Kelompok 5: Geothermal = panas yang keluardariperutbumi. 2000-

4000 km = 4000℃ ; 4000-6000 km = 5000℃.GEOTHERMAL CONTINENT:

Temperature conductive tidak mampuuntuk menggambarkan suhu mantel bumi, temperature conductive hanya mampu memodelkan panaskerak (continental crust) dan lithosphere.

Surface rocks in continental areas memiliki konsentrasi radioaktif yang lebih besar dar ipada oceanic crust.

Panas berasal dari dalam bumi dihasilkan dari reaksi peluruhan unsur2 radioaktif seperti uranium dan potassium.

Dengan mengasumsikan bahwa produksi panas karena unsur-unsur radioaktif menurun secara eksponensial dengan kedalaman.

total aliran panas yg keluar dari shell yaitu dari permukaan paling luar:

Total aliran panas kedalam shell yaitu di permukaan paling

dalam Dengan mengabaikan

dr seluruh aliran panas yang keluar spherical shell adalah

Jika aliran panas keseluruhan dari shell tidak sama dengan nol maka berdasarkan konservasi energi aliran pnas harus disuplaydaripanas yang didalampada shell (padasteady state). Dengan laju produksi panas per unit massa , total laju yang diproduksi spherical shell adalah

Rumus keseimbangan panas yang ditunjukkan oleh persamaan

Hukum Fourier hanya mengaplikasikan untuk spherical geometry.

Persamaan umum temperatur untuk spherical shell dengan produksi panas internal dan dalam keadaan tetap.

Kelompok 6: Konduksi merupakan peristiwa perpindahan paket paket energi

melewati suatu material melalui interaksi atom atau molekul yang ada dalam material tersebut tanpa disertai perubahan atau perpindahan molekul material secara makro. Material yang sesuai dengan kondisi ini harus memiliki ikatan antar molekul yang kuat atau dalam wujud padat. Dalam kasus panas bumi, paket energi yang ditransferkan dalam bentuk panas atau kalor.

Besarnya aliran panas sebanding dengan gradient temperature material.

Aliran panas terjadi dari temperatur tinggi ke yang lebih rendah. Besarnya aliran panas sebanding dengan gradien temperatur

materialo Gradien temperatur besar– aliran panas besaro Gradien temperatur kecil– aliran panas kecil

Aliran panasnya: Temperaturatas T + δTTemperatur bawah TAliran panasnya sebanding dengan:

(T+δT )−Tδz

q=−k (T+δT−Tδz )

q ( z )=−k δTδz

q ( z )=−k ∂T∂ z Jika

δz ≈0

Aliranpanas/fluks (q): besarnyaaliranpanas per satuan area. Satuan: W m-2 , 1 hfu = 4.2 x 10-2 W m-2

Konduktivitastermal (K): W m-1 °C-1 , 0.006 cal cm-1 s-1°C-1 = 2.52W m-1 °C-1

Beberapa nilai konduktivitas dalam satuanW m-1 °C-1 : Silver420Magnesium160Glass 1.2Rock1.7-3.3Wood0.1

=(q x ( x+δx)−q x( x ))δ yl+(q y( y+δy )−q y( y ))δ xl

¿∂ q x∂ x

δxδ yl+∂q y∂ y

δyδ xl

¿(∂q x∂ x+∂q y∂ y )δxδ yl

Pada kondisi steady, nilai pada sisi kiri dari persamaan diatas harus “di set tidak sama dengan nol” (M.N.H.) menunjukkan bahwa panas dihasilkan dari dalam bidang tinjauan. Kecepatan dari panas yang dihasilkan pada komponen tersebut adalah

ρHδxδ ylρH=(∂q x∂ x

+ ∂q y∂ y )

Maka jika persamaan diatas diubah menjadi bentuk tiga dimensi akan menghasilkan persamaan seperti persamaan di bawah

ρH=(∂q x∂ x+ ∂q y

∂ y+ ∂ q z

∂ z ) Sementara besarnya Q pada tiap komponen sebesarq ( z )=−k ∂T

∂ z

Maka untuk tiap komponen x, y, dan z akan diperoleh

ρH=−k (∂2T∂ x2

+ ∂2T∂ y2

+ ∂2T∂ z2 )

Jika tidak ada sumber panas di dalam sistem maka komponen dalam kurung adalah persamaan Laplace.

Persamaan umum untuk besarnya konduksi panas yang ada dalam suatu material dapat dinyatakan sebagai∂T∂ t

= kcp ρ

∇2T + Hc p

Konveksi merupakan perpindahan panas yang mengikut sertakan pergerakan material pembawa panas tersebut. Biasanya dialami oleh material dengan mobilisasi tinggi seperti fluida.Pada kasus panas bumi, dialami oleh lapisan berfasa cair.Kelompok 7

Subsurface Temperature due to Periodic Surface Temperature and Topography adalah:Perubahan topografi atau adanya danau yang menghasilkan perubahan suhu bawah permukaan yang mempengaruhi Variasi suhuPermukaan menurun secara eksponensial dengan kedalaman dalam jarak sebanding dengan panjang gelombang horizontal

Variasi suhu bawah permukaan secara horizontal di bumi dipengaruhi oleh:

1. Perbedaan topografi dan ketinggian 2. Tempratur atmosfer

Perbedaan suhu di permukaan horizontal terjadi di daerah daratan dan perairan, seperti pada laut dan danau

suhu permukaan (Ts) merupakan fungsi periodik dari x ( jarak horizontal ) diberikan oleh persamaan: diasumsikan tidak ada

sumber panas dari radioktif yang mempengaruhi sistem.

untuk menentukan distribusi suhu kita harus menyelesaikan

persamaan : Dengan syarat batas yang di berikan persamaan:

mengasumsikan bahwa metode pemecahan variabel adalh tepat, yaitu

Cara mememnuhi sarat batas permukaan kita harus memiliki

X(x) : Cara mememnuhi sarat batas kedalam kita harus memiliki Y(y) :

Kita menghasilkan

persamaan difernsial untuk y , solusi umum persamaanay

adalah

Dimana C1 dan C2 konstan dalan integrasinya, karana suhu harus di batasi y →∞ , C2 = 0 . untuk memenuhi keadaan syarat batas pada persamaan C1=∆T, sehinggga solusi distribusi suhu pada half space adalah

Dari persamaan dapat dilihat bahwa suhu bawah permukaan akibat variasi suhu di permukaan menurun secara eksponensial terhadap kedalaman

prinsip superposisi , jika suhu pada kerak benua di berikan oleh

persamaan dan variasi suhu permukaan hanyut waktu di berikan oleh

persamaan Maka distribusi suhu pada kerak diperoleh dengan

menambahkan kedua persamaan, sehingga diperoleh:

Grafik Pengaruh topografi pada variasi suhu suhu permukaan

Distribusi suhu di dekat permukaan yang merupakan topografi

diberikan pada persamaan :

Kita mengasumsikan atmosfer memiliki gradien suhu secara vertikal β sehingga suhu pada permukaan adalah

suhu di permukaan diberikan pada persamaan :

Istilah ∆T merupakanamplitudodarivariasiperubahantempratur

pada y=0 , lihat pesamaan

Karena topografi tempat yang dangkal, digunakanderet Taylor

perluasan

Suhu pada y=h diberikan oleh persamaan

Dan tempratur gradien (∂T/∂Y),y=0, dapat digunakan untuk akurasi yang cukup oleh nilai gardien pada kekuramngan topografi karena h terlalu kecil, dari persamaan

K =termalkonduktifitasQ =Debit alisanpanas k=termaldifusifitas ᵝ = gradientempratur

Konduksi panas yang tidak tergantung waktu dalam satu dimensi

jika tidak ada sumber panas pada medium maka aliran panas yang keluar dari slab akan mengurangi panas

Untuk elemen tipis dengan ketebalan δy maka aliran panas

persatuan waktu diberikan Jadi persamaan dasar setiap saat dan variasi suuhu ruang

ketika panas dipindahkan dalam satu dimensi dengan konduksi

adalah

Turunan parsial dari T yang merupakan fungsi dari waktu dan

ruang Dimana k difusiv thermal:

Panas periodik dari setengah ruang tak terbatas Suhu permukaan bumi secara teratur berubah terhadap waktu

karena variasi siang-malam dan perubahan musim suhu permukaan juga bervariasi periodik waktu pada frekuensi

yang sama Perubahan suhu pada kedalaman yang berbeda tidak berada

dalam satu fase sehingga suhu maksimum dipermukaan akan tidak sama dengan suhu maksimum di bawah permukaan

Fluktuasi panas pada kedalaman y Reaksi pemanasan dan pendinginan pada ruang setengah tak

terbatas Dapat dilihat kasus magma mengalir melalui sendi yang sudah

ada sebelumnya atau retak. Ketika aliran dimulai,dinding batu yang dilewati akan mengalami peningkatan suhu yang mendadak. Karena Panas mengalir dari magma panas ke batuan yang dingin

Pemanasan ruang setengah-Tak Terbatasoleh peningkatan suhu permukaan.

Distribusi suhu pada batuan diberikan: Kelompok 8 Pemanasan dan Pendinginan Mendadak pada Setengah

Ruang Setengah Tak Terbatas: Pada banyak kasus,magma mengalir melalui sendi atau retakan yang sudah ada sebelumnya.Ketika aliran dimulai, batu dinding mengalami peningkatan mendadak dalam suhunya. Panas mengalir dari magma panas ke daerah batuan dingin, sehingga meningkatkan suhu. Suhu batu dindingsebagai fungsi dari waktu dapat diperoleh dengan memecahkan satu-dimensi, tergantung waktu panas konduksi persamaan untuk setengah ruang setengah tak terbatas, awalnya pada suhu seragam, yang permukaannya tiba-tiba dibawa ke suhu yang berbeda diwaktu t = 0 dan dipertahankan pada suhu ini untuk waktu kemudian.

Pemanasan pada Ruang Setengah Tak Terbatas oleh Peningkatan Suhu Mendadak pada Permukaan

Solusi Persamaan Distribusi Suhu pada Batuan

Persamaan untuk distribusi suhu pada batuan dapat diselesaikan dengan cara yang lurus ke depan dengan menggunakan pendekatan yang dikenal sebagai similarity

Rasio tak berdimensi temperatur θ

Persamaan θ adalah identik dengan T :

Dengan kondisi pada θ adalah : Untuk menentukan nilai θ ada kuantitas lain yang terkait yaitu

, merupakan karakteristik rentang difusi termal. Pada

kondisi ini θ bukan fungsi terhadap t dan y secara terpisah, tapi fungsi rasio tak berdimensi. Parameter takberdimensi η dikenal

sebagai similarity variable. Persamaan untuk θ perlu ditulis ulang berdasarkan η , menjadi :

Batas kondisinya adalah y = 0 dipetakan sampai η = 0 dan kedua y = ∞ dan t = 0 dipetakan sampai η = ∞. Selanjutnya persamaan diatas digabungkan dengan dan diintegrasikan.

Setelah diintegrasikan maka akan diperoleh persamaan :

Persamaan di atas dapat didefiniskan sebagai fungsi error :

Solusi untuk temperatur sebagai fungsi dari waktu t dan

jangkauan Y adalah : Pada y = 0, fungsi error lengkap adalah 1 dan T = T0.

Sebagaimana y → ∞ atau t = 0, erfcadalah 0 dan T = T1

PENDINGINAN LITOSFER LAUTAN Berdasarkanperbedaanmekanismedancaraterjadinyaperpindaha

npanas interior bumidibagimenjadilapisanlitosferdanlapisanastenosfer.

Litosfermemiliki temperatur dibawah ~1000ºC. Pembentuk lempeng.Ketebalan jika dibanding umurnya adalah 100 km pada100 Mir.

Litosfer lebih dingin dan kaku, sedangkan astenosfer lebih panas.

Litosfer kehilangan panas melalui proses konduksi. Astenosfer memindahkan panas melalui konveksi. Batuandidinginkanoleh air laut dan membentuk lapisan kasar

bergerak menjauhi ridge Skema pendinginan litosfer lautan

Berdasarkan hasil laboratorium pada batuan mengalami deformasi pada suhu 1600 K, umur litosfer lautan berdasarkan

ketebalannya sekitar 100km per 100Myr

Aliran panas dari mantel kepermukaan bergerak secara vertikal, horizontal diabaikan.Pada awalnya kolom bersuhu Ti lalu didinginkan secara tiba tiba jadi To

Persamaan t=x/u dimasukkan ke fungsi eror complementer

Saat y=, maka erf nya bernilai 1 Saat K=1mm2/s dan umur lempeng=80Myr, menghasilkan

ketebalan litosfer=116Km Luas permukaan dasar samudra kumulatif sebagai fungsi waktu

Persamaan aliranpanas di permukaan

Memasukkan syarat batas sebelumnya ke pers. Atas didapat aliran panas rata rata=78.5 mW/m2

Hasilpengukuranaliranpanas rata rata=101 mW/m2

Sedimentasi yang takterperkirakan PadakasusbenuaTeori=28 mW/m2, realita=25 mW/m2

Aliran panas sebagai fungsi umur dasar samudraKELOMPOK 9 Menurut hukum termodinamika keadaan setimbang dari

berbagai bahan ditentukan oleh dua variabel keadaan. Contoh variabel keadaan yaitu T temperatur, tekanan P, dan

kerapatan ρ. Namun yang lebih sering digunakan adalah Volume spesifik

bukan kepadatan

Hubungan antara keduanya yaitu dengan persamaan Sebagai variabel keadaan, volume spesifik dapat berhubungan

dengan tekanan dan suhu menggunakan aturan rantai untuk

diferensiasi parsial b merupakan kompresibilitas material, yaitu perubahan fraksi

dalam suatu volume terhadap tekanan pada temperatur konstan,

koefisien volumetri dari ekspansi termal, av dapat ditulikan

sebagai berikut: Koefisien β dan av adalah sifat materi , dimana β terkait dengan

sifat elastis material.

Pada persamaan di atas telah menunjukan peningkatan tekanan Kita memiliki persamaan terlihat bahwa perubahan suhu DT

menghasilkan perubahan volume Dv=vav DT. Perubahan volume tersebut disertai dengan strain/regangan.

, Sehingga koefisien linear ekspansi termal adalah perubahan

strain/regangan dalam bahan per perubahan derajat suhu.

Mean=60.4 Myr Subdaks

i()=120.8Myr dA/dt=0.0815 T1-T0=1300 K k=3.3mW/mK

0expU

h A BK

00 exp

Uh h

K

Regangan totalnya adalah

Pada keadaan uniaxial maka untuk σ1 = σ dan σ2 = σ3 = 0,

maka diperoleh , Pada keadaa plane stress maka σ3 = 0, diperoleh

untuk keadaan isotropik σ1 = σ2 = σ3 = p, e1=e2=e3 =D/3, maka

diperoleh Dalam Bagian ini, kita memperoleh distribusi temperatur dalam

waktu variasi periodik pada permukaan. Dengan asumsi bahwa ini media isotropik elastis , kita dapat menentukan tegangan termal yang dihasilkan, sehingga ε1 = ε2 = 0 dan σ3 = 0.

, Misal kita ambil untuk suatu tipikal batuan dengan E= 60GPa, ν=

0.25, dan αl= 10-5 K-1 dan jika DT= 100 K, dapat kita temukan bahwa σ max = 80 MPa.

Dalam Bagian ini, kita menentukan tegangan elastis akibat sedimentasi dan erosi.

Hal ini menunjukkan bahwa penambahan atau penghapusan daripada suatu beban menyebabkan tekanan yang signifikan.

Namun, ketika beban ditambahkan atau dihapus, suhu pada kedalaman tertentu akan mengalami perubahan, dan sebagai akibatnya tegangan termal akan dihasilkan

Ketika membangun kembali gradien panas bumi yang normal β, suhu pada permukaan akan mengalami peningkatan sebesar

βh, maka dihasilkan persamaan Penambahan tegangan termal terhadap tegangan elastis

diberikan Untuk menentukan tegangan/stress setelah sedimentasi, kita

menentukan tekanan pada kedalaman h, tercatat bahwa σ3 = ρgh, hasilnya adalah

Kelompok 10: Model Penurunan Basin Sedimen• Basin sedimen adalah suatu daerah rendahan, yang terbentuk

oleh proses tektonik, dimana sedimen terendapkan. • Basin sedimen merupakan depresi sehingga sedimen terjebak di

dalamnya. Depresi ini terbentuk oleh suatu proses amblasan (subsidence) tektonik yang merupakan faktor utama yang mengontrol pembentukan dan penghancuran akomodasi sedimen.

• Laju subsidensi itu menentukan volume sedimen yang terakumulasi dalam cekungan.

• Laju perubahan subsidensi tektonik berlangsung secara sistematis dari waktu ke waktu dan sangat mempengaruhi geometri endapan pengisi cekungan.

• Erosi dan sedimentasi merupakan dua buah masalah yang saling berkaitan. Erosi tanah yang meliputi proses pelepasan butir-butir tanah dan proses pemindahan tanah akan menyebabkan timbulnya bahan endapan atau sedimentasi di tempat lain.

• Sifat-sifat transportasi sedimen berpengaruh terhadap sedimen itu sendiri yaitu mempengaruhi pembentukan struktur sedimen yang terbentuk.

• Pengendapan sedimen dapat dimodelkan dengan menggunakan persamaan panas karena sama-sama menyerupai bentuk fungsi error.

• Pertama kali diusulkan oleh W. E. H. Culling (1960) dan pendekatan ini dikenal sebagai model Culling

• Hipotesis dasar adalah bahwa fluks lereng sedimen yang turun S sebanding secara linear dengan slope sehingga

• Flux sedimen S merupakan volume sedimen transport per satuan waktu per satuan luas. Dengan analogi dengan persaamaan panas Maka persamaan flux sedimen secara langsung dapat disamakan dengan hukum Fourier.

• Dengan analogi dengan persamaan panas dan dengan menganggap sebuah elemen topografi lebar δx. Fluks sedimen yang keluar dari elemen ini pada x+ δx adalah S(x+ δx) dan flux sedimen yang kedalam elemen ini pada x adalah S(x).

• Jika terdapat aliran sedimen ke elemen, maka harus ada perubahan dalam elevasi h yang diberikan oleh :Karena fluks sedimen keluar dari elemen mengarah ke penurunan elevasi, maka :

• Delta terbentuk di muara sungai, yaitu tempat pertemuan sungai dengan laut. Pada saat aliran sungai mendekati laut, arusnya melemah karena adanya pengaruh gelombang laut, sehingga material yang dibawa aliran sungai mengendap di lokasi ini dan membentuk delta.

• Delta diasumsikan untuk progradasi pada kecepatan konstan U0. Dan posisinya pada waktu berturut-turut t1, t2, t3, t4.

Tinggi progradsi delta diatas basin adalah h.

• Dari gambar di atas maka didapatkan panjang perpindahan

• Dengan substitusi persamaan ξ ke

persamaan ∂h∂ t

maka didapatkan

• Dengan kondisi batas h=h0 pada ξ=0 dan h=0 ketika

ξ→0 dimana

h0 adalah tinggi tepi daratan delta bagian depan. Sehingga

• Dimana A dan B adalah konstanta. Ketika kondisi batas dihilangkan maka diperoleh

• Dengan mensubtstistusi persamaan ξ ke persamaan di atas maka diperoleh

• Tinggi delta bagian depan diatas dasar berkurang secara eksponesial dengan jarak dari laut.

Kelompok 11: Kandungan radioaktif pada mineral. Panas radioaktif dari mantel dan kerak pada umumnya adalah

berasal dari peluruhan uranium dengan isotope 238U dan 235U, isotope thorium 232Th dan isotop potassium 40K yang merupakan sumber utama energy pergerakan konveksi mantel dan pada umumnya adalah disebabkan gempa bumi dan erupsi vilkanik. Isotop radiogenic merupakan kunci untuk pengetahuan tentang bumi ini. Rasio isotope dapat digunakan untuk menentukan usia batuan.

Geochronology merupakan dasar pada peluruhan sebuah isotope induk radioaktif dengan mol densitas j (mol per unit massa) menjadi sebuah isotope anak radiogenic dengan mol densitas i* dan sebuah isotope nonradiogenik dari elemen anak dengan mole densitas i. Rasio isotope

α didefinisikan oleh

Komposisi anak-induk: μ= ji

di mana λ adalah konstanta peluruhan dan t adalah waktu peluruhan. Konsentrasi isotope induk radioaktif berkurang setiap waktu yang terukur proportional dari konsentrasi isotope induk awal sedangkan konsentrasi dari isotope anak meningkat setiap waktu dengan ukuran yang sama.

Integral dari persamaan di atas adalah

dimana subscript 0 menunjukkan konsentrasi saat t=0. Waktu paruh t1/2 dari isotope induk radioaktif didefinisikan sebagai waktu yang mensyratkan untuk sebuah atom pada t=0 meluruh. Jika diambil =j0/2 maka persamaan 5 dapat dituliskan sebagai berikut:

Jika isotope awal dan rasio komposisi pada t=0 ditunjukkan oleh α0 dan µ0 maka dapat dituliskan persamaan sebagai

berikut:

Hubungan ini dapat digunakan dalam penentuan umur batuan. Untuk sebuah system isotopic diasumsikan bahwa λt<<1. Di

mana perkiraannya dapat dituliskan sebagai berikut:

Dari kurang lebih 100 elemen dalam Tabel Periodik hanya 3 yaitu Uranium(z=92), Thorium(z=90) dan Potassium(hanya untuk isotop bernomor massa 40) yang merupakan unsur radioaktif yang alami.Diantara ketiganya U dan Th adalah unsur radoiaktif tertinggi yang ada. Ketiganya berada di Bumi dengan konsentrasi yang berbeda di dalam batuan dengan banyaknya adalah gram/ton. Ketiganya berada bersama-sama dengan “Rare Metals”.

Konsentrasi dari element yang berbeda di Bumi bergantung koherensi geochemical dengan kesamaan atau kesebandingan sifat-sifat kimia seperti radius ion,muatan ion,kemampuan elektronegatif dan sebagainya yang kemudian terjadi dan terkonsentrasi bersama. Sehingga U dengan muatan 4+ dan 6+, dan radius ion 0.89 dan 073 amstrong dan Th dengan muatan 4+ dengan radius ion 0.99 amstrong bersamaan dengan elemen lain yang memiliki kesamaan muatan dan/atau radius ion seperti Rare Metal berada dalam kerak bumi.

Rata-rata kelimpahan Uranium dan Thorium berada di dalam kerak Bumi sekitar 2 dan 8 ppm dengan nilai Th/U adalah antara 3-4. Pada batuan U dan dan Th berada banyak pada: Acidic (batuan magmatik); Batuan sediment phosphatic; Batuan metamorphic seperti phylitte dan schist. Seperti U dan Th , K juga terdapat di dalam kerak berkisar 0.12%.

Gamma Ray Log adalah suatu kurva yang menunjukan besaran intensitas radioaktif yang ada dalam formasi. Menurut Bassiouni (1994), log ini digunakan untuk mengukur intensitas radioaktif yang dipancarkan dari batuan yang didasarkan bahwa setiap batuan memiliki komposisi komponen radioaktif yang berbeda-beda. Gamma Ray Log termasuk log radioaktif yaitu log yang mencatat radioaktifitas alamiah yang dipancarkan oleh peluruhan unsur Uranium (U), Thorium (Th), dan Potasium (K). Sinar gamma ini berasal dari peluruhan unsur-unsur radioaktif yang berada dalam batuan.

Alat mula-mula dimasukkan sampai ke dasar lubang bor, hal ini dilakukan untuk mengecek supaya tidak terjadi hambatan atau sangkutan. Kemudian alat ditarik ke atas secara perlahan-lahan dan detector menangkap radiasi sinar radioaktif alamiah yang dipancarkan batuan formasi. Di dalam detector sinar radioaktif (sinar gamma) tidak dapat diukur secara langsung tetapi melalui proses ionisasi (pelepasan elektron-elektron dari atom yang sebelumnya netral, dimana pelepasan electron ini akan menimbulkan arus listrik yang dideteksi oleh alat). Biasanya interval perekaman gamma ray sebesar 0.5 feet. Unsur radioaktif umumnya banyak terdapat dalam shale dan sedikit sekali terdapat dalam sandstone, limestone, dolomite, coal, gypsum, dll. Oleh karena itu shale akan memberikan response gamma ray yang sangat signifikan dibandingkan dengan batuan yang lainnya. Dikarenakan sinar gamma dapat menembus logam dan semen, maka logging gamma ray dapat dilakukan

pada lubang bor yang telah dipasang casing ataupun telah dilakukan cementing. Walaupun terjadi atenuasi sinar gamma

karena casing dan semen, akan tetapi energinya masih cukup kuat untuk mengukur sifat radiasi gamma pada formasi batuan disampingnya. Gamma ray log mengukur radiasi gamma yang dihasilkan oleh unsur-unsur radio aktif seperti Uranium,Thorium, Potassium dan Radium. Dengan demikian besaran gamma ray

log yang terdapatdidalam rekaman merupakan jumlah total dari radiasi yang dihasilkan oleh semua unsur radioaktif yang ada di dalam batuan. Untuk memisahkan jenis-jenis bahan radioaktif yang berpengaruh pada bacaan gamma ray dilakukan gamma ray spectroscopy. Karena pada hakikatnya besarnya energy dan intensitas setiap material radioaktif tersebut berbeda-beda.

Kelompok 12: Metode Penanggalan Radiometrik untuk penentuan umur batuan dan bumi. Teknik yang digunakan untuk mengetahui usia pada berbagai

benda, yang biasanya didasarkan pada perbandingan antara jumlah banyaknya isotop radioaktif alami yang ada dengan produk-produk hasil peluruhannya, dengan menggunakan tingkat peluruhan yang telah diketahui. Manfaat: mengetahui umur bumi; untuk geokronologi penentuan skala waktu geologi; penganggalan benda-benda arkeologi.

Umur geologi:

Penanggalan Radiometrik: Jumlah proton dalam nukleus suatu atom menentukan setiap elemen; Beberapa isotop elemen tidak stabil; Metode ini menggunakan prinsip dari peluruhan radioaktif; Radioaktif membutuhkan waktu tertentu untuk meluruh (decay) yang bisa diketahui; untuk menghitung usia fosil menggunakan metode penganggalan karbon 14; untuk menghitung batuan dan usia bumi menggunakan uranium, potasium dan atom-atom radioaktif.

Penanggalan radiokarbon: Digunakan untuk menghitung usia fosil hingga 50.000-60.000 tahun;Menggunakan peluruhan Carbon-14; Sumber: pancaran kosmik luar angkasa;; Rasio kedua unsur pada setiap makhluk hidup adalah sama seperti rasio kedua unsur di atmosfir yaitu Carbon-14 : Carbon-12 = 1 : 1 triliun.

Cara kerja: Proses penanggalan dimulai pada saat makhluk hidup mengalami kematian; Jumlah C-14 pada makhluk hidup mati akan terus menyusut, sedangkan jumlah C-12 akan tetap karena stabil; Untuk mengetahui jumlah awal atom C-14 pada suatu fosil, metode yang digunakan adalah perbandingan jumlah atom C-14 dan C-12; Half life (waktu paruh) C-14 = 5,730 tahun; Makin kecil rasio, makin lama organisme itu telah mati; Alat yang digunakan accelerator mass spectrometer (ams).

Produksi karbon:Pancaran kosmik berbenturan dengan atom yang berada di atmosfir lalu terpecah; Jadilah Neutron (atom 14n) dari pecahan tersebut (karena atmosfir terbuat dari nitrogen dan oksigen) dan dikonversikan menjadi atom 14c (proton berubah menjadi neutron) Jadilah Neutron (atom 14n) dari pecahan tersebut (karena atmosfir terbuat dari nitrogen dan oksigen) dan dikonversikan menjadi atom 14c (proton berubah menjadi neutron); Saat 14c terbentuk, ia berkombinasi dengan oksigen di atmosfir untuk membentuk karbon dioksida (co2); Karena co2

merupakan konsumsi dari tanaman (berarti makanan yang kita makan pun mengandung 14c dan 12c).

Penanggalan uranium-timbal:Salah satu peluruhan yang menjadi patokan dalam menentukan umur bumi adalah proses peluruhan Uranium – Timbal;Dengan mengetahui konstanta peluruhan dan berapa jumlah Uranium dan Timbal yang ada saat ini maka lama proses peluruhan Uranium menjadi Timbal dapat diperoleh;Dengan mengetahui konstanta peluruhan dan berapa jumlah Uranium dan Timbal yang ada saat ini maka lama proses peluruhan Uranium menjadi Timbal dapat diperoleh;Di alam,

isotop uranium yang mengalami peluruhan: peluruhan U238-Pb206 dan U235-Pb207;Nilai rasio Pb207/Pb204 dan Pb206/Pb204 yang digunakan untuk menentukan umur bumi diantaranya diukur dari rasio batuan-batuan bumi yang diyakini paling tua dan batuan-batuan meteorit.

Peluruhan radioaktif:Peluruhan radioaktif adalah peristiwa berubahnya sebuah materi radioaktif menjadi materi lainnya dengan pemancaran radiasi; Banyaknya bagian yang meluruh tergantung pada waktu paruh dari materi tersebut;Contoh, sebuah bahan radioaktif misalkan seberat satu kilogram dan memiliki waktu paruh seratus tahun. Maka seratus tahun kemudian, bahan radioaktif yang asli hanya tersisa setengah kilogram saja, sedangkan setengah kilogram lainnya telah meluruh menjadi materi yang berbeda;Metode penentuan usia fosil dan batuan biasanya memanfaatkan fenomena peluruhan radioaktif berbagai isotop unsur, sehingga dapat dipakai menentukan umur benda yang berusia ratusan hingga miliaran tahun;Peluruhan radioaktif bersifat acak/tidak teramalkan dalam setiap atom karbon 14 (atau isotop manapun), namun semua metodologi peluruhan radioaktif (dan penentuan usia radiometrik) bertopang pada tingkat peluruhan yang “terprediksi” dalam sejumlah besar atom;waktu paruh yaitu Waktu yang diperlukan agar jumlah atom-atom radioaktif di dalam sampel

menjadi setengahnya; t 1

2

=ln 2λ

=0 .693λ

Skala waktu geologi:Untuk menginterpretasi umur geologi yang perlu dipelajari adalah batuan, terutama batuan sedimen, merupakan penentuan umur relatif; Pembagian skala waktu geologi ditentukan berdasarkan prinsip-prinsip penentuan umur relatif;

Teori lempeng tektonik:Menurut para ahli geologi, bumi mulai terbentuk kira-kira 4,6 miliar tahun yang lalu;Asumsi tersebut muncul setelah sebuah batu tertua yang dapat ditemukan oleh para ahli geologi yang diperkirakan berusia 3,9 miliar tahun melalui metode ‘radiometric dating’;metoda radiometrik dating tersebut hanya dapat dilakukan pada jenis batuan keras;Arthur Holmes dan Alfred Wegener menemukan aktivitas gunung api pada dasar Samudra Atlantik yang merupakan sebuah rantai panjang pegunungan api dasar laut di Samudra Atlantik. Ini mendukung Continental Drift Theory.

Umur fosil:Dalam arkeologi, pertanggalan absolut berdasarkan pada kandungan fisikal atau kimiawi bahan yang digunakan untuk membuat artefak, bangunan, ataupun bagian-bagian lain yang dimodifikasi oleh manusia.Peluruhan radioaktif merujuk pada proses terjadinya bentuk elemen radioaktif yang berubah menjadi produk nonradioaktif dalam derajat reguler; Inti setiap elemen radioaktif (seperti radium dan uranium) secara spontan terpisah seiring berlalunya waktu, dan mengubah diri menjadi inti atom elemen lain yang berbeda;Setiap elemen memiliki derajat peluruhan masing-masing, tanpa dipengaruhi oleh kondisi fisik eksternal;Dengan mengukur jumlah atom original dan atom yang sudah bertransformasi dalam sebuah objek, para ilmuwan dapat menghitung/menentukan umur objek tersebut.