Halo teman-teman, selamat datang kembali di channel youtube Gia Academy. Semoga teman-teman selalu sehat dan terus semangat. Pernahkah teman-teman mendengar fenomena hujan asam? Hujan asam pernah melanda beberapa wilayah di Indonesia seperti Sumatera, Kalimantan, Jakarta, dan Bandung. Hujan asam merupakan hujan yang mempunyai kadar keasaman dengan pH di bawah 5,6 sehingga air hujan asam lebih asam dibandingkan air hujan biasa.
Air pada hujan asam akan meningkatkan keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti dapat membahayakan kehidupan ikan, manaman, bahkan manusia. Nah tahukah teman-teman jika fenomena hujan asam ini merupakan hasil dari proses daur ulang zat kimia? Perpindahan unsur-unsur kimia melalui makhluk hidup dan lingkungan abiotik seperti tanah dan air ini disebut dengan daur biogeokimia.
Konsep mengenai daur biogeokimia ini telah kita pelajari di video ekosistem. Nah, di video kali ini, kita akan membahas proses setiap siklus yang termasuk daur biogeokimia. Tonton terus videonya sampai selesai ya! Nah teman-teman, seperti yang sudah kita pelajari, daur biogeokimia merupakan siklus yang terjadi pada suatu unsur kimia melalui lingkungan biotik yaitu makhluk hidup dan lingkungan abiotik, udara, tanah, dan air. Adanya daur biogeokimia ini membuat unsur-unsur kimia yang sudah terpakai tidak hilang, namun kembali lagi ke alam dalam suatu siklus, sehingga kelangsungan hidup dan keseimbangan ekosistem dapat terus terjaga.
Unsur-unsur kimia yang dapat mengalami daur biogeokimia meliputi karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, dan fosfor. Berdasarkan unsurnya, daur biogeokimia dapat dibagi menjadi 6 jenis yaitu siklus air, siklus karbon, sigen, nitrogen, sulfur, dan siklus fosfor. Pertama, siklus air. Siklus air disebut juga dengan daur hidrologi merupakan proses alami pergerakan air secara terus menerus dari atmosfer ke bumi dan sebaliknya.
Air berubah bentuk dari uap ke cairan dan berpindah antara atmosfer, daratan, dan lautan melalui berbagai tahapan yang berulang terus menerus sehingga air yang ada di bumi terus berputar dan tidak akan habis. Berikut ini beberapa tahapan yang terdapat dalam siklus air. Pertama, evaporasi atau penguapan.
Evaporasi terjadi ketika energi matahari menyebabkan air dari lautan, sungai, dan danau menguap ke atmosfer. Proses ini juga melibatkan penguapan dari permukaan tumbuhan dan tanah. Jadi, evaporasi merupakan proses perubahan zat cair menjadi gas yang akan berkumpul di atmosfer. Kedua, kondensasi pengembunan.
Kondensasi adalah proses perubahan air dari gas menjadi cair. Pada siklus hidrologi, kondensasi terjadi di atmosfer akibat perubahan suhu dan tekanan. Akibat adanya kondensasi, air akan berkumpul membentuk awan hitam yang siap turun sebagai hujan ketika mencapai titik jenuh.
Ketiga, presipitasi. Presipitasi terjadi ketika awan jenuh dan muncul tetesan air. Presipitasi dapat berupa hujan, salju, hujan es, atau embun beku. Semakin banyak uap air yang terbentuk di atmosfer, maka tetesan air yang ada di awan akan semakin banyak dan semakin berat.
Ketika awan tidak mampu menampung banyaknya air yang terbentuk, air tersebut akan dikeluarkan dalam bentuk hujan. Air jatuh ke permukaan bumi, kemudian mengisi sungai, danau, dan lautan. Keempat, infiltrasi. Infiltrasi merupakan proses yang membuat sebagian air yang mencapai permukaan bumi meresap ke dalam tanah. Air yang meresap ini akan menjadi sumber air tanah atau mengalir ke sungai dan akhirnya bermuara ke lautan.
Kelima, aliran permukaan. Air yang tidak meresap ke dalam tanah akan mengalir di permukaan bumi. Air di permukaan ini kemudian membentuk aliran sungai, danau, dan waduk.
Terakhir, transpirasi. Transpirasi merupakan proses tumbuhan menyerap air melalui akar dan mengeluarkan uap air melalui stomata pada daun. Proses ini membantu mempertahankan keseimbangan siklus air.
Berdasarkan panjang dan lama proses pergerakan molekul air, siklus air dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu Pertama, siklus pendek. Siklus pendek diawali dari evaporasi air laut ke atmosfer. Pada ketigian tertentu, uap air akan mengalami kondensasi yang akan membentuk awan.
Awan yang tak mampu menahan beban air akan mengalami presipitasi dan terjadi hujan sehingga air jatuh kembali ke laut. Kedua, siklus sedang. Seperti yang terjadi pada siklus pendek, siklus sedang terjadi ketika air laut menguap. Yang membedakan, dalam siklus sedang uap air akan terbawa oleh angin menuju daratan.
Di ketinggian tertentu, uap air mengalami proses kondensasi menjadi awan. Awan kemudian menjadi hujan yang jatuh di daratan, meresap ke dalam tanah. Sebagian akan diserap oleh akar tumbuhan, sebagian lagi akan terbawa aliran air permukaan seperti sungai dan parit. Air akan melewati berbagai macam saluran air yang akan membawanya kembali berakhir ke laut.
Ketiga, siklus panjang. Siklus panjang diawali dengan evaporasi dan kondensasi air laut. Awan yang terbentuk dibawa oleh angin ke tempat yang lebih tinggi di area daratan.
Nah, awan yang terbentuk tadi bergabung dengan uap air yang berasal dari evaporasi danau dan sungai serta transpirasi tumbuhan. Karena dipengaruhi oleh ketinggian tempat, uap air mengenai lapisan udara dingin dan berubah menjadi salju, sehingga terjadilah hujan salju saat musim dingin dan juga membentuk bongkahan es di pegunungan tinggi. Bongkahan es di pegunungan akan meluncur ke tempat lebih rendah akibat gaya gravitasi. Bongkahan es yang meluncur karena gaya gravitasi ini disebut gletser.
Akibat terkena suhu yang tinggi, kletzer kemudian mencair dan mengalir melalui perairan darat yang akan kembali ke laut. Kegiatan manusia memiliki dampak signifikan terhadap siklus air di bumi. Beberapa dampak yang cukup kentara adalah sebagai berikut.
Pertama, efek rumah kaca. Efek rumah kaca adalah fenomena gas-gas seperti karbon dioksida, CO2, metana, CH4, dan uap air menangkap radiasi panas dari permukaan bumi dan mempertahankannya di atmosfer. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan pengurangi lahan hutan telah meningkatkan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Akibatnya adalah terjadi peningkatan suhu global yang berdampak pada siklus air. Peningkatan suhu global menyebabkan penguapan yang lebih cepat dari permukaan laut dan seiring dengan itu konsentrasi uap air di atmosfer meningkat.
Akibatnya, Pola curah hujan di berbagai wilayah berubah. Beberapa daerah mengalami kekeringan yang parah, sedangkan yang lain menghadapi banjir yang lebih sering dan intens. Perubahan ini memengaruhi siklus air lokal dan menyebabkan ketidakseimbangan distribusi air di berbagai tempat.
Kedua, hujan asam. Hujan asam terjadi ketika gas-gas seperti sulfur dioksida SO2 dan nitrogen oksida NOx bereaksi dengan uap air di atmosfer membentuk senyawa seperti asam sulfat dan asam nitrat. Emisi dari pembakaran batu bara, kendaraan bermotor, dan pabrik kimia merupakan sumber utama pelutan ini.
Hujan asam yang jatuh ke tanah dapat merusak ekosistem air tawar dan lingkungan darat. Air yang tercemar dengan asam memiliki pH rendah yang berdampak buruk pada organisme akuatik seperti ikan, kata, dan plankton. Selain itu, hujan asam juga merusak tanaman, merusak daun, dan menghambat pertumbuhan.
Hal ini mengganggu siklus air karena ekosistem yang terpengaruh tidak dapat berfungsi secara normal. Dampak terakhir, pencemaran air. Pencemaran air terjadi ketika limbah manusia, termasuk limbah industri dan domestik, mencemari sumber air seperti sungai, danau, dan laut.
Limbah ini mengandung bahan kimia beracun, logam berat, dan nutrien berlebih seperti nitrogen dan fosfor. Akibatnya, kualitas air menurun dan mengganggu siklus air alami. Kedua, siklus karbon. Siklus karbon adalah proses pertukaran senyawa karbon di atmosfer dan permukaan bumi.
Sumber karbon di alam berupa karbon dioksida CO2 yang terdapat di udara, dalam air, dan di kerak bumi sebagai batu barah, batu kapur, dan gas alam. Setiap ekosistem akan menyerap karbon dalam tingkat yang berbeda. Jumlah karbon yang diserap hutan hujan tropik.
lebih banyak 100 kali lipat dari yang masuk ke gurun. Lalu bagaimana daur karbon dimulai? Berikut ini adalah proses siklus karbon. Karbon yang ada di atmosfer diserap oleh tumbuhan untuk fotosintesis.
Tumbuhan ini kemudian dikonsumsi oleh hewan dan karbon terakumulasi secara biologis ke dalam tubuh tumbuhan. Hewan dan tumbuhan ini akhirnya mati, dan setelah membusuk, karbon dilepaskan kembali ke atmosfer. Sebagian karbon yang tidak dilepaskan kembali ke atmosfer akhirnya menjadi bahan bakar fosil.
Bahan bakar fosil ini kemudian digunakan untuk aktivitas buatan manusia yang memompah lebih banyak karbon kembali ke atmosfer. Siklus karbon digunakan dalam beberapa proses berikut. Pertama, proses fotosintesis. Proses ini dilakukan oleh organisme autotroph seperti tumbuhan, alga, dan fitoplankton. Fotosintesis menggunakan sumber energi matahari, air, dan karbon dioksida sehingga menghasilkan karbohidrat.
Karbohidrat inilah yang akan menjadi makanan bagi tumbuhan dan berguna untuk membangun seluruh tubuh organisme autotroph tersebut. Kedua, proses rantai makanan. Perpindahan energi pada rantai makanan juga meneruskan senyawa karbon dari organisme autotroph ke organisme heterotroph. Ketiga, proses respirasi.
Siklus karbon juga terjadi pada pernapasan makhluk hidup. Pada respirasi sel, molekul karbon dilepaskan setelah menerima oksigen, sehingga makhluk hidup mengembuskan karbon dioksida saat respirasi. Saat proses tersebut berlangsung, karbon yang berada di dalam tubuh kembali ke atmosfer.
Keempat, proses dekomposisi. Siklus karbon juga terjadi pada proses dekomposisi atau pengurahan sisa-sisa makhluk hidup. Sisa-sisa makhluk hidup dapat berupa tubuh organisme mati, tumbuhan yang layu, juga kotoran makhluk hidup. Proses dekomposisi akan menguraikan sisa-sisa zat organik tersebut menjadi bentuk yang lebih sederhana termasuk karbon.
Karbon dari makhluk hidup dilepaskan ke tanah juga udara. Terakhir, pembakaran bahan bakar fosil. Ketika bahan bakar fosil dibakar, maka akan melepaskan gas karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya. Hal ini karena sumber energi fosil seperti minyak bumi, batu bara, dan gas alam terbentuk dari karbon.
Adanya gas karbon dioksida dan gas rumah kaca dari hasil pembakaran bahan bakar fosil ini juga dapat menyebabkan pemanasan global. Meskipun begitu, setiap karbon yang tersebar di udara dan tanah nantinya akan digunakan kembali oleh makhluk hidup dan kehidupan di bumi. Jadi, adanya siklus karbon ini memberikan manfaat bagi kehidupan kita di bumi diantaranya, dari aspek lingkungan, karbon memberikan isolasi dengan memerangkap panas matahari. Dari aspek biologis, karbon menjadi bahan penyusut kehidupan dan membentuk ikatan yang stabil dengan unsur-unsur lain, seperti pada proses fotosintesis dan rantai makanan. Berikutnya, siklus oksigen.
Siklus oksigen saling berhubungan dengan siklus karbon sebagai unsur dasar penyusun senyawa organik. Tahapan-tahapan siklus oksigen adalah Semua tumbuhan hijau selama proses fotosintesis melepaskan oksigen kembali ke atmosfer sebagai produk sampingan. Semua organisme aerobik menggunakan oksigen bebas untuk respirasi. Hewan dan manusia mengambuskan karbon dioksida, dan karbon dioksida kembali ke atmosfer dan digunakan lagi oleh tumbuhan selama fotosintesis.
Siklus oksigen pun terjadi dan oksigen seimbang di atmosfer. Proses-proses utama yang menggunakan oksigen di atmosfer adalah Pertama, proses pernapasan. Manusia dan hewan menghirup oksigen dari lingkungan luar ke dalam sel-selnya dan mengembuskan karbon dioksida kembali ke atmosfer.
Kedua, proses dekomposisi. Hewan atau tumbuhan yang mati membusuk di dalam tanah, dan bahan organik beserta karbon, oksigen, dan air dikembalikan ke dalam tanah dan udara. Ketiga, proses pembakaran.
Bahan bakar fosil, plastik, ataupun kayu dibakar dengan oksigen dan melepaskan karbon dioksida ke atmosfer. Terakhir, proses karatan. Logam seperti besi atau paduan akan berkarat ketika terkena kelembapan dan oksigen dalam jangka waktu lama dan akan membentuk senyawa oksida. Keempat, siklus nitrogen.
Siklus nitrogen adalah proses biogeokimia pada nitrogen yang diubah menjadi berbagai bentuk secara berurutan berpindah dari atmosfer ke tanah Ke organisme dan kembali ke atmosfer. Proses siklus nitrogen terdiri dari tahapan-tahapan berikut. Pertama, fiksasi nitrogen. Pada proses ini, nitrogen atmosfer N2 yang tersedia sebagai gas tidak reaktif diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan yaitu amonia NH3. Seluruh proses fiksasi nitrogen dilakukan oleh bakteri azotobakter dan rhizobium.
Bakteri ini memiliki enzim nitrogenase yang memiliki kemampuan untuk menggabungkan gas nitrogen dengan hidrogen membentuk amonia. Kedua, nitrifikasi. Dalam proses ini, amonia diubah menjadi nitrat oleh bakteri nitrobakter yang ada di dalam tanah.
Perubahan bentuk zat ini dilakukan karena gas amonia bersifat racun bagi tanaman. Ketiga, asimilasi. Asimilasi merupakan...
merupakan proses pengambilan senyawa nitrogen berupa ion nitrit ion nitrat atau ion amonium dari tanah oleh tumbuhan dengan bantuan akarnya senyawa ini akan digunakan dalam pembentukan protein tumbuhan dan hewan saat memasuki jaring makanan Keempat, amonifikasi. Ketika tumbuhan dan hewan mati, nitrogen yang ada dalam bahan organik dilepaskan kembali ke dalam tanah. Bakteri dan jamur sebagai pengurai akan mengubah bahan organik kembali menjadi amonium. Proses penguraian ini menghasilkan amonia, yang selanjutnya digunakan untuk proses biologis lainnya.
Terakhir, denitrifikasi. Denitrifikasi adalah proses di mana senyawa nitrogen kembali ke atmosfer dengan mengubah nitrat NO3-min menjadi gas nitrogen. Denitrifikasi dilakukan oleh spesies bakteri denitrifikasi Clostridium dan Pseudomonas yang akan memproses nitrat untuk mendapatkan oksigen dan mengeluarkan gas nitrogen bebas sebagai produk sampingan. Manfaat siklus nitrogen dalam kehidupan antara lain, membantu tanaman mensitesis klorofil dari senyawa nitrogen, membantu mengubah gas nitrogen yang tidak reaktif menjadi bentuk yang dapat digunakan tanaman melalui proses biokimia.
Dalam proses amonifikasi, bakteri membantu pengurayan materi hewan dan tumbuhan yang secara tidak langsung membantu membersihkan lingkungan. Nitrat dan nitrit dilepaskan ke dalam tanah yang membantu memperkaya tanah dengan nutrisi penting yang dibutuhkan untuk budidaya. Dan nitrogen merupakan komponen integral sel yang membentuk senyawa dan biomolekul penting. Kelima, siklus sulfur.
Sulfur atau belarang di alam terkandung dalam tanah berupa mineral tanah dan di udara dalam bentuk SO2 atau gas sulfur dioksida. Adanya gas sulfur dioksida di udara ini dihasilkan oleh aktivitas gunung berapi, pembakaran bahan bakar fosil, pelapukan batuan, atau curah hujan yang dikenal dengan hujan asam. Nah, tahapan yang terjadi pada gas sulfur dioksida ini hingga bisa diserap oleh makhluk hidup dan kembali ke atmosfer adalah gas SO2 di udara bersenyawa dengan oksigen dan air akan membentuk asam sulfat yang ketika jatuh ke tanah akan membentuk ion sulfat. Ion sulfat diserap oleh tumbuhan untuk menyusun protein dalam tubuhnya.
Jika manusia atau hewan memakan tumbuhan, Maka akan terjadi perpindahan unsur sulfur dari tumbuhan ke tubuh hewan atau manusia. Ketika hewan atau manusia mati, jasadnya akan diuraikan oleh bakteri dan jamur pengurai dan menghasilkan gas hidrogen sulfida H2S yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap di tanah. Gas H2S di udara akan bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur oksida SO dan yang di tanah akan diubah menjadi ion sulfat oleh bakteri sehingga dapat diserap kembali oleh tumbuhan. Beberapa manfaat adanya siklus sulfur antara lain, membantu pembentukan butir hijau daun sehingga daun menjadi lebih hijau, meningkatkan kandungan protein dan vitamin tanaman, dan berperan dalam proses pembentukan zat gula pada tanaman.
Meskipun memiliki beberapa manfaat, Sulfur juga dapat menimbulkan dampak buruk bagi lingkungan terutama dalam hal pencemaran udara yang akan merusak atmosfer bumi. Terakhir, siklus fosfor. Fosfor merupakan unsur penting bagi kehidupan tetapi persediaannya sangat terbatas.
Dengan kemampuannya membentuk ikatan kimia berenergi tinggi, fosfor digunakan dalam transformasi energi pada semua organisme. Sumber fosfor terbesar berada dalam bebatuan dan endapan sisa makhluk hidup. Berikut ini adalah tahapan-tahapan dalam siklus fosfor. Siklus fosfor dimulai di kerak bumi yaitu pada bebatuan. Batuan yang mengalami pelapukan dan erosi akan mengeluarkan garam fosfat.
Garam-garam ini terbawa ke dalam tanah dan terlarut dalam air. Garam fosfat yang terlarut dalam air diserap oleh tumbuhan. Selanjutnya, hewan atau manusia yang memakan tumbuhan akan memperoleh fosfor dari tumbuhan yang dimakannya.
Tumbuhan dan hewan yang mati atau sisa ekskresi hewan, purin, dan feses yang berada di tanah akan diuraikan oleh bakteri dari fosfat organik menjadi fosfat anorganik, kemudian dilepaskan ke ekosistem. Nah teman-teman, itulah keseluruhan siklus biogeokimia yang terjadi di alam ini, berupa siklus air, siklus karbon, oksigen, nitrogen, sulfur, dan fosfor. Keberlangsungan semua siklus ini tidak boleh terganggu agar ekosistem kita dapat terjaga keseimbangannya. Ekosistem dikatakan seimbang jika semua komponennya berada pada porsi yang seharusnya.
baik jumlah maupun peranannya dalam lingkungan. Beberapa aktivitas manusia yang tidak memperhatikan lingkungan dapat mengakibatkan terganggunya daur biogeokimia, sehingga proporsi komponen ekosistem akan bergeser dan ekosistem tersebut tidak mampu mempertahankan keseimbangannya. Semoga teman-teman bisa memahaminya ya.
Oke teman-teman, demikianlah pembahasan kita tentang daur biogeokimia. Jangan lupa tonton terus video-video terbaru di channel kita ya. Sampai jumpa!