Bumi adalah planet yang kita tinggali. Bumi berputar pada porosnya, yang membentang dari kutub utara ke kutub selatan. Bumi juga mengelilingi matahari, yang merupakan sumber cahaya dan panas bagi bumi. Bumi membutuhkan waktu 24 jam untuk berputar sekali pada porosnya, dan 365,25 hari untuk mengelilingi matahari sekali. Rotasi bumi menyebabkan berbagai fenomena alam yang mempengaruhi kehidupan di bumi, seperti pergantian siang dan malam, perbedaan waktu, efek Coriolis, dan perbedaan gravitasi. Artikel ini akan membahas tentang pengertian dan akibat rotasi bumi bagi kehidupan di bumi.
Terjadinya Siang dan Malam
Salah satu akibat rotasi bumi yang paling mudah diamati adalah terjadinya siang dan malam. Siang adalah waktu ketika bumi menerima cahaya matahari, sedangkan malam adalah waktu ketika bumi tidak menerima cahaya matahari. Karena bumi berbentuk bulat dan berputar pada porosnya, maka setiap saat hanya setengah bagian bumi yang menghadap matahari, dan setengah bagian lainnya yang menjauh dari matahari. Bagian bumi yang menghadap matahari akan mengalami siang, sedangkan bagian bumi yang menjauh dari matahari akan mengalami malam.
Lama waktu siang dan malam tidak sama di setiap tempat di bumi. Hal ini disebabkan oleh kemiringan sumbu bumi, yang sekitar 23,5⁰ dari garis tegak lurus bidang orbit bumi. Kemiringan sumbu bumi menyebabkan perbedaan sudut datangnya cahaya matahari ke permukaan bumi, yang mempengaruhi panjang garis bujur yang terkena cahaya matahari. Semakin tinggi lintang suatu tempat, semakin besar perbedaan lama waktu siang dan malamnya. Di daerah khatulistiwa, lama waktu siang dan malam hampir sama sepanjang tahun, yaitu sekitar 12 jam. Di daerah kutub, lama waktu siang dan malam bisa berbeda sangat jauh, bahkan bisa mencapai 24 jam. Di kutub utara, ada waktu ketika matahari tidak terbenam sama sekali selama 6 bulan, yang disebut sebagai midnight sun. Di kutub selatan, ada waktu ketika matahari tidak terbit sama sekali selama 6 bulan, yang disebut sebagai polar night.
Lama waktu siang dan malam juga berubah-ubah sepanjang tahun, tergantung pada posisi bumi terhadap matahari. Ada dua waktu dalam setahun ketika lama waktu siang dan malam sama di seluruh bumi, yaitu pada tanggal 21 Maret dan 23 September. Waktu ini disebut sebagai ekuinoks. Ada juga dua waktu dalam setahun ketika lama waktu siang dan malam berbeda paling jauh di belahan bumi utara dan selatan, yaitu pada tanggal 21 Juni dan 22 Desember. Waktu ini disebut sebagai solstis. Pada tanggal 21 Juni, belahan bumi utara mengalami siang terpanjang dan malam terpendek, yang disebut sebagai summer solstice. Pada tanggal 22 Desember, belahan bumi utara mengalami siang terpendek dan malam terpanjang, yang disebut sebagai winter solstice. Kebalikannya berlaku untuk belahan bumi selatan.
Terjadinya siang dan malam mempengaruhi kehidupan di bumi, baik bagi manusia maupun makhluk hidup lainnya. Siang dan malam menentukan ritme sirkadian, yaitu siklus biologis yang berlangsung sekitar 24 jam. Ritme sirkadian mempengaruhi pola tidur, aktivitas, metabolisme, dan hormon. Siang dan malam juga mempengaruhi iklim dan cuaca di bumi, karena cahaya matahari merupakan sumber energi utama yang memanaskan atmosfer dan permukaan bumi. Perbedaan suhu antara siang dan malam menyebabkan perbedaan tekanan udara, yang menghasilkan angin dan awan. Siang dan malam juga mempengaruhi fotosintesis, yaitu proses pembuatan makanan oleh tumbuhan dengan menggunakan cahaya matahari. Fotosintesis menghasilkan oksigen, yang merupakan gas penting bagi kehidupan di bumi.
Gerak Semu Harian Matahari
Akibat rotasi bumi yang lain adalah gerak semu harian matahari. Gerak semu harian matahari adalah pergerakan matahari di langit yang tampak bergerak dari timur ke barat, padahal sebenarnya matahari diam dan bumi yang berputar dari barat ke timur. Gerak semu harian matahari terjadi karena bumi berputar pada porosnya, sehingga posisi bumi terhadap matahari berubah-ubah sepanjang hari. Gerak semu harian matahari menyebabkan matahari tampak terbit di timur dan terbenam di barat, serta mencapai titik tertinggi di langit pada tengah hari.
Gerak semu harian matahari juga mempengaruhi sudut ketinggian matahari di langit, yang disebut sebagai tinggi matahari. Tinggi matahari adalah sudut antara garis yang menghubungkan matahari dengan titik pengamat di permukaan bumi, dengan garis horizontal yang tegak lurus dengan garis tersebut. Tinggi matahari menentukan panjang bayangan yang dihasilkan oleh benda-benda di permukaan bumi. Semakin tinggi matahari di langit, semakin pendek bayangan yang dihasilkan. Semakin rendah matahari di langit, semakin panjang bayangan yang dihasilkan. Tinggi matahari juga menentukan intensitas cahaya matahari yang diterima oleh permukaan bumi. Semakin tinggi matahari di langit, semakin besar intensitas cahaya matahari. Semakin rendah matahari di langit, semakin kecil intensitas cahaya matahari.
Tinggi matahari berbeda-beda di setiap tempat dan waktu di bumi. Hal ini disebabkan oleh kemiringan sumbu bumi dan posisi bumi terhadap matahari sepanjang tahun. Di daerah khatulistiwa, tinggi matahari hampir selalu di atas 60⁰ sepanjang tahun, sehingga bayangan yang dihasilkan pendek dan intensitas cahaya matahari besar. Di daerah kutub, tinggi matahari bisa mencapai 0⁰ atau bahkan negatif, sehingga bayangan yang dihasilkan sangat panjang atau tidak ada sama sekali, dan intensitas cahaya matahari sangat kecil atau tidak ada sama sekali. Di daerah lintang menengah, tinggi matahari berubah-ubah sepanjang tahun, tergantung pada musim. Pada musim panas, tinggi matahari lebih tinggi daripada musim dingin, sehingga bayangan yang dihasilkan lebih pendek dan intensitas cahaya matahari lebih besar. Pada musim dingin, tinggi matahari lebih rendah daripada musim panas, sehingga bayangan yang dihasilkan lebih panjang dan intensitas cahaya matahari lebih kecil.
Gerak semu harian matahari mempengaruhi kehidupan di bumi, terutama bagi manusia. Gerak semu harian matahari digunakan sebagai acuan untuk menentukan arah kiblat, yaitu arah menghadap Ka’bah di Mekkah, yang merupakan kewajiban bagi umat Islam dalam melaksanakan ibadah shalat. Gerak semu harian matahari juga digunakan sebagai acuan untuk menentukan penanggalan, yaitu sistem penghitungan waktu berdasarkan perputaran bumi pada porosnya. Penanggalan yang paling umum digunakan adalah penanggalan Gregorian, yang berdasarkan pada gerak semu harian matahari. Penanggalan Gregorian memiliki 12 bulan dalam setahun, dengan jumlah hari yang berbeda-beda setiap bulannya. Penanggalan Gregorian juga memiliki konsep tahun kabisat, yaitu tahun yang memiliki 366 hari, yang terjadi setiap 4 tahun sekali. Tahun kabisat diperlukan untuk menyesuaikan penanggalan Gregorian dengan gerak semu harian matahari, yang sebenarnya membutuhkan waktu 365,2422 hari untuk berputar sekali pada porosnya. Penanggalan Gregorian juga digunakan sebagai acuan untuk menentukan hari raya keagamaan, seperti Natal, Paskah, Idul Fitri, dan Idul Adha. Gerak semu harian matahari juga digunakan sebagai acuan untuk menentukan navigasi, yaitu teknik menentukan posisi, arah, dan jarak suatu tempat di permukaan bumi. Navigasi menggunakan gerak semu harian matahari dengan cara mengukur tinggi matahari di langit, dan menghitung lintang dan bujur suatu tempat berdasarkan waktu dan tanggal.
Perbedaan Waktu
Akibat rotasi bumi yang selanjutnya adalah perbedaan waktu. Perbedaan waktu adalah perbedaan waktu yang dialami oleh dua tempat atau lebih di bumi, yang disebabkan oleh perbedaan bujur atau garis vertikal yang membagi bumi menjadi dua belahan. Karena bumi berputar dari barat ke timur, maka setiap tempat yang berada di sebelah timur akan mengalami waktu yang lebih awal daripada tempat yang berada di sebelah barat. Perbedaan waktu antara dua tempat yang berbeda bujur adalah sebesar 4 menit setiap selisih bujur 1⁰, atau sebesar 1 jam setiap selisih bujur 15⁰.
Untuk mempermudah penghitungan waktu di bumi, maka dibuatlah sistem zona waktu, yaitu pembagian bumi menjadi 24 zona, yang masing-masing memiliki selisih bujur 15⁰. Setiap zona waktu memiliki waktu yang sama, yang disebut sebagai waktu standar. Waktu standar ditentukan berdasarkan waktu di Greenwich, Inggris, yang merupakan pusat waktu di bumi. Waktu di Greenwich disebut sebagai Greenwich Mean Time (GMT) atau Coordinated Universal Time (UTC). Setiap zona waktu memiliki perbedaan waktu dengan GMT, yang disebut sebagai UTC offset. UTC offset bisa positif atau negatif, tergantung pada posisi zona waktu terhadap GMT. Zona waktu yang berada di sebelah timur GMT memiliki UTC offset positif, sedangkan zona waktu yang berada di sebelah barat GMT memiliki UTC offset negatif. Misalnya, zona waktu Indonesia bagian barat (WIB) memiliki UTC offset +7, yang berarti waktu di WIB adalah 7 jam lebih awal daripada waktu di GMT. Zona waktu Amerika bagian timur (EST) memiliki UTC offset -5, yang berarti waktu di EST adalah 5 jam lebih lambat daripada waktu di GMT.
Perbedaan waktu mempengaruhi kehidupan di bumi, terutama bagi manusia yang berinteraksi dengan orang-orang di tempat yang berbeda zona waktu. Perbedaan waktu menyebabkan perbedaan aktivitas dan ritme sirkadian antara orang-orang di tempat yang berbeda zona waktu. Misalnya, ketika orang di Indonesia sedang bangun pagi, orang di Amerika sedang tidur malam. Perbedaan waktu juga menyebabkan perbedaan waktu acara-acara penting yang disiarkan secara global, seperti pertandingan olahraga, konser musik, atau peristiwa sejarah. Misalnya, ketika pertandingan Piala Dunia 2022 diselenggarakan di Qatar, orang di Indonesia harus menontonnya pada siang atau sore hari, sedangkan orang di Amerika harus menontonnya pada dini hari atau pagi hari. Perbedaan waktu juga menyebabkan perbedaan waktu hari raya keagamaan yang ditentukan berdasarkan penanggalan lunar, seperti Idul Fitri atau Idul Adha. Misalnya, ketika orang di Indonesia merayakan Idul Fitri pada tanggal 2 Mei 2022, orang di Amerika baru merayakan Idul Fitri pada tanggal 3 Mei 2022.
Efek Coriolis
Akibat rotasi bumi yang berikutnya adalah efek Coriolis. Efek Coriolis adalah pembelokan arah gerak benda di bumi akibat rotasi bumi. Efek Coriolis terjadi karena bumi berputar pada porosnya, sehingga setiap titik di permukaan bumi memiliki kecepatan yang berbeda-beda, tergantung pada jaraknya dari poros rotasi. Titik-titik yang berada di dekat khatulistiwa memiliki kecepatan lebih besar daripada titik-titik yang berada di dekat kutub. Ketika benda bergerak di permukaan bumi, benda tersebut akan mengalami gaya gesekan dengan udara, yang menyebabkan benda tersebut mengikuti kecepatan titik di permukaan bumi. Namun, ketika benda tersebut bergerak dari satu titik ke titik lain yang memiliki kecepatan berbeda, benda tersebut akan mengalami gaya sentrifugal, yang menyebabkan benda tersebut menyimpang dari arah geraknya semula. Arah penyimpangan ini bergantung pada arah gerak benda dan belahan bumi tempat benda tersebut berada.
Efek Coriolis menyebabkan benda yang bergerak di belahan bumi utara menyimpang ke kanan, sedangkan benda yang bergerak di belahan bumi selatan menyimpang ke kiri. Efek Coriolis juga semakin besar jika benda tersebut bergerak semakin cepat, semakin jauh, atau semakin tinggi dari permukaan bumi. Efek Coriolis juga semakin kecil jika benda tersebut bergerak semakin lambat, semakin dekat, atau semakin rendah dari permukaan bumi. Efek Coriolis juga hampir tidak ada jika benda tersebut bergerak di sepanjang garis khatulistiwa, karena kecepatan titik-titik di sepanjang garis khatulistiwa hampir sama.
Efek Coriolis mempengaruhi kehidupan di bumi, terutama bagi fenomena-fenomena alam yang berhubungan dengan gerak fluida, seperti arus laut, angin, dan badai. Efek Coriolis menyebabkan arus laut yang bergerak dari kutub ke khatulistiwa atau sebaliknya mengalami pembelokan, yang membentuk pola arus laut yang kompleks. Arus laut mempengaruhi iklim dan cuaca di bumi, karena arus laut membawa panas dan kelembaban dari satu tempat ke tempat lain. Efek Coriolis juga menyebabkan angin yang bergerak dari daerah tekanan tinggi ke daerah tekanan rendah mengalami pembelokan, yang membentuk pola angin yang berbeda-beda di setiap lintang. Angin juga mempengaruhi iklim dan cuaca di bumi, karena angin membawa panas, kelembaban, dan awan dari satu tempat ke tempat lain. Efek Coriolis juga menyebabkan badai yang berputar di atmosfer mengalami pembelokan, yang menentukan arah putaran badai. Badai yang terjadi di belahan bumi utara berputar berlawanan arah jarum jam, sedangkan badai yang terjadi di belahan bumi selatan berputar searah jarum jam. Badai merupakan fenomena alam yang sangat berbahaya, karena dapat menyebabkan kerusakan besar dan korban jiwa.
Perbedaan Gravitasi
Akibat rotasi bumi yang terakhir adalah perbedaan gravitasi. Perbedaan gravitasi adalah perbedaan percepatan gravitasi yang dialami oleh benda di permukaan bumi, yang disebabkan oleh perbedaan jarak benda dari pusat bumi dan perbedaan kecepatan benda akibat rotasi bumi. Perbedaan gravitasi terjadi karena bumi berbentuk tidak sempurna bulat, melainkan agak gepeng di kutub dan agak membusung di khatulistiwa. Perbedaan bentuk bumi menyebabkan perbedaan jarak titik-titik di permukaan bumi dari pusat bumi. Titik-titik yang berada di dekat kutub lebih dekat dengan pusat bumi daripada titik-titik yang berada di dekat khatulistiwa. Perbedaan jarak ini menyebabkan perbedaan gaya gravitasi yang diberikan oleh bumi kepada benda di permukaan bumi. Gaya gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, sehingga semakin dekat jarak, semakin besar gaya gravitasi. Perbedaan gravitasi juga terjadi karena bumi berputar pada porosnya, sehingga setiap titik di permukaan bumi memiliki kecepatan yang berbeda-beda, tergantung pada jaraknya dari poros rotasi. Titik-titik yang berada di dekat khatulistiwa memiliki kecepatan lebih besar daripada titik-titik yang berada di dekat kutub. Perbedaan kecepatan ini menyebabkan perbedaan gaya sentrifugal yang dialami oleh benda di permukaan bumi. Gaya sentrifugal berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan, sehingga semakin besar kecepatan, semakin besar gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal bertentangan dengan gaya gravitasi, sehingga semakin besar gaya sentrifugal, semakin kecil gaya gravitasi.
Perbedaan gravitasi menyebabkan perbedaan percepatan gravitasi yang dialami oleh benda di permukaan bumi. Percepatan gravitasi adalah laju perubahan kecepatan benda akibat gaya gravitasi. Percepatan gravitasi berbanding lurus dengan gaya gravitasi, sehingga semakin besar gaya gravitasi, semakin besar percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi menentukan berat benda, yaitu gaya yang diberikan oleh bumi kepada benda akibat gravitasi. Berat benda berbanding lurus dengan percepatan gravitasi, sehingga semakin besar percepatan gravitasi, semakin besar berat benda. Percepatan gravitasi di permukaan bumi rata-rata adalah sekitar 9,8 m/s², tetapi memiliki variasi yang cukup besar, antara 9,76 m/s² di kutub hingga 9,83 m/s² di khatulistiwa. Perbedaan percepatan gravitasi ini menyebabkan perbedaan berat benda di permukaan bumi. Benda yang berada di dekat kutub memiliki berat lebih besar daripada benda yang berada di dekat khatulistiwa, jika massa benda tersebut sama.
Perbedaan gravitasi mempengaruhi kehidupan di bumi, terutama bagi manusia yang berhubungan dengan pengukuran berat, panjang, dan waktu. Perbedaan gravitasi menyebabkan perbedaan cara mengukur berat benda di permukaan bumi. Cara yang paling umum digunakan adalah dengan menggunakan timbangan, yaitu alat yang membandingkan berat benda dengan berat standar. Timbangan harus dikalibrasi sesuai dengan percepatan gravitasi di tempat pengukuran, agar hasil pengukuran akurat. Jika timbangan tidak dikalibrasi, maka hasil pengukuran bisa berbeda-beda di tempat yang berbeda percepatan gravitasinya. Misalnya, jika timbangan dikalibrasi di khatulistiwa, maka timbangan akan menunjukkan berat yang lebih kecil daripada berat sebenarnya jika digunakan di kutub, dan sebaliknya. Perbedaan gravitasi juga menyebabkan perbedaan cara mengukur panjang benda di permukaan bumi. Cara yang paling umum digunakan adalah dengan menggunakan meter, yaitu satuan panjang yang didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam vakum dalam waktu 1/299.792.458 detik. Meter harus dikonversi sesuai dengan percepatan gravitasi di tempat pengukuran, agar hasil pengukuran akurat. Jika meter tidak dikonversi, maka hasil pengukuran bisa berbeda-beda di tempat yang berbeda percepatan gravitasinya. Misalnya, jika meter dikonversi di khatulistiwa, maka meter akan menunjukkan panjang yang lebih besar daripada panjang sebenarnya jika digunakan di kutub, dan sebaliknya. Perbedaan gravitasi juga menyebabkan perbedaan cara mengukur waktu di permukaan bumi. Cara yang paling umum digunakan adalah dengan menggunakan detik, yaitu satuan waktu yang didefinisikan sebagai durasi 9.192.631.770 periode radiasi yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat energi hiperfine dari atom sesium-133 yang diam pada suhu nol absolut. Detik harus disesuaikan sesuai dengan percepatan gravitasi di tempat pengukuran, agar hasil pengukuran akurat. Jika detik tidak disesuaikan, maka hasil pengukuran bisa berbeda-beda di tempat yang berbeda percepatan gravitasinya. Misalnya, jika detik disesuaikan di khatulistiwa, maka detik akan berjalan lebih lambat daripada detik sebenarnya jika digunakan di kutub, dan sebaliknya.
Penutup
Rotasi bumi adalah perputaran bumi pada porosnya, yang membutuhkan waktu 24 jam untuk berputar sekali. Rotasi bumi menyebabkan berbagai akibat bagi kehidupan di bumi, seperti terjadinya siang dan malam, gerak semu harian matahari, perbedaan waktu, efek Coriolis, dan perbedaan gravitasi. Akibat-akibat rotasi bumi ini mempengaruhi pola tidur, aktivitas, metabolisme, hormon, iklim, cuaca, fotosintesis, arah kiblat, penanggalan, navigasi, pengukuran berat, panjang, dan waktu, dan banyak lagi. Rotasi bumi adalah salah satu faktor yang membuat bumi menjadi planet yang unik dan layak huni.
Artikel ini telah membahas tentang pengertian dan akibat rotasi bumi bagi kehidupan di bumi. Semoga artikel ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat dan menambah wawasan Anda tentang geologi dasar. Jika Anda memiliki pertanyaan, saran, atau kritik, silakan tulis di kolom komentar di bawah ini. Terima kasih telah membaca artikel ini. 😊
