Kunci Jawaban dan Penyelesaian OSP 2016 Lengkap Semua Bidang

Langsung Aja Download link di bawah ini :

OSP Matematika 2016

OSP Kebumian 2016

OSP Fisika 2016

OSP Kimia 2016

OSP Biologi 2016

OSP Astronomi 2016

OSP Geografi 2016

OSP Ekonomi 2016

OSP Komputer 2016

Diatas Awan masih ada Awan

Lihat gambar ini:

Awan Cumulonimbus  ini kok bagian atasnya agak geje (gak jelas) ya? Flat gitu... seperti tertahan sesuatu. 

Kenapa ya?

Awan yang biasa kita lihat setiap hari : Cumulonimbus, Cumulus, Altostratus, dsb. adalah awan-awan yang tetes airnya atau kristal es nya berasal dari permukaan bumi. Tahu dong, cara pembentukan awan?

Kebangetan kalo gak tahu... dulu waktu TK aja KebumianZone udah diajarin kok -_-

Biasa lah—air dari laut/sungai/danau/transpirasi tumbuhan menguap... naik ke atas... mendingin... uap air mengembun jadi air... dan taraaaaaa~ terbentuklah awan! Yep, inilah mekanisme paling basic untuk pembentukan awan. Awan juga bisa terbentuk  dengan cara:

1)      Perkembangan awan lain, misalnya altocumulus yang membesar dapat membentuk statocumulus. 

2)      Pendinginan suatu lapisan udara secara keseluruhan, misalnya jika atmosfer bagian bawah mendingin, akan terbentuk stratus di sana.

3)      Penguapan awan lain, misalnya cirrostratus tipis yang menguap dapat menjadi cirrocumulus.

4)      Dan lain lain.

Yang jelas, intinya awan-awan yang biasa kita lihat ini asalnya dari uap air di permukaan bumi yang naik

lalu mendingin menjadi awan. Nah, awan-awan ini akan terhenti ketika mencapai puncak troposfer alias

tropopause. Loh, kenapa harus begitu?

Sekarang—gimana caranya paket udara yang mengandung uap air bisa naik dan membentuk awan-awan indah? Pada prinsipnya, paket udara akan terus naik kalau dia lebih enteng dari lingkungan sekitarnya. Bagaimana caranya agar lebih enteng?Tentunya paket itu harus lebih panas.

Perhatikan struktur melintang atmosfer berikut. Garis menunjukkan suhu.

Perhatikan batas antara troposfer dan stratosfer (yaitu tropopause). Dari permukaan bumi ke bagian atas troposfer, suhu udara semakin dingin. Karenanya, mudah bagi sebuah paket udara yang panas bin lembab untuk terus naik.. naik... dan naik... di daerah troposfer—kan suhu lingkungannya dingin banget, otomatis paket udara jadi lebih hot dan lebih enteng. Masalah datang ketika paket udara mulai bertemu stratosfer. Di stratosfer, suhu udara makin ke atas justru makin panas... alhasil paket udara tadi, kalau dibandingkan dengan kondisi lingkungan di stratosfer, malah jadidingin! Dingin = berat, karena berat paket udara nggak bisa naik lagi. Dengan kata lain, gerakan vertikal paket udara terhenti di tropopause.

Inilah mengapa awan-awan Cuma ada di troposfer.

Apa itu artinya gak ada awan yang berada di atas troposfer? Eh, jangan salah! Awan-awan yang terbentuk dari hasil naiknya uap air dari permukaan bumi lah yang nggak bisa menembus tropopause. Nah, gimana kalo suplai airnya bukan dari permukaan bumi, tapi dari luar angkasa? Beneran ada loh! :D

Wow, jadi emang bener ya, ada UFO yang semprot-semprot air di bagian atas atmosfer?

Mari kenalan dengan awan nacreous dan awan noctilucent... dan asalnya mereka BUKAN dari alien Mars....

Awan nacreous, asal katanya dari “nacrea” yang artinya mutiara. Awan ini memang tampak berkilau mutiara. Belum diketahui pasti komposisi awan nacreous, namun diperkirakan terdiri atas tetes air (cair /padat?) yang kelewat dingin. Awan ini berada di stratosfer pada ketinggian 30 km. Walau cantik, awan ini berbahaya! ialah yang menyebabkan lubang ozon di antartika. (Lebih lanjut silakan baca Wikipedia ini)

Awan noctilucent, yang berarti “awan malam yang berkilau” terdiri atas kristal-kristal es. Airnya berasal dari meteor yang terpecah di atmosfer atas atau dari reaksi kimia yang melibatkan gas methan. Awan ini berada di mesosfer bagian atas dengan ketinggian kira-kira 75 km.

Kedua awan ini baru terlihat di daerah kutub, di mana matahari bersinar cukup rendah sehingga kilau keduanya tampak jelas.

Wah, ternyata di atas awan masih ada awan!

Jenis-jenis awan yang indah

Jika suatu awan punya ciri-ciri khusus, kita bisa menambah “akhiran” di belakang nama awan. Contohnya, awan altocumulus yang berbentuk melensa bisa kita namai altocumulus lenticularis (soal OSN 2008). Bentuk-bentuk lain?

Lenticularis (lens, lenticula, lensa)

Awan berbentuk melensa; sering memanjang dengan tepi yang jelas. Valid untuk: cirrocumulus, alto-cumulus, dan stratocumulus.

Fractus (frangere, koyak)

Awan yang tampak terkoyak atau tersobek; valid untuk stratus dan cumulus saja.

Humilis (humilis, kecil)

Awan cumulus dengan dasar yang datar dan sedikit pertumbuhan vertikal.

Congestus (congerere, to bring)

Awan cumulus dengan pertumbuhan vertikal yang cukup hebat sehinggatampak seperti brokoli.

Undulatus (unda, wave; bergelombang)

Awan dalam grup-grup kecil, lembaran, atau lapisan yang tampak bergelombang.

Translucidus (translucere, to shine)

Awan yang menutupi sebagian besar langit dan cukup transparan sehingga posisi matahari atau bulan
ketahuan.

Mammatus (mamma, kelenjar susu)

Awan dengan tonjolan mirip susu sapi di bawahnya; muncul di awan cirrus, altocumulus, altostratus,
stratocumulus, dan cumulonimbus

Pileus (pileus, topi)

Awan yang memiliki bentuk mirip topi yang terpasang di atas bentuk cumuliform awan tersebut, biasanya menandakan tahap pertumbuhan.

Castellanus (castellum, kastil)

Awan yang memperlihatkan pertumbuhan vertikal sehingga mirip menara, sering berbentuk seperti kastil-kastil kecil.

Fibratus (Fibre, serat)

Awan dengan bentuk berserat-serat.

Arcus (Arc, busur)

Bentuk tambahan pada bagian dasar awan yang bentuknya melengkung atau menggulung seperti busur yang sedang direntang, dan tepinya seperti perca tebal dan terdapat pada awan Kumulonimbus atau Kumulus. (copy paste langsung dari soal OSP 2009, hehehehe)

Incus (Inca, landasan)

Awan yang pertumbuhan vertikalnya sangat hebat sampai-sampai mencapai tropopause sehingga bagian atasnya mirip landasan.

Mesosfer = Lapisan terdingin Atmosfer, tapi bisa membakar meteor

Sudah ada mesosfer setebal 20 kilometer, eh masih banyak juga meteor-meteor yangnyelonong menyambangi permukaan bumi kita seperti di Teluk Bone dan Duren Sawit (Jakarta) baru-baru ini. Gimana kalau nggak ada sama sekali ya.. wah pastinya kehidupan di bumi ga mungkin ada. By the way, ngerasa aneh ga sih, geosciensters, bukannya mesosfer itu lapisan terdingin dengan suhu sampai -100°C, tapi kok bisa “membakar” meteor?

Sebenarnya ini ga aneh loh, geosciensters. Jawabannya: gesekan.

Pernah kan, waktu udara dingin, kamu menggosokkan kedua telapak tanganmu biar hangat? Begitu jugalah cara kerja mesosfer. Mesosfer memiliki cukup densitas untuk “menggosok” meteor-meteor yang masuk ke bumi sampai terbakar. Apalagi meteor-meteor itu jatuh bebas dengan kecepatan yang luar biasa, bisa dibayangkan gaya geseknya besar sekali!

Pertanyaannya: mengapa yang membakar meteor bukan lapisan termosfer saja, yang jauh lebih panas?

Sebenarnya, termosfer dan eksosfer itu tidak sepanas yang diberitakan!
Kalau kamu membawa thermometer biasa ke atas sana dan mengukur suhunya, kamu akan dapatkan hasil pengukuran yang super dingin! Kok bisa?

Seperti yang kamu tahu, makin panas suatu zat, maka gerak partikelnya semakin cepat. Partikel-partikel udara di termosfer bagian tengah sampai eksosfer bergerak sangat cepat, secepat partikel yang bersuhu ratusan derajat Celcius. Tapi, udara disana tipiiiiiiis sekali dengan jumlah partikel sangat sedikiiiiiiit. Padahal kebanyakan energy yang diserap thermometer atau dirasakan oleh kulit/meteor berasal dari konduksi. Jadi, walaupun suhupartikel udaranya tinggi sekali, tetapi jumlahnya terlalu sedikit sehingga suhulingkungannya rendah sekali. Begitu… Jadi meteor sih aman-aman saja melewati eksosfer dan termosfer yang “hot” sampai akhirnya dihadang si mesosfer yang “cool” . Hehehe.

Mesosfer itu ibarat pedang bermata dua (bagi manusia sih). Di satu sisi dia berjasa melindungi bumi dari bombardir meteor, tapi di sisi lain mesosfer bisa juga membakar pesawat luar angkasa yang kita luncurkan dengan biaya jutaan dolar. Solusinya? perlindungan ekstra. Badan pesawat ulang-alik/satelit dilapisi bahan-bahan yang tahan panas, seperti berilium, tungsten, karbon-karbon reinforsi,dan  karbon ablatif sehingga tahan dari gaya gesek nan hot dari mesosfer.

Tornado

Apa itu tornado?

Tornado adalah salah satu wahana permainan favorit di Dufan.

-,- maksudnya tornado bencana itu loh, kaaak…

Ehem, dalam dunia meteorologi, tornado didefinisikan sebagai angin kencang yang berputar mengitari daerah bertekanan sangat rendah. Tornado—yang juga beken dengan sebutan twister—cukup sempit : berdiameter antara 100 sampai 600 m. Yah.. walaupun ada pengecualian sih. Beberapa tornado ekstrim cuma berdiameter beberapa meter dan tornado ekstrim lain ada yang selebar 1 mil! Huwih… Normalnya, tornado bertahan hidup beberapa menit aja dan “meneror” lintasan sepanjang 7 km dengan kecepatan antara 20 sampai 40 knot. Kekuatan tornado diukur dengan Skala Fujita, sebagai penghormatan kepada meteorologis Theodore Fujita dari University of Chicago.

Riwayat Tornado

Gak mau kalah dengan awan Cumulus, tornado juga punya riwayat hidup. 

Pertama, tahap putaran-debu (dust-whirl stage). Di sini debu-debu tiba-tiba terbang ke atas dan disambut oleh pusaran mirip belalai pendek yang menjuntai dari dasar awan Cumulonimbus.

Kedua, tahap pengaturan (organizing stage). “Belalai” tadi makin panjang dan makin jelas bentuknya.

Ketiga, tahap matang (mature stage). Posisi belalai makin vertikal dan  telah mencapai lebar serta kekuatan maksimalnya. Tornado sudah terbentuk, siap menghancurkan segala rintangan yang menghadang.

Keempat, Tahap pengecilan (shrinking stage). Diameter tornado mengecil, tornado makin miring, kerusakan berkurang.

Kelima, tahap peluruhan (decay stage). Tornado terentang sampai bentuknya mirip tali. Perlahan tornado menghilang.

Bagaimana tornado terbentuk?

Pertama-tama, harus terbentuk awan Cumulonimbus yang cukup besar. Tapi, tidak semua Cumulonimbus besar bisa menelurkan tornado. Ingat lagi bahasan kita di posting Cumulus, Riwayatmu kini, Cumulonimbus yang sedang terbentuk memiliki arus udara naik atauupdraft. Nah, agar cumulonimbus menelurkan tornado, updraft tadi harus berputar. Lah, bagaimana caranya updraft bisa berputar? Updraft bisa berputar di daerah denganvertical wind shear yang kuat. Wind shear adalah angin yang kecepatan atau arahnya berubah secara drastis pada jarak yang relatif kecil. Adanya angin yang makin ke atas makin bertambah kecepatannya dan dengan arah yang berubah secara drastis menyebabkan updraft tadi berputar cepat!

Perubahan arah hanya bisa terjadi di daerah yang gaya Coriolisnya kuat. Fiuh.. beruntunglah kita yang tinggal di daerah tropis dengan gaya Coriolis mendekati nol, kita nggak bakal mengalami tornado…

Kolom udara yang naik dan berputar tadi disebut mesosiklon yang berdiameter 5-10 km. Mesosiklon ini merupakan pusat tekanan rendah yang menghisap udara disekitarnya… akibatnya putaran mesosiklon makin kencang dan menyebabkan mesosiklon menyempit dengan diameter 2-4 m dan juga memanjang. Di tengah mesosiklon yang menyempit ini terbentuklah tornado-tornado “kecil” yang perlahan-lahan turun menembus dasar awan sampai akhirnya mencapai permukaan bumi.  

Begitulah cerita bagaimana tornado terbentuk. Cukup rumit ya? Sttt.. sebenarnya ahli meteorologi pun sampai sekarang masih belum bisa merumuskan mekanisme pembentukan tornado yang pakem. Bahasa kerennya, pembentukan tornado masih diselimuti kabut misteri… terutama tentang bagaimana tiba-tiba terbentuk tornado-tornado kecil di tengah mesosiklon. Apakah kamu siap mengungkap misteri ini, hei calon ahli meteorologi Indonesia? :D

Skala Gerak Atmosfer

Fenomena-fenomena yang terjadi di atmosfer kita sangat beragam, dari yang seimut pusaran angin kecil (eddies) sampai sebesar sel Hadley, sel sirkulasi yang mempengaruhi sepertiga dunia. Karena itu, meteorologis mengelompokkan berbagai kejadian di atmosfer dalam skala mikro, meso, sinoptik dan global sesuai dengan luas daerah yang dipengaruhi dan durasi peristiwa.

Skala mikro

peristiwa-peristiwa di atmosfer yang ukurannya meteran dan hilang dalam beberapa menit. Contoh: pusaran angin kecil di tengah taman kota

Skala meso

Peristiwa-peristiwa di atmosfer berukuran beberapa sampai puluhan kilometer dan berlangsung selama puluhan menit sampai beberapa jam.

Contoh: Awan Cumulonimbus, membuat satu kecamatan diterjang hujan badai yang berlangsung satu-dua jam.Tornado, pusaran angin di darat yang merusak area seluas beberapa km dan hilang dalam hitungan puluhan menit. Mesosiklon adalah “emaknya” tornado. (Untuk keterangan lebih lanjut tentang pembentukan tornado silakan klik “Torrrnado!”)

Skala sinoptik

Sinoptik adalah peta cuaca. (pembahasan lebih lanjut tentang peta cuaca silakan klik “Melihat Lebih Dekat: Peta Sinoptik”). Jadi, yang termasuk skala sinoptik ialah peristiwa-peristiwa yang digambar di peta cuaca, misalnya front, depresi dan antisiklon, atau bisa juga fenomena berukuran ratusan-ribuan km yang berlangsung berhari-hari, seperti hurricane.

Skala global

Namanya juga skala global, pastinya peristiwanya mempengaruhi satu planet. Contoh: Sirkulasi Hadley, Ferrel, dan Kutub.

Itu semua pembagian skala untuk semua peristiwa atmosfer. Skala regional tidak dikenal secara resmi, tapi kalau ngomongin skala regional biasanya maksudnya adalah 

satu daerah yang ukurannya sedang (gak kecil-kecil amat tapi gak gede-gede amat), misalnya satu pulau Jawa. 

Oya, pembagian skala gerak ini pun nggak strict ya! Satu kategori bisa bercampur dengan kategori lain. Contoh: Tropical Storms alias badai tropis ada yang berkekuatan lemah, tetapi ada juga  yang kuat banget sehingga kategorinya bercampur antara skala meso dan skala sinoptik, 

Khusus untuk angin, kita punya klasifikasi sendiri.

Skala Tersier

Alias angin lokal: angin yang berhembus di daerah yang sempit aja, seperti: Angin Fohn, angin Anabatik, dsb.

Skala Sekunder

Sama juga dengan angin regional: meliputi daerah yang nggak terlalu sempit tapi juga nggak terlalu luas. Contoh: Angin Muson di Indonesia. Oya, sirkulasi Muson di Indonesia dikenal juga dengan nama Siklus Walker.

Skala Primer

Ini nih tandingannya skala global: angin yang mendunia! Termasuk angin skala primer adalah angin pasat, angin baratan, dan angin timuran

Konsep Penanggalan Absolut: Radioaktif

Pada artikel sebelumnya, kita sudah membahas bagaimana menentukan umur relatif batuan memakai metode penanggalan relatif. Tapi metode penanggalan relatif nggak begitu memuaskan, geosciensters. Ini karena penanggalan relatif hanya memberitahu kita batuan A lebih tua atau lebih muda daripada batuan B. Pertanyaannya, berapa tahun tepatnya, batuan A lebih tua?? 100 juta tahun?? 200 juta tahun?? Inilah yang dicoba jawab metode penanggalan absolut.

Ada banyak cara untuk mengetahui secara exact umur batuan, antara lain metode jejak fisi (fission track),  thermoluminescence, dan penanggalan radioaktif (radioactive dating). Kita akan membahas yang terakhir karena ini yang paling sering digunakan di geologi (dan paling mungkin keluar di OSN juga, hehehe).

Jadi, gimana sih cara kerja penanggalan radioaktif?

Sampai sekarang, ada sekitar 140 unsur kimia yang ditemukan manusia. Mayoritas unsur-unsur itu stabil, tapi ada juga beberapa unsur yang nggak stabil. Contoh terkenal misalnya Uranium; unsur ini ‘nggak nyaman’ dengan keadaannya sehingga ia berubah menjadi unsur lain, yaitu timbal (Pb). Perubahan suatu unsur nggak stabil menjadi unsur lain yang lebih stabil disebut meluruh atau decay.

Apa aja sih unsur-unsur yang radioaktif? Sssstt... sebenarnya, karbon (C) pun radioaktif!! Tapi tentunya nggak semua karbon.. hanya isotop C-14 aja yang merasa nggak nyaman. Isotop adalah variasi berat atom dari unsur yang sama. Karbon, misalnya, punya 3 isotop:

C-12, C-13, dan C-14. Ketiga isotop ini punya jumlah proton yang sama yaitu 6 buah proton (makanya ketiganya sama-sama unsur karbon). Namun, C-12 punya 6 neutron, sehingga berat atomnya 6+6=12 sma (satuan massa atom, pelajaran kelas X SMA, hehehe). Sedangkan C-13 punya 7 neutron dan C-14 punya 8 neutron, sehingga berat atomnya berturut-turut 13 sma dan 14 sma. See? Unsurnya sama, tapi berat atomnya berbeda.

Kembali ke radioaktivitas, dari ketiga isotop karbon di atas, C-14 lah yang radioaktif, sedangkan unsur C-12 dan C-13 stabil-stabil aja. Unsur ini meluruh menjadi N-14. Sebenarnya, Uranium pun punya 2 isotop: U-235 dan U-238. Kebetulan dua-duanya sama-sama radioaktif.

Nah, sekarang bagaimana kita memanfaatkan sifat radioaktivitas unsur untuk mengetahui ‘tanggal ulang tahun’ batuan?

Unsur radioaktif menyebar di mana-mana, termasuk di batuan. Mineral muskovit pada batuan granit biasanya mengandung Kalium-40 yang radioaktif. Sekarang, bayangkan suatu tubuh batuan granit baru saja membeku dari magma. Mineral muskovit pada granit ini mengandung K-40 sebanyak 8 buah.

K-40 sedikit demi sedikit berubah menjadi Ar-40. Setelah beberapa waktu berlalu, setengah dari isotop induk (K-40) meluruh menjadi isotop anak, yaitu Argon-40. Waktu ini kita sebut dengan waktu paruh, atau half-life.Waktu paruh ini berbeda-beda untuk tiap unsur radioaktif. Waktu paruh untuk K-40 ialah 1,3 milyar tahun.

Jadi, setelah 1,3 milyar tahun berlalu, setengah dari jumlah K-40 yang ada akan berubah menjadi Ar-40. Jadi, 4 buah K-40 bakal meluruh:

Berapa perbandingan K-40: Ar-40? Jawabnya 1:1.

Setelah 2,6 milyar tahun berlalu, setengah dari jumlah K-40 yang ada akan berubah menjadi Ar-40. Nah, sekarang ‘kan K-40 sisa 4 buah. Jadi, setengah dari 4, yaitu 2 buah K-40 akan meluruh menjadi Ar-40.

Berapa perbandingan K-40: Ar-40? Jawabnya 1:3. Ya kan?

Jadi, konsep dasar penanggalan radioaktif adalah mencari rasio antara isotop induk dibanding isotop anak. Semakin kecil rasionya, semakin tua umur batuan tersebut.

Sekarang, coba kerjakan soal KebumianTryout #5, Januari 2011 ini:

Sebuah sampel granit mengandung muskovit, dimana muskovit tersebut mengandung 

unsur K yang radioaktif. Unsur K radioaktif meluruh menjadi unsur Ar. Jika diketahui 

pada sampel granit perbandingan K radioaktif dan Ar adalah 1:3, berapakah umur 

batugranit tersebut? (waktu paruh K‐radioaktif = 1,3 milyar tahun) 

Soal KebumianTryout#5,  esai no.1

(Jawab: 2,6 milyar tahun)

Gampang, ‘kan? :D