Struktur Bumi & Litosfer

3/01/2011 09:02:00 PM |

B. STRUKTUR BUMI
Inti Dalam

Lapisan ini mempunyai massa jenis rata-rata antara 10 g/cm³ sampai 13 g/cm³. Massa jenis sebesar ini menggambarkan bahwa inti disusun oleh gabungan logam yang diperkirakan terutama dari besi (80%) dan nikel. Inti dalam yang padat memiliki jari-jari sekitar 1200 km dengan suhu 4800⁰C. Inti dalam tersusun oleh kristal besi atau kristal besi-nikel.

Inti Luar

Inti luar memiliki ketebalan 2250 km dan diyakini tersusun oleh zat cair yang sangat kental dengan suhu 3900⁰C. Ada beberapa alasan mengapa besi adalah yang paling mungkin sebagai penyusun inti. Pertama, massa jenis besi hampir sama dengan massa jenis inti; kedua, besi berwujud cair pada tekanan dan suhu yang ditaksir seperti pada inti; dan secara umum besi banyak terdapat di alam.

Dengan menjumlah hjari-jari inti dalam dan tebal initi luar diperoleh jari-jari inti kira-kira 3450 km, melebihi setengah jari-jari bumi (6400 km). Walaupun demikian, volume inti lebih kecil dari 20% volume bumi.

Mantel

Inti bumi dikelilingi oleh mantel yang tebalnya rata-rata 2900 km. Massa jenis rata-rata mantel adalah 4,5 g/cm³. Suhu matel bawah 1500 – 3000 ⁰C dan suhu mantel atas 1300 – 1500 ⁰C. Dengan massa jenis sebesar ini, diperkirakan bahwa komposisi zat penyusun mantel adalah batuan yang mengandung silikat dan magnesium.

Kerak

Di luar mantel terdapat lapisan di mana kita tinggal yang dinamakan kerak. Ada dua macam kerak yaitu kerak benua dan kerak lautan. Kira-kira 65% kerak merupakan lautan. Kerak pembentuk benua disebut sial. Sebab mengandung banyak silikon dan alumunium. Kerak bumi ini berusia sangat tua. Banyak dari bagian benua yang berusia lebih dari 1500 tahun. Kerak benua biasanya memiliki tebal 30 km tetapi di bawah wilayah pegunungan, tebal kerak bumi ini diperpanjang sampai 70 km ke bawah menyerupai akar-akar yang mendorong mantel di bawahnya. Di bawah sial terdapat sima, semacam kerak bumi yang mengandung banyak silikon dan magnesium. Sima juga membentuk kerak di bawah lautan yang tebalnya kira-kira 6 km.

C. LITOSFER

Kerak bumi adalah bagian luar bumi yang berfungsi sebagai pembungkus sehingga sering juga disebut kulit bumi. Oleh karena bahan kerak bumi adalah batuan, maka kerak bumi disebut juga litosfer. Saat ini telah dikenal kira-kira 2000 jenis mineral penyusun litosfer. Unsur-unsur penyusun litosfer yang terbanyak adalah oksigen (46,6%), silikon (27,7%), dan aluminium (8,1%).

Jenis Batuan
1. Batuan Beku

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma pijar yang membeku menjadi padat. Menurut beberapa teori tentang terjadinya bumi, pada suatu waktu lalu bumi berupa massa cair yang dinamakan magma. Magma ini selanjutnya membeku membentuk lapisan kerak bumi. Oleh karena itu sebagian besar batuan kerak bumi haruslah jenis batuan beku. Pada kenyataannya, 80% batuan yang menyusun batuan kerak bumi adalah batuan beku.

Ada enam mineral utama yang membentuk batuan beku, yaitu kuarsa, feldspar, piroksin dan hornblende, mika, magnetit, dan olivin. Kuarsa, yaitu suatu mineral keras yang tersusun dari senyawa silikon dan oksigen. Feldspar, terdapat dalam jumlah banyak dan berwarna mulai terang sampai gelap yang mengandung kalium, natrium, kalsium, alumunium, silikon, dan oksigen. Piroksin dan hornblende mengandung berbagai logam ditambah silikon dan oksigen serta warnanya gelap dan lebih berat. Mika adalah mineral yang menyerupai lapis dan terdiri dari alumunium, logam lain, oksigen, dan silikon. Magnetit adalah senyawa dari besi dan oksigen, berat dan bersifat megnetik. Olivin adalah mineral hijau yang terdiri dari besi, magnesium, oksigen dan silikon.

Berdasarkan tempat terbentuknya magma beku, batuan beku dibagi atas tiga macam, antara lain:

1) Batuan beku dalam (plutonik), terjadi dari pembekuan magma yang berlangsung perlahan-lahan ketika masih berada jauh di dalam kulit bumi. Yang termasuk batuan beku dalam adalah granit, diorit, dan gabbro. Granit terutama mengandung kuarsa dan feldspar di samping hornblende dan mika, biasanya teksturnya rata. Diorit juga merupakan batuan yang bertekstur rata seperti granit hanya saja tidak mengandung kuarsa. Gabbro adalah batuan yang di dalamnya terdapat mineral yang berwarna gelap.

2) Batuan beku luar (efusif), terjadi dari sebagaian magma yang membeku setelah tiba di permukaan bumi. Yang termasuk batuan beku luar adalah basalt, riolit, andesit, obsidian, scoria, pumice. Basalt adalah batuan yang paling sering dijumpai dengan warna hitam, coklat, abu-abu tua, atau hijau tua. Riolit memiliki komposisi seperti granit, bertekstur porfiritik jika mengandung sejumlah besar kristal feldspar, kuarsa, atau mika. Andesit adalah diorit yang keluar di permukaan bumi. Obsidian atau batu kaca adalah batuan bersinar yang berwarna hitam, abu-abu, kuning atau coklat. Obsidian tidak memiliki hablur karena persentuhan magma dengan udara luar menyebabkan pembekuan magma berlangsung sangat cepat dan hablur yang terbentuk sangat halus. Bahkan ada kalanya hablur tidak terbentuk sama sekali. Scoria dan pumice atau batu apung adalah batuan luar yang mengandung rongga gas. Ini terbentuk karena lava kental yang gelembung gas di dalam magma tidak dapat keluar melainkan membeku bersama dengan membentuknya lava.

3) Batuan beku korok (porpirik), terjadi dari magma yang membeku di lorong antara sarang magma dan permukaan bumi.

Ciri yang membedakan batuan beku dalam dan batuan beku luar adalah teksturnya, ayitu ukuran, bentuk, dan susunan partikel-partikel yang membentuk batuan. Ukuran partikel-partikel bergantung pada laju pendinginan magma. Pada batuan beku dalam, laju pendinginan berlangsung lambat sehingga kristal mineral memiliki cukup waktu untuk pembentukannya. Oleh karena itu, batuan beku dalam memiliki ukuran mineral yang lebih besar dan merupakan batuan yang berbutir kasar. Sedangkan batuan beku luar, laju pendinginan berlangsung lebih cepat sehingga kristal-kristalnya tidak memiliki cukup waktu untuk pembentukannya. Oleh karena itu, batuan beku luar dicirikan oleh batuan yang berbutir halus.

Batuan Sedimen

Batuan sedimen atau batuan endapan terjadi karena batuan di permukaan bumi yang tersentuh oleh atmosfer mengalami perombakan. Hasil rombakannya berupa butiran yang bentuk dan ukurannya berbeda-beda. Hasil rombakan menumpuk di tempat asalnya atau terangkut oleh air atau angin. Pada tempat tertentu, bahan itu mengendap. Setelah cukup lama diendapkan, butiran-butiran itu menyatu kembali dan terjadilah batuan endapan. Butiran hasil rombakan dari besar ke kecil adalah sebagi berikut: bongkah, berangkal, kerakal, kerikil, pasir, lanau, dan lempung.

Berdasarkan proses pembentukannya, batuan sedimen dapat dikelompokkan atas tiga macam, yaitu:

1) Batuan sedimen klastik. Susunan kimia batuan endapan klastik sama dengan susunan kimia batuan asalnya. Hal ini berarti batuan asal mengalami penghancuran secara mekanis dari ukuran besar menjadi kecil, kemudian mengendap membentuk batuan endapan klastik. Contohnya, batu pair dan batu lempung.

2) Batuan sedimen kimiawi. Terjadi karena pengendapan dengan proses kimia, seperti penguapan, pelarutan, dehidrasi, dan sebagainya. Hal ini dapat terjadi secara langsung maupun tak langsung. Secara tidak langsung dapat terjadi pada batuan yang terbentuk dari reaksi biokimia sewaktu tumbuhan dan organisme tertentu hidup. Misalnya organisme batu karang (koral) mengambil kalsium karbonat dari air laut untuk membangun bahan kerangka (skeletal). Ketika batu karang mati, rangka mengumpul membentuk limestone. Contoh lainnya adalah stalaktit dan stalagmit. Seangkan secara langsung, batuan sedimen kimiawi dibentuk dari penguapan air pada endapan sehingga mineral-mineralnya tertinggal. Misalnya menguapnya air laut dari mineral NaCl membentuk garam atau menguapnya air laut dari larutan kalsium membentuk gips.

3) Batuan sedimen organik. Adalah batuan sedimen yang pada proses pengendapannya dibantu oleh organisme. Berdasarkan ukuran butiran, ada tiga macam yaitu konglomerat, batu pasir, dan batu lempung. Konglomerat adalah batu kerikil yang saling rekat. Konglomerat disebut batu pasir (stanstone) jika ukuran pecahannya menjadi lebih kecil. Butiran pasir terdiri dari berbagai mineral, terutama adalah kuarsa. Batu lempung adalah batuan lunak yang biasanya disusun dari lapisan-lapisan tipis.

Batuan Metamorfosis

Batuan malihan adalah batuan yang berubah karena pengaruh suhu yang tinggi atau pengaruh tekanan yang tinggi. Berdasarkan penyebabnya, batuan malihan dibagi menjadi tiga jenis:

1) Batuan malihan termik, batuan yang terjadi karena meningkatnya suhu yang sangat besar. Contoh: batu pualam, marmer, dan antrasit.

2) Batuan malihan dinamik, batuan yang terjadi karena meningkatnya tekanan yang biasanya sebagai akibat gaya tektonik. Contoh: batu bara, batu sabak, dan batu pasir.

3) Batuan malihan fermik pneumatolitik, yang terjadi karena meningkatnya suhu yang sangat besar, disertai menyusupnya magma ke dalam batuan. Contoh: azurit mineral, topas, dan batu permata.

Siklus Batuan

Telah Anda ketahui bahwa ada tiga jenis batuan, yaitu: batuan beku, batuan sedimen, dan batuan malihan. Suatu batuan tidak selamanya memiliki jenis yang tetap, tetapi dengan berbagai cara dapat berubah dari jenis satu ke jenis yang lainnya. Sebagai contoh, batuan beku dapat hancur oleh erosi menjadi pecahan-pecahan, yang akhirnya tertinggal di suatu tempat menjadi endapan yang belum bersatu. Dengan berlalunya waktu, endapan yang belum bersatu ini mengalami pembekuan menjadi batuan sedimen. Batuan sedimen yang mengalami pemanasan dan tekanan tinggi dapat berubah menjadi batuan malihan.Batuan malihan dapat mengalami proses pendinginan dan menjadi batuan beku. Demikianlah suatu jalan yang ditempuh oleh suatu batuan, yaitu dari batuan beku menjadi batuan sedimen, menjadi batuan malihan, menjadi magma, dan akhirnya kembali ke batuan beku. Jalan seperti ini dinamakan siklus batuan.

Endogen

Tenaga endogen (tenaga asal dalam), yaitu tenaga geologi yang berasal dari dalam bumi yang membentuk bangunan baru di permukaan bumi.

1) Tektonis

Tektonisme ialah peristiwa pergeseran dan perubahan letak kerak bumi dalam skala besar, yang pada umumnya meliputi liputan, patahan, dan tektonik lempeng. Sebelum abad ke-20, para ahli geologi mengajukan beberapa teori untuk dapat menjelaskan terjadinya pegunungan, vulkanisme, dan venomena-venomena bumi lainnya. Pada abad ke-20 berkembang suatu teori yang disebut teori tektonik lempeng. Dalam teori ini, litosfer dipandang terdiri atas beberapa lempeng pejal yang bergerak relatif sangat lambat. Lempeng adalah suatu bentuk yang ukuran panjang dan lebarnya jauh lebih besar daripada ukuran tebalnya. Konsep isostasi menyatakan bahwa material kerak bumi megapung karena keseimbangan antara berat material dengan gaya ke atas yang dikerjakan oleh lapisan fluida.

2) Vulkanisme

Kita telah mengetahui bahwa magma mungkin membeku di bawah permukaan bumi membentuk batuan beku dalam atau magma mencapai permukaan bumi dan muncul sebagai lava. Vulkanisme ialah peristiwa naiknya magma dari bagian dalam bumi sehingga sebagian magma muncul ke permukaan bumi dan sebagian lagi menyusup ke dalam lapisan kerak bumi. Vulkanisme merupakan gejala yang ditunjukkan oleh gunung berapi.

Magma dapat bergerak naik karena magma memiliki suhu yang tinggi dan mengandung gas-gas yang memiliki cukup energi untuk mendorong batuan di atasnya. Di dalam litosfer magma menempati suatu kantong yang disebut dapur magma. Kedalaman dapur magma merupakan penyebab perbedaan kekuatan letusan gunung api yang terjadi. Umumnya makin dalam dapur magma dari permukaan bumi makin kuat letusan yang ditimbulkannya. Lama aktivitas gunung api yang bersumber dari magma ditentukan oleh besar atau kecilnya volume dapur magma.

3) Gempa

Gempa bumi adalah getaran kerak bumi yang disebabkan oleh kekuatan-kekuatan dari dari dalam bumi. Pada saat gempa bumi terjadi yang dapat kita rasakan adalah getaran bumi di tempat kita berpijak. Meskipun getaran yang keras jarang terjadi, gempa bumi merupakan peristiwa yang sering terjadi. Jika semua getaran mulai dari yang lemah sampai yang keras maka dalam setahun terjadi kira-kira sejuta kali gempa. Ilmu yang mempelajari gempa bumi dinamakan seismologi.

Eksogen

Tenaga eksogen (tenaga asal luar), yaitu tenaga geologi yang berasal dari luar bumi yang merombak bangunan yang dibentuk oleh tenaga endogen.

1) Pelapukan

Pelapukan adalah perusakan batuan dari batuan besar menjadi batuan yang butirannya lebih kecil sampai menjadi halus. Ada tiga jenis pelapukan, ayitu pelapukan fisik atau mekanik, pelapukan kimiawi, dan pelapukan organik.

a) Pelapukan fisik atau mekanik. Yang termasuk pelapukan ini adalah perusakan karena perbedaan suhu yang besar, pembekuan air di dalam celah batu, mengkristalnya air garam, dan pengelupasan.

b) Pelapukan kimiawi. Dalam pelapukan kimiawi, susunan kimia batuan mengalami perubahan. Pelapukan kimiawi berlangsung dengan bantuan suhu yang tinggi dan uap air. Oleh karena itu pelapukan jenis ini lazimnya terdapat di daerah beriklim lembab yang panas.

c) Pelapukan organik. Adalah pelapukan yang disebabkan oleh tumbuhan dan binatang.

2) Pengangkutan

Pengangkutan mineral yang sudah lapuk dilakukan oleh:

a) Air yang mengalir, menghasilkan batuan sedimen akuatik.

b) Gletser (es yang mengalir), menghasilkan batuan sedimen glasial.

c) Angin, mengahasilkan batuan sedimen aeolik.

d) Air laut, menghasilkan batuan sedimen marin.

e) Gravitasi bumi.

3) Pengikisan (erosi)

a) Erosi air sungai. Air yang mengalir dan mengangkut benda-benda padat melakukan pengikisan terhadap tanah dan batuan yang dilaluinya. Sebagai hasilnya, terjadilah lembah, ngarai, dan jurang yang dalam.

b) Erosi air laut. Erosi ini adalah pengikisan pantai oleh gelombang laut yang secara terus-menerus menumbuk dinding pantai. Contohnya adalah di Bukit Kapur Selatan Yogyakarta. Erosi air laut juga disebut abrasi.

c) Erosi gletser. Erosi jenis ini terjadi pada lereng pegunungan yang dilapisi es. Batu-batuan yang terseret ke bawah dinamakan Moraina. Contohnya adalah di Pantai Fyord di Skandinavia.

d) Erosi angin. Partikel-partikel debu diangkut oleh angin melalui jarak yang jauh.