Beranda
GEOLOGI

Pembentukan dan Struktur Dalam Bumi

8 minute read
Img: Museumvictoria
PEMBENTUKAN BUMI
Pelajaran utama yang dapat kita amati tentang kejadian yang ada di sekitar kita yaitu segala sesuatu tidak pernah ada yang kekal.

Semua yang terdapat di bumi ini dapat muncul dan juga musnah kembali, seperti danau, sungai, gunung, hutan, perbukitan dan masih banyak lagi fenomena lainnya. 

Menurut Joko Santoso (2002), fenomena yang sekarang ini kita lihat adalah hasil dari kejadian masa lalu yang dapat berulang kembali. Beliau menambahkan bahwa banyak masalah utama yang harus dijawab yang berkaitan dengan hal ini, misalnya material dan proses yang membentuk bumi seperti bentuk yang sekarang ini kita saksikan.

Pada mulanya, manusia mengira bahwa bumi berbentuk datar, dikelilingi oleh samudera sehingga orang tidak memiliki keinginan untuk berlayah jauh ke lautan karena takut terjatuh.

Namun, sekitar 1500 SM bangsa Mesir telah berhasil mengamati jalannya matahari dan bulan sehingga dapat menciptakan kalender. 

Kemudian pada tahun 565, seorang ilmuan bangsa Yunani mengamati fenomena gerhana bulan, dia menyimpulkan bahwa bulan memantulkan cahaya matahari.

Tidak lama setelah itu, Phytagoras mengemukakan pandangannya bahwa bumi berbentuk bulat. Pada waktu itu orang masih percaya bahwa bumi merupakan pusat alam semesta yang dikelilingi oleh bulan dan matahari.

Sekitar tahun 200 SM, seorang ahli matematika berhasil menghitung keliling bumi.

Kemudian sejak awal tahun Masehi hingga abad XV, ilmu astronomi yang kebanyakan berpusat di Arab berkembang dengan pesat.

Selanjutnya, sejak awal tahun 1600-an, dengan kemajuan ilmu astronomi tersebut orang kemudian menyadari bahwa bumi bukanlah pusat alam semesta, melainkan hanya salah satu planet yang mengelilingi matahari.

Tiga abad kemudian, yaitu pada tahun 1918 muncul kesimpulan baru bahwa matahari bukanlah pusat alam semesta, melainkan hanya satu dari jutaan bintang yang ada di alam semseta yang membentuk gugus yang disebut galaksi, dan dinamai galaksi Milky Way atau Bima Sakti.

Hingga saat ini ada sekitar dua puluh galaksi yang telah berhasil dipetakan.

Diantara galaksi yang berhasil di deteksi tersebut, galaksi terbesar disebut galaksi Andromeda yang berbentuk spiral yang terletak dua juta tahun cahaya dari galaksi Bima Sakti.

Sementara itu, galaksi yang terdekat dengan bumi terletak 160.000 tahun cahaya, yang disebut Awan Magellan.

Galaksi Bima Sakti juga berbentuk spiral, dengan matahari terletak pada lengan spiral pada jarak 30.000 tahun cahaya dari pusat galaksi yang dikelilinginya.

Matahari memerlukan waktu 225 juta tahun untuk mengelilingi pusat galaksi, dan sejak terbentuknya ia telah mengelilingi pusat itu sebanyak 20 kali.

Galaksi diperkirakan mengandung 10.000 - 100.000 milyar bintang dengan garis tengah 100.000 tahun cahaya (9,5 x 1016 km). Bandingkan dengan jari-jari bumi yang hanya 6378 km, garis tengah matahari yagn 1.390.000 km, dan jarak bumi-matahari yang 149.000.000 km.

Diantara ratusan ribu juta bintang dalam galaksi Bima Sakti, matahari adalah satu diantaranya.

Matahari dikelilingi oleh sembilan planet utama, selain oleh serpihan batuan dan logam (asteroid) yang tak terhingga banyaknya.


STRUKTUR-DALAM BUMI
Pengetahuan kita tentang struktur-dalam bumi masih sangat terbatas. Lubang terdalam yang pernah digali orang adalah sekitar 2100 meter di Brazil.


Sementara itu, batuan terdalam yang pernah dipelajari orang berasal dari kedalaman 8000 meter diambil dengan pengeboran-dalam.


Namun, ahli seismologi telah berhasil mengembangkan teknik untuk mempelajari sttruktur-dalam bumi, yang bersama dengan ahli geokimia mencoba mengupas pengertian tentang sturuktur-dalam bumi.


Berdasarkan perhitungan dan penafsiran yang dilakukan ahli seismologi, bumi dapat dibagi kedalam tiga lapisan utama, yaitu kerak, selubung (mantel) dan inti bumi.


Kerak memiliki ketebalan yang beragam; di daerah samudera tebalnya hanya sekitar 10 km, sementara di bagian benua tebalnya beragam antara 30 hingga 40 km.


Batas antara kerak dan selubung bumi dinamakan Mohorovisicic atau biasa disebut bidang Moho. Bidang diskontinu yang lebih dalam lagi ialah antara selubung dan inti bumi, yaitu pada kedalaman 2900 km.

KERAK BUMI

Pada bagian atas kerak bumi dijumpai batuan sedimen. Dari data gelombang gempa, dibawahnya dijumpai dua lapisan, yaitu batuan granitis di bagian atas dan batuan yang bersifat basaltis di bagian bawahnya.


Batas kedua lapisan batuan ini kurang jelas, namun bidang diskontinu-nya disebut bidang diskonitnu Conrad.


Pada kerak bumi di samudera, batuan yang bersifat asam tidak dijumpai. Kerak bumi pada bagian benua dan samudera memiliki perebdaan yang sangat kontras.


Batuan kerak bumi sangat heterogen. Contohnya, pada bagian benua yang berumur tua atau disebut Perisai Prakambrium, batuan yang utama terdiri atas batuan beku dan metamorfosa derajat tinggi.


Batuan yang terkandung dalam lapisan kerak bumi ini meliputi beberapa oksida berikut:


SiO2 (61,9%)

Al2O3 (15,6%)

CaO (5-7%)

MgO (3,1%)

Na2O (3,1%)

K2O (2,9%)

Fe2O3 (2,9%)

TiO2 (<1%)

P2O5 (<1%)

MnO (<1%)


Berdasarkan indikasi kecepatan gelombang gempa, kerak bumi bagian bawah ditafsirkan sebagai batuan gabro (basa).


Namun jika dilihat dari suhu dan tekanan pada kerak bumi bagian bawah, gabro tidak mungkin dapat terbentuk. Pada tekanan tinggi, ia akan berubah menjadi batuan yang disebut eklogit, namun dalam keadaan demikian batuan ini memiliki densitas terlalu tinggi untuk kerak bumi.


Kesimpulannya, besar kemungkinan pada bagian bawah kerak bumi komposisi kimia batuannya tergolong menengah, karena suhu dan tekanan tinggi menjadikan batuan memiliki densitas tinggi.


Selanjutnya, kerak bumi yang terdapat pada daerah benua ke samudera, bagian bawahnya yang terkomposisi akan menipis dan menerus, sementara bagian atas yang berkomposisi asam akan menipis dan menghilang.


Contoh batuan yang diambil dari pengeboran di laut menunjukan batuan basalt dengan sebagian kecil serpentit dan batuan ultramefik lain.


Basalt yang dijumpai disini kurang mengandung kalium, tetapi kaya akan alumunium jika dibandingkan dengan batuan basalt yang dijumpai di permukaan bumi. Batuan ini disebut toleit samudera.


Permukaan kerak bumi tampak dalam berbagai bentuk, antara lain gunungapi, pegunungan, smudera, dataran dan sebagainya. Beberapa hipoteisis yang mencakup terjadinya bentuk morfologi tersebut diuraikan sebagai berikut:


1. Bumi Statis- artinya bumi memang sudah ada sesuai bentuknya yang sekarang ini, sementara erosi dan pengendapan hanya sediit mengubah bentuk yang telah ada.


2. Bumi mengembang- hipotesis ini berpijak pada kenyataan bahwa bumi semakin panas sehingga menjadi membesar. Akibatnya, kulit bumi yang kaku dan tipis menjadi terpecah-pecah karena membesarnya bumi. Hasil yang kita peroleh adalah bentuk eprmukaan bumi seperti yang sekarang ini.


3. Bumi menyusut- berlawanan dengan butir 2, diperkirakan bumi menjadi semakin dingin sehingga bumi menyusut. Penyusutan tersebut menyebabkan bagian luar bumi berlekuk-lekuk yang membentuk berbagai kenampakan morfologi seperti sekarang ini.


4. Bumi berdenyut- Hipotesis ini adalah kombinasi pada butir 2 dan 3, yaitu bumi mengembang dan menyusut, seperti berdenyut. Akibat proses ini diperkirakan kemungkinan terjadinya bentuk morfologi seperti sekarang ini.


5. Tektonik lempeng- teknologi maju yang khususnya berkaitna dengan geofisika memungkinkan para ahli kebumian mempelajari lantai samudera, sifat gaya berat dan magnetik bumi, serta sifat fisik batuan kerak bumi lainnya. Hasilnya adalah perkembangan teori baru berdasarkan model lempengan yang dikenal sebagai Teori Tektonik Lempeng.


Teori tektonik lempeng berpijak pada hipotesis bahwa kerak bumi terdiri atas beberapa lempengan kaku (litosfer). Lempengan tersebut terus bergerak sehingga bertubrukan satu sama lain, saling menjauh atau berpapasan.


Pergerakan ini terjadi karena lempengan ini seolah-olah mengambang pada bahan yang plastis (astenosfer). Sementara itu, di daerah yang saling menjauh (Punggung Tengah Samudera), lempengan itu mengalirkan lava ke atas dan mendorong ke arah yang berlawanan sehingga lempengan yang mengapung tadi bergerak berlawanan pula. Daerah ini disebut Pemekaran Lantai Samudera.


Jika terjadi tubrukan dengan lempengan lainnya terjadilah berbagai bentuk gunungapi, pegunungan, palung, dan sebagainya.


Di daerah yang berpapasan terjadilah sesar transform.


Pergerakan lempengan tadi juga dipengaruhi oleh adanya arus konveksi di mantel atas.



SELUBUNG BUMI

Selubung adalah lapisan di dalam bumi, mulai dari bidang diskontinu Moho hingga kedalaman 2900 km.


Hingga saat ini belum ada batuan yang secara pasti dianggap mewakili batuan dari selubung. Meskipun demikian, diduga batuan di sini terdiri atas batuan ultramefik yang banyak mengandung olivin dan sedikit piroksen.


Batuan ini dijumpai berupa zenolit yang terperangkap dalam aliran magma yang keluar ke permukaan bumi. Namun harus diketahui bahwa selama perjalanan keluar ke permukaan bumi, batuan tersebut telah mengalami berbagai perubahan.


Hasil kajian gelombang gempa menunjukan bahwa lapisan selubung bumi terdiri atas tiga bagian.


Bagian paling atas hingga kedalaman 200 km memiliki ciri perubahan kecepatan gelombang gempa yang berangsur melemah.


Lapisan tengah, antara 200 km hingga 700 km dapat dilihat dari perubahan kecepatan gelombang gempa yang lebih bermakna.


Lapisan terdalam, antara 700 hingga 2900 km, mencakup kedua ciri sebelumnya secara menerus.


Bila dibandingkan dengan jari-jari bumi, tebal lapisan selubung hanya kuranga dari separuhnya, namun isinya mencakup 83% isi bumi.


Kecepatan gelombang gempa yang tinggi pada zona selubung ini mungkin sesuai dengan piroksenit atau dumit. Selain itu, tampak bahwa gempa dangkal (<60 km) lebih sering terjadi, sementara gempa menengah dan gempa  dalam lebih jarang terjadi.


Lapisan yang paling rapuh di bagian kerak bumi disebut litosfer dengan aktivitas gempa yang tinggi, sedangkan bagian atas yang plastis disebut astenosfer.


Ini mererangkan gejala gempa yang dibahas diatas. Atau dapat pula diyakini hipotesis yang menyatakan bahwa abtuan tadi komposisinya sama, namun sifat fisiknya berbeda.


Jika kita berasumsi demikian, maka batuan dibagian atas selubung akan sama dengan batuan di bagian bawah kerak dengan densitas berbeda.


Batuan semacam ini ialah eklogit yang terdiri atas mineral garnet dan piroksen yang komposisi kimianya sama dengan basalt, namun densitasnya lebih tinggi (3,5 gr/cc dibandingkan dengan gabro atau basalt 3,0 gr/cc).


Dibawah lapisan ini ditafsirkan terdapat batuan ultramefik dengan kandungan gabro:dunit sebagai 1:3.


Batuan ini disebut pirolit dengan densitas mencapai 3,9 gr/cc.

Lebih ke dalam lagi ditafsirkan terdapat batuan homogen yang terdiri atas silikat bermagnesium dan besi.



INTI BUMI

Inti bumi dimulai dari bidang diskontinu Gutenberg, mulai dari kedalaman 2900 km hingga ke pusat bumi pada kedalaman 6371 km.


Karena kedalamannya yang besar ini, kajian terinci mengenai pusat bumi juga masih jauh dari jangkauan manusia. Kajian terutama dapat dilakukan melalui gelombang gempa.


Batas antara selubung dan inti bumi dapat diperkirakan karena adanya perbedaan densitas yang mendadak, yaitu dari 5,5 gr/cc menjadi 10 gr/cc yang mewakili lapisan inti bagian atas, sedangkan bagian dalam memiliki densitas sekitar 13 gr/cc.


Isi inti bumi kira-kira mencakup 16% dari isi bumi secara keseluruhan. Perjalanan gelombang gempa menunjukan adanya zona yang tidak dapat merambatkan gelombang S yang memiliki ciri tidak dapat merambat dalam cairan.


Oleh karena itu, inti bumi bersifat cair.


Setelah melalui inti bumi, gelombang gempa hanya tinggal gelombang P saja. Pada kedalaman 5150 km, gelombang P menunjukan adanya perubahan yang mendadak.


Batas ini ditafsirkan sebagai batas antara ini bagian luar dan inti bagian dalam yang diduga bersifat padat. Ini dijelaskan hanya dari meningkatnya kecepatan gelombang kompresi P.


Komposisi kimia inti bumi dianggap terdiri atas besi dan nikel. Anggapan ini berdasarkan pengetahuan tentang meteorit, yaitu batuan dari agnkasa yang jatuh ke bumi, yang terdiri atas batuan dengan kandungan besi dan nikel sebesar 6%.


Selain besi dan nikel, sesuai dengan perhitungan densitasnya, inti bumi diduga mengandung sulfat datau karbon atau magnesium oksida sehingga densitasnya lebih rendah.


Ada ahli yang berpendapat bahwa setelah bumi terbentuk, silikat berubah menjadi silikon. Jadi, inti bumi terdiri atas 20% silikon dan sisanya besi dan nikel.


Semua perkiraan ini didasari perhitungan densitas yang sesuai.


SUMBER:

Santoso, Djoko. 2002. Pengantar Teknik Geofisika. Bandung: Penerbit ITB.

Posting Komentar

iklan tengah