KD 3.9 kelas XI : Menganalisis gejala pemanasan global dan dampaknya bagi kehidupan dan lingkungan Tujuan Pembelajaran : 1. Siswa mampu mengidentifikasi penyebab terjadinya pemanasan global. 2. Siswa mampu mengidentifikasi dampak yang ditimbulkan karena pemanasan global. 3. Siswa mampu menyampaikan saran dan pendapat dalam rangka pengandalian pemanasan global. Uraian Materi A. Penipisan Lapisan Ozon 1. Lapisan Ozon Pada gambar 9.1 ditumjukkan bahwa atmosfer terbagi atas empat lapisan berbeda, yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer. Troposfer adalah lapisan yang paling dekat dengan permukaan bumi. Lapisan ini mengandung udara yang kita hirup untuk bernapas. Peristiwa- peristiwa cuaca seperti angin, awan, atau hujan juga terjadi disini. Di atas ekuator ketebalannya mencapai 17 km. Lapisan berikutnya yaitu stratosfer yang membentang 15 km sampai 50 km di atas permukaan bumi. Di lapisan inilah pesawat jet terbang. Pada lapisan ini juga terdapat lapisan ozon.
Ozon adalah suatu lapisan oksigen yang tiap molekulnya terdiri atas tiga atom O (O3). Pada suhu dan tekanan normal, ozon berbentuk gas biru. Ozon pertama kali ditemukan oleh Christian Friedrich Schonbein pada tahun 1840. Ozon merupakan gas beracun sehingga apabila dekat dengan permukaan tanah akan berbahaya karena dapat merusak paru-paru jika terhisap. Sebaliknya, lapisan ozon di atmosfer melindungi kehidupan di Bumi dari bahaya radiasi ultraviolet (UV). Dalam industry, ozon digunakan untuk membunuh kuman, meniadakan pencemaran dalam air (akibat besi, arsen, hydrogen sulfide, nitrit, dan bahan organic kompleks yang dikenal sebagai warna), mencuci, dan memutihkan kain. Ozon dapat kita temukan terutama di dua lapisan atmosfer. Sekitar 10% ditemukan di troposfer, dan sekitar 90% menetap di stratosfer. Sebagian besar ozon yang berada dalam lapisan statosfer inilah yang disebut dengan lapisan ozon. Engan demikian, lapisan ozon berada pada stratosfer pada ketinggian 19 sampai 48 km. Pengukuran menunjukkan bahwa ozon sangat sedikit terdapat di atmosfer, yaitu kirakira satu molekul per satu juta molekul dalam atmosfer bumi. Walaupun ozon yang terdapat dalam stratosfer berjumlah sangat kecil, keberadaannya sangat vital untuk keberlangsungan hidup makhluk hidup di permukaan bumi. Tanpa ozon di stratosfer akan lebih banyak radiasi UV
sampai ke permukaan bumi. Radiasi UV menyebabkan mutasi pada hamper semua organisme. Terhadap manusia, radiasi UV berlebih dapat menyebabkan kanker kulit. Konsentrasi ozon di stratosfer tidaklah statis karena ada proses terus menerus pembentukan dan pemusnahan ozon. Ozon terbentuk atas bantuan sinar UV yang memiliki energy lebih besar daripada cahaya tampak. Pertama, radiasi UV gelombang pendek diserap oleh oksigen diatomic yang berlimpah di atmosfer. Energi ini mampu memecah ikatan kimia pada oksigen sehingga menjadi atom O bebas yang bersifat reaktif. Reaksi tersebut penting karena : Radiasi UV berenergi tinggi dari sinar mtahari telah disaring. Atom O bebas yang reaktif tersebut akan bergabung dengan oksigen diatomic untuk membentuk oksigen triatomic (ozon) yang akan menyerap radiasi UV berlebih. Ketika O3 terpapar oleh radiasi UV, ozon akan menyerap radiasi UV dan ozon terurai menjadi dua bentuk oksigen dalam reaksi : Oksigen monoatomic yang dihasilkan bergabung lagi dengan satu molekul ozon untuk menghasilkan dua molekul oksigen diatomic melalui reaksi : Begitu seterusnya, proses pembentukan dan penghancuran ozon berulang kembali. Proses penghancuran dan pembentukan ozon di stratosfer berlangsung terus, sehingga tanpa adanya gangguan dari luar. Kadar ozon statisfer cenderung konstan. Jumlah ozon yang terbentuk dan musnah setiap saatnya selalu sama. Mekanisme alamiah ciptaan Tuhan ini sanggup mempertahankan kestabilan lapisan ozon di stratosfer bumi. Dari sudut pandang pembentukan dan pemusnahan, ozon berfungsi sebagai katalisator yang mengubah energy radisi dari sinar UV melalui penyerapan dalam pembentukan ozon menjadi panas yang dilepaskan melalui pemusnahan ozon. Oleh karena itu, semakin naik ke stratosfer, semakin tinggi suhunya. Hal ini disebabkan semakin banyaknya energy radiasi UV yang diubah menjadi panas oleh ozon.
2. Lubang Ozon Pada tahun 1950, ilmuwan memperkenalkan senyawa baru bernama Chlorofluorocarbon (CFC) dengan rumus kimia CF2Cl2 (dikenal dengan nama dagang Freon). Senyawa ini mempunyai sifat fisis maupun kimia yang menguntungkan dari aspek teknologi karena sangat stabil, tidak berbau, tidak mudah terbakar, tidak beracun terhadap manusia, serta tidak korosif terhadap logam-logam di sekitarnya. Dengan sifat-sifat yang menguntungkan dan harga yang tidak mahal, CFC sering digunakan terutama untuk mengganiti senyawasenyawa kimia seperti ammonia dan sulfur dioksida yang mudah terbakar, beracun, dan berbau menyengat sebagai bahan pendingin dalam mesin pendingin ruangna (AC) maupun lemari es. Penggunaan lain yang banyak dijumpai dalam keseharian adalah pada pendorong aerosol (hair spray). Tidak seperti senyawa-senyawa kimi lain pada umumnya, gas CFC ini sangat stabil dan secra kimia tidak reaktif, tidak bisa diuraikan pada ketinggian rendah dari permukaan bumi. Diperlukan waktu 5 sampai 10 tahun untuk CFC sampai ke lapisan ozon. Setelah sampai, CFC dapat bertahan di lapisan ozon selama 70 sampai dengan 400 tahun. Pada pertengahan 1970, lubang ozon ditemukan oleh sekelompok peneliti. Mereka menyadari bahwa CFC yang stabil ini dapat menyebabkan kerusakan ozon dalam atmosfer. Di lapisan ozon, oleh pengaruh radiasi UV matahari berenergi tinggi, molekul-molekul CFC terurai membebaskan atom-atom klorin (Cl). Atom-atom klorin ini bereksi dengan ozon, dan mengubah ozon menjadi oksigen biasa dan klorin terbentuk kembali. Jadi, dalam reaksi ini klorin bertindak sebagai katalis. Adapun reaksinya sebagai berikut : Klorin yang terbentuk kembali selanjutnya dapat melakukan reaksi berantai untuk memusnahkan ozon (O3). Hal itu menyebabkan satu atom klorin yang dibebaskan dari CFC dan tinggal di lapisan ozon dapat memusnahkan 100.000 molekul ozon. Walaupun oksigen oksigen yang terlepas dari ozon nantinya dapat bergabung kagi membentuk ozon, proses ini memerlukan waktu cukup lama, lebih lambat dibandingkan dengan pemusnahan ozon menjadi oksigen oleh klorin yang dibebaskan oleh CFC. Akibatnya, penipisan lapisan ozon tetap berlangsung. Oleh karena itu, kerusakan lapisan ozon yang teramati saat ini kemungkinan
besar disebabkan oleh CFC yang sebenarnya sudah terlepas ke atmosfer sejak 20-30 tahun sebelumnya. Dugaan peneliti tersebut akhirnya terbukti ketika pada awal tahun 1980-an, para peneliti yang bekerja di kutub selatan (Antartika) mendeteksi hilangnya ozon secara periodic di atas benua tersebut. Keadaan ini dinamakan lubang ozon (ozon hole), yaitu suatu area ozon tipis pada lapisan ozon yang terbentuk saat musim semi di Antartika dan berlanjut selama beberapa bulan sebelum menebal kembali. Studi-studi yang dilakukan dengan balon pada ketinggian tinggi dan satelit-satelit cuaca menunjukkan bahwa persentase ozon secara keseluruhan di Antartika terus menurun. Selama masa kegelapan di mana tidak ada sinar matahari jatuh di Antartika, timbul awanawan tinggi yang tersusun atas kristal-kristal es dalam awan-awan tinggi ini memberikan tempat bagi molekul-molekul kimia sangat dingin yang terdiri atas Cl, Br, O3, dan Kristalkristal es. Ketika periode enam bulan kegelapan berakhir dengan datangnya musim semi di Antariksa, sinar matahari mulai menyinari awan-awan yang berisi Cl, Br, O3, yang sebelumnya berbentuk es batu. Radiai UV matahari berenergi tinggi memicu sebuah reaksi berantai perusakan ozon oleh Cl, Br, dan polutan-polutan lain. Kerusakan lapisan ozon berlangsung sangat cepat karena sejumlah besar ozon dimusnahkan oleh atom-atom klorin pada waktu yang singkat. Ozon dimusnajkan hanya dalam hitungan harian atau mingguan, sehingga lubang ozon pun terbentuk. Dugaan penipisan ozon oleh CFC semakin diperkuat ketika pada tahun 1986, ilmuwan menemukan daerah-daerah dalam stratosfer dengan jumlah ozon yang sangat rendah. Sebuah lubang ozon besar ditemukan di atas Antartika. Lubang ozon yang lebih kecil ditemukan di Kutub Utara. Gambar 9.2 menunjukkan bagaimana lapisan ozon menjadi lebih tipis dan berkembang menjadi lubang ozon.
3. Penyebab Menipisnya Lapisan Ozon Penyebab utama penipisan lapisan ozon adalah pelepasan gas CFC ke atmsosfer. Penyebab lainnya adalah sebagai berikut : a. Karbon monoksida (CO) sebagai gas buang hasil pembakaran bahan bakar fosil dari kendaraan bermotor juga dapat merusak lapisan ozon. b. Gas karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer juga merusak lapisan ozon. c. Asap yang dihasilkan pabrik semakin memperparah kerusakan lapisan ozon. 4. Dampak Penipisan Lapisan Ozon Bagi manusia, lapisan ozon yang menipis secara tidak langsung berarti kulit dan mata akan terpapar radiasi UV lebih banyak. Hal itu dapat memicu meningkatnya kanker kulit dan mata katarak. Peningkatan paparan sinar UV juga dapat menekan system kekebalan tubuh. Akibatnya, masa hidup manusia bertambah pendek. Bagi tumbuhan, paparan radiasi UV berlebih dapat merusak klorofil tumbuhan sehingga menyebabkan berkurangnya produksi pangan. Plankton yang berada di dalam laut juga terancam mati akibat paparan radiasi UV berlebih. Oleh karena plankton termasuk dalam rantai
makanan binatang laut, maka jumlah ikan akan berkurang. Jika fitoplankton yang menyumbang sekitar 70% kebutuhan oksigen di dunia mati karena terpapar radiasi UV berlebih, jelas akan terjadi keruskan-kerusakan lainnya di muka bumi. 5. Perjanjian Internasional Berkaitan Ancaman Penipisan Lapisan Ozon Pada tahun 1986 lubang besar ozon ditemukan di Antartika dan lubang ozon kecil ditemukan di atas kutub utara. Secara mayoritas para ilmuwan juga sudah sepakat bahwa pemicu utama penipisan lapisan ozon adalah penggunaan gas CFC secara besar-besaran untuk industry. Kekhawatiran tentang dampak penipisan lapisan ozon yang akhirnya akan membahayakan kelangsungan hidup manusia, maka pada tahun 1986 dalam pertemuan internasional di Montreal dihasilkan suatu perjanjian di mana seluruh Negara industry dunia setuju untuk membatasi produksi CFC sambal mencari bahan pengganti yang tidak berbahaya, dan pada akhirnya CFC dilarang untuk diproduksi. Kebijaksanaan penghapusann produksi gas CFC membuat perusahaan-perusahaan kimia segera melakukan penelitian untuk mencari bahan pengganti CFC yang tidak merusak lapisan ozon. Pada tahun 1992, penggunaan CFC berhasil dikurangi secara cepat sehingga kemudian dijadwalkan untuk menghilangkan produksi CFC pada tahun 1996. Jika penggunaan CFC berhasil dikurangi secara besar-besaran pada tahun 1996, maka hitungan menunjukkan bahwa lapisan ozon baru kembali akan normal paling cepat pada abad dua puluh satu. Pemerintah kita melalui Kementrian Lingkungan Hidup telah menerbitkan berbagai peraturan terkaut larangan memproduksi dan memperdagangkan bahan perusak lapisan ozon seperti Freon. Perlarangan ini mulai berjalan pada akhir tahun 2013.