SM-IAGI UNG

Interior bumi dari buku "A Journey to the Center of the Earth". Ilustrasi: Edouard Riou (1833-1900)

Bagian interior planet kita sudah menjadi kotak hitam "black box" dalam waktu yang sangat lama, dan masih menyimpan banyak misteri. Ilmuan kebumian pada jaman dulu telah memodelkan interior bumi yang sangat berbeda dari yang disajikan dalam textbook modern. Kita semua tahu tentang buku yang berjudul "A Journey to the Center of the Earth" yang ditulis oleh Jules Verne, pada saat itu pengetahun tentang interior bumi masih sangat terbatas. Berbeda dengan sekarang, ilmu kebumian yang terus berkembang membuat kita tahu banyak hal, meskipun masih ada hal-hal lain yang belum diekplorasi.

An old view of the earth, dimana inti (A) diwakili oleh reservoir air yang terhubung dengan lautan. E adalah magma, terhubung dengan gunung berapi. Ilustrasi: U. Hjarne, 1706.

Isaac Newton adalah salah satu ilmuwan pertama yang berteori tentang struktur Bumi. Berdasarkan studinya tentang gaya gravitasi, Newton menghitung densitas rata-rata Bumi dan hasilnya adalah interior bumi memiliki nilai densitas dua kali lebih besar daripada  batuan permukaan.

Ada dua pandangan fundamental dalam pembagian stratifikasi interior planet bumi. Yang pertama didasarkan dari perbedaan mineralogi dan komposisi kimia, misalnya minyak yang mengambang di atas air dikarenakan komposisi kimia yang berbeda. Berikutnya didasarkan pada perubahan sifat fisik batuan/material dari pusat sampai bagian terluar planet bumi. Misalnya, minyak dan air memiliki sifat mekanik yang sama (fluida). Di sisi lain, air dan es memiliki komposisi yang sama, tapi air adalah fluida dengan sifat mekanik yang jauh berbeda dari es yang bersifat padat.

Chemical/Mineralogic Stratification

• Kerak benua : tersusun dari batuan yang densitasnya rendah seperti granit (~2.7 g/cm3). Ketebalan mulai dari 15-70 km, dan bisa mencapai 100 km di daerah sabuk pegunungan seperti Himalaya.
• Kerak samudera : seluruhnya tersusun dari ekstrusi basal di mid-ocean ridges, densitas (~3.0 g/cm3). Jauh lebih tipis dari kerak benua, mulai dari 5-10 km.
• Mantel : tersusun dari batuan yang densitasnya tinggi, peridotit (~3.4 g/cm3). Mengandung sebagian besar olivin. Bagian atas mantel bersifat kaku seperti kerak, dan bagian bawahnya bersifat lunak.
• Core : tersusun dari besi dan nikel, densitas sangat tinggi (10-13 g/cm3).

Mechanical (Rheologic) Stratification

• Lithosphere : bersifat kaku, ketebalan berkisar dari 5-200 km.
• Asthenosphere : bersifat lunak karena batuan yang ada di lapisan ini sudah mendekati titik leburnya, mengalir seperti cairan yang sangat kental. Perlu untuk dicatat bahwa meskipun astenosfer bisa "mengalir", bukan berarti adalah cairan. Oleh karena itu gelombang S dan P bisa melewati lapisan ini.
• Mesosphere : merupakan bagian terdalam dan paling tebal dari mantel. Bersifat kaku, pada kedalaman sekitar 660 km, tekanan dan suhu semakain besar sehingga mantel tidak lagi mengalir.
• Outer core : bersifat liquid, dimana cairan besi dan nikel mengalir mengatur medan magnet global. Tidak bisa dilewati oleh gelombang S.
• Inner core : bersifat solid, titik lebur semakin meningkat karena tekanan di lapisan ini sangat ekstrim.

Struktur interior bumi. (bagian kiri) stratifikasi berdasarkan komposisi, dan(bagian kanan) stratifikasi berdasarkan sifat fisik. (dimodifikasi dari: Jacson, J., McKenzie, D., Priestley, K., dan Emmerson, B, 2008)

* Bidang Moho (Mohorovicic Discontinuity) adalah batas antara kerak dengan mantel bumi.

* Bidang Lehmann (Lehmann Discontinuity) adalah batas antara inti luar dengan inti dalam.

Compiled by @EFBumi

Apa yang dimaksud dengan batuan?

Batuan adalah material keras dan kompak yang terbentuk secara alami dan tersusun dari satu atau beberapa jenis mineral. Kombinasi mineral yang paling sering ditemui seperti feldspar, kuarsa, mika, olivin, kalsit, piroksen dan amphiboles. Sedangkan mineral lainnya, ada sekitar lebih dari 3000 jenis mineral, jarang ditemukan dalam jumlah yang cukup besar sebagai pembentuk batuan. Seorang yang ahli dalam bidang ini disebut Petrologist.

Batuan dibagi dalam tiga kelompok berdasarkan proses terbentuknya; batuan beku, batuan sedimen, dan metamorf. Batuan beku terbentuk dari hasil pembekuan magma, dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik dibawah permukaan sebagai batuan intrusif maupun di atas permukaan sebagai batuan ekstrusif. Batuan sedimen terbentuk dari material batuan lainnya (bisa juga dari material organik) yang melalui proses transportasi, deposisi, kompaksi dan sementasi. Sedangkan batuan metamorf adalah batuan ubahan/malihan yang dapat terbentuk dari jenis batuan lain yang mengalami peningkatan suhu dan tekanan (pressure).

Apa yang dimaksud dengan mineral?

Mineral adalah sebagai penyusun batuan yang ada di kerak bumi - bersifat padat, anorganik, memiliki struktur molekul atau sistim kristal dan komposisi kimia tertentu. Mineral terbentuk dari elemen-elemen. Elemen adalah zat sederhana yang tidak dapat dipecah menjadi zat lain. Nama unsur diturunkan sebagai kombinasi huruf yang disebut simbol, misalnya: natrium (Na); klorin adalah (Cl). Salt adalah kombinasi natrium dan klorin, dengan demikian ditulis sebagai simbol rumus NaCl. Banyak mineral yang terdiri dari berbagai macam elemen, sehingga memiliki formula yang sangat kompleks. Mineral yang paling umum adalah yang didasarkan pada silikon dan oksigen, Si04.

Mineral dapat ditemukan dalam gumpalan besar tak berbentuk yang disebut "massive" atau dalam bentuk khusus yang disebut kristal. Pada umumnya mineral terbentuk di antara mineral lainnya dan tumbuh dengan bentuk yang tidak beraturan. Namun jika mineral tumbuh di tempat yang bebas, misalnya: lubang atau rongga dalam batuan di sekitarnya, bentuk mineral ini disebut geodes, vugs atau pockets.

Kenapa mineral itu penting?

Mineral adalah bahan baku logam yang diproduksi menjadi suatu barang. Contohnya; pensil terbuat dari (lead) campuran mineral grafit dengan lempung. Bola lampu terbuat dari tungsten (wolframite dan scheelite). Film untuk kamera dan baterai menggunakan silver dan argentite.

Salam,
@EFBumi

Geology is the study of the earth.

Geologi adalah ilmu yang baru, ilmu ini dikenal sejak beberapa ratus tahun yang lalu.

Geologi adalah dimana ilmu-ilmu lain (seperti: kimia, fisika, biologi, dll) terintegrasi untuk dapat menggambarkan, menjelaskan, dan memahami proses, sifat fisik dan material pembentuk bumi. Geologi adalah dimana fantasi dan sekumpulan fakta bertemu dalam satu ruang kreatifitas. Geology is where time goes wild !!!

Geologi memiliki sejumlah disiplin ilmu yang saling berhubungan erat seperti; Geomorfologi, Petrologi, Sedimentologi, Geologi Struktur, Tektonika, Geologi Sejarah, Paleontologi, Geofisika, Endapan Mineral, dan Geologi Minyak Bumi. Misalnya, Geologi Minyak Bumi pasti akan melibatkan, diantaranya: survey seismik (Geofisika), interpretasi struktur (Geologi Struktur), sedimentological understanding (Sedimentologi), paleontological dating (Paleontologi), dll.

Ada yang beranggapan bahwa geologi sangat tidak akurat atau tidak saintifik. Alasannya adalah sistem alam dari bumi kita yang sangat kompleks. Setiap batuan, oilfield reservoir atau ore body itu terbentuk dari interaksi antara proses dan mekanisme geologi yang 'unique' dan sangat sulit untuk diprediksi secara detail. Sebagai contoh, geologi dapat memprediksi wilayah yang rawan gempa bumi, letusan gunungapi, atau longsoran batuan yang diperkiran akan terjadi 100 tahun mendatang atau lebih, tapi tidak tahu persis kapan dan bahkan tidak tahu persis dimana itu akan terjadi.

Geologi selalu dalam aspek orientasi proses. Bagaimana batuan reservoir itu terbentuk? Apakah itu terbentuk dari pasir yang ada di pantai, atau channel bar yang ada di sungai, atau dari submarine slide deposit? Bagaimana magma bisa sampai ke permukaan melewati kerak bumi dan menghasilkan gunungapi? Kenapa erupsi gunungapi dan gempa bumi terjadi berulang kali di beberapa daerah sedangkan di daerah lain tidak? Banyak pertanyaan-pertanyaan tentang peristiwa geologi yang terjadi di planet kita ini, dan ahli geologi harus open mind dan memiliki keinginan untuk mencari tahu jawaban yang masuk akal.

Geology is everywhere. Singkapan batupasir di Pulau Saronde, Gorontalo Utara.

(Kiri) Mengukur orientasi batuan, (Tengah) Mengambil sampel batuan, (Kanan) Mengambil data geofisika Sumber gambar : ocw.mit.edu

Begitulah sekilas tentang arti geologi, dan tujuan mempelajari geologi. Jadi, bagi adik-adik SMA yang berniat untuk melajutkan pendidikan ke Universitas dan tertarik dengan ilmu kebumian, di Indonesia sudah banyak Universitas yang membuka jurusan langka ini.

Yang ingin tahu sejarah pendidikan geologi di Indonesia, silakan kunjungi link ini
Salam, 
@EFBumi