Planet bumi

I. Bumi

Bumi

Foto Bumi yang terkenal, "Kelereng Biru", diambil dari Apollo 17

Penamaan

Adjektif

Terestrial, Terran, Telluric, Tellurian, Kebumian

Ciri-ciri orbit

Epos J2000.0^{[note 1]}

Aphelion

152.097.701 km
1,0167103335 SA

Perihelion

147.098.074 km
0,9832898912 SA

Sumbu semi-mayor

149.597.887,5 km
1,0000001124 SA

Eksentrisitas

0,016710219

Periode orbit

365,256366 hari
1,0000175 tahun

Kecepatan orbit rata-rata

29,783 km/s
107.218 km/jam

Inklinasi

1°34'43,3"^[1]
ke Bidang Invariabel

Bujur node menaik

348,73936°

Argumen perihelion

114,20783°

Satelit

1 (Bulan)

Ciri-ciri fisik

Jari-jari rata-rata

6,371.0 km^[2]

Jari-jari khatulistiwa

6.378,1 km^[3]

Jari-jari kutub

6.356,8 km^[4]

Kepepatan

0,0033528^[3]

Keliling khatulistiwa

40.075,02 km (khatulistiwa)
40.007,86 km (meridian)
40.041,47 km (rata-rata)

Luas permukaan

510.072.000 km²^{[5][6][note 2]}

148.940.000 km² daratan (29,2 %)

361.132.000 km² perairan (70,8 %)

Volume

1,0832073×10¹² km³

Massa

5,9736×10²⁴ kg^[7]

Kepadatan rata-rata

5,5153 g/cm³

Gravitasi permukaan di khatulistiwa

9,780327 m/s²^[8]
0,99732 g

Kecepatan lepas

11,186 km/s

Hari sideris

0,99726968 d^[9]
23^h 56^m 4.100^s

Kecepatan rotasi

1674,4 km/jam

Kemiringan sumbu

23,439281°

Albedo

0,367^[7]

Suhu permukaan
Kelvin
Celsius

min	rata-rata	maks
184 K	287 K	331 K
−89 °C	14 °C	57, 7 °C

Atmosfer

Tekanan permukaan

101,3 kPa (Permukaan laut)

Komposisi

78,08% Nitrogen (N₂)
20,95% Oksigen (O₂)
0,93% Argon
0,038% Karbon dioksida
Sekitar 1% uap air (bervariasi sesuai iklim)^[7]

Bumi adalah planet ketiga dari delapan planet dalam Tata Surya. Diperkirakan usianya mencapai 4,6 milyar tahun. Jarak antara Bumi dengan matahari adalah 149.6 juta kilometer atau 1 AU (ing: astronomical unit). Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang disebut (magnetosfer) yang melindung permukaan Bumi dari angin matahari, sinar ultraungu, dan radiasi dari luar angkasa. Lapisan udara ini menyelimuti bumi hingga ketinggian sekitar 700 kilometer. Lapisan udara ini dibagi menjadi Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Termosfer, dan Eksosfer.Lapisan ozon, setinggi 50 kilometer, berada di lapisan stratosfer dan mesosfer dan melindungi bumi dari sinar ultraungu. Perbedaan suhu permukaan bumi adalah antara -70 °C hingga 55 °C bergantung pada iklim setempat. Sehari dibagi menjadi 24 jam dan setahun di bumi sama dengan 365,2425 hari. Bumi mempunyai massa seberat 59.760 milyar ton, dengan luas permukaan 510 juta kilometer persegi. Berat jenis Bumi (sekitar 5.500 kilogram per meter kubik) digunakan sebagai unit perbandingan berat jenis planet yang lain, dengan berat jenis Bumi dipatok sebagai 1.

Bumi mempunyai diameter sepanjang 12.756 kilometer. Gravitasi Bumi diukur sebagai 10 N kg-1 dijadikan unit ukuran gravitasi planet lain, dengan gravitasi Bumi dipatok sebagai 1. Bumi mempunyai 1 satelit alami yaitu Bulan. 70,8% permukaan bumi diliputi air. Udara Bumi terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air, karbondioksida, dan gas lain.Bumi diperkirakan tersusun atas inti dalam bumi yang terdiri dari besi nikel beku setebal 1.370 kilometer dengan suhu 4.500 °C, diselimuti pula oleh inti luar yang bersifat cair setebal 2.100 kilometer, lalu diselimuti pula oleh mantel silika setebal 2.800 kilometer membentuk 83% isi bumi, dan akhirnya sekali diselimuti oleh kerak bumi setebal kurang lebih 85 kilometer.

Kerak bumi lebih tipis di dasar laut yaitu sekitar 5 kilometer. Kerak bumi terbagi kepada beberapa bagian dan bergerak melalui pergerakan tektonik lempeng (teori Continental Drift) yang menghasilkan gempa bumi.

Titik tertinggi di permukaan bumi adalah gunung Everest setinggi 8.848 meter, dan titik terdalam adalah palung Mariana di samudra Pasifik dengan kedalaman 10.924 meter. Danau terdalam adalah Danau Baikal dengan kedalaman 1.637 meter, sedangkan danau terbesar adalah Laut Kaspia dengan luas 394.299 km².

Komposisi dan struktur

Bumi adalah sebuah planet kebumian, yang artinya terbuat dari batuan, berbeda dibandingkan gas raksasa seperti Jupiter. Planet ini adalah yang terbesar dari empat planet kebumian, dalam kedua arti, massa dan ukuran. Dari keempat planet kebumian, bumi juga memiliki kepadatan tertinggi, gravitasi permukaan terbesar, medan magnet terkuat dan rotasi paling cepat. Bumi juga merupakan satu-satunya planet kebumian yang memiliki lempeng tektonik yang aktif.

Bentuk

Bentuk planet Bumi sangat mirip dengan bulatan gepeng (oblate spheroid), sebuah bulatan yang tertekan ceper pada orientasi kutub-kutub yang menyebabkan buncitan pada bagian katulistiwa. Buncitan ini terjadi karena rotasi bumi, menyebabkan ukuran diameter katulistiwa 43 km lebih besar dibandingkan diameter dari kutub ke kutub. Diameter rata-rata dari bulatan bumi adalah 12.742 km, atau kira-kira 40.000 km/π. Karena satuan meter pada awalnya didefinisikan sebagai 1/10.000.000 jarak antara katulistiwa ke kutub utara melalui kota Paris, Prancis.

Topografi lokal sedikit bervariasi dari bentuk bulatan ideal yang mulus, meski pada skala global, variasi ini sangat kecil. Bumi memiliki toleransi sekitar satu dari 584, atau 0,17% dibanding bulatan sempurna (reference spheroid), yang lebih mulus jika dibandingkan dengan toleransi sebuah bola biliar, 0,22%. Lokal deviasi terbesar pada permukaan bumi adalah gunung Everest (8.848 m di atas permukaan laut) dan Palung Mariana (10.911 m di bawah permukaan laut). Karena buncitan katulistiwa, bagian bumi yang terletak paling jauh dari titik tengah bumi sebenarnya adalah gunung Chimborazo di Ekuador.

Proses alam endogen/tenaga endogen adalah tenaga bumi yang berasal dari dalam bumi. Tenaga alam endogen bersifat membangun permukaan bumi ini. Tenaga alam eksogen berasal dari luar bumi dan bersifat merusak. Jadi kedua tenaga itulah yang membuat berbagai macam relief di muka bumi ini seperti yang kita tahu bahwa permukaan bumi yang kita huni ini terdiri atas berbagai bentukan seperti gunung, lembah, bukit, danau, sungai, dsb. Adanya bentukan-bentukan tersebut, menyebabkan permukaan bumi menjadi tidak rata. Bentukan-bentukan tersebut dikenal sebagai relief bumi.

Komposisi kimia

F. W. Clarke's Table kerak oksida
Senyawa	Formula	Komposisi
silika	SiO₂	59,71%
alumina	Al₂O₃	15,41%
kapur	CaO	4,90%
Magnesia	MgO	4,36%
sodium oxide	Na₂O	3,55%
iron(II) oxide	FeO	3,52%
potasium oxida	K₂O	2,80%
besi(III) oxida	Fe₂O₃	2,63%
air	H₂O	1,52%
titanium dioxida	TiO₂	0,60%
phosphorus pentoxida	P₂O₅	0,22%
Total		99,22%

Massa bumi kira-kira adalah 5,98×10²⁴ kg. Kandungan utamanya adalah besi(32,1%), oksigen (30,1%), silikon (15,1%), magnesium (13,9%), sulfur (2,9%), nikel (1,8%), kalsium (1,5%), and aluminium (1,4%); dan 1,2% selebihnya terdiri dari berbagai unsur-unsur langka. Karena proses pemisahan massa, bagian inti bumi dipercaya memiliki kandungan utama besi (88,8%), dan sedikit nikel (5,8%), sulfur (4,5%), dan selebihnya kurang dari 1% unsur langka. Ahli geokimia F. W. Clarke memperhitungkan bahwa sekitar 47% kerak bumi terdiri dari oksigen. Batuan-batuan paling umum yang terdapat di kerak bumi hampir semuanya adalah oksida (oxides); klorin, sulfur, dan florin adalah kekecualian dan jumlahnya di dalam batuan biasanya kurang dari 1%. Oksida-oksida utama adalah silika, alumina, oksida besi, kapur, magnesia, potas dan soda. Fungsi utama silika adalah sebagai asam, yang membentuk silikat. Ini adalah sifat dasar dari berbagai mineral batuan beku yang paling umum. Berdasarkan perhitungan dari 1,672 analisa berbagai jenis batuan, Clarke menyimpulkan bahwa 99,22% batuan terdiri dari 11 oksida (lihat tabel kanan). Konstituen lainnya hanya terjadi dalam jumlah yang kecil.

Lapisan bumi

Menurut komposisi (jenis dari materialnya), Bumi dapat dibagi menjadi lapisan-lapisan sebagai berikut :

Kerak Bumi

Mantel Bumi

Mantel bumi terletak di antara kerak dan inti luar bumi. Mantel bumi merupakan batuan yang mengandung magnesium dan silikon. Suhu pada mantel bagian atas ±1300 °C-1500 °C dan suhu pada mantel bagian dalam ±1500 °C-3000 °C

Inti Bumi

Sedangkan menurut sifat mekanik (sifat dari material) -nya, bumi dapat dibagi menjadi lapisan-lapisan sebagai berikut :

Litosfir

Astenosfir

Mesosfir

Inti Bumi bagian luar

Inti bumi bagian luar merupakan salah satu bagian dalam bumi yang melapisi inti bumi bagian dalam. Inti bumi bagian luar mempunyai tebal 2250 km dan kedalaman antara 2900-4980 km. Inti bumi bagian luar terdiri atas besi dan nikel cair dengan suhu 3900 °C

Inti Bumi bagian dalam

Inti bumi bagian dalam merupakan bagian bumi yang paling dalam atau dapat juga disebut inti bumi. inti bumi mempunyai tebal 1200km dan berdiameter 2600km. inti bumi terdiri dari besi dan nikel berbentuk padat dengan temperatur dapat mencapai 4800 °C
2. Teori Pembentukan Bumi

Bentuk permukaan bumi berbeda-beda, mulai dari daratan, lautan, pegunungan, perbukitan, danau, lembah, dan sebagainya. Bumi sebagai salah satu planet yang termasuk dalam sistem tata surya di alam semesta ini tidak diam seperti apa yang kita perkirakan selama ini, melainkan bumi melakukan perputaran pada porosnya (rotasi) dan bergerak mengelilingi matahari (revolusi) sebagai pusat sistem tata surya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya siang malam dan pasang surut air laut. Oleh karena itu, proses terbentuknya bumi tidak terlepas dari proses terbentuknya tata surya kita.

Setelah memahaminya, inilah proses pembentukan bumi dari beberapa teori:

1.Theory Big bang

            Teori ini adalh yang paling terkenal gan.
Berdasarkan Theory Big Bang, proses terbentuknya bumi berawal dari puluhan milyar tahun yang lalu. Pada awalnya terdapat gumpalan kabut raksasa yang berputar pada porosnya. Putaran yang dilakukannya tersebut memungkinkan bagian-bagian kecil dan ringan terlempar ke luar dan bagian besar berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Suatu saat, gumpalan kabut raksasa itu meledak dengan dahsyat di luar angkasa yang kemudian membentuk galaksi dan nebula-nebula. Selama jangka waktu lebih kurang 4,6 milyar tahun, nebula-nebula tersebut membeku dan membentuk suatu galaksi yang disebut dengan nama Galaksi Bima Sakti, kemudian membentuk sistem tata surya. Sementara itu, bagian ringan yang terlempar ke luar tadi mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Kemudian, gumpalan-gumpalan itu membentuk planet-planet, termasuk planet bumi.

Dalam perkembangannya, planet bumi terus mengalami proses secara bertahap hingga terbentuk seperti sekarang ini. Ada tiga tahap dalam proses pembentukan bumi, yaitu:

1. Awalnya, bumi masih merupakan planet homogen dan belum mengalami perlapisan atau perbedaan unsur.
2. Pembentukan perlapisan struktur bumi yang diawali dengan terjadinya diferensiasi. Material besi yang berat jenisnya lebih besar akan tenggelam, sedangkan yang berat jenisnya lebih ringan akan bergerak ke permukaan.
3. Bumi terbagi menjadi lima lapisan, yaitu inti dalam, inti luar, mantel dalam, mantel luar, dan kerak bumi.

Perubahan di bumi disebabkan oleh perubahan iklim dan cuaca.

2. Teori Kabut Kant-Laplace

            Sejak jaman sebelum Masehi, para ahli telah banyak berfikir dan melakukan analisis terhadap gejala-gejala alam. Mulai abad ke 18 para ahli telah memikirkan proses terjadinya Bumi.
Ingatkah kamu tentang teori kabut (nebula) yang dikemukakan oleh Immanuel Kant (1755) dan Piere de Laplace (1796)? Mereka terkenal dengan Teori Kabut Kant-Laplace. Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang kemudian berkumpul menjadi kabut (nebula). Gaya tarik-menarik antar gas ini membentuk kumpulan kabut yang sangat besar dan berputar semakin cepat. Dalam proses perputaran yang sangat cepat ini, materi kabut bagian khatulistiwa terlempar memisah dan memadat (karena pendinginan). Bagian yang terlempar inilah yang kemudian menjadi planet-planet dalam tata surya.

3. Teori Planetesimal

            Seabad sesudah teori kabut tersebut, muncul teori Planetesimal yang dikemukakan oleh Chamberlin dan Moulton. Teori ini mengungkapkan bahwa pada mulanya telah terdapat matahari asal. Pada suatu ketika, matahari asal ini didekati oleh sebuah bintang besar, yang menyebabkan terjadinya penarikan pada bagian matahari. Akibat tenaga penarikan matahari asal tadi, terjadilah ledakan-ledakan yang hebat. Gas yang meledak ini keluar dari atmosfer matahari, kemudian mengembun dan membeku sebagai benda-benda yang padat, dan disebut planetesimal. Planetesimal ini dalam perkembangannya menjadi planet-planet, dan salah satunya adalah planet Bumi kita.

Pada dasarnya, proses-proses teoritis terjadinya planet-planet dan bumi, dimulai daribenda berbentuk gas yang bersuhu sangat panas. Kemudian karena proses waktu dan perputaran (pusingan) cepat, maka terjadi pendinginan yang menyebabkan pemadatan (pada bagian luar). Adapaun tubuh Bumi bagian dalam masih bersuhu tinggi.

4. Teori Pasang Surut Gas

            Teori ini dikemukakan oleh jeans dan Jeffreys, yakni bahwa sebuah bintang besar mendekati matahari dalam jarak pendek, sehingga menyebabkan terjadinya pasang surut pada tubuh matahari, saat matahari itu masih berada dalam keadaan gas. Terjadinya pasang surut air laut yang kita kenal di Bumi, ukuranya sangat kecil. Penyebabnya adalah kecilnya massa bulan dan jauhnya jarak bulan ke Bumi (60 kali radius orbit Bumi). Tetapi, jika sebuah bintang yang bermassa hampir sama besar dengan matahari mendekati matahari, maka akan terbentuk semacam gunung-gunung gelombang raksasa pada tubuh matahari, yang disebabkan oleh gaya tarik bintang tadi. Gunung-guung tersebut akan mencapai tinggi yang luar biasa dan membentuk semacam lidah pijar yang besar sekali, menjulur dari massa matahari tadi dan merentang kea rah bintang besar itu.

            Dalam lidah yang panas ini terjadi perapatan gas-gas dan akhirnya kolom-kolom ini akan pecah, lalu berpisah menjadi benda-benda tersendiri, yaitu planet-planet. Bintang besar yang menyebabkan penarikan pada bagian-bagian tubuh matahari tadi, melanjutkan perjalanan di jagat raya, sehingga lambat laun akan hilang pengaruhnya terhadap-planet yang berbentuk tadi. Planet-planet itu akan berputar mengelilingi matahari dan mengalami proses pendinginan. Proses pendinginan ini berjalan dengan lambat pada planet-planet besar, seperti Yupiter dan Saturnus, sedangkan pada planet-planet kecil seperti Bumi kita, pendinginan berjalan relatif lebih cepat.

            Sementara pendinginan berlangsung, planet-planet itu masih mengelilingi matahari pada orbit berbentuk elips, sehingga besar kemungkinan pada suatu ketika meraka akan mendekati matahari dalam jarak yang pendek. Akibat kekuatan penarikan matahari, maka akan terjadi pasang surut pada tubuh-tubuh planet yang baru lahir itu. Matahari akan menarik kolom-kolom materi dari planet-planet, sehingga lahirlah bulan-bulan (satelit-satelit) yang berputar mengelilingi planet-planet. peranan yang dipegang matahari dalam membentuk bulan-bulan ini pada prinsipnya sama dengan peranan bintang besar dalam membentuk planet-planet, seperti telah dibicarakan di atas.

5. Teori Bintang Kembar

            Teori ini dikemukakan oleh seorang ahli Astronomi R.A Lyttleton. Menurut teori ini, galaksi berasal dari kombinasi bintang kembar. Salah satu bintang meledak sehingga banyak material yang terlempar. Karena bintang yang tidak meledak mempunyai gaya gravitasi yang masih kuat, maka sebaran pecahan ledakan bintang tersebut mengelilingi bintang yang tidak meledak. Bintang yang tidak meledak itu adalah matahari, sedangkan pecahan bintang yang lain adalah planet-planet yang mengelilinginya

Kesimpulan

Ada dua kesimpulan yang dapat diambil dari penjelasan mengenai proses terbentuknya bumi, yaitu:

1. Bumi berasal dari suatu gumpalan kabut raksasa yang meledak dahsyat, kemudian membentuk galaksi dan nebula. Setelah itu, nebula membeku membentuk galaksi Bima Sakti, lalu sistem tata surya.Bumi terbentuk dari bagian kecil ringan yang terlempar ke luar saat gumpalan kabut raksasa meledak yang mendingin dan memadat sehingga terbentuklah bumi.

2. Tiga tahap proses pembentukan bumi, yaitu mulai dari awal bumi terbentuk, diferensiasi sampai bumi mulai terbagi ke dalam beberapa zona atau lapisan, yaitu inti dalam, inti luar, mantel dalam, mantel luar, dan kerak bumi.

Batuan dan mineral

Batuan beku

Batuan beku atau batuan igneus (dari Bahasa Latin: ignis, “api”) adalah jenis batuan yang terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik di bawah permukaan sebagai batuan intrusif (plutonik) maupun di atas permukaan sebagai batuan ekstrusif (vulkanik). Magma ini dapat berasal dari batuan setengah cair ataupun batuan yang sudah ada, baik di mantel ataupun kerak bumi. Umumnya, proses pelelehan terjadi oleh salah satu dari proses-proses berikut: kenaikan temperatur, penurunan tekanan, atau perubahan komposisi. Lebih dari 700 tipe batuan beku telah berhasil dideskripsikan, sebagian besar terbentuk di bawah permukaan kerak bumi.

A. STRUKTUR BATUAN BEKU

Berdasarkan tempat pembekuannya batuan beku dibedakan menjadi batuan beku extrusive dan intrusive. Hal ini pada nantinya akan menyebabkan perbedaan pada tekstur masing masing batuan tersebut. Kenampakan dari batuan beku yang tersingkap merupakan hal pertama yang harus kita perhatikan. Kenampakan inilah yang disebut sebagai struktur batuan beku
1. Struktur batuan beku ekstrusif
Batuan beku ekstrusif adalah batuan beku yang proses pembekuannya berlangsung dipermukaan bumi. Batuan beku ekstrusif ini yaitu lava yang memiliki berbagia struktur yang memberi petunjuk mengenai proses yang terjadi pada saat pembekuan lava tersebut. Struktur ini diantaranya:
a. Masif, yaitu struktur yang memperlihatkan suatu masa batuan yang terlihat seragam.
b. Sheeting joint, yaitu struktur batuan beku yang terlihat sebagai lapisan
c. Columnar joint, yaitu struktur yang memperlihatkan batuan terpisah poligonal seperti batang pensil.
d. Pillow lava, yaitu struktur yang menyerupai bantal yang bergumpal-gumpal. Hal ini diakibatkan proses pembekuan terjadi pada lingkungan air.
e. Vesikular, yaitu struktur yang memperlihatkan lubang-lubang pada batuan beku. Lubang ini terbentuk akibat pelepasan gas pada saat pembekuan.
f. Amigdaloidal, yaitu struktur vesikular yang kemudian terisi oleh mineral lain seperti kalsit, kuarsa atau zeolit
g. Struktur aliran, yaitu struktur yang memperlihatkan adanya kesejajaran mineral pada arah tertentu akibat aliran
2. Struktur Batuan Beku Intrusif

Batuan beku ekstrusif adalah batuan beku yang proses pembekuannya berlangsung dibawah permukaan bumi. berdasarkan kedudukannya terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya struktur tubuh batuan beku intrusif terbagi menjadi dua yaitu konkordan dan diskordan.

Konkordan
Tubuh batuan beku intrusif yang sejajar dengan perlapisan disekitarnya, jenis jenis dari tubuh batuan ini yaitu :
a. Sill, tubuh batuan yang berupa lembaran dan sejajar dengan perlapisan batuan disekitarnya.
b. Laccolith, tubuh batuan beku yang berbentuk kubah (dome), dimana perlapisan batuan yang asalnya datar menjadi melengkung akibat penerobosan tubuh batuan ini, sedangkan bagian dasarnya tetap datar. Diameter laccolih berkisar dari 2 sampai 4 mil dengan kedalaman ribuan meter.
c. Lopolith, bentuk tubuh batuan yang merupakan kebalikan dari laccolith, yaitu bentuk tubuh batuan yang cembung ke bawah. Lopolith memiliki diameter yang lebih besar dari laccolith, yaitu puluhan sampai ratusan kilometer dengan kedalaman ribuan meter.
d. Paccolith, tubuh batuan beku yang menempati sinklin atau antiklin yang telah terbentuk sebelumnya. Ketebalan paccolith berkisar antara ratusan sampai ribuan kilometer

Diskordan
Tubuh batuan beku intrusif yang memotong perlapisan batuan disekitarnya. Jenis-jenis tubuh batuan ini yaitu:
a. Dike, yaitu tubuh batuan yang memotong perlapisan disekitarnya dan memiliki bentuk tabular atau memanjang. Ketebalannya dari beberapa sentimeter sampai puluhan kilometer dengan panjang ratusan meter.
b. Batolith, yaitu tubuh batuan yang memiliki ukuran yang sangat besar yaitu > 100 km2 dan membeku pada kedalaman yang besar.
c. Stock, yaitu tubuh batuan yang mirip dengan Batolith tetapi ukurannya lebih kecil
B. TEKSTUR BATUAN BEKU

Magma merupakan larutan yang kompleks. Karena terjadi penurunan temperatur, perubahan tekanan dan perubahan dalam komposisi, larutan magma ini mengalami kristalisasi. Perbedaan kombinasi hal-hal tersebut pada saat pembekuan magma mengakibatkan terbentuknya batuan yang memilki tekstur yang berbeda.

Ketika batuan beku membeku pada keadaan temperatur dan tekanan yang tinggi di bawah permukaan dengan waktu pembekuan cukup lama maka mineral-mineral penyusunya memiliki waktu untuk membentuk sistem kristal tertentu dengan ukuran mineral yang relatif besar. Sedangkan pada kondisi pembekuan dengan temperatur dan tekanan permukaan yang rendah, mineral-mineral penyusun batuan beku tidak sempat membentuk sistem kristal tertentu, sehingga terbentuklah gelas (obsidian) yang tidak memiliki sistem kristal, dan mineral yang terbentuk biasanya berukuran relatif kecil. Berdasarkan hal di atas tekstur batuan beku dapat dibedakan berdasarkan :

1. Tingkat kristalisasi
a) Holokristalin, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya disusun oleh kristal
b) Hipokristalin, yaitu batuan beku yang tersusun oleh kristal dan gelas
c) Holohyalin, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya tersusun oleh gelas
2. Ukuran butir
a) Phaneritic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhmya tersusun oleh mineral-mineral yang berukuran kasar.
b) Aphanitic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya tersusun oleh mineral berukuran halus.
3. Bentuk kristal
Ketika pembekuan magma, mineral-mineral yang terbentuk pertama kali biasanya berbentuk sempurna sedangkan yang terbentuk terakhir biasanya mengisi ruang yang ada sehingga bentuknya tidak sempurna. Bentuk mineral yang terlihat melalui pengamatan mikroskop yaitu:
a) Euhedral, yaitu bentuk kristal yang sempurna
b) Subhedral, yaitu bentuk kristal yang kurang sempurna
c) Anhedral, yaitu bentuk kristal yang tidak sempurna.
4. Berdasarkan kombinasi bentuk kristalnya
a) Unidiomorf (Automorf), yaitu sebagian besar kristalnya dibatasi oleh bidang kristal atau bentuk kristal euhedral (sempurna)
b) Hypidiomorf (Hypautomorf), yaitu sebagian besar kristalnya berbentuk euhedral dan subhedral.
c) Allotriomorf (Xenomorf), sebagian besar penyusunnya merupakan kristal yang berbentuk anhedral.
5. Berdasarkan keseragaman antar butirnya
a) Equigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya hampir sama
b) Inequigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya tidak sama
C. KLASIFIKASI BATUAN BEKU
Batuan beku diklasifikasikan berdasarkan tempat terbentuknya, warna, kimia, tekstur, dan mineraloginya.
a. Berdasarkan tempat terbentuknya batuan beku dibedakan atas :
1. Batuan beku Plutonik, yaitu batuan beku yang terbentuk jauh di perut bumi.
2. Batuan beku Hypabisal, yaitu batuan beku yang terbentu tidak jauh dari permukaan bumi
3. Batuan beku vulkanik, yaitu batuan beku yang terbentuk di permukaan bumi
Berdasarkan warnanya, mineral pembentuk batuan beku ada dua yaitu mineral mafic (gelap) seperti olivin, piroksen, amphibol dan biotit, dan mineral felsic (terang) seperti Feldspar, muskovit, kuarsa dan feldspatoid.
b. Klasifikasi batuan beku berdasarkan warnanya yaitu:
1. Leucocratic rock, kandungan mineral mafic < 30%
2. Mesocratic rock, kandungan mineral mafic 30% - 60%
3. Melanocratic rock, kandungan mineral mafic 60% - 90%
4. Hypermalanic rock, kandungan mineral mafic > 90%
c. Berdasarkan kandungan kimianya yaitu kandungan SiO2-nya batuan beku diklasifikasikan menjadi empat yaitu:
1. Batuan beku asam (acid), kandungan SiO2 > 65%, contohnya Granit, Ryolit.
2. Batuan beku menengah (intermediat), kandungan SiO2 65% - 52%. Contohnya Diorit, Andesit
3. Batuan beku basa (basic), kandungan SiO2 52% - 45%, contohnya Gabbro, Basalt
4. Batuan beku ultra basa (ultra basic), kandungan SiO2 < 30%
D. PENGELOMPOKAN BATUAN BEKU

Untuk membedakan berbagai jenis batuan beku yang terdapat di Bumi, dilakukan berbagai cara pengelompokan terhadap batuan beku, Pengelompokan yang didasarkan kepada susunan kimia batuan, jarang dilakukan. Hal ini disebabkan disamping prosesnya lama dan mahal, karena harus dilakukan melalui analisa kimiawi. Dan yang sering digunakan adalah yang didasarkan kepada tekstur dipadukan dengan susunan mineral, dimana keduanya dapat dilihat dengan kasat mata.

Berdasarkan susunan mineralogi. Gabro adalah batuan beku dalam dimana sebagian besar mineral-mineralnya adalah olivine dan piroksin. Sedangkan Felsparnya terdiri dari felspar plagioklas Ca. Teksturnya kasar atau phanerik, karena mempunyai waktu pendinginan yang cukup lama didalam litosfir. Kalau dia membeku lebih cepat karena mencapai permukaan bumi, maka batuan beku yang terjadi adalah basalt dengan tekstur halus. Jadi Gabro dan Basalt keduanya mempunyai susunan mineral yang sama, tetapi teksturnya berbeda. Demikian pula dengan Granit dan Rhyolit, atau Diorit dan Andesit. Granit dan Diorit mempunyai tekstur yang kasar, sedangkan Rhyolit dan Andesit halus. Basalt dan Andesit adalah batuan beku yang banyak dikeluarkan gunung-berapi, sebagai hasil pembekuan lava.

Para ahli teknik Sipil akan sangat tertarik untuk mempelajari batuan, disamping fungsinya sebagai bahan bangunan, juga karena perannya sebagai batuan dasar atau pondasi. Karena itu kepada mereka dianjurkan untuk dapat mengenal beberapa jenis batuan beku yang utama di lapangan. Untuk memperoleh data tentang sifat batuan yang diperlukan oleh para ahli Teknik Sipil, umumnya dilakukan pengujian lapangan dan studi petrografi (mikroskopis). Data tersebut diperlukan dalam kaitannya untuk penambangan, konstruksi bawah permukaan atau untuk menentukan cara-cara membuat bukaan.

Batuan beku juga dapat dikelompokan berdasarkan bentuk-bentuknya didalam kerak Bumi. Pada saat magma menerobos litosfir dalam perjalanannya menuju permukaan Bumi, ia dapat menempati tempatnya didalam kerak dengan cara memotong struktur batuan yang telah ada, atau mengikuti arah dari struktur batuan. Yang memotong struktur disebut bentuk-bentuk diskordan, sedangkan yang mengikuti struktur disebut konkordan.

E. MAGMA

Dalam siklus batuan dicantumkan bahwa batuan beku bersumber dari proses pendinginan dan penghabluran lelehan batuan didalam Bumi yang disebut magma. Magma adalah suatu lelehan silikat bersuhu tinggi berada didalam Litosfir, yang terdiri dari ion-ion yang bergerak bebas, hablur yang mengapung didalamnya, serta mengandung sejumlah bahan berwujud gas. Lelehan tersebut diperkirakan terbentuk pada kedalaman berkisar sekitar 200 kilometer dibawah permukaan Bumi, terdiri terutama dari unsur-unsur yang kemudian membentuk mineral-mineral silikat.

Magma yang mempunyai berat-jenis lebih ringan dari batuan sekelilingnya, akan berusaha untuk naik melalui rekahan-rekahan yang ada dalam litosfir hingga akhirnya mampu mencapai permukaan Bumi. Apabila magma keluar, melalui kegiatan gunung-berapi dan mengalir diatas permukaan Bumi, ia akan dinamakan lava. Magma ketika dalam perjalanannya naik menuju ke permukaan, dapat juga mulai kehilangan mobilitasnya ketika masih berada didalam litosfir dan membentuk dapur-dapur magma sebelum mencapai permukaan. Dalam keadaan seperti itu, magma akan membeku ditempat, dimana ion-ion didalamnya akan mulai kehilangan gerak bebasnya kemudian menyusun diri, menghablur dan membentuk batuan beku. Namun dalam proses pembekuan tersebut, tidak seluruh bagian dari lelehan itu akan menghablur pada saat yang sama. Ada beberapa jenis mineral yang terbentuk lebih awal pada suhu yang tinggi dibanding dengan lainnya.

Dalam gambar berikut diperlihatkan urutan penghabluran (pembentukan mineral) dalam proses pendinginan dan penghabluran lelehan silikat. Mineral-mineral yang mempunyai berat-jenis tinggi karena kandungan Fe dan Mg seperti olivine, piroksen, akan menghablur paling awal dalam keadaan suhu tinggi, dan kemudian disusul oleh amphibole dan biotite. Disebelah kanannya kelompok mineral felspar, akan diawali dengan jenis felspar calcium (Ca-Felspar) dan diikuti oleh felspar kalium (K-Felspar). Akibatnya pada suatu keadaan tertentu, kita akan mendapatkan suatu bentuk dimana hublur-hablur padat dikelilingi oleh lelehan.

Bentuk-bentuk dan ukuran dari hablur yang terjadi, sangat ditentukan oleh derajat kecepatan dari pendinginan magma. Pada proses pendinginan yang lambat, hablur yang terbentuk akan mempunyai bentuk yang sempurna dengan ukuran yang besar-besar. Sebaliknya, apabila pendinginan itu berlangsung cepat, maka ion-ion didalamnya akan dengan segera menyusun diri dan membentuk hablur-hablur yang berukuran kecil-kecil, kadang berukuran mikroskopis. Bentuk pola susunan hablur-hablur mineral yang nampak pada batuan beku tersebut dinamakan tekstur batuan.

Disamping derajat kecepatan pendinginan, susunan mineralogi dari magma serta kadar gas yang dikandungnya, juga turut menentukan dalam proses penghablurannya. Mengingat magma dalam aspek-aspek tersebut diatas sangat berbeda, maka batuan beku yang terbentuk juga sangat beragam dalam susunan mineralogi dan kenampakan fisiknya. Meskipun demikian, batuan beku tetap dapat dikelompokan berdasarkan cara-cara pembentukan seta susunan mineraloginya.

F. PROSES PEMBENTUKAN MAGMA

Magma dalam kerak Bumi dapat terbentuk sebagai akibat dari perbenturan antara 2 (dua) lempeng litosfir, dimana salah satu dari lempeng yang berinteraksi itu menunjam dan menyusup kedalam astenosfir. Sebagai akibat dari gesekan yang berlangsung antara kedua lempeng litosfir tersebut, maka akan terjadi peningkatan suhu dan tekanan, ditambah dengan penambahan air berasal dari sedimen-sedimen samudra akan disusul oleh proses peleburan sebagian dari litosfir (gambar berikut)

Sumber magma yang terjadi sebagai akibat dari peleburan tersebut akan menghasilkan magma yang bersusunan asam (kandungan unsur SiO2 lebih besar dari 55%). Magma yang bersusunan basa, adalah magma yang terjadi dan bersumber dari astenosfir. Magma seperti itu didapat di daerah-daerah yang mengalami gejala regangan yang dilanjutkan dengan pemisahan litosfir.

Berdasakan sifat kimiawinya, batuan beku dapat dikelompokan menjadi 4 (empat) kelompok, yaitu: (1) Kelompok batuan beku ultrabasa/ultramafic; (2) Kelompok batuan beku basa; (3) Kelompok batuan beku intermediate; dan (4) Kelompok batuan beku asam. Dengan demikian maka magma asal yang membentuk batuan batuan tersebut diatas dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu magma basa, magma intermediate, dan magma asam. Yang menjadi persoalan dari magma adalah :

Diferensiasi Magma adalah proses penurunan temperatur magma yang terjadi secara perlahan yang diikuti dengan terbentuknya mineral-mineral seperti yang ditunjukkan dalam deret reaksi Bowen. Pada penurunan temperatur magma maka mineral yang pertama kali yang akan terbentuk adalah mineral Olivine, kemudian dilanjutkan dengan Pyroxene, Hornblende, Biotite (Deret tidak kontinu). Pada deret yang kontinu, pembentukan mineral dimulai dengan terbentuknya mineral Ca-Plagioclase dan diakhiri dengan pembentukan Na-Plagioclase. Pada penurunan temperatur selanjutnya akan terbentuk mineral K-Feldspar(Orthoclase), kemudian dilanjutkan oleh Muscovite dan diakhiri dengan terbentuknya mineral Kuarsa (Quartz). Proses pembentukan mineral akibat proses diferensiasi magma dikenal juga sebagai Mineral Pembentuk Batuan (Rock Forming Minerals).

Pembentukan batuan yang berkomposisi ultrabasa, basa, intermediate, dan asam dapat terjadi melalui proses diferensiasi magma. Pada tahap awal penurunan temperatur magma, maka mineral-mineral yang akan terbentuk untuk pertama kalinya adalah Olivine, Pyroxene dan Ca-plagioklas dan sebagaimana diketahui bahwa mineral-mineral tersebut adalah merupakan mineral penyusun batuan ultra basa. Dengan terbentuknya mineral-mineral Olivine, pyroxene, dan Ca-Plagioklas maka konsentrasi larutan magma akan semakin bersifat basa hingga intermediate dan pada kondisi ini akan terbentuk mineral mineral Amphibol, Biotite dan Plagioklas yang intermediate (Labradorite – Andesine) yang merupakan mineral pembentuk batuan Gabro (basa) dan Diorite (intermediate). Dengan terbentuknya mineral-mineral tersebut diatas, maka sekarang konsentrasi magma menjadi semakin bersifat asam. Pada kondisi ini mulai terbentuk mineral-mineral K-Feldspar (Orthoclase), Na-Plagioklas (Albit), Muscovite, dan Kuarsa yang merupakan mineral-mineral penyusun batuan Granite dan Granodiorite (Proses diferensiasi magma ini dikenal dengan seri reaksi Bowen).

Asimilasi Magma adalah proses meleburnya batuan samping (migling) akibat naiknya magma ke arah permukaan dan proses ini dapat menyebabkan magma yang tadinya bersifat basa berubah menjadi asam karena komposisi batuan sampingnya lebih bersifat asam. Apabila magma asalnya bersifat asam sedangkan batuan sampingnya bersifat basa, maka batuan yang terbentuk umumnya dicirikan oleh adanya Xenolite (Xenolite adalah fragment batuan yang bersifat basa yang terdapat dalam batuan asam). Pembentukan batuan yang berkomposisi ultrabasa, basa, intermediate, dan asam dapat juga terjadi apabila magma asal (magma basa) mengalami asimilasi dengan batuan sampingnya.

Sebagai contoh suatu magma basa yang menerobos batuan samping yang berkomposisi asam maka akan terjadi asimilasi magma, dimana batuan samping akan melebur dengan larutan magma dan hal ini akan membuat konsentrasi magma menjadi bersifat intermediate hingga asam. Dengan demikian maka batuan-batuan yang berkomposisi mineral intermediate maupun asam dapat terbentuk dari magma basa yang mengalami asimilasi dengan batuan sampingnya. Klasifikasi batuan beku dapat dilakukan berdasarkan kandungan mineralnya, kejadian / genesanya (plutonik, hypabisal, dan volkanik), komposisi kimia batuannya, dan indek warna batuannya. Untuk berbagai keperluan klasifikasi, biasanya kandungan mineral dipakai untuk mengklasifikasi batuan dan merupakan cara yang paling mudah dalam menjelaskan batuan beku. Berdasarkan kejadiannya (genesanya), batuan beku dapat dikelompokkan sebagai berikut:

1) Batuan Volcanic adalah batuan beku yang terbentuk dipermukaan atau sangat dekat permukaan bumi dan umumnya berbutir sangat halus hingga gelas.
2) Batuan Hypabysal adalah batuan beku intrusive yang terbentuk dekat permukaan bumi dengan ciri umum bertekstur porphyritic.
3) Batuan Plutonic adalah batuan beku intrusive yang terbentuk jauh dibawah permukaan bumi dan umumnya bertekstur sedang hingga kasar.
4) Batuan Extrusive adalah batuan beku, bersifat fragmental atau sebaliknya dan terbentuk sebagai hasil erupsi ke permukaan bumi.
5) Batuan Intrusive adalah batuan beku yang terbentuk dibawah permukaan bumi.
G. PENAMAAN BATUAN BEKU

Penamaan batuan beku ditentukan berdasarkan dari komposisi mineral-mineral utama (ditentukan berdasarkan persentase volumenya) dan apabila dalam penentuan komposisi mineralnya sulit ditentukan secara pasti, maka analisis kimia dapat dilakukan untuk memastikan komposisinya. Yang dimaksud dengan klasifikasi batuan beku disini adalah semua batuan beku yang terbentuk seperti yang diuraikan diatas (volkanik, plutonik, extrusive, dan intrusive). Dan batuan beku ini mungkin terbentuk oleh proses magmatik, metamorfosa, atau kristalisasi metasomatism.

Penamaan batuan beku didasarkan atas Tekstur Batuan dan Komposisi Mineral. Tekstur batuan beku adalah hubungan antar mineral dan derajat kristalisasinya. Tekstur batuan beku terdiri dari 3 jenis (gambar bsamping), yaitu Aphanitics (bertekstur halus), Porphyritics (bertekstur halus dan kasar), dan Phanerics (bertekstur kasar). Pada batuan beku kita mengenal derajat kristalisasi batuan: Holohyaline (seluruhnya terdiri dari mineral amorf/gelas)), holocrystalline (seluruhnya terdiri dari kristal), dan hypocrystalline (sebagian teridiri dari amorf dan sebagian kristal). Sedangkan bentuk mineral/butir dalam batuan beku dikenal dengan bentuk mineral: Anhedral, Euhedral, dan Glass/amorf.

Komposisi mineral utama batuan adalah mineral penyusun batuan (Rock forming Mineral) dari Bowen series, dapat terdiri dari satu atau lebih mineral. Komposisi mineral dalam batuan beku dapat terdiri dari mineral primer (mineral yang terbentuk pada saat pembentukan batuan / bersamaan pembekuan magma) dan mineral sekunder (mineral yang terbentuk setelah pembentukan batuan).

alam Tabel berikut diperlihatkan jenis batuan beku Intrusif dan batuan beku Ekstrusif dan batuan Ultramafik beserta komposisi mineral utama dan mineral sedikit yang menyusun pada setiap jenis batuannya.

Beberapa contoh batuan beku

Batuan sedimen

Batuan metamorfosa

Deformasi kerak bumi

Waktu geologi

Diagram skala waktu geologi

waktu geologi digunakan oleh para ahli geologi dan ilmuwan untuk menjelaskan waktu dan hubungan antar peristiwa yang terjadi sepanjang sejarah Bumi. Bukti-bukti dari penanggalan radiometri menunjukkan bahwa bumi berumur sekitar 4.570 juta tahun. Waktu geologi bumi disusun menjadi beberapa unit menurut peristiwa yang terjadi pada tiap periode. Masing-masing zaman pada skala waktu biasanya ditandai dengan peristiwa besar geologi atau paleontologi, seperti kepunahan massal. Sebagai contoh, batas antara zaman Kapur dan Paleogen didefinisikan dengan peristiwa kepunahan dinosaurus dan baerbagai spesies laut. Periode yang lebih tua, yang tak memiliki peninggalan fosil yang dapat diandalkan perkiraan usianya, didefinisikan dengan umur absolut.

A. Rentang waktu

Rentang waktu kedua dan ketiga masing-masing merupakan subbagian dari garis waktu sebelumnya yang ditandai dengan atau tanda bintang (asterisk). Holosen, (kala terakhir) terlalu kecil untuk dapat terlihat jelas pada garis waktu ini.

B. Tabel Waktu Geologi

Eon	Era	Periode^[1]	Kala/Seri	Peristiwa utama	Mulai, juta tahun yang lalu^[2]
Fanerozoikum	Kenozoikum	Neogen ^[3]	Holosen	Akhir glasiasi dan kebangkitan peradaban manusia.	0.011430 ± 0.00013^[4]
			Pleistosen	Berkembangnya dan selanjutnya punahnya banyak mamalia besar (megafauna Pleistosen). Evolusi manusia modern secara anatomis. Awal Zaman Es terkini.	1.806 ± 0.005 ^*
			Pliosen	Iklim dingin dan kering. Australopitheca; banyak mamalia dan moluska yang saat ini ada mulai muncul. Homo habilis muncul.	5.332 ± 0.005 ^*
			Miosen	Iklim moderat; Orogeny di belahan utara. Mamalia dan familia burung modern dikenali. Berbagai kuda dan mastodon berkembang. Rumput tumbuh di mana-mana. Kera pertama muncul.	23.03 ± 0.05 ^*
		Paleogen ^[3]	Oligosen	Iklim hangat; Evolusi dan diversifikasi pada fauna pesat, terutama mamalia. Evolusi dan penyebaran utama berbagai jenis tumbuhan berbunga modern.	33.9±0.1 ^*
			Eosen	Mamalia kuno (mis. Creodont, Condylarth, Uintatheriidae, dll) berkembang. Munculnya beberapa keluarga mamalia "modern". Paus primitif terdiversifikasi. Rumput pertama. Ice cap berkembang di Antarktika.	55.8±0.2 ^*
			Paleosen	Iklim tropis. Tumbuhan modern muncul; Mamalia terdiversikasi menjadi beberapa garis keturunan primitif menyusul kepunahan dinosaurus. Mamalia besar pertama (sampai seukuran beruang atau kuda nil kecil).	65.5±0.3 ^*
	Mesozoikum	Kapur	Atas/Akhir	Tumbuhan berbunga berkembang, bersama dengan jenis-jenis baru insekta. Ikan bertulang sejati (Teleostei) modern mulai bermunculan. Ammonita, Belemnoidea, Bivalvia rudist, Echinoidea dan Porifera umum ditemukan. Banyak jenis baru dinosaurus (mis. Tyrannosauridae, Titanosauridae, Hadrosauridae, dan Ceratopsidae) berkembang, juga Crocodilia modern; mosasaurus dan hiu modern muncul di laut. Burung primitif perlahan menggantikan pterosaurus. Mamalia monotremata, marsupialia and eutheria bermunculan. Gondwana terpecah.	99.6±0.9 ^*
		Kapur	Bawah/Awal		145.5 ± 4.0
		Jura	Atas/Akhir	Gymnospermae (terutama tumbuhan runjung, Bennettitales dan sikas) dan paku-pakuan umum ditemukan. Banyak jenis dinosaurus, seperti sauropoda, carnosaurus, and stegosaurus. Mamalia kecil umum ditemukan. Burung pertama dan hewan melata bersisik (Squamata). Ichthyosaurus dan plesiosaurus berkembang. Bivalvia, ammonita dan Belemnoidea juga banyak dijumpai. Bulu babi sangat umum, juga lili laut, bintang laut, Porifera, Brachiopoda, Terebratulida, dan Rhynchonellida. Terpecahnya Pangaea menjadi Gondwana dan Laurasia.	161.2 ± 4.0
			Tengah		175.6 ± 2.0 ^*
			Bawah/Awal		199.6 ± 0.6
		Trias	Atas/Akhir	Dinosaurus mendominasi: Archosaurus di daratan, Ichthyosaurus dan Nothosaurus di lautan, dan Pterosaurus di udara. Cynodonta menjadi lebih kecil dan lebih menyerupai mamalia; mamalia dan crocodilia pertama muncul. Dicrodium merupakan flora umum di daratan. Banyak terdapat amfibi Temnospondylus . Ammonita sangat umum. Koral modern dan ikan bertulang sejati (Teleostei) muncul, dan juga banyak insekta.	228.0 ± 2.0
			Tengah		245.0 ± 1.5
			Bawah/Awal		251.0 ± 0.4 ^*
	Paleozoikum	Perm	Lopingian	Daratan bergabung menjadi superbenua Pangaea, membentuk Pegunungan Appalachia. Akhir tahap glasial Permo-Carboniferous. Reptilia Synapsida (Pelycosaurus dan Therapsida) melimpah, sementara parareptilia dan [Amfibia Temnospondylia masih umum ditemukan. Pada zaman Perm pertengahan, flora zaman Karbon mulai digantikan oleh tumbuhan runjung (tumbuhan berbiji sejati pertama) dan tumbuhan lumut sejati pertama. Kumbang dan serangga bersayap dua berevolusi. Kehidupan laut berkembang di bagian terumbu dangkal yang hangat; Brachiopoda (Productida dan Spiriferida) , Bivalva, Foraminifera, dan amonit Orthocerida melimpah. Kepunahan massal antara Perm dan Trias terjadi 251 juta tahun yang lalu: 95 persen kehidupan di bumi pun, termasuk seluruh trilobita, graptolita, dan Blastoidea.	260.4 ± 0.7 ^*
			Guadalupian		270.6 ± 0.7 ^*
			Cisuralian		299.0 ± 0.8 ^*
		Karbon^[5]/ Pennsyl- vanian
		Karbon^[5]/ Pennsyl- vanian

C. Peristilahan

Dalam bahasa Inggris, berturut-turut skala waktu geologi dari yang terbesar adalah eon, era, period, epoch, dan stage. Dalam bahasa Indonesia, eon kadang diterjemahkan menjadi masa, period diterjemahkan menjadi periode atau zaman, sedangkan epoch diterjemahkan menjadi kala.

Lapisan yang mengandung fosil membantu ahli geologi untuk menyingkap sejarah bumi.

Sudah ribuan tahun Sungai Colorado menyayat dataran yang dilaluinya. Di barat laut Arizona telah terkikis suatu tebing yang dalamnya lebih dari satu setengah kilometer, yang kini kita kenal dengan nama Grand Canyon. Pada dinding tebing sungai itu tersingkap lapisan-lapisan sedimen yang dapat menceritakan sejarah bumi hingga 600 juta tahun yang lalu.

Ahli geologi menggunakan lapisan untuk menyusun suatu pembagian waktu geologi. Dalam pembagian atau skala waktu ini lapisan batuan disusun menurut urutan diendapkannya. Dalam jangka panjang, mahluk hidup mengalami evolusi dan muncul jenis-jenis baru. Perubahan waktu ditunjukkan oleh fosil yang terdapat pada batuan itu. Bila ahli geologi menemukan jenis fosil pada suatu batuan dan menemukan fosil sejenis pada batuan lain, diambil kesimpulan bahwa kedua batuan itu diendapkan pada waktu bersamaan.

Beberapa zaman dikelompokkan menjadi satuan umur yang lebih besar, yaitu masa. Zaman kambrium sampai perem adalah masa kehidupan primitif, dinamakan masa Paleozoikum. Zaman-zaman trias, jura dan kapur adalah masa kehidupan tingkat menengah dan dinamakan masa mesozoikum. Zaman tersier dan kuarter termasuk masa kehidupan kini dan dinamakan masa kenozoikum.

Skala waktu yang agak terperinci ini hanya sampai kira-kira 570 tahun yang lalu, pada awal zaman kambrium. Ini disebabkan karena pada zaman prakambrium kebanyakan batuan terdiri dari batuan beku dan metamorf yang mendapat tekanan dan suhu tinggi dari gerakan-gerakan pembentukan gunung. Pada keadaan demikian tidak ada fosil yang dapat bertahan. Umur bumi sebetulnya kira-kira 4.600 juta tahun. Namun fosil hanya memperlihatkan catatan seperdelapan bagian terakhir dari seluruh jarak waktu geologi.

Banyak batuan mengandung sejumlah kecil unsur-unsur radioaktif. Unsur-unsur ini terus menerus memancarkan partikel-partikel dan radiasi, sehingga dengan perkembangan waktu berubah menjadi unsur baru. Para ahli dapat menghitung umur batuan dengan mengukur jumlah relatif unsur radioaktif itu dan unsur-unsur lain dalam batuan itu.

D. Skala Waktu Geologi

Para ahli geologi membagi sejarah bumi menjadi beberapa interval waktu. Pembagian ini didasarkan pada kejadian-kejadian signifikan yang terjadi selama sejarah bumi.

Eon memiliki interval waktu yang paling besar yaitu ratusan juta tahun. Eon dibagi lagi menjadi skala yang lebih kecil yang dinamakan Era. Kejadian yang signifikan selama sejarah bumi digunakan untuk menentukan batas waktu dari Era.

Era dibagi menjadi Periode, kejadian yang terjadi tidak se-siginifikan pada skala Era.

Periode dibagi lagi menjadi Epoch.

E. Stratigrafi Pra-Kambrium : Stratigrafi Geokronometri)

Di Indonesia, kita terutama hanya banyak bermain di hampir 1,5 % saja episode Bumi bernama zaman Paleogen dan Neogen. Atau, manusia hanya “banyak” tahu di hampir 12 % saja episode Bumi bernama kurun Fanerozoikum, sementara 88 % episode Bumi yaitu sejak penciptannya sampai Kambrium, pengetahuan kita sedikit sekali. Ini adalah cerita tentang yang sedikit sekali itu, pra-Kambrium, yang serbalangka dan serbarumit.

“Studying the Earth becomes increasingly difficult and uncertain the further one goes back in geological time” (Robb et al., 2004)

Berikut ini adalah uraian singkat tentang stratigrafi pra-Kambrium (pre-Cambrian) berdasarkan beberapa sumber dan bagaimana kabarnya di Indonesia . Nama-nama waktu geologi diterjemahkan dari bahasa aslinya mengacu kepada Pedoman Umum Pembentukan Istilah (Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa, 1980) dan Kamus Istilah Geologi (Purbo-Hadiwidjoyo, 1981)

Bumi berdasarkan pengetahuan terbaru dibentuk pada 4560 Ma (million years ago) Kambrium dimulai pada 542 Ma (Geologic Time Scale 2004 – Gradstein et al., 2004). Maka, pra-Kambrium berlangsung dari 4560-542 Ma, atau meliputi sekitar 7/8 sejarah Bumi. Sungguhpun demikian, betapa sedikitnya pengetahuan kita tentangnya. Kurun Fanerozoikum (Phanerozoic) 542 Ma-sekarang adalah kurun biostratigrafi, dimulai dengan melimpahnya fosil akibat Cambrian Explosion terus sampai ke zaman Kenozoikum. Pembagiannya ke dalam masa, zaman, kala, dan tingkat (stage, pembagian internasional) adalah didasarkan kepada biostratigrafi. Sementara itu, pembagian waktu pra-Kambrium didasarkan kepada geokronometri isotop-isotop radioaktif pada mineral, batuan, dan kerak yang ditemui. Bisa dipahami sebab kehidupan pada pra-Kambrium sangat minimal dan baru berkembang.

Seperti telah kita ketahui, secara garis besar waktu geologi dibagi menjadi tiga kurun (eon) : Arkeum (Archean), Proterozoikum, dan Fanerozoikum. Pra-Kambrium bukan istilah stratigrafi normal di dalam Skala Waktu Geologi, ia hanya menunjuk kepada semua batuan dan peristiwa sebelum Kambrium. Pra-Kambrium meliputi Kurun Arkeum dan Kurun Proterozoikum.

Kurangnya fosil yang terawetkan dan tak bervariasi, kurangnya volume singkapan, dan meningkatnya intensitas metamorfisme dan kompleksitas tektonik, dan tidak pastinya konfigurasi serta tataan benua-benua pada saat itu, semuanya telah mengakibatkan penetapan skala waktu kronostratigrafi pra-Kambrium bermasalah. Penetapan skala waktu ini diakui para ahlinya sebagai pekerjaan yang luar biasa sulit dan membuat frustasi.

Apa yang terjadi dengan Kurun Fanerozoikum tak terjadi dengan kedua kurun sebelumnya. Kurun Fanerozoikum bersamaan dengan daur superkontinen yang paling baru – urutan-urutan peristiwa geologi yang dapat dipahami dengan baik tentang bagaimana Pangaea tersusun dan terpisah-pisah kembali. Kurun ini juga bersamaan dengan periode ketika kehidupan multisel mengalami diversifikasi dan proliferasi yang luar biasa besarnya. Maka, tak mengherankan bila skala waktu geologi Kurun Fanerozoikum dapat ditetapkan dengan detail, secara global saling berkorelasi, yang metode kronostratigrafinya dikawal dengan ketat oleh data biostratigrafi, isotop, dan magnetostratigrafi.

Meskipun demikian, para ahli pra-Kambrium dengan segala daya upayanya, meskipun penuh kesulitan dan frustasi, berhasil juga menyusun dan merekonstruksi geologi Kurun Arkeum dan Proterozoikum.

Kurun Arkeum dibagi menjadi empat masa (era) : Eoarkeum (…-3600 Ma), Paleoarkeum (3600-3200 Ma), Mesoarkeum (3200-2800 Ma), dan Neoarkeum (2800-2500 Ma). Tidak ada lagi pembagian lebih lanjut (zaman-period, kala-epoch, tingkat-stage). Batas bawah Arkeum tidak diketahui, batas atasnya 2500 Ma. Arkeum tak punya batas bawah sebab mandala (terrane) geologi yang primitif yang mewakili masa ini masih terus dicari, batuan dan mineral tertua di Bumi masih terus dicari dan umur-umur yang telah ditemukan terus bertambah semakin tua. Mineral tertua di Bumi yang pernah ditera (dating) adalah sebuah mineral zirkon hasil rombakan yang berasal dari sampel bernama W74, sebuah metakonglomerat yang tersingkap di wilayah Jack Hill, Australia Barat. Butir zirkon ini menghasilkan umur 4408 +/- 8 Ma berdasarkan geokronologi isotop U-Pb. Di dalam sampel itu juga tercampur mineral-mineral dengan umur 4100-4300 Ma (Wilde et al., 2001 – Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago : Nature 409 (6817) p. 175-178).

Meskipun batuan metakonglomerat pengandung zirkon ini jauh lebih muda umurnya, keberadaan zirkon di dalamnya telah menandakan adanya kerak kontinen (yaitu granitik) yang umurnya 150 juta tahun setelah pembentukan Bumi sendiri pada sekitar 4560 Ma. Zirkon adalah mineral paling stabil dan terdapat di dalam granit.

Batuan paling tua yang pernah ditera sampai saat ini adalah ortogenes Acasta dari Slave Craton di Kanada, yang menghasilkan umur isotop U-Pb 4031 +/- 3 Ma (Bowring dan Williams, 1999 – Priscoan 4.00-4.03 Ga orthogneisses from NW Canada : Contribution to Mineralogy and Petrology, 134 p. 3-16). Sedangkan, segmen kerak Arkeum yang paling tua dan telah terpetakan dengan baik adalah kompleks genes Itsaq (dulu disebut Amitsoq) dan jalur greenstone Isua di Greenland. Ortogenes tertua dari Itsaq berumur 3872 +/- 10 Ma.

Apakah dapat diharapkan ditemukan segmen kerak yang lebih tua dari Itsaq ? Mungkin kecil sebab bombardemen meteor terjadi sangat intensif menyerang Bumi dan Bulan pada sekitar periode ini yang memuncak pada 3900 Ma (Cohen et al., 2000 – Support for the lunar cataclysm hypothesis from lunar meteorite impact melt ages : Science 290 p 1754-6), bombardemen ini bisa menghancurkan kebanyakan kerak Bumi yang sudah ada sebelum 3900 Ma. Batuan dengan umur lebih tua dari 3900 Ma jelas ada, tetapi ada pun terawetkan sangat langka atau telah terdisagregasi sampai sekarang tinggal sebagau xenocrysts atau detritus.

Kurun Proterozoikum bermula pada 2500 Ma dan berakhir pada 542 Ma (batas bawah Kambrium). Kurun ini dibagi ke dalam tiga masa, dari tua ke muda meliputi Paleoproterozoikum (2500 -1600 Ma, dibagi lagi menjadi zaman : Siderium, Riasium, Orosirium, Staterium); Mesoproterozoikum (1600-1000 Ma, dibagi lagi menjadi zaman : Kalimium, Ektasium, Stenium); dan Neoproterozoikum (1000-542 Ma, dibagi lagi menjadi zaman : Tonium, Kriogenium, Ediakarium).

Proterozoikum punya potensi biostratigrafi yang lebih baik daripada Arkeum karena hadirnya stromatolit – mikrooraganisme simbiose ganggang dan bakteri yang aktivitas metabolisme dan pertumbuhannya di laut telah menyebabkan penjebakan sedimen, pengikatan, dan pengendapan membentuk struktur2 seperti lapisan, sembulan, atau kubah. Selain stromatolit yang sepanjang Proterozoikum berubah pola dan susunannya bergantung kepada lingkungannya, potensi biostratigrafi Proterozoikum datang dari fosil-fosil eukariotik seperti acritarch (spora alga) yang digunakan untuk mengkorelasikan zaman-zaman di Neoproterozoikum. Fosil paling terkenal pada kurun ini adalah kelompok fosil Ediakara yang muncul pada ujung Proterozoikum memasuki Kambrium sehingga namanya menjadi nama zaman paling terakhir (Ediacaran) di Kurun Proterozoikum. Meskipun demikian, biostratigrafi di sini lebih menunjukkan lingkungannya daripada umurnya.

Kurun Proterozoikum pun dikenal dengan pernah hadirnya dua superkontinen sebelum Pangaea, yaitu Rodinia pada Mesoproterozoikum dan Pannotia pada Neoproterozoikum. Keberadaan kedua superkontinen ini didasarkan kepada data geokronologi, paleomagnetisme dan penafsiran petro-tektonik.

Sebaran umur zirkon ini mirip peneraan umur zirkon dari Perth, yang diduga berasal dari Yilgarn Craton berumur 2500-4200 Ma. Maka, ditafsirkan kemudian bahwa mungkin craton ini pecah lalu sebagian massanya sebagai continental sliver hanyut ke arah Jawa oleh pemekaran Paleo-Tethys (?), dan akhirnya berbentur dengan Sundaland sebelum Tersier, dan pada kala Oligo-Miosen terlibat dalam subduksi yang menghasilkan OAF (Old Andesite Formation).

Boleh-boleh saja berpendapat begitu, tetapi sebelum batuan dan kerak kontinen Pra-Kambrium ditemukan dan ditera di selatan Jawa, saya sulit percaya dengan penafsiran tersebut. Beberapa butir mineral zirkon detrital yang tercampur dalam material vulkanik Oligo-Miosen tak serta merta membuktikan bahwa ada mikro-kontinen pra-Kambrium di selatan Jawa, apalagi kita bisa menentukan outline mikro-kontinen ini.

Hanya di dua tempat di Indonesia kita mempunyai sampel berumur pra-Kambrium : mineral zirkon di selatan Jawa berumur 2500-3000 Ma dan granodiorit di Kepala Burung berumur 1250 Ma. Memang, geologi pra-Kambrium berarti kelangkaan dan kesulitan.

pelapukan

9 Air tanah

A. Air Tanah

Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan.

Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik) maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah, ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.

Ketika air merembes ke dalam tanah, sebagian bertaut pada partikel tanah atau akar tumbuhan di bawah permukaan. air yang tidak tertangkap sama tumbuhan itu bergerak lebih dalam lewat rekahan tanah atau pasir dan ruang yang ada di bawah sampai lapisan batuan yang air tersebut tidak bisa bergerak lagi. Lalu air tersebut mengisi rekahan atau space yang tersedia di atas lapisan batuan tahan air tersebut. Batas atas air tersebut disebut “water table” alias muka air tanah…lalu air tersebutlah yang disebut air tanah (groundwater)

Lebih dari 98 persen dari semua air di daratan tersembunyi di bawah permukaan tanah dalam pori-pori batuan dan bahan-bahan butiran. Dua persen sisanya terlihat sebagai air di sungai, danau dan reservoir. Setengah dari dua persen ini disimpan di reservoir buatan. Sembilan puluh delapan persen dari air di bawah permukaan disebut air tanah dan digambarkan sebagai air yang terdapat pada bahan yang jenuh di bawah muka air tanah. Dua persen sisanya adalah kelembaban tanah.

Nah penambahan air tanah itu dari hujan yang turun menyerap ke tanah disebut “recharge water”.pengecasan air tanah bisa juga dari saluran air buatan manusia yaitu selokan yang bocor dan irigasi untuk pengairan para petani dan pekebun.

Air tanah dalamnya tergantung dari jumlah air yang masuk ke dalam tanah, jadi tidak tentu, bisa dalam atau juga bisa dangkal. Naik turunnya air tanah juga tergantung beberapa factor, yaitu curah hujan di suatu wilayah apabila tinggi bisa menaikan muka air tanah juga apabila musim kemarau yang curah hujannya rendah bisa menurunkan muka air tanah, contoh gampangnya lihat aja sumur-sumur penduduk atau sumur di rumahmu, kira-kira berapa dalamnya muka air di dalam sumur itu.

Bila lihat gambar di atas, ada istilah “aquifer”, mungkin pembaca bertanya-tanya, apa itu aquifer ?

Aquifer adalah suatu lapisan batuan atau tanah yang mana air tanah dapat bergerak dengan mudah. Seberapa mudahkah air tanah bergerak didalam sana ? itu tergantung dari seberapa besar ruang yang ada di dalam suatu aquifer tersebut dan seberapa banyak koneksi antar ruang tersebut. besarnya ruang untuk air tanah itu disebut porositas dan banyaknya koneksi antar ruang tersebut disebut permeabilitas.

Bila lihat gambar itu ada istilah permeable dan impermeable, bila permeable itu yang pori-porinya berhubungan satu sama lain jadi air tanah tersebut bisa bergerak sesuka hati, kalau impermeable, pori-porinya tidak berhubungan jadi sendiri-sendiri aja.

Banyak orang secara umum menganggap airtanah itu sebagai suatu danau atau sungai yang mengalir di bawah tanah. Secara umum airtanah akan mengalir sangat perlahan melalui suatu celah yang sangat kecil dan atau melalui butiran antar batuan

(Model aliran airtanah melewati rekahan dan butir batuan)

Batuan yang mampu menyimpan dan mengalirkan airtanah ini kita sebut denganAquifer. Bagaimana interaksi kita dalam penggunaan airtanah? Yang alami adalah dengan mengambil airtanah yang muncul di permukaan sebagai mata air atau secara buatan. Untuk pengambilan airtanah secara buatan, mungkin analogi yang baik adalah apabila kita memegang suatu gelas yang berisi air dan es. Apabila kita masukkan sedotan, maka akan terlihat bahwa air yang berada di dalam sedotan akan sama dengan tinggi air di gelas.

Ketika kita menghisap air dalam gelas tersebut terus menerus pada akhirnya kita akan menghisap udara, apabila kita masih ingin menghisap air yang tersimpan diantara es maka kita harus menghisapnya lebih keras atau mengubah posisi sedotan. Nah konsep ini hampirlah sama dengan teknis pengambilan airtanah dalam lapisan akifer (dalam hal ini diwakili oleh es batu) dengan menggunakan pompa(diwakili oleh sedotan) Hal yang menarik, jika kita tutup permukaan sedotan maka akan terlihat bahwa muka air di dalam sedotan akan berbeda dengan muka air didalam gelas. Perbedaan ini akan mengakibatkan pergerakan air. Sama dengan analog ini, airtanahpun akan bergerak dari tekanan tinggi menuju ke tekanan rendah. Perbedaan tekanan ini secara umum diakibatkan oleh gaya gravitasi (perbedaan ketinggian antara daerah pegunungan dengan permukaan laut), adanya lapisan penutup yang impermeabel diatas lapisan akifer, gaya lainnya yang diakibatkan oleh pola struktur batuan atau fenomena lainnya yang ada di bawah permukaan tanah. Pergerakan ini secara umum disebut gradien aliran air tanah (potentiometrik). Secara alamiah pola gradien ini dapat ditentukan dengan menarik kesamaan muka airtanah yang berada dalam satu sistem aliran airtanah yang sama. Mengapa pergerakan atau aliran airtanah ini menjadi penting? Karena disinilah kunci dari penentuan suatu daerah kaya dengan airtanah atau tidak. Perlu dicatat : tidak seluruh daerah memiliki potensi airtanah alami yang baik.

Model aliran airtanah itu sendiri akan dimulai pada daerah resapan airtanah atau sering juga disebut sebagai daerah imbuhan airtanah (recharge zone). Daerah ini adalah wilayah dimana air yang berada di permukaan tanah baik air hujan ataupun air permukaan mengalami proses penyusupan (infiltrasi) secara gravitasi melalui lubang pori tanah/batuan atau celah/rekahan pada tanah/batuan.

(Model siklus hidrologi, dimodifikasi dari konsep Gunung Merapi-GunungKidul)

Proses penyusupan ini akan berakumulasi pada satu titik dimana air tersebut menemui suatu lapisan　atau struktur batuan yang bersifat kedap air (impermeabel). Titik akumulasi ini akan membentuk suatu zona jenuh air (saturated zone) yang seringkali disebut sebagai daerah luahan airtanah (discharge zone).

Perbedaan kondisi fisik secara alami akan mengakibatkan air dalam zonasi ini akan bergerak/mengalir baik secara gravitasi, perbedaan tekanan, kontrol struktur batuan dan parameter lainnya. Kondisi inilah yang disebut sebagai aliran airtanah. Daerah aliran airtanah ini selanjutnya disebut sebagai daerah aliran (flow zone). Dalam perjalananya aliran airtanah ini seringkali melewati suatu lapisan akifer yang diatasnya memiliki lapisan penutup yang bersifat kedap air (impermeabel) hal ini mengakibatkan perubahan tekanan antara airtanah yang berada di bawah lapisan penutup dan airtanah yang berada diatasnya. Perubahan tekanan inilah yang didefinisikan sebagai airtanah tertekan (confined aquifer) dan airtanah bebas (unconfined aquifer). Dalam kehidupan sehari-hari pola pemanfaatan airtanah bebas sering kita lihat dalam penggunaan sumur gali oleh penduduk, sedangkan airtanah tertekan dalam sumur bor yang sebelumnya telah menembus lapisan penutupnya.Airtanah bebas　(water table) memiliki karakter berfluktuasi terhadap iklim sekitar, mudah tercemar dan cenderung memiliki kesamaan karakter kimia dengan air hujan. Kemudahannya untuk didapatkan membuat kecenderungan disebut sebagai airtanah dangkal (Padahal dangkal atau dalam itu sangat relatif).

Air tanah tertekan/ airtanah terhalang inilah yang seringkali disebut sebagai air sumur artesis (artesian well). Pola pergerakannya yang menghasilkan gradient potensial, mengakibatkan adanya istilah artesis positif ; kejadian dimana potensial airtanah ini berada diatas permukaan tanah sehingga airtanah akan mengalir vertikal secara alami menuju kestimbangan garis potensial khayal ini. Artesis nol ; kejadian dimana garis potensial khayal ini sama dengan permukaan tanah sehingga muka airtanah akan sama dengan muka tanah. Terakhir artesis negatif ; kejadian dimana garis potensial khayal ini dibawah permukaan tanah sehingga muka airtanah akan berada di bawah permukaan tanah..

B. Cara mengeluarkan Air tanah

Jadi, kalau tukang sumur bilang bahwa dia akan membuat sumur artesis, itu artinya dia akan mencari airtanah tertekan/airtanah terhalang ini.. belum tentu air nya akan muncrat dari tanah; Lalu airtanah mana yang akan dicari? Itulah yang pertama kali harus kita tentukan. Tiap jenis airtanah memerlukan metode pencarian yang spesifik. Tapi secara umum bisa kita bagi menjadi : Metode berdasarkan aspek fisika (Hidrogeofisika) : Penekanannya pada aspek fisik yaitu merekonstruksi pola sebaran lapisan akuifer. Beberapa metode yang sudah umum kita dengar dalam metode ini adalah pengukuran geolistrik yang meliputi pengukuran tahanan jenis, induce polarisation (IP) dan lain-lain. Pengukuran lainnya adalah dengan menggunakan sesimik, gaya berat dan banyak lagi.

Metode berdasarkan aspek kimia (Hidrogeokimia) : Penekanannya pada aspek kimia yaitu mencoba merunut pola pergerakan airtanah. Secara teori ketika air melewati suatu media, maka air ini akan melarutkan komponen yang dilewatinya. Sebagai contoh air yang telah lama mengalir di bawah permukaan tanah akan memiliki kandungan mineral yang berasal dari batuan yang dilewatinya secara melimpah.

Untuk air yang keluar lewat sumur dan keluar lewat sungai atau danau dari aquifernya disebut “discharge water”.beberapa jenis sumur yang disebut artesis itu air keluar tidak perlu dipompa karena dia keluar sendiri karena perbedaan ketinggian dengan air yang berada di bagian aquifer atas menekan air di bagian bawah tersebut keluar sumur, . Enak kan kalo air tanah ga usah dipompa, bisa hemat pompa. makanya cari aja kira-kira dimana kita bisa bor itu air tanah yang aquifernya pas di bagian paling rendah. Cuma saratnya batas atas dan bawah aquifer tersebut, batuannya impermeable alias kedap air.

C. Bisakah Kita Kehabisan Air Tanah

Jawabnya bisa, penjelasannya seperti ini apabila air tanah lebih banyak disedot atau keluar dari aquifer (discharge) daripada air hujan mengisi kembali air tanah tersebut (recharge) maka air tanah akan habis. misalnya pada musim kemarau, air tanah disedot habis-habisan karena kita pada kehausan sedangkan hujan tidak kunjung turun menyirami bumi. maka muka air tanah akan turun dan semakin dalam, pada akhirnya akan habis. Air tanah juga akan tidak berguna bila terdapat polusi yang terkandung di dalamnya, seperti dimana polusi bisa menyerap ke dalam tanah sehingga mencampuri kemurnian air tanah. Hal tersebut bisa berasal dari buang sampah sembarangan dan zat-zat kimia yang terserap ke dalam tanah, juga hasil limbah industry yang tidak bagus penanganannya, juga dari septic tank yang bocor, tangki bensin yang bocor, pestisida danlain-lain.

D. Kerusakan sumber air

Kerusakan sumber daya air tidak dapat dipisahkan dari kerusakan di sekitarnya seperti kerusakan lahan, vegetasi dan tekanan penduduk. Ketiga hal tersebut saling berkaitan dalam mempengaruhi ketersediaan sumber air.

Kondisi tersebut diatas tentu saja perlu dicermati secara dini, agar tidak menimbulkan kerusakan air tanah di kawasan sekitarnya. Beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya permasalahan adalah:

· Pertumbuhan industri yang pesat di suatu kawasan disertai dengan pertumbuhan pemukiman pendudukakan menimbulkan kecenderungan kenaikan permintaan air tanah.

· Pemakaian air beragam sehingga berbeda dalam kepentingan, maksud serta cara memperoleh sumber air.

· Perlu perubahan sikap sebagian besar masyarakat yang cenderung boros dalam pengggunaan air serta melalaikan unsur konservasi.

E. Cekungan Air Tanah (CAT)

Adanya krisis air akibat kerusakan lingkungan, perlu suatu upaya untuk menjaga keberadaan/ketersediaan sumber daya air tanah salah satunya dengan memiliki suatu sistem monitoring penggunaan air tanah yang dapat divisualisasikan dalam data spasial dan atributnya. Dalam Undang-undang Sumber Daya Air, daerah aliran air tanah disebut Cekungan Air Tanah (CAT) yang didefinisikan sebagai suatu wilayah yang dibatasi oleh batas hidrogeologis, tempat semua kejadian hidrogeologis seperti proses pengimbunan, pengaliran dan pelepasan air tanah berlangsung.

Menurut Danaryanto, dkk. (2004), CAT di Indonesia secara umum dibedakan menjadi dua buah yaitu CAT bebas (unconfined aquifer) dan CAT tertekan (confined aquifer). CAT ini tersebar di seluruh wilayah Indonesia dengan total besarnya potensi masing-masing CAT adalah :

CAT Bebas : Potensi 1.165.971 juta m³/tahun

CAT Tertekan : Potensi 35.325 juta m³/tahun

Elemen CAT adalah semua air yang terdapat di bawah permukaan tanah, jadi seakan-akan merupakan kebalikan dari air permukaan.

F. Sirkulasi

Lapisan di dalam bumi yang dengan mudah dapat membawa atau menghantar air disebut lapisan pembawa air, pengantar air atau Aquifer, yang biasanya dapat merupakan penghantar yang baik yaitu lapisan pasir dan kerikil, atau di daerah tertentu, lava dan batu gampil.

Penyembuhan atau pengisian kembali air yang ada dalam tanah itu berlangsung akibat curah hujan, yang sebagian meresap kedalam tanah, bergantung pada jenis tanah dan batuan yang mengalasi suatu daerah curah hujan meresap kedalam bumi dalam jumlah besar atau kecil, ada tanah yang jarang dan ada tanah yang kedap. Kesarangan (porositip) tidak lain ialah jumlah ruang kosong dalam bahan tanah atau batuan, biasanya dinyatakannya dalam persen. bahan yang dengan mudah dapat dilalaui air disebut lulus. Kelulusan tanah atau batuan merupakan ukuran mudah atau tidaknya bahan itu dilalui air. Pasir misalnya, adalah bahan yang lulus air melewati pasir kasar dengan kecepatan antara 10 dan 100 sihosinya. Dalam lempeng, angka ini lebih kecil, tetapi dalam kerikil lebih besar.

Tektonik lempeng

Pembentukan pegunungan

I. Deformasi dan Pembentukan Gunung atau Pegunungan

Sebelum muncul Konsep/Teori Tektonik Lempeng dikenal Konsep Geosinklin, yang menyatakan bahwa; Pembentukan Pegunungan, Pedataran, Cekungan; diawali dengan pengendapan batuan sedimen pada suatu palung atau geosinklin. Pembebanan sedimen yang terus menerus membebani batuan yang dibawahnya mengakibatkan gaya pembebanan pada batuan sedimen yang telah ada dan terendapkan sebelumnya, sehingga batuan termampatkan dan terlipat-lipat. Batuan yang terletak paling bawah melebur menjadi magma.

Teori atau Konsep mengenai Dinamika pada kerak bumi sebagaimana telah dijelaskan terdahulu adalah Teori Tektonik Lempeng yang menyatahkan bahwa akibat dari pada zona tumbukan oleh sebab saling mendekatinya segmen-segmen lempeng, mengakibatkan terbentuknya zona subduksi atau jalur penunjaman, disertai terbentuk lipatan-lipatan, patahan-patahan, naiknya magma baik melalui proses erupsi gunungapi maupun dengan melalui celah retakan batuan membentuk batuan intrusive. Demikian pula pada zona pemekaran akibat pemisahan segmen-segmen lempeng kerak bumi yang berdekatan akan mengakibatkan terbentuknya punggung-punggung tengah samudra dan aktivitas gunungapi bawahlaut. Pada Tepi lempeng benua aktif yang saling bertumbukan atau konvergen yang membentuk penunjaman, menghasikan peleburan parsial daripada batuan menjadi magma, kedua lempeng kerak, selanjutnya menyebabkan terbentuknya jalur busur volkanis aktif. Magma yang terbentuk didalam perut bumi perlahan-lahan akan bergerak ke atas dan membentuk tubuh batuan intrusif (antara lain batholite) dekat permukaan.

Akibat lain daripada gerak / dinamika tektonik diatas, pada bagian lain terutama daerah yang berdekatan zona tepi interaksi antar masing-masing lempeng kerak berada dibawah gaya dan tekanan yang selanjutnya akan mengakibatkan perubahan sifat fisik batuan penyusun lempeng kerak bumi yang kemudian disebut sebagai deformasi batuan. Apabila tekanan melampaui batas dari daya tahan batuan makan batuan akan membentuk Patahan dan apabila batuan pada kondisi fisik tertentu mampu untuk mempertahankan daya elastisitasnya namun berubah karena tekanan maka batuan akan mengalami Perlipatan, sehingga gejala dinamika sebagaimana diterangkan menyebabkan, terbetuknya Gunung api, Pegunungan Blok (Pegunungan Patahan), Pegunungan Lipatan.

Gambar : Proses Pembentukan Pegunungan pada lempeng kerak bumi.

Vulkanisme

Gempa

Sumber daya mineral dan energi

A. Pengertian Sumber Daya Alam

Sumber daya alam adalah semua kekayaan berupa benda mati maupun benda hidup yang berapa di bumi dan dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Ada beberapa macam sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan dengan berbagai cara. SDA dapat diklasifikasikan menurut beberapa hal. Berdasarkan bentuk yang dimanfaatkan, SDA dapat diklasifikasikan sebagai berikut.

            a. SDA Materi, yaitu bila yang dimanfaatkan adalah materi sumber daya                                alam tersebut. contoh : siderit, limonit dapat dilebur jadi besi/ baja
            b. SDA Hayati, ialah SDA yang berbentuk makhluk hidup, yaitu hewan                                 dan tumbuhan. SDA tumbuhan disebut SDA Nabati dan hewan                                              disebut SDA Hewani.                                                                                                 c.SDA Energi, yaitu bila barang yang dimanfaatkan manusia adalah energi yang                   terkandung dalam SDA tersebut.
            d. SDA Ruang, adalah ruang atau tempat yang diperlukan manusia             dalam hidupnya.
            e. SDA Waktu, sebagai sumber daya alam, waktu tidak berdiri sendiri

melainkan terikat dengan pemanfaatan sumber daya alam lainnya. Berdasarkan Pembentukan :

a. Sumber Daya Alam Yang Dapat Diperbarui
Disebut demikian, karena alam mampu mengadakan pembentukan baru dalam waktu relatif cepat, secara reproduksi atau siklus.
1) Perbaruan dengan reproduksi. Hal ini terjadi pada sumber daya alam Hayati, karena hewan dan tumbuhan dapat berkembang biak sehingga jumlahnya selalu bertambah.
2) Perbaruan dengan adanya siklus. beberapa SDA ,misalnya air dan udara terjadi dalam proses yang melingkar membentuk siklus.

b. Sumber Daya Alam Yang Tidak Dapat Diperbarui
SDA ini terdapat dalam jumlah relatif statis karena tidak ada penambahan atau waktu pembentukan yang lama.
Contoh : bahan mineral, batu bara dll. berdasarkan daya pakai dan nilai konsumtifnya, SDA ini dibagi 2, yaitu:
1) SDA YANG TIDAK CEPAT HABIS. Karena nilai konsumtifnya kecil.
2) SDA YANG CEPAT HABIS. karena nilai konsumtif barang tersebut relatif tinggi.
Menurut cara terbentuknya bahan galian dibagi menjadi :
1. bahan galian magmatik
2. bahan galian pegmatit
3. bahan galian hasil pengendapan
4. bahan galian hasil pengayaan sekunder
5. bahan galian hasil metamorfosis kontak
6. bahan galian termal

B. Mineral

Mineral adalah senyawa alami yang terbentuk melalui proses geologis. Istilah mineral termasuk tidak hanya bahan komposisi kimia tetapi juga struktur mineral. Mineral termasuk dalam komposisi unsur murni dan garam sederhana sampai silikat yang sangat kompleks dengan ribuan bentuk yang diketahui (senyawaan organik biasanya tidak termasuk). Ilmu yang mempelajari mineral disebut mineralogi.

Foto dari US Geological Survey

1. Klasifikasi dan definisi mineral

Agar dapat diklasifikasikan sebagai mineral sejati, senyawa tersebut haruslah berupa padatan dan memiliki struktur kristal. Senyawa ini juga harus terbentuk secara alami dan memiliki komposisi kimia yang tertentu. Definisi sebelumnya tidak memasukkan senyawa seperti mineral yang berasal dari turunan senyawa organik. Bagaimanapun juga, The International Mineralogical Association tahun 1995 telah mengajukan definisi baru tentang definisi material:

Mineral adalah suatu unsur atau senyawa yang dalam keadaan normalnya memilili unsur kristal dan terbentuk dari hasil proses geologi.

Klasifikasi modern telah mengikutsertakan kelas organik kedalam daftar mineral, seperti skema klasifikasi yang diajukan oleh Dana dan Strunz.

2. Sumber daya mineral

Prinsip-prinsip ekonomi mineral

Ekonomi mineral membicarakan tentang nilai dan biaya tambang, investasi modal jangka panjang, cadangan, distribusi pemilikan dan aliran mineral secara internal serta berbagai factor seperti terjadinya mineral, ketidakpastian cadangan dan penemuan ,pengurangan, endapan, daur ulang dan persyaratan lingkungan tambang.

Departemen pertambangan dan energi menggolongkan mineral ke dalam 3 (tiga) kelompok:

1. Kelompok A (mineral strategic),

Yang hanya dapat ditambang oleh pemerintah, tetapi perusahaan domestik dan asing dapat menjalankan “join venture”(patungan) dengan perusahaan pemerintah berdasarkan kontrak karya atau persetujuan kerja sama. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah minyak bumi, gas alam, bitumen cair, antransit, batubara, lignit, uranium, radium, thorium dan mineral radioaktif lainnya, nikel, cobalt, dan timah.

2. Kelompok B (mineral vital)

Yang dapat ditambang oleh BUMN, badan usaha swasta, koperasi maupun pribadi-pribadi warganegara. Badan swasta asing hanya sebagai kontraktor pemerintah atau anggota minoritas pada perusahaan nasional. Namun perusahaan asing boleh menjalankan eksplorasi melalui pemegang izin swasta Indonesia. Kelompok ini meliputi besi, manggan, molybdenum, chromit, yodim dan belerang.

3. Kelompok C (mineral lainnya)

Hanya boleh ditambang oleh perusahaan swasta nasional. Perusahaan asing dapat member dana dan mengadakan kontrak pembelian mineral ini. Kelompok ini meliputi gamping, tanah liat, gips, fosfat, nitrat, asbestos, mika, granit, magnesit, jarosit, leusit, dll.

Kesimpulan

Sumber daya alam mineral (logam dan bukan logam) merupakan bagian sumber daya alam nonhayati dan dikelompokkan ke dalam sumber daya alam yang strategis, vital dan lain-lain. Pengelolaan sumber daya mineral secara bertanggung jawab akan dapat membantu pembangunan ekonomi Indonesia tanpa merusak lingkungan.

C. Energi

Energi yang sering kita pakai sehari-hari semakin lama semakin berkurang atau menipis. Karena banyaknya pemakaian yang tidak terkontrol sehingga menimbulkan kelangkaan atau bahkan habis sama sekali. Untuk itu sekarang perlu dipikirkan adanya energi alternative untuk pengganti dari energi yang biasanya sering dipakai . Dibawah ini adalah berbagai sumber energi alternatif yang dapat kita manfaatkan, selain akan membantu udara untuk jadi bersih, penghematan juga akan dapat dilakukan. Angin. Tenaga kinetik angin sekarang sudah mulai banyak dipergunakan sebagai pemutar angin dengan menggunakan turbin angin baik untuk rumah maupun untuk keperluan bisnis. Satu turbin angin dapat berharga dua setengah milyar rupiah sampai dengan 10 milyar rupiah, tergantung dari ukurannya. Tapi satu turbin saja dapat menghidupi sampai dengan tiga puluh rumah, tapi karena angin tidak selalu bertiup, tenaga cadangan harus selalu tetap tersedia, misalnya dari PLN. Matahari.

Negara kita yang kaya matahari tampaknya sangat cocok menggunakan sumber daya ini. Coba gunakan atap yang terbuat dari sistem tenaga surya yang disebut sel fotovoltaik. Harganya memang tidak murah, untuk atap ukuran standar dapat mencapai 200 juta rupiah. Tapi sistem ini sangat mengurangi tagihan listrik pemilik rumah, apalagi dengan sistem tagihan PLN yang ada sekarang. Biodiesel. Bahan dasar bahan bakar ini dibuat dari tumbuhan seperti kedelai, kelapa dan sebangsanya, biodiesel adalah bahan bakar non-toxic yang dapat dicampurkan dengan minyak diesel biasa atau digunakan sebagaimana adanya untuk mengurangi emisi. Nuklir. Dengan bahan bakar uranium, logam yang ditemukan di bebatuan, dan diproses di reaktor nuklir, energi panas yang ada akan digunakan sebagai bahan untuk memutar turbin yang ada. Sumber energi ini tidak melepaskan emisi gas rumah kaca dan tidak malah 20% sumber listrik di Amerika sudah berbahan bakar nuklir. Hidrogen. Bagaimana caranya anda menciptakan sumber daya yang sama sekali tidak mengeluarkan apapun kecuali air bersih? Jawabannya adalah sel bahan bakar hidrogen.

Masalah yang ada sekarang adalah untuk memisahkan hidrogen dari bentuk komposisinya, misalnya rantai karbon atau air, berarti menggunakan sumber daya lainnya. Penyimpanan hidrogen juga tidak mudah, karena kepadatannya sangat rendah, maka sangatlah sulit untuk menempatkan hidrogen dalam jumlah besar dalam ruangan yang sempit. Oleh karena itulah, walaupun banyak kendaraan mulai menggunakan hidrogen sebagai bahan bakarnya, masih sulit didirikan stasiun pengisian hidrogen.

D. Sumber Daya Energi

Berbicara tentang sumber energi, biomassa merupakan salah satu alternatif. Biomassa mengandung energi tersimpan dalam jumlah cukup banyak Kenyataannya, pada saat kita makan, tubuh kita mampu mengubah energi yang tersimpan di dalam makanan menjadi energi atau tenaga untuk tumbuh dan berkembang. Pada saat kita bergerak, bahkan ketika kita berpikir pun, energi dalam makanan akan terbakar. Dari latar belakang itulah kini mulai digali banyak kemungkinan pemanfaatan biomassa sebagai sumber bahan bakar nabati (biofuel). Dari bahan bakar nabati dapat dikembangkan biokerosene (minyak tanah), biodiesel, bioetanol bahkan biopower (untuk listrik).

Indonesia mempunyai potensi yang sangat besar untuk menghasilkan biofuel mengingat begitu besarnya sumber daya hayati yang ada baik di darat maupun di perairan. Menurut hasil riset Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Indonesia memiliki banyak jenis tanaman yang berpotensi menjadi energi bahan bakar alternatif, antara lain :

· Kelapa sawit, kelapa, jarak pagar, sirsak, srikaya, kapuk : sebagai sumber bahan bakar alternatif pengganti solar (minyak diesel)

· Tebu, jagung, sagu, jambu mete, singkong, ubi jalar, dan ubi-ubian yang lain : sebagai sumber bahan bakar alternatif pengganti premium.

· Nyamplung, algae, azolla : kemungkinan besar dapat dijadikan sebagai sumber pengganti kerosene, minyak bakar atau bensin penerbangan.

Beberapa diantara tumbuhan penghasil energi dengan potensi produksi minyak dalam liter per hektar dan ekivalen energi yang dihasilkan adalah sebagai berikut :

Tabel 1. Jenis Tumbuhan Penghasil Energi

Jenis Tumbuhan	Produksi Minyak (Liter per Ha)	Ekivalen Energi (kWh per Ha)
Elaeis guineensis (kelapa sawit)	3.600-4.000	33.900-37.700
Jatropha curcas (jarak pagar)	2.100-2.800	19.800-26.400
Aleurites fordii (biji kemiri)	1.800-2.700	17.000-25.500
Saccharum officinarum (tebu)	2.450	16.000
Ricinus communis (jarak kepyar)	1.200-2.000	11.300-18.900
Manihot esculenta (ubi kayu)	1.020	6.600

Sumber : Business Week edisi 15 Maret 2006

Biomassa adalah satu-satunya sumber energi terbarukan yang dapat diubah menjadi bahan bakar cair - biofuel – untuk keperluan transportasi (mobil, truk, bus, pesawat terbang dan kereta api). Di antara jenis biofuel yang banyak dikenal adalah biogas, biodiesel dan bioethanol.

E. Energi dan sumber daya Mineral

Bidang energi dan sumber daya mineral juga memegang peranan penting dalam perekonomian nasional. Hal ini terbukti dengan besarnya peranan sektor energi dan sumber daya mineral sebagai penyedia sumber energi, sumber devisa, penerimaan negara, sumber bahan baku industri, wahana alih teknologi, pendukung pengembangan wilayah, menciptakan lapangan pekerjaan dan pendorong pertumbuhan sektor lain. Komoditi yang dihasilkan dari sektor ini masih memegang peranan penting dalam perekonomian nasional, menyumbang hampir mencapai 30% dari total pendapatan negara.

Perbaikan iklim investasi mutlak diperlukan guna terus mendukung fungsi sektor energi dan sumber daya mineral sebagai tulang punggung penggerak roda ekonomi nasional dalam tahun-tahun mendatang. Di samping itu penyempurnaan aturan main mengenai pengelolaan produksi pemanfaatan minyak dan gas bumi (migas) perlu terus disempurnakan guna mendukung peningkatan devisa sebagai penerimaan negara. Dalam tahun-tahun mendatang, sektor industri akan terus menjadi konsumen energi final yang paling besar. Berbeda dengan sektor transportasi yang hanya mengkonsumsi bahan bakar minyak (BBM), sektor industri mengkonsumsi berbagai jenis energi final, seperti BBM (35–40%), gas bumi (30–35%), batu bara (15–18%), Liquified Petroleum Gas (LPG) (0–1%), dan listrik (10–12%).

Di samping itu pemanfaatan bahan bakar gas (BBG) terutama untuk sektor transportasi menjadi salah satu opsi yang perlu mendapatkan perhatian. Dengan meningkatnya harga BBM akhir-akhir ini – berkurangnya subsidi BBM – ada potensi untuk menggeser kedudukan BBM di sektor industri oleh berbagai jenis energi final lainnya. Gas bumi, batu bara, dan LPG menjadi lebih kompetitif untuk digunakan sebagai energi input di sektor industri. Belum lagi energi final lainnya yang bersumber dari nabati (biofuel) atapun hayati (biomass), yang jika dikelola dengan baik akan merupakan sumber energi alternatif (yang juga kompetitif) pengganti BBM. Lingkungan tektonik Indonesia memberikan implikasi kepulauan Indonesia kaya akan sumber daya energi dan mineral. Penelitian dan penyelidikan terhadap sumber daya energi fosil seperti migas, Coal Bed Methane (CBM), gas hydrat dan batubara perlu ditingkatkan agar potensi yang ada terkelola dengan optimal.

Tidak kalah penting juga, adalah meningkatkan penemuan keberadaan endapan-endapan mineral logam seperti tembaga, emas, nikel, dan timah yang terletak pada busur-busur magmatik dan membentuk proses mineralisasi. Busur magmatik aktif yang terdapat di kawasan Indonesia ini selain membawa mineral-mineral berharga juga menghasilkan suatu sumber energi alternatif yang ramah lingkungan yaitu panas bumi. Cadangan panas bumi yang dimiliki cukup besar untuk menunda posisi Indonesia sebagai net oil importer dan mendukung diversifikasi energi primer bila dapat dioptimumkan pemanfaatannya. Beberapa komoditi mineral logam yang memiliki nilai ekonomi tinggi diantaranya emas, tembaga, timah, dan nikel, juga komoditi mineral non logam atau mineral industri yang sangat beragam jumlahnya saat ini perlu dikembangkan secara intensif. Indonesia juga berpotensi besar terkena bencana geologi. Mitigasi bencana geologi sangat penting dilakukan dalam melindungi seluruh rakyat baik jiwa maupun harta bendanya.

vivi Anzar

Minggu, 02 November 2014

KUMPULAN MATA KULIAH GEOLOGI