BUMI ( GEA/GAIA)

ARIF WASTONO
MAHASISWA GEOLOGI UNSOED

Bumi dikenali sebagai Earth dalam bahasa Inggris. Planet ketiga daripada delapan planet dalam Sistem tatasurya, Bumi diperkiran telah berusia selama 4,600 juta tahun. Jarak Bumi dengan matahari adalah 149.6 juta kilometer.

Bumi mempunyai lapisan udara dan medan magnet yang dipanggil magnetosfera yang melindungi permukaan Bumi daripada angin surya, sinar ultraviolet yang berbahaya, dan radiasi dari angkasa luar. Lapisan udara ini menyelimuti bumi hingga ketinggian 700 kilometer dan yang selebihnya dianggap angkasa luar. Lapisan udara ini terdiri dari : Troposfera, Stratosfera, Mesosfera, Termosfera, dan Eksosfera.

Lapisan ozon, setinggi 50 kilometer, terletak di lapisan Stratosfera dan Mesosfera dan melindungi bumi daripada sinara ultraviolet. Perbedaan suhu permukaan Bumi adalah di antara -70°C sehingga 55°C bergantung kepada iklim sekitar. Sehari di Bumi 24 jam dan setahun di bumi 365.25 hari. Bumi mempunyai berat jenis seberat 59,760 juta juta ton, dengan luas permukaan 510 juta km persegi. Ketumpatan Bumi pada 5,500 kilogram setiap meter persegi digunakan sebagai unit perbandingan ketumpatan berbanding planet yang lain, dengan ketumpatan Bumi 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 sebagai 1. Bumi mempunyai 1 satelit asli yaitu bulan. 70.8% permukaan bumi diseliputi air. Udara Bumi terdiri daripada 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air, karbon dioksida, dan gas lain. Bumi dianggarkan mempunyai teras dalam bumi yang terdiri daripada besi nikel beku setebal 1,370 kilometer dengan suhu mencapai 4,500°C, diselimuti pula oleh teras luar yang cair setebal 2,100 kilometer, diselimuti pula oleh mantel silika padu setebal 2,800 kilometer membentuk 83% isi padu bumi, dan akhir sekali diselimuti oleh kerak batu silika hampir 100 kilometer tebalnya.

Bumi terbentuknya lebih dari 4,5 milyard tahun yang lalu, bumi selalu mengalami perubahan baik disebabkan oleh faktor intern maupun ekstern. Gerakan material dalam bentuk sel-sel konveksi mantel,gerakan material ke atas dalam bentuk mantel plume dan proses magmatik lainnya bumi, vulkanismus, gejala kegempaan dan lain-lain. Dampak yang lain adalah terbentuknya sumber daya alam bumi seperti sumber daya mineral, sumber daya bahan fosil dan sumber daya alam lainnya.

Struktur Interior Bumi.

Telah diketaui bahwa bumi adalah salah satu planet bersama-sama dengan planet lain mengelingi matahari berbentuk bola agak agak elip,dengan jari-jari terbesar diekuator dan terkecil dikutub.Bumi bukanlah bola yang pejal,tetapi terdiri atas lapisan-lapisan yang memiliki sifet fisika dan sifat kimia yang berbeda –beda. Studi seismologi dengan menggunakan sifat-sifat gelombang gempa dengan teknologi muktakhir, selain dapat menentukan bidang-bidang batas antar perlapisan ,juga dapat mencitrakan bentuk struktur interior bumi secara detail.Strukturnya meliputi

1. Inti bumi :

a. Inti dalam

b. Inti luar

2. Selubung :

a. Litosfer

- Kerak Bumi

- Mantel

b. Astenosfir

c. Mesosfir

Inti Bumi ( Inti dalam dan inti luar )

Dalam inti bumi terdapat masa bumi Ǿ ~ 7000 km

Tidak merambat gelombang sekunder~ 2 lapisan

Inti dalam berfasa padat ( T >, P > )

Inti luar berfasa cair ( tebal 2000 km )

SELUBUNG

A. Struktur Lapisan Kulit Bumi (litosfer)
Pertama tama perlu anda ketahui bahwa kata lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera artinya lapisan lithosfer yaitu lapisan kerak bumi yang paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km.

Perlu anda pahami bahwa yang dimaksud batuan bukanlah benda yang keras saja berupa batu dalam kehidupan sehari hari, namun juga dalam bentuk tanah liat, abu gunung api, pasir, kerikil dan sebagainya.
Tebal kulit bumi tidak merata, kulit bumi di bagian benua atau daratan lebih tebal dari di bawah samudra.

Bumi tersusun atas beberapa lapisan yaitu:

a.Barisfer yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bahan padat yang tersusun dari lapisan nife (niccolum=nikel dan ferum besi) jari jari barisfer kira-kira 3.470 km.

b.Lapisan antara yaitu lapisan yang terdapat di atas nife tebal 1700 km. Lapisan ini disebut juga asthenosfer mautle/mautel), merupakan bahan cair bersuhu tinggi dan berpijar. Berat jenisnya 5 gr/cm3.

c.Lithosfer yaitu lapisan paling luar yang terletak di atas lapisan antara dengan ketebalan 1200km berat jenis rata-rata 2,8 gram/cm3.

Lithosfer disebut juga kulit bumi terdiri dua bagian yaitu:

1.Lapisan sial yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO₂ dan AL ₂ O₃.
Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen granit andesit jenis-jenis batuan metamorf dan batuan lain yang terdapat di daratan benua.lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35km.

2.Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun oleh log am logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa Si O2 dan Mg O lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar dari pada lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral ferro magnesium dan batuan basalt. Lapisan merupakan bahan yang bersipat elastis dan mepunyai ketebalan rata rata 65 km.

Kerak bumi

Kerak bumi adalah lapisan terluar Bumi yang terbagi menjadi dua kategori, yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai ketebalan sekitar 5-10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20-70 km.

Unsur-unsur kimia utama pembentuk kerak bumi adalah: Oksigen (O) (46,6%), Silikon (Si) (27,7%), Aluminium (Al) (8,1%), Besi (Fe) (5,0%), Kalsium (Ca) (3,6%), Natrium (Na) (2,8%), Kalium (K) (2,6%), Magnesium (Mg) (2,1%).

Kerak bumi dan sebagian mantel bumi membentuk lapisan litosfer dengan ketebalan total kurang lebih 80 km.

Para ahli dapat merekonstruksi lapisan-lapisan yang ada di bawah permukaan bumi berdasarkan analisis yang dilakukan terhadap seismogram yang direkam oleh stasiun pencatat gempa yang ada di seluruh dunia.

Kerak bumi ini terbagi menjadi dua bagian yaitu:

a. kerak benua : merupakan benda padat yang terdiri dari batuan granit di bagian atasnya dan batuan beku basalt di bagian bawahnya. Kerak ini yang merupakan benua.

b. Kerak samudra : merupakan benda padat yang terdiri dari endapan di laut pada bagian atas, kemudian di bawahnya batuan batuan vulkanik dan yang paling bawah tersusun dari batuan beku gabro dan peridolit. Kerak ini menempati dasar samudra

Mantel Bumi

Mantel Bumi (Mantel) terletak dibawah kerak bumi sampai kedalaman sekitar 2900 km, merupakan pembentuk 82% volume bumi dan merupakan 68% dari masa bumi. Secara lebih detail ini masih terbagi atas: Mantel atas ,zona transisi dan mantel bawah . Komponen utama pembentuk mantel adalah besi, oksigen,silikon dan magnesium.

B. Astenosfer

Di bawah litosfer pada kedalaman kira-kira 700 km terdapat astenosfer. Astenosfer hampir berada dalam titik leburnya dan karena itu bersifat seperti fluida. Astenosfer mengalir akibat tekanan yang terjadi sepanjang waktu.

C. Mesosfera

Mesosfera (Mesosphere) merupakan lapisan udara ketiga, di mana suhu atmosfera akan berkurangan dengan pertambahan altitud sehingga ke lapisan keempat termosfera. Zarah udara yang terdapat di sini akan mengakibatkan pergeseran berlaku dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini.

Mesosfera terletak di antara 50 km dan 80-85 km dari permukaan bumi, manakala suhunya berkurang dari 290 K hingga 200 K (18^oC hingga − 73^oC).

Struktur Morfologi Bumi

Dalam struktur bumi, perlu dipelajari tentang kerak bumi, yang terutama tersusun oleh batuan, batuan tersusun oleh mineral-mineral. Agar dapat mengetahui batuan dengan baik, maka terlebih dahulu kita harus mempelajari tentang bantuan

1. Batuan pembentuk lithosfer

1. Batuan beku

2. Batuan Sedimen

3. Batuan Metamorf

Semua batuan pada mulanya dari magma.Magma keluar di permukaan bumi antara lain melalui puncak gunung berapi. Gunung berapi ada di daratan ada pula yang di lautan. Magma yang sudah mencapai permukaan bumi akan membeku. Magma yang membeku kemudian menjadi batuan beku. Batuan beku muka bumi selama beribu-ribu tahun lamanya dapat hancur terurai selama terkena panas, hujan, serta aktifitas tumbuhan dan hewan.

Selanjutnya hancuran batuan tersebut tersangkut oleh air, angin atau hewan ke tempat lain untuk diendapkan. Hancuran batuan yang diendapkan disebut batuan endapan atau batuan sedimen. Baik batuan sedimen atau beku dapat berubah bentuk dalam waktu yang sangat lama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan. Batuan yang berubah bentuk disebut batuan malihan atau batuan metamorf.

Untuk lebih memahami jenis-jenis batuan perhatikan uraian berikut:

1.Batuan Beku
Ada dua macam batuan beku, yaitu :

a. batuan beku dalam

b. batuan beku luar

Untuk Mengetahui ketepatan batuan jenis batuan harus dilakukan uji laboratorium dengan menggunakan mikroskop untuk melihat bentuk kristal batuanya.
2.Batuan sedimen
Ada beberapa macam batuan sedimen, yaitu batuan sedimen klastik, sedimen kimiawi dan sedimen organic. Sedimen klastik berupa campuran hancuran batuan beku, contohnya breksi

dan batu pasir. Sedimen kimiawi berupa endapan dari suatu pelarutan, contohnya batu kapur dan batu giok. Sedimen organic berupa endapan sisa sisa hewan dan tumbuhan laut contohnya batu gamping dan koral

3.Batuan Malihan (Batuan Metamorf)
Batuan malihan atau metamorf adalah batuan yang berubah bentuk. Contohnya kapur (kalsit) berubah menjadi marmer

Pemanfaatan litosfer

Lithosfer merupakan bagian bumi yang langsung berpengaruh terhadap kehidupan dan memiluki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di bumi. Lithosferbagian atas merupakan tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman. Manusia melakukan aktifitas di atas lithosfer.Selanjutnya lithosfer bagian bawah mengandung bahan bahan mineral yang sangat bermanfaat bagi manusia. Bahan bahan mineral atau tamb kerak bumi sampai kedalaman

2. Bentuk muka bumi sebagai akibat proses vulkanisme dan diatropisme.

.Mengapa bentuk permukaan bumi tidak merata. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh dari luar bumi dan dalam bumi itu sendiri. Pengaruh dari dalam bumi berupa suatu tenaga yang sangat besar sehingga dapat membentuk muka bumi yang beraneka ragam. Tenaga yang berasal dari dalam bumi disebut tenaga endogen. Tenaga yang berasal dari luar bumi disebut tenaga eksogen. Tenaga eksogen bersifat merusak bentuk bentuk permukaan bumi yang dibangun atas tenaga endogen.

Tenaga endogen meliputi tektonisme, vulkanisme dan seisme,tenaga eksogen antara lain meliputi pelapukan (weathering) dan erosi (pengikisan).

Tenaga Endogen

1..Gejala Vulkanisme

Vulkanisme yaitu peristiwa yang sehubungan dengan naiknya magma dari dalam perut bumi.Magma adalah campuran batu-batuan dalam keadaan cair, liat serta sangat panas yang berada dalam perut bumi. Aktifitas magma disebabkan oleh tingginya suhu magma dan banyaknya gas yang terkandung di dalamnya sehingga dapat terjadi retakan-retakan dan pergeseran lempeng kulit bumi.Magma dapat berbentuk gas padat dan cair.

Proses terjadinya vulkanisme dipengaruhi oleh aktivitas magma yang menyusup ke lithosfer (kulit bumi). Apabila penyusupan magma hanya sebatas kulit bumi bagian dalam dinamakan intrusi magma. Sedangkan penyusupan magma sampai keluar ke permukaan bumi disebut ekstrusi magma.

a.Intrusi magma
Intrusi magma adalah peristiwa menyusupnya magma di antara lapisan batu-batuan, tetapi tidak mencapai permukaan bumi. Intrusi magma dapat dibedakan menjadi empat, yaitu:

1.Intrusi datar (sill atau lempeng intrusi), yaitu magma menyusup diantara dua lapisan batuan, mendatar dan pararel dengan lapisan batuan tersebut.

2.Lakolit, yaitu magma yang menerobos di antara lapisan bumi paling atas. Bentuknya seperti lensa cembung atau kue serabi.

3.Gang (korok), yaitu batuan hasil intrusi magma yang menyusup dan membeku di sela sela lipatan (korok).

4.Diaterma adalah lubang (pipa) diantara dapur magma dan kepundan gunung berapi bentuknya seperti silinder memanjang.

b.Ekstrusi magma
Ekstrusi magma adalah peristiwa penyusupan magma hingga keluar Permukaan bumi dan membentuk gunung api. Hal ini terjadi bila tekanan Gas cukup kuat dan ada retakan pada kulit bumi. Ekstrusi magma dapat di bedakan Menjadi:

1. Erupsi linier, yaitu magma keluar melalui retakan pada kulit bumi, berbentukKerucut gunung api

2. Erupsi sentral, yaitu magma yang keluar melalui sebuah lubang permukaan bumi dan membentuk gunung yang letaknya tersendiri.

3. Erupsi areal, yaitu magma yang meleleh pada permukaan bumi karena letak Magma yang sangat dekat dengan permukaan bumi, sehingga terbentuk kawah gunung berapi yang sangat luas.

Gunung merupakan tonjolan pada kulit bumi yang terdiri dari lereng dan puncak.
Rangkaian dari gunung-gunung membentuk pegunungan. Gunung dan pegunungan terbentuk karena adanya tenaga endogen. Apabila suatu tempat di permukaan bumi yang pernah atau masih mengeluarkan magma maka terbentuklah gunung berapi.

Berdasarkan tipe letusan gunung berapi dapat dibedakan menjadi tiga yaitu:

a.Gunungapi strato atau kerucut.
Kebanyakan gunung berapi di dunia merupakan gunung api kerucut. Letusan pada gunung api kerucut termasuk letusan kecil.letusan dapat berupa lelehan batuan yang panas dan cair. Seringnya terjadi lelehan menyebabkan lereng gunung berlapis lapis.Oleh karena itu, gunung api ini disebut gunung api strato. Sebagian besar gunung berapi di Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara dan Maluku termasuk gunung api kerucut.

b.Gunung api maar.

Bentuk gunung api maar seperti danau kering. Jenis gunung api maar seperti danau kering. Jenis gunung api maar tidak banyak. gunung berapi ini terbentuk karena ada letusan besar yang membentuk lubang besar pada puncak yang di sebut kawah. Gunung api maar memiliki corong. Contohnya Gunung Lamongan jawa Timur dengan kawahnya Klakah.

C.Gunung api perisai

Di Indonesia tidak ada gunung yang berbentuk perisai. Gunung api perisai contohnya Maona Loa Hawaii, Amerika Serikat. Gunung api perisai terjadi karena magma cair keluar dengan tekanan rendah hampir tanpa letusan. Lereng gunung yang terbantuk menjadi sangat landai

Pada umumnya bentuk gunung berapi di Indonesia adalah strato (kerucut). Gunung berapi yang pernah meletus, umunya berpuncak datar. Oleh karena itu, di Indonesia sering terjadi peristiwa gunung meletus. Magma yang keluar ke permukaan bumi ada yang padat cair dan gas. Material yang dikeluarkan oleh gunung api tersebut, antara lain:

a. Eflata (material padat) berupa lapili, kerikil, pasir dan debu

b. Lava dan lahar, berupa material cair.

c. Eksalasi (gas) berupa nitrogen belerang dan gas asam.

Ciri ciri gunung api yang akan meletus, antara lain:

a. Suhu di sekitar gunung naik.

b. Mata air mejadi kering

c. Sering mengeluarkan suara gemuruh, kadang kadang disertai getaran (gempa)Mata air mejadi kering

d. Tumbuhan di sekitar gunung layu, dan

e. Binatang di sekitar gunung bermigrasi.

Tanda tanda ini menandakan intrusi magma yang terus mendesak ke permukaan, apabila desakan ini cukup kuat, yang terjadi adalah letusan gunung berapi. Setelah terjadi letusan Gunung itu mengalami istirahat, tetapi aktifitas gunung tersebut masih berlangsung, sehingga suatu saat dapat mengeluarkan suatu tanda tanda aktif kembali. Peristiwa vulkanik yang terdapat pada gunung berapi setelah meletus (post vulkanik), antara lain:

a. Sumber air panas atau geiser

b. terdapatnya sumber gas H₂ S, H₂O,dan CO₂

Sumber gas ini ada yang sangat berbahaya bagi kehidupan. Bahkan dapat mematikan misalnya yang terjadi pada Kawah Sinila (Dieng) disamping berbahaya, gejala post vulkanik bermanfaat juga bagi kehidupan manusia. bahkan dapat juga dijadikan objek wisata , Misalnya air panas dan kawah gunung berapi

Danau vulkanik
Setelah gunung merapi meletus atas kepundannya yang kedap air dapat menampung air dan membetuk danau. Danau vulkanik adalah danau yang terbentuk akibat letusan gunung yang kuat sehingga menghancurkan bagian puncaknya, kemudian membentuk sebuah cekungan besar, cekungan menampung air dan membentuk danau.

Contoh danau vulkanik, antara lain: danau di pucak gunung lokon di Sulawesi Utara dan Danau Kelimutu di Flores

Manfaat dan kerugian vulkanisme
Peristiwa vulkanik selain memberikan manfaat juga dapat menimbulkan kerugian harta benda maupun jiwa. Keuntungan yang kita peroleh setelah vulkanisme berlangsung antara lain:

a. Objek wisata berupa kawah (Kawah gunung Bromo ), sumber air panas yang memancar (Yellowstone di Amerika Serikat, dan Pelabuhan Ratu di Cisolok), sumber air mineral (Maribaya di Jawa Barat dan Baturaden di Jawa Tengah)

b. Sumber energi panas bumi misalnya di kamojang, Jawa Barat

c. Tanah subur yang akan diperoleh setelah beberapa tahun kemudian.

Kerugian yang kita alami terutama adalah berupa jiwa dan harta benda, karena:

a. Gempa Bumi

yang dapat ditimbulkanya dapat merusak bangunan.

b. Kebakaran hutan akibat aliran lava pijar.

c.Tebaran abu yang sangat tebal dan meluas dapat merusak kesehatan dan mengotori sarana yang ada

2. Bentuk muka bumi akibat diatropisme

Diatropisme adalah proses pembentukan kembali kulit bumi pembentukan gunung-gunung, lembah-lembah, lipatan lipatan dan retakan retakan. Proses pembentukan lembah kulit bumi tersebut karena adanya tenaga tektonik. Tektonisme adalah tenaga yang berasal dari kulit bumi yang menyebabkan perubahan lapisan permukaan bumi, baik mendatar maupun vertikal. Tenaga ektonik adalah tenaga yang berasal dari dalam bumi yang menyebabkan gerak naik dan turun lapisan kulit bumi.Gerak itu meliputi gerak orogenetik dan gerak epirogenetik (orogenesadan epiro genesa ).

Gerak orogenetik adalah gerak yang dapat menimbulkan lipatan patahan retakan disebabkan karena gerakan dalam bumi yang besar dan meliputi daerah yang sempit serta berlangsung dalam waktu yang singkat.

1.Lipatan, yaitu gerakan pada lapisan bumi yang tidak terlalu besar dan berlangsung dalam waktu yang lama sehingga menyebabkan lapisan kulit bumi berkerut atau melipat, kerutan atau lipatan bumi ini yang nantinya menjadi pegunungan. Punggung lipatan dinamakan antliklinal, daerah lembah (sinklinal) yang sangat luas dinamakan geosinklinal, ada beberapa lipatan, yaitu lipatan tegak miring, rebah, menggantung, isoklin dan kelopak

Patahan yaitu gerakan pada lapisan bumi yang sangat besar dan berlangsung yang dalam waktu yang sangat cepat, sehingga menyebabkan lapisan kulit bumi retak atau patah. Bagian muka bumi yang mengalami patahan seperti graben dan horst. Horst adalah tanah naik, terjadi bila terjadi pengangkatan. Graben adalah tanah turun, terjadi bila blok batuan mengalami penurunan.

2. Gerak epirogenetic yaitu gerak yang dapat menimbulkan permukaan bumi seolah turun atau naik, disebabkan karena gerakan di bumi yang lambat dan meliputi daerah yang luas gerak epirogenetik di bedakan menjadi dua, yaitu gerak epiro genetic positif dan gerak epiro genetik negatif.