CABANG-CABANG ILMU GEOGRAFI DAN PENJELASANNYA

1. Antropologi

    Antropologi adalah ilmu tentang manusia. Antropologi berasal dari kata Yunani άνθρωπος (baca: anthropos) yang berarti "manusia" atau "orang", dan logos yang berarti "wacana" (dalam pengertian "bernalar", "berakal") atau secara etimologis antropologi berarti ilmu yang mempelajari manusia. Dalam melakukan kajian terhadap manusia, antropologi mengedepankan dua konsep penting yaitu: holistik dan komparatif. Karena itu kajian antropologi sangat memperhatikan aspek sejarah dan penjelasan menyeluruh untuk menggambarkan manusia melalui pengetahuan ilmu sosial ilmu hayati (alam), dan juga humaniora.

    Antropologi bertujuan untuk lebih memahami dan mengapresiasi manusia sebagai entitas biologis homo sapiens dan makhluk sosial dalam kerangka kerja yang interdisipliner dan komprehensif. Oleh karena itu, antropologi menggunakan teori evolusi biologi dalam memberikan arti dan fakta sejarah dalam menjelaskan perjalanan umat manusia di bumi sejak awal kemunculannya. Antropologi juga menggunakan kajian lintas-budaya (Inggris cross-cultural) dalam menekankan dan menjelaskan perbedaan antara kelompok-kelompok manusia dalam perspektif material budaya, perilaku sosial, bahasa, dan pandangan hidup 

     Dengan orientasinya yang holistik, antropologi dibagi menjadi empat cabang ilmu yang saling berkaitan, yaitu: antropologi biologi, antropologi sosial budaya, arkeologi, dan linguistik. Keempat cabang tersebut memiliki kajian-kajian konsentrasi tersendiri dalam kekhususan akademik dan penelitian ilmiah, dengan topik yang unik dan metode penelitian yang berbeda-beda.

     Antropologi lahir atau berawal dari ketertarikan orang-orang Eropa pada ciri-ciri fisik, adat istiadat, dan budaya etnis-etnis lain yang berbeda dari masyarakat yang dikenal di Eropa. Pada saat itu kajian antropologi lebih memusatkan pada penduduk yang merupakan masyarakat tunggal, tunggal dalam arti kesatuan masyarakat yang tinggal di suatu kawasan geografis yang sama, memiliki ciri fisik dan bahasa yang digunakan serupa, serta cara hidup yang sama.
      Namun demikian dalam perkembangannya, ilmu antropologi kemudian tidak lagi hanya mempelajari kelompok manusia tunggal yang mendiami suatu wilayah geografis yang sama. Kajian-kajian antropologi mengenai isu-isu migrasi misalnya kemudian melahirkan penelitian-penelitian etnografis multi-situs. Hal ini terjadi karena dalam perkembangannya, pergerakan manusia baik dalam satu kawasan regional tertentu hingga dalam cakupan global adalah fenomena yang semakin umum terjadi.

Pengertian Antropologi menurut para ahli

Conrad Phillip Kottak

Antropologi adalah ilmu yang mempelajari keragaman manusia secara holistik meliputi aspek sosial budaya, biologis, kebahasaan dan lingkungannya dalam dimensi waktu lampau, saat ini, dan di masa yang akan datang. Kottak membagi antropologi dalam empat subdisiplin, yaitu: antropologi sosial budaya, arkeologi, antropologi biologi dan linguistik antropologi.

David Hunter

Antropologi adalah ilmu yang lahir dari keingintahuan yang tidak terbatas tentang umat manusia.

Koentjaraningrat 

Antropologi adalah ilmu yang mempelajari umat manusia pada umumnya dengan mempelajari aneka warna, bentuk fisik masyarakat serta kebudayaan yang dihasilkan.

William A. Haviland 

Antropologi adalah studi tentang umat manusia, berusaha menyusun generalisasi yang bermanfaat tentang manusia dan perilakunya serta untuk memperoleh pengertian yang lengkap tentang keanekaragaman manusia.

Percabangan Antropologi

    Antropologi merupakan disiplin ilmu yang luas di mana humaniora, sosial, dan ilmu pengetahuan alam digabung dalam menjelaskan apa itu manusia dan artinya menjadi manusia. Antropologi dibangun berdasarkan pengetahuan dari ilmu alam, termasuk penemuan tentang asal usul dan evolusi Homo sapiens, ciri-ciri fisik manusia, perilaku manusia, variasi di antara berbagai kelompok manusia, bagaimana masa lalu evolusi Homo sapiens telah memengaruhi organisasi dan budaya sosial. Serta dari ilmu-ilmu sosial, antropologi memelajari organisasi hubungan manusia sosial dan budaya, sistem keturunan dan hubungan kekerabatan, spiritualitas dan religi, lembaga, konflik sosial, dan lain-lain.

     Antropologi awal berasal dari Yunani klasik dan Persia yang memelajari dan mencoba untuk memahami keragaman budaya yang dapat diamati. Pada saat ini, antropologi (akhir abad ke-20) telah menjadi sentral dalam pengembangan beberapa bidang interdisipliner baru seperti ilmu kognitif, studi globalisasi, genetik, dan berbagai penelitian etnis.

Secara garis besar antropologi terdiri dari:

Antropologi Biologi/Fisik

     Antropologi Biologi atau juga disebut Antropologi Fisik merupakan cabang ilmu antropologi yang memelajari manusia dan primata bukan manusia (non-human primates) dalam arti biologis, evolusi, dan demografi. Antropologi Biologi/Fisik memfokuskan pada faktor biologis dan sosial yang memengaruhi (atau yang menentukan) evolusi manusia dan primata lainnya, yang menghasilkan, mempertahankan, atau mengubah variasi genetik dan fisiologisnya pada saat ini.

     Antropologi Biologi dibagi lagi menjadi beberapa cabang ilmu, diantaranya yaitu:

• Paleoantropologi adalah ilmu yang memelajari asal usul manusia dan evolusi manusia melalui bukti fosil-fosil.
• Somatologi adalah ilmu yang memelajari keberagaman ras manusia dengan mengamati ciri-ciri fisik.
• Bioarkeologi adalah ilmu tentang kebudayaan manusia yang lampau dengan melalui analisis sisa-sisa (tulang) manusia yang biasa ditemukan dalam situs-situs arkeologi.
  
• Ekologi Manusia adalah studi tentang perilaku adaptasi manusia pada lingkungannya (mengumpulkan makanan, reproduksi, ontogeni) dengan perspektif ekologis dan evolusi. Studi ekologi manusia juga disebut dengan studi adaptasi manusia, atau studi tentang respon adaptif manusia (perkembangan fisik, fisiologi, dan genetik) pada tekanan lingkungan dan variasinya.
• Paleopatologi adalah studi penyakit pada masa purba (kuno). Studi ini tidak hanya berfokus pada kondisi patogen yang diamati pada tulang atau sisa-sisa jaringan (misalnya pada mumi), tetapi juga pada gangguan gizi, variasi morfologi tulang, atau juga bukti-bukti stres pada fisik.
  
• Antropometri adalah ilmu yang memelajari dan mengukur variasi fisik manusia. Antropometri pada awalnya digunakan sebagai alat analisis untuk mengidentifikasi sisa-sisa fosil kerangka manusia purba atau hominid dalam rangka memahami variasi fisik manusia. Pada saat ini, antropometri berperan penting dalam desain industri, desain pakaian, desain industrial ergonomis, dan arsitektur di mana data statistik tentang distribusi dimensi tubuh dalam populasi digunakan untuk mengoptimalkan produk yang akan digunakan konsumen.
  
• Osteologi/osteometri adalah ilmu tentang tulang yang memelajari struktur tulang, elemen-elemen pada kerangka, gigi, morfologi mikrotulang, fungsi, penyakit, patologi, dsb. Osteologi digunakan dalam menganalisis dan mengidentifikasi sisa-sisa tulang (baik kerangka utuh mau pun yang telah menjadi serpihan) untuk menentukan jenis kelamin, umur, pertumbuhan dan perkembangannya, sebab kematian, dan lain sebagainya dalam konteks biokultural.
• Primatologi adalah ilmu tentang primata bukan manusia (non-human primates). Primatologi mengkaji perilaku, morfologi, dan genetik primata yang berpusat pada homologi dan analogi dalam mengambil kesimpulan kenapa dan bagaimana ciri-ciri manusia berkembang dalam primata.
  
• Antropologi Forensik adalah ilmu terapan antropologi dalam ruang legal (hukum), biasanya menggunakan perspektif dan keahlian ekologi manusia, paleopatologi, dan osteologi dalam kasus-kasus kriminal luar biasa (FBI, CIA, dan militer) untuk menganalisis kondisi korban yang sudah tidak utuh (terbakar, rusak, terpotong-terpotong karena mutilasi, atau sudah tidak dikenali lagi) atau dalam tahap dekomposisi lanjut (sudah menjadi kerangka tulang).
  
• Antropologi Molekuler adalah bidang ilmu yang memelajari evolusi, migrasi, dan persebaran manusia di bumi melalui analisis molekuler. Biasanya menggunakan perbandingan sekuens DNA (mtDNA, Kromosom Y, dan Autosom) dan protein dalam melihat variasi populasi dan hubungan antar atau inter-populasi dalam menentukan suatu populasi masuk ke dalam haplogrup tertentu atau berasal dari wilayah mana (geographical origin).

Antropologi Sosial Budaya

    Antropologi sosial merupakan studi yang mempelajari hubungan antara orang-orang dan kelompok. Sementara Antropologi Budaya merupakan studi komparasi bagaimana orang-orang memahami dunia di sekitar mereka dengan cara yang berbeda-beda. Antropologi Sosial berkaitan erat dengan sosiologi dan sejarah yang bertujuan mencari pemahaman struktur sosial dari suatu kelompok sosial yang berbeda seperti subkultur, etnik, dan kelompok minoritas.

    Antropologi Budaya lebih berhubungan dengan filsafat, literatur atau sastra, dan seni tentang bagaimana suatu kebudayaan memengaruhi pengalaman seseorang (diri sendiri) dan kelompok, memberikan kontribusi untuk pemahaman yang lebih lengkap terhadap pengetahuan, adat istiadat, dan pranata masyarakat. Dalam praktiknya tidak ada perbedaan yang sangat mencolok antara Antropologi Sosial dan Antropologi Budaya, dan bahkan sering saling tumpang tindih di antara keduanya.

    Prehistori adalah ilmu yang mempelajari sejarah penyebaran dan perkembangan semua kebudayaan manusia di bumi sebelum manusia mengenal tulisan.

      Etnolinguistik antropologi adalah ilmu yang mempelajari pelukisan tentang ciri dan tata bahasa dan beratus-ratus bahasa suku-suku bangsa yang ada di bumi.

      Etnologi adalah ilmu yang mempelajari asas kebudayaan manusia di dalam kehidupan masyarakat suku bangsa di seluruh dunia.

   Etnopsikologi adalah ilmu yang mempelajari kepribadian bangsa serta peranan individu pada bangsa dalam proses perubahan adat istiadat dan nilai universal dengan berpegang pada konsep psikologi.

Sejarah Antropologi

     Seperti halnya sosiologi, antropologi sebagai sebuah ilmu juga mengalami tahapan-tahapan dalam perkembangannya. 

Koentjaraninggrat menyusun perkembangan ilmu Antropologi menjadi empat fase sebagai berikut:

Manusia dan kebudayaannya, sebagai bahan kajian Antropologi.

    Sekitar abad ke-15-16, bangsa-bangsa di Eropa mulai berlomba-lomba untuk menjelajahi dunia. Mulai dari Afrika, Amerika, Asia, hingga ke Australia. Dalam penjelajahannya mereka banyak menemukan hal-hal baru. Mereka juga banyak menjumpai suku-suku yang asing bagi mereka. Kisah-kisah petualangan dan penemuan mereka kemudian mereka catat di buku harian ataupun jurnal perjalanan.

   Mereka mencatat segala sesuatu yang berhubungan dengan suku-suku asing tersebut. Mulai dari ciri-ciri fisik, kebudayaan, susunan masyarakat, atau bahasa dari suku tersebut. Bahan-bahan yang berisi tentang deskripsi suku asing tersebut kemudian dikenal dengan bahan etnografi atau deskripsi tentang bangsa-bangsa.

    Bahan etnografi itu menarik perhatian pelajar-pelajar di Eropa. Kemudian, pada permulaan abad ke-19 perhatian bangsa Eropa terhadap bahan-bahan etnografi suku luar Eropa dari sudut pandang ilmiah, menjadi sangat besar. Karena itu, timbul usaha-usaha untuk mengintegrasikan seluruh himpunan bahan etnografi.

Fase Kedua (tahun 1800-an)

     Pada fase ini, bahan-bahan etnografi tersebut telah disusun menjadi karangan-karangan berdasarkan cara berpikir evolusi masyarakat pada saat itu. masyarakat dan kebudayaan berevolusi secara perlahan-lahan dan dalam jangka waktu yang lama. Mereka menganggap bangsa-bangsa selain Eropa sebagai bangsa-bangsa primitif yang tertinggal, dan menganggap Eropa sebagai bangsa yang tinggi kebudayaannya

    Pada fase ini, Antopologi bertujuan akademis, mereka mempelajari masyarakat dan kebudayaan primitif dengan maksud untuk memperoleh pemahaman tentang tingkat-tingkat sejarah penyebaran kebudayaan manusia.

Fase Ketiga (awal abad ke-20)

    Pada fase ini, negara-negara di Eropa berlomba-lomba membangun koloni di benua lain seperti Asia, Amerika, Australia dan Afrika. Dalam rangka membangun koloni-koloni tersebut, muncul berbagai kendala seperti serangan dari bangsa asli, pemberontakan-pemberontakan, cuaca yang kurang cocok bagi bangsa Eropa serta hambatan-hambatan lain.

    Dalam menghadapinya, pemerintahan kolonial negara Eropa berusaha mencari-cari kelemahan suku asli untuk kemudian menaklukannya. Untuk itulah mereka mulai mempelajari bahan-bahan etnografi tentang suku-suku bangsa di luar Eropa, mempelajari kebudayaan dan kebiasaannya, untuk kepentingan pemerintah kolonial.

Fase Keempat (setelah tahun 1930-an)

    Pada fase ini, Antropologi berkembang secara pesat. Kebudayaan-kebudayaan suku bangsa asli yang di jajah bangsa Eropa, mulai hilang akibat terpengaruh kebudayaan bangsa Eropa. Pada masa ini pula terjadi sebuah perang besar di Eropa, Perang Dunia II. Perang ini membawa banyak perubahan dalam kehidupan manusia dan membawa sebagian besar negara-negara di dunia kepada kehancuran total. Kehancuran itu menghasilkan kemiskinan, kesenjangan sosial, dan kesengsaraan yang tak berujung.

     Namun pada saat itu juga, muncul semangat nasionalisme bangsa-bangsa yang dijajah Eropa untuk keluar dari belenggu penjajahan. Sebagian dari bangsa-bangsa tersebut berhasil mereka. Namun banyak masyarakatnya yang masih memendam dendam terhadap bangsa Eropa yang telah menjajah mereka selama bertahun-tahun.

     Proses-proses perubahan tersebut menyebabkan perhatian ilmu antropologi tidak lagi ditujukan kepada penduduk pedesaan di luar Eropa, tetapi juga kepada suku bangsa di daerah pedalaman Eropa seperti suku bangsa Soami, Flam dan Lapp.

2. Arkeologi

    Arkeologi, berasal dari bahasa Yunani, archaeo yang berarti "kuno" dan logos, "ilmu". Nama alternatif arkeologi adalah ilmu sejarah kebudayaan material. Arkeologi adalah ilmu yang mempelajari kebudayaan (manusia) masa lalu melalui kajian sistematis atas data bendawi yang ditinggalkan. Kajian sistematis meliputi penemuan, dokumentasi, analisis, dan interpretasi data berupa artefak (budaya bendawi, seperti kapak batu dan bangunan candi) dan ekofak (benda lingkungan, seperti batuan, rupa muka bumi, dan fosil) maupun fitur (artefaktual yang tidak dapat dilepaskan dari tempatnya (situs arkeologi). Teknik penelitian yang khas adalah penggalian (ekskavasi) arkeologis, meskipun survei juga mendapatkan porsi yang cukup besar.

     Tujuan arkeologi beragam dan menjadi perdebatan yang panjang. Di antaranya adalah yang disebut dengan paradigma arkeologi, yaitu menyusun sejarah kebudayaan, memahami perilaku manusia, serta mengerti proses perubahan budaya. Karena bertujuan untuk memahami budaya manusia, maka ilmu ini termasuk ke dalam kelompok ilmu humaniora. Meskipun demikian, terdapat berbagai ilmu bantu yang digunakan, antara lain sejarah, antropologi, geologi (dengan ilmu tentang lapisan pembentuk bumi yang menjadi acuan relatif umur suatu temuan arkeologis), geografi, arsitektur, paleoantropologi dan bioantropologi, fisika (antara lain dengan karbon c-14 untuk mendapatkan pertanggalan mutlak), ilmu metalurgi (untuk mendapatkan unsur-unsur suatu benda logam), serta filologi (mempelajari naskah lama).

    Arkeologi pada masa sekarang merangkumi berbagai bidang yang berkait. Sebagai contoh, penemuan mayat yang dikubur akan menarik minat pakar dari berbagai bidang untuk mengkaji tentang pakaian dan jenis bahan digunakan, bentuk keramik dan cara penyebaran, kepercayaan melalui apa yang dikebumikan bersama mayat tersebut, pakar kimia yang mampu menentukan usia galian melalui cara seperti metode pengukuran karbon 14. Sedangkan pakar genetik yang ingin mengetahui pergerakan perpindahan manusia purba, meneliti DNAnya.

      Secara khusus, arkeologi mempelajari budaya masa silam, yang sudah berusia tua, baik pada masa prasejarah (sebelum dikenal tulisan), maupun pada masa sejarah (ketika terdapat bukti-bukti tertulis). Pada perkembangannya, arkeologi juga dapat mempelajari budaya masa kini, sebagaimana dipopulerkan dalam kajian budaya bendawi modern (modern material culture).

     Karena bergantung pada benda-benda peninggalan masa lalu, maka arkeologi sangat membutuhkan kelestarian benda-benda tersebut sebagai sumber data. Oleh karena itu, kemudian dikembangkan disiplin lain, yaitu pengelolaan sumberdaya arkeologi (Archaeological Resources Management), atau lebih luas lagi adalah pengelolaan sumberdaya budaya (CRM, Culture Resources Management).

Perkembangan di Indonesia

    Di Indonesia, perkembangan arkeologi dimulai dari lembaga-lembaga yang bergerak di bidang kebudayaan, seperti Koninklijk Bataviaasch Genootschap van Kunsten en Wetenschappen yang kemudian di Jakarta mendirikan museum tertua, sekarang menjadi Museum Nasional Indonesia. Lembaga pemerintah pada masa Kolonial yang bergerak di bidang arkeologi adalah Oudheidkundige Dienst yang banyak membuat survei dan pemugaran atas bangunan-bangunan purbakala terutama candi.
      Pada masa Kemerdekaan, lembaga tersebut menjadi Dinas Purbakala hingga berkembang sekarang menjadi berbagai lembaga seperti Balai Pelestarian Peninggalan Purbakala dan Balai Arkeologi yang tersebar di daerah-daerah dan Direktorat Purbakala serta Pusat Penelitian dan Pengembangan Arkeologi Nasional di Jakarta.
 

Di samping itu, terdapat beberapa perguruan tinggi yang membuka jurusan arkeologi untuk mendidik tenaga sarjana di bidang arkeologi. Perguruan-perguruan tinggi tersebut adalah Universitas Indonesia (Departemen Arkeologi, Fakultas Ilmu Pengetahuan Budaya), Universitas Gadjah Mada (Jurusan Arkeologi, Fakultas Ilmu Budaya), Universitas Hasanuddin (Jurusan Arkeologi, Fakultas Sastra), dan Universitas Udayana (Jurusan Arkeologi, Fakultas Sastra dan Budaya).

    Ahli arkeologi Indonesia, yang umumnya merupakan lulusan dari keempat perguruan tinggi tersebut, berhimpun dalam Ikatan Ahli Arkeologi Indonesia atau IAAI. Tokoh-tokoh arkeologi Indonesia yang terkenal antara lain adalah R. Soekmono yang mengepalai pemugaran Candi Borobudur, dan R.P. Soejono, yang merupakan pendiri dan ketua Ikatan Ahli Arkeologi Indonesia pertama dan mantan kepala Pusat Penelitian Arkeologi Nasional.

    Disiplin Arkeologi Indonesia masih secara kuat diwarnai dengan pembagian kronologis, yaitu periode Prasejarah, periode Klasik (zaman Hindu-Buddha), periode Islam, serta periode Kolonial. Oleh karena itu, dalam arkeologi Indonesia dikenal spesialisasi menurut periode, yaitu Arkeologi Prasejarah, Arkeologi Klasik, Arkeologi Islam, serta Arkeologi Kolonial. Satu keistimewaan dari arkeologi Indonesia adalah masuknya disiplin Epigrafi, yang menekuni pembacaan prasasti kuno. Pada perkembangan sekarang telah berkembang minat-minat khusus seperti etnoarkeologi, arkeologi bawah air, dan arkeometri. Terdapat pula sub-disiplin yang berkembang karena persinggungan dengan ilmu lain, seperti Arkeologi Lingkungan atau Arkeologi Ekologi, Arkeologi Ekonomi, Arkeologi Seni, Arkeologi Demografi, dan Arkeologi Arsitektur.

3. Astronomi

     Astronomi adalah cabang ilmu alam yang meneliti benda langit (seperti bintang, planet, komet, dll) serta fenomena-fenomena alam yang terjadi di luar atmosfer Bumi (misalnya radiasi latar belakang kosmik). Ilmu ini secara pokok mempelajari berbagai sisi dari benda-benda langit seperti asal usul, sifat fisika/kimia, meteorologi, dan gerak dan bagaimana pengetahuan akan benda-benda tersebut menjelaskan pembentukan dan perkembangan alam semesta.

     Astronomi sebagai ilmu adalah salah satu yang tertua, sebagaimana diketahui dari artifak-artifak astronomis yang berasal dari era prasejarah; misalnya monumen-monumen dari Mesir dan Nubia, atau Stonehenge yang berasal dari Britania. Orang-orang dari peradaban-peradaban awal semacam Babilonia, Yunani, Cina, India, dan Maya juga didapati telah melakukan pengamatan yang metodologis atas langit malam. Akan tetapi meskipun memiliki sejarah yang panjang, astronomi baru dapat berkembang menjadi cabang ilmu pengetahuan modern melalui penemuan teleskop.

     Cukup banyak cabang-cabang ilmu yang pernah turut disertakan sebagai bagian dari astronomi, dan apabila diperhatikan, sifat cabang-cabang ini sangat beragam: dari astrometri, pelayaran berbasis angkasa, astronomi observasional, sampai dengan penyusunan kalender dan astrologi. Meski demikian, dewasa ini astronomi profesional dianggap identik dengan astrofisika.

    Pada abad ke-20, astronomi profesional terbagi menjadi dua cabang, yaitu :

1. astronomi observasional
2. astronomi teoretis.
   

Yang pertama melibatkan pengumpulan data dari pengamatan atas benda-benda langit, yang kemudian akan dianalisis menggunakan prinsip-prinsip dasar fisika.

Yang kedua terpusat pada upaya pengembangan model-model komputer/analitis guna menjelaskan sifat-sifat benda-benda langit serta fenomena-fenomena alam lainnya.

    Adapun kedua cabang ini bersifat komplementer — astronomi teoretis berusaha untuk menerangkan hasil-hasil pengamatan astronomi observasional, dan astronomi observasional kemudian akan mencoba untuk membuktikan kesimpulan yang dibuat oleh astronomi teoretis.

   Astronom-astronom amatir telah dan terus berperan penting dalam banyak penemuan-penemuan astronomis, menjadikan astronomi salah satu dari hanya sedikit ilmu pengetahuan di mana tenaga amatir masih memegang peran aktif, terutama pada penemuan dan pengamatan fenomena-fenomena sementara.

     Astronomi harus dibedakan dari astrologi, yang merupakan kepercayaan bahwa nasib dan urusan manusia berhubungan dengan letak benda-benda langit seperti bintang atau rasinya. Memang betul bahwa dua bidang ini memiliki asal usul yang sama, namun pada saat ini keduanya sangat berbeda.

4. Geofisika

     Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi 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.

    Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll).

Di Indonesia, ilmu ini dipelajari hampir di semua perguruan tinggi negeri yang ada. Biasaya geofisika masuk ke dalam fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA), karena memerlukan dasar-dasar ilmu fisika yang kuat, atau ada juga yang memasukkannya ke dalam bagian dari Geologi. Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi suatu kesatuan yang tak terpisahkan Ilmu bumi.

   Bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi (udara), geofisika bumi padat dan oseanografi(laut). Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi padat misalnya seismologi yang mempelajari gempabumi, ilmu tentang gunungapi (Gunung Berapi) atau volcanology, geodinamika yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon.

Metode-metode geofisika

    Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktivitas bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya.

5. Demografi

     Demografi atau ilmu kependudukan adalah ilmu yang mempelajari dinamika kependudukan manusia. Demografi meliputi ukuran, struktur, dan distribusi penduduk, serta bagaimana jumlah penduduk berubah setiap waktu akibat kelahiran, kematian, migrasi, serta penuaan. Analisis kependudukan dapat merujuk masyarakat secara keseluruhan atau kelompok tertentu yang didasarkan kriteria seperti pendidikan, kewarganegaraan, agama, atau etnisitas tertentu.

Data dan metode

Ada dua macam pengumpulan data.

• Metode langsung. Data berasal dari statistik yang mencatat seluruh kelahiran dan kematian, dan perubahan status secara sah seperti perkawinan, perceraian, dan migrasi.
• Metode tidak langsung. Digunakan saat data utuh tidak tersedia, misalnya pada negara berkembang dan demografi masa lampau.

6. Ekologi

    Ekologi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya dan yang lainnya. Berasal dari kata Yunani oikos ("habitat") dan logos ("ilmu"). Ekologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya. Istilah ekologi pertama kali dikemukakan oleh Ernst Haeckel (1834 - 1914). Dalam ekologi, makhluk hidup dipelajari sebagai kesatuan atau sistem dengan lingkungannya.

    Pembahasan ekologi tidak lepas dari pembahasan ekosistem dengan berbagai komponen penyusunnya, yaitu faktor abiotik dan biotik.

   Faktor abiotik antara lain suhu, air, kelembaban, cahaya, dan topografi, sedangkan faktor biotik adalah makhluk hidup yang terdiri dari manusia, hewan, tumbuhan, dan mikroba. Ekologi juga berhubungan erat dengan tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup, yaitu populasi, komunitas, dan ekosistem yang saling memengaruhi dan merupakan suatu sistem yang menunjukkan kesatuan.

    Ekologi merupakan cabang ilmu yang masih relatif baru, yang baru muncul pada tahun 70-an. Akan tetapi, ekologi mempunyai pengaruh yang besar terhadap cabang biologinya.

   Ekologi mempelajari bagaimana makhluk hidup dapat mempertahankan kehidupannya dengan mengadakan hubungan antar makhluk hidup dan dengan benda tak hidup di dalam tempat hidupnya atau lingkungannya. Ekologi, biologi dan ilmu kehidupan lainnya saling melengkapi dengan zoologi dan botani yang menggambarkan hal bahwa ekologi mencoba memperkirakan, dan ekonomi energi yang menggambarkan kebanyakan rantai makanan manusia dan tingkat tropik.

    Para ahli ekologi mempelajari hal berikut:

• Perpindahan energi dan materi dari makhluk hidup yang satu ke makhluk hidup yang lain ke dalam lingkungannya dan faktor-faktor yang menyebabkannya.
• Perubahan populasi atau spesies pada waktu yang berbeda dalam faktor-faktor yang menyebabkannya.
• Terjadi hubungan antarspesies (interaksi antarspesies) makhluk hidup dan hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya.
• Kini para ekolog (orang yang mempelajari ekologi) berfokus kepada Ekowilayah bumi dan riset perubahan iklim.

Konsep ekologi

     Hubungan keterkaitan dan ketergantungan antara seluruh komponen ekosistem harus dipertahankan dalam kondisi yang stabil dan seimbang (homeostatis). Perubahan terhadap salah satu komponen akan memengaruhi komponen lainnya Homeostatis adalah kecenderungan sistem biologi untuk menahan perubahan dan selalu berada dalam keseimbangan. 

   Ekosistem mampu memelihara dan mengatur diri sendiri seperti halnya komponen penyusunnya yaitu organisme dan populasi. Dengan demikian, ekosistem dapat dianggap suatu cibernetik di alam. Namun manusia cenderung mengganggu sistem pengendalian alamiah ini. ekosistem merupakan kumpulan dari bermacam-macam dari alam tersebut, contoh hewan, tumbuhan, lingkungan, dan yang terakhir manusia

Ekologi dalam politik

    Ekologi menimbulkan banyak filsafat yang amat kuat dan pergerakan politik – termasuk gerakan konservasi, kesehatan, lingkungan,dan ekologi yang kita kenal sekarang. Saat semuanya digabungkan dengan gerakan perdamaian dan Enam Asas, disebut gerakan hijau. Umumnya, mengambil kesehatan ekosistem yang pertama pada daftar moral manusia dan prioritas politik, seperti jalan buat mencapai kesehatan manusia dan keharmonisan sosial, dan ekonomi yang lebih baik.

    Orang yang memiliki kepercayaan-kepercayaan itu disebut ekolog politik. Beberapa telah mengatur ke dalam Kelompok Hijau, namun ada benar-benar ekolog politik dalam kebanyakan partai politik. Sangat sering mereka memakai argumen dari ekologi buat melanjutkan kebijakan, khususnya kebijakan hutan dan energi. Seringkali argumen-argumen itu bertentangan satu sama lain, seperti banyak yang dilakukan akademisi juga.

Ekologi dalam ekonomi

Banyak ekolog menghubungkan ekologi dengan ekonomi manusia: 

Lynn Margulis mengatakan bahwa studi ekonomi bagaimana manusia membuat kehidupan. Studi ekologi bagaimana tiap binatang lainnya membuat kehidupan.

Mike Nickerson mengatakan bahwa "ekonomi tiga perlima ekologi" sejak ekosistem menciptakan sumber dan membuang sampah, yang mana ekonomi menganggap dilakukan "untuk bebas".

Ekonomi ekologi dan teori perkembangan manusia mencoba memisahkan pertanyaan ekonomi dengan lainnya, namun susah. Banyak orang berpikir ekonomi baru saja menjadi bagian ekologi, dan ekonomi mengabaikannya salah. "Modal alam" ialah 1 contoh 1 teori yang menggabungkan 2 hal itu.

Ekologi dalam kacamata antropologi

    Terkadang ekologi dibandingkan dengan antropologi, sebab keduanya menggunakan banyak metode untuk mempelajari satu hal yang kita tak bisa tinggal tanpa itu. Antropologi ialah tentang bagaimana tubuh dan pikiran kita dipengaruhi lingkungan kita, ekologi ialah tentang bagaimana lingkungan kita dipengaruhi tubuh dan pikiran kita.

     Beberapa orang berpikir mereka hanya seorang ilmuwan, namun paradigma mekanistik bersikeras meletakkan subjek manusia dalam kontrol objek ekologi — masalah subjek-objek. Namun dalam psikologi evolusioner atau psikoneuroimunologi misalnya jelas jika kemampuan manusia dan tantangan ekonomi berkembang bersama. Dengan baik ditetapkan Antoine de Saint-Exupery: "Bumi mengajarkan kita lebih banyak tentang diri kita daripada seluruh buku. Karena itu menolak kita. Manusia menemukan dirinya sendiri saat ia membandingkan dirinya terhadap hambatan."

Beberapa cabang ekologi

Karena sifatnya yang masih sangat luas, maka ekologi mempunyai beberapa cabang ilmu yang lebih fokus, yaitu:

• Ekologi Tingkah Laku
  
• Ekologi Bahasa
• Ekologi Komunitas dan Sinekologi
• Ekologi Fisiologi
• Ekologi Ekosistem
• Ekologi Evolusi
• Ekologi Global
• Ekologi Manusia
• Ekologi Populas
• Ekologi Akuatik
• Ekologi Api
• Ekologi Fungsional
  
• Ekologi Polinasi
• Ekologi Hutan
• Ekologi Laut
• Ekologi Laut Tropis
• Ekologi Pangan dan Gizi
• Ekologi Hutan Mangrove
• Ekologi Kesehatan
• Ekologi Antariksa
• Ekologi Pedesaan
• Ekologi Serangga\
• Ekologi Habitat
  
• Ekologi Pelestarian
• Ekologi Hewan
• Ekologi Produksi
• Ekologi Purbakala
• Ekologi Sosial
• Ekologi Radiasi
• Ekologi Tumbuhan Penganggu
• Ekologi Lanskap
• Ekologi Molekuler
  
• Ekologi Robot
• Ekologi Industri

7. Geologi

   Geologi (berasal dari Yunani: γη- [ge-, "bumi"] dan λογος [logos, "kata", "alasan"])[1][2] adalah Ilmu (sains) yang mempelajari bumi, komposisinya, struktur, sifat-sifat fisik, sejarah, dan proses pembentukannya.

   Orang yang mempelajari geologi disebut geolog. Mereka telah membantu dalam menentukan umur bumi yang diperkirakan sekitar 4.5 miliar (4.5x109) tahun, dan juga menemukan bahwa kulit bumi terpecah menjadi lempeng tektonik yang bergerak di atas mantel yang setengah cair (astenosfer) melalui proses yang sering disebut tektonik lempeng. Geolog membantu menemukan dan mengatur sumber daya alam yang ada di bumi, seperti minyak bumi, batu bara, dan juga metal seperti besi, tembaga, dan uranium, serta mineral lainnya yang memiliki nilai ekonomi, seperti asbestos, perlit, mika, fosfat, zeolit, tanah liat, batuapung, kuarsa, dan silika, dan juga elemen lainnya seperti belerang, klorin, dan helium.

   Astrogeologi adalah aplikasi ilmu geologi tentang planet lainnya dalam tata surya (solar sistem). Namun istilah khusus lainnya seperti selenology (pelajaran tentang bulan), areologi (pelajaran tentang planet Mars), dll, juga dipakai.

Kata "geologi" pertama kali digunakan oleh Jean-André Deluc pada tahun 1778 dan diperkenalkan sebagai istilah yang baku oleh Horace-Bénédict de Saussure pada tahun 1779.

Bidang disiplin atau yang berhubungan

• geoarkeologi
  
• geodesi
• geofisika (bahasa Inggris: geophysics)
• geofisika reservoir
• geofisika lingkungan
• geokimia (bahasa Inggris: geochemistry)
• biogeokimia
• geokimia isotop
  
• geokronologi
• geologi ekonomi
• geologi minyak bumi
• geologi tambang
• geologi rekayasa
• geologi panas bumi
• geologi lingkungan
• geologi struktur
• geologi sejarah
• geomikrobiologi
  
• geomorfologi
• glaciologi
• hidrogeologi
• ilmu bumi (bahasa Inggris: geography)
• ilmu tanah
• mineralogi
• oseanografi
  
• geologi kelautan
• paleoklimatologi
• paleontologi
• mikropaleontologi
• palinologi
• petrofisik
  
• petrologi
• batuan beku
• batuan metamorf
• batuan sedimen
• sedimentologi
• seismologi
• speleologi
• stratigrafi
• biostratigrafi
  
• kronostratigrafi
• litostratigrafi
• tektonik lempeng
• vulkanologi

8. Geokimia

Geokimia adalah sains yang menggunakan prinsip dan teknologi bidang kimia untuk menganalisis dan menjelaskan mekanisme di balik sistem geologi seperti kerak bumi dan lautan yang berada di atasnya. Cakupan geokimia melebar hingga ke luar geo (bumi), melingkupi seluruh sistem pergerakan bebatuan di tata surya dan memiliki kontribusi penting dalam memahami proses di balik konveksi mantel, pembentukan planet, hingga asal muasal bebatuan seperti granit dan basal.

Subbidang

Beberapa subbidang dari geokimia adalah:

• Geokimia isotop, melibatkan penentian konsentrasi relatif dan absolut dari suatu elemen kimia dan isotopnya di bumi dan permukaan bumi
• Astrokimia meliputi analisis dan persebaran elemen dan isotopnya di alam semesta
• Biogeokimia, bidang yang fokus pada studi efek kehidupan pada bahan-bahan kimia yang ada di bumi
  
• Geokimia organik, mempelajari peran proses dan senyawa yang diturunkan dari atau sebelumnya merupakan, makhluk hidup
• Geokimia perairan, mencakup studi peran berbagai elemen di dalam badan air, dan bagaimana mereka mengalami perubahan jumlah dan senyawa melalui proses yang melibatkan interaksi bumi-atmosfer-perairan.
• Geokimia wilayah mencakup studi dan aplikasi geokimia di bidang lingkungan, hidrologi, dan eksplorasi mineral.

9. Hidrografi

     Hidrografi (atau geodesi kelautan menurut pandangan awam) adalah ilmu tentang pemetaan laut dan pesisir. Hidrografi menurut International Hydrographic Organization (IHO) adalah ilmu tentang pengukuran dan penggambaran parameter-parameter yang diperlukan untuk menjelaskan sifat-sifat dan konfigurasi dasar laut secara tepat, hubungan geografisnya dengan daratan, serta karakteristik-karakteristik dan dinamika-dinamika lautan. Secara etimologi, Hidrografi berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari kata “hidro” yang berarti air dan “grafi” yang berarti menulis, hidrografi artinya gambaran permukaan bumi yang digenangi air.

 

Dalam ilmu hidrografi lebih banyak disinggung tentang pemetaan di daerah perairan secara praktis yang disebut dengan survei hidrografi. Jenis survei hidrografi berdasarkan wilayahnya adalah :

• Survei Tepi Pantai
• Survei Perairan Pantai
• Survei Lepas Pantai

10. Hidrologi

    Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "ilmu air") adalah cabang ilmu Geografi 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.

    Kajian ilmu hidrologi meliputi hidrometeorologi(air yang berada di udara dan berwujud gas), potamologi(aliran permukaan), limnologi (air permukaan yang relatif tenang seperti danau; waduk) geohidrologi(air tanah), dan kriologi(air yang berwujud padat seperti es dan salju) dan kualitas air. Penelitian Hidrologi juga memiliki kegunaan lebih lanjut bagi teknik lingkungan, kebijakan lingkungan, serta perencanaan. Hidrologi juga mempelajari perilaku hujan terutama meliputi periode ulang curah hujan karena berkaitan dengan perhitungan banjir serta rencana untuk setiap bangunan teknik sipil antara lain bendung, bendungan dan jembatan.

11. Kartografi

    Kartografi (atau pembuatan peta) adalah studi dan praktik membuat peta atau globe. Peta secara tradisional sudah dibuat menggunakan pena dan kertas, tetapi munculnya dan penyebaran komputer sudah merevolusionerkan kartografi. Banyal peta komersial yang bermutu sekarang dibuat dengan perangkat lunak pembuatan peta yang merupakan salah satu di antara tiga macam utama; CAD (desain berbatuan komputer), GIS (Sistem Informasi Geografis), dan perangkat lunak ilustrasi peta yang khusus.

12. Klimatologi

     Klimatologi (berasal dari bahasa Yunani Kuno κλίμα, klima, "tempat, wilayah, zona"; dan -λογία, -logia "ilmu") adalah studi mengenai iklim, secara ilmiah didefinisikan sebagai kondisi cuaca yang dirata-ratakan selama periode waktu yang panjang. Bidang studi ini dikategorikan sebagai cabang dari sains atmosfer dan subbidang geografi fisik, yang merupakan salah satu dari sains bumi. Klimatologi juga mencakup aspek oseanografi dan biogeokimia.
      Pengetahuan dasar dari iklim bisa digunakan dalam peramalan cuaca menggunakan metode analogi dalam kasus ENSO, Osilasi Madden-Julian, Osilasi Atlantik Utara, dan sebagainya. Model iklim juga digunakan untuk mempelajari dinamika cuaca dan sistem iklim untuk memproyeksikan iklim pada masa depan

Sejarah

   Ilmuwan China Shen Kuo (1021-1095) mengemukakan bahwa iklim secara alami bergeser dalam kurun waktu tertentu, setelah mengamati bambu yang terawetkan cuaca di dekat Yanzhou (Yan'an, provinsi Shaanxi), karena sebuah daerah yang kering tidak mungkin ditumbuhi bambu.

   Peneliti iklim terdahulu seperti Edmund Halley, mempublikasikan peta pergerakan angin pada tahun 1686 setelah perjalanannya ke belahan bumi selatan. Benjamin Franklin (1706-1790) pertama kali memetakan jalur Arus Teluk (gulf stream) untuk digunakan sebagai metode pengiriman pos dari Amerika Serikat ke Eropa. Francis Galton (1822-1911) mengemukakan istilah "antisiklon". Helmut Landsberg (1906-1985) mengembangkan penggunaan analisis statistik di klimatologi yang memicu perkembangan drastis klimatologi menjadi sains fisik.

Pendekatan

   Klimatologi dilakukan dengan berbagai cara. Paleoklimatologi memproyeksikan ulang iklim pada masa lalu dengan memeriksa catatan seperti inti es dan cincin pertumbuhan pohon (dendroklimatologi). Paleotempestologi menggunakan catatan yang sama untuk menentukan frekuensi badai dalam jangka waktu ribuan tahun lamanya. Studi kontemporer iklim melibatkan data meterologi yang diakumulasikan dalam jangka waktu beberapa tahun, seperti data curah hujan, temperatur, dan komposisi atmosfer.

     Pengetahuan atmsfer dan dinamikanya juga dikumpulkan dalam permodelan, seperti permodelan statistika atau permodelan matematika, yang mengintegrasikan berbagai pengamatan dan menguji kecocokannya. Permodelan digunakan untuk memahami iklim pada masa lalu, iklim sekarang, dan iklim pada masa depan. Klimatologi historis adalah studi iklim sebagai faktr yang mempengaruhi perkembangan sejarah manusia dan fokus hanya pada kurun waktu ratusan atau puluhan ribu tahun saja.

    Penelitian tentang iklim cukup sulit dilakukan karena melibatkan area yang sangat luas, jangka waktu yang sangat lama, dan proses yang kompleks. Karena merupakan hasil perata-rataan parameter cuaca dalam kurun waktu yang sangat panjang, iklim bisa dijelaskan dengan persamaan difrensial. Persamaan ini terhubung secara non-linear sehingga perkiraan solusi bisa didapatkan dengan menggunakan metode numerik untuk membuat model iklim. Iklim seringkali dimodelkan sebagai proses stokastik, namun secara umum diterima sebagai perkiraan terhadap proses iklim yang terlalu kompleks untuk dianalisa.

Pola iklim

    Ilmuwan menggunakan pola iklim berdasarkan beberapa pola iklim (dikenal sebagai mode variabilitas) dalam usaha mereka mengkarakterisasi dan memahami berbagai mekanisme iklim yang memuncak dalam cuaca sehari-hari. Pola iklim umumnya dirancang secara sederhana sebagai dua objek yang saling melengkapi dalam kurun waktu tersebut, yang berosilasi seperti fenomena El Nino yang lalu diikuti La Nina, lalu kembali ke El Nino.

    Yang paling umum dibahas adalah El Nino Osilasi Selatan, namun fenomena iklim lainnya seperti Osilasi Madden-Julian (MJO), Osilasi Atlantik Utara (NAO), Mode Cincin Utara (Northern Annular Mode (NAM)) atau Osilasi Arktik (AO), Indeks Pasifik Utara, Osilasi Dekade Pasifik (PDO), Osilasi Pasifik Interdekade (IPO)

El Niño – Osilasi Selatan

   El Nino adalah fenomena atmosfer-lautan global. Sebagai karakter dari samudra pasifik, El Nino dan La Nina adalah fluktuasi temperatur yang penting di perairan permukaan di daerah tropis sekitar samudra Pasifik. Nama El Nino diambil dari bahasa Spanyol, yang berarti "anak kecil laki-laki", menunjuk pada Yesus kecil karena fenomena ini diamati sekitar Natal. La Nina berarti "anak kecil perempuan" Efek mereka pada iklim subtropis dan tropis cukup besar. Osilasi selatan mencerminkan fluktuasi bulanan atau musiman dari perbedaan tekanan udara antara Tahiti dan pulau Darwin. El Nin terakhir diamati pada September 2006 dan berakhir awal 2007.

   Siklus ini terjadi setiap dua hingga tujuh tahun, dengan El Nino berlangsung selama 9 bulan hingga dua tahun, meski tidak semua wilayah terpengaruh. Negara yang terpengaruh ENSO kebanyakan adalah negara berkembang yang menaruh kehidupan mereka pada sektor pertanian dan perikanan sebagai sumber suplai makanan, tenaga kerja, dan perekonomian utama negaranya. Dan kedua sektor tersebut terpengaruh ENSO, positif maupun negatif.

12. Ilmu Lingkungan

    Ilmu lingkungan adalah bidang akademik multidisipliner yang mengintegrasikan ilmu fisika, biologi, kimia, ekologi, ilmu tanah, geologi, sains atmosfer, dan geografi untuk mempelajari lingkungan, dan solusi dari permasalahan lingkungan. Ilmu lingkungan menyediakan pendekatan interdisipliner yang terintegrasi dan kuantitatif untuk mempelajari sistem lingkungan.

   Bidang terkait untuk dipelajari yaitu pembelajaran lingkungan dan teknik lingkungan. Pembelajaran lingkungan menggabungkan berbagai ilmu sosial untuk memahami hubungan antar manusia, persepsi, dan kebijakan mengenai lingkungan. Teknik lingkungan fokus pada desain dan teknologi untuk meningkatkan kualitas lingkungan di berbagai aspek. Ilmuwan lingkungan bekerja pada subjek seperti memahami proses yang terjadi di bumi, mengevaulasi sistem energi, kendali dan mitigasi polusi, manajemen sumber daya alam, dan efek dari perubahan iklim. Masalah lingkungan seringkali mencakup interaksi proses fisika, kimia, dan biologis.

    Ilmu lingkungan memulai pembelajaran dan investigasi substantif dan aktif pada tahun 1960an dan 1970an, didorong oleh:

• kebutuhan pendekatan multidisipliner untuk menganalisis masalah lingkungan yang kompleks.
• kedatangan hukum terkait lingkungan yang membutuhkan protokol dan investigasi lingkungan
• tumbuhnya kesadaran masyarakat terhadap aksi nyata dari gerakan yang menyinggung masalah lingkungan
  
• Publikasi bertemakan lingkungan karya Rachel Carson, Silent Spring, mendorong berkembangnya ilmu lingkungan, bersamaan dengan bencana lingkungan seperti tumpahan minyak Santa Barbara tahun 1969 dan sungai Cuyahoga di Cleveland, Ohio, juga pada tahun 1969.

   National Center for Education Statistics di Amerika Serikat mendefinisikan ilmu lingkungan sebagai:

Program yang fokus pada aplikasi prinsip biologi, kimia, dan fisika untuk mempelajari lingkungan fisik dan solusi dan permasalahan lingkungan, termasuk subjek seperti meredakan atau mengendalikan polusi dan degradasi lingkungan; interaksi antara masyarakat dan lingkungan alam; dan manajemen sumber daya alam. Termasuk kaidah permodelan dalam biologi, kimia, fisika, ilmu kebumian, klimatologi, statistik, dan matematika.

Ilmu atmosfer

     Ilmu atmosfer fokus pada atmosfer bumi, dengan menitik beratkan pada hubungan ke sistem lainnya. Ilmu atmsfer mencakup pembelajaran meteorologi, fenmena gas rumah kaca, permodelan persebaran atmosfer terkait kontaminasi di udara, fenomena propagasi suara terkait dengan polusi suara, hingga polusi cahaya.

   

Pada kasus pemanasan global, ahli fisika membuat permodelan komputer terhadap sirkulasi atmosfer dan transmisi radiasi inframerah, ahli kimia memeriksa susunan kimia atmosfer dan reaksinya, ahli biologi menganalisis kontribusi karbon dioksida hewan dan tumbuhan, dan pakar di bidang meteorologi dan oseanografi memperkaya pemahaman dinamika atmosfer.

Ekologi

    Ekologi adalah studi interaksi antara organisme dan lingkungannya. Ahli ekologi menginvestigasi hubungan antara populasi organisme dan karakteristik fisik dari lingkungan mereka, seperti konsentrasi bahan kimia; atau menginvestigasi interaksi antara dua populasi organisme yang berbeda melalui hubungan simbiotik atau kompetisi.

Kimia lingkungan

    Kimia lingkungan adalah studi perubahan kimia di dalam lingkungan. Prinsip studi mencakup kontaminasi tanah dan polusi air. Topik analisis mencakup degradasi kimia di dalam lingkungan, transportasi multi-fase kimiawi (evaporasi pelarut bahan kimia yang mencemari lingkungan) dan efek bahan kimia terhadap biota.

Geosains

   Geosains mencakup geologi lingkungan, ilmu tanah lingkungan, fenmena vulkanik, dan efolusi kerak bumi. Dalam beberapa sistem klasifikasi, geosains juga mencakup hidrologi, termasuk oseanografi.

13. Meteorologi

    Meteorologi adalah ilmu interdisipliner yang mempelajari atmosfer. Studi di bidang ini telah dilakukan selama ribuan tahun meski kemajuan yang signifikan baru terjadi pada abad ke 18. Pada abad ke 19, gebrakan besar terjadi setelah pengamatan terkoordinasi yang dilakukan lintas negara. Setelah pengembangan komputer di pertengahan abad ke 20, peramalan cuaca dapat dilakukan.

   Fenomena meteorologi adalah aktivitas cuaca yang dapat diamati dan dijelaskan dengan ilmu meteorologi. Akivitas tersebut terikat dengan variable yang ada di atmosfer bumi, seperti temperatur, tekanan udara, uap air, dan gradien interaksi setiap variabel serta bagaimana mereka berubah seiring dengan waktu. Perbedaan spasial dipelajari untuk menentukan bagaimana sistem cuaca terbentuk secara lokal, regional, dan global serta dampaknya.

   Meteorologi, klimatologi, fisika atmosfer, dan kimia atmosfer adalah subdisiplin sains atmosfer. Meteorologi dan hidrologi membentuk bidang interdisipliner hidrometeorologi. Meteorologi memiliki banyak aplikasi di berbagai bidang, seperti militer, produksi energi, transportasi, pertanian, dan konstruksi.

   Kata "meteorologi" berasal dari perbendaharaan bahasa Yunani kuno, metéōros "megah; tinggi (di angkasa)" (dari μετα- meta- "di atas" dan ἐωρ eōr "mengangkat") dan -λογία -logia "-(o)logy" "ilmu"

Peramalan cuaca

   Ramalan tekanan permukaan lima hari ke depan di Pasifik utara, Amerika Utara, dan Atlantik Utara

Peramalan cuaca adalah aplikasi sains dan teknologi untuk memprediksi kondisi atmosfer pada masa depan pada suatu lokasi. Manusia telah mencoba memprediksi cuaca secara informal sejak ribuan tahun yang lalu, dan secara formal sejak abad ke 19. Peramalan cuaca dibuat dengan mengumpulkan data kuantitatif mengenai kondisi terkini dari atmosfer menggunakan pemahaman ilmuah dari proses atmosfer untuk memproyeksikan bagaimana atomsfer berubah.

    Dulu peramalan cuaca amat bergantung pada perubahan tekanan udara, kondisi cuaca terkini, dan kondisi langit, permodelan cuaca kini digunakan untuk menentukan kondisi pada masa depan. 

Terdapat keragaman penggunaan ramalan cuaca. Peringatan cuaca menjadi penting karena digunakan untuk melindungi nyawa dan properti milik masyarakat. Peramalan berdasarkan temperatur dan presipitasi penting bagi pertanian, dan juga kepada pedagang komoditas di stock market.

     Peramalan temperatur digunakan perusahaan utilitas (misal suplayer gas, listrik) untuk menentukan jumlah permintaan konsumen yang akan datang. Dalam kehidupan sehari-hari, peramalan cuaca menentukan apa yang akan dipakai orang ketika itu (payung, jaket, ban rantai, dan sebagainya).

• Meteorologi penerbangan  Meteorologi penerbangan berhubungan dengan dampak cuaca pada lalu lintas udara. Meteorologi penerbangan penting bagi kru penerbangan untuk memahami implikasi dari cuaca untuk rencana penerbangan dan pesawat mereka.
• Meteorologi pertanian  Pakar meteorologi, ilmu tanah, hidrologi, dan agronomi seringkali bekerja sama mempelajari efek cuaca dan iklim terhadap pertumbuhan tanaman, hasil pertanian, efisiensi penggunaan air, fenologi perkembangan hewan dan tumbuhan, dan keseimbangan energi ekosistem. Mereka juga tertarik untuk memahami bagaimana vegetasi dan makhluk hidup mempengaruhi cuaca dan iklim.
  
• Hidrometeorologi Hidrometeorologi adalah cabang meteorologi yang berhubungan dengan siklus hidrologi, suplai air, dan statistik hujan. Hidrometeorologi menyiapkan dan mengeluarkan ramalan cuaca mengenai akumulasi kuantitatif dari presipitasi, hujan dan salju besar, dan lokasi yang akan terpengaruh dan berpotensi mengalami banjir. Biasanya jangkauan pengetahuan yang digunakan membutuhkan kemampuan klimatologi dan cabang ilmu bumi lainnya.
• Meteorologi maritim Meteorologi maritim berhubungan dengan peramalan gelombang laut dan angin untuk operasi kelautan dan perkapalan. 
  
• Meteorologi militer Meteorologi militer adalah riset dan aplikasi dari meteorologi untuk kepentingan militer, seperti memperhitungkan kondisi cuaca untuk taktik strategi tertentu, memastikan keamanan penerbangan pesawat militer dan lepayaran kapal militer, hingga aplikasi cuaca buatan untuk menyerang musuh.

14. Mineralogi

    Mineralogi atau ilmu pengetahuan pelikan merupakan ilmu bumi yang berfokus pada sifat kimia, struktur kristal, dan fisika (termasuk optik) dari mineral. Studi ini juga mencakup proses pembentukan dan perubahan mineral.

    Pada awalnya, mineralogi lebih menitikberatkan pada sistem klasifikasi mineral pembentuk batuan. International Mineralogical Association merupakan suatu organisasi yang beranggotakan organisasi-organisasi yang mewakili para ahli mineralogi dari masing-masing negara. Aktivitasnya mencakup mengelolaan penamaan mineral (melalui Komisi Mineral Baru dan Nama Mineral), lokasi mineral yang telah diketahui, dsb. Sampai dengan 2004 telah terdapat lebih dari 4000 spesies mineral yang diakui oleh IMA. Dari kesemua itu, 150 dapat digolongkan “umum”, 50 lainnya “kadang-kadang”, dan sisanya “jarang” sampai “sangat jarang”

    Belakangan ini, dangan disebabkan oleh perkembangan teknik eksperimental (seperti defraksi neutron) dan kemampuan komputasi yang ada, telah memungkinkan simulasi prilaku kristal berskala atom dengan sangat akurat, ilmu ini telah berkembang luas hingga mencakup permasalahan yang lebih umum dalam bidang kimia anorganik dan fisika padat. Meskipun demikan, bidang ini tetap berfokus pada struktur kristal yang umumnya dijumpai pada mineral pembentuk batuan (seperti pada perovskites, mineral lempung dan kerangka silikat).
    Secara khusus, bidang ini telah mencapai kemajuan mengenai hubungan struktur mineral dan kegunaannya; di alam, contoh yang menonjol berupa akurasi perhitungan dan perkiraan sifat elastic mineral, yang telah membuka pengetahuan yang mendalam mengenai prilaku seismik batuan dan ketidakselarasan yang berhubungan dengan kedalaman pada seismiogram dari mantel bumi. Sehingga, dalam kaitannya dengan hubungan antara fenomena berskala atom dan sifat-sifat makro, ilmu mineral (seperti yang umumnya diketahui saat ini) kemungkinan lebih berhubungan dengan ilmu material daripada ilmu lainnya.

15. Geomorfologi

     Geomorfologi merupakan sebuah ilmu yang mempelajari tentang bentuk alam dan proses yang membentuknya. Para ahli geomorfologi mencoba untuk memahami kenapa sebuah bentang alam terlihat seperti itu, untuk memahami sejarah dan dinamika bentang alam, dan memprediksikan perubahan pada masa depan dengan menggunakan kombinasi pengamatan lapangan, percobaan dan modeling. Geomorfologi dipejari di geografi, geologi, geodesi, archaeology, dan teknik kebumian.

   Proses pembentuk utama yang bertanggung jawab terhadap pembentukan topografi adalah angin, ombak, cuaca, pergerakan tanah, aliran air, gletser, tektonik, dan vulkanik

• Proses Fluvial, Proses fluvial adalah proses pembentukan alam yang berhubungan dengan pergerakan sedimen, erosi dan endapan di sungai.
  
• Proses Aeolian ,Proses Aeolian adalah proses yang berhubungan dengan angin yang sebagai sumber pembentuknya. Angin dapat mengikis, membawa dan mengumpulan material
• Proses Hillslope, Palo Duro Canyon, Texas Tanah dan berbatuan bergerak ke bawah dengan adanya gaya gravitasi 
• Proses Glacial, Pergerakan es dan gletser dapat mengakibatkan abrasi dan memindahkan bebatuan 
• Proses Tectonic, Proses Tectonic terjadi karena aktifitas tektonik
• Proses Igneous, Proses Igneous sangat mempengaruhi terhadap geomorfologi, baik yang berasaal dari vulkanik maupun dari tektonik
  
• Proses Biological, Interaksi antara makhluk hidup dan bentuk alam dapat mempengaruhi proses pembentukan geomorfologi

Morfologi Makro

Di bawah ini adalah beberapa bentuk morfologi permukaan karst dalam ukuran meter sampai kilometer: 

• Swallow hole : Lokasi di mana aliran permukaan seluruhnya atau sebagian mulai menjadi aliran bawah permukaan yang terdapat pada batugamping. Swallow hole yang terdapat pada polje sering disebut ponor. (Marjorie M. Sweeting, 1972). Pengertian ini dipergunakan untuk menandai tempat di mana aliran air menghilang menuju bawah tanah.
  
• Sink hole : disebut juga doline, yaitu bentukan negatif yang dengan bentuk depresi atau mangkuk dengan diameter kecil sampai 1000 m lebih.
• Vertical shaft : pada bentuk ideal, merupakan silinder dengan dinding vertikal merombak perlapisan melawan inclinasi perlapisan.
• Collapse : runtuhan
• Cockpit : bentuk lembah yang ada di dalam cone karst daerah tropik yang lembap. Kontur cockpit tidak melingkar seperti pada doline tetapi seperti bentuk bintang dengan sisi-sisi yang identik, yang menunjukkan bahwa formasi cone merupakan faktor penentunya.
  
• Polje : depresi aksentip daerah karst, tertutup semua sisi, sebagian terdiri dari lantai yang rata, dengan batas-batas terjal di beberapa bagian dan dengan sudut yang nyata antara dasar/ lantai dengan tepi yang landai atau terjal itu.
• Uvala : cekungan karst yang luas, dasarnya lebar tidak rata : lembah yang memanjang kadang-kadang berkelak-kelok, tetapi pada umumnya dengan dasar yang menyerupai cawan.
• Dry valley: terlihat seperti halnya lembah yang lainnya namun tidak ada aliran kecuali kadang-kadang setelah adanya es yang hebat diikuti oleh pencairan es yang cepat.

   

Pulau Jawa memiliki kawasan karst yang cukup spesifik yaitu karst Gunung Sewu, di mana bentukan bukit-bukit seperti cawan terbalik (cone hill) dan kerucut (conical hill) begitu sempurna dengan lembah-lembahnya. Bukit merupakan residu erosi dan lembahnya adalah merupakan daerah diaman terjadi erosi aktif dari dulu sampai sekarang.
     Bagian-bagian depresi atau cekungan merupakan titik terendah dan menghilangnya air permukaan ke bawah permukaan. Erosi memperlebar struktur (lihat geologi gua dan teori terbentuknya gua), kekar, sesar, dan bidang lapisan, dan membentuk gua-gua, baik vertikal maupun horisontal. Gua-gua juga dapat terbentuk karena adanya mata air karst. Mata air (spring) karst ini ada beberapa jenis:

• Bedding spring, mata air yang terbentuk pada tempat di mana terjadi pelebaran bidang lapisan
• Fracture spring, mata air yang terbentuk pada tempat di mana terjadi pelebaran bidang rekahan
• Contact spring, mata air yang terbentuk karena adanya kontak antara batu gamping dan batu lain yang impermiabel.
• Disamping itu secara khusus ada jenis mata air yang berada di bawah permukaan air laut disebut dengan vrulja.

Morfologi mikro

     Ada kawasan karst dengan sudut dip yang kecil dan permukaannya licin. Area ini dipisah-pisahkan dalam bentuk blok-blok oleh joint terbuka, disebut dengan grike-Bhs. Inggris, atau Kluftkarren-Bhs. Jerman.

    Bentukan-bentukan minor ini dalam bahasa Jerman memiliki akhiran karren (lapies-Bhs Perancis). Sering permukaan blok itu terpotong menjadi sebuah pola dendritic dari runnel dengan deretan dasar (round) dipisahkan oleh deretan punggungan (ridge) yang mengeringkannya kedalam grike terlebih dahulu.
     Juga terkadang mereka memiliki profil panjang yang hampir mulus. Bentukan ini disebut Rundkarren. Tipe lain adalah Rillenkarren yang memiliki saluran yang tajam, ujung punggungan dibatasi oleh deretan saluran berbentuk V. Biasanya tampak pada permukaan yag lebih curam daripada rundkarren, dengan saluran sub-paralel dan beberapa cabang. Microrillenkarren merupakan bentuk gabungan tetapi hanya memiliki panjang beberapa centimeter dan lebarnya 10–20 mm. Pseudo karren, memiliki bentuk sama dengan rundkarren dan rinnenkarren. Tetapi hanya terjadi pada granit di daerah tropik yang lembap.

16. Oseanografi

     Oseanografi (gabungan kata Yunani ὠκεανός yang berarti "samudra" dan γράφω yang berarti "menulis"), juga disebut oseanologi atau ilmu kelautan, adalah cabang ilmu Bumi yang mempelajari samudra atau lautan. Ilmu ini mencakup berbagai topik seperti organisme laut dan dinamika ekosistem; arus samudra, gelombang, dan dinamika cairan geofisika; tektonik lempeng dan geologi dasar laut, dan arus berbagai zat kimia dan fisika di dalam lautan dan perbatasannya.
    Topik-topik yang beragam ini menggambarkan berbagai macam disiplin ilmu yang digabungkan para oseanograf untuk memperdalam pengetahuan akan lautan dunia dan memahami proses di dalamnya, yaitu astronomi, biologi, kimia, klimatologi, geografi, geologi, hidrologi, meteorologi, dan fisika. Paleoseanografi mempelajari sejarah lautan dalam artian sejarah geologinya.

Sejarah Awal

Manusia pertama kali memperoleh ilmu mengenai gelombang dan arus laut serta samudra pada zaman prasejarah. Pengamatan terhadap pasang laut dicatat oleh Aristoteles dan Strabo. Awal penjelajahan samudra hanyalah untuk kartografi dan terbatas pada permukaannya saja dan hewan-hewan yang terjaring oleh nelayan, meski pada masa itu pengukuran kedalaman laut menggunakan timah sudah dilakukan.

 

Meski Juan Ponce de León pada tahun 1513 merupakan orang yang pertama kali mengidentifikasi keberadaan Arus Teluk yang dikenal baik oleh para pelaut, justru Benjamin Franklin yang melakukan studi ilmiah pertama mengenai arus ini dan memberi nama "Arus Teluk". Franklin mengukur suhu air pada beberapa pelayarannya melintasi Atlantik dan secara tepat menjelaskan sebab Arus Teluk. Franklin dan Timothy Folger menerbitkan peta Arus Teluk pertama pada tahun 1769-1770.

      Ketika Louis Antoine de Bougainville (berlayar antara 1766 dan 1769) dan James Cook (berlayar sejak 1768 sampai 1779) melakukan penjelajahan mereka di Pasifik Selatan, informasi mengenai samudra itu sendiri membentuk bagian dari laporan-laporan mereka. James Rennell menulis buku tes ilmiah pertama mengenai arus di samudra Atlantik dan Hindia pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19.

     Sir James Clark Ross melakukan penggaungan modern pertama di laut dalam pada tahun 1840, dan Charles Darwin menerbitkan karya ilmiah mengenai terumbu dan pembentukan atol sebagai hasil dari Pelayaran Kedua HMS Beagle pada tahun 1831-6. Robert FitzRoy menerbitkan empat volume laporan mengenai tiga pelayaran Beagle. Tahun 1841–1842, Edward Forbes melakukan pengerukan di Laut Aegean yang menghasilkan penemuan ekologi laut.

     Pengawas pertama Observatorium Angkatan Laut Amerika Serikat (1842–1861), Matthew Fontaine Maury menghabiskan waktunya untuk mempelajari meteorologi laut, navigasi, dan memetakan angin serta arus yang kuat. Bukunya tahun 1855, Physical Geography of the Sea, adalah salah satu karya penelitian komprehensif pertama mengenai oseanografi. Banyak negara yang mengirimkan hasil penelitian oseanografi ke Maury di Observatorium Angkatan Laut, di mana ia dan rekannya menilai informasi tersebut dan menyebarkan hasilnya ke seluruh dunia.

    Lembah curam di balik landas kontinen ditemukan tahun 1849. Peletakan kabel telegraf transatlantik pertama berhasil dilakukan pada Agustus 1858 yang membenarkan keberadaan pegunungan tengah samudra atau "plato telegraf" bawah laut. Setelah pertengahan abad ke-19, para ilmuwan mulai memproses berbagai informasi baru mengenai botani dan zoologi darat.

     HMS Challenger memulai ekspedisi penelitian kelautan global pertama pada tahun 1872.

Tahun 1871, dengan rekomendasi dari Royal Society di London, pemerintah Britania Raya mendanai sebuah ekspedisi untuk menjelajahi samudra dunia dan melakukan penyelidikan ilmiah. Dengan bantuan dana tersebut, Charles Wyville Thompson dan Sir John Murray dari Skotlandia meluncurkan Ekspedisi Challenger (1872–1876). Hasilnya diterbitkan dalam 50 volume yang mencakup aspek biologi, fisika dan geologi. 4.417 spesies baru ditemukan.

     Bangsa-bangsa Eropa dan Amerika yang lain juga mengirim ekspedisi ilmiah, termasuk para individu dan institusi swasta. Kapal khusus oseanografi pertama, "Albatros", dibangun tahun 1882. 

    Tahun 1893, Fridtjof Nansen membiarkan kapalnya "Fram" membeku di lautan es Arktik. Hasilnya, ia mampu memperoleh data oseanografi serta meteorologi dan astronomi.

    Antara tahun 1907 sampai 1911, Otto Krümmel menerbitkan Handbuch der Ozeanographie yang mempengaruhi minat masyarakat umum terhadap oseanografi.[4] Ekspedisi Atlantik Utara tahun 1910 selama empat bulan yang dipimpin Sir John Murray dan Johan Hjort merupakan proyek penelitian oseanografi dan zoologi laut paling ambisius pada masa itu, dan mendorong terbitnya buku klasik The Depths of the Ocean pada tahun 1912.

     Pengukuran kedalaman laut akustik pertama dilakukan tahun 1914. Antara 1925 dan 1927, ekspedisi "Meteor" menghasilkan 70.000 pengukuran kedalaman lautan menggunakan pemancar gaung ketika menyelidiki Pegunungan Atlantik Tengah. Pegunungan Global Raya yang membentang sepanjang Pegunungan Atlantik Tengah ditemukan oleh Maurice Ewing dan Bruce Heezen tahun 1953, sementara untaian pegunungan di bawah Arktik ditemukan tahun 1954 oleh Arctic Institute of the USSR. Teori penyebaran dasar laut muncul pada tahun 1960 dan dicetuskan oleh Harry Hammond Hess. Proyek Pengeboran Samudra dimulai tahun 1966. Ventilasi laut dalam ditemukan tahun 1977 oleh John Corlis dan Robert Ballard menggunakan kapal selam "Alvin".

     Pada 1950-an, Auguste Piccard menemukan batiskap dan menggunakan "Trieste" untuk menyelidiki kedalaman lautan. Kapal selam nuklir Nautilus melakukan perjalanan pertamanya di bawah es menuju Kutub Utara pada 1958. Pada 1962, FLIP (Floating Instrument Platform), sebuah pelampung spar setinggi 355 kaki diapungkan untuk pertama kalinya.

    Kemudian, pada 1966, Kongres AS membentuk National Council for Marine Resources and Engineering Development. NOAA ditugaskan menjelajahi dan mempelajari segala aspek oseanografi di Amerika Serikat. Kongres juga membentuk National Science Foundation untuk menghadiahkan dana Sea Grant College kepada para peneliti multi-disiplin dalam bidang oseanografi.

    Sejak 1970-an, telah muncul berbagai tekanan penerapan komputer berskala besar terhadap oseanografi agar prediksi numerik kondisi lautan dapat dilakukan dan menjadi bagian dari prediksi perubahan lingkungan secara keseluruhan. Sebuah jaringan pelampung oseanografi diapungkan di Pasifik untuk memudahkan peramalan peristiwa-peristiwa akibat El Niño.

   Pada 1990, World Ocean Circulation Experiment (WOCE) dilaksanakan yang berlangsung hingga 2002. Data pemetaan dasar laut Geosat mulai tersedia pada tahun 1995. Dalam penelitian beberapa tahun terakhir telah mengembangkan bidang pengetahuan tertentu tentang pengasaman laut, oceanic heat content, arus laut, ENSO, pemetaan endapan metana klarat, siklus karbon, erosi pantai, pelapukan, umpan balik iklim sebagai akibat interaksi perubahan iklim.

   Tahun 1942, Sverdrup dan Fleming menerbitkan "The Ocean" yang menjadi karya ilmiah terkenal. "The Sea" (tiga volume yang membahas oseanografi gisik, air laut dan geologi) disunting oleh M. N. Hill dan diterbitkan tahun 1962, sementara "Encyclopedia of Oceanography" karya Rhodes Gairbridge diterbitkan tahun 1966.

Oseanografi

Ilmu yang mempelajari lautan terhubung dengan pemahaman terhadap perubahan iklim global, potensi pemanasan global dan masalah biosfer terkait. Atmosfer dan lautan terhubung karena adanya penguapan dan curah hujan serta fluks termal (dan insolasi matahari). Tekanan angin adalah penggerak utama arus samudra, sementara samudra adalah penyerap karbon dioksida di atmosfer. Semua faktor ini khusus berhubungan dengan pengaturan biogeokimia laut.

Arus laut

Sejak awal ekspedisi laut dalam oseanografi, ketertarikan utama adalah mempelajari arus laut dan pengukuran suhu. Pasang laut, efek Coriolis, perubahan arah dan kekuatan angin, salinitas dan suhu merupakan faktor utama yang menentukan arus laut. Sirkulasi Termohalin (THC), “termo-” mengacu pada suhu “-halin” mengacu pada kandungan garam menghubungkan 4 dari 5 cekungan laut dan terutama bergantung pada kepadatan air laut. Arus laut sebagaimana Arus Teluk adalah arus permukaan yang terdorong oleh angin.

Cabang

Ilmu oseanografi dibagi menjadi beberapa cabang:

• Oseanografi biologi, atau biologi laut, adalah ilmu yang mempelajari tumbuhan, hewan dan mikroba lautan dan interaksi ekologisnya dengan samudra;
• Oseanografi kimia, atau kimia laut, adalah ilmu yang mempelajari kimia lautan dan interaksi kimiawinya dengan atmosfer;
• Oseanografi geologi, atau geologi laut, adalah ilmu yang mempelajari geologi dasar samudra, termasuk tektonik lempeng dan paleoseanografi;
  
• Oseanografi fisik, atau fisika laut, mempelajari atribut fisik lautan yang meliputi struktur suhu-salinitas, pencampuran, gelombang, gelombang internal, pasang laut permukaan, pasang laut internal, dan arus.
• Cabang-cabang ini menggambarkan fakta bahwa banyak oseanograf yang pertama kali dilatih ilmu pasti atau matematika, kemudian fokus kepada penerapan ilmu dan kemampuan interdisipliner oseanografi mereka

    Data yang diperoleh dari kerja keras pada oseanograf digunakan dalam teknik kelautan, dalam desain dan pembangunan pengeboran minyak lepas pantai, kapal, pelabuhan, dan struktur lain yang memungkinkan manusia memanfaatkan lautan dengan aman. Pengelolaan data oseanografi adalah disiplin ilmu yang menjamin bahwa data oseanografi masa lalu dan sekarang tersedia bagi para peneliti.

Lembaga - lembaga oseanografi

   Organisasi oseanografi internasional pertama dibentuk tahun 1902 dengan nama Dewan Penjelajahan Laut Internasional. Di Amerika Serikat, Scripps Institution of Oceanography didirikan pada tahun 1892 kemudian Woods Hole Oceanographic Institution pada tahun 1930, Virginia Institute of Marine Science pada tahun 1938, Lamont-Doherty Earth Observatory di Universitas Columbia, dan School of Oceanography di Universitas Washington. Di Britania Raya, ada sebuah institusi peneilitian besar bernama National Oceanography Centre, Southampton yang merupakan penerus bagi Institute of Oceanography. Di Australia, CSIRO Marine and Atmospheric Research, disebut CMAR, adalah pusat oseanografi terdepan di negara ini. Pada tahun 1921, Biro Hidrografi Internasional (IHB) didirikan di Monako

17. Pedologi

    Pedologi adalah ilmu yang mempelajari berbagai aspek geologi tanah. Di dalamnya ditinjau berbagai hal mengenai pembentukan tanah (pedogenesis), morfologi tanah (sifat dan ciri fisika dan kimia), dan klasifikasi tanah. Istilah ini dipinjam dari bahasa Inggris, pedology, yang membentuknya dari dua kata bahasa Yunani: pedon ("tanah") dan logos ("lambang", "pengetahuan"). Pedologi merupakan satu dari dua cabang utama ilmu tanah, selain edafologi (ilmu kesuburan tanah).

Klasifikasi tanah

    Klasifikasi tanah memiliki berbagai versi. Terdapat kesulitan teknis dalam melakukan klasifikasi untuk tanah karena banyak hal yang memengaruhi pembentukan tanah. Selain itu, tanah adalah benda yang dinamis sehingga selalu mengalami proses perubahan. Tanah terbentuk dari batuan yang aus/lapuk akibat terpapar oleh dinamika di lapisan bawah atmosfer, seperti dinamika iklim, topografi/geografi, dan aktivitas organisme biologi. Intensitas dan selang waktu dari berbagai faktor ini juga berakibat pada variasi tampilan tanah.

    Dalam melakukan klasifikasi tanah para ahli pertama kali melakukannya berdasarkan ciri fisika dan kimia, serta dengan melihat lapisan-lapisan yang membentuk profil tanah. Selanjutnya, setelah teknologi jauh berkembang para ahli juga melihat aspek batuan dasar yang membentuk tanah serta proses pelapukan batuan yang kemudian memberikan ciri-ciri khas tertentu pada tanah yang terbentuk.

    Berdasarkan kriteria itu, ditemukan banyak sekali jenis tanah di dunia. Untuk memudahkannya, seringkali para ahli melakukan klasifikasi secara lokal. Untuk Indonesia misalnya dikenal sistem klasifikasi Dudal-Soepraptohardjo (1957-1961[ yang masih dirujuk hingga saat ini di Indonesia untuk kepentingan pertanian, khususnya dalam versi yang dimodifikasi oleh Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat (Puslittanak) pada tahun 1978 dan 1982.

    Pada tahun 1975 dirilis sistem klasifikasi USDA (Departemen Pertanian AS). Sistem ini dibuat karena sistem-sistem klasifikasi lama saling tumpang tindih dalam penamaan akibat perbedaan kriteria. Dalam pemakaiannya, sistem USDA memberikan kriteria yang jelas dibandingkan sistem klasifikasi lain, sehingga sistem USDA ini biasa disertakan dalam pengklasifikasian tanah untuk mendampingi penamaan berdasarkan sistem FAO atau PPT (Pusat Penelitian Tanah). Kelemahan dari sistem ini, khususnya untuk negara berkembang, adalah kriterianya yang sangat mendasarkan pada analisis laboratorium yang rinci, sehingga para praktisi sulit untuk mendefinisikan langsung di lapangan. Walaupun demikian, sistem USDA sangat membantu karena memakai sistem penamaan yang konsisten.

    Untuk komunikasi di antara para ahli tanah dunia, Organisasi Pangan dan Pertanian (FAO) telah mengembangkan sistem klasifikasi tanah pula sejak 1974. Pada tahun 1998 kemudian disepakati dipakainya sistem klasifikasi WRB dari World Reference Base for Soil Resources, suatu proyek bentukan FAO, untuk menggantikan sistem ini. Versi terbaru dari sistem WRB dirilis pada tahun 2007.

     Taksonomi tanah berdasarkan sistem Dudal-Soepraptohardjo mendasarkan pada penampilan profil tanah dan sejumlah ciri-ciri fisika dan kimia. Dasar sistem ini adalah dari Rudi Dudal, ahli tanah dari Belgia, yang dimodifikasi untuk situasi Indonesia oleh M. Soepraptohardjo. Sistem ini disukai oleh pekerja lapangan pertanian karena mudah untuk diterapkan di lapangan. Versi aslinya dirilis pada tahun 1957. Modifikasinya dilakukan oleh Pusat Penelitian Tanah pada tahun 1978 dan 1982. Sistem ini (dan modifikasinya) berlaku khusus untuk Indonesia, dengan mengadopsi beberapa sistem internasional, khususnya dalam penamaan dan pemberian kriteria.

18. Petrologi

    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".

    Petrologi batuan beku berfokus pada komposisi dan tekstur dari batuan beku (batuan seperti granit atau basalt yang telah mengkristal dari batu lebur atau magma). Batuan beku mencakup batuan volkanik dan plutonik.

   Petrologi batuan sedimen berfokus pada komposisi dan tekstur dari batuan sedimen (batuan seperti batu pasir atau batu gamping yang mengandung partikel-partikel sedimen terikat dengan matrik atau material lebih halus).

     Petrologi batuan metamorf berfokus pada komposisi dan tekstur dari batuan metamorf (batuan seperti batu sabak atau batu marmer yang bermula dari batuan sedimen atau beku tetapi telah melalui perubahan kimia, mineralogi atau tekstur dikarenakan kondisi ekstrem dari tekanan, suhu, atau keduanya)

    Petrologi memanfaatkan bidang klasik mineralogi, petrografi mikroskopis, dan analisis kimia untuk menggambarkan komposisi dan tekstur batuan. Ahli petrologi modern juga menyertakan prinsip geokimia dan geofisika dalam penelitan kecenderungan dan siklus geokimia dan penggunaan data termodinamika dan eksperimen untuk lebih mengerti asal batuan.

   

Petrologi eksperimental menggunakan perlengkapan tekanan tinggi, suhu tinggi untuk menyelidiki geokimia dan hubungan fase dari material alami dan sintetis pada tekanan dan suhu yang ditinggikan. Percobaan tersebut khususnya berguna utuk menyelidiki batuan pada kerak bagian atas dan mantel bagian atas yang jarang bertahan dalam perjalanan kepermukaan pada kondisi asli.

19. Ilmu Tanah

    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.

   

Ilmu tanah dipelajari oleh berbagai bidang ilmu pengetahuan, seperti ilmu-ilmu keteknikan (rekayasa), agronomi/pertanian, kimia, geologi, geografi, ekologi, biologi (termasuk cabang-cabangnya), ilmu sanitasi, arkeologi, dan perencanaan wilayah. Akibat banyaknya pendekatan untuk mengkaji tanah, ilmu tanah bersifat multidisiplin dan memiliki sisi ilmu murni maupun ilmu terapan.

    Ilmu tanah dibagi menjadi dua cabang utama: pedologi dan edafologi. Pedologi mempelajari tanah sebagai objek geologi. Edafologi, atau ilmu kesuburan tanah, mempelajari tanah sebagai benda pendukung kehidupan. Keduanya menggunakan alat-alat dan sering kali juga metodologi yang sama dalam mempelajari tanah, sehingga muncul pula disiplin ilmu seperti fisika tanah, kimia tanah, biologi tanah (atau ekologi tanah), serta ilmu konservasi tanah.

     Karena tanah juga memiliki aspek ketataruangan dan sipil, berkembang pula disiplin seperti mekanika tanah, pemetaan (kartografi), geodesi dan survai tanah, serta pedometrika atau pedostatistika. Penggunaan informatika juga melahirkan beberapa ilmu campuran seperti geomatika

Sejarah ilmu tanah di Indonesia

     Ilmu tanah di Indonesia Pertama diajarkan di Fakultas Pertanian Universitas Indonesia (merupakan kelanjutan dari Landbouw Hogeschool yang didirikan 1940, selanjutnya menjadi Institut Pertanian Bogor) oleh staf pengajar berkebangsaan Belanda, seperti Prof. Dr. Ir. F.A. van Baren (pakar agrogeologi dan mineralogi) dan Prof. Dr. H.J. Hardon (pakar ilmu tanah dan kesuburan tanah). Mereka kemudian digantikan oleh Drs. F.F.F.E. van Rummelen dan Dr. J. van Schuylenborgh. Akibat nasionalisasi, sejak tahun 1957 digantikan oleh Drs. Manus dan Dr. Ir. Tan Kim Hong. Penelitian tanah di Indonesia mulai saat Indonesia masih dalam kekuasaan kolonial Belanda oleh Dr. E.C.Jul. Mohr (1873–1970).

    Dr. Mohr yang bertugas di Indonesia sebagai kepala Laboratorium Voor Agrogeologie en Grond Onderzoek di Bogor (sekarang menjadi Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat) telah menjalankan survei di Indonesia sejak tahun 1920. Ia menerbitkan buku pentingnya tahun 1933[1]. Buku tersebut memaparkan iklim dan komposisi tanah di berbagai tempat di Sumatera, Jawa, Bali, Lombok, Sumbawa, Timor, Papua, Maluku, Halmahera, Kalimantan, dan Sulawesi. Versi yang disempurnakan diedarkan kembali pada tahun 1972. Buku ini masih menjadi rujukan bagi pakar tanah di daerah tropika sampai sekarang.

21. Zoologi

     Zoologi adalah cabang biologi yang mempelajari struktur, fungsi, perilaku, serta evolusi hewan. Ilmu ini antara lain meliputi anatomi perbandingan, psikologi hewan, biologi molekular, etologi, ekologi perilaku, biologi evolusioner, taksonomi, dan paleontologi. Kajian ilmiah zoologi dimulai sejak sekitar abad ke-16.

Sejarah

    Manusia telah terpesona oleh anggota lain dari kerajaan hewan sepanjang sejarah. Di Eropa awal, mereka berkumpul dan katalog deskripsi hewan aneh dari tanah jauh atau laut dalam, seperti dicatat dalam Physiologus dan dalam karya Albertus Magnus. Karyanya sebagian besar didasarkan pada tulisan-tulisan Aristoteles (384-322 SM). Magnus 'De animalibus libri XXVI bukan hanya volume komentar tentang Sejarah Alam, tetapi tetap salah satu studi yang paling luas pengamatan zoologi diterbitkan sebelum zaman modern ] Studi disiplin zoologi juga. Ditemukan akar di Arab dan Cina . Arab sarjana Al-Jahizz (781-868) menulis Kitab Hewan.
     Dua penulis Cina besar di bidang ini adalah Su Song (1020-1101) dan Shen Kuo (1031-1095) masa Dinasti Song, namun ada banyak lainnya. Pada zaman Romawi, penulis utama tentang sejarah alam adalah Pliny the Elder (23-79).

    zoologi ilmiah benar-benar dimulai pada abad ke 16 dengan kebangkitan semangat baru observasi dan eksplorasi, tetapi untuk waktu yang lama berlari kursus terpisah tidak dipengaruhi oleh kemajuan penelitian medis anatomi dan fisiologi. Semangat penyelidikan yang sekarang untuk pertama kalinya menjadi umum menunjukkan diri di sekolah-sekolah anatomi universitas Italia abad ke-16 dan lima puluh tahun kemudian menyebar ke Universitas Oxford. 

     Yang pertama didirikan untuk hidup akademi Eropa, Akademisi naturae Curiosorum (1651) membatasi diri dengan deskripsi dan ilustrasi struktur tanaman dan hewan; sebelas tahun kemudian, Royal Society of London didirikan oleh piagam kerajaan.

    Sedikit kemudian Akademi Ilmu Pengetahuan Paris didirikan oleh Louis XIV. Kolektor dan systematisers jatuh tempo pada paruh kedua abad ke-18 di Linnaeus, ahli anatomi lainnya seperti John Hunter juga mulai bekerja untuk memeriksa anatomi kerajaan hewan keseluruhan dan untuk mengklasifikasikan anggotanya dengan bantuan dari hasil studi yang cermat. Leeuwenhoek, seorang naturalis penjahit dan Belanda, diperkenalkan revolusi lain dengan konstruksi tentang mikroskop pertama.

     Tidak sampai abad ke-19 yang mikroskop diperbaiki dan diselesaikan untuk zoologi apa yang beberapa anggap sebagai layanan yang paling penting. Menyempurnakan mikroskop mengarah ke peningkatan pemahaman struktur sel dan pembentukan Teori Cell:

• Bahwa semua organisme baik sel tunggal atau dibangun dari banyak sel;
  
• Itu semua organisme mulai keberadaan mereka sebagai satu sel, yang mengalikan dengan pembelahan biner, produk tumbuh dalam ukuran dan mengalikan sama dengan pembelahan biner; dan
• Bahwa kehidupan organisme multiseluler adalah jumlah kegiatan sel-sel yang terdiri dan bahwa proses kehidupan harus dipelajari dalam dan penjelasan yang diperoleh dari pemahaman tentang kimia dan perubahan fisik yang masuk di dalam setiap sel individu hidup materi atau protoplasma.

     Kontribusi individu seperti William Harvey (sirkulasi darah), Carolus Linnaeus (sistem tata nama), Georges Buffon (sejarah alam), Georges Cuvier (anatomi perbandingan), dan Claude Bernard (homeostasis) sangat maju lapangan. Charles Darwin On the Origin of Species, diterbitkan pada 24 November 1859, adalah sebuah karya sastra ilmiah, dianggap sebagai dasar dari biologi evolusioner.

Sistem klasifikasi

     Morphography adalah eksplorasi tabulasi, sistematis dan karakterisasi data mengenai hewan, ada atau punah. Hal ini mirip dengan etnografi. Kelompok-kelompok orang yang telah memberikan kontribusi ke lapangan termasuk museum terakhir-pembuat dan keturunan modern mereka, kurator dan annotators koleksi binatang, penjelajah awal dan wisatawan naturalis modern dan kolektor penulis fosil dan ahli paleontologi.

     Meskipun studi tentang kehidupan hewan adalah kuno, inkarnasi ilmiah yang relatif modern. Ini mencerminkan transisi dari sejarah alami untuk biologi pada awal abad kesembilan belas. Sejak Hunter dan Cuvier, studi anatomi komparatif telah dikaitkan dengan morphography shapins daerah modern penyelidikan zoological: anatomi, fisiologi, histologi, embriologi, dan perilaku hewan. zoologi modern pertama muncul di universitas-universitas Jerman dan Inggris.

     Di Inggris, Thomas Henry Huxley adalah seorang tokoh terkemuka. ide-Nya berpusat pada morfologi hewan. Banyak yang menganggap dia anatomi komparatif terbesar dari paruh kedua abad kesembilan belas. Serupa dengan Hunter, kursus nya yang terdiri dari kuliah dan kelas laboratorium praktis dalam kontras format sebelumnya kuliah saja. Sistem ini menjadi luas.

22. Botani

     Botani adalah ilmu tumbuh-tumbuhan, termasuk juga jamur dan alga dengan mikologi dan fikologi berada di dalam cabang ilmu botani. Dengan demikian, dalam botani dipelajari semua disiplin ilmu biologi, seperti genetika, pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, perkembangan, interaksi dengan komponen biotik dan komponen abiotik, serta evolusi yang berhubungan dengan tumbuhan. Istilah botani berasal dari Bahasa Yunani Kuno, βοτάνη (botane), yang berarti rerumputan atau padang penggembalaan. Saat ini botani mempelajari sekitar 400000 spesies organisme hidup di mana 260 ribu di antaranya adalah tumbuhan berpembuluh dan 248 ribu di antaranya adalah angiosperma. Orang yang menekuni bidang botani disebut sebagai botanis atau ahli botani.

Sejarah

    Botani berakar dari ilmu herbalisme, ilmu yang mempelajari pemanfaatan tumbuhan untuk khasiatnya secara medis.Terdapat berbagai catatan kuno yang mengklasifikasikan tumbuhan berdasarkan jenis dan manfaatnya di India (1100 SM), Avestan kuno, dan China (221 SM).

Botani modern merujuk kepada kebudayaan di Yunani Kuno, terutama Theoprastus (sekirat 371–287 SM), seorang murid Aristoteles yang menemukan prinsip ilmu botani. Ia juga dikenal sebagai "Father of Botany"Karyanya, Enquiry into Plants dan On the Causes of Plants merupakan dua kontribusi utama bagi ilmu botani hingga Abad Pertengahan, hampir 17 abad setelah buku tersebut ditulis.

    Karya lainnya dari Yunani Kuno adalah De Materia Medica yang memuat ilmu herbalisme, ditulis oleh Pedanius Dioscorides. Buku ini menjadi referensi selama lebih dari 1500 tahun. Kontribusi lainnya pada Jaman Keemasan Islam yaitu Nabatean Agriculture karya Ibn Wahshiyya, Book of Plants karya Abū Ḥanīfa Dīnawarī, dan The Classification of Soils karya Ibn Bassal. Di awal abad ke 13, Abu al-Abbas al-Nabati dan ibn al-Baitar menulis botani secara sistematis dan ilmiah.   

     Di pertengahan abad ke 16, kebun raya dibangun di sejumlah perguruan tinggi di Italia. Orto botanico di Padova dipercaya merupakan kebun raya modern paling awal di dunia, yang mempraktikan nilai dari sebuah kebun, biasanya dikaitkan dengan keberadaan biara di mana tumbuhan dimanfaatkan untuk keperluan medis. Mereka memelihara kebun raya sebagai sebuah subjek akademik. Cara menumbuhkan tumbuhan dan manfaatnya dipraktikkan. Kebun raya lalu tersebar ke utara, diawali oleh Kebun Raya Universitas Oxford yang dibangun tahun 1621. Hingga periode ini, botani masih menjadi bagian dari ilmu kedokteran.

    Ilmuwan Jerman Leonhart Fuchs (1501–1566) bersama dengan Otto Brunfels (1489–1534) dan Hieronymus Bock (1498–1554) mempelajari botani secara original tanpa meniru pendahulunya. Bahkan Bock membuat sistem klasifikasi tumbuhan sendiri.    Ilmuwan Valerius Cordus (1515–1544) mengarang buku Historia Plantarum di 1544 mengenai tumbuhan yang penting secara botani dan farmakologi, juga buku Dispensatorium di 1546. Pada tahun 1665, dengan menggunakan mikroskop pertama, Robert Hooke menemukan sel, sebuah istilah yang merujuk kepada struktur gabus yang ia lihat di bawah mikroskop. Tak lama setelah itu, ia melihat jaringan tumbuhan yang hidup.

Ruang lingkup dan peran botani

    Seperti bentuk-bentuk kehidupan lain dalam biologi, tumbuhan hidup dapat dipelajari dari perspektif yang berbeda, dari tingkat molekul, genetika dan biokimia melalui organel, sel, jaringan, organ, individu, populasi tumbuhan, dan komunitas tumbuhan. Pada setiap tingkat ini seorang ahli botani mungkin bergerak di bidang yang terkait dengan klasifikasi (taksonomi), struktur (anatomi dan morfologi), atau fungsi (fisiologi) dari kehidupan tumbuh-tumbuhan.

   Botani juga tidak hanya mempelajari kelompok dari Kerajaan Tumbuhan saja tetapi juga mempelajari jamur (mikologi), bakteri (bakteriologi), lumut kerak (likenologi), alga (fikologi).

Penelitian tumbuhan sangat penting karena tumbuhan adalah bagian mendasar dari kehidupan di Bumi, yang menghasilkan oksigen, makanan, serat, bahan bakar, dan obat-obatan yang memungkinkan manusia dan bentuk kehidupan lainnya ada. Melalui fotosintesis, tumbuhan menyerap karbon dioksida, sebuah gas rumah kaca yang dalam jumlah besar dapat mempengaruhi iklim global. Selain itu, tumbuhan dapat mencegah erosi tanah dan berpengaruh dalam siklus air. Sebuah pemahaman yang baik tentang tumbuhan sangat penting bagi masa depan masyarakat manusia karena memungkinkan kita untuk:

• Memproduksi makanan untuk memberi makan populasi yang berkembang
• Memahami proses-proses kehidupan yang mendasar
• Memproduksi obat-obatan dan bahan untuk mengobati penyakit-penyakit
  
• Memahami perubahan lingkungan dengan lebih jelas

Nutrisi manusia

    Hampir semua makanan yang dimakan berasal dari tanaman, baik secara langsung dari makanan pokok dan buah lainnya dan sayuran, atau tidak langsung melalui ternak atau hewan lain, yang mengandalkan tanaman untuk gizi mereka. Tanaman adalah basis fundamental hampir semua rantai makanan karena mereka menggunakan energi dari matahari dan nutrisi dari tanah dan atmosfer dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat dikonsumsi dan dimanfaatkan oleh hewan. Ini adalah ilmu ekologi disebut tingkat trofik pertama. Semua tumbuhan yang dibudidayakan merupakan hasil pemuliaan yang berlangsung sejak Jaman Neolitikum.

    Ahli botani, khususnya agronomi. juga mempelajari bagaimana tanaman menghasilkan makanan untuk populasi manusia dan bagaimana untuk meningkatkan hasil. Pekerjaan mereka adalah penting dalam kemampuan manusia untuk memberi makan dunia dan memberikan ketahanan pangan untuk generasi mendatang, misalnya melalui pemuliaan tanaman.

    Ahli botani juga mempelajari gulma, tanaman yang dianggap sebagai gangguan di lokasi tertentu. Gulma merupakan masalah yang cukup besar di bidang pertanian, dan botani memberikan beberapa ilmu dasar yang digunakan untuk memahami bagaimana untuk meminimalkan 'gulma' dampak di bidang pertanian dan ekosistem asli.

Etnobotani adalah cabang studi botani yang mempelajari tentang hubungan antara tanaman dan manusia.

Biokimia tumbuhan

Biokimia tumbuhan adalah sebuah studi mengenai proses kimia yang digunakan pada tumbuhan. Beberapa proses ini terjadi melalui metabolisme primer seperti siklus Calvin dan crassulacean acid metabolism.Lainnya membuat material khusus seperti selulosa dan lignin yang membangun struktur. Metabolisme sekunder menghasilkan produk seperti resin dan minyak atsiri.

    Tumbuhan dan kelompok lainnya yang juga merupakan eukaryot fotosintetik (yaitu alga) memiliki organel yang unik yang disebut dengan kloroplas. Organel ini diperkirakan berasal dari cyanobacteria yang membentuk hubungan endosimbiotik dengan leluhur tumbuhan dan alga. Kloropas dan cyanobacteria sama-sama mengandung pigmen biru-hijau klorofil
    .Klorofil jenis lain  juga terdapat pada alga hijau dan alga biru-hijau yang juga menyerap cahaya pada spektrum tertentu (biasanya spektrum biru-ungu dan jingga-merah) dan memantulkan cahaya hijau yang menjadi warna daun di mata manusia. Energi cahaya yang diserap digunakan untuk membuat senyawa karbon dari karbon dioksida dan air. Gliseraldehida 3-fosfat merupakan senyawa yang dihasilkan oleh fotosintesis yang kemudian disintesis menjadi glukosa dan senyawa organik lainnya. Sebagian glukosa diubah menjadi pati yang disimpan di kloroplas. Pati adalah bentuk yang umum dijadikan sebagai cadangan makanan pada sebagian besar tumbuhan dan alga. Tumbuhan dari famili Asteraceae menggunakan bentuk fruktosa inulin, sebagian mengubahnya menjadi sukrosa.

    Sebagian besar asam lemak yang terkandung di dalam tubuh hewan juga berasal dari tumbuhan. Metabolisme tumbuhan juga mampu memproduksi asam lemak dan sebagian besar asam amino. Asam lemak bagi tumbuhan digunakan untuk membangun membran sel dan kutin yang menjadi penyusun utama kutikel tumbuhan yang melindungi tumbuhan dari kekeringan.

     Tumbuhan mensintesis sejumlah besar polimer yang unik seperti selulosa, pektin, dan xiloglukan untuk membentuk dinding sel. Tumbuhan berpembuluh membuat lignin, sebuah polimer yang digunakan untuk memperkuat trakeid xylem sehingga tidak runtuh ketika dilalui oleh air dan mineral yang dihisapnya. Lignin juga membentuk dinding terluar dari tumbuhan berkayu. Sporopolenin adalah senyawa polimer yang melindungi spora dan polen tumbuhan.

   Dengan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer yang saat ini lebih rendah dibandingkan awal keberadaan tanaman darat di zaman Ordovician dan Silurian, banyak tumbuhan berevolusi secara independen dengan mengembangkan jalur fotosintesis khusus fiksasi karbon C4 dan crassulacean acid metabolism untuk mengurangi loss akibat fotorespirasi yang umum terdapat pada tumbuhan dengan tipe fotosintesis fiksasi karbon C3.

Obat dan bahan

    Fitokimia merupakan cabang yang penting dalam ilmu botani yang mempelajari senyawa biokimia pada tumbuhan dan pemanfaatannya Beberapa dari senyawa ini memiliki manfaat bagi manusia, dan beberapa bersifat racun bagi hewan dan manusia. Banyak obat-obatan medis dan rekreasi, seperti tetrahydrocannabinol, kafeina, dan nikotin datang langsung dari kerajaan tumbuhan. Lainnya adalah senyawa kimia turunan sederhana dari produk alami botani, seperti aspirin yang berasal dari senyawa penghilang rasa sakit asam salisilat yang awalnya berasal dari kulit pohon dedalu.

      Mungkin ada banyak obat baru untuk penyakit yang disediakan oleh tumbuhan, menunggu untuk ditemukan. Stimulan populer seperti kopi, cokelat, tembakau, dan teh juga berasal dari tumbuhan. Minuman beralkohol sebagian besar berasal dari fermentasi hasil tumbuhan seperti barley (bir), beras (sake), dan anggur. Dari ilmu fitokimia dapat diketahui berbagai macam hal seperti senyawa kimia antosianin yang berperan sebagai pigmen pada anggur merah dan senyawa capsaicin yang berperan dalam memberikan rasa pedas pada cabai.

     Tanaman tertentu juga menyediakan banyak bahan-bahan alami, seperti katun, kayu, kertas, minyak sayur, beberapa jenis tali, dan karet. Selulosa merupakan sumber serat terbesar dari tumbuhan yang digunakan pada berbagai bidang seperti bahan bangunan hingga produksi bahan bakar bioetanol Produksi sutra tidak akan mungkin tanpa budi daya murbei. Tebu, gula bit dan tanaman lainnya yang mengandung gula dapat difermentasi atau tanaman dengan kandungan minyak seperti kelapa sawit dan jarak dapat diolah menjadi biodiesel dan digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyak.

Perubahan lingkungan

     Tumbuhan juga dapat membantu manusia memahami perubahan pada lingkungan. Tumbuhan merespon perubahan iklim dan lingkungan dan mampu mempengaruhi fungsi dan produktivitas ekosistem. Ilmu dendrokronologi mempelajari cincin pertumbuhan pada penampang melintang kayu dan digunakan untuk memantau kondisi iklim sepanjang pertumbuhan pohon tersebut. Fosil tumbuhan yang terperangkap di lapisan sedimen dapat digunakan untuk memantau kondisi iklim hingga jutaan tahun yang lalu.
     Kerapatan stomata yang ditemukan pada fosil daun tumbuhan darat purba dapat digunakan untuk memperkirakan konsentrasi karbon dioksida. Perubahan iklim lainnya seperti penipisan ozon mampu menyebabkan paparan sinar ultra violet yang dapat mengurangi laju pertumbuhan Studi tumbuhan secara ekologi dan komunitas dapat digunakan untuk menentukan perubahan vegetasi, kerusakan habitat, hingga ancaman kepunahan.

Sumber Referensi : Wikipedia Org