Geokimia
Geokimiaadalahilmu pengetahuanyang menggunakan alat-alat dan
prinsip-prinsip kimiawi untuk menjelaskan mekanisme dibalik sistem2
geologi utama sepertikerak bumi dan lautannya. Ranah geokimia
meluas melampauiBumi,mencakup keseluruhanTata Suryadan telah
membuat kontribusi yang penting untuk memahami sejumlah proses
termasukmantel konveksi, formasiplanet-planetdan asal
mulagranitdanbasal.
Sejarah
Istilahgeokimiapertama kali digunakan oleh Ahli kimia
Swiss-JermanChristian Friedrich Schonbeinpada tahun 1838. Dalam
tulisannya Schonbein memprediksikan kelahiran sebuah bidang studi
baru, menyatakan:
Dalam sebuah kata, suatu komparatif geokimia seharusnya
diluncurkan, sebelum geokimia dapatmenjadi geologi, dan sebelum
misteri genesis planet kita dan materi anorganik mereka dapat
terungkap.
Bidang studi ini mulai untuk direalisasikan segera setelah
pekerjaan Schonbein, namun istilahnya geochemistry (geokimia)-
awalnya tidak digunakan olehahli-ahli geologiataupunahli-ahli
kimia. Ada beberapa perdebatan mengenai ilmu pengetahuan yang mana
yang harus menjadi bagian yang dominan. Ada sedikit kolaborasi
antaraahli-ahli geologidanahli-ahli kimiadan bidang studi geokimia
tetap menjadi bidang yang kecil dan tidak terkenal.
Selama abad ke 20, beberapa ahli geokimia menghasilkan karya
yang mulai mempopulerkan bidang ini, termasukFrank Wigglesworth
Clarkeyang mulai menginvestigasi kelimpahan berbagai elemen di
dalam Bumi dan bagaimana kuantitas tersebut berhubungan denganberat
atom. Komposisimeteorit-meteorit dan perbedaan perbedannya pada
batuan terestrial sedang diselidiki sejak tahun 1850 dan pada tahun
1901,Oliver C. Farringtonmembuat hipotesis bahwa meskipun ada
perbedaan, bahwa jumlah relatifnya tetap harus sama. Ini adalah
awal mula bidang Kimia Alam Semesta (cosmochemistry) dan telah
banyak berkontribusi pada apa yang kita ketahui tentang pembentukan
bumi dan tata surya.
Subbidang
Beberapasubkumpulandari geokimia adalah:
1. Geokimia isotopmencakup penetapan konsentrasi relatif dan
absolut dariunsur-unsurdan-isotopmereka di dalam bumi dan pada
permukaan bumi.
2. Pemeriksaan distribusi dan gerakan unsur-unsur di berbagai
belahan bumi (kerak, mantel, hidrosfer dll.) dan didalam
mineral-mineral dengan tujuan untuk menentukan sistem yang
mendasari distribusi dan gerakan.
3. Kimia Alam Semesta (Cosmochemistry)meliputi analisis
distribusi unsur-unsur dan isotop mereka dalamalam semesta.
4. Biogeokimiaadalah bidang studi yang berfokus pada efek
kehidupan terhadap kimiawi bumi.
5. Geokimia organikmelibatkan studi tentang peran proses-proses
dan senyawa-senyawa yang berasal dari organisme-organisme hidup
atau yang pernah hidup.
6. Studi-studigeokimiadalam airmempelajari peran berbagai unsur
di daerah aliran sungai, termasuktembaga,belerang,merkuri,dan
bagaimana unsur fluk-fluk yang dipertukarkan melalui interaksi
atmosfer-terestrial-akuatik.
7. Geokimia regional, lingkungan dan eksplorasi meliputi
aplikasi-aplikasi pada studi-studi lingkungan, hidrologi dan
eksplorasi mineral.
Victor Goldschmidtdianggap oleh sebagian besar orang sebagai
bapak geokimia moderen dan ide-ide dari subjek ini diungkapkan
olehnya dalam serangkaian publikasi dari tahun 1922 dengan judul
Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente (hukum-hukum
distribusi unsur-unsur geokimia).
Karakteristik Kimia
Konstituen batu yang lebih umum hampir semuanya oksida; klorida,
sulfida, dan fluorida adalah satu-satunya pengecualian penting
untuk ini dan jumlah total mereka dalam setiap batu biasanya jauh
kurang dari 1%.
F.W. Clarketelah menghitung bahwa lebih dari 47% kerak bumi
terdiri darioksigen. Hal ini terjadi terutama dalam kombinasi
sebagai oksida, yang utamanya adalah silika, alumina, oksida besi,
dan berbagaikarbonat(kalsium karbonat,magnesium karbonat,natrium
karbonat,dankalium karbonat). Fungsi silika terutama sebagai asam,
membentuk silikat, dan semua mineral yang paling umum dari batuan
beku adalah sifat ini. Dari perhitungan berdasarkan 1672 analisis
berbagai jenis batu Clarke sampai pada hasil berikut ini dengan
komposisi persentase rata-rata: SiO2 = 59,71, Al2O3 = 15,41, Fe2O3
= 2.63, FeO = 3,52, MgO = 4,36, CaO = 4.90, Na2O = 3.55 , K2O =
2,80, H2O = 1,52, TiO2 = 0,60, P2O5 = 0,22, jumlah 99,22%). Semua
konstituen yang lain terjadi hanya dalam kuantitas yang sangat
kecil, umumnya jauh lebih sedikit dari 1%.
Oksida-oksida ini digabungkan dengan cara serampangan.
Misalnya,potasium(kalium karbonat)dan soda (natrium karbonat)
digabungkan untuk menghasilkanfeldspar. Dalam beberapa kasus mereka
dapat mengambil bentuk lain, seperti nepheline, leucite, dan
muskovit, tetapi dalam sebagian besar kasus mereka ditemukan
sebagai feldspar.Asam fosfatdengankapur(kalsium karbonat)
membentukapatit.Titanium dioksidadenganoksida
besimenimbulkanilmenit. Bagian dari kapur membentuk feldspar kapur.
Magnesium karbonat dan oksida besi dengan silika mengkristal
sebagaiolivinatauenstatite, atau dengan bentuk alumina dan kapur
silikat ferro-magnesian kompleks yangpyroxen,amphibol, danbiotit
adalah kepalanya.
Setiap kelebihan silika di atas apa yang diperlukan untuk
menetralisir basis akan memisahkannya sebagaikuarsa, kelebihan
alumina mengkristal sebagaikorundum. Hal ini harus dianggap hanya
sebagai kecenderungan umum. Sangat mungkin, dengan analisis batuan,
untuk mengatakan bahwa kurang lebih apa yang dikandung mineral
batuan , tetapi ada banyak pengecualian untuk aturan apapun.
Konstitusi Mineral
Oleh karena itu kita dapat mengatakan bahwa kecuali dalam asam
atau batu bersilika yang mengandung 66% silika dan lebih, kuarsa
tidak akan berlimpah. Dalam batuan2 dasar (yang mengandung 20%
silika atau kurang) hal tersebut sangat jarang dansecara kebetulan.
Jika magnesia dan besi berada di atas rata-rata sedangkan silika
rendah, olivin dapat diharapkan ada; ketika silika ada dalam jumlah
yang lebih besar daripada mineral ferro-magnesian, seperti augit,
hornblende, biotit atau enstatite, terjadi bukan olivin.
Kecualipotasnyatinggi dan silika yang relatif rendah, leucite tidak
akan ada, karena leucite tidak akan terjadi tanpa kuarsa.
Nepheline, juga, biasanya ditemukan di batuan dengan banyak soda
dan relatif sedikit silika.Dengan alkali tinggi, pyroxenes
yangsangkut pautdengan soda dan amphiboles mungkin ada.Semakin
rendah persentase silika dan basa, semakin besar juga prevalensi
kalsium feldspar yang dikontrak dengan soda atau potas feldspar.
Clarke telah menghitung relatif melimpahnya mineral2 pembentuk
batuan dengan hasil sebagai berikut: apatit = 0,6, titanium mineral
= 1,5, kuarsa = 12.0, feldspar = 59,5, biotit = 3,8, hornblende dan
piroksen = 16,8, total = 94,2%. Akan tetapi, perhitungan ini hanya
dapat berupa sebuah pendekatan kasar.
Faktorpenentu lain,yaitukondisi fisikyang
menghadirikonsolidasi,bermainsecara keseluruhanperan yang lebih
kecil,namuntidak berartidapat diabaikan,bersama beberapa contoh
yangakan membuktikan.Mineral tertentu khususnya yang terbatas pada
batuan2 yang berada di dalam intrusi, misalnya microcline,
muskovit, diallage. Leucite sangat jarang ditemui di massa
plutonik, banyak mineral memiliki kekhasan khusus dalam karakter
mikroskopis berdasarkan apakah mereka mengkristal di kedalaman atau
di dekat permukaan, misalnya, hipersten, orthoclase, kuarsa.
Ada beberapa kasus aneh batu yang mempunyai komposisi kimia yang
sama, tetapi terdiri dari mineral-mineral yang sama sekali berbeda,
misalnya, hornblendite dari Gran, di Norwegia, yang hanya
mengandung hornblende, memiliki komposisi yang sama seperti
beberapa camptonites dari daerah yang sama yang mengandung feldspar
dan hornblende dari jenis yang berbeda. Dalam hubungan ini kita
dapat mengulangi apa yang telah dikatakan di atas tentang korosi
mineral porfiritik dalam batuan beku.
Dalam rhyolites dan trachytes, kristal-kristal awal dari
hornblende dan biotit dapat ditemukan dalam jumlah besar dimana
sebagian telah dikonversi menjadi augit dan magnetit.Hornblende dan
biotit stabil di bawah tekanan dan kondisi lain di bawah permukaan,
tetapi tidak stabil pada tingkat yang lebih tinggi.
Dalamtanah-massadari batuan ini, augit hampir selalu ada. Tapi
perwakilan plutonik dari magma yang sama, granit dan syenite
mengandung biotit dan hornblende jauh lebih umum daripada
augit.
Batuan Felsic, menengah dan mafik berapi
Batuan ini yang mengandung paling banyak silika dan saat
mengkristal menghasilkan kuarsa bebas, membentuk kelompok yang
umumnya dikenal sebagai batuan "felsic". Batuan tersebut
yangmengandung silika paling sedikit dan sebagian besarnya
magnesium dan besi, sehingga tidak ada kuarsa sedangkanolivin
melimpah membentuk kelompok mafic. Batuan intermediate meliputi
batuan yang dikarakterisasi dengan tidak adanya kuarsa dan
olivin.
Sebuah subdivisi yang penting ini mengandung persentasi alkali
yang sangat tinggi, khususnya soda dan akibatnya mengandung mineral
sepertinefelindanleuciteyang tidak umum dibatuan lainnya. Hal ini
sering dipisahkan dari yang lain sebagai batuan "basa" atau "soda",
dan ada serangkaian batuan mafik yang sesuai.
Terakhir adalah sebuah sub-kelompok kecil yang kaya olivin dan
tanpa feldspar telah disebut sebagai batuan "ultrabasa". Batuan ini
memiliki presentasi silika yang sangat rendah namun banyak besi dan
magnesium. Kecuali yang terakhir ini, hampir semua batuan
mengandung mineral feldspar atau feldspathoid. Dalam batuan asam,
feldspar yang umum adalah orthoclase, perthite, microcline, dan
oligoclase - semua memiliki banyak silika dan alkali.Dalam batuan
mafik labradorit, anorthite dan bytownite yangtersebar luas, yang
kaya dengan kapur dan sedikit silika,potasdan soda. Augit adalah
ferro-magnesian yang paling umum dalam batuan mafik, tapi biotit
dan hornblende adalah keseluruhan yang lebih sering ada pada batuan
felsic.
Batuan yang mengandung leucite atau nefelin, baik sebagian atau
keseluruhan mengganti felspar, tidak termasuk dalam tabel ini.
Batuan tersebut pada dasarnya dari karakter batuan mafik atau
intermediate. Sebagai akibatnya kita mungkin menganggap batuan
tersebut sebagai jenis syenite, diorite, gabbro, dll, di mana
mineral feldspathoid terjadi,dan memang ada banyak transisi antara
syenites tipe biasa dan nepheline - atau leucite - syenite, dan
antara gabbro atau dolerite dan theralite atau essexite. Tapi,
karena banyak mineral dikembangkan dalam batuan "alkali" yang
jarang terjadi di tempat lain, akan lebih mudah dalam klasifikasi
formal murni seperti yang diuraikan di sini untuk memperlakukan
seluruh perkumpulan sebagai seri yang berbeda.
Klasifikasi ini pada dasarnya didasarkan pada konstitusi
mineralogi batuan berapi. Setiap perbedaan kimia antara kelompok
yang berbeda, meskipun tersirat, diturunkan ke posisi yang lebih
rendah. Hal ini diakui secara buatan tetapi telah tumbuh dengan
perkembangan ilmu pengetahuan dan masih digunakan sebagai subdivisi
yang lebih kecil yang dibangun. Subdivisi ini tidak berarti sama
nilainya. Syenite, misalnya, dan peridotite, jauh lebih penting
daripada granit, diorit, dan gabbro.Selain itu, andesit yang efusif
tidak selalu sesuai denganbatuan dioritplutoniktetapi sebagian
jugadengangabbro.Seperti berbagai jenis batuan, yang dianggap
sebagai mineral agregat, melewati ke dalam satu sama lain secara
bertahap, jenis transisi yang sangat umum dan begitu penting untuk
menerima nama khusus.
Batuan kuarsa-syenite dan nordmarkite dapat disisipkan antara
granit dan syenite, tonalites dan adamellites di antara granit dan
diorite, monzoaites di antara syenite dan diorite, norites dan
hyperites di antara diorit dan gabro, dan sebagainya.
Geokimia Kimia Komposisi Bumi
Berdasarkan gelombang seismic struktur internal bumi dapat
dibedakan menjadi tiga komponen utama, yaitu inti (core), mantel
(mantle) dan kerak (crust).
Inti bumi (core)
Dipusat bumi terdapat inti yang berkedalaman 2900-6371 km.
Terbagi menjadi dua macam yaitu inti luar dan inti dalam. Inti luar
berupa zat cair yang memiliki kedalaman 2900-5100 km dan inti dalam
berupa zat padat yang berkedalaman 5100-6371 km. Inti luar dan inti
dalam dipisahkan oleh Lehman Discontinuity.
Dari data Geofisika material inti bumi memiliki berat jenis yang
sama dengan berat jenis meteorit logam yang terdiri dari besi dan
nikel. Atas dasar ini para ahli percaya bahwa inti bumi tersusun
oleh senyawa besi dan nikel.
Mantel bumi (mantle)
Inti bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya
magnesium. Inti dan mantel dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity.
Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat
plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai 400 km. Mantel
bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km.
Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan
bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yang dinamakan
litosfer. Mantel atas bagian bawah yang bersifat plastis atau
semiplastis disebut sebagi asthenosfer.
Kulit bumi terutama dari batuan-batuan beku berupa batuan
endapan dan batuan metamorf
Batuan Endapan
Batuan beku diperoleh karena adanya proses pembekuan dari
zat-zat pada saat terjadi pembemukan bumi. Batuan beku terjadi
karena adanya lumpur yang terbawa oleh air sungai sehingga terjadi
endapan (sebagai akibat reaksi kimia).
Batuan Metamorf
Batuan metamorf adalah batuan yang terjadi dari perubahan batuan
satu ke batuan lain yang diakibatkan oleh adanya pengaruh tekanan,
panas, dan sebagainya. Dalam banyak hal, komposisi mereka tidak ada
perbedaan.
Clark dan Washington (1924) memperkirakan bahwa kedalaman 16 km
bumi terdiri dari, 95 % batuan beku, 4 % shale (batuan tertentu),
0,75 % batu pasir, dan 0,25 % batu kapur. Juga Clark dan Washington
telah melakukan 5159 analisa batuan beku dan ia hitung rata-ratanya
dan memperoleh komposisi batuan beku seperti berikut:SiO2 (60,18
%), Al2O3 (15,61 %), Fe2O3 (3,14 %), FeO (3,88 %), MgO (3,56 %),
CaO (5,17 %), Na2O (3,91 %), K2O (3,19 %), TiO2 (1,06 %), P2O5 (0,3
%).
Pada perhitungan analisa di atas di mana H2O dan kandungan yang
paling kecil diabaikan. Dari hasil analisa ini sebagian orang tidak
setuju karena 3 hal :
1. Distribusi geofisika analisa tidak merata karena cuplikan
hanya diambil pada sekitar Amerika Utara dan Eropa, artinya apakah
dengan cuplikan dari Amerika Utara dan Eropa sudah cukup untuk
diambil sebagai cuplikan kerak bumi.
2. Jenis-jenis batuan kurang merata, sebab jenis-jenis batuan
yang dianalisa itu adalah yang aneh-aneh.
3. Semua cuplikan dianggap sama (dinilai sama), maksudnya dalam
menganalisa satu jenis batuan misalnya dengan mengambil 1 kg maka
hasilnya dianggap sama.
Padahal dengan mengambil 1 kg dari satu jenis batuan tidak
mungkin hasil yang diperoleh dapat mewakili jenis batuan
tersebut.Goldschidt menganalisa 77 cuplikan yang berbeda, hasil
analisa rata-rata diperoleh sebagai berikut:SiO2 (59,12 %), Al2O3
(15,82 %), Fe2O3 + FeO (6,99 %), MgO (3,3 %), CaO (3,07 %),
Na2O(2,05 %), K2O (3,93 %), H2O (3,02 %), TiO2 (0,79 %), P2O5 (0,22
%)
Kerak bumi (crust)
Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki
ketebalan 5-80 km. kerak dengan mantel dibatasi oleh Mohorovivic
Discontinuity. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan
mineral silikat lainnya. Kerak bumi dibedakan menjadi dua jenis
yaitu :
Kerak samudra, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si, Fe, Mg
yang disebut sima. Ketebalan kerak samudra berkisar antara 5-15 km
(Condie, 1982)dengan berat jenis rata-rata 3 gm/cc. Kerak samudra
biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya
terutama berkomposisi basalt.
Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si dan Al,
oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar antara
30-80 km (Condie !982) rata-rata 35 km dengan berat jenis rata-rata
sekitar 2,85 gm/cc. kerak benua biasanya disebut sebagai lapisan
granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang
berkomposisi granit.
Disamping perbedaan ketebalan dan berat jenis, umur kerak benua
biasanya lebih tua dari kerak samudra. Batuan kerak benua yang
diketahui sekitar 200 juta tahun atau Jura. Umur ini sangat muda
bila dibandingkan dengan kerak benua yang tertua yaitu sekitar 3800
juta tahun.
Ternyata planet yang kita diami usianya sudah sangat tua. Planet
biru ini merupakanplanet ketiga dariseluruh planet dalam tatasurya.
Usianyasudah mencapai 4,6 milyar tahun.Jarak bumi dari matahari
adalah 149, 6 juta kilometer atau 1 AU (ing: astronomical unit).
Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang
disebut (magnetosfer)yang melindung permukaan bumi dari angin
matahari, sinar ultraungu, dan radiasi dari luarangkasa.
Lapisan udara ini menyelimuti bumi hingga ketinggian sekitar 700
kilometer. Lapisan udara ini dibagi menjadi Troposfer, Stratosfer,
Mesosfer, Termosfer, dan Eksosfer. Lapisan ozon yang memiliki
ketinggian hingga 50 kilometer berada di lapisanstratosfer dan
mesosfer yang melindungi bumi dari sinar ultraungu. Perbedaan
suhupermukaan bumi adalah antara-70C hingga 55C bergantung pada
iklim setempat. Sehari didibagi menjadi 24 jam dan setahun di bumi
sama dengan 365,2425 hari. Bumi mempunyaimassa seberat 59.760
milyar ton, dengan luas permukaan 510 juta kilometer persegi.
Beratjenisbumi(sekitar5.500kilogrampermeterkubik)digunakansebagaiunitperbandinganberat
jenis planet yang lain, dengan berat jenis bumi dipatok sebagai
1.Bumi mempunyai diameter sepanjang 12.756 kilometer. Gravitasi
bumi diukur sebagai 10 N kg-1 dijadikan unit ukuran gravitasi
planet lain.Bumi mempunyai 1 satelit alami yaitu bulan. 70,8%
permukaan bumi diliputi air. Udara bumi terdiri dari 78% nitrogen,
21%oksigen, dan 1% uap air,karbondioksida, dan gas lain.
Bumi diperkirakan tersusun atas inti dalam bumi yang terdiri
dari besi nikel beku setebal 1.370 kilometer dengan suhu 4.500C,
diselimuti pula oleh inti luar yang bersifat cairsetebal 2.100
kilometer, lalu diselimuti pula oleh mantel silika setebal 2.800
kilometermembentuk 83% isi bumi, dan akhirnya sekali diselimuti
oleh kerak bumi setebal kuranglebih 85 kilometer. Kerak bumi lebih
tipis di dasar laut yaitu sekitar 5 kilometer.
Kerak bumi terbagi kepada beberapa bagian dan bergerak
melaluipergerakan tektonik lempeng (teori ContinentalDrift) yang
menghasilkan gempa bumi.Titik tertinggi di permukaan bumi adalah
gunung Everest setinggi 8.848 meter, dantitik terdalam adalah
palung Mariana di samudra Pasifik dengan kedalaman 10.924
meter.Danau terdalam adalah Danau Baikal dengan kedalaman 1.637
meter, sedangkan danauterbesar adalah Laut Kaspia dengan luas
394.299 km2.
Komposisi dan struktur
Bumi adalah sebuah planet kebumian, yang artinya terbuat dari
batuan, berbedadibandingkan gas raksasa seperti Jupiter. Planet ini
adalah yang terbesar dari empat planetkebumian, dalam kedua arti,
massa dan ukuran. Dari keempat planet kebumian, bumi jugamemiliki
kepadatan tertinggi, gravitasi permukaan terbesar, medan magnet
terkuat dan rotasipalingcepat.Bumijugamerupakansatu satunya planet
kebumian yang memiliki lempeng tektonik yang aktif.
Bentuk
Bentuk panet bumi sangat mirip dengan bulatan gepeng (oblate
spheroid), sebuahbulatanyangtertekanceperpadaorientasikutub-kutub
yang menyebabkan buncitan pada bagian equator. Buncitan ini terjadi
karena rotasibumi, menyebabkan ukuran diameterequator 21 km lebih
besar dibandingkan diameter dari kutub ke kutub. Diameter rata-rata
dari bulatan bumi adalah 12.742km. Karena satuan meter pada awalnya
didefinisikansebagai1/10.000.000 jarak antara equator ke kutub
utara melalui kota Paris, Prancis.
Topografi lokal sedikit bervariasi dari bentuk bulatan ideal
yang mulus, meski padaskala global, variasi ini sangat kecil. Bumi
memiliki toleransi sekitar satu dari 584, atau 0,17% dibanding
bulatan sempurna (reference spheroid), yang lebih mulus jika
dibandingkan dengan toleransi sebuah bola billiard, 0,22%. Lokal
deviasi terbesar pada permukaan bumi adalah gunung Everest (8.848 m
di atas permukaan laut) dan palung mariana (10.911 m dibawah
permukaan laut). Karena buncitan equator, bagian bumi yang terletak
paling jauh dari titik tengah bumi sebenarnya adalah gunung
Chimborazo di Ecuador.
Massa bumi kira-kira adalah 5,981024kg. Kandungan utamanya
adalah besi (32,1%), oksigen (30,1%), silikon (15,1%), magnesium
(13,9%), sulfur (2,9%), nikel (1,8%), kalsium (1,5%), dan aluminium
(1,4%) serta 1,2% selebihnya terdiri dari berbagai unsur-unsur
langka. Karena proses pemisahan massa, bagian inti bumi dipercaya
memiliki kandungan utama besi (88,8%), dan sedikit nikel (5,8%),
sulfur (4,5%), dan selebihnyakurang dari 1% unsur langka.
Ahli geokimia F. W. Clarke memperhitungkan bahwa sekitar 47%
kerak bumi terdiridari oksigen. Batuan-batuan paling umum yang
terdapat di kerak bumi hampir semuanyaadalah oksida, klorin,
sulfur, dan florin adalah kekecualian dan jumlahnya di dalam
batuanbiasanyakurangdari1%.Oksida-oksida utama adalah silika,
alumina, oksida besi,kapur, magnesia, potas dan soda. Fungsi utama
silika adalah sebagai asam, yang membentuk silikat.Ini adalah sifat
dasar dari berbagai mineral batuan beku yang paling umum.
Berdasarkanperhitungandari1.672analisaberbagaijenisbatuan,Clarkemenyimpulkanbahwa99,22%batuan
terdiri dari 11 oksida. Konstituent lainnya hanya terjadi dalam
jumlah yang kecil
Tabel Kerak Oksida F. W. Clarke
Ciri Fisik Bumi
Bumi memiliki beberapa sifat yang khusus, dimana sifat-sifat ini
muncul pada
saatbumiterbentukyangkemudianberkembangdanpadaumumnyatidakberubahsejakawalterbentuknya
bumi. Perubahan yang dialami oleh alam hanya sedikit sekali dan
hanya berupasiklus-siklus tertentu saja. Seperti terbentuknya
pegunungan, letusan gunung api, danperubhan struktur permukaan bumi
lainnya.
Berikut ini merupakan ciri-ciri bumi:
Gaya tarik bumi
Gaya tarik bumi sangat dipengaruhi oleh letak serta susunan
batuannya. Gaya
tarikbumididaerahkutublebihbesardarigayatarikbumididaerahkhatulistiwa.Padasusunan
batuan dengan berat jenis rendah akan menunjukkan gaya tarik bumi
yang rendah pula dan begitu pula sebaliknya. Penyimpangan harga
dari gaya gravitasi normal disebut Anomali Gaya Berat. Anomali Gaya
Beratyang lebih tinggi dari harganormal disebut Anomali Gaya Berat
Positif dan yang sebaliknya disebut Anomali Gaya Berat Negatif.
Ukuran bumi
Bentuk bumi tidaklah bulat tetapi sedikit menggembung di daerah
khatulistiwa. Hal ini nampak dari panjang garis bujur di beberapa
garis lintang bumi menunjukan bahwa jari-jarikhatulistiwa 21
kmlebih panjangdari jari-jari kutub.Kedalaman rata-rata bumi adalah
6.371 km dengan luaspermukaan 510.100.934 km2.
Magnet bumi
Pengamatan sifat magnet bumi anatara lain meliputiDeklinasi dan
Inklinasi. Deklinasiadalah harga sudut jarum magnet di suatu tempat
terhadap garis meridian geometri,sedangkan Inklinasi adalah harga
sudut penjungkitan terhadap bidang horizontal.Kutub utara dan
selatan magnet bumi tidak berimpitan dengan kutub geografi
bumiyakni masing-masing yang berkoordinat 70o 5133 utara, 96o 453
barat dan 75o 6selatan, 154o 8 timur. Variasi penyimpangan harga
inklinasi dan deklinasi suatutempat dipengaruhi oleh berbagai macam
faktor seperti waktu, konsentrasi mineralyang magnetik, kedudukan
bumi terhadap matahari, gempa, dan kegiatangunung api.
Suhu bumi
Terjadinya gejala peningkatan suhu bumi yang berangsur-angsur ke
arah
kedalamanperutbumiyangdinyatakandalamderajattiapturun100mdisebutGradienGeoterma.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Gradien Geoterma ini
adalahkonduktivitas termal batuan, pengaruh air permukaan dan bawah
permukaan, dankadar mineral radioaktif dalam batuan.
Atmosfer, Hidrosfer, dan Biosfer
Atmosfer
Atmosfer adalah selimut bumi yang berbentuk gas atau udara
dimana
batasbawahnyadimulaidaripermukaanLithosferdanbatasatasnyamenjangkauketinggian
1.000 km atau bahkan lebih. Batas atas ini sukar dipastikan
karenasuhu berangsur berubah ke luar angkasa.
Hidrosfer
Hidrosfer adalah selubung bumi berupa air yang meliputi samudra,
sungai,rawa, danau, dan air bawahpermukaan. Permukaan bumi luasnya
510.000.000km2 yang terdiri dari 361.000.000 km2 (71%) lautan dan
149.000.000 km2(29%) daratan. Sering dari dasar samudra inilah
muncul sistem
pegununganbawahsamudrayangmemanjang.Beberapabagiandaripadanyamunculdiatas
permukaan permukaan laut. Kandungan unsur air laut terlihat seperti
pada tabel di bawah ini.
Biosfer
Biosfer adalah selubung bumiyang penuh kehidupan yang mencakup
sebagiandari troposfer, lithosfer, dan hidrosfer.
Struktur dan Komposisi Bumi
Dengan menggunakan bantuan alat-alat teknologi tinggi seperti
seismograf, ahli-ahlikebumian mempunyai pandangan baru terhadap
bentuk maupun struktur dalam bumi. Data-data yang terekam dalam
alat tersebut memberikan keterangan adanya struktur bagian
dalambumiyangberlapis-lapis sepusat dan juga memberikan gambaran
ciri-cirifisikdarisetiapperlapisan bagian dalam bumi
(geosfera).
Gambar Skema Struktur Dalam Bumi
Secara umum geosfera dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu dimulai
dari bagianpalingdalamdisebutintibumi(core), bagian tengah disebut
mantel (mantle) dan bagianpaling luardisebut kerak bumi(crust).
Inti bumi dibagi menjadi inti bumi bagian dalam daninti bumi bagian
luar. Inti bumi bagian dalamdigambarkan sebagai keadaan padat,
sedangkan inti bumi bagian luar sebagai leburan kental.
Inti bumi ini disusun oleh bahan-bahan yangmempunyai berat jenis
lebih kurang 10 dan berat jenis sebesar ini telah menimbulkan
dugaanbahwa susunan inti bumi mungkin mirip dengan meteorit logam,
jugadapat dikatakan bahwabahan besi dan nikel memegang
perananpenting di dalamnya.Mantel atau dikenal dengan
selubung/selimut bumi terletak/diapit oleh bagian luardari kerak
bumi dengan lapisan yang tipis dan bagian dalam dibatasi oleh inti
bumi bagianluar, kedua bidang pemisah tersebut dikenal sebagai
bidang diskontinuitas. Mantel sendiridibagi menjadi mantel bagian
dalam yang disusun oleh unsur besi dan nikel dengan beratjenis 5-6
dan mantel bagian dalam yang tersusun oleh batuan peridotit dan
dunit dengan beratjenis 3,6 hingga4.
Sedangkan lapisan bumi paling luar disebut kerak bumi atau
dikenal dengan litosferayang disusun oleh batuan seperti yang umum
dijumpai di permukaan bumi. Kerak bumi jugadibagi menjadi kerak
bumi bagian dalam yang terdiri dari lapisan SIMA dengan
kandunganmineral utamanya adalah silisium dan magnesium, sedang
kerak bumi bagian luar terdiri darilapisan SIAL dengan komposisi
utamanya berupa oksigen, silisium dan aluminium.
Gambar Keratan bumi yang memperlihatkan bagian-bagian dari
intibumi, mantel, dan kerak bumi.
Komposisi bumi dari unit-unit struktur utama di atas dapat
dilihat dalam tabelkomposisi dari struktur bumi dalam persen berat.
Terlihat unsur mineral utama inti bumiadalah besi dan magnesium
ditambah silikat-silikat besi terkandung dalam jumlah yang
lebihbesar darimantel. Silikat banyakterjadidi kerakbumi/benua.
Sedangkan
padatabelmineralpenyusunkerakbumimemperlihatkanbahwakelompokmineralsilikatyang
palingbanyakyaitu kelompok feldspar (K-feldspar dan plagioklas)
dengan 58% volume dan mineral-mineral utama pembentuk batuan
seperti piroksen, amfibol,kuarsa, mika dan olivin mencapai37%
volume, serta mineral-mineral penyerta pembentuk batuan berjumlah
sangat kecil yaitu5% volume seperti karbonat, oksida, sulfida,
halida, epidot, aluminosilikat, garnet dan zeolit.
-
Daftar Pustaka
http://indonesia-mining-exploration.blogspot.com/2014/02/geokimia.html
http://www.kamusilmiah.com/astronomi/bumi-si-planetbiru/
http://www.adipedia.com/2011/01/mengenal-tata-surya-planet-bumi.html
http://wingmanarrows.wordpress.com/geological/petrologi/
Endarto, Danang. 2005. Pengantar Geologi Dasar. Surakarta :LPP
UNS dan UNS Press.
http://suhendraiskandar.blogspot.com/2010/07/geokimia-komposisi-kulit-bumi.html
http://jurnal-geologi.blogspot.com/2009/07/geo-struktur-dan-komposisi-bumi.html