Mengapa Bumi Mampu Menopang Kehidupan?

“Venus terlalu panas, Mars terlalu dingin, dan Bumi sangat tepat” itu adalah cuplikan pernyataan dari Dave Brain, seorang ilmuwan planet. Tapi mengapa? Apa sebenarnya ilmu pengetahuan di balik apa yang dibutuhkan untuk sebuah planet untuk menampung kehidupan?

Dalam pemaparan umumnya pada bulan September 2015, Dave mengemukakan bahwa Bumi adalah satu-satunya tempat yang kita kenal yang memiliki kehidupan dengan 8,7 juta spesies. Apakah Bumi itu istimewa? Untuk memahami apakah ada planet – baik di dalam sistem tata surya kita atau di luar – yang dapat mendukung kehidupan, Dave menyarankan langkah pertama adalah memahami kebutuhan hidup di sini.

Ternyata, dari total 8,7 juta spesies yang hidup di Bumi saat ini, kehidupan hanya membutuhkan tiga hal.

 

ENERGI

low-sun-with-clouds

Semua kehidupan di Bumi membutuhkan energi. Kehidupan yang kompleks seperti kita (manusia) mendapatkan energi dari matahari, tapi kehidupan di bawah tanah bisa mendapatkan energinya dari hal-hal seperti reaksi kimia. Ada sejumlah sumber energi berbeda yang tersedia di semua planet.

NUTRISI

food

Di sisi lain, semua kehidupan membutuhkan makanan atau nutrisi. Namun, semua kehidupan di Bumi menghasilkan makanannya dari hanya enam unsur kimiawi, dan unsur-unsur ini dapat ditemukan di badan planet manapun di tata surya kita.

AIR
water

Air yang dimaksud disini bukan air beku, dan bukan air dalam keadaan gas, tapi air dalam bentuk cair. Inilah yang dibutuhkan kehidupan untuk bertahan, semua kehidupan. Dan banyak benda tata surya tidak memiliki air cair, jadi kita tidak dapat melihat adanya bentuk kehidupan disana. Benda tata surya lain mungkin memiliki air cair yang melimpah, bahkan lebih dari Bumi, tapi terjebak di bawah cangkang es, sehingga sulit untuk diakses, sulit untuk dijangkau, sulit untuk mengetahui apakah ada kehidupan di sana.

Untuk menyederhanakan masalah, mari kita fokus hanya pada air cair di permukaan planet. Hanya ada tiga benda yang harus dipikirkan di tata surya kita, berkaitan dengan air cair yang terdapat di permukaan planet, yaitu: Venus, Bumi dan Mars.

Air dapat berwujud cair hanya apabila terdapat atmosfer yang melindunginya. Kenyataanya adalah, atmosfer tidak boleh terlalu banyak, terlalu tebal atau terlalu hangat, karena kemudian planet menjadi terlalu panas seperti Venus, dan tidak bisa memiliki air cair. Tapi jika atmosfer yang terlalu sedikit, terlalu tipis dan terlalu dingin, planet akan berbentuk seperti Mars, terlalu dingin. Jadi Venus terlalu panas, Mars terlalu dingin, dan Bumi bersuhu pas. Bagaimanapun juga, perlu diingat bahwa tidak ada sesuatu yang abadi. Atmosfer masing-masing planet selalu berubah, bervariasi dan berevolusi.

Sebagai contoh, ini adalah salah satu foto permukaan planet Mars:

Screen Shot 2017-06-06 at 11.18.14 PM

Gambar diatas menunjukkan tepian sungai yang terpotong ke permukaan planet ini. Dasar sungai yang terukir dengan pernah adanya air mengalir; dasar sungai yang memakan waktu ratusan atau ribuan atau puluhan ribu tahun untuk terbentuk. Fenomena ini bukanlah hal yang terjadi di Mars hari ini. Atmosfer Mars saat ini terlalu tipis dan lapisan permukaan planet sangat dingin untuk memungkinkan air menjadi stabil seperti cairan. Citra yang satu ini memberitahu Anda bahwa atmosfer Mars berubah sangat drastis, berubah dari keadaan yang akan kita definisikan sebagai layak huni, karena tiga persyaratan untuk hidup hadir sejak lama; menjadi planet yang tidak layak huni. Jika atmosfer memungkinkan air menjadi cair di permukaan, lalu kemana perginya atmosfer itu?

Screen Shot 2017-06-06 at 11.35.05 PM

Untuk menjawab pertanyaan ini, Dave mengusulkan hipotesis bahwa atmosfer lolos ke luar angkasa. Partikel atmosfer mendapat cukup energi untuk melepaskan diri dari gravitasi planet ini, melarikan diri ke luar angkasa, tidak pernah kembali. Dan ini terjadi dengan semua benda dengan atmosfir. Komet memiliki ekor yang sangat terlihat yang mengingatkan kita pada “pelarian atmosfer” ini. Tidak hanya komet, Venus juga fenomena yang sama dari waktu ke waktu, begitu pula dengan Mars dan Bumi. Perbedaannya terletak di hal derajat dan skala. Dalam hal ini, Dave dan timnya ingin mengetahui berapa banyak yang lolos dari waktu ke waktu sehingga mereka dapat menjelaskan fenomena ini dengan lebih gamblang dan sistematis.

Bagaimana atmosfer mendapatkan energi mereka untuk melarikan diri? Bagaimana partikel mendapatkan energi yang cukup untuk melarikan diri? Ada dua cara, yaitu cahaya matahari (sunlight) dan angin matahari (solar wind). Cahaya yang dipancarkan dari matahari bisa diserap partikel atmosfer dan menghangatkan partikel.

Screen Shot 2017-06-06 at 11.40.02 PM

Mereka mendapatkan cukup energi untuk melepaskan diri dan lari dari gravitasi planet hanya dengan pemanasan. Cara kedua mereka bisa mendapatkan energi adalah dari angin matahari. Angin matahari terdiri dari partikel, massa, material, terburai keluar dari permukaan matahari, terpancar seantero tata surya dengan kecapatan mencapai 400 kilometer per detik, kadang lebih cepat saat badai matahari, dan energi ini meluncur melintasi ruang antar planet, menyediakan energi untuk partikel atmosfer untuk melepaskan diri juga.

Terkait dengan kajian ini, Bumi terlihat sangat menarik untuk diamati karena terlepas dari jarak relatif antara planet biru ini dan matahari, Bumi sejauh ini masih memiliki lapisan atmosfir dengan massa yang tepat untuk menjaga kelangsungan struktur kehidupan yang ada. Dari sekian banyak karakteristik Bumi sebagai planet yang sejauh ini kita ketahui memiliki dan mendukung adanya kehidupan, salah satu yang paling menarik adalah medan magnet. Bumi memiliki medan magnet; Venus dan Mars tidak. Medan magnet dihasilkan di bagian dalam pada sebuah planet dengan terus-menerus mengaduk bahan cairan pada inti Bumi secara elektrik, mengalirkan listrik secara elektrik yang pada akhirnya menghasilkan medan magnet besar yang mengelilingi Bumi ini. Itulah mengapa jika anda memiliki kompas, anda tahu dimana letak arah utara.

Sama halnya dengan layar kapal yang memungkinkan kapal untuk berinteraksi dengan angin laut, begitu pulalah peranan medan magnet pada Bumi. Selama milyaran tahun, medan magnet Bumi berinteraksi dengan energi angin matahari dalam peranannya untuk melindungi atmosfer. Dengan adanya medan magnet ini, atmosfer tidak dapat berinteraksi secara langsung dengan energi angin matahari sehingga atmosfer Bumi tidak dapat “kabur” meninggalkan planet ini. Hal ini berbanding terbalik dengan kondisi di planet Mars, dimana planet tersebut tidak memiliki medan magnet sehingga memungkinkan atmosfer nya terus menerus terpapar oleh angin matahari, memperoleh energi darinya sehingga selama milyaran tahun, partikel-partikel atmosfer planet tersebut kabur, dan hanya sedikit saja partikel yang tersisa saat ini. Kembali lagi, tanpa atmosfer, tidak akan ada air dalam wujud cair; dan tanpa air cair, sebuah planet tidak akan mampu untuk mendukung kehidupan.

 

Advertisements