GERAKAN BUMI, BULAN , DAN MATAHARI

1. BUMI

Bentuk bumi kita seolah-olah datar. Dalam keadaan yang sebenarnya bumi itu bentuknya bulat . Hal-hal yang membuktikan bahwa bumi bulat antara lain :

1. Jika seseorang berlayar ke arah barat, maka orang itu akan kembali ke tempat semula dari arah yang berlawanan.

2. Pada saat terjadi gerhana bulan, bagian bulan yang tertutup bayangan bumi berupa lengkungan.

3. Jika kita berada di pelabuhan melihat kapal dari kejauhan yang tampak terlebih dahulu ujung dan akhirnya baru semua badan kapal.

4. Ketika menjelang matahari terbit atau terbenam, diufuk timur atau barat tampak kemerah-merahan.

5. Hasil pemotretan bumi.

Bumi melakukan 2 gerakan yaitu :

Rotasi bumi

Rotasi bumi yaitu gerakan bumi berputar pada porosnya.

Rotasi bumi mengakibatkan peristiwa-peristiwa :

a) Terjadinya siang dan malam

b) Matahari terlihat terbit di timur dan tenggelam di barat.Terbit dan tenggelamnya matahari disebut gerak semu harian matahari.

c) Terjadinya perbedaan dan pembagian waktu. Kala rotasi bumi memerlukan waktu 24 jam. Satu kali rotasi semua tempat di permukaan bumi putarannya 360° bujur. Bumi kita dibagi menjadi 24 daerah waktu, sehingga setiap daerah waktu meliputi 15° bujur. Garis bujur 0° melewati kota Greenwich, sehingga waktu pangkal ditetapkan di Greenwich. Jika waktu standar di sebelah barat bujur 0° waktunya dikurangi sebaliknya di sebelah timur 0° waktunya ditambah.

Revolusi bumi

Rovolusi bumi adalah peredaran bumi mengelilingi matahari.

Revolusi bumi mengakibatkan :

a) Gerak semu tahunan matahari

b) Perubahan lamanya siang dan malam

c) Pergantian musim sepanjang tahun

d) Terlihat rasi bintang yang berada dari bulan ke bulan

Gerak semu tahunan matahari berlangsung terus antara garis balik utara dan garis balik selatan. Perubahan lamanya siang dan malam. Revolusi bumi tidak dapat kita rasakan, tetapi adanya revolusi bumi ditunjukkan oleh terjadinya pergeseran lintasan mental sepanjang tahu .Revolusi bulan mengakibatkan terjadinya pergantian musim sepanjang tahun di daerah iklim. Musim yang terjadi di belahan bumi utara dan selatan selama 3 bulan.

Revolusi bumi juga mengakibatkan terlihatnya rasi bintang yang membedakan dari bulan ke bulan. Rasi bintang adalah kumpuan beberapa bintang yang membentuk planet tertentu misalnya rasi bintang scorpio, dan rasi gemini, jaman dahulu digunakan oleh para petani sebagai permulaan musim.Revolusi bumi digunakan dasar untuk dasar perhitungan kalender Masehi atau kalender syamsiah. Jumlah hari dalam satu tahun masehi 365 hari. Kala revolusi bumi 365,25 hari, sehingga sisanya 0,25 hari dikumpulkan menjadi 1 hari. Sehingga setiap 4 tahun jumlah hari dalam 1 tahun masehi 366 hari disebut tahun kabisat yang artinya tahun yang bisa dibagi 4.

2. BULAN

Bulan merupakan benda langit yang tidak memancarkan cahaya sendiri. Bentuk bulan sering terlihat berubah-ubah dari hari ke hari. Tapi sebenarnya bentuk bulan tidak berubah. Hal ini bisa demikian karena bulan dalam peredarannya melakukan 3 gerakan, yaitu :

Bulan beredar berputar pada porosnya (berotasi)

Bulan berotasi membutuhkan waktu kira-kira 1 bulan, sama dengan waktu revolusinya maka wajah bulan yang tampak dari bumi selalu sama.

Bulan mengelilingi bumi (berevolusi)

Dalam sekali bulan berevolusi, yang berarti pula berotasi, revolusi bulan mengakibatkan terjadinya fase-fase bulan. Kejadian fase-fase bulan adalah proses perubahan bentuk bulan yang terlihat dari bumi yaitu bulan baru, bulan mati, bulan sabit, bulan purnama. Waktu yang di perlukan oleh bulan dari bulan mati ke bulan baru adalah 29,5 hari.

Bulan bersama-sama bumi mengelilingi matahari.

Selain beredar mengelilingi bumi, bulan juga melakukan gerakan bersama bumi mengelilingi matahari.Akibat gerakan ini bulan dan bumi kadang berada dalam satu garis lurus / sejajar. Peristiwa ini disebut juga dengan gerhana.

Gerakan bulan pada porosnya di gunakan untuk dasar kalender hijriah. Kalender hijriah sering disebut juga dengan kalender komariah. Jumlah hari dalam kalender hijriah 354 hari. Berarti dengan tahun masehi selisih 11 hari atau 12 hari.

Gerhana ada 2 macam yaitu :

Gerhana bulan (Solar Eclips)

Gerhana bulan terjadi apabila bulan berada dalam daerah bayang-bayang bumi. Pada saat ini umbra bumi menutupi bulan. Kejadian ini terjadi jika matahari, bumi, dan bulan berada pada satu garis lurus, dan bumi terletak diantara matahari dan bumi.

Gerhana matahari (Lunar Eclips)

Gerhana matahari terjadi jika diantara matahari dan bumiserta dalam satu garis lurus.

Gerhana matahari dibedakan menjadi 3 yaitu :

Gerhana matahari total.

Gerhana ini terjadi bila permukaan bumi yang tertutup bayang-bayang inti bulan tidak terkena cahaya matahari.Peristiwa ini brlangsung sekitar 7 menit. Dalamseumur hidupnya mungkin seseorang hanya akan dapat akan mengalami gerhana ini kali.

Gerhana matahari sebagian

Gerhana matahari sebagian terjadi jika hanya sebagian cahaya yang menuju bumi terhalang bulan.

Gerhana matahari cicin

Gerhana ini terjadi pada saat bulan berada pada titik terjauh dari bumi.

Gerhana Matahari dan Gerhana Bulan

Beragam mithos tentang gerhana di berbagai tempat di muka bumi menarik untuk disimak sebagai pelestarian kekayaan khasanah budaya manusia di masa lalu. Raksasa Betara Kala atau Rahu menelan matahari karena dendamnya pada Sang Surya (matahari), menyebabkan terjadinya gerhana. Di belahan bumi lain muncul pula cerita tentang Naga Langit yang menelan matahari atau bulan saat gerhana berlangsung. Tidak kalah menariknya beragam aktivitas makhluk hidup dilakukan mulai dari perilaku yang "kurang wajar" oleh sekelompok orang di pedesaan seperti memukul-mukul kentongan, bersembunyi di rumahnya dengan menutup rapat-rapat semua pintu dan jendela rumah, menutup sumur dan tempayan, menyelam di sungai, memukul-mukul pohon kelapa, perempuan hamil bersembuni di bawah tempat tidur dsb, sebagai cerminan rasa ketakutan psikologis akibat kepercayaan terhadap pengaruh mithos gerhana, maupun perilaku binatang malam yang keluar dari sarangnya di siang hari, sampai penelitian ilmiah modern pun dilakukan oleh manusia.

Dalam kamus Ilmu Pengetahuan Alam, sebenarnya gerhana merupakan gejala alam biasa yang berulang akibat perulangan gerak bulan dan bumi mengedari matahari. Gerhana merupakan gejala saling menutupi antar benda langit. Bulan bergerak di antara kedua belahan langit, utara dan selatan di sepanjang daerah zodiak. Pada suatu waktu bulan lewat di depan matahari dan menghalanginya sehingga terjadi gerhana matahari yang dapat terjadi pada saat fase bulan mati atau posisi konjungsi. Gerhana matahari dapat berupa gerhana matahari total, gerhana matahari cincin (anular) atau gerhana matahari sebagian.

Pada saat lain, yaitu ketika bulan sedang beroposisi terhadap matahari atau penampakan fase purnama, bulan dapat melewati bayangan bumi, sehingga terjadi gerhana bulan. Gerhana ini dapat berupa gerhana bulan total, gehana bulan sebagian atau gerhana penumbra (samar).

Bulan dan bumi membentuk kerucut bayangan akibat disinari oleh matahari. Pada bayangan itu terdapat daerah gelap (umbra) dan bagian samar (penumbra). Ketika terjadi gerhana matahari, bayangan bulan jatuh ke permukaan bumi dan bergerak sepanjang daerah tertentu yang disebut daerah lintasan gerhana. Daerah ini terdiri atas daerah gerhana total dan daerah gerhana sebagian. Daerah gerhana matahari total dilalui oleh bayangan umbra bulan dan daerah gerhana matahari sebagian hanya dilalui oleh bayangan penumbranya. Tempat yang mengalami gerhana berbeda dari satu kejadian ke kejadian berikutnya, akibat dari sistem peredaran bumi terhadap matahari dan peredaran bulan sebagai satelit bumi.

Gerhana matahari total merupakan peristiwa yang mempunyai arti lebih penting dibandingkan dengan gerhana matahari lainnya maupun gerhana bulan, oleh karena kita dapat menyelidiki sifat-sifat matahari dan juga gejala-gejala terestrial.

Aspek-aspek yang dapat dipelajari pada saat gerhana matahari total, antara lain penampakan korona matahari, prominensa dan lapisan khromosfer. Terjadinya gerhana disertai pula oleh peristiwa pasang laut maksimum antara letak matahari, bulan dan bumi yang segaris. Fenomena lainnya pada saat terjadi gerhana matahari total yang menarik untuk diteliti: perubahan cuaca secara mendadak, perilaku makhluk hidup yang ada di bumi termasuk kegiatan manusianya sendiri, semua itu merupakan kegiatan penelitian fisika, biologi ataupun sosial. Durasi gerhana matahari total relatif singkat, yang terlama hanya sekitar 7 menit.

Gerhana matahari cincin terjadi apabila puncak kerucut bayangan umbra bulan tidak mencapai permukaan bumi. Hal itu bisa terjadi karena jarak bumi-bulan berubah-ubah, sesuai dengan lintasan peredaran bulan yang berbentuk ellips. Pada saat gerhana matahari cincin ini bulatan bulan tampak lebih kecil dari ukuran piringan matahari.

Gerhana bulan juga menarik untuk diamati dan dipelajari, misalnya untuk menguji ketepatan perhitungan ephemeris (koordinat benda langit). Pada saat itu posisi bulan, bumi dam matahari tepat satu garis. Jika bulan bergerak di dalam daerah bayangan penumba bumi, tanda-tanda gerhana tak tampak, oleh karena itu yang bisa kita amati ialah pada saat bulan memasuki daerah bayangan umbra bumi. Gerhana bulan terlihat oleh hampir setengah muka bumi, bisa berlangsung sampai lebih dari 3 jam.

Fase bulan berulang rata-rata dalam 29,5 hari yang disebut satu bulan sinodis. Tidak setiap bulan mati terjadi gerhana matahari, begitu pula tidak setiap bulan purnama terjadi gerhana bulan. Hal ini disebabkan oleh orbit bulan membentuk bidang miring sebesar 5 derajat terhadap bidang ekliptika. Perpotongan dua bidang tersebut membentuk garis nodal yang berputar ke arah barat dalam periode 18,6 tahun, yang disebut periode nutasi bulan. Kedudukan matahari dekat sebuah titik nodal disebut musim gerhana, yang berulang pada setiap 173,3 hari. Perpaduan periode putaran garis nodal dan periode fase bulan menyebabkan gerhana serupa akan berulang setiap 18 tahun 11,3 hari, yang disebut periode saros. Setiap perulangan periode saros, wilayah lintasan gerhana di bumi akan bergeser pada tempatnya, akibat harga periode saros tidak bulat. Jika musim gerhana pertama jatuh pada bulan januari, gerhana matahari dapat terjadi sebanyak 5 kali dalam satu tahun. Jumlah maksimum seluruh jenis gerhana baik gerhana matahari dan gerhana bulan dalam satu tahun dapat terjadi sampai 7 kali.

Saat-saat terjadinya gerhana matahari maupun gerhana bulan dapat diperhitungkan jauh-jauh sebelumnya, karena sistem pergerakan bumi mengitari matahari dan bulan mengelilingi bumi telah diketahui dengan sangat teliti.

Gerhana matahari total pada tahun-tahun yang akan datang s/d tahun 2010 berdasarkan perhitungan.

Tahun	Tanggal	Jenis	Lama Total	Daerah Lintasan Gerhana
2002	04 Desember	Total	02m:03,7d	Afrika, Samudera Indonesia, Australia
2003	23 November	Total	01m:57,2d	Kutub Selatan
2005	08 April	Cincin/Total	00m:42,0d	Samudera Pasifik
2006	29 Maret	Total	04m:06,7d	Afrika, Eropa, Rusia
2008	01 Agustus	Total	02m:27,2d	Rusia, China
2009	22 Juli	Total	06m:38,9d	China, Samudera Pasifik
2010	11 Juli	Total	05m:20,2d	Samudera Pasifik

Catatan: Gerhana matahari total terdekat yang melewati wilayah Indonesia akan terjadi pada tanggal 09 Maret 2016 dengan durasi 04m:09,5d. Daerah lintasan gerhana mencakup wilayah: sumatera, kalimantan dan sulawesi.

1. KONDISI FISIK BUMI, BULAN DAN MATAHARI

Bumi merupakan planet yang sangat khas dan istimewa, berbeda dengan planet-planet yang lain. Lautan biru, kegiatan vulkanik dan tektoniknya, serta atmosfernya yang dinamis menjadikan bumi unik. Adanya kehidupan biologis flora dan fauna juga menjadikan kekhasan bumi semakin menonjol. Bumi merupakan planet Terrestrial yang paling besar ukurannya.  Bumi memiliki beberapa lapisan. Lapisan terluar adalah kerak silikat yang padat, dibawahnya mantel yang kenyal dan nyaris cair, inti luar yang lebih cair lagi, dan bagian inti yang padat. Bumi diselubungi campuran gas yang kita sebut dengan udara. Udara atau atmosfer bumi terdiri dari nitrogen (78%), oksigen (21%) dan sisanya adalah argon, karbon dioksida, uap air dan lain-lain.

Bulan merupakan satelit bumi. Bulan tidak mempunyai cahaya sendiri, sedangkan cahaya bulan yang nampak dari bumi adalah sinar matahari yang dipantulkan oleh bulan. Secara fisik bulan hanya merupakan lembah-lembah, gunung tandus tidak berair, dan ruangan hampa sehingga tidak ada kehidupan. Bulan tidak memiliki angkasa dan langitnya berwarna hitam. Suhu di bulan mencapai – 137 derajat celsius bila tidak terkena cahaya maatahari, dan bila terkena cahaya matahari suhunya mencapai 10 derajat celsius.

Matahari pada dasarnya adalah bintang sebagaimana bintang yang lain. Akan tetapi karena jaraknya dari bumi hanya sekitar 150 juta kilometer, maka cahaya matahari yang sampai ke bumi menjadi lebih terang dibandingkan cahaya bintang yang lain. Umur matahari adalah sekitar 4,6 miliyar tahun, massanya 11,99 x 10³°kg, jari-jari 696.000 km, dan kerapatan rata-rata 1,4 gr/cm³. Matahari terbagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian angkasa matahari, permukaan matahari, dan bagian dalam. Bagian matahari yang kita amati secara langsung adalah bagian angkasa/atmosfer matahari saja. Bagian ini terbagi menjadi tiga, yaitu fotosfer, kromosfer, dan korona. Fotosfer adalah bagian matahari yang paling mudah kelihatan dari bumi. Temperaturnya sekitar 6000° C dan terdiri dari unsur hidrogen (75%), helium (23%) dan unsur kimia lain yang mencapai 67 unsur. Di atas fotosfer terdapat suatu lapisan tipis yang dinamakan kromosfer dengan ketebalan 2000-3000 km. Suhu bagian bawahnya 4500°C sedangkan di bagian perbatasan dengan daerah di atasnya yang dinamakan daerah transisi suhunya mencapai 100000°C. Di atas kromosfer terdapat daerah transisi tempat temperatur naik dengan cepat dari sekitar 100000°C menjadi 1 juta derajat celsius pada jarak yang sangat pendek. Di atas daerah transisi kromosfer terdapat lapisan terluar angkasa matahari yang sangat renggang yang disebut korona.

1. PENAMPAKAN BULAN DAN MATAHARI DARI BUMI

Sebagaimana diketahui bahwa sinar bulan yang nampak dari bumi merupakan sinar matahri yang dipantulkan oleh bulan. Karena revolusi bulan mengelilingi bumi, maka bulan nampak berubah bentuknya dilihat dari bumi. Perubahan bentuk bulan dilihat dari bumi inilah yang dinamakan dengan fase-fase bulan. Fase-fase Bulan (Moon’s phase) ini terulang setiap sekitar 29,5 hari, yaitu waktu yang diperlukan Bulan mengelilingi Bumi. Fase-fase ini terbagi dalam dua kategori, yakni fase utama yang terdiri dari empat fase dan fase antara yang juga terdiri dari empat fase sehingga semuanya ada delapan fase. Fase utama adalah Bulan baru (new Moon) ket, kuartal pertama (first quarter), Bulan purnama (full Moon) dan kuartal ketiga atau terakhir (third quarter atau last quarter).  Sedangkan fase antara adalah fase waxing gibbous moon atau waxing humped moon, fase waning gibbous moon atau waning hunped moon, fase waning crescent, dan fase konjungsi.

Gambar Fase-fase Bulan

Berkaitan dengan matahari, pergerakan harian matahari dari timur ke barat, terbit dari timur dan terbenam di barat pada dasarnya bukanlah gerak matahari yang sebenarnya, akan tetapi merupakan akibat perputaran bumi pada porosnya (evolusi) selama sehari semalam. Perjalanan matahari seperti tadi dinamakan dengan perjalanan semu matahari. Selain itu, matahari juga melakukan perjalanan tahunan, yaitu perjalanan matahari ke arah timur dalam waktu satu tahun (365,2425 hari) untuk satu kali putaran.

1. FENOMENA YANG TERKAIT SISTEM BUMI-BULAN-MATAHARI

Bumi selain berotasi juga berevolusi. Akan tetapi sumbu rotasi bumi ternyata tidak tegak lurus terhadap sumbu revolusinya melainkan membentuk sudut kemiringan 23,45°. Lintasan bumi ketika berevolusi ini akan melalui sebuah bidang maya pada bola langit yang disebut ekliptika. Perpotongan antara bidang ekliptika dan bidang ekuator ini adalah dua titik penting yang menunjukkan informasi musim, yaitu vernal equinox yang terjadi pada tanggal 21 Maret dan autumnal equinox pada tanggal 23 September. Pertengahan antara kedua titik tadi adalah titik summer dan titik winter yang terjadi tanggal 21 Juni dan 22 Desember. Ketika matahari berada di vernal equinox, bumi bagian utara akan mengalami musim semi dan bumi bagian selatan akan mengalami musim gugur. Karena bagian bumi yang mendapatkan sinar matahari sama dengan bagian bumi yang tidak mendapatkan sinarnya, maka pada musim ini panjang siang dan malam akan sama. Ketika matahari berada pada autumnal equinox, bumi bagian utara akan mengalami musim gugur dan bumi bagioan selatan akan mengalami musim semi. Puncak musim panas (summer) di utara terjadi pada tanggal 21 Juni dan puncak musim dingin terjadi pada tanggal 22 Desember. Dan itu terjadi sebaliknya di bumi bagian selatan.

Gambar Terjadinya Perbedaan Musim

Diantara fenomena yang terjadi karena sistem bumi bulan dan matahari adalah terjadinya pasang surut air laut. Pasang surut air laut merupakan hasil dari gaya gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi bumi. Gravitasi  bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Untuk permasalahan gravitasi bulan meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, namun gaya gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan pasang surut gravitasional di laut. Ada dua macam pasang, yaitu  pasang laut purnama dan pasang laut perbani. Pasang laut purnama (spring tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari berada dalam suatu garis lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang sangat tinggi dan pasang rendah yang sangat rendah. Pasang laut purnama ini terjadi pada saat bulan baru dan bulan purnama. Pasang laut perbani (neap tide) terjadi ketika bumi, bulan dan matahari membentuk sudut tegak lurus. Pada saat itu akan dihasilkan pasang naik yang rendah dan pasang surut yang tinggi. Pasang laut perbani ini terjadi pada saat bulan seperempat dan tigaperempat.