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*g@T-.19t5

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