Geokimia Isotop

Created by:

Agres Krismantona Tarigan Stevano O. Manopo

Definisi Geokimia Isotop

Geokimia isotop merupakan suatu aspek geologi yang berdasarkan penelitian kandungan relatif dan absolut dari elemen serta isotopnya di Bumi. Secara umum, bidang ini dibagi menjadi dua cabang: geokimia isotop stabil dan radiogenic. Variasi isotop dapat dibedakan menjadi dua kelompok utama, yaitu :

Variasi isotop yang diakibatkan karena adanya pelepasan radioaktif dari nuklida tdak stabil, yang menyebabkan variasi komposisi isotope

Variasi isotop yang diakibatkan karena adanya variasi dalam isotope nonradiogenik yang biasanya dihasilkan oleh reaksi pertukaran, reaksi kinetika dalam sistem biologi, atau proses-proses kimia-fisika, seperti penguapan atau difusi.

Pembagian Geokimia Isotop

Isotop Stabil

Isotop stabil yaitu pada unsur H, C, O, dan S. Unsur-unsur ini dapat ditemukan pada spesies volatil atau fugitif dan pada fasa padatan. Isotopik ini lebih sering dijumpai pada unsur-unsur dengan berat atom rendah. Dengan meningkatnya temperatur, fraksionasi isotop stabil menurun, sehingga fraksionasinya di sistem sedimentary lebih besar daripada di batuan magmatik. Derajat fraksionasi isotop stabil menurun pada material yang dibentuk pada permukaan bumi

Perbedaan pengukuran oleh spektrometri massa merupakan perbandingan absolut, seperti 18O/ 16O, tetapi sering ditampilkan dalam bentuk faktor dalam per mil (0/100) atau bagian per seribu

Generalisasi fraksionasi isotop mencakup

Ikatan yang dibentuk oleh isotop ringan lebih mudah diputuskan daripada isotop berat

Molekul dengan isotop ringan akan bereaksi lebih cepat dibanding dengan isotop berat

Isotop yang ringan menunjukkan secara khusus diperkaya dalam reaksi kimia irreversibel

Pengukuran variasi isotopik merupakan fungsi dari proses fraksionasi dan komposisi isotopik awal dari starting material. Hasilnya dapat memberikan informasi mengenai:

Temperatur pembentukan batuan dan mineral, termasuk fosil

Proses kimia dan fisika yang mempengaruhi batuan saat atau menyertai pembentukannya

Hubungan genetik antara batuan dan jenis meteorit

Isotop OksigenOksigen merupakan unsur yang paling berlimpah di kulit bumi. Oksigen mempunyai tiga isotop stabil, 16O, 17O, and 18O. Perbedaan pada rasio isotop oksigen digunakan untuk menjejaki pergerakan air, paleoklimat, dan gas atmosfer seperti ozon dan karbon dioksida. Perbandingan isotop pada fossil foraminifera digunakan untuk memperkirakan temperatur laut pada zaman purba.

Isotop Sulfur

Sulfur memiliki empat isotop stabil , dengan kelimpahan : 32S (0.9502), 33S (0.0075), 34S (0.0421) and 36S (0.0002). Perbedaan pada perbandingan isotop sulfur digunakan untuk mempelajari asal sulfur pada bijih dan temperatur pembentukan mineral mengandung sulfur. Troilit meteorit mempunyai rasio 34S/32S 22,21 dan dapat dianggap mewakili sulfur purba (primordial).

Isotop Karbon

Karbon mempunyai dua isotop stabil, 12C and 13C, dan satu isotop radioaktif, 14C. Isotop karbon digunakan untuk menjajaki sirkulasi lautan. Isotop karbon stabil difraksionasi secara primer oleh fotosintesis. Rasio 13C/12C juga merupakan indikator paleoklimate.

Isotop Hidrogen

Hidrogen memperlihatkan fraksionasi yang terbesar karena perbedaan massa relatif antara dua isotop stabil 1H dan 2H (deuterium, D) besar dibanding pasangan isotop yang lain. Fraksionasi sampai 70% atau 700 0/00 telah direkam pada sampel geokimia

Aplikasi Metode Isotop dan Geokimia

Dalam tahap eksplorasi energi panasbumi, metode isotop dan geokimia dapat dimanfaatkan untuk:

Memperkirakan temperatur bawah permukaan (reservoir) dengan penggunaan geotermometer kimia dan isotope

Mengidentifikasi sumber fluida panasbumi dengan penggunaan metode isotop alam

Penggunaan Radioisotop

Penggunaan Radioisotop Dalam Bidang Kedokteran

Unsur radioisotop digunakan dalam bidang kedokteran untuk mendeteksi penyakit ginjal. Caranya adalah ginjal pasien dihadapkan pada alat pencacah Geiger. Sejumlah kecil radioisotop I-123 disuntikkan ke tubuh pasien. Setelah 5 menit ginjal yang sehat akan menyaring Iodium dari aliran darah. Kemudian dalam 20 menit akan menyampaikannya pada aliran air kencing sehingga perekam pada pencacah Geiger akan menghasilkan informasi yang berupa kurva.

Penggunaan Radioisotop Dalam Proses Biologi

Radioisotop dapat dimanfaatkan untuk melakukan penelitian dalam proses biologi. Tanaman yang digunakan sebagai sampel ditempatkan dalam ruangan yang mengandung karbon dioksida radioaktif. Ruangan tersebut mengandung radioisotop C-14. Setelah selang waktu tertentu tanaman tersebut dianalisis jenis serta kadar senyawa yang mengandung C-14 untuk mengetahui mekanisme dan laju reaksinya

Penggunaan Radioisotop Dalam Bidang Industri

Pengunaan radioisotop dalam bidang industri bermanfaat untuk mempelajari pengaruh oli dan bahan aditif pada mesin selama mesin bekerja. Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain ditandai dengan isotop radioaktif dari logam yang sama. Laju aus komponen mesin itu dapat dipantau dengan mengukur kadar radioisotop dalam oli yang bersangkutan

Penggunaan Radioisotop Dalam Bidang Ilmu Kimia

Penggunaan radioisotop dalam bidang ilmu kimia bermanfaat untuk mempelajari mekanisme reaksi, misalnya reaksi esterifikasi. Asam karboksilat dan alkohol akan dicampur sehingga bereaksi dan menghasilkan ester dan air.

THANKS