BUMI DALAM TATA SURYA
1.
PEMBENTUKKAN BUMI
gambar 1. kenampakkan luar bumi
Pada
mulanya manusia mengira bumi berbentuk datar, dikelilingi oleh samudera
sehingga orang tidak berkeinginan untuk berlayar jauh dilautan (takut jatuh).
Namun, sekitar 1500 SM bangsa mesir telah berhasil mengamati jalannya matahari
dan bulan sehingga dapat menciptakan kalender. Sekitar tahun 585, ilmuwan
yunani, dengan mengamati gerhana bulan, menyimpulkan bahwa bulan memantulkan
cahay matahari. Tidak lama kemudian, phytagoras mengemukakan pandangannya bahwa
bumi berbentuk bulat. Pada waktu itu orang masih percaya bahwa bumi adalah
pusat alam semesta, dikelilingi oleh bulan dan matahari. Sekitar tahun 200 SM,
seorang ahli matematika berhasil menghitung keliling bumi. Kemudian sejak awal
tahun masehi higga abad XV, ilmu astronomi yang kebanyakan berpusat di Arab
berkembang dengan pesat. Selanjutnya, sejak awal tahun1600-an, dengan kemajuan
ilmu astronomi itu, orang menyadari bahwa bumi bukanlah pusat alam semesta,
melainkan hanya salah satu planet yang mengelilingi matahari. Tiga abad kemudian
(1918) muncul kesimpulan baru bahwa matahari bukanlah pusat alam semesta,
melainkan hanya salah satu dari jutaan bintang yang ada di alam semesta 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.
Galaksi
terbesar disebut galaksi Andromeda
yang berbentuk spiral yang terletak dua juta tahun cahaya dari galaksi
Bimasakti. Galaksi yang terdekat terletak 160.000 tahun cahaya, disebut awan Magellan. Galaksi bimasakti juga
berbentuk spiral, dengan matahari terletak pada lengan spiral pada jarak 30.000
tahun cahaya dari pusat galaksi yang dikelilingnya.
Matahari
memerlukan waktu 225 juta tahun untuk mengelilingi pusat galaksi, dan sejak
terbentuknya ia telah mengililingi pusat itu sebanyak 20 kali.
Galaksi
diperkirakan mengandung 10.000 – 100.000 milyar jenis 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 yang 1.390.000 km, dan
jarak bumi-matahri yang 149.500.000 km. di antara ratusan ribu juta bintang
dalam galaksi bimasakti, matahari adalah satu diantaranya. Matahri di kelilingi
oleh Sembilan planet utama, selain oleh serpihan batu dan logam (asteroid) yang
tak terhingga banyaknya.
2. STRUKTUR DALAM BUMI
Pengetahuan
kita tentang struktur dalam bumi masih sangat terbatas. Lubang terdalam yang
pernah digali orang adalah sekitar 2100 m di Brazil. Sementara itu, batuan
terdalam yang pernah dipelajari orang berasal dari kedalaman 8000 m, diambil
dengan pengeboran dalam. Namun, ahli Seismologi telah berhasil mengembangkan
teknik untuk mempelajari struktur dalam bumi, yang bersama dengan ahli Geokimia
mencoba mengupas pengertian tentang struktur dalam bumi.
Berdasarkan
perhitungan dan penafsiran yang dilakukan oleh ahli Seismologi, bumi dapat
dibagi kedalam tiga lapisan utama, yaitu kerak, selubung (mantel) dan inti
bumi. Kerak bumi memiliki ketebalan yang beragam; di daerah samudera tebalnya
sekitar 10 km, sementara dibagian benua tebalnya beragam antara 30 hingga 40
km. Batas antara kerak dan selubung bumi dinamakan mohorovicic atau biasa disebut bidang
moho. Bidang dikontinu yang lebih dalam lagi ialah antara selubung dan inti
bumi, yaitu pada kedalaman 2900 km.
gambar 2. Struktur dalam bumi
Ø Kerak
bumi
Pada bagian atas kerak bumi dijumpai
batuan sedimen. Dari data gelombang gempa, di bawahnya 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 diskontinu
Conrad. Pada kerak bumi di samudera,
atuan yang bersifat asam tidak dijumpai. Kerak bumi pada bagian benua dan
samudera memilki perbedaan yang sangat kontras, sebagaimana yang ditunjukan
oleh hasil analisis gelombang gempa.
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 oksidasi 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
gwmpa, 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 berkomposisi basa 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 serpentinit dan batuan ultrmefik lain.
Basalt yang dijumpai disini kurang mengandung kalium, tapi kaya akan aluminium
jika dibandingkan dengan batuan basalt yang dijumpai di permukaan bumi. Batuan
ini disebut tolcit samudera.
Permukaan kerak bumi tampak dalam
berbagai bentuk, antara lain gunung api, pegunungan, samudera, dataran, dan
sebagainya. Beberapa hipotesis yang mencakup terjadinya bentuk morfologi
tersebut di uraikan sebagai berikut.
1. Bumi statis – yaitu
bumi yang sudah ada sesuai dengan bentuknya yang sekarang ini, sementara erosi
dan pengendapan hanya sedikit 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 permukaan 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 dari hipotesis butir 2 dan 3, yaitu bumi
mengembang dan menyusut seperti berdenyut. Akibat proses ini diperkirakan
kemungkinan terjadinya bentuk morfologi bumi seperti sekarang ini.
5. Tektonik lempeng –
teknologi maju yang khususnya berkaitan dengan geofisika memungkinkan para ahli
kebumian mempelajari lantai samudera, sifat gaya berat dan magnetic bumi, serta
sifat fisik batuan kerak bumi lainnya. Hasilnya adalah perkembangan teori baru
berdasarkan model lempengan yang dikenal sebagai teori tektonik lempeng. Teori
ini berpijak pada hipotesis bahwa kerak bumi terdiri atas beberapa lempengan
kaku (litosfer). Lempengan tersebut terus bergerak sehingga bertubrukan satu sama
lain, saling menjauh/berpapasan. Pergerakan ituterjadi karena lempengan ini
seolah-olah mengambang pada bahan yang plastis (asterosfer). Sementara itu, di
daerah yang saling menjauh (punggung tengah samudera), lempengan ini
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 lempeng tadi juga dipengaruhi
oleh adanya arus konveksi di mantel atas.
Ø Selubung
bumi
Selubung adalah lapisan di dalam
bumi,mlai dari bidang dikontinu 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 trperangkap dalam aliran magma yang keluar kepermukaan bumi.
Namun, harus diketahui bahwa selama perjalanan keluar ke permukaan bumi, batuan
tersebut telah mengalami berbagai perubahan.
Hasil kajian gelombang gempa menunjukkan
bahwa lapisan selubung terdiri atas tiga bagian. Bagian paling atas hingga
kedalaman 200 km memiliki ciri perubahan kecepatan gelombang gempa yang
berangsur melemah. Lapisan lengah, antara 200 km hingga 700 km, dapat dilihat
dari perubahan kecepatan gelombang gempa yang lebih bermakna. Lapisan terdalam,
antara 700 km hingga 2900 km, mencakup kedua ciri sebelumnya secara menerus.
Bila dibandingkan dengan jari jari bumi, tebal lapisan selubung hanya kurang
dari separuhnya, namun isinya mencakup 83 % isi bumi. Kecepatan gelombang gempa
yang tinggi pada zona selubung ini mengarah pada batuan dengan rigiditas tinggi
dan densitas tinggi. Batuan ini mungkin sesuai dengan piroksenit atau dunit.
Selain itu, tampak bahwa gempa dangkal (<60 km) lebih sering terjadi,
sementara gempa menengah dan gempa dalam jauh lebih jarang terjadi.
Lapisan yang paling rapuh di bagian
kerak bumi disebut litosfer dengan aktivitas gempa yang tinggi, sedangkan
lapisan bagian atas selubung yang plastis disebut sebagai astenosfer. Ini
menerangkan gejala gempa yang di bahas di atas. Atau dapat pula di yakini
hipotesis yang menyatakan bahwa batuan tadi komposisinya sama, namun sifat
fisiknyaberbeda. Jika kita berasumsi demikian, maka batuan dibagian atas
selubung akan sama dengan batuan dibagian bawah kerak dengan densitas berbeda.
Batuan semacam ini ialah eklogit yang terdiri atas mineral garnet dan piroksen
yang komposisi kiminya sama dengan basalt, namun densitasnya lebih tinggi (3.5
gr/cc dibandingkan dengan gabro atau basalt 3.0 gr/cc). di bawah 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 kedalam
lagi ditafsirkan terdapat batuan homogen yang terdiri atas silikat bermagnesium
dan besi.
Ø 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 sudah
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
menunjukkan adanya zona yang tidak dapat merambatkan gelombang S yang memiliki
ciri tidak dapat merambat dalam cairan. Oleh karena itu, diperkirakan inti bumi
bersifat cair.
Setelah melalui inti bumi, gelombang
gempa hanya tinggal gelombang P saja. Pada kedalaman 5150 km, gelombang P
menunjukkan adanya perubahan yang mendadak. Batas ini ditafsirkan sebagai batas
antara inti 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 manusia
tentang meteroit, yaitu batuan dari angkasa 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 atau
karbon atau magnesium oksida sehingga densitasnya lebih rendah. Ada ahli yang
berpendapat bahwa setelah bumi terbentuk, silikat berubah menjadi silicon.
Jadi, inti bumi terdiri atas 20% sikon dan sisanya besi dan nikel. Semua
perkiraan ini didasari perhitungan densitas yang sesuai.
- Djoko Santoso||pengantar Teknik Geofisika (bab II - pembentukkan & struktur dalam bumi)
Komentar
Posting Komentar