergerak saling menjauh. Suatu saat sistem tersebut geraknya melambat dan akan berhenti. Kemudian gaya gravitasi akan menyatukannya kembali, mungkin 20 billiun tahun kemudian, menjadi suatu “bola api” kembali. Selanjutnya terjadi lagi ‘big bang’ yang dalam sesaat membentuk sistem Tatasurya-tatasurya yang baru. 

Gambar 2. Konsep teori big bang (www.bigbangcentral.com)

Saat ini kita ketahui matahari sebagai pusat sistem Tatasurya yang dikelilingi planet-planet, termasuk planet bumi, yang mengorbit disekelilingnya, atau heliocentric. Lintasan orbitnya berbentuk ellips. Akan tetapi pada masa Sebelum Masehi tidaklah demikian. BangsaYunani yang sudah mempelajari astronomi, percaya akan geocenric, yang artinya bumilah yang menjadi pusat sistem tatasurya. Matahari dan bintang-bintang bergerak mengelilingi bumi. 

Pada masa itu dipercaya bahwa bumi berbentuk bulat (spheric), tidak bergerak atau diam, dan dikelilingi oleh angkasa yang transparant dimana bintang-bintang tergantung. 

Dalam Tatasurya yang kita kenal saat ini, matahari dikelilingi 9 planet, Merkuri, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus Neptunus dan Pluto. Berdasarkan rapat massa dan jaraknya dari matahari, dikelompokkan menjadi Planet-planet Terrestrial, yang merupakan 4 planet terdekat matahari dan yang lainnya Planet-planet Jovian. 

Planet-planet Terrestrial, Merkuri, Venus, Bumi dan Mars, bersifat mirip dengan bumi, mempunyai rapat massa besar, 3 g/cm3   atau lebih dan berukuran kecil.

Sedangkan planet-planet Jovian, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto, mirip dengan Jupiter, lintasannya lebih jauh dari Matahari, rapat-massanya lebih kecil, hanya 0,7 - 1,3 g/cm3, namun massanya jauh lebih besar. Misalnya Jupiter dan Saturnus, mempunyai massa sebesar 317 dan 95 kali massa bumi, sehingga bentuknya lebih besar dari Bumi.

Planet-planet terdekat matahari bersuhu paling tinggi, terdiri dari bahan-bahan yang hanya dapat terkondensasi pada suhu tinggi, seperti besi (Fe), silikon (Si), magnesium (Mg) dan alluminium (Al). Planet-planet yang jauh dari matahari bersuhu lebih rendah dan terdiri dari selain unsur-unsur seperti diatas, juga unsur-unsur volatil, seperti hidrogen, helium dan belerang yang dapat berbentuk gas meskipun pada suhu rendah.