Kita tentu mengenal apa itu bumi, bumi yang kita pijaki berupa lapisan padat yang kita injak tempat berkumpuonya komponen hidup dari mulai tumbuhan, hewan dan manusia yang terkumpul dalam ekosistem alam tidak lepas dari faktor biotii dan abiotik yang saling melengkapi.
Dalam kesempatan ini saya akan menulis tentang instrumen apa saja yang ada di bumi dalam perkembangan ilmu geologi.
1. Ruang Lingkup Geologi
Bumi terusun oleh berbagai macam unsur yang saling terintegrasi dan
tidak hanya didominasi oleh batuan, air, atau udara saja. Interaksi antar-unsur
tersebut terus berlangsung, seperti kontak air dengan batuan, batuan dengan udara,
dan air dengan udara. Lebih lanjut, biosfer, sebagai keseluruhan bentuk kehidupan
di bumi, tersebar pada ketiga realms tersebut yang terintegrasi secara setara.
Bumi terusun oleh berbagai macam unsur yang saling terintegrasi dan
tidak hanya didominasi oleh batuan, air, atau udara saja. Interaksi antar-unsur
tersebut terus berlangsung, seperti kontak air dengan batuan, batuan dengan udara,
dan air dengan udara. Lebih lanjut, biosfer, sebagai keseluruhan bentuk kehidupan
di bumi, tersebar pada ketiga realms tersebut yang terintegrasi secara setara.
Oleh sebab itu, ruang lingkup ilmu geologi terdiri dari empat lingkup utama, yaitu: hidrosfer, atmosfer, dan geosfer. Ketiga lingkup ini kemudian membentuk suatu
lingkup sebagai keseluruhan keberadaan makhluk hidup yang disebut biosfer.
lingkup sebagai keseluruhan keberadaan makhluk hidup yang disebut biosfer.
A. Hidrosfer
Bumi dijuluki sebagai Planet Biru, hal ini karena 71% permukaan bumi
diselimuti oleh air dengan kedalaman rata-rata 3,8 km. 97% dari air yang
ada di bumi merupakan air permukaan. Hidrosfer adalah massa air yang
dinamis dan bergerak secara kontinu melalui sebuah siklus. Siklus yang dimaksud adalah siklus hidrologi, yang terdiri dari evaporasi air permukaan ke atmosfer, presipitasi air ke daratan, dan kemudian mengalir kembali sebagai air permukaan yang bermuara di laut.
Bumi dijuluki sebagai Planet Biru, hal ini karena 71% permukaan bumi
diselimuti oleh air dengan kedalaman rata-rata 3,8 km. 97% dari air yang
ada di bumi merupakan air permukaan. Hidrosfer adalah massa air yang
dinamis dan bergerak secara kontinu melalui sebuah siklus. Siklus yang dimaksud adalah siklus hidrologi, yang terdiri dari evaporasi air permukaan ke atmosfer, presipitasi air ke daratan, dan kemudian mengalir kembali sebagai air permukaan yang bermuara di laut.
Daur hidrologi ini turut berkontribusi dalam membentuk bentang alam bumi ini. Selain air laut, hidrosfer juga terdiri dari air tawar yang berada di aliran sungai, danau, gleiser, dan airtanah. Meskipun jumlahnya tak sebanyak air laut, namun keberadaan air tawar (fresh water) sangat penting. Oleh sebab itu usaha pencarian sumber daya air bersih terus dilakukan hingga sekarang, termasuk oleh para ahli geologi, khususnya hidrogeologi.
B. Atmosfer
Bumi dikelilingi oleh tudung gas yang memberi kehidupan. Tudung gas inilah yang disebut atmosfer. Jika dibandingkan dengan ketebalan kerak bumi (sekitar 6400 km), atmosfer jauh lebih tipis, yaitu hanya 5,6 km diatas permukaan bumi dan hanya sampai kedalaman 16 km di bawah permukaan bumi. Namun, di samping dimensinya yang sederhana, selimut tipis tersebut tetap merupakan elemen penting di planet bumi.
Bumi dikelilingi oleh tudung gas yang memberi kehidupan. Tudung gas inilah yang disebut atmosfer. Jika dibandingkan dengan ketebalan kerak bumi (sekitar 6400 km), atmosfer jauh lebih tipis, yaitu hanya 5,6 km diatas permukaan bumi dan hanya sampai kedalaman 16 km di bawah permukaan bumi. Namun, di samping dimensinya yang sederhana, selimut tipis tersebut tetap merupakan elemen penting di planet bumi.
Atmosfer bukan hanya
menyediakan udara untuk dihirup oleh makhluk hidup, namun juga mampu
melindungi kita dari paparan radiasi sinar ultra violet dari matahari. Pertukaran energy secara kontinu terjadi antara atmosfer dengan permukaan
menyediakan udara untuk dihirup oleh makhluk hidup, namun juga mampu
melindungi kita dari paparan radiasi sinar ultra violet dari matahari. Pertukaran energy secara kontinu terjadi antara atmosfer dengan permukaan
bumi menghasilkan sesuatu yang kita sebut cuaca dan iklim. Cuaca dan
iklim bumi dari sejak awal terbentuk hingga sekarang berkontribusi dalam
pembentukan bentang alam dan sumberdaya geologi. Sehingga atmosfer
berperan penting dalam proses geologi yang telah dan sedang berlangsung
di bumi.
iklim bumi dari sejak awal terbentuk hingga sekarang berkontribusi dalam
pembentukan bentang alam dan sumberdaya geologi. Sehingga atmosfer
berperan penting dalam proses geologi yang telah dan sedang berlangsung
di bumi.
C. Geosfer
Bagian di dasar atmosfer dan samudera adalah lapisan kerak bumi. Bagian padat itulah yang disebut sebagai geosfer. Geosfer membentang dari permukaan hingga ke inti bumi pada kedalaman 6.400 km. Sehingga geosfer merupakan lingkup yang paling besar yang ada di bumi jika dibandingkan dengan atmosfer, hidrosfer, dan biosfer.
Bagian di dasar atmosfer dan samudera adalah lapisan kerak bumi. Bagian padat itulah yang disebut sebagai geosfer. Geosfer membentang dari permukaan hingga ke inti bumi pada kedalaman 6.400 km. Sehingga geosfer merupakan lingkup yang paling besar yang ada di bumi jika dibandingkan dengan atmosfer, hidrosfer, dan biosfer.
Kebanyakan penelitian mengenai geosfer difokuskan pada kenampakan di
permukaan yang mudah untuk diakses. Setiap kenampakan dipermukaan merepresentasikan kondisi dibawah permukaan bumi yang bersifat dinamis.
Dengan meneliti kenampakan dari lapisan geosfer yang berada dipermukaan, dapat diketahui petunjuk mengenai proses geologi yang telah terjadi sewaktu bumi ini sedang terbentuk. Lapisan-lapisan geosfer dan proses yang berlangsung di dalamnya akan banyak dipelajari oleh para ahli
geologi.
permukaan yang mudah untuk diakses. Setiap kenampakan dipermukaan merepresentasikan kondisi dibawah permukaan bumi yang bersifat dinamis.
Dengan meneliti kenampakan dari lapisan geosfer yang berada dipermukaan, dapat diketahui petunjuk mengenai proses geologi yang telah terjadi sewaktu bumi ini sedang terbentuk. Lapisan-lapisan geosfer dan proses yang berlangsung di dalamnya akan banyak dipelajari oleh para ahli
geologi.
2. Interior Bumi
Berdasarkan perbedaan komposisinya (massa jenis), bumi terbagi menjadi tiga lapisan besar, yaitu kerak, mantel, dan inti bumi. Setiap lapisan tersebut memiliki sifat fisik yang berlainan. Perbedaan sifat fisik tersebut digunakan untuk menentukan zona-zona tertentu pada setiap lapisan bumi. Sifat fisik yang digunakan untuk pembagian zona antara lain apakah padat atau cair dan sebarapa lemah atau kuat lapisan tersebut.
Susunan interior bumi diketahui berdasarkan informasi seismologi.
Berdasarkan perbedaan komposisinya (massa jenis), bumi terbagi menjadi tiga lapisan besar, yaitu kerak, mantel, dan inti bumi. Setiap lapisan tersebut memiliki sifat fisik yang berlainan. Perbedaan sifat fisik tersebut digunakan untuk menentukan zona-zona tertentu pada setiap lapisan bumi. Sifat fisik yang digunakan untuk pembagian zona antara lain apakah padat atau cair dan sebarapa lemah atau kuat lapisan tersebut.
Susunan interior bumi diketahui berdasarkan informasi seismologi.
Berdasarkan penyelidikan H. Jeffreys dan K. E. Bullen (1932-1942) yang mengacu pada penyelidikan E. Wiechert (1890-an) dengan menggunakan cepat rambat gelombang P dan S, dapat ditentukan pembagian lapisan-lapisan atau interior bumi. Struktur dalam bumi dibedakan secara komposisi dan rheologi.Struktur dalam bumi berdasarkan komposisinya:
A. Inti bumi (Core)
Terletak mulai dari kedalaman 2.883 km sampai ke pusat bumi. Densitasnya berkisar dari 9,5 gr/cc di dekat mantel dan membesar ke arah pusat hingga 14,5 gr/cc. Berdasarkan besarnya densitas ini, inti bumi diperkirakan memiliki campuran dari unsur-unsur yang memiliki densitas besar, yaitu Nikel (Ni) dan besi (Fe).
Terletak mulai dari kedalaman 2.883 km sampai ke pusat bumi. Densitasnya berkisar dari 9,5 gr/cc di dekat mantel dan membesar ke arah pusat hingga 14,5 gr/cc. Berdasarkan besarnya densitas ini, inti bumi diperkirakan memiliki campuran dari unsur-unsur yang memiliki densitas besar, yaitu Nikel (Ni) dan besi (Fe).
Oleh karena itu, inti bumi juga sering disebut sebagai lapisan Nife.
A1. Inti dalam (inner core)
Kedalaman 5.140-6.371 km. Berfasa padat, berat, dan sangat panas.
A2. Inti luar (outer core)
Kedalaman 2.883-5.140 km. Berfasa cair dan sangat panas.
Kedalaman 5.140-6.371 km. Berfasa padat, berat, dan sangat panas.
A2. Inti luar (outer core)
Kedalaman 2.883-5.140 km. Berfasa cair dan sangat panas.
B. Mantel (Mantle)
Merupakan lapisan yang menyelubungi inti bumi. Merupakan bagian terbesar dari bumi, 82.3 % dari volume bumi dan 67.8 % dari massa bumi. Ketebalannya 2.883 km. Densitasnya berkisar dari 5.7 gr/cc di dekat inti dan 3.3 gr/cc di dekat kerak
bumi.
Merupakan lapisan yang menyelubungi inti bumi. Merupakan bagian terbesar dari bumi, 82.3 % dari volume bumi dan 67.8 % dari massa bumi. Ketebalannya 2.883 km. Densitasnya berkisar dari 5.7 gr/cc di dekat inti dan 3.3 gr/cc di dekat kerak
bumi.
C. Kerak bumi (Crust)
Merupakan lapisan terluar yang tipis, terdiri batuan yang lebih ringan dibandingkan dengan batuan mantel di bawahnya. Densitas rata-rata 2.7 gr/cc. Ketebalannya tidak merata, perbedaan ketebalan ini menimbulkan perbedaan elevasi antara benua dan samudera. Pada daerah pegunungan ketebalannya > 50
km dan pada beberapa samudera < 5 km. berdasarkan data kegempaan dan komposisi material pembentuknya, para ahli membagi menjadi kerak benua dan kerak samudera.
Merupakan lapisan terluar yang tipis, terdiri batuan yang lebih ringan dibandingkan dengan batuan mantel di bawahnya. Densitas rata-rata 2.7 gr/cc. Ketebalannya tidak merata, perbedaan ketebalan ini menimbulkan perbedaan elevasi antara benua dan samudera. Pada daerah pegunungan ketebalannya > 50
km dan pada beberapa samudera < 5 km. berdasarkan data kegempaan dan komposisi material pembentuknya, para ahli membagi menjadi kerak benua dan kerak samudera.
C1. Kerak benua, terdiri dari batuan granitik, ketebalan rata-rata 45 km,
berkisar antara 30–50 km. Kaya akan unsur Si dan Al, maka disebut juga
sebagai lapisan SiAl.
C2. Kerak samudera, terdiri dari batuan basaltik, tebalnya sekitar 7 km. Kaya
akan unsur Si dan Mg, maka disebut juga sebagai lapisan SiMa.
berkisar antara 30–50 km. Kaya akan unsur Si dan Al, maka disebut juga
sebagai lapisan SiAl.
C2. Kerak samudera, terdiri dari batuan basaltik, tebalnya sekitar 7 km. Kaya
akan unsur Si dan Mg, maka disebut juga sebagai lapisan SiMa.
3. Bidang Gutenberg
Beberapa tahun kemudian, seorang ahli gempa Jerman, Beno Gutenberg, menemukan batas lain. Bidang dimana gelombang P dibelokkan, atau bidang antara mantel dengan inti bumi disebut bidang diskontinu Gutenberg atau bidang
Gutenberg.
Beberapa tahun kemudian, seorang ahli gempa Jerman, Beno Gutenberg, menemukan batas lain. Bidang dimana gelombang P dibelokkan, atau bidang antara mantel dengan inti bumi disebut bidang diskontinu Gutenberg atau bidang
Gutenberg.
4. Arus Konveksi Magma
Kerak bumi merupakan padatan yang relative dingin, rapuh, dan kaku (rigid) dengan massa jenis lebih rendah sehingga seolah-olah mengapung di atas.mantel.
Ini adalah bagian yang berada di permukaan bumi hingga kedalaman ±100 km. Karena adanya perbedaan panas yang sangat tinggi antara bagian bumi yang tengah dengan bagian bumi yang lebih luar, maka akan terjadi perbedaan tekanan dimana tekanan pada bagian dalam lebih besar, sehingga pergerakan magma akan menghasilkan aliran konveksi di dalam mantel.
Kerak bumi merupakan padatan yang relative dingin, rapuh, dan kaku (rigid) dengan massa jenis lebih rendah sehingga seolah-olah mengapung di atas.mantel.
Ini adalah bagian yang berada di permukaan bumi hingga kedalaman ±100 km. Karena adanya perbedaan panas yang sangat tinggi antara bagian bumi yang tengah dengan bagian bumi yang lebih luar, maka akan terjadi perbedaan tekanan dimana tekanan pada bagian dalam lebih besar, sehingga pergerakan magma akan menghasilkan aliran konveksi di dalam mantel.
Lelehan magma yang lebih panas akan bergerak ke atas dan lelehan magma yang lebih dingin akan tenggelam (seperti gerakan aliran konveksi air pada waktu kita memanaskan air di atas kompor).
Akibat aliran konveksi lelehan magma tersebut, lapisan kerak bumi yang padat dan relative rapuh yang ada di atasnya ikut bergerak (mengapung) sesuai dengan gerakan lelehan magma. Pada suatu tempat tertentu, lapisan kerak bumi akan retak dan bergerak saling menjauh, dan rekahan yang ditinggalkannya akan segera terisi oleh lelehan magma yang kemudian juga akan membeku (disebut sebagai daerah regangan dimana lempengan kerak bumi yang saling berdekatan menjauh), contoh Mid Oceanic Ridges yang berada di dasar samudra Atlantik, dan rifting yang terjadi antara benua Afrika dengan Jazirah Arab yang membentuk Laut Merah.
Pada bagian bumi lain akan terjadi tumbukan antara lempeng-lempeng yang saling mendekat. Lempeng yang relatif lebih tipis (lempeng samudera) akan menunjam ke bawah lempeng benua yang relatif lebih tebal, zona ini disebut sebagai zona subduksi (subduction zone).
Contohnya adalah zona subduksi yang memanjang dari Sumatra, Jawa, hingga ke Nusa Tenggara Timur. Pada bagian yang menunjam akan meleleh menjadi magma dan bagian dari lempeng yang lain
akan mengalami perlipatan, pengangkatan, dan pensesaran.
akan mengalami perlipatan, pengangkatan, dan pensesaran.
Dengan adanya retakan/bukaan akibat terbentuknya sesar-sesar tersebut,
maka pada bagian-bagian tertentu pada zona tersebut kadang-kadang diterobos oleh lelehan magma panas dari mantel dan membentuk kantong-kantong magma, yang disebut sebagai dapur magma (magma chamber). Jika penerobosan tersebut
berlangsung hingga mencapai permukaan bumi, maka terjadilah pembentukan
deretan gunungapi. Magma yang keluar akan menghasilkan material hasil letusan gunungapi yang berupa tuf, lahar, maupun menghasilkan aliran lava panas yang akan membentuk batuan lava di permukaan. Magma yang tidak mencapai permukaan akan membeku di dalam bumi membentuk bermacam-macam jenis batuan beku.
 |
| Siklus hidrologi (sumber: Diagram Visual Information Ltd.) |
 |
| Aliran konveksi pada air di atas kompor dan aliran konveksi magma |
 |
| Interior Bumi (Skinner et al., 2004) |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar