Karbon, Kerangka Dasar Pembentuk Kehidupan

Ilustrasi karbon

Karbon merupakan pembentuk kerangka dasar kehidupan. Banyak dari kita pernah mendengar kata kata tersebut, tetepi kurang memahami apa makna sebenarnya dari pernyataan tersebut. Seluruh benda hidup tersusun dari unsur unsur penyusunnya, dengan elemen paling berlimpah di alam adalah oksigen, karbon, hidrogen, nitrogen, kalsium dan fosfor. Dari berbagai unsur tersebut, karbon berperan penting dalam menyusun rangka dasar kehidupan melalui kemampuannya bergabung dengan unsur lain menjadi komponen penting seperti gula, pati, lemak dan protein. Bersama-sama, semua jenis senyawa karbon ini mencakup hampir separuh massa maskhluk hidup.

Karbon juga ada dalam bentuk lain di atmosfer bumi, tanah, lautan dan juga batuan kerak bumi. Manakala melihat bumi sebagai sebuah sistem, maka seluruh komponen ini disebut sebagai pool karbon atau dalam sumber lain disebut stock atau reservoir karbon karena fungsinya sebagai penyimpan cadanga karbon dalam jumlah besar. Setiap pergerakan atau perpindahan karbon dari salah satu pool ke reservoir yang lain dikenal sebagai fluxs (aliran). Dalam sistem yang saling terhubung dan terintegrasi, fluxs menghubungkan reservoir untuk secara bersama sama menghasilkan daur ataupun umpanbalik.

Salah satu contoh terbaik sebuah siklus materi adalah daur karbon yang terjadi di atmosfer. Karbon di atmosfer digunakan oleh tumbuhan untuk menyusun massa tumbuhan melalui proses fotosintesis. Dalam skala global, proses ini melibatkan tansfer karbon dalam jumlah besar dari satu pool (atmosfer) ke pool yang lain (tanaman). Seiring berjalannnya waktu, tanaman terserbut mati dan meluruh menjadi bentuk karbon yang lain. Semua proses tersebut mengalirkan karbon melalui daur dari berbagai pool dalam ekosistem dan melepaskan kembali karbon tersebut ke atmosfer. Berbagai jenis daur karbon yang lain juga terjadi misalnya yang terjadi di lautan.

Dalam skala waktu yang paling singkat dalam orde menit atau detik, tanaman menangkap karbon dari atmosfer melalui proses fotosintesis serta melepaskan kembali ke atmosfer melalui proses respirasi. Dalam skala waktu yang lebih panjang, karbon dari tanaman mati terurai dan terbenam dalam tanah, dan mungkin akan tetap seperti itu dalam kurun waktu, tahun, dekade atau abad, sampai dengan tanaman mati tersebut terurai oleh mikroba dan dilepasakan kembali ke atmosfer. Dalam skala waktu yang lebih tinggi, karbon yang berada dalam tanah akan terendapkan dalam sedimen, mencegahnya untuk terurai dan kemudian secara berlahan berubah menjadi minyak bumi, batubara atau gas seperti yang sekarang kita pakai. Ketika kita membakar senyawa ini, maka kita melepaskan kembali karbon yang telah tersimpan selama jutaan tahun kembali ke atmosfer dalam bentuk karbon dioksida.

Daur karbon memiliki peran yang sangat besar dalam kelangsungan fungsi dan kelanjutan segala kehidupan di planet bumi. Dalam skala global, daur karbon memegang peran dalam mengatur iklim di bumi melalui pengaturan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer. Karbon dioksida berperan penting dalam gejala yang dikenal sebagai efek gas rumah kaca (greenhouse effect), melalui pemerangkapan panas matahari oleh beberapa jenis gas yang berada di permukaan bumi dan mencegahnya lepas keluar angkasa. Efek rumah kaca sendiri merupakan sebuah fenomena alam yang sempurna, dan tanpanya bumi akan merupakan suatu tempat yang sangat dingin dan tidak mungkin ditinggali makhluk hidup. Tetapi seperti dengan kasus lain, terlalui banyak hal baik akan membawa konsekuensi buruk, dan peningkatan konsentrasi gas rumah kaca secara tidak alami di atmosfer telah menyebabkan planet bumi menjadi lebih panas.

Dalam beberapa tahun terakhir, karbon dioksida telah menerima perhatian yang sangat besar terkait dengan peningkatan konsentrsinya di atmosfer yang mencapai 30% lebih besar dari kondisi normal, dan angka tersebut akan terus meningkat dalam beberapa tahun mendatang. Para ilmuan telah menunjukan bahwa kenaikan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer tersebut terjadi sebagai akibat dari berbagai aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan perusakan hutan yang dilakukan dalam kurun waktu 150 tahun terakhir. Karena karbon dioksida merupakan gas rumah kaca, maka peningkatan konsentrasinya di atmosefer dipercaya telah menyebabkan kenaikan suhu secara global. Inilah penyebab utama terjadinya perubahan iklim, dan inilah alasan utama meningkatknya ketertarikan terhadap karbon dan daurnya.

Dalam daur karbon reservoir bumi dapat berfungsi ganda, sebagai sumber karbon ke atmosfer (source) dan juga berfungsi sebagai penyimpan karbon (sink) yang diambil dari udara. Jika kedua arah fluks karbon tersebut berada pada harga yang sama besar maka daur karbon dinyatakan sebagai dalam kesetimbangan dan  tidak ada perubahan ukuran dari reservoir seiring perubahan waktu. Menjaga jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam jumlah tetap merupakan langkah tepat untuk menjaga kesetabilan temperatur rata rata planet bumi. Akan tetapi, penggunaan bahan bakar fosil dan alih fungsi hutan telah menjadikan aliran karbon ke atmosfer melebihi kemampuan alam untuk menyimpan karbon melalui lautan, hutan dan sejenisnya, sehingga ukuran reservoir karbon di atmosfer cenderung meningkat. Keadaan inilah yang saat ini ditengarai sebagai penyebab meningkatnya suhu global pertanda terjadinya perubahan iklim. Sejauh mana konsentrasi karbon dioksida akan meningkat dimasa mendatang sangat tergantung kepada seberapa banyak karbon yang dilepaskan manusia dan  seberapa besar karbon yang mampu diserap berbagai reservoir karbon alami planet bumi. Secara sederhana semuanya akan sangat tergantung kepada proses daur karbon yang terjadi di alam.

Adapted from  Global Carbon Cycle, University of New Hamshire

Visit my blog at www.maszoom.blogspot.com

Resep Terbaik Membuat Kompos Rumah Tangga

tanaman bermedia kompos (doc pribadi)

Perubahan iklim global sebagai akibat pemanasan global saat ini sedang melanda seantero dunia. Pemanasan global pada dasarnya adalah terjadinya gangguan pada kesetimbangan daur karbon akibat berbagai aktivitas manusia. Ketika kita membakar minyak bumi, gas alam atau batubara, sejumlah besar rantai karbon prasejarah (fossil fuel) yang sudah tersimpan dibawah tanah selama jutaan tahun terbebaskan kembali ke atmosfer dalam bentuk karbon dioksida. Alternatif jalan yang dapat ditempuh untuk menyelamatkan kesetimbangan daur karbon tersebut adalah dengan mengunci atom karbon tersebut kembali dalam tanah.

Kita dapat membantu melawan pemanasan global dengan mengurangi emisi gas rumah kaca dengan melakukan pengomposan segala sampah organik yang ditimbulkan oleh kegiatan rumah tangga. Sisa kegiatan kita seperti daun yang berguguran, pangkasan tanaman, tanaman mati dan juga sampah dapur dapat kita buat kompos yang selanjutnya dapat digunakan untuk menyuburkan kebun dan halaman kita.

Ikuti langkah berikut untuk mendapatkan proses pengomposan dengan hasil terbaik sekaligus menghindari hama, serangga dan mikroorganisme pengganggu :

Keseimbangan Karbon dan Nitrogen. Proses pengomposan paling efektif terjadi manakala bahan organik memiliki perbandingan karbon dan nitrogen yang tepat. Dalam pengomposan, karbon dan nirogen diperlukan sebagai makanan bakteri, fungi dan jasad renik lain (cacaing) dalam proses pelapukan. Karbon digunakan oleh mikroorganisme tersebut sebagai sumber energi, sedangkan nitrogen dalam bahan organik tersebut digunakan sebagai penyusun kerangka protein.

Perbandingan  karbon : nitrogen dalam proses pengomposan yang ideal berkisar antara 25 :1 sampai dengan 30 : 1. Perbandingan yang terlalu besar mengakikatkan proses pengomposan berjalan lambat, sebaliknya apabila perbandingan terlalul kecil, nitrogen akan terbebaskan ke udara dalam bentuk amonia yang menyebabkan bau busuk. Sebagai perkenalan, material yang kaya karbon cenderung kering dan kusam seperti daun kering, jerami, sisa gergajian, batang dan potongan kayu. Untuk material yang kaya nitrogen cenderung basah dan hijau lakasana daun segar, sayuran, sisa makanan maupun kotoran hewan.

Biarkan Kompos Bernafas. Proses pengomposan berlangsung secara aerobik (memerlukan oksigen), berbeda dengan pengolahan sampah yang terjadi secara anaerob (tanpa oksigen). Karena memerlukan oksigen dalam prosesnya, pencampuran dan pengadukan kompos secara berkala (tiga hari sekali) menjadi jalan keluar terbaik. Dengan pengadukan proses berlangsung lebih efektif, mengurangi terbentuknya metana (21 kali lebih berbahaya dari pada karbon dioksida terhadap pemanasan global) pada proses anaerob. Selain itu dengan pengomposan yang efektif, suhu kompos akan meningkat  dan membunuh organisme penyebab penyakit dan juga benih gulma yang merugikan.

Tutup Gundukan Kompos. Proses pengomposon membutuhkan suhu yang ideal untuk mendukung berlangsungnya proses yang efektif. Suhu akan meningkat berlahan secara parabolis dari suhu ruangan (25^oC) sampai dengan titik maksimal sekitar 60^oC untuk kemudian menurun ketika proses mencapai titik akhir. Prose pengomposan berakhir manakala warna menjadi gelap, remah dan berbau laksana tanah. Dengan penutupan, suhu gundukan/loop akan terjaga, menghindari terpaan hujan dan juga panas yang berlebihan.

Kompos yang sudah jadi mempunyai berbagai kegunaan seperti pengganti pupuk buatan, media tanam, atau media campuran pembibitan. Selain itu kompos juga bisa digunakan sebagai media penutup lahan yang sangat baik.

Ok, kan? What R U waiting 4?

www.maszoom.blogspot.com

referensi : Union of Concerned Scientist, USA, April 2010

Lima Langkah Berkebun Urban Ramah Lingkungan

ilustrasi aj ne (doc pribadi)

Rumah tangga di Indonesia sebagian besar merupakan keluarga agraris yang menyandarkan pemenuhan kebutuhan dari budidaya pertanian. Tak ubahnya rekan mereka yang di kawasan rural, masyarakat urban (perkotaan) di Indonesia juga membawa gaya hidup yang sama, meluangkan waktu, tenaga dan dana sekedar untuk menyalurkan hobi berkebun, menanam bunga atau tanaman budidaya. Di Amerika, lebih dari 7% rumah tangga urbannya terlibat kegiatan berkebun dalam berbagai level, mulai dari sejedar hobi untuk memiliki koleksi bunga yang indah, hijaunya halaman dengan rerumputan, penyediaan buah segar dari kebun belakang sampai dengan penyediaan sayuran. Selain itu ada juga yang meluangkan hobi berkebun sekedar untuk mendapatkan ketenangan, keheningan dan kedekatan dengan alam yang sudah sangat jarang dalam masyarakat urban dimana segalanya diukur dengan uang dan waktu yang memburu.

 Tanpa disadari dari berbagai latar belakang kegiatan berkebun urban diatas, ada aspek lain yang tak disangka-sangka namun sangat berharga. Berkebun dengan perlakuan tertentu ternyata ikut andil dalam melawan pemanasan global. Hebatnya disini, kegiatan yang sederhana ini, tanpa disadari menjadi salah satu kunci masyarakat urban untuk turut serta membela bumi. Hubungan pemanasan global dan berkebun ramah lingkungan terkait erat dengan beberapa aspek lain seperti pengetahuan tentang daur karbon, ilmu tanah, tumbuhan dan perubahan iklim. Selain itu berkebun ramah lingkungan juga berkaitan dengan pengelolaan sumber daya alam dan adaptasi pemenuhan kebutuhan dari halaman belakang. Alih alih mengemisikan karbon (carbon emitting), berkebun dan berbagai budidaya pertanian ramah lingkungan merupakan satu - satunya kegiatan manusia yang menyimpan karbon (Carbon sink), turut menjaga keseimbangan konsentrasi karbon di atmosfer.

Beberapa langkah dapat dilakukan untuk menjadikan kegiatan berkebun kita di halaman belakang rumah semakin ramah lingkungan. Langkah - langkah tersebut terkait erat dengan keseimbangan daur karbon yang melibatkan proses emisi karbon dan penyimpanan karbon. Langkah tersebut adalah :

1.       Meminimalisir emisi karbon dari peralatan dan bahan yang digunakan.

2.       Tidak membiarkan tanah telanjang tanpa tanaman penutup lahan.

3.       Menanam jenis tanaman pohon, semak, perdu dan herba di halaman.

4.       Mengembangkan kegiatan daur ulang di halaman dan kebun belakang.

5.    Menanam rumput di halaman, jangan menanam beton.

www.maszoom.blogspot.com

referensi : Union of Concerned Scientist, USA, April 2010

Melindungi Tanah Air dari Pemanasan Global Bermodalkan Tanah

Global warming counter attackante (dok pribadi)

Seluruh makhluk hidup yang ada di permukaan bumi tersusun atas atom karbon sebagai kerangka dasar. Atom Karbon dapat terikat sebanyak empat karbon lain (valensi empat dalam ilmu kimia). Sebagai akibatnya, atom karbon dapat membentuk suatu rantai atom yang suaangat puanjaaaaang sekali. Beberapa senyawa alam seperti protein, lemak dan karbohidrat merupakan beberapa contoh rantai karbon yang mempunyai peran esensial dalam menunjang kehidupan makhluk bumi. Atom karbon secara berkelanjutan terus bergerak dan berpindah melalui organisme hidup, lautan, atmosfer, tanah dan batuan dalam suatu fenomena alam yang selanjutnya dikenal sebagai daur karbon (carbon cycle).

Petani dan para peminat budidaya pertanian urban ikut berpartisipasi dan berperan dalam daur komplek tersebut melalui tanaman yang mereka kembangkan. Tumbuhan menangkap karbon dioksida dan diubah menjadi karbohidrat (pati atau gula) dan senyawa karbon lain (ex. selulose, lignin) yang menjadi komponen penyusun jaringan tumbuhan. Ketika jaringan tumbuhan yang kaya senyawa karbon ini dikonsumsi oleh binatang, atau ketika tanaman mati dan mikroorganisme tanah mendekomposisi menjadi kompos, karbon dioksida terbentuk dan kembali masuk ke atmosfer seperti sedia kala.

Pemanasan global pada dasaranya adalah terjadinya gangguan pada kesetimbangan daur karbon akibat berbagai aktivitas manusia. Ketika kita membakar minyak bumi, gas alam atau batubara, sejumlah besar rantai karbon prasejarah (fossil fuel) yang sudah tersimpan dibawah tanah selama jutaan tahun terbebaskan kembali ke atmosfer dalam bentuk karbon dioksida. Alternatif jalan yang dapat ditempuh untuk menyelamatkan kesetimbangan daur karbon tersebut adalah dengan mengunci atom karbon tersebut kembali dalam tanah.

Salah satu langkah dalam mengunci karbon di kebun maupun halaman rumah adalah dengan memanfaatkan tanah yang kita miliki berapapun luasnya. Halaman yang terbatas tidak menghalangi kita untuk melakukan langkah serupa dengan menggunakan pot ataupun atap rumah. Menempatkan kembali senyawa organik kaya karbon seperti bagian-bagian tanaman dan kotoran ternak kedalam tanah memungkinkan atom karbon untuk tersimpan semntara waktu. Meski sebagian kecil karbon akan terlepas kembali ke atmosfer melalui proses dekomposisi, sebagian besar lainnya akan tertinggal dalam tanah dan terikat dalam mineral atau senyawa anorganik lain. Proses ini selanjutnya turut membantu mengurangi emisi karbon di atmosfer yang menjadi tersangka utama pemanasan global.

Mengembangkan tanah yang kaya karbon selain menguntungkan dalam turut serta melawan pemanasan global, juga mempunya efek lain yang tak kalah mencengangkan. Tanah dengan kandungan organik (karbon) tinggi mampu mencegah pencemaran air, mudah meluluskan air (drain well), mendukung hidup berbagai mikroba dan serangga menguntungkan (ex. cacing), dan tak kalah penting adalah mendukung pertumbuhan tanaman dengan sedikit atau tanpa penyubur/pupuk buatan, yang nyatanya berasal dari turunan bahan bakar fosil.

Sebuah studi yang dikembangkan di kota Seattle, Amerika Serikat dimana kepemilikan lahan oleh rumah tangga diperkirakan mencapai 25%, praktik berkebun ramah lingkungan menghasilkan output yang relatif sebanding dengan praktik dengan penggunaan bahan bakar fosil. Penelitian tersebut menyimpulkan bahwa rumah tangga yang melaksanakan sistem budidaya pertanian urban ramah lingkungan mendapatkan berbagai keuntungan, selain lingkungan yang lebih terjaga juga kesehatan masyarakat yang lebih terjaga. Keutungan ini belum termasuk nilai penyimpanan karbon - yang mungkin bisa diperdagangkan dalam carbon trade.

 

www.maszoom.blogspot.com