RANCANGAN PADA AIR

Hal ini, seperti kebanyakan argumen ateis lainnya, berasal dari Kebutaan mendalam akan Filsafat Alamiah; karena andaikan laut hanya ada separo dari kuantitasnya sekarang, maka hanya ada separo juga Kuantitas Uap, dan akibatnya, kita hanya mempunyai Sungai separo dari jumlahnya yang sekarang untuk menyuplai semua daratan kering yang kita miliki sekarang, dan separo pula untuk kuantitas air yang akan diuapkan, serta panas yang menguapkannya. (John Ray, Naturalis Inggris abad ke-18) 76 Sebagian besar planet kita diselimuti air. Samudra dan laut menempati tiga perempat bagian permukaan bumi, sementara pada daratannya sendiri terdapat sungai dan danau yang tidak terhitung jumlahnya. Salju dan es di puncak gunung-gunung tinggi adalah air dalam bentuk bekunya. Sejumlah besar air bumi berada di langit: Setiap awan mengandung ribuan terkadang jutaan-ton air dalam betuk uap. Dari waktu ke waktu, sebagian uap air ini berubah menjadi tetesan dan jatuh ke tanah: dengan kata lain, turun hujan. Bahkan udara yang Anda hirup sekarang mengandung sejumlah uap air. Singkatnya, belahan mana pun dari permukaan bumi yang Anda lihat, Anda pasti akan melihat air di suatu tempat. Bahkan, ruangan tempat Anda duduk pada saat ini barangkali mengandung sekitar empat puluh sampai lima puluh liter air. Lihatlah ke sekeliling. Anda tidak bisa melihatnya? Lihat lagi, lebih cermat, kali ini dengan mengalihkan mata Anda dari tulisan ini dan amatilah tangan, lengan, kaki, serta tubuh Anda. Andalah 40-50 liter air itu! Andalah, karena sekitar 70% tubuh manusia adalah air. Sel tubuh Anda mengandung pelbagai macam zat tetapi tak ada yang sebanyak atau sepenting air. Bagian terbesar dari darah yang beredar di setiap tempat dalam tubuh Anda tentu saja air. Tetapi ini tidak hanya berlaku bagi Anda sendiri atau orang lain: sebagian besar tubuh semua makhluk hidup adalah air. Tanpa air, tampaknya kehidupan tidak mungkin ada. Air adalah zat yang dirancang secara khusus untuk menjadi dasar kehidupan. Setiap sifat fisik dan kimianya khusus diciptakan untuk kehidupan. Kesesuaian Air Ahli biokimia, A. E. Needham, dalam bukunya The Uniqueness of Biological Materials, menunjukkan betapa pentingnya cairan bagi pembentukan kehidupan. Jika hukum alam semesta memungkinkan keberadaan zat padat atau gas saja, maka tidak akan pernah ada kehidupan. Alasannya adalah bahwa atom-atom zat padat berikatan terlalu rapat dan terlalu statis dan sama sekali tidak memungkinkan proses molekuler dinamis yang penting bagi terjadinya kehidupan. Sebaliknya, dalam gas, atom-atom bergerak bebas dan acak: Mekanisme kompleks bentuk kehidupan tidak mungkin berfungsi dalam struktur seperti itu. Singkatnya, lingkungan cair mutlak dibutuhkan dalam proses-proses pembentukan kehidupan. Yang paling ideal dari semua cairan atau tepatnya, satu-satunya cairan ideal untuk tujuan ini adalah air. Kenyataan bahwa air memiliki sifat-sifat yang sangat sesuai untuk kehidupan menarik perhatian ilmuwan sejak dulu. Namun, usaha pertama untuk menyelidikinya secara terperinci adalah Astronomy and General Physics Considered with Reference to Natural Theology, sebuah buku yang ditulis oleh naturalis Inggris, William Whewell, yang diterbitkan pada tahun 1832. Whewell telah menguji sifat termal air dan mencermati bahwa beberapa di antaranya tampak melanggar hukum alam yang diyakini. Kesimpulan yang ditariknya dari pengujian ini adalah bahwa ketidakkonsistenan ini harus dianggap sebagai bukti bahwa zat ini telah diciptakan khusus demi keberadaan kehidupan. Analisis paling komprehensif tentang kesesuaian air bagi kehidupan muncul dari Lawrence Henderson, seorang profesor dari Departemen Kimia Biologi Universitas Harvard, sekitar satu abad setelah buku Whe-well. Dalam bukunya, The Fitness of the Environment, yang sebagian orang kemudian menyebutnya "Karya ilmiah paling penting pada perempat pertama abad ke-20", Henderson sampai pada kesimpulan mengenai lingkungan alam dunia kita, sebagai berikut: Kesesuaian... (dari senyawa-senyawa ini menghasilkan) serangkaian sifat yang sangat atau hampir unik pada air, karbon dioksida, senyawa-senyawa karbon, hidrogen, dan oksigen, serta lautan-sangat banyak, sangat bervariasi, sangat lengkap di antara semua yang diamati dalam permasalahan ini, sehingga bersama-sama mereka membentuk kesesuaian yang tentu saja paling mungkin. 77 Sifat Panas Air yang Luar Biasa Salah satu pokok bahasan dalam buku Henderson adalah sifat termal air. Henderson menjelaskan bahwa ada lima macam sifat termal air yang tidak biasa: 1) Semua zat padat yang dikenal akan menyusut jika semakin dingin. Ini juga terjadi pada semua zat cair yang dikenal: Ketika suhunya menurun, zat cair ini kehilangan volume. Ketika volume berkurang, kekerapan meningkat sehingga bagian yang lebih dingin dari zat cair itu menjadi lebih berat. Ini sebabnya volume bentuk padat suatu zat lebih besar dari-pada bentuk cairnya. Ada satu kasus di mana "hukum" ini dilanggar: air. Seperti zat cair lain, volume air menyusut ketika suhunya turun, namun ini berlaku hanya sampai pada suhu tertentu (4oC) dan seterusnya- tidak seperti semua zat cair lainnya yang diketahui air tiba-tiba mengembang dan ketika akhirnya air membeku, air semakin mengembang. Sebagai akibatnya, "air padat" lebih ringan daripada "air cair". Menurut hukum fisika normal, air padat, yang disebut es, seharusnya lebih berat daripada air cair, dan seharusnya tenggelam ketika menjadi es; namun ternyata, es mengapung. 2) Ketika es mencair atau air menguap, es atau air menyerap panas dari lingkungannya. Ketika transisi tersebut dibalik (yaitu ketika air membeku atau uap mengembun, panas dilepaskan. Dalam fisika istilah "panas laten (latent heat)" digunakan untuk menggambarkan panas yang dilepaskan tersebut. 78 Semua zat cair mempunyai panas laten seperti itu namun air termasuk di antara zat cair yang mempunyai panas laten tertinggi. Pada suhu "normal", satu-satunya zat cair dengan panas laten lebih tinggi dari air ketika membeku adalah amonia. Di sisi lain, dalam kaitannya dengan sifat panas laten pada pengembunan, tidak ada zat cair yang bisa mengimbangi air. 3) "Kapasitas termal" air, yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu air per satu derajat, lebih tinggi dari kebanyakan zat cair lainnya. 4) Daya hantar panas air, kemampuannya untuk menghantarkan panas, paling tidak empat kali lebih besar daripada zat cair lainnya. 5) Sebaliknya, daya hantar panas es dan salju rendah. Sampai di sini Anda mungkin bertanya-tanya, apa gunanya kelima sifat fisik yang tampak begitu teknis ini. Ternyata, setiap sifat itu sangat penting karena kehidupan secara umum dan kehidupan diri kita dimungkinkan di dunia ini terutama karena kelima sifat tersebut demikian adanya. Sekarang mari kita cermati satu per satu. Efek Pembekuan "Dari Atas ke Bawah" Zat cair lain membeku dari bawah ke atas; air membeku dari atas ke bawah. Ini merupakan sifat pertama yang tidak biasa dari air, dan ini sangat penting untuk keberadaan air di permukaan bumi. Kalau air tidak bersifat demikian, artinya es tidak mengapung, sebagian besar air planet kita akan terperangkap dalam es dan kehidupan tidak mungkin ada di laut, danau, kolam, dan sungai.   Tidak seperti zat cair lain, air mengembang ketika membeku. Karena itulah, es mengambang di air. Mari kita cermati secara terperinci mengapa demikian. Banyak tempat di dunia ini di mana suhu turun di bawah 0oC pada musim dingin, sering bahkan lebih rendah lagi. Suhu sedingin itu tentu saja akan mempengaruhi air di laut, danau, dsb. Air semakin dingin dan bagian-bagiannya mulai membeku. Jika es tidak berperilaku seperti sekarang ini (atau tidak mengambang), es akan tenggelam ke dasar sementara bagian air yang lebih hangat akan naik ke permukaan dan terkena udara. Tetapi suhu udara itu masih membekukan sehingga bagian air ini akan membeku juga dan tenggelam. Proses ini akan berlanjut sampai tidak tersisa air cair sama sekali. Namun bukan itu yang terjadi. Melainkan sebaliknya: Ketika air semakin dingin, air menjadi lebih berat sampai suhunya mencapai 4oC, pada titik ini segala sesuatunya tiba-tiba berubah. Setelah itu, air mulai mengembang dan menjadi lebih ringan seiring menurunnya suhu. Akibatnya, air bersuhu 4oC tetap di bawah, air bersuhu 3oC berada di atasnya, air bersuhu 2oC berada di atasnya lagi dan seterusnya. Pada permukaan sajalah suhu air benar-benar mencapai 0oC dan di situ air membeku. Namun hanya permukaan yang membeku: Lapisan air bersuhu 4oC di bawah es tetap cair dan itu cukup bagi makhluk hidup dan tanaman bawah air untuk terus hidup.   Karena air membeku dari atas ke bawah, samudra dunia tetap cair meskipun mungkin ada lapisan es di permukaan. Jika air tidak memiliki sifat “luar biasa” ini, hampir semua air di dunia membeku dan kehidupan di dalam laut tidak akan mungkin. (Perlu dijelaskan di sini bahwa sifat kelima air-daya hantar panas es dan salju yang rendah-juga penting dalam proses ini. Karena es dan salju merupakan penghantar panas yang buruk, lapisan es dan salju mencegah panas pada air bagian bawah terlepas ke atmosfer. Akibatnya, kalaupun suhu udara mencapai -50oOC, tebal lapisan es laut tidak akan pernah lebih dari satu atau dua meter dan akan terdapat banyak retakan di dalamnya. Makhluk seperti anjing laut dan pinguin yang hidup di daerah kutub dapat mengambil keuntungan dari keadaan ini untuk mencapai air di bawah es.) Sekali lagi, mari kita memikirkan apa yang akan terjadi jika air tidak berperilaku seperti itu dan sebaliknya berperilaku "normal". Misalkan air menjadi semakin berat ketika suhu semakin rendah, seperti zat cair lainnya, dan es tenggelam. Lantas bagaimana? Dalam kasus seperti itu, proses pembekuan di samudra dan laut akan dimulai dari bawah dan berlanjut ke semua bagian di atas, karena tidak ada lapisan es di permukaan yang mencegah sisa panas terlepas. Dengan kata lain, sebagian besar danau, laut dan samudra bumi akan menjadi es padat dengan lapisan air, barangkali sedalam beberapa meter di atasnya. Bahkan ketika suhu udara meningkat, es di dasar tidak akan pernah mencair sepenuhnya. Dalam laut seperti itu, tidak akan terdapat kehidupan, dan dalam sistem ekologi dengan laut mati, kehidupan di daratan juga menjadi tidak mungkin. Dengan kata lain, jika air tidak "menyimpang" dan berperilaku normal, planet kita akan menjadi dunia yang mati. Mengapa air tidak berperilaku normal? Mengapa air tiba-tiba mulai mengembang pada suhu 4oC, setelah menyusut sebagaimana mestinya? Itu adalah pertanyaan yang tak seorang pun mampu menjawabnya. Keringat dan Penyejukan Sifat air kedua dan ketiga yang disebutkan di atas-panas laten yang tinggi dan kapasitas termal yang lebih besar dari zat cair lain-juga sangat penting bagi kita. Kedua sifat tersebut merupakan kunci untuk fungsi tubuh yang penting namun jarang kita pikirkan manfaatnya. Fungsi itu adalah berkeringat. Benar, apa gunanya berkeringat?   Sifat termal air memungkinkan kita membuang panas berlebihan dari tubuh dengan cara berkeringat. Untuk memahaminya, Anda harus mendapatkan sedikit latar belakang. Semua mamalia memiliki suhu tubuh relatif sama. Meskipun bervariasi, itu tidak terlalu mencolok dan suhu tubuh mamalia berkisar antara 35o- 40oC. Suhu tubuh manusia sekitar 37oC dalam kondisi normal. Ini merupakan suhu kritis dan mutlak harus dijaga agar tetap konstan. Jika suhu tubuh Anda menurun hanya beberapa derajat, banyak fungsi vital tubuh akan gagal. Jika suhu tubuh meningkat meskipun hanya beberapa derajat, seperti yang terjadi ketika kita sakit, pengaruhnya bisa membahayakan. Suhu tubuh yang bertahan di atas 40oC dapat membawa kematian. Singkatnya, suhu tubuh kita memiliki keseimbangan yang sangat kritis dan tidak memungkinkan variasi. Akan tetapi, tubuh kita memiliki masalah serius: tubuh aktif setiap saat. Semua gerak fisik, seperti halnya gerak mesin, memerlukan produksi energi untuk tetap aktif. Namun kapan saja energi dihasilkan, panas selalu dikeluarkan sebagai produk sampingan. Anda bisa melihatnya dengan mudah untuk diri sendiri. Letakkan buku ini, dan lari sepuluh kilometer di bawah terik matahari dan lihat betapa panasnya tubuh Anda. Tetapi kenyataannya, jika Anda memikirkannya, Anda akan menyadari bahwa Anda sama sekali tidak menjadi sepanas yang seharusnya. . Satuan panas adalah kalori. Orang normal yang berlari 10 kilometer dalam satu jam akan menghasilkan sekitar 1.000 kalori panas. Panas itu harus dilepaskan dari tubuh. Jika tidak, Anda akan pingsan sampai koma sebelum Anda menyelesaikan kilometer pertama. Namun bahaya tersebut dihindari oleh sifat ketiga air. Yang pertama adalah kapasitas termal air. Artinya, untuk meningkatkan suhu air, diperlukan panas yang tinggi. Tubuh kita terdiri atas 70% air, tetapi berkat kapasitas termalnya, air itu tidak menjadi panas dengan cepat. Bayangkan sebuah gerakan yang meningkatkan panas tubuh sebesar 10oC. Jika tubuh kita mengandung alkohol alih-alih air, gerakan yang sama akan meningkatkan suhu tubuh 20oC, dan untuk zat lain dengan kapasitas termal lebih rendah, keadaan bahkan akan lebih buruk: menaikkan 50oC untuk garam, 100oC untuk besi, dan 300oC untuk timbal. Kapasitas termal air yang tinggi lah yang mencegah terjadinya perubahan panas sebesar itu. Namun, bahkan kenaikan 10oC akan fatal, seperti telah disebutkan di atas. Untuk mencegahnya, sifat kedua air-panas laten-berperan di sini. Untuk menjaga tubuh tetap sejuk terhadap panas yang dihasilkan, tubuh menggunakan mekanisme keringat. Ketika kita berkeringat, air menyebar di permukaan kulit dan dengan cepat menguap. Tetapi karena panas laten air sangat besar, penguapan itu membutuhkan panas yang besar pula. Panas tersebut tentu saja diambil dari tubuh sehingga kita tetap sejuk. Proses penyejukan ini begitu efektif sehingga terkadang menyebabkan kita merasa kedinginan meskipun cuaca agak panas. Karena itulah, seseorang yang telah berlari sejauh sepuluh kilometer akan berkurang suhu tubuhnya sampai 6oC sebagai akibat penguapan air satu liter saja. Semakin banyak energi yang dikeluarkannya, semakin meningkat suhu tubuhnya, namun pada saat yang sama, semakin banyak dia berkeringat dan menjadi sejuk. Di antara faktor-faktor yang membuat sistem pengatur panas tubuh bekerja seluar biasa ini, yang utama adalah sifat termal air. Tidak ada zat cair lain akan menyediakan sistem pengeluaran keringat seefesien air. Contohnya, jika alkohol menggantikan air, pengurangan panas hanya sebesar 2,2oC; bahkan pada amonia, hanya sebesar 3,6oC. Terdapat aspek penting lain dalam hal ini. Jika panas yang dilepaskan dalam tubuh tidak dibawa ke permukaan, yaitu ke kulit, baik kedua sifat air maupun proses pengeluaran keringat tidak akan berguna. Karena itulah struktur tubuh juga harus menjadi penghantar panas yang baik. Pada poin inilah, satu lagi sifat penting air berperan: Tidak seperti zat cair lainnya, air memiliki kapasitas sangat tinggi untuk konduktivitas termal, yaitu kemampuan menghantarkan panas. Karena alasan ini, tubuh membawa panas yang dihasilkan di dalamnya ke kulit. (Saluran darah dekat kulit melebar untuk tujuan ini dan itulah sebabnya kita memerah ketika terlalu panas.) Jika konduktivitas termal air berkurang separo atau sepertiganya, laju penghantaran panas ke kulit akan jauh lebih lambat, dan ini akan membuat bentuk kehidupan kompleks seperti mamalia tidak mungkin hidup. Semua itu menunjukkan bahwa tiga sifat termal air yang sangat berbeda bekerja sama untuk mencapai tujuan yang sama: mendinginkan tubuh makhluk hidup yang kompleks seperti manusia. Air adalah zat cair yang dirancang khusus untuk tugas ini. Sebuah Dunia Bersuhu Sedang Kelima macam sifat termal air yang disebutkan dalam buku Henderson, The Fitness of Environment, juga memainkan peran penting dalam menghasilkan iklim yang ramah dan seimbang yang dimiliki bumi. Panas laten dan kapasitas termal air yang lebih besar dibandingkan zat cair lainnya adalah penyebab air memanas dan mendingin lebih lambat daripada daratan. Pada daratan, perbedaan suhu antara tempat terpanas dan terdingin dapat mencapai 140oC: di laut, perbedaan tersebut paling banyak berkisar antara 15o-20oC. Situasi serupa terdapat dalam perbedaan suhu di malam dan siang hari: pada lingkungan gersang di daratan, perbedaan suhu bisa mencapai 20o-30oC; di laut, perbedaannya tidak pernah lebih dari beberapa derajat. Dan tidak hanya laut yang dipengaruhi seperti ini: Uap air di atmosfer juga merupakan agen keseimbangan yang besar. Salah satu akibatnya adalah di daerah gurun di mana uap air sangat sedikit, perbedaan antara suhu siang dan malam hari sangat ekstrem sedangkan daerah di mana iklim laut dominan, perbedaan tersebut lebih kecil.  Volume air yang sangat besar dalam lautan di bumi menjaga temperatur planet ini tetap seimbang. Itulah sebabnya, perbedaan temperatur antara siang dan malam sangat kecil di daerah dekat laut, terutama di sepanjang pantai. Di daerah gurun jauh dari laut, perbedaan temperatur antara siang dan malam bisa setinggi 40oC. Berkat sifat-sifat termal air yang unik, perbedaan suhu antara musim panas dan musim dingin atau antara malam dan siang yang selalu konstan dalam batasan-batasan tertentu sehingga manusia dan bentuk kehidupan lainnya dapat bertahan hidup. Jika permukaan dunia kita memiliki air lebih sedikit daripada daratan, perbedaan suhu antara malam dan siang akan jauh lebih besar, bidang daratan yang luas akan menjadi gurun, dan kehidupan tidak mungkin ada, atau setidaknya, jauh lebih sulit. Demikian pula, jika sifat termal air tidak seperti sekarang ini, hasilnya adalah sebuah planet yang sangat tidak sesuai untuk kehidupan. Disimpulkan, sifat ini mempunyai tiga keutamaan. Pertama, sifat ini dengan kuat menyeragamkan dan membatasi suhu bumi; kedua, sifat ini memungkinkan pengaturan suhu yang sangat efektif pada organisme hidup; dan ketiga, sifat ini mendukung siklus meteorologis. Semua pengaruh tersebut benar-benar maksimum, karena tidak ada zat lain dapat dibandingkan dengan air dalam hal ini. 79 Tekanan Permukaan yang Tinggi Sifat-sifat air yang telah kita bahas sampai sekarang adalah sifat termal: yaitu sifat-sifat yang berkaitan dengan panas. Air juga memiliki sejumlah sifat fisik yang ternyata juga sangat tepat bagi kehidupan. Salah satunya adalah tegangan permukaan air yang sangat tinggi. "Tegangan permukaan" didefinisikan sebagai sebuah perilaku permukaan-bebas dari zat cair untuk menyerupai kulit elastis di bawah pengaruh tegangan. Perilaku ini disebabkan oleh gaya tarik antara molekul-molekul dalam permukaan zat cair. Contoh terbaik pengaruh tegangan permukaan dapat dilihat pada air. Bahkan tegangan permukaan air sangat tinggi sehingga menyebabkan beberapa fenomena fisik yang aneh terjadi. Sebuah cangkir dapat menampung sejumlah air yang sedikit lebih tinggi daripada tinggi cangkir itu sendiri tanpa tumpah. Jarum besi yang secara hati-hati diletakkan di atas permukaan air yang tidak bergerak akan mengambang.   Tanaman dirancang untuk memanfaatkan tegangan permukaan air yang tinggi. Berkat sifat ini, air dapat naik bermeter-meter bahkan sampai ke dedaunan di puncak pepohonan di hutan. Tegangan permukaan air jauh lebih tinggi daripada tegangan permukaan zat cair lain. Beberapa konsekuensi biologis dari sifat ini sangat penting dan ini tampak jelas terutama pada tanaman. Pernahkan Anda bertanya-tanya bagaimana tanaman mampu membawa air dari kedalaman tanah bermeter-meter ke atas tanpa pompa, otot, atau semacamnya? Jawaban untuk teka-teki ini adalah tegangan permukaan. Saluran dalam akar dan batang tanaman dirancang untuk memanfaatkan tegangan permukaan air yang tinggi. Saluran-saluran ini semakin tinggi semakin mengecil dan menyebabkan air "merayap ke atas" dengan sendirinya. Yang memungkinkan rancangan sempurna ini adalah tegangan permukaan air yang tinggi. Jika tegangan permukaan air sama rendahnya dengan tegangan pada kebanyakan zat cair lainnya, secara fisiologi tidak mungkin bagi tanaman besar seperti pohon-pohonan untuk hidup di tanah kering. Konsekuensi penting lain dari tingginya tegangan permukaan air adalah peretakan batu. Karena tegangan permukaannya, air bisa menembus ke celah-celah terdalam melalui retakan-retakan terkecil di mana air membeku ketika suhu turun di bawah nol. Seperti kita ketahui, air mempunyai sifat tidak normal dengan mengembang ketika membeku. Pengembangan ini menimbulkan tekanan di dalam batu yang akhirnya menyebabkan batu pecah. Proses ini sangat penting karena melepaskan mineral yang terperangkap dalam batu ke dalam lingkungan dan juga membantu formasi tanah. Sifat-Sifat Kimia Air Di samping sifat-sifat fisiknya, sifat-sifat kimia air juga sangat sesuai untuk kehidupan. Di antara sifat-sifat kimia air, yang terutama adalah bahwa air merupakan pelarut yang baik: Hampir semua zat kimia bisa dilarutkan dalam air. Konsekuensi yang sangat penting dari sifat kimia ini adalah mineral-mineral dan zat-zat yang berguna yang terkandung tanah terlarut dalam air dan dibawa ke laut oleh sungai. Diperkirakan lima milyar ton zat dibawa ke sungai setiap tahun. Zat-zat tersebut penting bagi kehidupan laut. Air juga mempercepat (mengkatalisis) hampir semua reaksi kimia yang diketahui. Sifat kimia air yang penting lainnya adalah reaktivitas kimianya ada pada tingkat yang ideal. Air tidak terlalu reaktif yang membuatnya berpotensi merusak (seperti asam sulfat) dan tidak juga terlalu lamban (seperti argon yang tidak bereaksi kimia). Mengutip Michael Denton: "Tampaknya, seperti semua sifatnya yang lain, reaktivitas air ideal baik bagi peran biologis maupun geologisnya." 80 Detail lain tentang kesesuaian sifat-sifat kimia air untuk kehidupan selalu terungkap ketika para peneliti menyelidiki zat tersebut lebih jauh. Harold Morowitz, seorang profesor biofisika dari Universitas Yale, menyatakan: Beberapa tahun ke belakang telah menyaksikan studi yang berkembang tentang sebuah sifat air yang baru dipahami (yaitu, konduktansi proton) yang ternyata hampir unik bagi zat tersebut, merupakan unsur kunci transfer energi biologis, dan tentu saja penting bagi asal usul kehidupan. Semakin dalam dipelajari, semakin terkesan sebagian dari kami dengan kesesuaian alam dalam bentuk yang begitu tepat..... 81 Viskositas Ideal Air Setiap kali kita memikirkan zat cair, bayangan yang terbentuk dalam pikiran kita adalah zat yang sangat cair. Kenyataannya, zat cair yang berbeda memiliki tingkat viskositas (kekentalan) yang berbeda: Kekentalan ter/aspal, gliserin, minyak zaitun, dan asam sulfat, misalnya, sangat bervariasi. Dan jika kita bandingkan zat-zat cair tersebut dengan air, perbedaannya menjadi lebih jelas. Air 10 juta kali lebih cair daripada aspal, 1.000 kali lebih cair daripada gliserin, 100 kali lebih cair daripada minyak zaitun, dan 25 kali lebih cair daripada asam sulfat. Seperti yang ditunjukkan oleh perbandingan singkat itu, air memiliki tingkat viskositas yang sangat rendah. Bahkan, jika kita mengabaikan beberapa zat seperti eter dan hidrogen cair, air ternyata berviskositas lebih kecil dari apa pun kecuali gas.   Kekentalan air yang rendah sangat penting bagi kita. Jika air sedikit saja lebih kental, tidak akan mungkin darah dialirkan ke seluruh tubuh melalui sistem kapiler. Sebagai contoh, sistem pembuluh darah hati tubuh kita yang rumit (kiri) tidak akan pernah ada. Apakah kekentalan air yang rendah menguntungkan bagi kita? Akan berbedakah keadaan jika zat cair vital ini memiliki kekentalan lebih besar atau lebih kecil? Michael Denton menjawabnya untuk kita: Kesesuaian air akan berkurang jika kekentalan air lebih rendah. Struktur sistem kehidupan akan bergerak jauh lebih acak di bawah pengaruh gaya-gaya deformasi jika kekentalan air sama rendahnya dengan hidrogen cair.... Jika kekentalan air sangat lebih rendah, struktur yang rawan akan mudah dikacaukan... dan air tidak akan mungkin mendukung struktur mikroskopik rumit yang permanen. Arsitektur molekular sel yang rawan mungkin tidak akan bertahan. Jika kekentalan lebih tinggi, gerak terkontrol makromolekul yang besar dan terutama struktur seperti mitokondria dan organel-organel kecil tidak akan mungkin, demikian pula proses-proses seperti pembelahan sel. Semua aktivitas penting sel akan membeku dengan efektif, dan jenis-jenis kehidupan seluler yang jauh menyerupai yang biasa kita kenal akan tidak mungkin ada. Perkembangan organisme yang lebih tinggi, yang secara kritis bergantung pada kemampuan sel untuk bergerak dan merangkak dalam fase embriogenesis, pasti tidak mungkin terjadi jika kekentalan air sedikit saja lebih tinggi dari kekentalan normal. 82 Kekentalan air yang rendah tidak hanya penting untuk gerak seluler, namun juga untuk sistem sirkulasi.   Kekentalan air yang rendah penting untuk semua makhluk hidup, bahkan tanaman. Pembuluh-pembuluh kecil daun yang tampak pada gambar di atas bisa mengangkut air karena air sangat cair. Semua makhluk hidup dengan ukuran tubuh lebih dari seperempat milimeter memiliki sistem sirkulasi pusat. Hal ini karena pada ukuran lebih dari itu, tidak mungkin makanan dan oksigen didifusikan ke seluruh tubuh organisme. Artinya, makanan dan oksigen tidak bisa lagi masuk secara langsung ke dalam sel, dan produk sampingannya pun tidak bisa dibuang begitu saja. Ada banyak sel dalam tubuh sebuah organisme, karenanya oksigen dan energi yang diambil tubuh perlu didistribusikan (dipompa) ke tubuh melalui "saluran"; dan saluran lain diperlukan pula untuk mengangkut buangan. "Saluran" ini adalah pembuluh vena dan arteri dalam sistem sirkulasi. Jantung adalah pompa yang menjaga sistem ini agar terus bekerja, sementara zat yang dibawa melalui "saluran" itu adalah cairan yang kita sebut "darah", yang sebagian besar merupakan air, (95 % dari plasma darah-materi yang tersisa setelah sel darah, protein, dan hormon telah dikeluarkan-adalah air.) Itulah sebabnya kekentalan air sangat penting agar sistem sirkulasi berfungsi efisien. Jika air memiliki kekentalan seperti aspal misalnya, pasti tidak ada jantung organisme yang dapat memompanya. Jika air memiliki kekentalan minyak zaitun, yang lebih kecil seratus juta kali daripada aspal, jantung mungkin bisa memompanya, namun akan sangat sulit dan darah tidak akan pernah bisa mencapai miliaran kapiler di seluruh pelosok tubuh kita. Mari kita cermati kapiler-kapiler tersebut. Tujuannya adalah membawa oksigen, makanan, hormon, dan lain-lain yang penting bagi kehidupan ke setiap sel di seluruh tubuh. Jika sebuah sel berjarak lebih dari 50 mikron (satu mikron adalah satu milimeter dibagi seribu) dari kapiler, maka sel tersebut tidak bisa memanfaatkan "layanan" kapiler. Sel dengan jarak 50 mikron dari kapiler akan mati kelaparan. Itulah sebabnya tubuh manusia diciptakan sedemikian rupa sehingga kapilernya membentuk jejaring yang menjangkau semua sel. Tubuh manusia normal memiliki sekitar 5 miliar kapiler yang panjangnya, jika dibentangkan, sekitar 950 kilometer. Pada sebagian mamalia, ada sebanyak 3.000 kapiler dalam setiap satu sentimeter persegi jaringan otot. Jika Anda menyatukan sepuluh ribu kapiler terkecil dalam tubuh manusia, hasil jalinannya mungkin setebal isi pensil. Diameter kapiler bervariasi dari 3-5 mikron: sama dengan tiga sampai lima milimeter dibagi seribu. Jika darah akan menembus jalan sesempit itu tanpa terhambat atau melambat, maka darah harus cair, dan berkat kekentalan air yang rendah, demikian adanya. Menurut Michael Denton, jika kekentalan air sedikit saja lebih besar dari seharusnya, sistem sirkuasi darah sama sekali tidak bermanfaat: Sistem kapiler akan bekerja hanya jika zat cair yang dipompa melalui seluruh tabungnya memiliki kekentalan yang sangat rendah. Kekentalan rendah sangat penting karena aliran berbanding terbalik dengan kekentalan... Dari sini mudah dilihat bahwa jika kekentalan air memiliki nilai hanya beberapa kali lebih besar dari seharusnya, memompa darah melalui kapiler akan memerlukan tekanan besar, dan hampir semua jenis sistem sirkulasi pasti tidak akan bekerja…Jika kekentalan air sedikit lebih besar, dan kapiler terkecil berdiameter 10 mikron alih-alih 3 mikron, maka kapiler harus memenuhi hampir semua jaringan otot agar dapat menyediakan oksigen dan glukosa dengan efektif. Jelas sekali rancangan bentuk kehidupan makroskopik tidak akan mungkin dan sangat terbatasi.... Maka tampaknya kekentalan air harus demikian adanya agar menjadi perantara yang sesuai bagi kehidupan. 83 Dengan kata lain, seperti semua sifat lainnya, kekentalan air juga "dirancang khusus" untuk kehidupan. Mencermati kekentalan zat-zat cair berbeda, kita lihat antara satu zat dengan yang lain ada selisih hingga miliaran kali. Di antara miliaran itu hanya ada satu zat cair dengan kekentalan yang diciptakan tepat seperti yang diperlukan: air. Kesimpulan Segala sesuatu yang sudah kita ketahui dalam bab ini sejak awal menunjukkan bahwa sifat termal, fisik, kimia, dan kekentalan air tepat seperti seharusnya demi keberadaan kehidupan. Air dirancang begitu sempurna untuk kehidupan, sehingga dalam beberapa kasus, hukum-hukum alam dilanggar demi tujuan tersebut. Contoh terbaik dari hal ini adalah pengembangan yang tidak terduga dan tidak dapat dipahami pada volume air ketika suhunya turun di bawah 4oC: Jika pengembangan tidak terjadi, es tidak akan mengambang, lautan akan membeku menjadi padatan total, dan kehidupan tidak mungkin ada. Air "begitu tepat" untuk kehidupan, sampai-sampai tidak dapat dibandingkan dengan zat cair lain. Sebagian besar planet ini, dunia dengan atribut lain (suhu, cahaya, spektrum elektromagnetik, atmosfer, permukaan, dan lain-lain) yang semuanya sesuai untuk kehidupan, telah diisi air dengan jumlah tepat untuk kehidupan. Jelaslah bahwa semua itu bukan kebetulan, dan sebaliknya pasti merupakan rancangan yang disengaja. Untuk menguraikannya dengan cara lain, semua sifat fisik dan kimia air menunjukkan bahwa dia diciptakan khusus untuk kehidupan. Bumi, yang sengaja diciptakan untuk tempat hidup umat manusia, dihidupkan dengan air yang khusus diciptakan untuk membentuk dasar kehidupan manusia. Dalam air, Allah telah memberi kita kehidupan dan dengannya Dia menumbuhkan makanan yang kita makan dari tanah. Akan tetapi, aspek terpenting dari semua ini adalah bahwa kebenaran ini, yang telah ditemukan oleh ilmu pengetahuan modern, diungkapkan dalam Al Quran, yang diturunkan kepada umat manusia sebagai petunjuk empat belas abad yang lalu. Mengenai air dan umat manusia, dikemukakan firman Allah dalam Al Quran: "Dialah, Yang telah menurunkan air hujan dari langit untuk kamu, sebagiannya menjadi minuman dan sebagiannya (menyuburkan) tumbuh-tumbuhan, yang pada (tempat tumbuhnya) kamu menggembalakan ternakmu. Dia menumbuhkan bagi kamu dengan air hujan itu tanam-tanaman; zaitun, kurma, anggur, dan segala macam buah-buahan. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar ada tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang memikirkan." (QS. An -Nahl, 16: 10-11)

76. John Ray, The Wisdom of God Manifested in the Word of Creation, 1701; Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 73
77. Lawrence Henderson, The Fitness of the Environment, Boston: Beacon Press, 1958, Foreword.
78. The latent heat is the heat which does not change the heat of water but enables it to change it from solid state to liquid state or from liquid state to gas state. When you give heat to ice to melt it, the ice reaches to 0oC and no increase in heat occurs even if you continue to heat it. Yet, it is no longer ice; it dissolves and becomes water. This heat, which is needed to convert the solid state into the liquid state despite causing no difference in temperature is "latent" heat.
79. Lawrence Henderson, The Fitness of the Environment, Boston: Beacon Press, 1958, hlm. 105
80. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 32
81. Harold J. Morowitz, Cosmic Joy and Local Pain, New York: Scribner, 1987, hlm. 152-153
82. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 33
83. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 35-36

Read more »

Posted in: PENCIPTAAN ALAM SEMESTA

RANCANGAN PADA AIR

Hal ini, seperti kebanyakan argumen ateis lainnya, berasal dari Kebutaan mendalam akan Filsafat Alamiah; karena andaikan laut hanya ada separo dari kuantitasnya sekarang, maka hanya ada separo juga Kuantitas Uap, dan akibatnya, kita hanya mempunyai Sungai separo dari jumlahnya yang sekarang untuk menyuplai semua daratan kering yang kita miliki sekarang, dan separo pula untuk kuantitas air yang akan diuapkan, serta panas yang menguapkannya. (John Ray, Naturalis Inggris abad ke-18) 76 Sebagian besar planet kita diselimuti air. Samudra dan laut menempati tiga perempat bagian permukaan bumi, sementara pada daratannya sendiri terdapat sungai dan danau yang tidak terhitung jumlahnya. Salju dan es di puncak gunung-gunung tinggi adalah air dalam bentuk bekunya. Sejumlah besar air bumi berada di langit: Setiap awan mengandung ribuan terkadang jutaan-ton air dalam betuk uap. Dari waktu ke waktu, sebagian uap air ini berubah menjadi tetesan dan jatuh ke tanah: dengan kata lain, turun hujan. Bahkan udara yang Anda hirup sekarang mengandung sejumlah uap air. Singkatnya, belahan mana pun dari permukaan bumi yang Anda lihat, Anda pasti akan melihat air di suatu tempat. Bahkan, ruangan tempat Anda duduk pada saat ini barangkali mengandung sekitar empat puluh sampai lima puluh liter air. Lihatlah ke sekeliling. Anda tidak bisa melihatnya? Lihat lagi, lebih cermat, kali ini dengan mengalihkan mata Anda dari tulisan ini dan amatilah tangan, lengan, kaki, serta tubuh Anda. Andalah 40-50 liter air itu! Andalah, karena sekitar 70% tubuh manusia adalah air. Sel tubuh Anda mengandung pelbagai macam zat tetapi tak ada yang sebanyak atau sepenting air. Bagian terbesar dari darah yang beredar di setiap tempat dalam tubuh Anda tentu saja air. Tetapi ini tidak hanya berlaku bagi Anda sendiri atau orang lain: sebagian besar tubuh semua makhluk hidup adalah air. Tanpa air, tampaknya kehidupan tidak mungkin ada. Air adalah zat yang dirancang secara khusus untuk menjadi dasar kehidupan. Setiap sifat fisik dan kimianya khusus diciptakan untuk kehidupan. Kesesuaian Air Ahli biokimia, A. E. Needham, dalam bukunya The Uniqueness of Biological Materials, menunjukkan betapa pentingnya cairan bagi pembentukan kehidupan. Jika hukum alam semesta memungkinkan keberadaan zat padat atau gas saja, maka tidak akan pernah ada kehidupan. Alasannya adalah bahwa atom-atom zat padat berikatan terlalu rapat dan terlalu statis dan sama sekali tidak memungkinkan proses molekuler dinamis yang penting bagi terjadinya kehidupan. Sebaliknya, dalam gas, atom-atom bergerak bebas dan acak: Mekanisme kompleks bentuk kehidupan tidak mungkin berfungsi dalam struktur seperti itu. Singkatnya, lingkungan cair mutlak dibutuhkan dalam proses-proses pembentukan kehidupan. Yang paling ideal dari semua cairan atau tepatnya, satu-satunya cairan ideal untuk tujuan ini adalah air. Kenyataan bahwa air memiliki sifat-sifat yang sangat sesuai untuk kehidupan menarik perhatian ilmuwan sejak dulu. Namun, usaha pertama untuk menyelidikinya secara terperinci adalah Astronomy and General Physics Considered with Reference to Natural Theology, sebuah buku yang ditulis oleh naturalis Inggris, William Whewell, yang diterbitkan pada tahun 1832. Whewell telah menguji sifat termal air dan mencermati bahwa beberapa di antaranya tampak melanggar hukum alam yang diyakini. Kesimpulan yang ditariknya dari pengujian ini adalah bahwa ketidakkonsistenan ini harus dianggap sebagai bukti bahwa zat ini telah diciptakan khusus demi keberadaan kehidupan. Analisis paling komprehensif tentang kesesuaian air bagi kehidupan muncul dari Lawrence Henderson, seorang profesor dari Departemen Kimia Biologi Universitas Harvard, sekitar satu abad setelah buku Whe-well. Dalam bukunya, The Fitness of the Environment, yang sebagian orang kemudian menyebutnya "Karya ilmiah paling penting pada perempat pertama abad ke-20", Henderson sampai pada kesimpulan mengenai lingkungan alam dunia kita, sebagai berikut: Kesesuaian... (dari senyawa-senyawa ini menghasilkan) serangkaian sifat yang sangat atau hampir unik pada air, karbon dioksida, senyawa-senyawa karbon, hidrogen, dan oksigen, serta lautan-sangat banyak, sangat bervariasi, sangat lengkap di antara semua yang diamati dalam permasalahan ini, sehingga bersama-sama mereka membentuk kesesuaian yang tentu saja paling mungkin. 77 Sifat Panas Air yang Luar Biasa Salah satu pokok bahasan dalam buku Henderson adalah sifat termal air. Henderson menjelaskan bahwa ada lima macam sifat termal air yang tidak biasa: 1) Semua zat padat yang dikenal akan menyusut jika semakin dingin. Ini juga terjadi pada semua zat cair yang dikenal: Ketika suhunya menurun, zat cair ini kehilangan volume. Ketika volume berkurang, kekerapan meningkat sehingga bagian yang lebih dingin dari zat cair itu menjadi lebih berat. Ini sebabnya volume bentuk padat suatu zat lebih besar dari-pada bentuk cairnya. Ada satu kasus di mana "hukum" ini dilanggar: air. Seperti zat cair lain, volume air menyusut ketika suhunya turun, namun ini berlaku hanya sampai pada suhu tertentu (4oC) dan seterusnya- tidak seperti semua zat cair lainnya yang diketahui air tiba-tiba mengembang dan ketika akhirnya air membeku, air semakin mengembang. Sebagai akibatnya, "air padat" lebih ringan daripada "air cair". Menurut hukum fisika normal, air padat, yang disebut es, seharusnya lebih berat daripada air cair, dan seharusnya tenggelam ketika menjadi es; namun ternyata, es mengapung. 2) Ketika es mencair atau air menguap, es atau air menyerap panas dari lingkungannya. Ketika transisi tersebut dibalik (yaitu ketika air membeku atau uap mengembun, panas dilepaskan. Dalam fisika istilah "panas laten (latent heat)" digunakan untuk menggambarkan panas yang dilepaskan tersebut. 78 Semua zat cair mempunyai panas laten seperti itu namun air termasuk di antara zat cair yang mempunyai panas laten tertinggi. Pada suhu "normal", satu-satunya zat cair dengan panas laten lebih tinggi dari air ketika membeku adalah amonia. Di sisi lain, dalam kaitannya dengan sifat panas laten pada pengembunan, tidak ada zat cair yang bisa mengimbangi air. 3) "Kapasitas termal" air, yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu air per satu derajat, lebih tinggi dari kebanyakan zat cair lainnya. 4) Daya hantar panas air, kemampuannya untuk menghantarkan panas, paling tidak empat kali lebih besar daripada zat cair lainnya. 5) Sebaliknya, daya hantar panas es dan salju rendah. Sampai di sini Anda mungkin bertanya-tanya, apa gunanya kelima sifat fisik yang tampak begitu teknis ini. Ternyata, setiap sifat itu sangat penting karena kehidupan secara umum dan kehidupan diri kita dimungkinkan di dunia ini terutama karena kelima sifat tersebut demikian adanya. Sekarang mari kita cermati satu per satu. Efek Pembekuan "Dari Atas ke Bawah" Zat cair lain membeku dari bawah ke atas; air membeku dari atas ke bawah. Ini merupakan sifat pertama yang tidak biasa dari air, dan ini sangat penting untuk keberadaan air di permukaan bumi. Kalau air tidak bersifat demikian, artinya es tidak mengapung, sebagian besar air planet kita akan terperangkap dalam es dan kehidupan tidak mungkin ada di laut, danau, kolam, dan sungai.   Tidak seperti zat cair lain, air mengembang ketika membeku. Karena itulah, es mengambang di air. Mari kita cermati secara terperinci mengapa demikian. Banyak tempat di dunia ini di mana suhu turun di bawah 0oC pada musim dingin, sering bahkan lebih rendah lagi. Suhu sedingin itu tentu saja akan mempengaruhi air di laut, danau, dsb. Air semakin dingin dan bagian-bagiannya mulai membeku. Jika es tidak berperilaku seperti sekarang ini (atau tidak mengambang), es akan tenggelam ke dasar sementara bagian air yang lebih hangat akan naik ke permukaan dan terkena udara. Tetapi suhu udara itu masih membekukan sehingga bagian air ini akan membeku juga dan tenggelam. Proses ini akan berlanjut sampai tidak tersisa air cair sama sekali. Namun bukan itu yang terjadi. Melainkan sebaliknya: Ketika air semakin dingin, air menjadi lebih berat sampai suhunya mencapai 4oC, pada titik ini segala sesuatunya tiba-tiba berubah. Setelah itu, air mulai mengembang dan menjadi lebih ringan seiring menurunnya suhu. Akibatnya, air bersuhu 4oC tetap di bawah, air bersuhu 3oC berada di atasnya, air bersuhu 2oC berada di atasnya lagi dan seterusnya. Pada permukaan sajalah suhu air benar-benar mencapai 0oC dan di situ air membeku. Namun hanya permukaan yang membeku: Lapisan air bersuhu 4oC di bawah es tetap cair dan itu cukup bagi makhluk hidup dan tanaman bawah air untuk terus hidup.   Karena air membeku dari atas ke bawah, samudra dunia tetap cair meskipun mungkin ada lapisan es di permukaan. Jika air tidak memiliki sifat “luar biasa” ini, hampir semua air di dunia membeku dan kehidupan di dalam laut tidak akan mungkin. (Perlu dijelaskan di sini bahwa sifat kelima air-daya hantar panas es dan salju yang rendah-juga penting dalam proses ini. Karena es dan salju merupakan penghantar panas yang buruk, lapisan es dan salju mencegah panas pada air bagian bawah terlepas ke atmosfer. Akibatnya, kalaupun suhu udara mencapai -50oOC, tebal lapisan es laut tidak akan pernah lebih dari satu atau dua meter dan akan terdapat banyak retakan di dalamnya. Makhluk seperti anjing laut dan pinguin yang hidup di daerah kutub dapat mengambil keuntungan dari keadaan ini untuk mencapai air di bawah es.) Sekali lagi, mari kita memikirkan apa yang akan terjadi jika air tidak berperilaku seperti itu dan sebaliknya berperilaku "normal". Misalkan air menjadi semakin berat ketika suhu semakin rendah, seperti zat cair lainnya, dan es tenggelam. Lantas bagaimana? Dalam kasus seperti itu, proses pembekuan di samudra dan laut akan dimulai dari bawah dan berlanjut ke semua bagian di atas, karena tidak ada lapisan es di permukaan yang mencegah sisa panas terlepas. Dengan kata lain, sebagian besar danau, laut dan samudra bumi akan menjadi es padat dengan lapisan air, barangkali sedalam beberapa meter di atasnya. Bahkan ketika suhu udara meningkat, es di dasar tidak akan pernah mencair sepenuhnya. Dalam laut seperti itu, tidak akan terdapat kehidupan, dan dalam sistem ekologi dengan laut mati, kehidupan di daratan juga menjadi tidak mungkin. Dengan kata lain, jika air tidak "menyimpang" dan berperilaku normal, planet kita akan menjadi dunia yang mati. Mengapa air tidak berperilaku normal? Mengapa air tiba-tiba mulai mengembang pada suhu 4oC, setelah menyusut sebagaimana mestinya? Itu adalah pertanyaan yang tak seorang pun mampu menjawabnya. Keringat dan Penyejukan Sifat air kedua dan ketiga yang disebutkan di atas-panas laten yang tinggi dan kapasitas termal yang lebih besar dari zat cair lain-juga sangat penting bagi kita. Kedua sifat tersebut merupakan kunci untuk fungsi tubuh yang penting namun jarang kita pikirkan manfaatnya. Fungsi itu adalah berkeringat. Benar, apa gunanya berkeringat?   Sifat termal air memungkinkan kita membuang panas berlebihan dari tubuh dengan cara berkeringat. Untuk memahaminya, Anda harus mendapatkan sedikit latar belakang. Semua mamalia memiliki suhu tubuh relatif sama. Meskipun bervariasi, itu tidak terlalu mencolok dan suhu tubuh mamalia berkisar antara 35o- 40oC. Suhu tubuh manusia sekitar 37oC dalam kondisi normal. Ini merupakan suhu kritis dan mutlak harus dijaga agar tetap konstan. Jika suhu tubuh Anda menurun hanya beberapa derajat, banyak fungsi vital tubuh akan gagal. Jika suhu tubuh meningkat meskipun hanya beberapa derajat, seperti yang terjadi ketika kita sakit, pengaruhnya bisa membahayakan. Suhu tubuh yang bertahan di atas 40oC dapat membawa kematian. Singkatnya, suhu tubuh kita memiliki keseimbangan yang sangat kritis dan tidak memungkinkan variasi. Akan tetapi, tubuh kita memiliki masalah serius: tubuh aktif setiap saat. Semua gerak fisik, seperti halnya gerak mesin, memerlukan produksi energi untuk tetap aktif. Namun kapan saja energi dihasilkan, panas selalu dikeluarkan sebagai produk sampingan. Anda bisa melihatnya dengan mudah untuk diri sendiri. Letakkan buku ini, dan lari sepuluh kilometer di bawah terik matahari dan lihat betapa panasnya tubuh Anda. Tetapi kenyataannya, jika Anda memikirkannya, Anda akan menyadari bahwa Anda sama sekali tidak menjadi sepanas yang seharusnya. . Satuan panas adalah kalori. Orang normal yang berlari 10 kilometer dalam satu jam akan menghasilkan sekitar 1.000 kalori panas. Panas itu harus dilepaskan dari tubuh. Jika tidak, Anda akan pingsan sampai koma sebelum Anda menyelesaikan kilometer pertama. Namun bahaya tersebut dihindari oleh sifat ketiga air. Yang pertama adalah kapasitas termal air. Artinya, untuk meningkatkan suhu air, diperlukan panas yang tinggi. Tubuh kita terdiri atas 70% air, tetapi berkat kapasitas termalnya, air itu tidak menjadi panas dengan cepat. Bayangkan sebuah gerakan yang meningkatkan panas tubuh sebesar 10oC. Jika tubuh kita mengandung alkohol alih-alih air, gerakan yang sama akan meningkatkan suhu tubuh 20oC, dan untuk zat lain dengan kapasitas termal lebih rendah, keadaan bahkan akan lebih buruk: menaikkan 50oC untuk garam, 100oC untuk besi, dan 300oC untuk timbal. Kapasitas termal air yang tinggi lah yang mencegah terjadinya perubahan panas sebesar itu. Namun, bahkan kenaikan 10oC akan fatal, seperti telah disebutkan di atas. Untuk mencegahnya, sifat kedua air-panas laten-berperan di sini. Untuk menjaga tubuh tetap sejuk terhadap panas yang dihasilkan, tubuh menggunakan mekanisme keringat. Ketika kita berkeringat, air menyebar di permukaan kulit dan dengan cepat menguap. Tetapi karena panas laten air sangat besar, penguapan itu membutuhkan panas yang besar pula. Panas tersebut tentu saja diambil dari tubuh sehingga kita tetap sejuk. Proses penyejukan ini begitu efektif sehingga terkadang menyebabkan kita merasa kedinginan meskipun cuaca agak panas. Karena itulah, seseorang yang telah berlari sejauh sepuluh kilometer akan berkurang suhu tubuhnya sampai 6oC sebagai akibat penguapan air satu liter saja. Semakin banyak energi yang dikeluarkannya, semakin meningkat suhu tubuhnya, namun pada saat yang sama, semakin banyak dia berkeringat dan menjadi sejuk. Di antara faktor-faktor yang membuat sistem pengatur panas tubuh bekerja seluar biasa ini, yang utama adalah sifat termal air. Tidak ada zat cair lain akan menyediakan sistem pengeluaran keringat seefesien air. Contohnya, jika alkohol menggantikan air, pengurangan panas hanya sebesar 2,2oC; bahkan pada amonia, hanya sebesar 3,6oC. Terdapat aspek penting lain dalam hal ini. Jika panas yang dilepaskan dalam tubuh tidak dibawa ke permukaan, yaitu ke kulit, baik kedua sifat air maupun proses pengeluaran keringat tidak akan berguna. Karena itulah struktur tubuh juga harus menjadi penghantar panas yang baik. Pada poin inilah, satu lagi sifat penting air berperan: Tidak seperti zat cair lainnya, air memiliki kapasitas sangat tinggi untuk konduktivitas termal, yaitu kemampuan menghantarkan panas. Karena alasan ini, tubuh membawa panas yang dihasilkan di dalamnya ke kulit. (Saluran darah dekat kulit melebar untuk tujuan ini dan itulah sebabnya kita memerah ketika terlalu panas.) Jika konduktivitas termal air berkurang separo atau sepertiganya, laju penghantaran panas ke kulit akan jauh lebih lambat, dan ini akan membuat bentuk kehidupan kompleks seperti mamalia tidak mungkin hidup. Semua itu menunjukkan bahwa tiga sifat termal air yang sangat berbeda bekerja sama untuk mencapai tujuan yang sama: mendinginkan tubuh makhluk hidup yang kompleks seperti manusia. Air adalah zat cair yang dirancang khusus untuk tugas ini. Sebuah Dunia Bersuhu Sedang Kelima macam sifat termal air yang disebutkan dalam buku Henderson, The Fitness of Environment, juga memainkan peran penting dalam menghasilkan iklim yang ramah dan seimbang yang dimiliki bumi. Panas laten dan kapasitas termal air yang lebih besar dibandingkan zat cair lainnya adalah penyebab air memanas dan mendingin lebih lambat daripada daratan. Pada daratan, perbedaan suhu antara tempat terpanas dan terdingin dapat mencapai 140oC: di laut, perbedaan tersebut paling banyak berkisar antara 15o-20oC. Situasi serupa terdapat dalam perbedaan suhu di malam dan siang hari: pada lingkungan gersang di daratan, perbedaan suhu bisa mencapai 20o-30oC; di laut, perbedaannya tidak pernah lebih dari beberapa derajat. Dan tidak hanya laut yang dipengaruhi seperti ini: Uap air di atmosfer juga merupakan agen keseimbangan yang besar. Salah satu akibatnya adalah di daerah gurun di mana uap air sangat sedikit, perbedaan antara suhu siang dan malam hari sangat ekstrem sedangkan daerah di mana iklim laut dominan, perbedaan tersebut lebih kecil.  Volume air yang sangat besar dalam lautan di bumi menjaga temperatur planet ini tetap seimbang. Itulah sebabnya, perbedaan temperatur antara siang dan malam sangat kecil di daerah dekat laut, terutama di sepanjang pantai. Di daerah gurun jauh dari laut, perbedaan temperatur antara siang dan malam bisa setinggi 40oC. Berkat sifat-sifat termal air yang unik, perbedaan suhu antara musim panas dan musim dingin atau antara malam dan siang yang selalu konstan dalam batasan-batasan tertentu sehingga manusia dan bentuk kehidupan lainnya dapat bertahan hidup. Jika permukaan dunia kita memiliki air lebih sedikit daripada daratan, perbedaan suhu antara malam dan siang akan jauh lebih besar, bidang daratan yang luas akan menjadi gurun, dan kehidupan tidak mungkin ada, atau setidaknya, jauh lebih sulit. Demikian pula, jika sifat termal air tidak seperti sekarang ini, hasilnya adalah sebuah planet yang sangat tidak sesuai untuk kehidupan. Disimpulkan, sifat ini mempunyai tiga keutamaan. Pertama, sifat ini dengan kuat menyeragamkan dan membatasi suhu bumi; kedua, sifat ini memungkinkan pengaturan suhu yang sangat efektif pada organisme hidup; dan ketiga, sifat ini mendukung siklus meteorologis. Semua pengaruh tersebut benar-benar maksimum, karena tidak ada zat lain dapat dibandingkan dengan air dalam hal ini. 79 Tekanan Permukaan yang Tinggi Sifat-sifat air yang telah kita bahas sampai sekarang adalah sifat termal: yaitu sifat-sifat yang berkaitan dengan panas. Air juga memiliki sejumlah sifat fisik yang ternyata juga sangat tepat bagi kehidupan. Salah satunya adalah tegangan permukaan air yang sangat tinggi. "Tegangan permukaan" didefinisikan sebagai sebuah perilaku permukaan-bebas dari zat cair untuk menyerupai kulit elastis di bawah pengaruh tegangan. Perilaku ini disebabkan oleh gaya tarik antara molekul-molekul dalam permukaan zat cair. Contoh terbaik pengaruh tegangan permukaan dapat dilihat pada air. Bahkan tegangan permukaan air sangat tinggi sehingga menyebabkan beberapa fenomena fisik yang aneh terjadi. Sebuah cangkir dapat menampung sejumlah air yang sedikit lebih tinggi daripada tinggi cangkir itu sendiri tanpa tumpah. Jarum besi yang secara hati-hati diletakkan di atas permukaan air yang tidak bergerak akan mengambang.   Tanaman dirancang untuk memanfaatkan tegangan permukaan air yang tinggi. Berkat sifat ini, air dapat naik bermeter-meter bahkan sampai ke dedaunan di puncak pepohonan di hutan. Tegangan permukaan air jauh lebih tinggi daripada tegangan permukaan zat cair lain. Beberapa konsekuensi biologis dari sifat ini sangat penting dan ini tampak jelas terutama pada tanaman. Pernahkan Anda bertanya-tanya bagaimana tanaman mampu membawa air dari kedalaman tanah bermeter-meter ke atas tanpa pompa, otot, atau semacamnya? Jawaban untuk teka-teki ini adalah tegangan permukaan. Saluran dalam akar dan batang tanaman dirancang untuk memanfaatkan tegangan permukaan air yang tinggi. Saluran-saluran ini semakin tinggi semakin mengecil dan menyebabkan air "merayap ke atas" dengan sendirinya. Yang memungkinkan rancangan sempurna ini adalah tegangan permukaan air yang tinggi. Jika tegangan permukaan air sama rendahnya dengan tegangan pada kebanyakan zat cair lainnya, secara fisiologi tidak mungkin bagi tanaman besar seperti pohon-pohonan untuk hidup di tanah kering. Konsekuensi penting lain dari tingginya tegangan permukaan air adalah peretakan batu. Karena tegangan permukaannya, air bisa menembus ke celah-celah terdalam melalui retakan-retakan terkecil di mana air membeku ketika suhu turun di bawah nol. Seperti kita ketahui, air mempunyai sifat tidak normal dengan mengembang ketika membeku. Pengembangan ini menimbulkan tekanan di dalam batu yang akhirnya menyebabkan batu pecah. Proses ini sangat penting karena melepaskan mineral yang terperangkap dalam batu ke dalam lingkungan dan juga membantu formasi tanah. Sifat-Sifat Kimia Air Di samping sifat-sifat fisiknya, sifat-sifat kimia air juga sangat sesuai untuk kehidupan. Di antara sifat-sifat kimia air, yang terutama adalah bahwa air merupakan pelarut yang baik: Hampir semua zat kimia bisa dilarutkan dalam air. Konsekuensi yang sangat penting dari sifat kimia ini adalah mineral-mineral dan zat-zat yang berguna yang terkandung tanah terlarut dalam air dan dibawa ke laut oleh sungai. Diperkirakan lima milyar ton zat dibawa ke sungai setiap tahun. Zat-zat tersebut penting bagi kehidupan laut. Air juga mempercepat (mengkatalisis) hampir semua reaksi kimia yang diketahui. Sifat kimia air yang penting lainnya adalah reaktivitas kimianya ada pada tingkat yang ideal. Air tidak terlalu reaktif yang membuatnya berpotensi merusak (seperti asam sulfat) dan tidak juga terlalu lamban (seperti argon yang tidak bereaksi kimia). Mengutip Michael Denton: "Tampaknya, seperti semua sifatnya yang lain, reaktivitas air ideal baik bagi peran biologis maupun geologisnya." 80 Detail lain tentang kesesuaian sifat-sifat kimia air untuk kehidupan selalu terungkap ketika para peneliti menyelidiki zat tersebut lebih jauh. Harold Morowitz, seorang profesor biofisika dari Universitas Yale, menyatakan: Beberapa tahun ke belakang telah menyaksikan studi yang berkembang tentang sebuah sifat air yang baru dipahami (yaitu, konduktansi proton) yang ternyata hampir unik bagi zat tersebut, merupakan unsur kunci transfer energi biologis, dan tentu saja penting bagi asal usul kehidupan. Semakin dalam dipelajari, semakin terkesan sebagian dari kami dengan kesesuaian alam dalam bentuk yang begitu tepat..... 81 Viskositas Ideal Air Setiap kali kita memikirkan zat cair, bayangan yang terbentuk dalam pikiran kita adalah zat yang sangat cair. Kenyataannya, zat cair yang berbeda memiliki tingkat viskositas (kekentalan) yang berbeda: Kekentalan ter/aspal, gliserin, minyak zaitun, dan asam sulfat, misalnya, sangat bervariasi. Dan jika kita bandingkan zat-zat cair tersebut dengan air, perbedaannya menjadi lebih jelas. Air 10 juta kali lebih cair daripada aspal, 1.000 kali lebih cair daripada gliserin, 100 kali lebih cair daripada minyak zaitun, dan 25 kali lebih cair daripada asam sulfat. Seperti yang ditunjukkan oleh perbandingan singkat itu, air memiliki tingkat viskositas yang sangat rendah. Bahkan, jika kita mengabaikan beberapa zat seperti eter dan hidrogen cair, air ternyata berviskositas lebih kecil dari apa pun kecuali gas.   Kekentalan air yang rendah sangat penting bagi kita. Jika air sedikit saja lebih kental, tidak akan mungkin darah dialirkan ke seluruh tubuh melalui sistem kapiler. Sebagai contoh, sistem pembuluh darah hati tubuh kita yang rumit (kiri) tidak akan pernah ada. Apakah kekentalan air yang rendah menguntungkan bagi kita? Akan berbedakah keadaan jika zat cair vital ini memiliki kekentalan lebih besar atau lebih kecil? Michael Denton menjawabnya untuk kita: Kesesuaian air akan berkurang jika kekentalan air lebih rendah. Struktur sistem kehidupan akan bergerak jauh lebih acak di bawah pengaruh gaya-gaya deformasi jika kekentalan air sama rendahnya dengan hidrogen cair.... Jika kekentalan air sangat lebih rendah, struktur yang rawan akan mudah dikacaukan... dan air tidak akan mungkin mendukung struktur mikroskopik rumit yang permanen. Arsitektur molekular sel yang rawan mungkin tidak akan bertahan. Jika kekentalan lebih tinggi, gerak terkontrol makromolekul yang besar dan terutama struktur seperti mitokondria dan organel-organel kecil tidak akan mungkin, demikian pula proses-proses seperti pembelahan sel. Semua aktivitas penting sel akan membeku dengan efektif, dan jenis-jenis kehidupan seluler yang jauh menyerupai yang biasa kita kenal akan tidak mungkin ada. Perkembangan organisme yang lebih tinggi, yang secara kritis bergantung pada kemampuan sel untuk bergerak dan merangkak dalam fase embriogenesis, pasti tidak mungkin terjadi jika kekentalan air sedikit saja lebih tinggi dari kekentalan normal. 82 Kekentalan air yang rendah tidak hanya penting untuk gerak seluler, namun juga untuk sistem sirkulasi.   Kekentalan air yang rendah penting untuk semua makhluk hidup, bahkan tanaman. Pembuluh-pembuluh kecil daun yang tampak pada gambar di atas bisa mengangkut air karena air sangat cair. Semua makhluk hidup dengan ukuran tubuh lebih dari seperempat milimeter memiliki sistem sirkulasi pusat. Hal ini karena pada ukuran lebih dari itu, tidak mungkin makanan dan oksigen didifusikan ke seluruh tubuh organisme. Artinya, makanan dan oksigen tidak bisa lagi masuk secara langsung ke dalam sel, dan produk sampingannya pun tidak bisa dibuang begitu saja. Ada banyak sel dalam tubuh sebuah organisme, karenanya oksigen dan energi yang diambil tubuh perlu didistribusikan (dipompa) ke tubuh melalui "saluran"; dan saluran lain diperlukan pula untuk mengangkut buangan. "Saluran" ini adalah pembuluh vena dan arteri dalam sistem sirkulasi. Jantung adalah pompa yang menjaga sistem ini agar terus bekerja, sementara zat yang dibawa melalui "saluran" itu adalah cairan yang kita sebut "darah", yang sebagian besar merupakan air, (95 % dari plasma darah-materi yang tersisa setelah sel darah, protein, dan hormon telah dikeluarkan-adalah air.) Itulah sebabnya kekentalan air sangat penting agar sistem sirkulasi berfungsi efisien. Jika air memiliki kekentalan seperti aspal misalnya, pasti tidak ada jantung organisme yang dapat memompanya. Jika air memiliki kekentalan minyak zaitun, yang lebih kecil seratus juta kali daripada aspal, jantung mungkin bisa memompanya, namun akan sangat sulit dan darah tidak akan pernah bisa mencapai miliaran kapiler di seluruh pelosok tubuh kita. Mari kita cermati kapiler-kapiler tersebut. Tujuannya adalah membawa oksigen, makanan, hormon, dan lain-lain yang penting bagi kehidupan ke setiap sel di seluruh tubuh. Jika sebuah sel berjarak lebih dari 50 mikron (satu mikron adalah satu milimeter dibagi seribu) dari kapiler, maka sel tersebut tidak bisa memanfaatkan "layanan" kapiler. Sel dengan jarak 50 mikron dari kapiler akan mati kelaparan. Itulah sebabnya tubuh manusia diciptakan sedemikian rupa sehingga kapilernya membentuk jejaring yang menjangkau semua sel. Tubuh manusia normal memiliki sekitar 5 miliar kapiler yang panjangnya, jika dibentangkan, sekitar 950 kilometer. Pada sebagian mamalia, ada sebanyak 3.000 kapiler dalam setiap satu sentimeter persegi jaringan otot. Jika Anda menyatukan sepuluh ribu kapiler terkecil dalam tubuh manusia, hasil jalinannya mungkin setebal isi pensil. Diameter kapiler bervariasi dari 3-5 mikron: sama dengan tiga sampai lima milimeter dibagi seribu. Jika darah akan menembus jalan sesempit itu tanpa terhambat atau melambat, maka darah harus cair, dan berkat kekentalan air yang rendah, demikian adanya. Menurut Michael Denton, jika kekentalan air sedikit saja lebih besar dari seharusnya, sistem sirkuasi darah sama sekali tidak bermanfaat: Sistem kapiler akan bekerja hanya jika zat cair yang dipompa melalui seluruh tabungnya memiliki kekentalan yang sangat rendah. Kekentalan rendah sangat penting karena aliran berbanding terbalik dengan kekentalan... Dari sini mudah dilihat bahwa jika kekentalan air memiliki nilai hanya beberapa kali lebih besar dari seharusnya, memompa darah melalui kapiler akan memerlukan tekanan besar, dan hampir semua jenis sistem sirkulasi pasti tidak akan bekerja…Jika kekentalan air sedikit lebih besar, dan kapiler terkecil berdiameter 10 mikron alih-alih 3 mikron, maka kapiler harus memenuhi hampir semua jaringan otot agar dapat menyediakan oksigen dan glukosa dengan efektif. Jelas sekali rancangan bentuk kehidupan makroskopik tidak akan mungkin dan sangat terbatasi.... Maka tampaknya kekentalan air harus demikian adanya agar menjadi perantara yang sesuai bagi kehidupan. 83 Dengan kata lain, seperti semua sifat lainnya, kekentalan air juga "dirancang khusus" untuk kehidupan. Mencermati kekentalan zat-zat cair berbeda, kita lihat antara satu zat dengan yang lain ada selisih hingga miliaran kali. Di antara miliaran itu hanya ada satu zat cair dengan kekentalan yang diciptakan tepat seperti yang diperlukan: air. Kesimpulan Segala sesuatu yang sudah kita ketahui dalam bab ini sejak awal menunjukkan bahwa sifat termal, fisik, kimia, dan kekentalan air tepat seperti seharusnya demi keberadaan kehidupan. Air dirancang begitu sempurna untuk kehidupan, sehingga dalam beberapa kasus, hukum-hukum alam dilanggar demi tujuan tersebut. Contoh terbaik dari hal ini adalah pengembangan yang tidak terduga dan tidak dapat dipahami pada volume air ketika suhunya turun di bawah 4oC: Jika pengembangan tidak terjadi, es tidak akan mengambang, lautan akan membeku menjadi padatan total, dan kehidupan tidak mungkin ada. Air "begitu tepat" untuk kehidupan, sampai-sampai tidak dapat dibandingkan dengan zat cair lain. Sebagian besar planet ini, dunia dengan atribut lain (suhu, cahaya, spektrum elektromagnetik, atmosfer, permukaan, dan lain-lain) yang semuanya sesuai untuk kehidupan, telah diisi air dengan jumlah tepat untuk kehidupan. Jelaslah bahwa semua itu bukan kebetulan, dan sebaliknya pasti merupakan rancangan yang disengaja. Untuk menguraikannya dengan cara lain, semua sifat fisik dan kimia air menunjukkan bahwa dia diciptakan khusus untuk kehidupan. Bumi, yang sengaja diciptakan untuk tempat hidup umat manusia, dihidupkan dengan air yang khusus diciptakan untuk membentuk dasar kehidupan manusia. Dalam air, Allah telah memberi kita kehidupan dan dengannya Dia menumbuhkan makanan yang kita makan dari tanah. Akan tetapi, aspek terpenting dari semua ini adalah bahwa kebenaran ini, yang telah ditemukan oleh ilmu pengetahuan modern, diungkapkan dalam Al Quran, yang diturunkan kepada umat manusia sebagai petunjuk empat belas abad yang lalu. Mengenai air dan umat manusia, dikemukakan firman Allah dalam Al Quran: "Dialah, Yang telah menurunkan air hujan dari langit untuk kamu, sebagiannya menjadi minuman dan sebagiannya (menyuburkan) tumbuh-tumbuhan, yang pada (tempat tumbuhnya) kamu menggembalakan ternakmu. Dia menumbuhkan bagi kamu dengan air hujan itu tanam-tanaman; zaitun, kurma, anggur, dan segala macam buah-buahan. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar ada tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang memikirkan." (QS. An -Nahl, 16: 10-11)

76. John Ray, The Wisdom of God Manifested in the Word of Creation, 1701; Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 73 77. Lawrence Henderson, The Fitness of the Environment, Boston: Beacon Press, 1958, Foreword. 78. The latent heat is the heat which does not change the heat of water but enables it to change it from solid state to liquid state or from liquid state to gas state. When you give heat to ice to melt it, the ice reaches to 0oC and no increase in heat occurs even if you continue to heat it. Yet, it is no longer ice; it dissolves and becomes water. This heat, which is needed to convert the solid state into the liquid state despite causing no difference in temperature is "latent" heat. 79. Lawrence Henderson, The Fitness of the Environment, Boston: Beacon Press, 1958, hlm. 105 80. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 32 81. Harold J. Morowitz, Cosmic Joy and Local Pain, New York: Scribner, 1987, hlm. 152-153 82. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 33 83. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm. 35-36

Read more »

Posted in: PENCIPTAAN ALAM SEMESTA

RANCANGAN PADA CAHAYA

Sungguh luar biasa bahwa radiasi dari matahari (dan dari banyak rangkaian bintang) harus termampatkan dalam pita spektrum elektromagnetik yang sangat sempit sehingga memancarkan radiasi yang tepat bagi kesinambungan seluruh kehidupan di bumi. (Ian Campbell, Fisikawan dari Inggris) 65 Matahari mungkin sesuatu yang paling sering kita lihat sepanjang hidup kita. Kapan pun kita menengadahkan muka ke langit di siang hari, kita bisa melihat sinarnya yang menyilaukan. Jika seseorang bertanya, "Apa manfaat matahari?" mungkin kita akan menjawab tanpa berpikir sama sekali bahwa matahari memberi kita cahaya dan panas. Jawaban tersebut, meskipun dangkal, sesungguhnya benar. Akan tetapi, apakah matahari hanya "kebetulan saja" memancarkan cahaya dan panas bagi kita? Apakah ini ketidaksengajaan dan tanpa terencana? Atau apakah matahari khusus dirancang bagi kita? Mungkinkah bola api yang dahsyat di langit ini menjadi "lampu" raksasa yang diciptakan untuk memenuhi dengan tepat kebutuhan kita? Penelitian terkini menunjukkan bahwa jawaban untuk dua pertanyaan terakhir adalah "ya". "Ya", karena pada sinar matahari ada rancangan yang memicu ketakjuban. Panjang Gelombang yang Tepat Cahaya dan panas adalah dua perwujudan berbeda radiasi elektro-magnetik. Dalam semua perwujudannya, radiasi elektromagnetik merambat di ruang angkasa dalam gelombang yang serupa dengan gelombang yang terbentuk ketika sebuah batu dilemparkan ke danau. Riak air yang terbentuk oleh batu itu dapat memiliki ketinggian yang berbeda, dan jarak antarpuncak riak mungkin bervariasi pula. Demikian juga radiasi elektromagnetik, dapat memiliki panjang gelombang yang berbeda. PERBEDAAN PANJANG GELOMBANG RADIASI ELEKTROMAGNET Bintang-bintang dan sumber-sumber cahaya lain di alam semesta tidak semuanya memberikan jenis radiasi yang sama. Sebaliknya, mereka memancarkan energi dalam rentang panjang gelombang yang luas. Sinar gamma, yang memiliki panjang gelombang terpendek, hanya 1/1025 dari panjang gelombang radio terpanjang. Cukup aneh, hampir semua radiasi yang dipancarkan matahari jatuh ke dalam pita tunggal yang juga 1/1025 dari keseluruhan spektrum. Alasannya adalah bahwa hanya jenis-jenis radiasi yang penting dan sesuai bagi kehidupan yang jatuh pada pita sempit ini. Namun, analogi ini sebaiknya tidak diambil terlalu jauh karena ada perbedaan yang sangat besar dalam panjang gelombang radiasi elektro-magnetik. Beberapa di antaranya memiliki panjang beberapa kilometer sedangkan lainnya lebih pendek dari sepermiliar sentimeter, dan panjang gelombang lain dapat ditemukan pada spektrum kontinu dan tanpa tersela di antara kedua angka ini. Untuk mempermudah, para ilmuwan membagi spektrum ini berdasarkan panjang gelombang, dan mereka memberi nama berbeda bagi setiap bagian. Misalnya, radiasi dengan panjang gelombang terpendek (sepertriliun sentimeter) disebut "sinar Gamma"; sinar Gamma memiliki energi yang sangat besar. Panjang gelombang terpanjang disebut "gelombang radio"; gelombang ini panjangnya mencapai beberapa kilometer namun membawa energi sangat kecil (karena kandungan energi ini, gelombang radio sama sekali tidak berbahaya bagi kita, sementara terpapar sinar Gamma bisa berakibat fatal). Cahaya adalah sebuah bentuk radiasi elektromagnetik yang terletak di antara kedua ekstrem panjang gelombang tersebut. Hal pertama untuk diperhatikan tentang spektrum elektromagnetik adalah betapa lebarnya spektrum tersebut: Panjang gelombang terpanjang adalah 1025 kali ukuran panjang gelombang terpendek. Jika ditulis secara lengkap, 1025 tampak seperti di bawah ini: 10. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000 Angka sebesar itu tidak berarti dengan sendirinya. Mari kita membuat beberapa perbandingan. Misalnya, 4 miliar tahun (perkiraan umur bumi) berarti sama dengan sekitar 1017 detik. Jika Anda ingin menghitung dari 1 sampai 1025, dan melakukannya dengan kecepatan satu angka per detik tanpa berhenti, siang dan malam, penghitungan ini akan menghabiskan waktu 100 juta kali lebih lama daripada umur bumi itu sendiri! Jika kita menyusun tumpukan 1025 lembar kartu, kita akan mendapatkan tumpukan yang merentang mencapai separo alam semesta yang teramati. Ini merupakan spektrum sangat lebar yang di dalamnya tersebar panjang gelombang berbeda-beda dari energi elektromagnetik alam semesta. Sekarang, yang menarik tentang hal ini adalah bahwa energi elektromagnetik yang diradiasikan oleh matahari kita berada pada bagian spektrum yang sangat, sangat sempit. Sebanyak 70% radiasi matahari mempunyai panjang gelombang antara 0,3 dan 1,5 mikron, dan dalam pita sempit tersebut terdapat tiga jenis cahaya: cahaya tampak, cahaya infra-merah-dekat, dan cahaya ultraviolet. Tiga jenis cahaya itu tampaknya sudah cukup, namun gabungan ketiganya merupakan bagian yang hampir tidak berarti dibandingkan keseluruhan spektrum. Ingat 1025 kartu yang merentang sejauh separo alam semesta? Dibandingkan dengan seluruhnya, lebar pita cahaya yang diradiasikan matahari sama dengan satu kartu saja! Mengapa cahaya matahari dibatasi pada cakupan yang begitu sempit? Jawaban pertanyaan itu sangat penting karena satu-satunya radiasi yang mampu mendukung kehidupan di bumi adalah radiasi dengan panjang gelombang yang berada dalam batas sempit ini. Dalam buku Energy and the Atmosphere, fisikawan dari Inggris, Ian Campbell, menjawab pertanyaan ini dan menyatakan, "Sungguh luar biasa bahwa radiasi dari matahari (dan dari banyak rangkaian bintang) harus termampatkan dalam pita spektrum elektromagnetik yang sangat sempit sehingga memancarkan radiasi yang tepat bagi kesinambungan seluruh kehidupan di bumi." Menurut Campbell, situasi ini "menakjubkan".66 Sekarang, mari kita mencermati "rancangan cahaya yang menakjubkan" ini. Dari Ultraviolet ke Inframerah Telah disebutkan, terdapat selisih 1:1025 dalam ukuran panjang gelombang elektromagnetik terpanjang dan terpendek. Telah disebutkan pula bahwa kandungan energi bergantung pada panjang gelombang: panjang gelombang lebih pendek mengandung energi lebih besar dari pada panjang gelombang lebih panjang. Perbedaan lainnya mengenai bagaimana radiasi pada panjang gelombang yang berbeda berinteraksi dengan materi. Bentuk-bentuk radiasi terpendek disebut (dengan urutan panjang gelombang meningkat) "sinar gamma", "sinar X", dan "sinar ultraviolet". Semua radiasi ini memiliki kemampuan membelah atom karena kandungan energinya yang begitu besar. Ketiga radiasi tersebut dapat menyebabkan molekul-molekul khususnya molekul organik terurai. Dampaknya, ketiga radiasi tersebut menguraikan materi pada level atom atau molekul. Radiasi dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya tampak dimulai dari inframerah, dan melebar hingga gelombang radio. Pengaruh radiasi ini terhadap materi kurang serius karena energinya tidak terlalu besar. "Pengaruh terhadap materi" tersebut berkaitan dengan reaksi kimia. Sejumlah reaksi kimia yang penting dapat terjadi hanya jika energi ditambahkan pada reaksi tersebut. Energi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi kimia disebut "ambang batas energi (energy threshold)". Jika energi kurang dari ambang batas ini, reaksi tidak akan pernah dimulai dan jika energi lebih besar, tidak ada gunanya: dalam kedua kasus, energi akan terbuang. Dalam keseluruhan spektrum elektromagnetik, hanya terdapat satu pita kecil yang mempunyai energi sesuai dengan ambang batas energi. Panjang gelombangnya berkisar antara 0,7 mikron dan 0,4 mikron, dan jika Anda ingin melihatnya, Anda bisa: hanya dengan menengadahkan kepala dan melihat sekeliling, dan ini disebut "cahaya tampak". Radiasi ini menyebabkan terjadinya reaksi kimia dalam mata Anda, dan karena itulah Anda dapat melihat. Radiasi yang disebut sebagai "cahaya-tampak" membentuk 41% cahaya matahari, meskipun radiasi ini menempati kurang dari 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik. Dalam artikelnya yang terkenal, "Life and Light", pada Scientific American, fisikawan terkenal, George Wald, mengupas masalah ini dan menulis, "Radiasi yang berguna untuk memulai reaksi kimia yang teratur terdiri dari sebagian besar radiasi matahari kita."67 Bahwa matahari harus meradiasikan cahaya yang begitu tepat untuk kehidupan, benar-benar merupakan contoh rancangan yang luar biasa.   Hampir seluruh radiasi matahari termampatkan pada pita sempit panjang gelombang yang berkisar antara 0,3 sampai 1,5 mikron. Pita ini mencakup sinar ultraviolet-dekat, cahaya-tampak dan sinar inframerah. Apakah sisa cahaya yang diradiasikan matahari ada gunanya? Ketika kita mengamati bagian cahaya ini, kita mendapati bahwa sebagian besar radiasi matahari yang jatuh di luar rentang cahaya tampak berada pada bagian spektrum yang disebut "inframerah-dekat". Infra-merah-dekat dimulai setelah cahaya tampak berakhir dan sekali lagi, meliputi bagian yang sangat kecil dari keseluruhan spektrum kurang dari 1/1025. 68 Apakah sinar inframerah berguna? Ya, namun kali ini tidak ada gunanya mengamati sekeliling karena Anda tidak dapat melihatnya dengan mata telanjang. Tetapi, Anda dengan mudah dapat merasakannya: Kehangatan yang Anda rasakan pada wajah saat memandang matahari yang bersinar pada musim panas atau musim semi disebabkan oleh radiasi inframerah dari matahari. Radiasi inframerah matahari adalah radiasi yang membawa energi panas, yang menjaga bumi tetap panas. Radiasi ini juga penting bagi kehidupan seperti halnya cahaya tampak. Dan yang menarik adalah bahwa matahari kita agaknya diciptakan hanya untuk melayani kedua tujuan ini, karena kedua jenis cahaya ini menyusun bagian terbesar matahari. Dan bagian ketiga matahari? Apakah bermanfaat? Anda boleh yakin terhadapnya. Ini adalah "sinar ultra-violet-dekat" dan membentuk bagian terkecil dari sinar matahari. Seperti semua sinar ultraviolet, sinar ini berenergi tinggi dan dapat menyebabkan kerusakan sel hidup. Namun sinar ultraviolet matahari merupakan jenis "paling kurang berbahaya" karena paling dekat dengan cahaya tampak. Meskipun paparan berlebihan terhadap sinar ultra-violet matahari telah terbukti menyebabkan kanker dan mutasi sel, sinar ini memiliki satu manfaat: Sinar ultraviolet yang berada pada pita begitu sempit in i69 diperlukan untuk pembentukan vitamin D pada manusia dan binatang bertulang belakang. (Vitamin D penting untuk pembentukan dan makanan tulang: Tanpa vitamin D tulang menjadi lunak atau cacat, disebut penyakit rachitis yang terjadi pada orang-orang yang tidak terkena cahaya matahari dalam waktu yang sangat lama.) Dengan kata lain, semua radiasi yang dipancarkan oleh matahari penting bagi kehidupan: tidak sedikit pun sia-sia. Yang menarik adalah bahwa semua radiasi ini dibatasi pada cakupan 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik, namun cukup untuk menjaga kita tetap hangat, bisa melihat, dan memungkinkan terjadinya semua reaksi kimia yang diperlukan kehidupan. Bahkan kalaupun semua kondisi lain yang diperlukan kehidupan telah ada, jika cahaya yang diradiasikan matahari jatuh pada bagian lain spektrum elektromagnetik, maka tidak akan ada kehidupan di atas bumi ini. Sangat tidak mungkin menjelaskan terpenuhinya persyaratan ini, yang memiliki kemungkinan 1 banding 1025, dengan logika kebetulan. Dan kalau semua ini belum cukup, cahaya melakukan hal lain: cahaya juga memungkinkan kita kenyang! Fotosintesis dan Cahaya Fotosintesis adalah sebuah proses kimia yang namanya dikenal hampir oleh semua orang yang pernah bersekolah. Tetapi, kebanyakan orang tidak menyadari betapa sangat pentingnya proses ini bagi kehidupan di atas bumi, atau misteri apa yang ada di dalam proses ini. Pertama, mari kita lupakan ilmu kimia SMU kita, dan perhatikan rumus reaksi fotosintesis ini: 6H2O + 6CO2 + cahaya matahari Z C6H12O6 + 6O2 Glukosa Artinya: Air dan karbondioksida dan cahaya matahari menghasilkan gula dan oksigen. Secara lebih terperinci, yang terjadi dalam reaksi kimia ini adalah, enam molekul air (H2O) bergabung dengan enam molekul karbondioksida (CO2) dalam reaksi yang mendapatkan energi dari sinar matahari. Saat reaksi selesai, hasilnya adalah sebuah molekul glukosa (C6H12O6), gula sederhana yang merupakan elemen makanan yang penting, dan enam molekul gas oksigen (O2). Sebagai sumber semua makanan di planet kita, glukosa mengandung energi yang sangat besar.   Selama ratusan juta tahun, tumbuh-tumbuhan sibuk melakukan sesuatu yang tidak dapat ditiru laboratorium mana pun: menggunakan cahaya matahari, mereka menghasilkan makanan. Tetapi persyaratan penting untuk transformasi luar biasa ini adalah bahwa cahaya yang diterima tumbuh-tumbuhan harus tepat untuk berlangsungnya fotosintesis. Walaupun reaksi ini tampaknya sederhana, ternyata sangat rumit. Hanya ada satu tempat di mana reaksi ini terjadi: pada tumbuh-tumbuhan. Tumbuh-tumbuhan di dunia ini menghasilkan makanan dasar bagi semua makhluk hidup. Setiap makhluk hidup lainnya pada akhirnya mendapat asupan glukosa dengan berbagai cara. Binatang herbivora memakan tumbuh-tumbuhan secara langsung, dan binatang karnivora memakan tumbuh-tumbuhan dan/atau binatang lain. Manusia tidak terkecuali: Energi kita dihasilkan dari makanan yang kita makan dan berasal dari sumber yang sama. Apel, kentang, coklat, atau steak, atau apa pun yang Anda makan memberikan energi yang berasal dari matahari. Akan tetapi, fotosintesis penting untuk alasan lain. Reaksi ini menghasilkan dua produk: Di samping glukosa, reaksi ini juga melepaskan enam molekul oksigen. Yang terjadi di sini adalah bahwa tumbuh-tumbuhan selalu membersihkan atmosfer yang terus-menerus "terpolusi" oleh makhluk bernapas manusia dan binatang, yang energinya berasal dari pembakaran dengan oksigen, sebuah reaksi yang menghasilkan karbondioksida. Jika tumbuh-tumbuhan tidak melepaskan oksigen, penghirup oksigen akhirnya akan menghabiskan semua oksigen dalam atmosfer, dan ini akan menjadi akhir bagi makhluk-makhluk tersebut. Alih-alih, oksigen di atmosfer secara terus-menerus diperbarui oleh tumbuh-tumbuhan. Tanpa fotosintesis, kehidupan tumbuh-tumbuhan tidak akan ada; dan tanpa kehidupan tumbuh-tumbuhan, tidak akan ada kehidupan binatang atau manusia. Reaksi kimia yang mengagumkan ini, yang belum pernah ditiru laboratorium mana pun, terjadi pada rerumputan yang Anda injak, dan pada pepohonan yang mungkin bahkan tidak pernah Anda tengok. Ini juga pernah terjadi pada sayuran di atas piring makan malam Anda. Ini merupakan salah satu proses dasar kehidupan. Yang menarik adalah betapa cermatnya rancangan proses fotosintesis ini. Ketika kita mempelajarinya, tidak akan luput dari pengamatan kita bahwa ada keseimbangan yang sempurna antara fotosintesis tumbuh-tumbuhan dan penggunaan energi oleh penghirup oksigen. Tanaman menyediakan glukosa dan oksigen. Penghirup oksigen membakar glukosa dengan oksigen di dalam sel-sel mereka untuk mendapatkan energi dan melepaskan karbondioksida dan air (dengan kata lain, mereka membalikkan reaksi fotosintesis) yang digunakan tumbuh-tumbuhan untuk membuat lebih banyak glukosa dan oksigen. Dan demikianlah proses ini berlangsung, sebuah siklus berkesinambungan yang disebut "siklus karbon", dan siklus ini digerakkan oleh energi dari matahari. Untuk melihat betapa sempurnanya siklus ini diciptakan, mari kita pusatkan sesaat perhatian kita hanya pada salah satu unsur siklus tersebut: sinar matahari. Pada bagian pertama bab ini, kita membahas cahaya matahari, dan mendapati bahwa komponen radiasinya dirancang secara khusus untuk memungkinkan kehidupan di bumi. Mungkinkah matahari sengaja dirancang juga untuk fotosintesis? Atau apakah tumbuh-tumbuhan cukup fleksibel sehingga dapat melangsungkan reaksi ini tanpa peduli cahaya apa pun yang mengenainya? Ahli astronomi Amerika, George Greenstein membahasnya dalam The Symbiotic Universe: Klorofil adalah molekul yang melangsungkan fotosintesis… Mekanisme fotosintesis dimulai dengan penyerapan cahaya matahari oleh molekul klorofil. Namun agar fotosintesis terjadi, cahaya yang diterima harus berupa warna yang sesuai. Cahaya dari warna yang salah tidak akan menghasilkan keajaiban ini. Analogi yang bagus adalah sebuah televisi. Agar TV menerima saluran (gelombang) yang dikehendaki, TV harus ditala pada saluran tersebut: Talakan TV pada saluran yang berbeda, maka tidak akan terjadi penerimaan. Ini sama dengan fotosintesis, dalam analogi ini matahari berfungsi sebagai transmiter dan molekul klorofil sebagai TV. Jika molekul dan cahaya matahari tidak saling sesuai - disesuaikan dalam hal warna - fotosintesis tidak akan terjadi. Kenyataannya, warna matahari sudah tepat. 70 Pada bab terakhir, kami menunjukkan kesalahan pada gagasan tentang kemampuan kehidupan untuk beradaptasi. Sebagian evolusionis berpendapat bahwa "kalau kondisi berbeda, kehidupan juga akan berevolusi agar sesuai sempurna dengan keadaan tersebut". Berpikir secara dangkal tentang fotosintesis dan tumbuhan, seseorang bisa saja sampai pada kesimpulan serupa: "Andaikan cahaya matahari berbeda, tumbuhan akan berevolusi sesuai dengannya". Namun kenyataannya ini tidak mungkin. Meskipun dia sendiri seorang evolusionis, George Greenstein mengakui bahwa: Orang mungkin berpikir bahwa suatu adaptasi telah terjadi: adaptasi kehidupan tumbuh-tumbuhan terhadap sifat cahaya matahari. Bagaimanapun, andaikan matahari memiliki suhu berbeda dengan suhunya saat ini, bisakah molekul lain yang beradaptasi untuk menyerap cahaya dengan warna berbeda menggantikan klorofil? Cukup jelas jawabannya adalah tidak, sebab dalam batasan luas, seluruh molekul menyerap cahaya dari warna yang sama. Penyerapan cahaya dilakukan melalui eksitasi elektron dalam molekul ke keadaan energi yang lebih tinggi, dan hal yang sama terjadi pada molekul mana pun. Lebih lanjut, cahaya tersusun dari foton, paket-paket energi, dan foton dengan energi yang salah sama sekali tidak dapat diserap.... Sebagaimana kenyataannya, terdapat kesesuaian yang sempurna antara sifat fisika bintang dan molekul. Andaikan kesesuaian tersebut tidak terpenuhi, tentu saja, tidak mungkin terdapat kehidupan.71 KESESUAIAN CAHAYA MATAHARI DAN KLOROFIL Tumbuhan mampu melakukan fotosintesis karena molekul klorofil dalam selnya sensitif terhadap cahaya matahari. Namun klorofil hanya mampu menggunakan kisaran panjang gelombang yang sangat terbatas, dan kisaran panjang gelombang tersebut adalah yang diradiasikan matahari paling kuat. Yang lebih menarik adalah kisaran ini hanya setara dengan 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik. Pada dua grafik di atas, kesesuaian yang luar biasa antara cahaya matahari dengan klorofil dapat terlihat. Diagram paling atas adalah diagram yang menunjukkan distribusi cahaya yang dipancarkan oleh matahari. Diagram bawah adalah diagram yang menunjukkan cahaya yang memungkinkan fotosintesis berlangsung. Kenyataan bahwa kedua kurva ini hampir serupa menunjukkan bagaimana sempurnanya rancangan pada cahaya tampak. Secara singkat, yang dikatakan Greenstein adalah: Tidak ada tumbuhan yang mampu melakukan fotosintesis kecuali dalam batas yang sangat sempit dari panjang gelombang cahaya. Dan batasan tersebut persis dengan cahaya yang diberikan oleh matahari. Keharmonisan antara sifat fisika bintang dan molekul klorofil yang dimaksud Greenstein adalah sebuah keharmonisan yang terlalu luar biasa untuk dijelaskan sebagai kebetulan. Hanya terdapat satu peluang dari 1025 kemungkinan bahwa matahari akan menyediakan jenis cahaya yang penting bagi kita, dan harus terdapat molekul dalam dunia kita yang mampu memanfaatkan cahaya itu. Keharmonisan sempurna ini merupakan bukti nyata rancangan yang disengaja dan direncanakan. Dengan kata lain, terdapat Pencipta tunggal, Pengatur cahaya matahari dan molekul tumbuh-tumbuhan, yang telah menciptakan keduanya dalam keharmonisan, sesuai dengan yang diungkapkan di dalam Al Quran: "Dialah Allah Yang Menciptakan, Yang Mengadakan, Yang Membentuk Rupa, Yang Mempunyai Nama-Nama yang Paling Baik. Bertasbih kepada-Nya yang ada di langit dan yang ada di bumi. Dan Dialah Yang Mahaperkasa lagi Mahabijaksana." (QS. Al Hasyr, 59: 24) Cahaya pada Mata Anda Kita telah mengamati bagaimana cahaya matahari yang hanya terdiri dari tiga berkas sempit spektrum elektromagnetik sampai kepada kita: 1. Cahaya inframerah, dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya-tampak dan yang menjaga bumi tetap hangat. 2. Sejumlah kecil cahaya ultraviolet, dengan panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya tampak dan salah satu manfaatnya untuk pembentukan vitamin D. 3. Cahaya tampak, yang memungkinkan penglihatan dan mendukung tumbuhan berfotosintesis. Keberadaan "cahaya tampak" penting untuk penglihatan biologis di samping untuk proses fotosintesis. Alasannya adalah, tidak mungkin bagi mata biologis untuk melihat pita spektrum mana pun di luar spektrum cahaya-tampak dan sedikit inframerah-dekat. Untuk menerangkan mengapa harus seperti itu, pertama-tama kita perlu memahami bagaimana proses melihat terjadi. Proses ini dimulai dari partikel cahaya yang disebut "foton" yang melalui pupil mata, dan menimpa permukaan retina yang terletak di bagian belakang mata. Retina mengandung sel yang sensitif terhadap cahaya. Sel tersebut begitu sensitif sehingga setiap sel dapat mengenali sekalipun hanya sebuah foton yang menimpa retina. Energi foton mengaktifkan "rhodopsin", suatu molekul kompleks yang banyak terkandung dalam sel retina. Selanjutnya rhodopsin mengaktifkan sel-sel lain, dan sel lain tersebut pada gilirannya mengaktifkan sel yang lain lagi.72 Akhirnya arus listrik dibangkitkan dan diantarkan ke otak oleh syaraf optik. Persyaratan pertama agar sistem ini bekerja adalah sel retina tersebut harus mampu mengenali foton ketika menimpanya. Agar terjadi, foton harus membawa jumlah energi yang sesuai: Jika energi tersebut terlalu banyak atau kurang, foton tidak akan mengaktifkan susunan rhodopsin. Mengubah ukuran mata tidak ada pengaruhnya; yang penting adalah keserasian antara ukuran sel dan panjang gelombang foton yang masuk.  Hanya sinar cahaya yang sesuai untuk penglihatan biologis yang memiliki panjang gelombang yang jatuh dalam batas yang disebut "visible light." Bagian yang luas dari energi yang dipancarakan oleh matahari jatuh pada batas tersebut. Merancang mata organik yang dapat melihat bagian lain spektrum elektromagnetik ternyata tidak mungkin di dalam dunia yang didominasi oleh kehidupan yang berbasis karbon. Dalam Nature's Destiny, Michael Denton membahas hal ini secara terperinci dan menyetujui bahwa mata organik hanya dapat melihat dalam kisaran spektrum cahaya tampak. Sementara model mata lain yang, secara teoritis, dapat dirancang, tidak ada satu pun yang dapat melihat kisaran spektrum lain. Denton mengungkapkan alasannya: Sinar UV, X, dan sinar Gamma terlalu berenergi dan sangat merusak, sedangkan inframerah dan gelombang radio terlalu lemah untuk dideteksi karena energi mereka untuk berinteraksi dengan materi terlalu kecil.... Jadi akan jelas bahwa untuk beberapa alasan berbeda, bagian tampak spektrum elektromagnetik merupakan bagian yang sangat sesuai untuk penglihatan biologis, dan terutama untuk mata-kamera vertebrata yang beresolusi tinggi dan yang memiliki rancangan dan bentuk sangat mendekati mata manusia.73 Setelah jeda untuk memikirkan apa yang telah dijelaskan sejauh ini, kita sampai pada kesimpulan ini: Matahari memancarkan energi dalam pita sempit (begitu sempit, hanya selebar 1/1025 saja dari keseluruhan spektrum elektromagnetik) yang telah dipilih secara hati-hati. Begitu tepat pita ini disesuaikan sehingga menjaga dunia tetap hangat, mendukung fungsi biologis bentuk-bentuk kehidupan yang kompleks, memungkinkan fotosintesis, dan memungkinkan makhluk hidup di dunia ini untuk melihat. Bintang yang Tepat, Planet yang Tepat, dan Jarak yang Tepat Dalam bab "planet Biru", kita membandingkan dunia kita dengan planet-planet lain dalam tata surya, dan mendapati bahwa rentang suhu yang penting untuk keberadaan kehidupan hanya terdapat di bumi. Alasan utama untuk ini adalah bahwa jarak bumi dari matahari sangat tepat: planet-planet luar seperti Mars, Jupiter, atau Pluto terlalu dingin sedangkan planet-planet dalam Venus dan Merkurius terlalu panas. Mereka yang menolak mengakui bahwa terdapat rancangan yang disengaja pada jarak antara bumi dengan matahari berkilah sebagai berikut: Alam semesta dipenuhi dengan bintang, beberapa di antara bintang tersebut lebih besar daripada matahari dan beberapa di antaranya lebih kecil. Bintang-bintang tersebut bisa saja mempunyai sistem planet sendiri. Jika sebuah bintang lebih besar dari matahari, maka planet yang ideal untuk kehidupan akan terletak lebih jauh dari jarak bumi dengan matahari. Contohnya, sebuah planet dalam orbit sebuah raksasa-merah berjarak sama dengan Pluto mungkin saja memiliki iklim seperti bumi kita. Planet seperti itu akan sesuai untuk kehidupan seperti halnya bumi kita. Pernyataan tersebut tidak berlaku karena justru mengabaikan fakta bahwa bintang-bintang berbeda ukuran meradiasikan jenis energi yang berbeda. Faktor-faktor yang menentukan panjang gelombang energi yang diradiasikan oleh bintang adalah ukuran dan suhu permukaannya (faktor suhu permukaan secara langsung berhubungan dengan ukuran). Misalnya, matahari meradiasikan cahaya ultraviolet-dekat, cahaya tampak, dan inframerah-dekat karena suhu permukaannya sekitar 6.000oC. Andaikan matahari sedikit lebih besar, suhu permukaannya akan lebih besar; dan jika demikian, tingkat energi radiasi matahari juga akan lebih besar dan matahari akan jauh lebih banyak meradiasikan sinar ultraviolet yang merusak daripada sekarang ini. Ini menunjukkan bahwa untuk meradiasikan cahaya yang akan mendukung kehidupan, bintang mana pun harus memiliki ukuran yang dekat dengan matahari kita. Namun, kalaupun dalam orbit bintang-bintang seperti itu terdapat planet-planet yang mendukung kehidupan, planet-planet tersebut harus terletak pada jarak yang tidak berbeda dengan jarak bumi dan matahari. Dengan kata lain, raksasa merah, raksasa biru, atau bintang apa pun yang berbeda ukuran dengan matahari, tidak mempunyai planet yang dapat menampung kehidupan. Sumber energi yang mampu menunjang kehidupan hanya bintang seperti matahari kita. Satu-satunya jarak planet yang sesuai untuk kehidupan hanya jarak antara bumi dengan matahari. Terdapat cara lain untuk mengungkapkan kebenaran ini: Matahari dan bumi diciptakan sesuai dengan seharusnya. Dan sesungguhnya, dalam Al Quran diungkapkan bahwa Allah menciptakan segala sesuatu berdasarkan perhitungan yang teliti: "Dia menyingsingkan pagi dan menjadikan malam untuk beristirahat, dan (manjadikan) matahari dan bulan untuk perhitungan. Itulah ketentuan Allah Yang Mahaperkasa lagi Maha Mengetahui.' (QS. Al An'aam, 6: 96) Keserasian Cahaya dan Atmosfer Sejak awal bab ini, telah kita bahas radiasi yang dipancarkan matahari dan bagaimana matahari dirancang secara khusus untuk mendukung kehidupan. Masih terdapat faktor penting lain yang belum kita singgung: Agar radiasi ini mampu mencapai permukaan bumi, radiasi harus melewati atmosfer. Matahari kita mempunyai temperatur permukaan sekitar 6.000oC. Andaikan temperatur permukaan sedikit lebih besar atau kecil, cahaya yang dihasilkan tidak akan mampu mendukung kehidupan. Sinar matahari tentu saja tidak memberikan manfaat jika atmosfer tidak membiarkannya menembus. Namun ini terjadi; bahkan, atmosfer kita dirancang khusus agar mudah tembus bagi radiasi yang menguntungkan ini. Yang menarik bukan bagaimana atmosfer memungkinkan cahaya matahari yang menguntungkan melewatinya, melainkan kenyataan bahwa hanya cahaya matahari yang dibiarkan tembus. Atmosfer membiarkan masuk cahaya tampak dan inframerah-dekat yang penting bagi kehidupan namun menahan radiasi lain yang mematikan. Akibatnya, atmosfer menjadi penyaring penting terhadap radiasi kosmik yang mencapai bumi dari matahari dan sumber lain. Denton menyatakan: Gas-gas dalam atmosfer itu sendiri menyerap radiasi elektromagnetik selain cahaya tampak dan inframerah-dekat.... Dari seluruh radiasi elektro-magnetik, dari gelombang radio hingga sinar gamma, satu-satunya bagian spektrum yang diperbolehkan melewati atmosfer merupakan berkas yang sangat sempit yang mencakup cahaya tampak dan inframerah-dekat. Nyaris tidak terdapat radiasi gamma, X, ultraviolet, inframerah-jauh, dan gelombang mikro yang mencapai permukaan bumi.74 Tidak mungkin mengabaikan keahlian rancangan ini. Matahari memancarkan hanya 1/1025 dari keseluruhan selang radiasi elektromagnetik yang mungkin dipancarkan, yang kebetulan merupakan kisaran yang sesuai hanya untuk kita, dan radiasi itulah yang dibiarkan lewat oleh atmosfer! Sampai di sini juga perlu dijelaskan bahwa hampir semua ultraviolet-dekat yang dipancarkan matahari terperangkap lapisan ozon atmosfer. Meskipun menghalangi semua bentuk radiasi lainnya, air membiarkan cahaya-tampak menembus bermeter-meter kedalamannya. Akibatnya, tumbuh-tumbuhan di dalam laut mampu melakukan fotosintesis. Andaikan air tidak memiliki sifat ini, keseimbangan ekologi yang penting bagi kehidupan di planet kita tidak dapat terjadi. Satu hal lagi yang membuat radiasi elektromagnetik ini bahkan lebih menarik adalah, seperti halnya udara, air juga memiliki keter-tembusan yang sangat khusus: Satu-satunya radiasi yang mampu menyebar melalui air adalah bagian cahaya tampak. Bahkan radiasi infra-merah-dekat, yang menembus atmosfer (dan yang menyediakan panas), menembus hanya beberapa milimeter ke dalam air. Karena itulah, hanya beberapa milimeter permukaan lautan yang dipanaskan oleh radiasi dari matahari. Panas ini secara bertahap dibawa ke kedalaman dan sebagai hasilnya, pada kedalaman tertentu, temperatur air laut hampir sama di seluruh dunia. Tentu saja ini menciptakan lingkungan yang sangat sesuai bagi kehidupan. Hal lain yang menarik tentang air adalah bahwa warna yang berbeda dari cahaya tampak mampu menembus jarak yang berbeda dalam air. Lebih dari delapan belas meter, misalnya, cahaya merah tidak mampu menembus, sedangkan cahaya kuning mampu mencapai kedalaman seratus meter. Di lain pihak, cahaya biru dan hijau menembus sampai 240 meter. Ini merupakan rancangan yang sangat penting karena cahaya yang justru sangat penting bagi proses fotosintesis adalah cahaya biru dan hijau. Karena air memungkinkan warna-warna ini menembus lebih dalam daripada cahaya lain, tumbuh-tumbuhan yang berfotosintesis dapat hidup sampai 240 meter di bawah permukaan. Ini semua merupakan fakta yang paling penting. Hukum fisika apa pun yang berhubungan dengan cahaya yang kita amati, kita mendapati bahwa segala sesuatunya telah diatur dengan tepat agar kehidupan dapat terwujud. Mengomentari situasi ini, Encyclopedia Britannica mengakui betapa luar biasanya semua itu: Ketika memikirkan pentingnya cahaya-tampak dari matahari bagi semua aspek kehidupan di bumi, tak pelak seseorang akan dicengangkan oleh celah yang begitu sempit pada penyerapan atmosfer dan pada spektrum penyerapan air.75 Kesimpulan Filosofi materialis dan Darwinisme, yang bersumber pada materialisme, keduanya menganggap bahwa kehidupan manusia muncul di alam semesta hanya kebetulan dan bahwa "kebetulan" tersebut tanpa disertai tujuan apa pun. Namun pengetahuan yang dicapai melalui kemajuan ilmu alam menunjukkan bahwa dalam setiap detail alam semesta, terdapat rancangan dan perencanaan dengan tujuan akhir kehidupan manusia. Rancangan yang demikian "tepat", sehingga bahkan satu unsur seperti cahaya, yang mungkin tidak pernah kita pikirkan sebelumnya, pasti akan menimbulkan ketakjuban. Menyatakan dan menjelaskan rancangan seteliti itu sebagai suatu kebetulan tidaklah masuk akal. Kenyataan bahwa semua radiasi matahari termampatkan pada pita spektrum sempit, hanya 1/1025 dari total spektrum elektromagnetik, kenyataan bahwa cahaya yang penting bagi kehidupan tepat berada dalam pita spektrum sempit tersebut, kenyataan bahwa atmosfer menghalangi panjang gelombang radiasi yang lain dan melewatkan hanya panjang gelombang pada bagian tersebut, kenyataan bahwa air juga menghalangi semua bentuk radiasi yang mematikan lainnya dan hanya melewatkan cahaya-tampak: Mungkinkah semua itu benar-benar kebetulan? Kesesuaian luar biasa seperti ini dapat dijelaskan bukan dengan kebetulan, namun dengan rancangan yang disengaja. Ini pada gilirannya menunjukkan kepada kita bahwa seluruh alam semesta beserta seluruh detailnya-termasuk sinar matahari yang memungkinkan kita melihat dan menjaga kita tetap hangat secara khusus telah diciptakan dan diperuntukkan bagi kita untuk hidup. Kesimpulan yang dicapai oleh sains merupakan sebuah kebenaran yang telah diajarkan dalam Al Quran selama empat belas abad kepada umat manusia. Ilmu alam menunjukkan bahwa cahaya matahari telah diciptakan untuk kita, dengan kata lain, cahaya matahari telah diciptakan untuk "melayani kita". Dalam Al Quran difirmankan bahwa: "Matahari dan bulan (beredar) menurut perhitungan." (QS. Ar-Rahmaan, 55: 5). Dalam ayat lain disebutkan: "Allah-lah yang telah menciptakan langit dan bumi dan menurunkan air hujan dari langit, kemudian Dia mengeluarkan dengan air hujan itu berbagai buah-buahan menjadi rezeki untukmu.... Dan Dia telah menundukkan (pula) bagimu matahari dan bulan yang terus menerus beredar (dalam orbitnya); dan telah menundukkan bagimu malam dan siang. Dan Dia telah memberimu (keperluanmu) dari segala yang kamu mohonkan kepada-Nya. Dan jika kamu menghitung nikmat Allah, tidaklah dapat kamu menghinggakannya. Sesungguhnya manusia itu, sangat zalim dan sangat mengingkari (nikmat Allah)." (QS Ibrahim, 14: 32-34)

65. Ian M. Campbell, Energy and the Atmosphere, London: Wiley, 1977, hlm.1-2
66. Ian M. Campbell, Energy and the Atmosphere, hlm.1-2
67. George Wald, "Life and Light", Scientific American, 1959, vol. 201, hlm.92-108
68. The near infrared range occupies the rays which extends from 0.70 micron, where visible light ends, to 1.50 micron.
69. This narrow range occupies the ultraviolet rays between 0.29 micron and 0.32 micron.
70. George Greenstein, The Symbiotic Universe, hlm.96
71. George Greenstein, The Symbiotic Universe, hlm.96-7
72. This chain reaction taking place in the eye is actually much more complicated. The light reaching the eye passes through the lens and falls upon the retina in the back. When light first strikes the retina a photon interacts with a molecule called 11-cis-retinal. The change in the shape of the retinal molecule forces a change in the shape of the protein, rhodopsin, to which the retinal is tightly bound. The protein's metamorphosis alters its behaviour. Now called metarhodopsin II, the protein sticks to another protein, called transducin. Before bumping into metarhodopsin II, transducin had tightly bound a small molecule called GDP. But when transducin interacts with metarhodopsin II, the GDP falls off, and a molecule called GTP binds to transducin.

Now, two proteins and one chemical molecule are bound to one another and it is called GTP-transducin-metarhodopsinII. It now binds to a protein called phosphodiesterase. When attached to metarhodopsin II and its entourage, the phosphodiesterase acquires the chemical ability to "cut" a molecule called cGMP. Initially there are a lot of cGMP molecules in the cell, but the phosphodiesterase lowers its concentration, just as a pulled plug lowers the water level in a bathtub.

Another protein that binds cGMP is called an ion channel. It acts as a gateway that regulates the number of sodium ions in the cell. Normally the ion channel allows sodium ions to flow into the cell, while a separate protein actively pumps them out again. The dual action of the ion channel and pump keeps the level of sodium ions in the cell within a narrow range.

When the amount of cGMP is reduced because of cleavage by the phosphodiesterase, the ion channel closes, causing the cellular concentration of positively charged sodium ions to be reduced. This causes an imbalance of charge across the cell membrane that, finally, causes a current to be transmitted down the optic nerve to the brain. The result, when interpreted by the brain, is vision. (Quoted from Michael Behe, Darwin's Black Box, New York: Free Press, 1996, hlm.18-21).

This is actually a very brief and simplified version of how we see. If the events developed like this, we would never be able to see. If the reactions mentioned above were the only ones that operated in the cell, the supply of 11-cis-retinal, cGMP, and sodium ions would quickly be depleted. There are many mechanisms that would restore the cells to their original state.

The reactions described above is far from being a complete biochemical explanation of seeing and they are only summarized. However, even what has been related above suggests that seeing is a very complicated and perfect mechanism which can never come about by evolution.
73. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm.62, 69
74. Michael Denton, Nature's Destiny, hlm.55
75. Encyclopaedia Britannica, 1994, 15th ed., volume 18, hlm. 203

Read more »

Posted in: PENCIPTAAN ALAM SEMESTA