Lapisan Penyusun Bumi(Geologi Fisik)

Oleh :Nama : Roro Rasi PutraNim/BP : 1302672/2013Jurusan : S1. Teknik Pertambangan

Jurusan Teknik PertambanganFakultas TeknikUniversitas Negeri Padang2014

Komposisi dan Lapisan BumiA. Struktur Dalam Bumi Keadaan dalam bumi selama ini hanya dikemukakan berdasarkan hipotesis-hipotesis. Penyelidikan tentang isi bumi sebenarnya hanya meliputi daerah dengan kedalaman tidak lebih dari dalamnya terowongan tempat pengeboran atau kedalaman sungai bawah tanah.

Massa bumi kira-kira adalah 5,981024 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.[10]

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 . Konstituen lainnya hanya terjadi dalam jumlah yang kecil.

Salah seorang ahli yang yang pertama kali mengemukakan pendapatnya tentang materi dan bentuk dalam bumi adalah Plato. Menurutnya, bumi terdiri dari masa cair yang pijar dan dikelilingi oleh lapisan batuan yang keras yang disebut kerak bumi. Masa cair yang pijar itu berasal dari dalam bumi dan kadang-kadang ke luar mencapai permukaan bumi dalam bentuk lava melalui pipa-pipa gunung api.

Namun, penyelidikan tentang gempa bumi (seismologi) memberikan pandangan yang lain tentang keadaan dalam bumi. Berdasarkan penyelidikan seismologi diketahui bahwa perambatan geolombang gempa dipengaruhi oleh zat-zat penyusun bumi. Penyelidikan seismologi juga membuktikan bahwa bumi terdiri dari lapisan-lapisan yang dibatasi oleh lapisan yang tidak bersambung (diskontinu).

Berbagai kajian dan penelitian geofisika telah membuktikan bahwa bumi terbentuk dari 7 lapisan tertentu dari dalam ke luar dengan susunan sebagai berikut:

Secara struktur bumi dibagi menjadi 3 lapisan utama, yaitu kerak bumi (crush), selimut (mantle), dan inti (core). Struktur bumi seperti itu mirip dengan telur, yaitu cangkangnya sebagai kerak, putihnya sebagai selimut, dan kuningnya sebagai inti bumi.

1. Kerak Bumi (Crush)Kerak bumi merupakan lapisan kulit bumi paling luar (permukaan bumi). Kerak bumi terdiri dari dua jenis, yaitu kerak benua dan kerak samudra. Lapisan kerak bumi tebalnya mencapai 70 km dan tersusun atas batuan-batuan basa dan masam. Namun, tebal lapisan ini berbeda antara di darat dan di dasar laut. Di darat tebal lapisan kerak bumi mencapai 20-70 km, sedangkan di dasar laut mencapai sekitar 10-12 km. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh makhluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100C.

Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki ketebalan 5-80 km. kerak dengan mantel dibatasi oleh Mohorovivic Discontinuity. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan mineral silikat lainnya. Kerak bumi dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

Kerak samudra, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si, Fe, Mg yang disebut sima. Ketebalan kerak samudra berkisar antara 5-15 km (Condie, 1982)dengan berat jenis rata-rata 3 gm/cc. Kerak samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt.

Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si dan Al, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar antara 30-80 km (Condie !982) rata-rata 35 km dengan berat jenis rata-rata sekitar 2,85 gm/cc. kerak benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit.

Disamping perbedaan ketebalan dan berat jenis, umur kerak benua biasanya lebih tua dari kerak samudra. Batuan kerak benua yang diketahui sekitar 200 juta tahun atau Jura. Umur ini sangat muda bila dibandingkan dengan kerak benua yang tertua yaitu sekitar 3800 juta tahun. Tabel Skala waktu geologi dapat dilihat di Skala Waktu Geologi.KERAK BENUA (CONTINENTAL CRUST)KERAK SAMUDERA (OCEANIC CRUST)

Disebut lapisan Si-Al (silisium aluminium)Disebut lapisan Si-Ma (silisium magnesium)

Mengandung unsur aluminium dalam jumlah besarMengandung unsur magnesium dalam jumlah banyak

Tersusun atas batuan yang sangat tua yang bersifat granitisTerdiri atas batuan basaltis yang berusia lebih muda yang lebih padat dibanding kerak benua

Unsur-unsur pembentuk utamanya adalah mineral silikat yang kaya aluminium, potassium, dan sodiumUnsur-unsur pembentuk utamanya adalah mineral silikat yang kaya akan magnesium, besi, kalsium, dan sedikit aluminium

2. Selimut Bumi (Mantle)Selimut atau selubung bumi merupakan lapisan yang letaknya di bawah lapisan kerak bumi. Sesuai dengan namanya, lapisan ini berfungsi untuk melindungi bagian dalam bumi.Selimut bumi tebalnya mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan yang padat yang mengandung silikat dan magnesium. Suhu di bagian bawah selimut mencapai 3.000 C, tetapi tekananannya belum mempengaruhi kepadatan batuan.

Inti bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya magnesium. Inti dan mantel dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity. Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai 400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km.Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yang dinamakan litosfer. Mantel atas bagian bawah yang bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagi asthenosfer.Selimut bumi dibagi menjadi 3 bagian, yaitu litosfer, astenosfer, dan mesosfer.a. Litosfer merupakan lapisan terluar dari selimut bumi dan tersusun atas materi-materi padat terutama batuan. Lapisan litosfer tebalnya mencapai 50-100 km. Bersama-sama dengan kerak bumi, kedua lapisan ini disebut lempeng litosfer.

Litosfer tersusun atas dua lapisan utama, yaitu lapisan sial (silisium dan aluminium) serta lapisan sima (silisium dan magnesium).1) Lapisan sial adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam silisium dan alumunium. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO2 dan Al2O3. Batuan yang terdapat dalam lapisan sial antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan metamorf.2) Lapisan sima adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam silisium dan magnesium. Senyawa dari kedua logam tersrsebut adalah SiO2 dan MgO. Berat jenis lapisan sima lebih besar jika dibandingkan dengan berat jenis lapisan sial. Hal itu karena lapisan sima mengandung besi dan magnesium.

b. Astenosfer merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan litosfer. Lapisan yang tebalnya 100-400 km ini diduga sebagai tempat formasi magma (magma induk).

c. Mesosfer merpakan lapisan yang terletak di bawah lapisan astenosfer. Lapisan ini tebalnya 2.400-2.700 km dan tersusun dari campuran batuan basa dan besi.

3. Inti Bumi (Core)Dipusat bumi terdapat inti yang berkedalaman 2900-6371 km. Terbagi menjadi dua macam yaitu inti luar dan inti dalam. Inti luar berupa zat cair yang memiliki kedalaman 2900-5100 km dan inti dalam berupa zat padat yang berkedalaman 5100-6371 km. Inti luar dan inti dalam dipisahkan oleh Lehman Discontinuity.

Dari data Geofisika material inti bumi memiliki berat jenis yang sama dengan berat jenis meteorit logam yang terdiri dari besi dan nikel. Atas dasar ini para ahli percaya bahwa inti bumi tersusun oleh senyawa besi dan nikel.

Inti bumi merupakan lapisan paling dalam dari struktur bumi. Lapisan inti dibedakan menjadi 2, yaitu lapisan inti luar (outer core) dan inti dalam (inner core).a. Inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 C.b. Inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi (NiFe) yang suhunya mencapai 4500 derajat celcius.

B. Lapisan Luar Bumi (Atmosfer)Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam,sertakelap-kelipnya bintang. Atmosfer Bumi terdiri atasnitrogen(78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinarultravioletdari matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet.1. TroposferLapisan ini berada pada level yang terrendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17 sampai -52. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakanhabitatdari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta sebagain besar iklim berlangsung pada lapisan troposfer. Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogen, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon.Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan yaitu:1. Awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 2 km2. Awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 6 km3. Awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 12 km.Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :1. Lapisan Udara DasarTebal lapisan udara ini adalah 1 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.2. Lapisan Udara BawahLapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.4. Lapisan Udara TropopouseMerupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara 46oC sampai 80o C pada musim panas dan antara 57oC sampai 83oC pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).2. StratosferPerubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu 70oF atau sekitar 57oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini. Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu:a. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 35 km dpl, dengan suhu udara 50o C sampai -55o C.b. Lapisan udara panas; terletak antara 35 50 km dpl, dengan suhu 50o C sampai + 50o C.c. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.3. MesosferKurang lebih 25 mil atau 40km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar 143oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah 110o C.4. TermosferTransisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termopouse karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian.Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu:a. Lapisan Udara ETerletak antara 80 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suu udara di sini berkisar 70o C sampai +50o C .b. Lapisan udara FTerletak antara 150 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.c. Lapisan udara atomPada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200OC. Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi di lapisan ini.

5. EksosferMerupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause. Adanya refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal.

Daftar Pustaka

http://edukasi.kompasiana.com/2012/05/28/mengenal-struktur-lapisan-bumi-460480.htmlhttp://peraturankelautandanperikanan.blogspot.com/2012/08/lapisan-bumi-berdasarkan-sifat-fiska.htmlhttp://id.shvoong.com/exact-sciences/1976980-lapisan-lapisan-penyusun-bumi/