Ilmu
kebumian atau ilmu
bumi (Inggris: earth science, geoscience)
adalah suatu istilah untuk kumpulan cabang-cabang ilmu yang mempelajari bumi. Cabang ilmu ini menggunakan gabungan ilmu fisika, geografi, matematika, kimia, dan biologi untuk membentuk suatu pengertian
kuantitatif dari lapisan-lapisan
Bumi.
Dalam
melaksanakan kajiannya, ilmuwan dalam bidang ini menggunakan metode ilmiah, yaitu formulasi hipotesa melalui pengamatan dan pengumpulan
data mengenai fenomena alam yang dilanjutkan dengan pengujian hipotesa-hipotesa
tersebut. Dalam ilmu Bumi, peranan data sangat penting dalam menguji dan
membentuk suatu hipotesa.
Daftar isi
Cabang utama
- Geologi mempelajari lapisan batuan dari kulit Bumi (atau litosfer) dan perkembangan sejarahnya. Cabang utama dari ilmu ini adalah mineralogi, petrologi, geokimia, paleontologi, stratigrafi dan sedimentologi.
- Geofisika mempelajari sifat-sifat fisis Bumi, seperti bentuk Bumi, reaksi terhadap gaya, serta medan potensial Bumi (medan magnet dan gravitasi). Geofisika juga menyelidiki interior Bumi seperti inti, mantel Bumi, dan kulit Bumi serta kandungan-kandungan alaminya.
- Geodesi ilmu tentang pengukuran dan pemetaan permukaan Bumi dan dasar laut.
- Ilmu tanah mempelajari lapisan terluar kulit Bumi yang terlibat dalam proses pembentukan tanah (atau pedosfer). Disiplin ilmu utama antara lain adalah edafologi dan pedologi.
- Glasiologi mempelajari bagian es dari Bumi (atau kriosfer).
- Ilmu atmosfer mempelajari bagian gas dari Bumi (atau atmosfer) antara permukaan Bumi sampai lapisan eksofer (~1000 km).
Cabang utama bidang ini adalah
meteorologi, klimatologi, dan aeronomi.
- Klimatologi (Yunani: κλίμα, Klima, "wilayah, zona"; dan-λογία,-logia) adalah studi iklim, ilmiah didefinisikan sebagai kondisi cuaca rata-rata selama periode waktu tertentu, dan merupakan cabang dari ilmu atmosfer . Pengetahuan dasar iklim dapat digunakan dalam peramalan cuaca jangka pendek dengan menggunakan teknik analog seperti El Niño - Southern Oscillation (ENSO), yang Madden-Julian Oscillation (MJO), Osilasi Atlantik Utara (NAO), Annualar Utara Mode (NAM ), osilasi Arktik (AO), Pasifik Utara (NP) Index, Decadal Pasifik Oscillation (PDO), dan Pasifik Interdecadal Osilasi (IPO). Model iklim digunakan untuk berbagai tujuan dari studi mengenai dinamika iklim cuaca dan sistem untuk proyeksi iklim pada masa mendatang.
Kimia atmosfer adalah cabang ilmu
atmosfer yang mempelajari kimia atmosfer Bumi dan planet-planet lain. Bidang
multidisiplin ini melibatkan kimia lingkungan, fisika, meteorologi, pemodelan
komputer, oseanografi, geologi, vulkanologi, dan disiplin-disiplin lainnya.
Riset-riset yang dilakukannya semakin berhubungan dengan bidang ilmu lain
seperti klimatologi.
- Meteorologi adalah ilmu yang mempelajari atmosfer Bumi khususnya untuk keperluan prakiraan cuaca. Kata ini berasal dari bahasa Yunani meteoros atau ruang atas (atmosfer), dan logos atau ilmu pengetahuan yang mempelajari dan membahas gejala perubahan cuaca yang berlangsung di atmosfer.
Hidrometeorologi
- Paleoklimatologi merupakan ilmu mengenai perubahan iklim yang terjadi dalam seluruh rentang sejarah Bumi
- Biogeografi adalah cabang dari biologi yang mempelajari tentang keaneka ragaman hayati berdasarkan ruang dan waktu. Cabang keilmuan ini bertujuan untuk mengungkapkan mengenai kehidupan suatu organisme dan apa yang mempengaruhinya.
- Paleontologi adalah ilmu yang mempelajari tentang sejarah kehidupan di Bumi termasuk hewan dan tumbuhan zaman lampau yang telah menjadi fosil.
- Palinologi merupakan ilmu yang mempelajari polinomorf yang ada saat ini dan fosilnya, diantaranya serbuk sari, sepura, dinoflagelata, kista, acritarchs, chitinozoa, dan scolecodont, bersama dengan partikel material organik dan kerogen yang terdapat pada sedimen dan batuan sedimen.
- Mikropaleontologi merupakan cabang paleontologi yang mempelajari mikrofosil.
8. Geomikrobiologi adalah ilmu yang menggabungkan
geologi dan mikrobiologi, dan mempelajari interaksi organisme mikroskopis
dengan lingkungan anorganik, seperti pada batuan sedimen. Bidang ini menjadi
penting ketika berhubungan dengan mikroorganisme dalam akuifer dan suplai air
minum umum.
9. Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani:
Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "ilmu air") adalah cabang ilmu
teknik sipil yang mempelajari pergerakan, distribusi, dan kualitas air di
seluruh Bumi, termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air. Orang yang ahli
dalam bidang hidrologi disebut hidrolog, bekerja dalam bidang ilmu Bumi dan
ilmu lingkungan, serta teknik sipil dan teknik lingkungan.
- Glasiologi (dari bahasa Perancis glace yang berarti es dan bahasa Yunani Λoγος (logos) yang berarti ilmu) adalah ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat fisika dan kimia dari es dan salju (gletser), pembentukan formasi, pergerakan dan juga evolusinya
- Limnologi (dari bahasa Inggris: limnology, dari bahasa Yunani: lymne, "danau", dan logos, "pengetahuan") merupakan padanan bagi biologi perairan darat, terutama perairan tawar. Lingkup kajiannya kadang-kadang mencakup juga perairan payau (estuaria). Limnologi merupakan kajian menyeluruh mengenai kehidupan di perairan darat, sehingga digolongkan sebagai bagian dari ekologi.
- Hidrogeologi (hidro- berarti air, dan -geologi berarti ilmu mengenai batuan) merupakan bagian dari hidrologi yang mempelajari penyebaran dan pergerakan air tanah dalam tanah dan batuan di kerak Bumi (umumnya dalam akuifer). Istilah geohidrologi sering digunakan secara bertukaran. Beberapa kalangan membuat sedikit perbedaan antara seorang ahli hidrogeologi atau ahli rekayasa yang mengabdikan dirinya dalam geologi (geohidrologi), dan ahli geologi yang mengabdikan dirinya pada hidrologi (hidrogeologi)
10. Oseanografi (berasal dari bahasa Yunani oceanos
yang berarti laut dan γράφειν atau graphos yang berarti gambaran atau deskripsi
juga disebut oseanologi atau ilmu kelautan) adalah cabang dari ilmu kebumian
yang mempelajari segala aspek dari samudera dan lautan. Secara sederhana
oseanografi dapat diartikan sebagai gambaran atau deskripsi tentang laut. Dalam
bahasa lain yang lebih lengkap, oseanografi dapat diartikan sebagai studi dan
penjelajahan (eksplorasi) ilmiah mengenai laut dan segala fenomenanya. Laut
sendiri adalah bagian dari hidrosfer. Seperti diketahui bahwa Bumi terdiri dari
bagian padat yang disebut litosfer, bagian cair yang disebut hidrosfer dan
bagian gas yang disebut atmosfer.
Sementara
itu bagian yang berkaitan dengan sistem ekologi seluruh makhluk hidup penghuni
planet Bumi dikelompokkan ke dalam biosfer. Ilmu oceanografi dapat dibagi
menjadi beberapa cabang :
- Biologi laut atau oceanografi biologi, ilmu mengenai tumbuhan, binatang dan mikrobe (biota) samudera dan interaksi ekologi mereka;
- Oceanografi kimia atau kimia laut, ilmu mengenai kimia samudera dan interaksi kimianya dengan atmosfer;
- Geologi laut atau oceanografi geologi, ilmu mengenai geologi dasar laut termasuk tektonik lempeng;
- Oceanografi fisika ilmu mengenai ciri fisik samudera termasuk struktur suhu-salinitas, pencampuran, ombak, pasang, dan arus;
- Rekayasa laut mencakup disain dan membangun anjungan minyak, kapal, pelabuhan, dan struktur lainnya sehingga memungkinkan kita untuk menggunakan samudera dengan bijaksana.
11. Geologi ekonomi berhubungan dengan material Bumi
yang dapat digunakan untuk tujuan ekonomi dan/atau industri.
12. Geologi rekayasa adalah penerapan ilmu geologi dalam
praktek rekayasa untuk tujuan menjamin faktor-faktor geologi yang mempengaruhi
lokasi, disain, konstruksi, operasi dan perawatan pekerjaan rekayasa telah
dikenali dan diperhitungkan dengan matang.
13. Geologi lingkungan Mengelola sumberdaya geologi dan
hidrogeologi seperti bahan bakar fosil, mineral, air (permukaan dan air bawah
permukaan), dan tata guna lahan. Menetapkan dan mengurangi kemungkinan akibat
bencana alam pada manusia. Mengelola pembuangan sampah industri dan rumah
tangga serta mengurangi atau menghilangkan efek polusi.
14. Geologi sejarah menggunakan prinsip-prinsip geologi
untuk merekonstruksi dan memahami sejarah Bumi. Bidang ini berfokus pada
proses-proses geologi yang mengubah permukaan dan bawah permukaan Bumi, dan
penggunaan stratigrafi, geologi struktur, serta paleontologi untuk menjelaskan
urutan kejadian tersebut. Bidang ini juga berfokus pada evolusi tumbuhan dan
binatang selama periode waktu berbeda dalam skala waktu geologi.
16. Sedimentologi adalah ilmu yang mempelajari
pembentukan lapisan tanah karena pengendapan tanah yang mengalami perpindahan
dari tempat lain.
17. Stratigrafi adalah studi mengenai sejarah,
komposisi dan umur relatif serta distribusi perlapisan tanah dan interpretasi
lapisan-lapisan batuan untuk menjelaskan sejarah Bumi. Dari hasil perbandingan
atau korelasi antarlapisan yang berbeda dapat dikembangkan lebih lanjut studi
mengenai litologi (litostratigrafi), kandungan fosil (biostratigrafi), dan umur
relatif maupun absolutnya (kronostratigrafi). stratigrafi kita pelajari untuk
mengetahui luas penyebaran lapisan batuan.
18. Geologi struktur adalah studi mengenai distribusi
tiga dimensi tubuh batuan dan permukaannya yang datar ataupun terlipat, beserta
susunan internalnya.
19. Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang
mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari Bumi misalnya pada lithosfer
yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah
stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3.
20. Geomorfologi adalah sebuah studi ilmiah terhadap
permukaan Bumi dan poses yang terjadi terhadapnya. Secara luas, berhubungan
dengan landform (bentuk lahan) tererosi dari batuan yang keras, namun bentuk
konstruksinya dibentuk oleh runtuhan batuan, dan terkadang oleh perolaku
organisme di tempat mereka hidup. “Surface” (permukaan) jangan diartikan secara
sempit; harus termasuk juga bagian kulit Bumi yang paling jauh. Kenampakan
subsurface terutama di daerah batugamping sangat penting dimana sistem gua
terbentuk dan merupakan bagian yang integral dari geomorfologi.
21. Geofisika adalah bagian dari ilmu kebumian
yang mempelajari Bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di
dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer.
Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan Bumi
melibatkan pengukuran di atas permukaan Bumi dari parameter-parameter fisika
yang dimiliki oleh batuan di dalam Bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan
bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan Bumi baik itu secara
vertikal maupun horisontal.
22. Geokronologi merupakan ilmu untuk menentukan
umur absolut batuan, fosil, dan sedimen, dalam suatu tingkat ketidakpastian
tertentu yang melekat dalam metode yang digunakan. Berbagai macam metode
penentuan umur digunakan oleh ahli geologi untuk mencapai hal tersebut.
23. Hidrogeologi (hidro-
berarti air, dan -geologi berarti ilmu mengenai batuan) merupakan bagian dari hidrologi
yang mempelajari penyebaran dan pergerakan air tanah dalam tanah dan batuan di
kerak Bumi (umumnya dalam akuifer). Istilah geohidrologi sering digunakan
secara bertukaran. Beberapa kalangan membuat sedikit perbedaan antara seorang
ahli hidrogeologi atau ahli rekayasa yang mengabdikan dirinya dalam geologi
(geohidrologi), dan ahli geologi yang mengabdikan dirinya pada hidrologi
(hidrogeologi).
24. Mineralogi merupakan ilmu kebumian yang
berfokus pada sifat kimia, struktur kristal, dan fisika (termasuk optik) dari
mineral. Studi ini juga mencakup proses pembentukan dan perubahan mineral.
25. Kristalografi adlah sains eksperimental yang
bertujuan menentukan susunan atom dalam zat padat. Dahulu istilah ini digunakan
untuk studi ilmiah kristal. Kata "kristalografi" berasal dari kata
bahasa Yunani crystallon = tetesan dingin/beku, dengan makna meluas kepada
semua padatan transparan pada derajat tertentu, dan graphein = menulis.
27. Petrologi adalah bidang geologi yang berfokus
pada studi mengenai batuan dan kondisi pembentukannya. Ada tiga cabang
petrologi, berkaitan dengan tiga tipe batuan: beku, metamorf, dan sedimen. Kata
petrologi itu sendiri berasal dari kata Bahasa Yunani petra, yang berarti
"batu".
28. Vulkanologi merupakan studi tentang gunung
berapi, lava, magma, dan fenomena geologi yang berhubungan. Seorang ahli
vulkanologi adalah orang yang melakukan studi pada bidang ini. Istilah
vulkanologi berasal dari Bahasa Latin Vulcan, dewa api Romawi.
29. Ilmu tanah adalah pengkajian terhadap tanah
sebagai sumber daya alam. Dalam ilmu ini dipelajari berbagai aspek tentang
tanah, seperti pembentukan, klasifikasi, pemetaan, berbagai karakteristik
fisik, kimiawi, biologis, kesuburannya, sekaligus mengenai pemanfaatan dan
pengelolaannya. Tanah adalah lapisan yang menyeliputi Bumi antara litosfer
(batuan yang membentuk kerak Bumi) dan atmosfer. Tanah menjadi tempat tumbuh
tumbuhan dan mendukung kehidupan hewan dan manusia.
30. Edafologi (dipinjam dari bahasa Inggris:
edaphology, yang membentuknya dari dua kata bahasa Yunani ἔδαφος, edaphos,
"tanah, pijakan"; dan -λογία, -logia, "lambang",
"pengetahuan"), atau ilmu kesuburan tanah, adalah salah satu dari dua
cabang utama ilmu tanah yang mempelajari peran tanah sebagai pendukung
kehidupan, terutama tumbuhan. Cabang utama ilmu tanah yang lain adalah
pedologi.
32. Geografi adalah ilmu yang mempelajari
tentang lokasi serta persamaan dan perbedaan (variasi) keruangan atas fenomena
fisik dan manusia di atas permukaan Bumi. Kata geografi berasal dari Bahasa
Yunani yaitu gêo ("Bumi") dan graphein ("menulis", atau
"menjelaskan").
33. Penginderaan Jauh ,merupakan terjemahan dari istilah
remote sensing adalah ilmu, teknologi dan seni dalam memperoleh informasi
mengenai objek atau fenomena di (dekat) permukaan Bumi tanpa kontak langsung
dengan objek atau fenomena yang dikaji, melainkan melalui media perekam objek
atau fenomena yang memanfaatkan energi yang berasal dari gelombang elektromagnetik
dan mewujudkan hasil perekaman tersebut dalam bentuk citra.
Pengertian
'tanpa kontak langsung' di sini dapat diartikan secara sempit dan luas. Secara
sempit berarti bahwa memang tidak ada kontak antara objek dengan analis,
misalnya ketika data citra satelit diproses dan ditransformasi menjadi peta
distribusi temperatur permukaan pada saat perekaman. Secara luas berarti bahwa
kontak dimungkinkan dalam bentuk aktivitas 'ground truth', yaitu pengumpulan
sampel lapangan untuk dijadikan dasar pemodelan melalui interpolasi dan
ekstrapolasi pada wilayah yang jauh lebih luas dan pada kerincian yang lebih
tinggi.
4. Kartografi atau
pemetaan3
mempelajari representasi permukaan Bumi dengan simbol abstrak. Bisa dibilang,
tanpa banyak kontroversi, kartografi merupakan penyebab meluasnya kajian
geografi. Kebanyakan geografer mengakui bahwa ketertarikan mereka pada geografi
dimulai ketika mereka terpesona oleh peta pada masa kecil mereka. walaupun
subdisiplin ilmu geografi lainnya masih bergantung pada peta untuk menampilkan
hasil analisisnya, pembuatan peta itu sendiri masih terlalu abstrak untuk dianggap
sebagai ilmu terpisah.