Bahan Ujian Geologi
description
Transcript of Bahan Ujian Geologi
Apakah Geologi itu ?
Secara tidak disadari pengetahuan geologi sudah
diterapkan dari sejak zalTran prascjarah. Manusia
purba sudah mengetahui nucam batuan yang baik
bagi bahan baku scnjatanya serta mengctahui pula
dimana lnereka bisa mendapatkannya atau
mencarinya Kemudian bangsa F-omawi mendirikan
pgamid dan patung sphyrrks bukan didataran banjir
S.Nil tetapi disuatu dataran yang aman dari banjir
serta mempunyai fondasi lang kuat sehingga tidak
terjadi arnblesan (subsidence), akJbat beban yang
sangat berat.
Selanjutnya rasa ingin tahu manusia tentang alam
sekelilingrrya. adanla gunung api bentang alanq
perbukitan dan iembahJembah. Terjadinya bencarn
gempabumi" tanah longsor, gunung api dan bencana
alam lainnya, mendorong manusia unnrk
rnempelajarinya. Dan kemudian keinginan unnrk
hidup lebih nyamarL dengan mencari sumber
energr. Minyak bumi dan batubarq yang sangat
diperlukan sebagar bahan bakar. Baik untuk
keperluan industn fiulupun untuk pemanas ruangan
selama musim dingin.
Juga keperluan akan logam sebagai bahan baku
industri dan logam mulia untuk perhiasan dan
petapis yang tahan karat" serta beberapa mineral
yang diperlukan sebagai bahan baku semi
konduktor dalam industri elektronika.
Bertambahnya penduduk bumi yang sangat pesat
memerlukan selain pernukiman juga kebutuhannya
maiiin banyak ragamnya, termasuk masalah air dan
lingkungan. Unhrk memenuhi semua ini, rasa ingin
tahu berkembang menjadi suatu kebutuhan untuk
mengctahui lebilr banyak serta tnemecahan
masalah-masalah kebumian dan mendaya gunakan
kekayaan bumi kita ini.
BAB 1 PENDAHULAUAN
Dengan berkembang,nla ,ilmu pengetahuan dan
meningkatnya kebutuhan akan sumber energi,
makin bcrkembang ,.pula
ilmu geologi, berkat
dukungan dari cabanq.<abang ilmu lainnya.
Misalnya dcngan Ceo$pika, dapat dibuktikan bahrva
teori pengapu"gan gfilttfa yang dicetuskan oleh
Alfred Wcgencr talUn . l9l2 an. yang senrula
menjadi bahan tertary4an melilang benar adanya,
dan berkembanglah TTeo.i Tektonik Lempeng,
sejak tahun 1960 an.rTeori ini dapat menjelaskan
banyak hal mengerpi . gejala-gejala alam yang
semula belum dike$fui, letak gunung api yang
membenruk jalur-jalu1,tertentu, adanya gempa bumi
dan sebagainya. Selqint itu juga rnengembangkan
metoda eksplorasi ba\pq g:lian dan hidro-ka6on.
Dalam babbab sela{qtnya akan diuraikan planet
bumi, baik material 4Embentuknya maupun proses-
proses alamiah yaog tgl$ A"n tengah berlangsung.
Sejarah trmu Geologi.
Sifat dan material bgfiT,,serta proses-proses )ang
berlangsung dipermpkaan bumi sudah menjadi
pusat perhatian o4k :bcberapa abad. Bangsa
Yunani sejak 2300 $hun yang lalu telah menulis
mangenai fossil, batu,.permat4 gempa bumi dan
gunung api. Yang saggal menonjol saat itu adalalt
Aristotle. Ia seoraJg , filosof, oleh karena itu
penjelasannya lebih5banyak berupa pernyataan-
pernlataan sekehenSi<nya saja bukanlah hasil
observasi atau perqp,,Qaan-frercobaan. Misalnya
terbenoknya batuan,Odikatakan merupakan akibat
pengaruh bintang-binlafE. Dan gempa bumi adalah
meledalcnya udara ya4q,pqdat dibumi akibat pema-
nasan oleh pusat api. fgnjelasannf untuk masa itu
cukup memadai. Akgn. {etapi karena ia seorang
pcrnimpin para filosofr.dan disegani, pcndapatnya
tab. Geologi Dinamis Tk. Geologi ITB
lebih drrerima riinandingian dengan pendapat langdidasari obsen-asi atau p€rcobaan_percobaa[
Sehingga agak menghambat kemajuan ilmu.Kemudian dikenal beberapa doktrin yang termasuk
revolusioner saat itu :
Katastrofisme; sepanjang abad ke 17 dan lgdoktrin katastrofisme sangat populer. para
peng?nutnya percaya bahwa bentuk permukaan
bumi'dan segala kehidupan diatasnya terbentuk dan
musnah dalam yiSait a-kibat suatu bencala(catastroph) bevt.
Pegunungan, lembah dan bentuk lainny4 yang
, sekarang kita tahu pembenn*annya memerlukan
waktu y.rng sangat lama, dianggap terbenhrk hanya
dalam sesaat saja.
Undormitaianisne,. akhir abad ke lg danggap
sebagai permulaan geolcgi modern, karena pada
[us:l ini, Jsmes Eutton, seorang atrli fisika
Skotlandia menerbitkan bukurya : Theory of the
Earth. Dinana ia lnencenukan doktrinnyaUniformitarianisme.
Uniformitarianisme merupakan konsep dasar
geologr moderr Dolctrin ini menyatakan bahwa
hukum-hukum fsika, kimia dan biologi yangberlangsang saat ini berlangsung juga pada masa
Iampau. Artinla, gaya-gaya dan proses_proses yang
membenftk perurukaan bumi seperti yang kitaamati saat ini tetah berlangsung sejak lama. Dolcrinini lebih terkenal sebagai :
The present is th" k y to the pad.Dengan demikian jelaslah bahqia geologr sangat
erat hubungannya tlengan w alau.
Geologi
Kata Geologt pertama kali dipergunakan pada
tahun 1473 oleh Richard de Bury, untuk hukumatau ilmu kebumiarg sebagai kebalikan dari istilahteologi.
Sebenarrya ada bebera* F€IlJ:p:x rneneenai siapa
)'ang pertana kel; mempergunatan kaU geologi ini.Antara lain 5gora.t IngSds bername Warren pada
tahun 1690 menerbitkan Geologia. Dan tahun l77goleh Jean Andre, de Luc penasehat ratu Charlofte
dan juga dalam karya seorang atrli kimia Swiss,
S.B. de Saussure.
Kata geologi berasal da-ri kata yunani, geos berartibumi dan logos yang berarti ilmu. Jadi geologi
adalah ilmu yar,g mempelajari bumi, dan
merupakan kelompok ilmu yang mempelajari bumi
Eecara menyelurah, asal mula, struktur, komposisi,
sejarahnya (termasak perkembangan kehidupan)
dan proses-proses alam yang telah dan sedang
berlangsang, menjadikan keadaan bumi seperti saat
ini.
Cabeng-crbrng geologr teridiri dari :
Mkeralogi, mempelajari mineral-mineral,
komposisi, bagaimana teg'adinya, struktur kristaldan sifat-sifat fi siknya.
Parologi, ilmu yang mempel:rjari banran, asal mulakejadianny4 struktu <ian tekstuq klasifikasi atau
pengelompokan berbagai macam banran yang
terdapat diatas permukaan buni.Straigrofi, mendiskripsi dqn mempelajari
perlapisan batuan$an:an, mengenai penyebaran,
komposisi, ketebalan, umur, keragaman dan
korelasi lapisan batuan.
Paleontologi, merupakan studi mengenai fossil-
fossil, sisa-sisa .tan jejak kehidupan masa IaIu.
Himpunan fossil-fossit dapat dipergunakan untukmembuat korelasi lapisan lapisan yang berumur
sama disuatu wilayahyang luas.
Geologi Sitrultur, mempelajari benhrk dan
konfigrrasi batuan di kerak bumi yang terde_
formasi dimana lapisan batuan terpatahkan,
tergeser, atau terlipat menjadi pegunungan lipatan.
;i/1
lfl
n
u
lTr
I
L-ab. Geologi trinamis Tk- Geologi ITB
siapa
I ini.
pada
1778
rlotte
wiss,
:rarti
rlogi
dan
,umi
sisr,
run)
ang
iaat
l:ngetahuan struktur dapat membantu dalam
-ncariatt bahan galian-
Gconorfologi. mempelajari benruk muka bumi dan
::ls€s-proses alam yang membentuknya. Mengana-
;5is dan menginterpretasi sejarah bentang alam-
fuoflsika, adalah studi mengenai sifat-sifat fisik
xmi secara keseluruharq termasuk kegempaarq
::.re berat" kemagnitarq gradient suhu dsb.
rfokimio, pada dasarnva adalah studi mengenai
rmposisi (kimia) bumi. Mempelajari keberadaan
Esrrr-unsur, isotop di bumi dan penyebaran unsur-
Eslr tertentu diberbagBi tempat.
futAi Ekonorzi, mempelajari adanyq penyebaran
:ir terjadinya mineral-mineral ekonomis. Menghi-
*1-,g cadangan serta nilai ekonomis cebakan
E-rraltutogi tebtik,pengguaan geolog pada kerekaya-
ru. erat hubungannya dengan rekayasa sipil.
Is.r-'ilmu ini merupakan pengetahuan dasar yang
Bab I / Pendahulu8n
sangat berguna dan dipedukan dalam melakukan
eksptorasi atau pencarian baik balnn galian
maupuo hidro.karbon. Demikian pula bagi penen-
tuan lokasi dan kondisi geologi daerah p€rcnanaan
suatu bangunan b€sar.
Eubungan dengan ilmu lein yang berkaitan.
Proses-proses yang bekerja dipermukaan bumi
sangat erat hubungannya dengan hukum-hukum
fisika, kimia dan biologi.
Gambar 1.1 memperlihatkan diagram piramid
hubungan antara geologi dengan ilmu lain yang
saling berkaitan. Dengan ilmu kimia dipelajari
geokimia, yang bertcaitan dengan fisika adalah
geofisika dan yang berhubungan dengan biologi
dipelajari paleontologi. Sedangkan ilmu kimia dan
biotogi, biokimia; ilmu biologi dan fisika biofisik4
dan ilmu kimia dan fisika adalah kimia fisik.
iral,
;tal
rla
au
ng
tn
rL
n
n BIOITOGI
Gambcr 1.1 Piramidhubungal geologi dergan ilrnu lainyang cral kaitarrrye deagan sifat+ifat bumi.
GEOII)GI
bb. Gto{oei Dio.rois Tk Gco{oei mts
Bu-uri merupakan salah sah. planet dafam sistem
Tatasnq.4 daa terdapat di dal"m lagadtaya yang
tak terhingga besarnla. S€p€rti kita ketahui bahr*a
dalam Jagadrala terdapat tidak hanya satu sistem
tatasurta kita tetapi ada beberapa lagi.
Tatasurya atau solor sy#em adalah suatu sistem
yang terdiri dari matahari dan planet_planet serta
benda{enda angkasa yang berputar mengitariny4
menurut orbit tertentu. planet_planet tersebut dapat
tetap pada orbihrya akibat adanya gaya tarikgravitasi.
Terbentuknya tatasurya kita sama dengan sistem
rntahari png lain dalam Jagadraya. Didalam
Jagadraya yang tampaknya hampa, sebenarnya
mengandrrng atom-atom berbagai unsur, yang
menyebar di mana-mana trerupa *awan- tipis,
berbentuk gas tipis yang bergotak dan berputar.
Saat awan gas tipis tersebut secara perlahan_lahan
memadat oleh mengelompoknya atom_atom yang
terscbar, Iahirlah pnsat tatasurya yaitu matahari.
Energr kinetik gas-gas yang berputar dan bergolak
neningkatkan rotasi matahari dan planet-planetnya.
Mengelompokn}a atom-atom itu disebabkan olehgaya gravitasi dan bergeralmya atom-atom yang
bergerak saling mendekat secan pertaha4
membuat gas menjadi makin panas dan makinpadaf Sahh satu prrs€s mengelompoknSa gas inimembentuk bumi datr panet-planet yang lain.
Gambar 2.1 memperlihatkan proses ini.l,ebih dari 99 persen atom-atom di nung angkasa
adalah hidmgen dan helium yang merupakan dua
atom paling ringan. Dekat pusat awan gas, atom-
atom berada dalam tekanan dan suhu yang tinegisehingga hidrogen dan helium mulai bergabung
membenttrk utstrunsur tebih beraL Bergabungtrya
unsur-unsur ringan menjadi unsur yang lebih berat
BAB 2 PLANET BUMI
menyebabkan lepasnya energi panas. Hidrogen dan
helium mengalanri pembakaran nuklir.
lvfatahari terbennrk pada saat pembakaran nuklirmulai didalam awan gas, kira*ira 6000 juta tahun
1'ang lalu Pembakaran nuklir terbatas hanla dipusat awan gAs. Sedangkan gas bertekanaa rendah
ma; h berputar dengan c€pat disekeliling matahari.
..---o__
//
c
Gdlb.r 2-t. Panbcaero Tarmqr mat{ Noeiler.ASisgB Tdr $Eyr dirnli &i ft gr*lrg bcrFrsr.B. S€btglra bcsrr orsse .+m;-A -e.,-i
6"',mcanbea& [,frt!b€t l;r soarjd brr-ir;irsi dsnterkecrtrasi m.r6(et F{6iF*6a C. Tcr er: slat.1L9-n-. drE i!Fg. C-= tr-"*.'".kit-.150 jutr kilwrr d.o FF.-.frsnllr f*r. y""gmcmtng*i*Erdqr k.fidry-(Carta W Mo*[email protected]
Perputaran menimbolfan gu5-a M€:l menarik
keamh luar. scrtsogFpt gSe bcrad cenderung
mesadk 8AS€AS k .[,ni[mrn ftermrh m*sluri- Akibat
kedra g4a lEng tulilmm@iln nmu Fdahan-lahan
6ffirfidfiifuf,
umfl -u!@
0!uEfi[ESm
iltnS.ilm il!
mmmrumit :
?sfliflm sm
Ti@{dt
$l@-+nil
Itr3gsd
o-qr n
F'sns
6s lulPhrle lda-ri ms
9fu-rlt- ' :
Jrplter
l
L-
t:!
t-ab. Ceologi Dinamb Tk_ Gca,ib.e.:l:
=d-.iltk*n awan gas berbentuk datar' membentuk
&,. rflEln gas berputar disekitar matahari" dan
^rra#n nebula Plenetaria.
ttBin hnr n$ular planetaria yang lebih dingttl'
J# cukup padat dan memungkinkan bahan-
ln padat terkondensasi. Yang akhirnya menjadi
rilrdsan€t (gambil 2.2). Matahari dikelilingi 9
;!Edan$ Merlnri, Venis, Bumi, Mars'
fiA4 Saturnus, Uranus Neptunus dan Pluto'
@*an raPat tmssa dan jaraknYa dari
.*ri, dikelompokkan menjadi Planet-planet
reiat, 4 planet terdekat matahari dan yang
Srya Planet-PhnA Jovian.
E Terrestrial bersifat mirip dengan bumi'
dpmyai rapat massa besar, 3 g/cm3 atau lebih
lbcnrkuran kecil.
H Joriar\ mirip Jupiter, lintasannya lebih jauh
&i maahari, rapat massanya lebih kecii' 0'? - l'3
drd ,namun massanya jauh lebih besar'
ffnEr dan Saturnus misalnla, mempunyai massa
Bab2/PlanetBumi
3l? dan 95 kali massa bumi.
Planet-planet terdekat matahari bersuhu paling
tingg, terdiri dari bahan+ahan yang hanya dapat
terkondensasi pada suhu tinggi' seperti besi' silikon
magnesium dan alluminiun- Planet-planet yang
jauh dari matahad bersuhu lsih rendah dan terdiri
dari selain unsur-rmsur seperti diatas, juga unsur-
unsur volatil, seperti hidrogsn' helium den belerang
yang dapat berbenhrk gas meskipun pada suhu
rendaL
kiuk Bami
Menunrt cerita zaman dahulu orang mengira bahwa
bumi merupakan daratan yang bundar, ditutupi oleh
langit dan diketilingi lautan png melingkar'
Kernudian pemikiran para filosof Yunani, Ttnles
mengatakan bumi terapung dilautan- Anaximander
berpendapat bahwa bumi berbentuk silinder dan
melayang dilangit Yang bulat'
t>
r.utmstElc
urftrung
kibd
afratr
Gembrr 2.2 Susnan Tata surYa
f-eb. Creotogi Dinamis Tlc Gcologi ITB
Sedangkan $thagoras dan para penganutnya
sebagai ahli materntika memikirkan bumi sebagai
bulatan lang tentunya mempunyai bentuk simetris
Bulatan ini sesuai dengan bentuk ideal rnatematig
dan bumi sesuai sebagai pusat dari seluruh sistem.
Kemudian timbul argunnen baru, yaitu bayangan
bumi pada saat gerluna bulan tampak sebagai
lingkaran. Dan mula-mrrla kapal hanya terlihat
tiangnya saja, setelah ded:t baru tampak badannya.
Parla tahun 1519 l"{agelhaes L.erlayar nengelilingi
bumi.
Dengan adanya photo dan manusia yang mengamati
dari satelit di angkasa maka jelaslah bahwa bumi
kita berbentuk bulat-
Namun tidaklah sebulat sebuah bola. Newton
menduga akibat perputaran pada sumbuny4 bumitidak berbentuk bulat sempurna melainkan
berbentuk ellipsoid Mendatar pada kutub_kutubnya.
Dugaan ini diperkuat oleh pengamakn planet-
planet dengan teropong bintang terutarna planet
Yupiter yang berputar Iebih cepat (10 jam setiap
putaran ). Dengan demikian maka derajat meridiandi kut'Jb iebiir besar dari pada di khatulistiwa.
Untuk membuktikannya tahun 1735 Academie des
Sciences Paris mengirim ekspedisi ke Lapland danPeru. tlasilnya adalah benar derajat meridian diLapland satu meter lebih panjang.
UksranBumi
Keingin tahuan manusia mengenai bumi tidakterbatas pada bentuk permukaan saj4 tetapi juga
berapa besar bumi ini sebenarnya.
Eratosthenes (275 -195 SM) yang tinggal diAlexandria berpendapat bahwa jika bumi bulat,
tidak mungkin matahari berada pada zenit didua
tempat yang be{auhan letaknya. Ia memperhatikan
sinar mata hari pada tengah hari di pertengahan
musim panas di kota Syene jatuh tepat di dasar
sumur yang dalam. Sedangkan di Alcxandria yang
Bab2/planetBumi
berjaxak 5000 stad (g:mbar 2.3) pada saar yang
sama, bayangan jarun gnonon memperlilntkan
l/50 bagian dari seluruh lingkaran. Sudut ini sama
dengan zudut ApS, maka dengan demikian iamenyimpulkan bahwa keliling brrmi haruslah 50
kali 5000 stad atau 250.000 stad. Bila satu stad
kurang lebih 157 m. nnka keliling bumi sekitar
39.250 Km. Perkiraan ini tern),ata mendekati
dengan hasil perhitungan yang dilakr:kan oleh
peneliti-penelrti selanyutaya.
Pada tahun 1617 Sneltius melalcukm pengukuran
dengan metoda segtiga- Dan sejak d.itentukannya
s:rtuan panjang yaitu meter pada tahun l?19, maka
keliling bumi adalah sekitar 40.000 km. Dengan
demikian jari-jad bumi di khatulistiwa sebesar
63783e kn sedangkan di kurub 6356.91 km.
SYruHar dalam Bumi
Pendahulu yang memikirkan strukturdatam bumiyang terkenal adalah plato. Ia berpendapat bahwa
bumi terdiri dari suirstansi berfasa cair d.ilapisi oleh
lapisan kerak yang tipis. pada bagian+agian kerak
yang lemah diterobos oleh substansi dari rtri26,
keluarlah magma dan timbullah gumrng api.
Gamb*r 23. Erashotenesmcngukurjarak arnara Alc:sndria (A) d:n Sycrrc (S;, x - SOOO Sta.dan-membandingkan besar sud.rt p"da g.,o.rron dl d o = l/50lingkarar Maka kcliling lingkaran adalal 50 x 50O0
"tj = ZSO OOO
std Btau = 40 000 km.
L-
L-ab. Geologi Dinamis Tk. Geologi ITB
Bumi
ang
l<an
Unnrk mengetahui struktur dalam bumi tidaklah
mudalr- Karena pemboran terdalam yang pernah
dilalcukan hanya sedalam 8 km. Dari mempelajari
bafuan yang teningkap dipermukaan bumi, akibat
erosi mencapai 20 sampai 25 Km. saja. Gunung api
memberikan contoh batuan yang lebih dalam, tetapi
hanya sampai sekitar 200 Km.
.ttan tetapi dengan mempelajari sifat gelombang
sempa bumi dapat diketahui lebih banyak hal
nergenai sruktur dalam bumi.
Dengan mempelajari waktu tempuh perambatan
eelombang, yang ternyata berv-ariasi dan tidqk
sesuai dengan hasil yang diperhinngkan
berdasarkan antara jarak tempuh dan waktu yang
diperlukan.
Dan berdasarkan kenyataan bahwa kecepatan
rambat gelombang merupakan fungsi dari densitas
nedia yang dilaluinya, maka para ahli kegempaan
menjelaskan ketidak sesuaian dan variasi waktu
tersebut disebabkan oleh karena gelombang gempa
merambat tidak dalam satu macam media, tetapi
dalarn beberopa media yang densitasnya berbeda.
Dengan kata lain bumi tidak merupakan suatu
bulatan yang homogen, melainkan terdiri dari
beberapa lapisan yang konsentris dengan densitas
berbeda. Densitas terhsar terakumulasi pada pusat,
dan mengecil menjauhi dari pusat.
Dari data kegempaan tersebut, secara sederhana
dibuatlah suatu madel struktur bumi. Bumi dibagi
nenjadi 3 bagian sep€rti terlihat pada bagian
s€belah kiri gambar 2.4.
l. Kerak bumi (Earth cnrsf). merupakan lapisan
terluar yang tipis, terdiri dari batuan yang lebih
ringan dibandingkan dengan batuan selubung
dibawahnya. Dengan densitas rata-rata 2.7
Fn/cc. Ketebalannya tidak merata, perbedaan
ketebalan ini menimbulkan perbedaan elwasi
antara benua dan samudera.. Pada daerah
pegunungan ketebalannya lebih dari 70 km dan
Bab2/PlanetBumi
kurang dari 5 km pada beberapa samudra..
Berdasarkan data kegempaan para akhli
membaginya menjadi dua :
G.mb6r 2.4 . Penanpang Bumi
Kerak benua, pada umumnya terdiri dari batuan
granitilq ketebalan rata-rata 45 Km., dan
berkisar antara 30-70 Km. Oleh karena kaya
akan unsur Si dan Al maka ada Yang
menyebutnya sebagat lapisan Sia/.
Kerak samudra, terdiri dari batuan basaltik yang
tebalnya 8 Km.. kerak samudra kaya akan unsur
Si dan Mg dan disebut juga lapisan Sima..
2. Sebbung bumi (Mantle), terletak dibawah kerak
bumi. Terdii dari batuan" ketebalannya 2885
, km. Densitasnya berkisar dari 3,3 didekat kerak
dan 5.7 gnr/cc dekat dengan inti bumi.
3. Inti bumi (Core), terletak dari kedalaman 2900
km sampai pusat bumi. Struktur inti bumi
kompleks, sehingga dapat dibagi meqjadi inri
bagran luar dan inti bagian dalam.
Dengan perkembangan pengetahuan kegempaan
dan banyaknya stasiun gempa di bumi, yang
memungkinkan mempelajari sifat perambatan
gelombang-gelombang gempa P dan S.(akan
dibahas dalam bab kegempaan), sehingga dapat
diketahui struktur dalam bumi lebih rinci.
Gambar 2.4 bagian kanan memperlihatkan struldur
datam bumi yang terdiri dari :
lma
ia
50
;tad
itar
<ati
leh
:ian
tya
ka
an
ar
nva
:h
&
I,
t-ab. Geologi Dinamis Tk Geologi iTB
Litosfr, menryakan lapisan teratas bum! termasuk
kerak dan bagan atas s€lubung. K.tebalanaya
selrtar 50 Km dibawah samudra dan dibawah benua
lebih tebal berkisar 100 krn., bersifat kaku, keras,
kompak dan kuar (Gambar 2.5).
Astenosfir, terdapat dibawah litosfiq sehagar lapisan
yang lunak pada bagian atas selubung tebalnya
sekitar 600 km. Lapisan ini sangat berarti karena
suhu dan tekanannya dalam keseimbangan yang
baik sehingga materialnya dalam keaCea^r
mcndckati titik lcburnya. Karcna hampir melebur
dan berstruktur lernah memungkinkan unnrk
mengalir. Pergerakan dalam lapisan ini berpcran
sebagai penyebab aktifitas gumrng_api dan
dcformasi kerak bumi.
Seluhlng, adalah lapisan yang menyelubungi intibumi, merupakan bagian terbesar dari bumi. g2.3%
dari volume dan 6j.B% dari massa bumi. Bagian
dalam selubung mulai batas dengan inti (2833 Km)sampai 350 Km dibawah tekanan sangat besar, dan
meskipun suhunya sangat tinggi, tetapi daya tahan(strength) nya tetap besar. Karena itu diberi narna
m e so sp h e r e (lapisan i n t erme di a te atau m i dl e).
Karo k
S omudro
Bqb ?, Plan€t Bumi
Inti bumi. merupakan pusat massa bumi, bergaris
tengah 7000 km. Dari sifatnya yang tidakmerambatkan gelombang grmpa S, disimpulkan
bahwa inti bagian hur setebal 2000 km. berfasa
cair, dan bagian dalam berfasa padat. Densitasnya
berkisar dari 9.5 dekat selubung dan rnembesar
kearah pusat sampai 14.5 grm/cc. Berdasarkan
besarnya densl-as ini diperhitungkan inti bumiterdiri dari car^puran unsur-unsur besi (Fe) dan
nikel (lii). Oleh karena itu inti bumi oisebut;uga
sebagai lapisan.Vry'.
Bidan g- b idan g dis kontin u.
Seorang ahli seismology yugosiaria bemama
Andija Mohorwicic. dari mempelajari data gempa
meqiumpai kecepatan gelombang gempa naikdengan tiba-tiba dibawah kedaiarul -i0 Km.Bidang batas perubahan ini aau bidaag
diskontinuitas ternyata mer:pakan bidaag batas
antara lapisan kerak bumi d^n selubung aus. Unhrkmenghormati penemunya maka bidang inidinamakan Bidang Mchorovicic dan d.isingkat
menjadi bidang Moh o srija,
A
I
EY3
I
./-t,i
Lilosfir'(pcdot)
.l,.1.I
--T---'f
jj
Aslenosfi:.ehon porsio
Gamber 2'5 Bagian terluar bumi.(tanpa skala)- K€rak dsn selubung mernpunyai pengertian konposisi. Liros.hr danastenosfir rnencerminkan sifat.fisikny4 ritosni ltennasu[rc-t 4"" u.gi- lt*r'*"?rt ij padar d8n k-etu (ngid),
ffi:,[*l,"ffiT;al dan prastic. isenosfir ;d-; u'ei*;;il"i d;;il;i,y" manrer bersirar piaar_
a
--h
l:b. Geologi Dinamis Tlc Geologi ITB
Bab2/PlanetBumi
iBumi
garis
'idak
lkan
fasa
;nya
esar
kan
rmi
lan
rga
B.'berapa tahun kemudian seorang ahli gempa
.t:rma: Beno Gutenbery, menemukan bidang batas
\ilg lari. Dari pengamatan gelombang P yang
mengecil bahkan hilang sama sekali pada daeralr
i )5 derajat dari pusat gempa dan muncul kembali
pada 140 derajat berikutnya. Tetapi terlambat 2
nemt dari waktu yang diperhitungkan berdasarkan
larali tempuh. Jalur hilangrrya gelombang selebar 35
derajat ini disebut jalur ba1'angan.
),ienuut Gutenberg, jalur bayaagan im teqadi
h.an)'a jika bumi mempunyai inti, dengan bahan
:Eng tidak slma dengan selubung yaag
mengitarinya. Dan jari-jarinya sebesar 3420 km.
lnti bumi ini membelokkan gelombang l' seperti
rerlihat pada gambar 2.6
Bidang dimana gelombang P dibelokkaru atau
bidang antara selubung bumi dan inti bumi disebut
biriang diskontinu Gutenberg atau bidang
Gutenberg. Dengan demikian maka dapat dikatakan
bahwa selubung bumi terletak diantara bidang-
bidang Moho dan Gutenberg.
Bo-nua dan Samadra
Selain perbedaan struktur, elevasi dan topografi,
benua dan samudra juga mempunyai banran"
densitas, susunan kimia, umur dan sejarah
pembentukan yang befteda
Samudra yang menempati hampir sepertiga dari
permukaan.bumi memperlihatkan topografi khusus,
pada umumnla akibat perkembang;an kegiatan
gunung-api dan pergerakan bumi yang masih
berlangsung sampai saat ini.
Benua, berada diatas cekungan samudra sebagai
daratan yang luas dengan ciri yang khas yaitu :
merupakan perisi, dataran yang stabil dan jalur-
j alur pegunungan lipatan.
Bagian benua yang stabil, datar dan luas dimana
kompleks batuan kristalin tersingkap atau tertutup
oleh lapisan tipis sedimcn, disebut Kraton (Craton).
Wilayah ini hampir tidali mengalami gangguan
dalam jangka waktu yang sangat panjang, kecuali
pelengkungan lemah secara hras. *t",ott benua,
juga perisai benua dan dataran @latfornr) yang
stabil dinamakan Hedreocraton. ,
Kraton pada blok benua (conrrnental block) disebut
Epeirocraton.
Episcnicr
G.mb.r 2-6 Perubahan sifrt fisik artara eelubung dan intibumi nrcnyebab&.ra gclmrbng P dibias&an dan membelok
rnengakibatkan tcrjadinya zona bayangan 35o.
Dan bagian yang permukaannya berelief rendah"
beberapa ratus meter dari permukaan laut,
mempunyai struktur dan batuan yang kompleks,
disebut Perisai (Shield) Kebanyakan batuan
kristalin <ialam perisai semula cair dan te6entuk
dibawah permukaan. Yang kemudian muncul
kepermukaan akibat erosi atau pengangkatan dan
telah mengalami deformasi akibat tekanan.
Daerah yang luas dari kraton maupun perisai yang
terdiri dari batuan beku dan metamorfosa yang telah
mengalami dcformasi kuat, disebut kompleks-
basement.
Dahulu kerak samudra dapat juga dianggap
termasuk sebagai lcraton, yang dikenal sebagai
Thalassocraton, akan tatapi akhir-akhir ini
disepakati bahwa kraton hanyalah pada benua.
rut
pa
ik
n.
rg
lc
&
d
rt
[-ab. Ceologi Dinamis Tlc Ceologi ITB
Sebelum 1947, orang mengira bahwa dasar samudra
met 'pakan dataran abissal yang datar dan tertutup
oleh lapisan sedimen.
Kemudiaq dari profil-profil dasar samudra dapat
diketahui bahrva dasar samudra juga mempunyai
reliefseperti halnya dengan permukaan benua.
Penelitian pada kerak samudra menyatakan bahwa
kerak samudra terdiri terutama dari,basalt, flu!tu
batuan v'ulkanik yang padat. Berumur --elatif mud4
icurang dai l_50 juta tahun lurrur batrnn pada
perisai lebih dari 700 juta tahun), dan tidak
mengalami deformasi tekanan-
Bentuk-bentuk pada dasar samudra umunnya
adalah:
Punggungan samudra (oceanic ridge), merupakan
tonjolan atau punggungan Iebar pada rekahan
didasar samudra.pada umurmva lebih dan 1400
krn. Iebarnla dan tingginla sampai 3000 m. diatas
dasar samudra.
Lantai abissal (abyssc! Jtoor), adalah daerah yang
sangat luas, berelief lebih halus dibandingkan
dengan punggungan samudra.
Terdapat 3000 m. dibawah permukaan laut dan
membentang antaxa punggungan samudra dan bctas
benua.
Bagian yang menonjol disebut perbukitan abissal,
tingginya sampai X)0 m. diatas dasar samudra.
Sedangkan didekat batas bemu ia ternrtup oleh
endapan sehingga membenffk datamn abissal.
Gu nu ng laut (sea mount), berbentuk puncak_puncak
gunung api bawah laut yang terisolir. Bila mencapai
permukaan membentuk pulau, seperti kepulauen
Hawaii.
Palung (trench), merupakan bagran terendah dibumi, rata-rata sedalam lebih dari g000 m. palung
terdalam adalah palung Mariana di samudra
Pasifilq sedalam 11.000 m.
Batas benua (continental margin) adalah daerah
trarsisi antara massa benua dan cekungan samudra.
Bab2tplanetBumi
Gradient Suhu bumi
Sejak mulai bumi terbenn:]i- reoritis suhunya
menurun. Dari gumpalan asan eas 1.ang pijar
menjadi bahran lrng padat- seFErd 1.ang kini kitajurnpai dipermukaan. Namun bagarmanakah
keadaan suhu kebawah p€rmrrke:n bu,,ni kita ini.Dari pemboran r{ahrn d.iketahu: bahqa makin
kedalam suhunya naik. Kena:l*a:r sutru atau
gradient temperatur ini tidaklah wma pada setiap
tempat. Raia-rara setiap rumn I km suhu naik 15
derajat C. Di daerah dekat gunung api tenrunya
harga gradient ini lebih besar.
Caya berd @rovity)
Meskipun bumi berputar pada porosnra_ namun
benda$enda di atas permukaan brrmi termasuk kita,
tidak terlernpar keangkasa. Mengapa ?
tlal im akibat adany'a ga1.a berat arau gal" gravitasi
bumi atau gaya tarik bumi. Gala ini lebih b€sar daripada gaya sentrifugal ahbat pergilaran bumi,
sehingga kita tidak terlempar.
Jadi gaya berat adalah ga].a l.ang bekerja pada suatu
elemen nlassa (dipermutaan bumi) akibat gaya tarikmassa bumi (mengikuti hukum lieqton). Gaya inidipenganrhi oleh beberapa fi_kor, diantaranya
adalah perputaran bumi, topogra-E dan variasi
densitas dalaman bumi. Oleh karena iAr besarnya
gaya gravitasi tidak sama pada setiap tempat.
Ketidak samaan ini dikarakrn anom:li garra berat.
Gaya berat sangat berperatr dalam dinamika bumi,
bertindak pada :
o Pengaturan isostasi,
o pemisalran dalaman (interior) lul:i;rt.
. tektonik lempeng,
o sitem aliran gaya berat (suagai. air umhsirkulasi air di atmosfir, sedimentasi dsb.).
Kemagnetan bumi
Bila kita hendak mengetahui arah dengan tepat,
maka kita melihat kompas. tanpa menyadari
Lab. Geologi Dirnmis.I'lc Geologi ITB
suhu
ang prjar
kini kim
imanakai
kita inr ii makir,'
hu "kr iI
la setial i\
naik l5 it
ennrn)?
namul
k kira,
rvitasi
r dari
bum|
suafu
tarik
t ini
rnya
riasi
nengapa jarun kompas selalu menunjuk Utara -
Selatan.
l-atg terjadi adalah jarum kompas yang bermuatan
magnet terinduksi oleh medan rnagnet burni, yang
i'ututskutubnya dengan kutub bumi. Dan
rzrg menjadi pertanyaan adalah apakah di datam
bumi teradapat magnet raksasa yang dapat
menjqbulkan medan manget di bumi ?
JawaLnya']"- dan *tidak'. ya, karena didalam
burni terdepat sufiicer medan nagnet tersebu! dan
tidalq sebab zumber te$€but tidak berbennrk batang
arau tapal kuda (sebagai lazimnla magnet yang kita
kenal). Terjadinya kemagnetan di bumi disebabkan
oleh : inti bumi yang terdiri dari logam (Nife),
p€rbdaan sifat fisik inti bumi bagian dalam yang
padat dan bagian luar yang cair serta perputaran
bumi. Perbedaan fasa i:tti menimbulkan perbedaan
kecepatan antara inti dalam dan luar, yang
menimbulkan pros€s magneto hydrodinamis.
Prcses inilah yang menimbulkan adanya medan
magnet bumi.
DeHinasi dan inHinasi magna
Kutub magnet bumi tidak sama dengan kutub
geografi, perbeaaanrya dinyatakan dalam derajat
sebagai deklinasi. Deklinasi (g) untuk setiap tempat
di bumi tidak sam4 tergantung pada lokasinya.
Sudut yang dibentuk anftra kuat medan magnet
dengan permukaan bumi, yang dianggap mendatar,
disebut inklinasi (q) seped dalam gambar.2.7.
Isofiqsi
Pengalamam juru ukur (suneyor) pada saat
melakukan pengukuran topografi ai peru dekat
pegunungan Chimboraz-o (Andes) pada tahun I 73 5
dan kemudian jum ukur lain dekat pegunungan
Himalaya pada tahun 1855, memberikan hal yang
sama. Yaitu unting-untingnya selalu tidak tepar,
tertarik kearah rnssa pegunungan, sehingga hasil
Gambff 2.7 Kuat medatl magn.I F dengan konponen_H pada Udang horizortal, Z pada bidang
vertikal. DeklfuEsi 0 (pada bidang hcizontal) danInklinasi 9. @a& bidang vertikal)
pengukurannya lebih kecil dibandingkan dengan
yang diperhitungkan.
Pratt seorang alrli geodesi dan Airy seorang ahli
astronomi menyelesaikan rr"asalah ini dengan
memperhitungkan adanya nussa dibawah
pegunungan.
Isostasi dapat diartikan keseimbang;an. Adanya
tinggan atau p€guungan, oteh Pratt diperhitung-
kan adanya perMaan densitas. Unnrk mencapai
keseimbangan maka densitas yang lebih kecil akan
menonjol keatas. Sedangkan Airy untuk mencapai
keseimbangan perlu adanya *akar" dibawah
p€gunungan (Gambar.2.8). Dapat dibayangkan
sebagai sebongkah es terapung di atas air. Besar es
diatas permukaan air sama dengan yang berada
dibawah permukaan air.
Demikian juga halnya lapisan terluar bumi terapung
diatas selubung, dan kerak benua lebih tebal
dibandingkan dengan kerak samudra.
Siklus muka Bumi
Bumi tidak diam. Maksud diam disini adalah tidak
bergerak. Kita tahu bahwa adanya siang dan malam
akibat bumi berputar pada sumbunya. Dan admtya
musim karena "perpindahan matahari", dari Utara
ke Selatan dan sebaliknya secara teratur, yang
nya
pat.
t.
i,
Lab. Geologi Dinamis Tk Geologi ITB
(A) J.H.Prolt, 1859
Gember 2.8 Isosasi merupakrn gejala universal kerakbumi untuk stabil pada keseimbangan gravitasi. Perbedamdetsitas dan ketebalan dapat moryebabkan keseimbanganisostasi (rso.rlatb aQastnent) kerakbumi.(A) Pratt berarrggapan bahwa pegunungan lebih tinggikarem kompcisinya lcbih .ing* dari &tusrsekelilingnya- (B) Airy bahwa pegumrnganmetnpunyai densitas yang eama dengan rckitarnya_ Danlcbih tinggi krcru lcbih rcbel- (W.K Hambtia lgSJ)
sebetulnya bumilah yang mengorbit mengetilingi
matahari. Tetapi bagaimana dengan tubuh bumi ini
sendiri ?
Diawali dengan suatu hipotesa yang kemudian
terbukti, bahwa permukaan bumi kita ini memang
selalu bergerak Sebenarnya permukaan bumi
merupakan lempeng-lempeng Qtlates) benua dan
samudra yang *terapung" dan setalu bergerak
dengan arah tertentu. Pada p€rmukaan suatu bola
yang permukaannya terdiri dari beberpa lempeng
R:b 2 ,rplanet Bunri
yang b€rgerah tentunla akan saling Lertemu dan
.da yang terpisah. Pada pertemuan lernpeng. salah
satu dapat menyusup dibarah iain-nva- vang teijadi
adalah palung samudr4 daerah sxbduksl bila tidak,
terjadi penebalan pada tepi penem'.:aam-a. Dan
teSe'rh*lah pegunungar Pda daeral terpisahnya
lempeng magna neik .hn msmbssruk lempeng
baru 'mendorong' lempeng lr :- png terjadi
didaerah pemekaral- Denjliian s-1us ini berjalan
sepanjang wakn4 sghin€€a pernillkaan bumi tidak
pernah berhenti bergerak ffikipun ridak kita
rasakan Namun dapat dilth,"t lusrirra sep€rti
deretan gunung-api. f)€gunrtr.lSqn iesrbah dan
palung serta timbulrya geurya buml- "anah longsor
dsb, yang dapat menrpakan betcana rLadonal .(teori
Tektonik kmpeng). Cambar l.-9 nrurperiihatkan
aktivitas lapisan luar bumi deflgan benruk$ennrk
yang dihasilkaffrya
Dalam geologi, altiritas ter# riirsr-,rlan proses
indogen png diatrbatkan oleh energl panas dari
dalam bumi. Dan sfuli@,a- hasil prnses indogen
di"hancurkan" dan ditrarsport kae;Tl'Slai ]-af,g lebih
rendah oleh proses eksageo 3rng &rnrcrori oleh
energi mataheri. Pros6 €isogif, yang krusaha
'lmeratakan" permukaaa boffii iei rlicntaranyo
proses-pros€s pelaprrkrn, crqsi ,+.rn gs-dk tanah.
Hasilnya diendapkan .len mmb€affik l,apiq.qn laru
(8) G.B. Airy, 1855
:-ic Gq'ii'Fr Dinrnk T-x- ClaJlagi ffB
Bab2/PlanetBumi
Pusotpcm6koron
lan
ah
rdi
k,
ln
Ya
lg
tin
k
a
iI
r
i
I
Gambar 2.9 Diagram mempedihatkan siklus lapisan terlusr bumi; magma bergerak nsik dari astecofir pa& p';sat
di lantai samudra" mardingin dan mcrnbentuk litosfir baru yang ditrtupi oleh kerak samudra- Adanya
materiat Urrq fi1g{dorong litoefir menjauhi pusel pqneklrm (srah pEnah) &n kanu<iien tctrggelam kcrnbali kedalam
astensf6 (zona rubdrksf dinrana dipanaskan kembali dan hrcampur kanbali dengan selubung. Terjadinya lelehan
prrsial terjadi magma dan rncrnbedirk busur volkanik sejajar prlung samudra (8.J. Skirrner, 1992).
Lab. Geologi DinamisTk Geologi ITI3
r
LAPISAN ATMOSFIR
Atmosfir merupakan lapisan terluar bumi, berfasegas yang mer3elilingi permukaan bumi. Terdapatmulai dari permukaan laut terus keatas. Batasatasnla tidaklah jelas, sehingga tidak d"pitditentukan batas antam afinosfir dan ruangangkasa dengan tegas.
Berdasarkan pengamatan suhuny4 atmosfi r dibagimenjadi 4 bagian xtau hpisan, seperti terlihatdalam gambar g.
("c)-80 _7O 40 _Jo _40 -30 -20 -t0 0 l0 20
Gambar 3.1 hpisanJapisan di Atmosfir berdasarkan suhu,sampai ketinggian I l0 krn
Lapisan terbawa[ atau lapisan terdekat denganpermukaan bumi, dimana suhunya menurundengan kenaikan elevasi disebut Troposfir, yang
l-ab. Geologi Dinamis Tk Geologi ITB
BAB 3 ATMOSFIR DAN HIDROSFIR
berarti daerah dinuna udan berbal|k pada lapisaninilah tedadi awan, presipitasl hdai dsb.
Sehingga lapisan ini r{in:m:kan jug lapisanonc4 ketebalanuya tidak DDerara_ raa_rafa sampaiketinggian t2 krn
Lapisan diatasrrya ariqleh Srrarc$r. dan daeraiperpindahan lapisan ini disehrt rrc,^popszse. Suhustratosfir konstan, rata-rata -55 6C sampaiketinggian 20 kn" kemudian menaik menurutelevasi" sampai ketinggia! 50 km Kenaikan suhupada ketinggian ini disebabkan daeratr inimerupakan konsentrasi ozon Seperti retah kitaketahui bahwa ozon metryerap sinar ultra rioletyang dipancarkan mar2hrri. pemerapan inimenyebabkan kenaikkan nrhu pada lapisrn ini.Kemudian diatasnya dijumpai fapisan L{esosfr,yang diawali dengan zola peralihar disebutshatopause. Dan Termosfr, setelah m€scpaus€.
Diatas ketinggian g0 tm_ saryai 320 hn rerdiridari partikel-partikel bermuarrn (ion)" karena itudinamakan lonosfr. Lapisan inj saneat pentingdalam komunikasi, ia men:nrnlken gelombang
radio.
Dan diatas ionosfir, sampai S0O knr_ dinamakan
lapisan fuosfir, terdiri da-ri gas hetium danhydrogen pada perbandingan jang s2rna
-sgolo.
Komposisi Atmosfr
Udara yang terdapat dalam atmosfir. tampakaya
hanya merupakan satu m4czlm bahan, tetapisebenarnya terdiri dari berbagai bahan lang terd.iridari gas dan partikel-partikel hatur Komposisinya
tidaklah tetap dari q,aktu kelaktu dan disetiap
san
rempat. Didekat permukaan bumi gas terdapat
sebagai Udara kering (dry air) dan lapisan lerrbab.
Udara kering mengandung gas-gas nitrogeq
iS%, oxigen zIyo, argon 0.9% dan ka6on
dioksida 0.03%. Semuanya hampir 99,99 %.
Sedaigkan sisary4 sekitar 0.01 % terdiri dari gas-
gas heliurn, neon, krypton dan xenon. Gas-gas
inert ini merup i ran hasil reaksi kimia. Helium
ie{adi sebagai :roduk samping pada proses
radioa-1.-tif. Lepisan lembab merupakan udara
rang mengandung sejumlah uap air. Kadar uap air
dalan atmosfi.r tidaktah sama disemua tempat"
sangat tergantung pada suhu.
Pada suhu 0" C tiCrk lebih dari 5 gram H2O/m3
dan pada 40' C tidak kurang dari 55gr/m3. Pada
daenh beriklim lembab dapat mencapai sYo
volumc, sedangkan pada daerah beriklim kering
(di kutub misalnya) hanya 0.01% volume.
Junrlah air dalam atmosfir adalah t5.10ti kg
meskipun kelihatamya sangat kecil dibandingkan
dengan seluruh atmosfir, namun ini sangat penting
sebagai sumber air di bumi.
Bab 3 / Almosfu dan Hidrosfir
Fungsi Almosfr
Atmosfir dengan gas-gas dan rnp air yang
dikandungnya sangat bermanfaat bagi kehidupan
manusia.
Oxigen sangat diperlukan selain untuk pernafasan
juga reaksinya dengan bahan bakar menimbulkan
panas yang dibutuhkan bagi kehidupan manusia.
Gas-gas lainny4 nitrogen dan asam arang
diperlukan oleh tumbuharq rlan menglrasilkan
oxygen.
Selain itu atmosfir juga berfrrngsi sebagai media
sirkulasi air. Uap air yang terkondensasi menjadi
awan dan turun kembali kepermukaan bumi
sebagai hujan (Gmb.3.2)
Atmosfir juga sangat bermanfaat sebagai media
lalu lintas udara.
!:pisan Ozon dalem atrnosfir rnenyaring sinar
ultra violet yang sampai ke permukaan bumi.
Apabila tidak disaring, jumlah sinar ultra violet
yang sampai ke permukaan bumi akan melebihi
ambang batas yang diperlukan bagi kehidupan
manusia Seperti telah kita ketahui bahwa
san
pai
?h
hu
ni
ut
lu
ni
a
:t
ri
t---<--gHt--i:--r
ta, -'
Pcnguopoil,ddri ldut t
:i ,j:No..*i$5)j {rAH -a
adffi_o-L r.!-!pEMUxtMHfi
9
--*jrr{]i4;fi
:.. """"' Air tonoh osin
\ '- .':-* i'
Ganrbar 3.2 Sirkulasi air dalam atmosfr (J.Tarbuck Lutgens, 1988).
l,ab. Geologi Dinamis Tk. Ceologi ITB
rI
I
kelebihan sinar ultra violet dapat menimbutkan
kanker k-ulit dan membunuh bakteri_bakteri
pembusuk yang diperlukan manusia.
Sudah beberapa tahun ini masalah nrsaknya lapisan
ozon meqiadi pembicaraan dan mencemaskan
negara-neg:ua di dunia. Masalahnya adala,rr
membesarnya "lubang" pada lapisan ozon di atas
Antartika dari tahun kerahuq yang disebabkan oleh
limbah gas berupa chlorofluorocarbaon yang biasa
dipergunakan pada aiat pendingn dan pengisi
kaleng semprot (spray) yang dibuat dan dibuang
manusia. Selain gas tersebut juga sisa pembakaran
bahan bakar pesawat yang tingg, (concord).
Masalah lapisan ozon ini dikenal se bagai masalah
mmahkaca.
Polusi Udara
Polusi atau pengotoftm udara menrpakan gas dan
butiran padat sangat halus, yang disebabkan baik
oleh manusia maupun oleh alam. Gas-gas oksida
karboq ni&ogen dan sut-trr merupakan penyebab
polusi utama, yang merupakan sisa pembakaran
bafran bakff fosit. Baik dari kendaraan maupun
industri. Gas-gas ini selain mernbahayakan
p€rnafasan, juga dapat membentuk asam rti udara
dan terbawa hujan turun ke germukaan sebagai
hujan asarn
Dan yang berbenmk padat berupa asap, jelaga dan
abu. Polusi berbennrk padat ini selain hasil sisa
pembakaran bahan bakar fosil dan batu bara, juga
merupakan hasil erupsi gunung api lang tersemburjauh keangkasa sebagai debu volkanik yang sangat
halus.
Atmosfir yang bersentuhan langzung dengan
permukaan bumi mempunyai peranan penting
dalam pembentukan permukaan bumi. proses-
proses eksogen berlangsung dipermukaan dibawah
pengaruh atmosfir.
EE:3 -l:r!=t dr-n Hidrostir
Adanya oksigen rtqn gas-eas lair_n,a srta H2O
mempercepat proses petapu-kan b,aru:r cjan semua
material di permuftaa.. bumi.
HIDROSFIR
Yang dimaksud dcngan hldft.=r hrka::kn hany,a
air yang tampak di permukaaa s3-ia- meklnkan juga
yang terdapat di ba*al peiI:".jk23n- Baik 1.ang
terdapat dalam poriaori barraa niar:-urn dalam
rekahan-rekah:a di basah perur-t".?tr b.Lliti
Air di pcrmukaan rlin:makar dr permukaan
terdapat dalam lautaa Bt:ru c:nnjE_ denau dan
aliran zungai. Dan l"*n-s x:::,:se: jj bawah
permukaan dinamakal air bes:i p:::*xaal (s2.6
saface water).
Jumlah air di buni tak terClutr:'res,,:ir-i,. namun
dapat diperkiraka! s€batr]"I i.,jf i_,:: kn!. Dari
sejunlah int 97.2 % bere d lsffi i.t5 %
sebagai es i salju dan sisan-.r-a ba:,-,p 5si11s. A.65 %
tedapat 613[x11 d-nrr1 smez: air e-a?h dan
atmosfir.
Air laut
Air laut terasa asin ka.ttoa necpr:i:l larutan
be6agar garam png korylcls setresE: j.59,i: berat.
Tampaknya sangat kecil- rlr?rrr? b:.ia air laut
diuapkan semua m*kr akzl 13ro-ug5?1 endapan
garam setebal 60 meter. Gamlt Nefi :rempakan
yang terbanyat lainrya krdiri dari g:ram_garam
chlorida, sulfat bika6onal brcrrnid.a d.an fluorida.
Unsur Ca 4alnm air lau m€nryakEn btr,,:n pembuat
mmah organisme di laul
Air sungai meskipn dieng€ry tecel- scunguhnva
mengandung garuq bamz brrkCal sfi_rget rendah,
tergantung pada daerah !"ne r{it.2lui olsh sungai
tersebut.
l-ab. Geologi Dinamis Tk Gcologi ITB l6
riklus Hidrologi
,irkulasi air dari laut ke darat dan kembali ke laut
nelalui atmosfir disebut siklus hidrologi.
{r di taut dan daratan menguap naik ke atmosfir.
Jdara lembab (dengan uap air) terbawa oleh angin,
mungkin sangatjautL dan melalui proses yang
<omplex menjadi awan sampai presipitasi.
Presipitasi yang jatuh kelaut akan segera memulai
.agi siklusnva. Akan tetapi yang sampai ke daral
seJagian meresap ke tenah, bergerak ke-bawalt
kesamping dan akhirnya keluar ke danau, zungai
3tau langsung ke laut. Sebagian lagi mengalir di
permukaan sebagai runoJf. Demikian pula bila
nnah zudah jenuh.
Sungai dan danau
.Uiran air dalam alur kecil atau besar searah lereng
ketempat yang lebih rendah dinamakan sungai.
Cekungan dimana sungai*ungai mengalir disebut
daerah aliran sungai (drainage basin)-
Besar aliran air tergannrng pada jumlah air yang
datang dari hulu dan pengaruh iklirq vegetasi dan
kondisj geologi setempat.
Kuat arus (Cischarge) dinyatakan sebagai jumlah
(rolume) air yang melalui suatu tempat tiap saman
Faktu (m3/detik).
Diukur atau dihitung dengan mengalikan kecepatan
Bab 3 / Atrnosfir dan Hidroslr
arus dengan penampang sungai.
Kecepatan ams tergantung dari beberapa faktor.
diantaranya adalah jumlah air, gratrient sungai dan
kondisi salurannya.
Gradient sungai adalah : beda elevasi ( d ) per
panjang zungai png diukur ( I ) (Gmb. l0)'
Gamhr 1O Gradient sungai: d / I
Apabila kuat anrs lebih besar dari pada saluran
yang dilaluinya maka air akan meluap, dan
terjadilah banjir.
Sungai sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.
Baik s6agai sumber air dan maupun sebagi media
transporusi.
Dalam geologr, energi air srngai memegang
peranan penting dalam membentuk permukaan
bumi. Mengerosi daerah ]ang dilalui sambil
membawa sedimen yang kemudian terendapkan di
tempat yang lebih rendah, lautan.
Danau merupakan cekungan di ketinggiarq dan
berperan sebagai penampungan sementara-
Kelebihan aii di danau dialirkan ke tempat l€bih
rendah atau ke laut. Energi air di danau hampir nol,
sehingga sebagian besar sedimen terendapkan.
Lab. Geologi Dinamis Tk Geologi ITB t7
Dalam bab 2 telah diuraikan bahwa litosfir atau
kerak bumi terdiri dari batuan. Bahran (roclt)
mernpunyai pengertian yang luas dan ,_erbeda
dengan batu (s/one).
Batuan mencakup material yang membentuk litosfiratau kerak bumi, terdiri dari rnineral_mineral
pernbentuk bahun"
Mempelajari banran merupakan p€ngetahuan .tasar
untuk mempelajari geologi. Dengan mempelajari
batuan 'lapat kita ketahui sifat dan sejarah bumi
kita.
Kita jumpai disekeliling kita berbagai macam
batuan. Dilihat dari sifat fisiknya mereka sangat
beragarn, baik warra, kekerasan, kekompakarL
maupun material pembentuknya. Unn:kmembedakannya, ditruatlah pengelompokan.
Pengelornpokan yang paling sederhana adaiah
bcrdasarkan kejadiannya atau cara terbentuknya,
atau genesanya rnenjadi tiga kelompok utama :
l. tsatuan beku, terbentr:k dari magma yang
mendingin dan membeku.
2. Batuan sedimen, rnerupakan batuan yang
terbentuk dari sedimen yang diendapkan dan
s€telah mengalami proses geologr menjadi
bafuan sedimen.
3. Batuan metamorfosa atau batuan malihan.
Batuan, jika mengalami tekanan dan atau suhu
yang tinggr akan berubah menjadi bahunmetanorfosa, atau batuan malihan.
Daur bduan (rock cycle)
Daur batuan berafii melihat seqrra menyelunrh
hubungan anhr ilmu dalam geologi. Dengan
mempclajari daur batuan dapat diketahui kejadian
ketiga jenis banran dan berbagai proses geologi
BAB 4 BATUAN dan MINERAL
yang menjadikan dari satu jenis batuan ke batuan
yang lainnya.
Batuan pertama adalah batuan beku (igneoa s rock)terjadi akibat magrna mendingin dan memadat.
Proses ini da, at terjadi baik di ba*,ah maupun
diatas permukaan bumi.
Saat bumi rmrlai terbentujq kulit luarnl,a masih
berupa material yang meleleh r,ang kemudian
mendingin dan mengkristal secara bertahap danmembentuk kerak pertama yang terdiri dari batuan
b€ku.
Batuan beku dipermukaan bumi bersentuhan
Iangsung dengan atmosfir setiap saat, maka
perlahan-lahan ia terdisintegrasi danterdekomposisi. proses ini disebut proses pelapukan
(weathering). Material hasil rombakan ini, yang
terlepas dari induknya, ditransport dan diendapkan
oleh berbagai media, emsi, grar.itasi. aliran air,gletsyer, angin atau gelombang sebagai sedimen
atau endapan, di tempat yang rendai (laut), sebagai
lapisan-lapisan mendatar.
Melalui proses litifikasi, yang artinrz berubah
menjadi batuaq sedimen ini menjadi batuan
sedimen.
Jika banran sedimen berada jauh d.i bawah
permukaan bumi atau terlibat dalam dinamikapembentukan pegunungan (oroge.nesa), ia akan
dipenganrhi oleh tekanan ya_ng besar dan suhu yang
orkup tinggi. Akibatnya batuan sedimen ini akan
bereaksi dan berubah menjadi batuan metamorfosa
atau batuan malihan.
Dan bila bahran metamorfosa berada pada tekanan
dan suhu tinggi ia akan melebur dan menjadi
ma$m. Perulangan atau daur tersebut tidaklah
selalu demikian, akan tetapi ada pen),lmpangat_
Lab. Geologi Dinamis Tk. Geologi ITB
pnyimpangan. Misalnya batuan beku disamping
rrsq-kap di permukaarL dapat juga dipengruhi
deh panas dan tekanan tinggi jauh dibawah ,
prnukaan burni, akan menjadi batuan
rBmorfosa, bahkan dapat melebur kembali
PAMSDANIET(AMN rso:r-.?-
Bab 4 / Bahran dan Mineral
mepjadi magrna. Sebaliknya batuan sedimen dan
batuan metamorfosa bila berada di atas permukaan
burni akan mengalami proses pelapukan dan erosi,
seperti terlibat pada diagram daur bahran gmb.4.l
%
.)o',2-P-€aaor PEIAPUKAN, IRAIISPo|IIASI DAt'l PENGENDAPAT'I
-
SEMEMASI DAN KOMPAKSI
{ unFKASl l
I
2zfr1
6et
Gembor4.l. Daurbatuan
tab. Geologi Dinamis Tk Geologi ITB l9
Baik batuan bekq batuan sedimen maupun batuanme[amorf pada kondisi tekanan dan suhu yangtinggi akan melebur menjadi magnu.Dernikian daur ini akan benrlang sepanjang mas4dalam satuan waktu jutaan tahun.
Magma
Telah diuraikan bahwa batuan beku terbentuk darimagma yang mendingin dan membeku; proses inidisebur kristaiisasi_
Magma merupakan lelelun material (seperti"pasta') yang sangat panas terbentuk di bawahkerak bumi atau tragran atas selubung, padakedalaman sekitar 200Kn Terdiri dari campuransistem silikat yang kompleks, air dan material lainberbentuk gas-gas dalam larutan (Lihat dalamBab.16 / Gunung api).
Unsur-unsur utama magma adalah okigen (O2),silikon (Si), aluminium (AI), kalsium (Ca), Narrium(lla), Kalium (K), besi (Fe) dan magnesium (Mg).Dari analisis kimia berbagai batuan beku, secaraumum dapat dibedakan nugma basa , magm:t asam
Bab 4 / Batuan dan l\{ineral
dan magma intermedier.
Magma bala (basaltic magma) me_rgandung 50ZoSi 02, bersuhu ringgi antara 900 _ i200. C danviskositasnya rendai, murteh mengalir. Salah satucontoh bahunnya adatah basalt.
Magma asan (rhyotitic rnagma) berkom;rcsisi Si 02anrtara 60 hingga 70 %, b€rndu rendal, drbari,ah8000 C dan viskositasnya tinggi. Lebih kental danmobilitasnya rendah, riolit rnisalnya.
Sedarrgkan yang berkomposisi SiO: diantaranya.termasuk dalam magna intermedier. andesitmisalnya (Gambar 4.2)
Selain komposisi rnagrna in&* Qtarent magma)yang meqiadikan batuan beku beragan juga proses-proses differensiasi dan assimilasi magma-Dilferensiasi magmaterjadi pada saat magma mulaimeindingiq terjad'ah kristal-kistal minerar padasuhu yang masih tinggi. Akibat ga1,a graritasi.kristal-kristal ini mengendap. Dan demrkranseterusnya sehingga terjadirah pemisahan kristar.yang mengakibatkan komposisi magma induknr-aberubah.
Tep pemekoronvolkonisme bosolfis
Gn.opi strolodh dcaJt ls
Koldero donI uto ri olitik
Hotspol
Gamhar 4.2 Diagrarn mcmoe*e,nu ""uh,;'t"d'dftffi'ffff;"ffinf,-Hf,:,ffifdl:ffi"'lffiil hasir enrpeinya mencerrninkan jerLis
i,'*ii"RSMid occon
*s^*Tt,,.,
Aslenosfirs.ii#
Lab. Geologi Dinamis Ik. Geologi ITB
Assimilasi magma terjadi bila ada material asing'
bahran disekitar magma' masuk dan bereaksi
dengan magma induk' Adanya penambahan
material asing ini menjadikan komposisi magma
induk berubah.
Kemudian yang menjadi pertan!'aan adalah dimana
dan bagainrana magma terbentuk serta mengapa
terdapat lebih dari satu jenis ma$na' Dari
penyebaran gunung api, batolit at'au bannn beku
ysng tersirrgkap di permukaah danjaiur pegunung-
arL dapat diketahui bahwa aktivitas rugma
berkaitan dengan proses-proses yang berlangzung
pada batas$atas lemPeng aktif'
Dua jenis utama magma terbentuk pada kerangka
tekonik adalah.
Magma hassltis terbentuk oleh lelehan atau
peleburan panial Qzartial melting) selubung
(mantle) yang mendesak keaus sepanjang Pusr'
pemekara4 dirnana lempeng-ternpeng bergerak
saling menjauh Volkanisme basaltis mendominasi
aktifitas magmatis cekungan samudra'
Peleb uron Patsial (parti al melting)
Batuan terdiri dari rnineral-mineral pembentuk
batuan lang mempunyai titik leiur (eleh) be6€da'
beda. Oleh karena itu banran tidak melebur pada
Bab 4 / Batuan dan Mineral
suhu tertenhl melainkan pada satu interval strhu'
Mineral dengan titik lebur terendah akan melebur
lebih dulu, lelehannya melamtkan sedikit mineral
yang belum melebur, namun demikian lelehan
mineral dan larutannya mempunYai komposisi
befteda. Sebagai contoh misalkan batuan yang
terdiri dari mineral-mineral piroksen plagioklas
(berkomposisi antam atbit dan anorti$ dan olivin
Qilrat bab 7), pada awal pei;buran' piroksen dan
komponen plagioklas' albit"'neteleh' sertangkan
olivin dan plagioklas yang icaya anortit tetap tidak
meleletr- Bila magrna dari telehan panial batuan ini
terdesak keluar terpisah dari mineral tidak meleleh
ruka komposisi batuanrya berHa dengan batuan
residual atau dengan battran asal' Froses
pembentukan magma berkomposisi berbeda$erla
dengan pelelehan parsial yang tidak sempurna
disebut diferensi magma oleh lelehan parsial'
Magna granitis terjadi di daerah penunjaman
akibat letehan parsial dari kerak samudra dan kerak
benua bagian bawah di bagian lebih dalam dari
dasar (akar)jalur pegunungan aktif( pada daerah-
daerah tumbukan lempeng dan dimana suhu dan
tekanan sangat tinggl), ssagal terlihat dalam
Gambar 4.3.
Gambar4SKerakyangterstretlcrnpcnglitosfiryangmerrunjamkedalamlapisanasterrosfumerrgalamip€fndasandan terjaditah peteuuran yaT S;gdilkL magna (B'J' Skinner'1992)
Mulo €lr laul7/va{i\>\
}UVA
ilfiLfd f'g;].I
Kerok bcnuo /!l
\Tr'Lltoslir
Palrburcn Portlollarol rcmcdtoton! 6cnsnlon
Palrbatcn torlldatol lta€tiaar'
- bc glol borch
Prlrbu.on rcrrloldolcn moilal
[rb. GeoloSi Dirlarnis Tk Geologi ITB
Krisalisasi
Dalam magma panas dan cair, ion-ion bergerak
bcbas tidak beraturan. Pada saat magma mendingin,
pergerakanrya lambat dan mengatur dalam pola
tertentu. Peristiwa ini disebut kristalisasi. Biasanya
ma$m tidak membeku seketika mula-mula
terbentuk sejumlah kristal kecil-kecil. Secara
sistimatis bertambah ion-ion dan berkembanglah
kristal menjadi lebih besar. pada suatu saat kristal-
laistal yang tunibuh saling berrentuhan dan
berhenti tumbuh. Dan tumbuhlah kristat-kdstat
baru ditempat lain. Demikian proses ini berlanjut
hingga akhirnya jadilah suatu nassa padat yang
terdiri dari kristal-kristal yang saling mengunci.
Kecep3tan pendingrnan magna sangat
mempengaruhi pertumbuhan laistal. Bila ia
mendingin perlahan-lahan, memungkinkan kristal
tumbuh dengan sempuma dan besar{esar.
Sebaliknya bila ia mendingin dengan cepat, maka
yang tejadipun sebalikrya. Ion-ion kehilangan daya
geraknya dengan cepat dan terbentuklah kristal-
kristal kecil. Apabila pendinginannya sangat cepar
sehingga ion-ion tidak sempat membentuk kristal
dan hasilnya adalah mass:l yang terdiri dari ion-ion
yang acak. Bahran yang terdiri dari atom-atom yang
tidak beratnran ini dinamakan gelas (glass), sarna
dengan gelas yang dibuat di pabrik.
Mkeral
Ion-ion dalam magma yang mendingirq mengatur
diri menumt pola tertentu dan membentuk kristal
dinamakan mineral.
Mineral adalah senyswa anorganik terbentuksecara alamiah, padat dan mempunyai struktur_dalam tertentu.Mineral mempunyai sifat fisik tertentu pula: warna,
kekerasan, belahan, bentuk kristal dan demikian
juga dengan sifat optiknya.
Komposisinya dapat terdiri dari hanya satu demerq
seperti emas (Au), perak (Ag), tembaga (Cu), intan
(C) dan belerang (S).
Ie * :.[(:j€ :s:r \,lineral
PeflU rliing*tl beh*n :m.srl. Silmms tr:rrta i tidaklah
terrnagh rrrirr:*rl igun rrrhi!g-6i lj elam. Dan
demikian grla ci"rrtsh iumm. trnE =-: bera juga
tidak te.rmasuk ririffi snm mt--: d,ei: bahan
organik
Pada SaAt rfteg"nl,* qnnrirs" rrerr-.:gi meng-
kdstallah m;re?:l.ffi[ lumE :*t r-.rlurnya
sesuai dengan irumftrs. e,ffi rirr ;trli =:u yang
masih sanpt ringpl K*r:ulehmn il.t:; :":l-ia lunm
dan metrSFig.a.i r-'rer'!T, :;r:rlirq? ir:mikan
SeteruSma sarrrfpi q*lr:rnn rm-s:r ,nr==J kdstal.
Urutan pengbgef"m nrrllryl:si. . :_*s;l oleh
Bowerq dan tertenai rbrn4?.r ,0{gr@ fra4kd Bowen
seperti pada Cnmber a +
Proses diseb€lah kiri ,irll*rs#ll.r jdr;r-n:: kalena
setiap *langl'qh- terj*'fi
kimia yang be6€da- qry"! *seher;. kanan
umunnya terdiri dari Digulai
dengan yang k4? ekr :ebx: dn diakhiri
dengan yang kara r!.*n n&icSnr.e'irlr- Oleh
karena itu prosesrya r{ikxmft:m iqmn
Kemposisi mineroi
Mineral mempunrai Linr'l iE:llgstu alan
dalam perbandingan unsr.+nm '--*lrq tf,..13utu
pul4 seperti SiO2, CaCq dsb.
Dalam Susunan Deret Reaks. tscrmm C':an;fi iai,
suhu pembetukan krisftai{ffirsal rnirr-cal .Dembentuk
batuan" kearah bawah mekin gsndah
Mineral yang terakhir terbenffk p6da pendiryinan
magma adalah kuarsa
Komposisi beberapa mircral dryt ben"dasi. tetapi
pada batas tertentu. t{al ini dapat teryaC akibat
adanya pertukaran atau subgirusi ion dal6p
struktur mineral. Substirusi ion menghbatkan
perubahan susunsn kimia dalem batas.tertentu
sehingga tidak mengubah struktur kristal miaeral.
Substitusi ion ini sangat bergantung pada uh-uran
dan muatan ion. Ion-ion yang terlibat harus
l"ab. Geologi Dinamis Tk Geologi ITB
1
I
l
I
Elirkontlnu
Olirin
ortopiroksen
Klina?iroks€n
Amfibol
Kontlnu
Ca plagioklas
CaNa ptagioklas
NaCe plagioklas
Na plagioklas
K felsparBiotit
Muskovil
KuaR
Gmbrr 4.4 Dcra rea-ksi Bowen
I
nempunyai jari-jari yang sama atau perb€daannya
rdak lebih dari lsyo. Substitusi ion akan
mengakibatkan perubahan sifat fisik mineral,
F"laupun struktur kristalnya tetap.
iielompok mineral (umumnya dijumpai pada
kelompok mineral pembentuk batuan) meskipun
komposisi kimianya beragam tetapi struktur
kristalnya sama. Sebagai contoh mineral olwirq
imposisi kimianya (M&Fe)z SiOr. Ion-ion Fe dan
Hg dapat saling bersubsihrsi. Iumlah iorr Fe dan
-1.{g tetap sesuai dengan jumlah atom silika dan
isigen dalam olivin.
Sfafisik mkeral
Oleh karena mineral mempunyai komposisi kimia
Can stnrkturdalam kristal tertentu, maka ia
rempunyai sifat fisik yang khas. Beberapa sifat
fisik mineral adalah bentuk kristal, bidang belah
,,,Ceavage), kekerasaq warn:L strealq kilap (/ts/er).
dan bera! jents. Bentuk lqistal, mencerminkan
*ruktur dalam sehingga dapat dipergunakan untuk
peo€rian atau mengidentifrkasi mineral.
Pada kondisi yang baih kdstal dapat tumbuh
r:ngen bidang{idang kristal }ang sempurna dan
rempunyai bentuk geometri tertentu. Jika atom-
momnya tumbuh sebagai rangkaian memanjang,
m'kr bentuk kristalnya menyerupai jarum. Bita'
berbentr:k kotak maka kristalnya belbentuk kubus.
Bab 4 / Batuan dan Mineial
Sebagai contoh adalah kwarsa yang mempunyai
kristal hexagonal dan memanjang.
Bidang belah (cleavage), merupakan rekahan atau
belahan menurut bidang-bidang lemah yang
permukaannya licirL sejajff dengan bidang yang
ikatan atomnya lemah. Contohnya mineral mika,
memberikan kesan seolah-olah terdiri dari lembaran
mineral.
Kekerasan, adalah skala relatif daya tahan mineral
terhadap abrasi. Sifat khusus iri dapat
dipergunakan untuk mengidentifikasi mineral.
Untuk rtu, seorang ahli mineral Jerma& Friedrich
Mohs (l'173 - 1839) telah menyusun skala
kekerasan relatif dari beberapa mineral, dari fang
paling lunak sampai yang paling keras, dalam
sepuluh skala dan terkenal dengan skala kekeranan
Mohs, sebagai terlihat dalam Tabel skala Mohs.
Tebel Skele Kekerasan Mohs
MINERAL KEKERASAN
Taic
Glpsum
Kalsit
Fluorit
Apatit
K-feldspar
Kwarsa
Topaz
Korundum
Intan
I
2
3
4
5
6
7
8
9
l0
lllarna, merupakan sifat yang lebih nyata
pada mineral. Namun tidak baik diper-gunakan
untuk mengidentifikasi mineral, karena umunnya
mineral mempunyai corak wama beragam. Hat ini
disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya
L-ab. Geologi Dinamis Tt- Gcologi ITB 23
adalah komposisi kimiE inklusi dan pengotoran
dalam krisgl mineral tercebul Contohnya tcrvarsa
dapat dijumpai sebagai kistal bening (ridak
ber*arna), putih, ungq mera\ kuning abu_abu
atau hitam.
Streak atau tvama serbulC lebih khas dibandingkan
v/a_rna mineral keseluruhan, sehingga dapat
dipergunakan uffuk mengidentifikasi mineral.
lvlinelal pynt, misalny4 sccara keselurhan la
benwarna ke ern*san tetapi warna serbuknya hitam.
Kilap (luster) merupakan kenampakan atau cahaya
yang dipantulkan dari permukaan mineral. Mineraldengan penampiian logam mernpunyai kilap logam
(metalik). Sedangkan mineral yang mempunyai
kilap nonlogam dikatakan sebagai kilap kaca
(vitreous), pearly, silky, resinous dan dull.
Berat jenis (specific gravlty) adalah perbandingan
berat suatu material dengan air pada volume yang
sama. Makin besarjumlah atom dan makin kornpakmaka makin besar pula berat jenisnya. Berat jenis
rata-rata mineral pembentuk batuan berkisar antar2,65 ftwarsa) dan 3,32 (olMn).
Mineral silikat
Hampir tiga perempat bagian dari unsur_unsur
pembenhrk kerak bumi adalah silika (Si) danoksigen (O), sehingga wajarlah bila 95% volume
kerak bumi terdiri dari kelompok mineral silikat.Mineral-mineral silikat sangat kompleks, baiksusunan kimia maupun struktur kristalnya. Namunmereka mempunyai dasar struktur yang sama, yaihrtetrahedron silika-olcsigen [ (SiOr)a ]. Ion_ionoksigen Oesar) tersusun membentuk pyramid segiempat dan ion ( Sia* ) terletak ditengatr, gambar 21.Perbedaan dalam kelornpok mineral_mineral silikat
Ba5.{ i'- '- '-: :..:-
utana adalah pada kombinasi susunan tetrahedra
rlelam struktur kristalryr- Pada pemben,'rkan
mineral dengan komposisi tetrahedra sederhana,
ion-ion oksigen mengikat elemen lain, seperti besi
(Fe) dan magnesium (Mg), contohnya olivin.
Gambcr 21. Tetrahedron silika<ksigen (Si O*; *d"t6ir dasai blokbanguran minerel{iner&l silikat, -vang rntru$rn mherai urama
(957o) material kerak burni.
Mineral-minerai silikat umrurutva teftentuk da-ri
pengikatan ion oksigen den_ean ion silika pada
tetrahedron yang lain seiring€a membenhrk
rangkaian atau gugus tetrahedra r-alrg kompleks,
misalnya,
rantai tunggal -piroL<en
rantai ganda - amfibot
dua dimensi - mika- chlonr d:-'t mincral-lempu:.g
tiga dimensi - feldspar dan l,-*'arsa
Mineral non silikat
Di alarq selain mineral silikat dr-i.rmpai pula
mineral-mineral yang strulfir &sann" bukan
silikat. Ion pengikat logamq" t{.*Eri tefahedron
Si{, melainkan:
oksida - hematit (Fez Or). magleul rTeror) dan
korundum (Al: Or)
sulfida - galena (PbS). sfalerit ZnS r. :-.rit 1FeS2)
dan kalkop5rit (CuFe L )
sufat - gypsum (CaSOr. 2H:Oi. anhiCnr tca SO4 )
karbonat - kalsit (CaCO, ), dolomir [C.a-\,Ig {CO3)2],
malachit Cuz(OFI)z CO_. khloriCa - ::l:l {NaCl),
24
Il-nb. (icokrgi Dinamis'lk. Gcrrlogi ITB
ral
ra
m
a,
si
fluorida (Ca Fz ) Dan unsur-unsur asli (native
elements), seperti emas, pera\ tembaga, intan dll.
Mineral pembentuk batuan
Batuan terbenhrk dari mineral-mineral, yang
dikenal dengan mineral pembenhrk batun. Di alam
dapat dikenali lebih dari 2000 mineral. Namun
yang umum dijumpai dalam batuan sekitar 20
mineral.
Beberapa minerel utama pembnLrk batuan yang
umum dijumpai adalah :
1. Batuan beku - feldspar, mika, amfibol, pirokserl
olivin dan kwarsa.
2. Batuan Sedimen - kwars4 kalsit, amfibol,
lempung halit, g5rpsum dan feldspar
3. Batuan Metamorf - kwarsa, feldspar, amfibol,
pirokseq mik4 gamet dan chlorit.
Feldspar, berasal dari bahasa Jerman yang berarti
kristal alamiatu Hampir 50olo kerak bumi terdiri
dari kclompok mincral ini. Sangat umum dijumpai
dalam batuan belat metamorf dan batu pasir.
Feldspar mempurryai dua arah biciang belat\ kilap
(luster) porselein dan kekerasannya 6 skala Mohs.
Dalam kelompok ini dikenal dua tipe utama, yang
dibedakan berdasa*an ion logam yang diikat oleh
tetahedra Si4 nya :
Kalium feldspar ( K ALSi3Os ), dalam granit
u.murnnya berwarna merah muda, dan Plagioklas
feldspar, kebanyakan berwarna putih. Saat
pembentukannya memungkinkan terjadinya
substitusi ion Ca terhadap ion Na sehingga terjadi
komposisi yang kerkisar antara (Na Al Si:Or)
sampai (Ca Alz SiOs).
Milea, rnrnenl kecil, hitam mengkilat. Kelompok
ini mudah dikenali dengan bidang belah searah
yang mudah dibelah.
Dua macam mika yang mika yang sering dijumpai
dalam batuan adalah bioti dan muskovit. Biotit
Batr 4 / Batuan dan Mineral
berwarna hijau tua sampai hitam sedangkan
muskovit ber'ng (tidak berwarna).
Kwarsa, terdapat pada ketiga kelompok utama
batuan, baik batuan beku, sedimen maupun batuan
metamorfosa. Umumnya tidak berwarna,
komposisin a Si 02 , mempun5rai kilap kaca dan
kekerasan 7.
Oleh karena terbenok paling akhir (ingat ,leret
rea}:-si Bowen) maka dalam batuan lcristalnya
himbuil diantara kristal-kri-stal feldspar dan .nika
sehingga jarang drjumpai sebagai lcristal lang
sempurna bennrknyz.
Kwarsa merupakan mineral yang sukar terubalu
sehingga sering dijumpai pada banun sedimen.
Mineral ferromagnesium, merupakan kelompok
yang terdiri dari mineral-mineral olivig pyrokserL
amfibol dan juga biotit, benrarna hijau tua sampai
hitam den mempunlai berat janis besar.
Oiivin terbentuk pada suhu tinggi merupa-kan
mineral lang jelas terlihat ddam batuan beku.
Komposisinya (Mg,Fe)2 SiOr . berwar-na hijau
Piroksen jup terbentuk pada suhu yang tinggi,
struicur dalarnnya memperlihatkan rantai
tetrahedra Si4 tunggal. Benvarna bijau tua sampai
hitam dan kristalnya sangat kecil, hanya dapat
ditihat deng;an mitaostop.
Amfbol merupakan kelompok mineral, biasanya
terdapat bersama piroksen dan mirip komposisinya,
hanya amfibol mengandung ion hidroksil (Olf ).
Struktui dalamnya terdiri dari dua rantai tetahedra
yang membuat bentuk kristalnya memanjang
Kelompok ini mempunyai warna hijau sampai
hitam dan dua bidang belah yang tidak saling tegak
lurus. Mineral dari kelompok ini yang banyak
dijumpai adalah hornblende.
Mineral lempung kristalnya sangat kecil, hanya
dapat dilihat dengan mikroskop, biasanya
mikroskop elektron. Berdasarkan stnrktur kristal
dan variasi komposisinya dapat dibedakan belasan
I-ab. Ccologi Dinamis Tlc Geologi ITB
mineral lempung. Mineral lempung terbentuk diatas
permukaan bumi dirnana udara dan air berinteralcsi
dengan mineral silikat, memecahnya menjadi
lempung rlan produk lain
Kalsit dan dolomit adalah mineral karbonat. Kalsitberkomposisi CaCq , merupakan bahan uhrnabatu-gamping. Dapat terjadi dari penguapan
langsung air laut atau melalui binatang, dipisahkan
dari air iaut, untuk membuat cangkang atau
rumahnya.
Kristalnya transparant atau putill Didalam batu-
gamping sering mengandung p€ngotoran (impuri ty)
meqjadikannya berwarna abu-abu atau ooklal
Kalsit mempunyai tiga bidang belah yang tidak
saling tegak luns dan kekerasannya 3 skqta L4shs.
Bab 4 / Batuan dan Mineral
Jika kalsit bereaksi dengan lantan magnesium-
karbon:t drl2p 2i1 laut atau air tanah menjadi
Qolonit i Ca Mg karbonat ). Dolomit dapat
dibedalcan dengan kalsit karena tidak bereaksi
dengan HCI , sedangkan kalsit bereal$i. Sifat inidipergnrnakan untuk mengetahui apakah suatu
batuan sedimen mengandung karbonat atau tidak.
Hal i t dan gpnm merupakatr mineral-mi,reral yang
khas hasil p€nguapan air laut. Halit ( N"l, I adalah
ganm yang mudah dikenal riengan rasan',4
mempu.ryai tiga bidang belah yang saling tegak
lurus. Gypsum berkomposisi kalsium nrlfat dan air(Ca SO4 2HzO ), tidak benrarna, mempunyai
birtant belah searab kilap kaca atau sutrd (sr&y)
dan terdapt sebagai mineral tunggal.
\
l^cb. Geologi Dinamis Tlc Geologi ITB