MAKALAH GEOLOGI METODE RADIOAKTIF dan TARIKH GEOLOGI

Disusun oleh : 1. Rizqi Eka Rusintan 2. Setyo Wulandari 3. Shima Tandya Lestari 4. Shinta Dewi Nirwana 5. Syafiq Al Hady Offering B

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS ILMU SOSIAL JURUSAN GEOGRAFI PROGRAM STUDI PENDIDIKAN GEOGRAFI November 2011

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Fosil itu berusia ribuan tahun katanya. Para ilmuwan menentukan usia sebuah fosil tentunya tidaklah mudah. Perlu penelitian ilmiah dan pengkajian yang mendalam. Tanpa waktu yang tepat, para peneliti tidak dapat merekonstruksi kronologi yang handal mengenai kapan dan bagaimana manusia berevolusi. Teknik penentuan waktu modern memungkinkan ilmuan untuk mengatakan, dengan hanya celah kesalahan 20 ribu tahun, kalau Lucy hidup 3,18 juta tahun lalu.Bahkan bila 20 ribu tahun terasa besar, ia bukanlah besar bila dibandingkan dengan ukuran jutaan tahun. Sungguh, dalam waktu geologis, waktu ini sangat teliti. Sedikit saja dari metode ini menentukan waktu dari fosil itu sendiri; sebagian besar menentukan waktu lapisan batuan sekitarnya di atas dan dibawah fosil. Para peneliti menggabungkan dua metodologi untuk menentukan usia lapisan-lapisan ini: pewaktuan relatif dan pewaktuan mutlak.Pewaktuan relatif menyusun barisan lokasi, peristiwa, atau artefak dalam urutan kronologis dari yang tertua ke yang termuda, tanpa memberikan waktu. Aturan yang berguna adalah Hukum Superposisi, yang menyatakan kalau benda yang ditemukan di lapisan bawah pasti lebih tua dari yang ditemukan di lapisan atas. Aturan ini berlaku sejauh lapisan-lapisan tidak bergeser, faktor yang dapat ditentukan lewat paleomagnetisme. Biostratigrafi adalah teknik pewaktuan relatif yang menggunakan barisan perubahan evolusi pada hewan seperti pengerat untuk menentukan waktu.

Pewaktuan mutlak memberikan usia pada sebuah spesimen, biasanya dengan rentang kesalahan tertentu. Salah satu teknik yang paling umum adalah pewaktuan radioaktif. Teknik ini menggunakan laju peluruhan isotop radioaktif untuk menentukan seberapa lama di masa lalu benda tersebut terbentuk.

1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan metode radioaktif?2. Apa saja jenis metode radioaktif?3. Bagaimana cara mengukur?4. Apa yang dimaksud dengan tarikh geologi?

1.3 Tujuan 1. Mengetahui dan memahami pengertian metode radioaktif 2. Mengetahui dan memahami jenis jenis metode radioaktif 3. Mengetahui cara mengukur usia fosil menggunakan metode radioaktif4. Mengetahui dan memahami pengertian tarikh geologi

BAB IIPEMBAHASAN Metode radioaktif, dianggap paling baik yang dimiliki sampai sekarang untuk mengukur umur bumi dan batuan. Unsure radioaktif sifatnya tidak stabil sehingga berusaha mencapai kestabilannya dengan meancarkan sinar alpha, beta, gamma atau menangkap electron. Masing-masing unsur radioaktif memancarkan sinar tertentu secara teratur dengan lama penyinaran tetap menurut hukum-hukum tertentu, tanpa terpengaruh oleh keadaan sekeliling seperti temperature dan tekanan. Setelah melewati waktu tertentu, satu unit unsure radioaktif akan berubah separuhnya menjadi isotop lain. Waktu yang diperlukan disebut waktu paruh (half life). GAMBARProses pemecahan inti atom unsure radioaktif seperti itu dikenal sebagai transmtasi inti atau desintregasi inti.Isotop adalah atom dari unsure yang sama tetapi memiliki jumlah neutron yang berbeda karena perbedaan banyaknya neutron pada inti. Neutron adalah bagian dari inti atom yang tidak bermuatan tetapi mempunyai berat. Sinar Alpha adalah inti atom helium yang mengandung dua neutron dan 2 proton sehingga bermuatan positip. Kecepatanya antara 2000 -20.000 mil/detik, yang dapat dihentikan dengan selembar kertas saja. Sinar beta adalah partikel electron yang bermuatan negative, dengan kecepatan sedikit di bawah kecepatan cahaya sehingga mampu menembus 1.000 lembar kertas (kecepatan cahaya=300.000 km0detik) Sinar gamma adalah radiasi energy berupa gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang sangat pendek. Kecepatannya sama dengan kecepatan cahaya yang mampu mnembus lmbaran timah hitam setebal 1 cm. sinar ini bersifat netral.Pemancaran sinar alpha menyebabkan berat atom berkurang 4 dan nomor atom lebih rendah 2. Pemancaran sinar beta menyababkan berat atom sama(massa electron dapat diabaikan), dan nomor atom bertambah 1.Proses pemecahan inti atom unsure radioaktif seperti itu dikenal sebagai transmutasi inti atau desintegrasi inti. Sebagan besar metode radioaktif didasarkan pada transmutasi inti, namun ada juga yang perhitungannya berdasarkan banyaknya bercak yang dihasilkan oleh penyinaran unsure radioaktif. Beberapa metode radioaktif akan dikemukakan berikut ini.a) Metode uranium timah hitam. Unsure radioaktif uranium ada 2 isotop yaitu uranium 235 (U235) dan uranium 238 (U238). Uranium yang tidak stabil ini berusaha mencapai kestbilannya dengan memancarkan sinar alpha dan beta sampai berubah menjadi unur ang stabil yaitu timah hitam (Pb206). Uranium 238 mempunyai waktu paruh 4.500 juta tahun, sedang uranium 235 waktu paruhnya 713 juta tahun. Dengan menghitung berapa kadar timah hitam yang terbentuk dalam batuan dan berapa kadar uranium yang masih sisa, para ahli dapat menghitug umur batuan yang mengandung unsure uranium tersebut. Dalam hal ini diasumsikan bahwa pada saat transmutasi mulai, tidak ada timah hitam dalam batuan, hanya terbentuk dari peluruhan uranium. Demikian juga selama proses berlangsung, tidak ada tambahan ataupun pengurangn uranium atau timah hitam ked an dalam batuan. Penggunaan metode ini efektif antara 106 sampai 4.6x109 tahun dengan tingkat kesalahan 1-2%.GAMBAR PARUH WAKTU TRANSMUTASI URANIUM 235

Dengan cara lain, dihitung tingkat peluruahannya () misalnya 10-10 gram/tahun, selanjutnya umur dihitung dengan rumus:

Umur = x

Kenyataan di lapangan menunjukkan bahwa banyak mineral yang mengandung unsure radioaktif uranium, thorium, dan hasil perubahannya berupa timah hitam. Untuk itu maka rumusnya:

Umur= Dalam hal ini diasumsikan bahwa pada saat proses transmusi mulai, tidak ada timah hitam dalam bantuan, hanya terbentuk dari peluruhan uranium. Demikian juga selama proses berlangsung tidak ada tambahan atau pengurangan uranium maupun timah hitam ke dalam dan dari dalam batuan. Penggunaan metode ini secara efektif antara 106 sampai 4,6x109, tahun dengan tingkat kesalahan 1-2%. Urutan perubahan dari uranium 235 dan Uranium 238 ke timah hitam beserta partikel yang dipancarkan dan waktu paruh masing-masing dapat dilihat dalam tabel 10 dan table 11. Urutan perubahan U235 Pb 207NoIsotopNo. MassaPartikel yang DipancarkanWaktu Paruh

1Uranium235Alpha713 juta tahun

2Thorium 231Beta25,6 jam

3Protactinium231Alpha34.000 tahun

4Actinium227Beta13,5 tahun

5Thorium227Alpha18,9 hari

6Radium223Alpha11,2 hari

7Radon219Alpha3,917 detik

8Polonium215Alpha0,00815 detik

9Lead211Beta36,1 menit

10Bismuth211Alpha2,16 menit

11Titanium207Beta4,76 menit

12Lead207-Stabil

Tabel 11NoIsotopNo. MassaPartikel yang DipancarkanWaktu Paruh

1Uranium238Alpha4,49 x 10 9 tahun

2Thorium234Alpha24,5 hari

3Proctatinium234Beta 1,175 menit

4Uranium234Alpha2,475 x 10 5tahun

5Thorium 230230Alpha8 x 10 4tahun

6Radium226Alpha1,622 tahun

7Radon222Alpha3,825 hari

8Polonium218Alpha3,050 menit

9Lead214Beta 26,8 menit

10Bismuth214Alpha & Beta 19,73 menit

11Polonium214Alpha163, 7 mikrodetik

12Thallium210Beta1,32 menit

13Lead210Beta22,5 tahun

14Bismuth210Beta 4,989 hari

15Polonium210Alpha138,374 hari

16Lead206AlphaStabil

b). Metode potassium Argon (K40- Ar40), banyak digunakan karena unsur radioaktif ini banyak terdapat dalam batuan beku metamorf seperti biotit, muskovit, sanidin, hornblende, glaukonit, piroksen dan batuan vulkanik. Potasium akan berubah menjadi argon dengan jalan menangkap elektron, dengan waktu paruh 1,3 x 109 tahun. Dengan membandingkan jumlah argon yang terbentuk dan potassium yang masih sisah dalam batuan, maka umur batuan akan dapat dihitung. Dalam hal ini asumsinya sama dengan metode uranium timah hitam. Kelemahan metode ini ialah argon berwujud gas yang mudah hilang pada suhu 50 2000 C. Penggunaan secara efektif berkisar antara 104 4,5x106 tahun dengan standart kesalahan 1-2%.GAMBARc). Metode rubidium stronsium (Rb87 Sr87), jarang digunakan karena unsur radioaktif rubidium jarng terdapat dalam batuan. Rubidium akan berubah menjadi stronsium dengan memancarkan partikel elektron dengan waktu paruh 47 milyar tahun. Dengan membandingkan jumlah rubidium yang masih sisah dan stronsium yang terbentuk dalam batuan, dapat ditentukan umur batuan yang mengandung unsur radoaktif tersebut. Penggunaan secara efektif antara 106 4,6x109 tahun standart kesalahan 1-2%.GAMBAR

d). Metode karbon 14 (radiocarbon dating). Unsur radioaktif C-14 berasal dari sinar kosmik dari luar angkasa, ketika memasuki atmosfer bumi pad lapisan atas menghasilka neutron sebagai akibat gesekan dengan lapisan tersebut. D iatmosfer neutron beraksi dengan nitrogen menghasilkan C-14 dan proton. Selanjutnya C-14 beraksi dengan oksigen membentuk CO2. Gas asam arang ini dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan dalam pertumbuhannya, yang setelah digunakan dilepas kembali ke udara. Karena itu jumlah C-14 dalam tubuh tumbuh-tumbuhan dianggap tetap selama tumbuhan tersebut masih hidup. Pada saat tumbuhan itu mati maka terjadilah pengurangan C-14 dalam tubuh-tumbuhan tersebut karena tidak ada lagi tambahan C-14 yang masuk ke tubuh tumbuhan tersebut . pada saat tumbuhan itu mati, jam pengukuran umur segera berputar. Karbon-14 yang dilepaskan tumbuhan tidak stabil sehingga berubah kembali menjadi nitrogen dengan melepaskan elektron, dengan waktu paruh 5.730 tahun. Penggunaan secara efektif 100-5x104 tahun dengan standart kesalahan sekitar 1-2%.

e). Fission-track Dating (penentuan umur yang di hasilkan bercak radiasi). Metode ini agak lain, dimana tidak di dasarkan pada transmutasi inti, melainkan berdasarkan bercak bercak hasil radiasi unsure radio aktif pada permukaan mineral/batuan. Pada awal tahun 1900-an orang menemukan pada permukaan homogen seperti mika adanya pelunturan yang ternyata bercak-bercak kecil berbentuk tabung atau pelurukecil (track). Setelah di teliti ternyata merupakan hasil dari penembakan unsur radioaktif berenergi tinggi di sekitarnya yaitu uranium 238. Dengan pembesaran, jumlah bercak pada mineral dapat di hitung. Untuk keperluan pengukuran umur, maka harus dihitung berapa bercak pada permukaan mineral, kemudian di lakukan percobaan di reactor atom dimana sampel uranium yang masih sisa dalam batuan ditembak dengan neutron sehingga mengalami desintegrasi dan menghasilkan bercak yang dapat dihitung banyaknya dalam kurun waktu tertentu. Selanjutnya dibandingkan dengan jumlah bercak di permukaan mineral atau batuan untuk menentukan umur batuan tersebut. Kelemahan metode ini ialah bercak dapat terhapus pada temperature beberapa ratus derajat celcius. Metode radioaktif ini merupakan metode yang paling baik yang dimiliki sampai sekarang untuk menentukan umur mutlak batuan. Berdasarkan analisis berbagai sampel yang diperoleh dari daerah yang tersebar luas di dunia, akhirnya paara ahli menyusun suatu daftar atau table saat terbentuknya beberapa kejadian alamiah penting (time table of creation). Seperti:1. Bumi mulai terbentuk atau memadat sekitar 4,5 milyar tahun yang lalu.2. Massa batuan yang meluas di bumi terbentuk sekitar 3,5 milyar tahun yang lalu.3. Adanya fossil (fossil record) sekitar 3,3 milyar taahun yang lalu.4. Berlimpahnya fosil bersamaan dengan periode cambrium, sekitar 600 juta tahun yang lalu.Dengan menggunakan metode radioaktif, sampel batuan genesis rock atau batuan mula jadi yang di bawa astronout Apollo XV David R Scott dan James B Irwin dari bulan, umurnya dihitung sekitar 4,15 milyar tahun dengan tingkat kesalahan 200.000 tahun. Jadi hasilnya mendekati hasil perhitungan umur bumi yang berkisar 4,5 milyar tahun.

B. TARIKH GEOLOGISebelum umur mutlak berkembang, tahun 1877 di Eropa orang berusaha menyusun tarikh Geologi. Pada waktu itu hanya didasrkan pada perkembangan kehidupan di bumi yang didasarkan pada perkembangan kehidupan di bumi yang berdasarkan fosil yang diketemukan dalam batuan sedimen, sehingga di kenal pembagian sebagai berikut: Mesozoikum, zaman kehidupan pertengahan (mesos=pertengahan). Cenozoikum (Neozuikum), zaman kehidupan baru (kainos, neo=baru)Setelah pengukuran umur mutlak berkembang, nama-nama tersebut di atas masih tetap digunakan sebagai dasar pemberian nama skala waktu dalam menyusun Tarikh Geologi. Seperti halnya kalender yang terdiri dari tahun, bulan, minggu dan hari, tariklh geologi disusun dengan beberapa skala waktu yaitu: Era (Masa), Periode (Period, zaman), Epoch (Kala), Age (Waktu). Satu era terdiri dri beberapa periode, satu periode terdiri dari beberapa epoch, dan selanjutnya.Penjelasan singkat:PANEROZOIKUM: sudah ada kehidupan (paneros=nyata, terang)KRIPTOZOIKUM: masih penuh tanda Tanya mengenai adanya kehidupan (criptic/rahasia)AZOIKUM: belum ada kehidupan (A=Tidak, Zoo=Kehidupan/Hewan)ARKHEOZOIKUM: sudah mulai ada kehidupan berupa organismesederhana/bersel satu, sering pula disebut zaman kehidupan purba.PROTEROZOIKUM: sudah diketemukan tanda-tanda kehidupan, tetapi fosil belum banyak ditemukan (proteros = mula-mula, saksi, bukti).

PALAEZOIKUM: Zaman Kehidupan Tua, atau zaman kehidupan pertama/primer/tua (palaios= lama/tua). Banyak peristiwa sedimentasi yang mengandung fosil. Ada 6 periode dalam era ini, yang trrpenting adalah periode karbon, dimana banyak tumbuhan pakis yang kemudian menghasilkan batubara. Batubara di dunia terbentuk pada periode ini. Kambrium, berasal dari kata cambria, nama lama daerah Wales pada zaman romawi. Fosil sudah melimpah dalam batuan yang berasalm dari periode ini. Ordovisium, nama distrik di daerah Wales pada zaman Romawi dimana banyak dijumpai lapisan batuan dari periode ini. Silur, berasal dari nama suku bangsa di Inggris. Devon, dari kata Devonshire, daerah di Inggris di mana lapisan-lapisan batuan periode ini sangat baik dipelajari. Karbon, sesuai dengan peristiwa pembentukan batubara yang eluas di dunia. Perm, nama daerah di Rusia dimana lapisan batuan berumur periode ini pertama kali diketemukan.MESOZOIKUM : zaman kehidupan pertengahan (Mesos=pertengahan) sering pula disebut zaman sekunder (kedua). Terkenal pula sebagai zaman reptile, dimana fosil binatang melata dari era ini ukurannya besar-besar. Serig pula disebut zaman Cycadas (tumbuhan gymnospermae yang berbunga). Yang terpenting dari 3 periode dalam era ini adalah periode kapur karena banyak foraminfera yang mengandung lapisan kapur/gamping. Trias, nama yang diberikan sesuai dengan kondisinya ketika diteliti, terdiri dari 3 lapisan. Jura, berasal dari nama pegunungan di Alpina dimana diketemukanlapisan batuan dari periode ini. Kapur, sesuai dengan kejadian pembentukan lapisan gamping yang banyak sekali.NEOZOIKUM (CENOZOIKUM):zaman kehidupan baru (Neo=Kainos=baru). Biasa pula disebut zaman mamalia dan burung, karena binatang reptilian berkurang digantikan oleh binatang menyusui dan burung yang berlimpah. Terdiri dari 2 periode yaitu tersier atau zaman kehidupan ketiga dan kuarter atau zaman kehipan ke empat.Tersier, dapat dibagi atas 2 anak zaman yaitu pleistosen (dilivium), (diliviu=endapan banjir) dan holosen (alluvium), (alluvium=endapan sungai). Pada epoch pleistosen terjadi peristiwa perununan suhu dibumu sekitar 20C sehingga daerah yang tetutup es di dunia meluas kea rah ekuator sampai lintang 400 LU di Amerika Utara dan sekitar 550 LU di Eropa. Pada masa itu permukaan air laut turun sekitar 70 m.Zaman glacial terjadi 4 kali diselingi denagn interglasial, bahakan ada pendapat baha kiat sekarang pada masa interglasial ke empat. Manusia odern mulai ada pada periode ini. Epoch Holowen, sejak zaman glacial berakhir sampai sekarang.

Tarikh Geologi Kurun Era (masa) Periode (zaman)Epoch (kala) Waktu (juta tahun

PANEROZOIKUMNEOZOIKUMKuarter Holosen ( aluvium)0,2 sekarang

Pleistosen 0,2 0,6

NeogenPliosen0,6 - 11

TersierMiosen11-25

Paleogen Oligosen Eosen Paleosen25 4040 6060-70

MESOZOIKUMCretaciousAtasBawah70 -135

Jurassic Atas Tengah Bawah135 - 180

Triassic (Trias)AtasTengah Bawah180 - 225

PALEOZOIKUM Atas Permian (perm)Atas TengahBawah225-270

Karbon Atas (Pensylvanian)270-330

Bawah (Missipiasn)330-350

DevonAtasBawah350 -400

PALEOZOIKUMBawahSilurian400-440

OrdovisianAtas Bawah440-500

CambrianAtasTengah Bawah500-600

KRIPTOZOIKUMPROTEROZOIKUMARKHEZOIKUMAZOIKUM600-4500

BAB IIIKESIMPULAN Melalui uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pengukuran umur fosil dapat digunakan dengan metode radioaktif metode penanggalan radiometrik dapat digunakan dalam satu material untuk mencapai hasil penentuan yang lebih tepat. Kebanyakan radiometrik metode cocok untuk menentukan waktu geologi, tetapi beberapa seperti metode radiokarbon dan metode 40Ar/39Ar (Argondating) dapat diperluas ke penentuan untuk waktu awal kehidupan manusia dan sejarah yang sudah tercatat. Penggunaan beragam radioisotop memungkinkan sampel biologis dan geologis ditentukan usianya dengan akurat. Walau demikian, penanggalan radioisotop tidak akan bekerja baik di masa depan, apapun yang mati setelah tahun 1940an, saat bom nuklir, reaktor nuklir dan uji nuklir udara terbuka mulai merubah segala hal, akan sulit menentukan usia dengan tepat.

DAFTAR RUJUKANBuranda J.P.2011.Geologi Umum:Malang http://www.e-dukasi.net/radioaktivitas.html. radio aktivitas.diakses pada 27 November 2011 pukul 03.15