Dasar-Dasar Geologi

Geology is the study of the Earth as a whole, its origin, structure, composition, and history (including the development of life), and the nature of the processes which have given rise to its present state.

Whitten, DGA and Brooks, JRV. 1977. The Penguin Dictionary of Geology. Middlesex: Penguin Books. p. 204.

INTERIOR BUMI

KERAK BUMI

Kerak bumi merupakan lapisan paling luar: keras, padat, relatif dingin, ketebalan 70 -100 km, tersusun dari batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

Kerak bumi dibedakan menjadi dua : Kerak Samudra dan Kerak Benua

MANTEL BUMI

Mantel bumi terdiri dari dua bagian:

Mantel luar ketebalan 40 -400 km memiliki densitas antara 3,3 sampai4,3 gm/ cm3.

Mantel dalam ketebalan 900 -2700 km mengandung senyawa padat MgO dan SiO2

INTI BUMI

Inti Luar( outer core ) bersifat cairan pekat (liquid), ketebalan antara 2.900 km -5.100 km. kaya akan Besi dan Nikel, suhunya berkisar 4.500 ºC.

Inti Dalam yaitu bagian yang mempunyai sifat padatan (solid).

Geologi sendiri sebenarnya hanya berkutat di bagian kulit bumi, sampai beberapa km ke dalam bumi.

Lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera artinya lapisan.  Lithosfer merupakan lapisan kerak bumi yang paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km.  Lithosfer adalah lapisan kulit bumi paling luar yang berupa batuan padat.  Lithosfer tersusun dalam dua lapisan, yaitu kerak dan selubung, yang tebalnya 50 – 100 km.  Lithosfer merupakan lempeng yang bergerak sehingga dapt menimbulkan persegeran benua. Lithosfer terdiri dari Kerak Bumi dan Astenofer serta sedikit Mantel Luar.

Penyusun utama lapisan lithosfer adalah batuan yang terdiri dari campuran antar mineral sejenis atau tidak sejenis yang saling terikat secara gembur atau padat.  Induk batuan pembentuk litosfer adalah magma, yaitu batuan cair pijar yang bersuhu sangat tinngi dan terdapat di bawah kerak bumi.  Magma akan mengalami beberapa proses perubahan sampi menjadi batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamorf.

Lithosfer terdiri dari dua bagian utama, yaitu :

1. Lapisan sial yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3.

Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen, granit andesit jenis-jenis batuan metamor, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak, bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35km.  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 samudera, 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

2. Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun oleh logam 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 mempunyai ketebalan rata rata 65 km

Lithosfer merupakan lempeng Bumi.

Teori tektonika Lempeng (bahasa Inggris: Plate Tectonics) adalah teori dalam bidang geologi yang dikembangkan untuk memberi penjelasan terhadap adanya bukti-bukti pergerakan skala besar yang dilakukan oleh litosfer bumi. Teori ini telah mencakup dan juga menggantikan Teori Pergeseran Benua yang lebih dahulu dikemukakan pada paruh pertama abad ke-20 dan konsep seafloor spreading yang dikembangkan pada tahun 1960-an.

Pembentukan permukaan Bumi

Bagian terluar dari interior bumi terbentuk dari dua lapisan. Di bagian atas terdapat litosfer yang terdiri atas kerak dan bagian teratas mantel bumi yang kaku dan padat. Di bawah lapisan litosfer terdapat astenosfer yang berbentuk padat tetapi bisa mengalir seperti cairan dengan sangat lambat dan dalam skala waktu geologis yang sangat lama karena viskositas dan kekuatan geser (shear strength) yang rendah. Lebih dalam lagi, bagian mantel di bawah astenosfer sifatnya menjadi lebih kaku lagi. Penyebabnya bukanlah suhu yang lebih dingin, melainkan tekanan yang tinggi.
Lapisan litosfer dibagi menjadi lempeng-lempeng tektonik (tectonic plates). Di bumi, terdapat tujuh lempeng utama dan banyak lempeng-lempeng yang lebih kecil. Lempeng-lempeng litosfer ini menumpang di atas astenosfer. Mereka bergerak relatif satu dengan yang lainnya di batas-batas lempeng, baik divergen(menjauh), konvergen (bertumbukan), ataupun transform (menyamping). Gempa bumi, aktivitas vulkanik, pembentukan gunung, dan pembentukan palung samudera semuanya umumnya terjadi di daerah sepanjang batas lempeng. Pergerakan lateral lempeng lazimnya berkecepatan

Gambar persebaran lempeng di dunia

PRINSIP - PRINSIP LEMPENG TEKTONIK

Bagian lapisan luar, interior bumi dibagi menjadi lapisan litosfer dan lapisan astenosfer berdasarkan perbedaan mekanis dan cara terjadinya perpindahan panas. Llitosfer lebih dingin dan kaku, sedangkan astenosfer lebih panas dan secara mekanik bersifat plastis.

Prinsip kunci tektonik lempengan adalah bahwa litosfer terpisah menjadi lempengan-lempengan tektonik yang berbeda-beda. Lempengan ini bergerak menumpang di atas astenosfer yang mempunyai viskoelastisitas sehingga bersifat seperti fluida.

Ada tiga jenis batas lempeng yang berbeda dari cara lempengan tersebut bergerak relatif terhadap satu sama lain. Tiga jenis ini masing-masing berhubungan dengan fenomena yang berbeda di permukaan. Tiga jenis batas lempeng tersebut adalah:

Batas divergen/konstruktif (divergent/constructive boundaries) terjadi ketika dua lempeng bergerak menjauh satu sama lain. Mid-oceanic ridge dan zona retakan (rifting) yang aktif adalah contoh batas divergen. Batas konvergen/destruktif (convergent/destructive boundaries) terjadi jika dua lempeng bergesekan mendekati satu sama lain sehingga membentuk zona subduksi jika salah satu lempeng bergerak di bawah yang lain, atau tabrakan benua (continental collision) jika kedua lempeng mengandung kerak benua. Palung laut yang dalam biasanya berada di zona subduksi, di mana potongan lempeng yang terhunjam mengandung banyak bersifat hidrat (mengandung air), sehingga kandungan air ini dilepaskan saat pemanasan terjadi bercampur dengan mantel dan menyebabkan pencairan sehingga menyebabkan aktivitas vulkanik. Contoh kasus ini dapat kita lihat di Pegunungan Andes di Amerika Selatan dan busur pulau Jepang (Japanese island arc). Batas transform (transform boundaries) terjadi jika lempeng bergerak dan mengalami gesekan satu sama lain secara menyamping di sepanjang sesar transform (transform fault). Gerakan relatif kedua lempeng bisa sinistral (ke kiri di sisi yang berlawanan dengan pengamat) ataupun dekstral (ke kanan di sisi yang berlawanan dengan pengamat). Contoh sesar jenis ini adalah Sesar San Andreas di California.

Batuan Pembentuk Lithosfer

Siklus Batuan

Penjelasan Siklus Batuan :

Semua batuan pada mulanya dari magma yang keluar melalui puncak gunung berapi. Magma yang sudah mencapai permukaan bumi akan membeku. Magma yang membeku kemudian menjadi batuan beku, yang dalam ribuan tahun 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. Semua batuan ini akan kembali menjadi magma lagi karena proses subsduksi lempeng yang membawanya menuju astenosfer kembali.

a.   Batuan beku

Gambar beberapa batuan beku

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma yang membeku.  Secara umum batuan beku mempunyai ciri-ciri homogen dan kompak, tidak ada pelapisan, dan umumnya tidak mengandung fosil.

Berdasarkan tempat pembekuannya, batuan beku dibagi menjadi :

1.      Batuan Beku Dalam ; adalah batuan beku yang terbentuk jauh di bawah permukaan bumi, pada kedalaman 15 – 50 km.  Karena tempat pembekuannya dekat dengan astenofer, pendinginan magmanya sangat lambat serta, contoh : Granit, Rhyolite.

2.   Batuan Beku Gang, terbentuk di bagian celah/gang dari kerak bumi, sebelum sampai ke permukaan bumi.  Proses pembekuan magma ini agak cepat  sehingga membentuk batuan yang mempunyai cristal yang kurang sempurna. contoh : Andesit, Diorite.

3.      Batuan Beku Luar, hádala batuan beku yang terbentuk di permukaan bumi. Magma yang keluar dari bumi mengalami proses pendinginan dan pembekuan Sangat cepat sehingga tidak menghasilkan cristal batuan.  Contohnya riolit dan basalt. contoh : Basalt, Gabro

Klasifikasi Batuan Beku :

Pengelompokan batuan beku berdasarkan keasaman dan tempat pembekuan batuan

keterangan :
Klasifikasi batuan beku berdasarkan tingkat besarnya ukuran mineral dalam batuan sehingga mudah diamati atau tidak.
Afanitik : Batuan beku tipe ini biasanya terbentuk di luar, sehingga mengalami pembekuan yang cepat sehingga batas mineral dalam batuannya tidak terlihat dengan jelas.
Faberik : Batuan beku tipe ini biasanya terbentuk di dalam, sehingga mengalami pembekuan yang lama sehingga batas mineral dalam batuannya dapat terlihat dengan jelas.

b.  Batuan Sedimen

Grafik hubungan antar komponen dalam proses sedimentasi

Penjelasan Diagram di atas :
Pembentukan batuan sedimen itu merupakan suatu siklus tersendiri, dalam urutan sebagai berikut :
Pelapukan > Erosi > Transportasi > Deposisi > Litifikasi (Kompaksi, Sementasi). Nah, jika kita mau menghubungkannya dengan grafik di atas, maka sebenarnya grafik di atas menjelaskan hubungan secara kuantitatif tiga proses di atas berdasar kecepatan proses dan diameter butiran sedimen.

Gambar beberapa batuan sedimen

Batuan Sedimen adalah batuan yang terbentuk karena adanya proses pengendapan.  Batir-butir batuan sedimen berasal dari berbagai macam batuan melalui proses pelapukan, baik oleh angin maupun air.  Proses pembentukan batuan sedimen disebut diagenesis batuan sedimen yang menyatakan perubahan bentuk dari bahan deposit menjadi batuan endapan.

Ada beberapa macam batuan sedimen, yaitu batuan sedimen klastik, sedimen kimiawi dan sedimen organik. Sedimen klastik berupa campuran hancuran batuan beku yang terlitifikasi (terendapkan), contohnya breksi, konglomerat 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

c.  Batuan Metamorf

Gambar beberapa batuan metamorf

Batuan malihan atau metamorf adalah batuan yang telah mengalami perubahan baik secara fisik maupun kimiawi sehingga menjadi batuan yang berbeda dari batuan induknya, akibat adanya tekanan dan suhu yang tinggi. Terbagi menjadi Batuan Metamorf Kontak, batuan metamorf karena suhu tinggi, contohnya adalah batu kapur (kalsit) yang berubah menjadi marmer, atau batuan kuarsa menjadi kuarsit. Batuan Metamorf Regional, batuan metamorf karena tekanan tinggi, contohnya skist, filit, gneiss, slatycleavage