Tegangan Permukaan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bumi sebagai tempat tinggal manusia memiliki karakteristik yang sangat mendukung untuk adanya kehidupan. Karakteristik bumi yang paling menonjol adalah lautan, sehingga planet bumi 71% terdiri dari air, sedangkan sisanya adalah daratan. Air begitu penting untuk melansungkan kehidupan yang ada di bumi, sehingga kita perlu  mempelajari dan memahami lebih lanjut tentang apapun yang berhubungan dengan air, dan diantara sekian banyak fenomena ada satu diantaranya yang menarik adalah fenomena tegangan permukaan. Tegangan permukaan adalah fenomena yang terjadi pada zat cair seperti air sungai dan air laut yang tidak bercampur satu sama lain dan juga air laut dan air laut yang tidak bercampur meski air laut tersebut saling berdampingan namun air laut tersebut tidak menyatu. 

Peristiwa tidak menyatunya air laut antara satu dengan yang lainnya tersebut lebih dahulu diungkapkan dalam Al-Quran jauh berabad-abad yang lalu, di saat manusia belum memiliki pengetahuan tentang fenomena-fenomena yang terjadi pada air. Peristiwa tersebut telah di ungkapkan dalam beberapa ayat Al-Quran. Sebagai muslim yang beriman, kita percaya semua yang ada dalam Al-Quran adalah nyata. Al-Quran sebagai pedoman hidup ummat manusia menyangkut segala aspek kehidupan.  Oleh karena itu, Al-Quran tidak hanya berlaku pada satu zaman ketika zaman Rasulullah SAW saja, akan tetapi sepanjang zaman selama manusia mengimani Al-Quran, maka manusia akan selalu merasakan manfaat kebenaran Al-Quran. Perkembangan pemahaman ummat manusia terhadap alam semesta dan korelasinya dengan penjelasan Allah SWT dalam Al-Quran berjalan seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan manusia.

Oleh karena itu, dalam mengkaji ayat-ayat al-Qur’an berkenaan hal tersebut, penulisan ini bermaksud menjadikan penemuan-penemuan sains terkait tegangan permukaan sebagai pendukung penafsiran ulama modern-kontemporer dalam menafsirkan Al-Quran pada ayat yang berhubungan dengan tegangan permukaan.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana pandangan Sains tentang fenomena tegangan permukaan?
2. Bagaimana pandangan Al-Quran tentang fenomena tegangan permukaan?

1.3 Tujuan Penulisan 

1. Untuk mengetahui pandangan Sains tentang fenomena tegangan permukaan
2. Untuk mengetahui pandangan Al-Quran tentang fenomena tegangan permukaan

1.4 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat dari penulisan makalah ini, antara lain sebagai berikut: 

1. Untuk membuka cakrawala setiap orang bahwa al-Qur’an tidak hanya berisi ayat-ayat seputar ibadah saja melainkan lebih dari itu, yakni mencakup pula isyarat-isyarat tentang fenomena alam yang ada di sekitar. 
2. Untuk menambah keimanan setiap muslim bahwa agama Islam dengan kemukjizatan yang ada di dalam al-Qur’an adalah satu-satunya agama yang benar dan diridhai Allah.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Tegangan Permukaan Dilihat Dari Sudut Pandang Sains

Air yang berhubungan setiap hari dengan kehidupan manusia ternyata mempunyai sisi menarik, dimana kita dapat melihat nyamuk dapat berdiri di atas permukaan air, tetes-tetes embun dipermukaan daun berbentuk bola, air laut yang tidak menyatu antara satu dengan yang lainnya dan masih banyak lagi. Dalam Sains, fenomena di atas di sebut dengan tegangan permukaan zat cair. Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti tertupi lapisan tipis yang elastik. Hal inilah yang menyebabkan nyamuk dapat berdiri di atas air dan air laut tidak menyatu antara satu dengan yang lainnya, seakan ada dinding yang membatasinya.

Pada fenomena tegangan permukaan terdapat dua gaya, yang pertama adalah gaya kohesi dan yang kedua adalah gaya adhesi. Gaya kohesi dalah gaya tarik menarik antar partikel yang sejenis, dan gaya adhesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang tidak sejenis. Gaya kohesi terjadi dibawah permukaan air dimana tiap partikel zat cair di tarik oleh gaya yang sama pada segala arah oleh partikel-partikel didekatnya. Akibatnya, resultan gaya yang bekerja pada partikel sama dengan nol. 

 Gambar 1: Bentuk tarikan molekul air pada permukaan dan di dalam air

Pada permukaan zat cair, gaya adhesi yang bekerja dimana tiap partikel ditarik oleh partikel-partikel terdekat yang berada disamping dan dibawahnya, tetapi tidak ditarik oleh partikel yang ada di atasnya. Hal itu mengakibatkan ada resultan gaya yang berarah ke bawah yang bekerja pada lapisan-lapisan atas seakan-akan tertutup oleh hamparan menyusut sekuat mungkin. Oleh karena itu, sejumlah cairan cenderung mengambil bentuk dengan permukaan sesempit mungkin. Dan inilah di dalam sains kita sebut dengan tegangan permukaan. Tegangan permukaan dapat dirumuskan dengan:

ᵧ = F/l

dimana ᵧ adalah tegangan permukaan, F adalah gaya dan l adalah panjang permukaan. 

Banyak faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan, antara lain jenis cairan, suhu, tekanan, konsentrasi zat terlarut, kerapatan massa dan massa jenis. Semakin besar massa jenis /densitas berarti semakin rapat jarak antar partikel cairan tersebut. Kerapatan partikel tersebut menyebabkan makin besar gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan air tersebut, karena partikel yang rapat mempunyai daya tarik yang rapat pula.

Gambar 1: Tegangan permukaan air laut karena perbedaan konsentrasi zat terlarut

Gambar 2: Tegangan permukaan air laut karena perbedaan kadar garam

Gambar 3:Tegangan permukaan karena cairan, suhu dan massa jenis  

Gambar 4: Tegangan permukaan karena kerapatan massa dan massa jenis

Pertemuan antara air sungai yang tawar dengan air laut yang asin tersebut umumnya berada di muara-muara sungai, sehingga yang dimaksud dengan tegangan permukaan menurut ilmuwan yang berpendapat ini adalah muara sungai tersebut. Bisa juga pendapat ini dipahami bertemunya dua laut itu terjadi dengan batas horisontal. Hal tersebut didasarkan pada penelitan-penelitian baru yang ditemukan bahwa pada laut-laut tertentu di dasar lautnya terdapat sungai atau mata air-mata air yang mana rasa airnya tawar lagi segar. Hal ini pun menjadi jawaban tentang tegangan permukaan. Pada tahun 1962 oleh ekspedisi yang dilakukan para peneliti Jerman di Bab el-Mandab. Tegangan permukaan tersebut sudah bisa dilihat dan dicitrakan oleh pesawat luar angkasa. Para ahli mengatakan Tegangan permukaan tersebut bukan bersifat statis di satu titik sepanjang tahun, melainkan bergerak maju mundur sesuai dengan gelombang, angin dan pasang surut air laut.

Seorang ahli kelautan dari Perancis, Jacques Yves Cousteau juga menemukan hal yang serupa. Namun air pembatas yang ditemukan oleh Yves Cousteau ini adalah pembatas air di antara dua lautan yang sama-sama asin, dimana air pembatas tersebut tersusun dari unsur-unsur yang berbeda dari kedua lautan.

Gambar 5: Sungai dibawah laut yang tidak menyatu sama lain karena tegangan permukaan

2.2 Tegangan Permukaan Dilihat Dari Sudut Pandang Al-Quran

Laut yang lebih besar daripada daratan, ternyata menyimpan banyak misteri yang sangat menarik untuk dikaji, salah satunya adalah tentang pertemuan dua lautan yang tidak bercampur antara satu dengan yang lainnya seakan-akan ada batas yang mengahalangi di antara keduanya. Terkait fenomena ini Allah SWT berfirman dalam  beberapa suarat dalam Al-Quran diantaranya: surat ar-Rahman ayat 19-20 dan al-Furqan ayat 53. Sedangkan secara umum, ayat al-Qur’an yang terkait dengan fenomena pertemuan dua lautan juga terdapat pada beberapa surat, yaitu surat an-Naml ayat 61, Fatir ayat 12 dan al-Kahfi ayat 60.  

Surat Ar-Rahman ayat 19-20:

Artinya:Dia membiarkan kedua lautan mengalir yang keduanya kemudian bertemu, antara keduanya ada batas yang tidak dilampaui masing-masing (QS; Ar-Rahman, 19-20)

Surat Al-Furqan ayat 53:

Artinya: dan Dialah yang membiarkan dua laut yang mengalir (berdampingan); yang ini tawar lagi segar dan yang lain asin lagi pahit; dan Dia jadikan antara keduanya dinding dan batas yang menghalangi (QS; Al-Furqan, 53) 

Surat An-Naml, ayat 61:

Artinya: atau siapakah yang telah menjadikan bumi sebagai tempat berdiam, dan yang menjadikan gunung-gunung untuk (mengkokohkan)nya dan menjadikan suatu pemisah antara dua laut? Apakah disamping Allah ada Tuhan (yang lain)? Bahkan (sebenarnya) kebanyakan dari mereka tidak mengetahui. (QS; An-Naml, ayat 61)

Surat Al-Fatir, ayat 12:

Artinya: dan tiada sama (antara) dua laut; yang ini tawar, segar, sedap diminum dan yang lain asin lagi pahit. Dan dari masing-masing laut itu kamu dapat memakan daging yang segar dan kamu dapat mengeluarkan perhiasan yang dapat kamu memakainya, dan pada masing-masingnya kamu lihat kapal-kapal yang berlayar membelah laut supaya kamu dapat mencari karunia-Nya dan supaya kamu bersyukur (QS: Al-Fatir, ayat 12)

Surat Al-Kahfi, Ayat 60:

Artinya: Dan (ingatlah) ketika musa berkata kepada muridnya: “aku tidak akan berhenti (berjalan) sebelum sampai ke pertemuan dua buah lautan; dan aku akan berjalan sampai bertahun-tahun (QS; Al-Kahfi, ayat 60)

Penulisan ini akan difokuskan kepada ayat-ayat al-Qur’an mengenai fenomena pertemuan dua lautan yang tidak bercampur, disebabkan adanya barzakh yang diciptakan oleh Allah. Secara khusus yang menjadi fokus dalam penelitian ini, dua lautan dan barzakh yang dimaksudkan dalam surat Ar-Rahman ayat 19-20:

Tabel 1: Tafsir Kosakata

Ayat	Makna Ayat
	Pada mulanya berarti melepas. Menggambarkan binatang yang dilepas untuk mencari sendiri makanannya. Melepas laut berarti membiarkannya mengalir secara bebas. Bisa juga dipahami pulang pergi atau bolak balik, dan bercampur secara tidak teratur sehingga menimbulkan keterombang-ambingan dan kegelisahan. Namun, makna yang paling tepat dalam konteks ini adalah mengalirkan.
	Dua lautan yang dapat dipahami dalam dua hal, pertama dari aspek jenis yaitu laut air asin dan air tawar. Kedua juga bisa berarti dua lautan yang sama-sama asin yang telah diketahui oleh masyarakat arab.
	Keduanya (lautan) saling bertemu satu sama lain.
	Antara keduanya
	Penghalang atau pemisah di antara dua lautan
	Tidak dapat dilampaui oleh masing-masing (dua lautan). Tidak bisa merusak rasa satu sama lain.

Fenomena pertemuan dua lautan yang kemudian tidak bercampur, dikarenakan adanya batas (barzakh) sebagai pemisah di antara keduanya merupakan salah satu mukjizat Al-Quran dari aspek ilmiah. Pada dasarnya ulama sepakat bahwa pengertian barzakh adalah pemisah di  antara dua hal. Pengarang kitab lisan al-Arab mengartikan barzakh adalah mabaina kulli shai’aini, yaitu sesuatu yang terdapat di antara dua hal, dan al-hajizu baina al-shai’aini, yaitu pembatas atau penghalang di antara dua hal. Barzakh juga bisa bermakna barazikh al-‘Iman, yaitu pembatas antara keraguan dan keyakinan.

Menurut beberapa pendapat, ada dua tafsiran mengenai ayat 19  pada surat Ar-Rahman tersebut yaitu, pertama menunjukkan dengan mengikuti arti harfiah dari kata maraja yang artinya bercampur, sehingga terjemahan harfiah ayatnya menjadi dua lautan yang bertemu kemudian bercampur satu sama lain. Namun, pada kenyataannya, lanjutan ayatnya yaitu pada ayat ke-20, al-Qur’an menyebutkan adanya barzakh sebagai penghalang yang mencegah kedua lautan tersebut melampaui atau melanggar satu sama lain. Tafsiran kedua, sebagian berpendapat bahwa maksud dari kata maraja adalah bukan bercampur sebagaimana yang dikehendaki dalam arti harfiahnya, akan tetapi dalam pendapat yang kedua ini mereka menyimpulkan bahwa kedua lautan tersebut memang tidak bertemu dan mencari arti lain dari kata maraja. Oleh karena itu, pendapat yang kedua ini selanjutnya menyebutkan bahwa keterlibatan sains modern akan sangat membantu dalam menyelesaikan persoalan tersebut.

Karena perbedaan pendapat tentang barzakh yang menghalangi dua lautan. Banyak pendapat di kalangan ulama tafsir yang menyebutkan bahwa yang dimaksud barzakh atau pemisah di antara dua lautan adalah atas kehendak atau kuasa Allah SWT. Namun, seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, temuan terkait masalah tersebut telah terungkap. Ulama berbeda pendapat tentang makna barzakh, walaupun mereka sepakat bahwa pengertian barzakh adalah pemisah. Penghalang (barzakh) di antara dua lautan yang dimaksud menurut tafsir. Departemen Agama RI adalah penampungan yang terdapat di bumi dan saluran-saluran bumi yang menghalangi air laut bercampur dengan air sungai sehingga tidak mengubahnya menjadi asin. Keadaan air asin yang mengalir dari lautan menuju ke batu-batuan dekat pantai, namun ia tidak bercampur dengan air tawar yang mengalir dari daratan ke lautan. Posisi aliran sungai yang biasanya lebih tinggi dari permukaan air laut mengakibatkan air laut tidak dapat mengalahkan air sungai yang bermuara ke sana dan tidak pula menutupi sungai dengan air garamnya sehingga mengubah fungsi sungai dan mengalahkan karakteristiknya, sebagaimana yang disebutkan oleh Sayyid Qutub.

Dengan kata lain, posisi air tawar yang lebih tinggi sangat memungkinkan menembus air  laut yang asin namun tidak sampai berbaur total.  Pakar yang berkecimpung dalam bidang kemukjizatan ilmiah al-Qur’an tidak memahami pemisah dua lautan tersebut berupa posisi aliran sungai yang lebih tinggi dari lautan, tetapi lebih dari itu. Pendapat tersebut bermula dari penemuan sebuah kapal berkebangsaan Inggris yaitu kapal Challenger pada tahun 1876 dengn menggunakan alat-alat canggih di angkasa untuk digunakan sebagai penelitian dan pemotretan jarak jauh ke dasar laut. Para pakar ilmu kelautan dalam kapal tersebut berhasil menemukan perbedaan ciri-ciri laut dari segi kadar garam, temperatur, jenis ikan dan sebagainya.

Setiap orang dapat melihat ada air sungai yang terjun ke laut dan apabila diamati, terbukti bahwa air sungai itu sedikit demi sedikit berubah warna dan rasa sejauh percampurannya dengan air laut. Dari kenyataan tersebut, dapat dipahami bahwa ada jenis air sungai dan laut yang telah bercampur, namun tidak dinamakan dengan ‘adhb furat  (tawar lagi segar) atau milh ujaj (asin lagi pahit). Jenis air tersebut terdapat pada suatu lokasi yang memisahkan antara laut dan sungai, terombang-ambing sesuai dengan pasang surut air laut dan melimpah atau keringnya air sungai. Bertambah kegaramannya dan berkurang ketawarannya apabila mendekat ke laut dan sebaliknya, berkurang kegaramannya serta bertambah rasa tawarnya bila mendekat ke sungai. 

Muhammad Ibrahim al-Sumayh, guru besar fakultas Sains, jurusan Ilmu Kelautan Universitas Qatar dalam penelelitian yang dilakukan di teluk Oman dan teluk Persia pada tahun 1984-1988, sebagaimana yang dikutip M. Qurasih Shihab dalam tafsirnya, menemukan perbedaan terperinci pada kedua teluk tersebut. Penelitian Muhammad menemukan adanya daerah di antara kedua teluk tersebut yang dinamai dengan Mixed Water Area atau daerah barzakh (dalam istilah al-Qur’an). Hasil penelitiannya juga menemukan dua tingkat air pada area tersebut. Pertama, tingkat permukaan yang bersumber dari teluk Oman dan kedua, tingkat bawah yang bersumber dari teluk Persia. Dalam hal ini Mixed Water Area (barzakh) memisah dua lautan secara horisontal, dan adapun area yag jauh dari Mixed Water Area tersebut, tingkat air seragam adanya. Penghalang di antara dua lautan (barzakh) merupakan daya tarik stabil yang terdapat pada kedua tingkat tersebut sehingga menghalangi percampurannya secara total. Daerah barzakh tersebut terdapat pada kedalaman antara 10 hingga 50 meter, jika pertemuan tersebut terjadi secara tumpang tindih.

Air sungai Amazon yang mengalir deras ke Samudra Atlantik sampai batas 200 mil akan tetap tawar. Demikian juga mata air-mata air di Teluk Persia. Sehingga dari perbedaan tersebut mempengaruhi habitat dari jenis flora dan fauna yang hidup di sana, ikan-ikannya sangat khas dan masing-masing tidak dapat hidup kecuali di lokasinya. Oleh karenanya, dengan kemajuan ilmu teknologi terbukti sudah bahwa apa yang dikatakan Allah SWT dalam Al-Quran memang benar adanya. Hanya saja pengetahuan manusia butuh waktu untuk sampai kesana. Maha besar Allah dengan segala firmannya. 

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

Dari sudut pandang sains tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti tertupi lapisan tipis yang elastik. Dengan kata lain permukaan tersebut membuat nyamuk dapat berdiri di atas air dan juga tegangan permukaan merupakan batas yang membuat air yang berbeda tidak menyatu antara satu dengan yang lainnya. Hal ini dapat dilihat pada lautan yang tidak dapat bercampur. Tegangan permukaan dapat dirumuskan dengan; ᵧ =F/l. Dimana ᵧ adalah tegangan permukaan, F adalah gaya dan l adalah panjang permukaan.

Tegangan permukaan disebut juga batas, atau dinding yang membatasi. Didalam Al-Quran batas disebut dengan barzakh. Barzakh merupakan penghalang yang mencegah kedua lautan tersebut melampaui atau melanggar satu sama lain. Secara umum ada beberapa ayat yang membahas tentang pertemuan dua lautan yang tidak bercampur, yaitu surat Ar-Rahman ayat 19-20, surat Al-Furqan ayat 53, surat An-Naml ayat 61, surat Fatir ayat 12 dan surat Al-kahfi ayat 60. Penafsiran terhadap barzakh sebagai pemisah dua lautan juga bisa dipahami dengan beberpa hal. Pertama, yaitu muara sungai, karena di situ merupakan tempat bertemunya antara sungai dengan laut. Dari sisi sains barzakh juga bisa dipahami sebagai suatu daerah dimana terjadi percampuran antara kedua lautan namun tidak total (Mixed Water Area), akibat tegangan permukaan yang ditimbulkan dari kedua lautan yang berbeda karakteristik.

3.2 Saran

1. Untuk penulis dapat menambah pengetahuan, wawasan dan dapat lebih mendalami Al-Quran sebagai pedoman hidup.
2. Untuk para pembaca dapat lebih memperhatikan fenomena-fenomena alam yang ada disekitar yang berhubungan dengan ilmiah dan bisa mengaitkan dengan penjelasan yang ada dalam Al-Quran.
3. Untuk para peneliti agar dapat mengangkat tema penelitian yang berhubungan dengan fenomena dalam kehidupan sehari-hari di teliti dengan menggunakan sains dan Al-Quran, agar kita bisa lebih bersyukur atas rahmat-Nya.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M Rehaili. 2003. Bukti Kebenaran Quran. Yogyakarta Padma. Purna Sofia Istianiati

Departemen Agama RI, Al-Quran dan Terjemahannya

Fatimah, Siti dan Safitri, Irma. 2013. Fisika untuk SMA/MA, kelas X. Sidoarjo. Masmedia

Hisyam, Talbah. 2010. Eksiklopedia: mukjizat Al-Quran dan Hadis. Bandung. Sapta Sentosa

Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA/MA, kelas X. Jakarta. Erlangga

Kanginan, Marthen. 2009. Fisika untuk SMA, kelas XI. Jakarta. Erlangga

Shihab, M. Quraish. Tafsir Al-Misbah. Vol 13 halaman 293