Gambar 1. Earth structure

TEORI BIG BANG

Gambar 2. Bing Bang theory to the Earth structure (NASA/WMAP, ESO/M. Kornmesser, NASA.GOV, M.J. Krech)

LAPISAN BUMI

Kerak (Crust)

Kerak adalah lapisan bumi paling luar dan paling tipis. Kerak relatif dingin, batuannya keras. Kerak samudera berbeda dengan kerak benua. Kerak samudera tebalnya 5 – 10 Km, tersusun atas batuan yang gelap disebut basal. Ketebalan rata-rata dari kerak benua adalah 20 – 40 Km. Di bawah rangkaian pegunungan tebalnya bisa mencapai 70 Km. Benua tersusun terutama oleh batuan yang terang disebut granit.

Mantel (Mantle)

Mantel berada di bawah kerak. Tebalnya hampir 2900 Km dan mencakup 80% dari volume Bumi. Meskipun komposisi kimia di seluruh mantel hampir sama, tekanan dan temperatur Bumi bertambah menurut kedalaman. Perubahan ini menyebabkan batuan mantel bervariasi menurut kedalaman.

Mantel bagian atas relatif dingin dan keras. Sifat mekanisnya sama dengan kerak. Kerak dan mantel bagian atas membentuk litosfer. Ketebalan litosfer dapat 10 Km saat lempeng tektonik berpisah, akan tetapi pada sebagian besar wilayah ketebalan litosfer bervariasi mulai dari 75 Km di bawah cekungan samudera sampai sekitar 125 Km di bawah benua.

Pada kedalaman sekitar 75 – 125 Km batuan keras pada litosfer menjadi lembek, astenosfer plastis. Perubahan karakteristik batuan ini meningkat dalam jarak vertikal hanya beberapa kilometer, dan hasil dari peningkatan temperatur berdasarkan kedalaman. 1 – 2 persen astenosfer bersifat liquid dan secara mekanik lembek dan plastis. Karena plastis, astenosfer mengalir lambat, mungkin beberapa centimeter per tahun. Luas astenosfer yaitu dari dasar litosfer sampai sekitar 350 Km. Pada dasar astenosfer, pertambahan tekanan menyebabkan mantel mengeras dan ini menandakan sudah mendekati inti.

Inti (Core)

Inti adalah lapisan Bumi paling dalam. Inti adalah bola dengan jari-jari 3470 Km dan tersusun sebagian besar oleh besi dan nikel. Inti luar cair karena temperatur yang tinggi pada bagian ini. Dekat dengan pusat, temperatur inti sekitar 6000 0C sepanas permukaan Matahari. Tekanan lebih besar dari 1 juta kali dari atmosfer bumi pada permukaan laut. Tekanan ekstrim melingkupi temperatur menekan inti dalam menjadi padat.

LET'S RELAX

Video 1. Crust, Mantle, and Core (ParrMr)

SOME IMPORTANT WORDS

Gambar 3. Define, explain, or describe.

REFERENCES

Thompson and Turk. 1997. Introduction to Physical Geology. Thomson Cole, Salt Lake.

GEOLOGI

Geologi adalah studi tentang bumi termasuk material penyusunnya, perubahan fisika dan kimia yang terjadi di permukaan dan di dalamnya (bawah permukaan), sejarah planet dan pembentukannya.

Material Penyusun Bumi

Gambar 1. Earth Radius (modified from Google Earth).

Radius bumi adalah 6370 Km. Sebagian besar bumi tersusun atas batuan-batuan. Batuan terbentuk atas mineral-mineral. Ahli-ahli Geologi mempelajari asal-usul, karakteristik, dan komposisi batuan dan mineral. Ahli-ahli Geologi juga mengeksplorasi sumber daya- sumber daya yang dibutuhkan dunia teknologi: bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam; sumber daya mineral seperti logam; sand dan gravel, dan fertilizers.

Gambar 2. Litosfer, hidrosfer, biosfer, dan atmosfer.

Sebagian besar bumi adalah batuan, dikelilingi oleh hidrosfer, biosfer, dan atmosfer. Hidrosfer termasuk air di sungai, tanah basah, danau, dan lautan, air di atmosfer, dan membeku di glasier, termasuk air tanah yang terdapat pada tanah dan batuan di kedalaman kurang dari 2 Km. Beberapa ahli geologi mengeksplorasi air pada reservoir di bawah permukaan bumi.

Atmosfer adalah lapisan bumi yang tersusun atas gas-gas, sebagian besar adalah nitrogen dan oksigen. 99% terkonsentrasi 30 Km di permukaan bumi, tapi ada sedikit sekitar 10.000 Km di atas permukaan.

Gambar 3. A fossilised fish (Virtual Fossil Musseum).

Biosfer adalah zona tipis di dekat permukaan yang dihuni oleh kehidupan. Biosfer termasuk bagian bumi paling atas, hidrosfer, dan sedikit bagian atmosfer. Paleontologis adalah ahli geologi yang mempelajari evolusi dan sejarah kehidupan melalui penjelasan tentang fosil dan bukti yang terawetkan pada batuan dan sedimen. Fosil adalah sisa-sisa makhluk hidup yang telah membatu

Proses Internal

Gambar 4. Pegunungan Nona

Proses yang terjadi di dalam bumi disebut proses internal. Proses internal menyebabkan pembentukan pegunungan, gempabumi, erupsi gunungapi. Perencana bangunan, insinyur, dan perencana kota harus berkonsultasi dengan ahli geologi.

Proses Permukaan

Gambar 5. Grand Canyon (Grand Canyon Association).

Proses permukaan adalah semua proses yang membentuk atau memahat permukaan bumi. Sebagian besar proses permukaan disebabkan oleh air meskipun angin, es, dan gravitasi juga memiliki peran yang signifikan.

Uniformitarisme dan Katastropisme

James Hutton adalah seorang petani yang tinggal di Skotlandia akhir 1700-an. Meskipun dilatih sebagai seorang dokter, dia tidak pernah praktek pengobatan malah beralih ke Geologi. Hutton memformulasikan prinsip yang dikenal dengan Uniformitarisme. Prinsip ini menyatakan bahwa perubahan geologi terjadi dalam periode waktu yang sangat lama melalui urutan peristiwa yang hampir tidak terasa. Hutton menduga proses geologi yang berlangsung sekarang juga berlangsung di masa lampau. Ide ini dikenal dengan The present is the key to the past.

William Whewell yang juga seorang ahli geologi mengatakan perubahan geologi kadang-kadang berlangsung sangat cepat. Dia menulis bahwa geologi masa lampau bisa jadi mengalami kala serangan hebat dan bencana (catastropic), yang terjadi antara periode tenang.

Saat ini, ahli-ahli geologi tahu bahwa Uniformitarisme-nya Hutton dan Katatropisme-nya Whewell keduanya benar. Pada saat waktu geologi yang lama dan lambat, proses uniformitarisme adalah signifikan terjadi tapi mustahil peristiwa katatropis yang sangat radikal berlangsung pada perubahan yang lambat.

Contoh perubahan gradual (berangsur-angsur) dalam sejarah bumi yaitu migrasi Amerika Utara sejauh 8 meter ke arah barat. Jarak ini dapat ditempuh oleh seorang pelari cepat dalam 1 detik. Perpindahan benua sangat lambat dan tidak dapat dideteksi kecuali oleh instrumen yang sensitif.

Contoh perubahan Katastropik (bencana) dalam sejarah bumi yaitu meteorit raksasa yang menghantam bumi. Penguapan dalam volume yang sangat besar dari batuan dan menyebarkan awan debu tebal di atas langit.

Waktu Geologi

Pada pertengahan 1600-an, Archbishop James Ussher menghitung umur bumi di buku Genesis in the Old Testament. Dia menyimpulkan bahwa peristiwa pembentukan terjadi pada siang hari tanggal 23 Oktober 4004 sebelum masehi. Saat ini ahli-ahli geologi memperkirakan usia bumi sekitar 4.6 juta tahun. Ahli-ahli geologi membagi sejarah Bumi ke dalam unit-unit yang terpajang dalam Skala Waktu Geologi.

Gambar 6. Geologic Time Scale (The Geological Society of America).

BUMI

Awal Tata Surya

Hipotesis asal usul tata surya berdasarkan perhitungan perilaku debu dan gas di jagad raya dan observasi bintang-bintang dan awan debu di galaksi. Hipotesis menyatakan bahwa sekitar 5 miliar tahun lalu materi yang membentuk Tata Surya kita adalah awan besar, menyebar, dan beku dari debu dan gas yang berotasi lambat di jagad raya. Awan ini terbentuk dari materi yang dikeluarkan dari bintang yang meledak. Lebih dari 99%awan terdiri dari Hidrogen dan Helium. Temperatur awan -2700C. Atraksi gravitasi yang kecil menjadikan partikel debu dan gas membentuk bola. Ketika proses kondensasi berlanjut, awan berotasi lebih cepat dan bola berubah bentuk menjadi cakram.

Gambar 7. Formation of The Solar System (Thompson and Turk, 1997).

Lebih dari 90% materi di awan runtuh ke pusat cakram di bawah pengaruh gravitasi dan membentuk protosun (bayi Matahari). Panas dari protosun menghangatkan bagian dalam cakram. Setelah keruntuhan gravitasi hampir selesai, cakram mendingin. Gas-gas di bagian luar cakram memadat membentuk agregat-agregat kecil. Perkembangan ini berlangsung hingga sejumlah bola-bola batuan kecil yang disebut planetesimal terbentuk dengan diameter kecil hingga sekitar 100 Km. Proses dari cakram hingga menjadi planetesimal. Planetesimal-pnaletesimal kemudian bergabung membentuk beberapa planet besar termasuk Bumi.

Pada waktu yang saat planet terbentuk, atraksi gravitasi mendorong masuk gas dalam protosun. Menciptakan tekanan dan temperatur yang tinggi. Inti Bumi menjadi sangat panas di mana nuclei hidrogen bergabung membentuk nucleus dari unsur-unsur yang berat yaitu helium. Proses ini disebut fusi nuklir. Fusi nukli membebaskan energi yang sangat banyak. Fusi nuklir menandakan lahirnya Matahari, yang terus menghasilkan energi melalui fusi hidrogen.

Modern Tata Surya

Gambar 8. Schematic of The Solar System (NASA/JPL).

Panas dari Matahari memanaskan Hidrogen, Helium, dan unsur-unsur terang lainnya jauh dari bagian dalam Tata Surya. Hasilnya empat planet yang sangat dekat dengan Matahari terutama tersusun atas batuan dan logam pada pusatnya. Empat planet ini yaitu Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars disebut sebagai planet-planet Terrestrial karena memiliki sifat seperti Bumi. Empat planet lainnya tersusun atas liquid dan gas dengan sedikit batuan dan inti logam. Empat planet ini yaitu Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus disebut planet-planet Jovian.

Evolusi Bumi Modern

Saintis setuju bahwa Bumi dibentuk oleh akresi partikel-partikel kecil. Saintis juga setuju bahwa Bumi modern berlapis-lapis. Pusat Bumi tebal dan inti yang panas tersusun atas besi dan nikel. Mantel yang tipis tersusun terutama oleh batuan padat mengelilingi inti dan merupakan 80% dari volume Bumi. Kerak adalah lapisan tipis di permukaan juga tersusun atas batuan.

Gambar 9. Internal Structure of The Earth.

Temperatur dan tekanan bumi meningkat berdasarkan pertambahan kedalaman. 10 meter di bawah permukaan tanah dan batuan, dingin saat di sentuh. Pada kedalaman 100 – 350 Km, batuan pada mantel sangat panas di mana satu sampai dua persen meleleh oleh karena itu seluruh bagian mantel mengalir sangat lambat. Inti luar tersusun atas logam yang meleleh sedangkan bagian inti dalam bersifat solid karena berada di bawah tekanan yang intens.

PERUBAHAN GEOLOGI DAN LINGKUNGAN

Lingkungan permukaan bumi berubah frekuentif dan dramatis dalam sejarah yang panjang. Komposisi amosfer dan iklim berubah. Glacier menutupi bagian benua yang luas lalu mencair dan meningkalkan tanah yang tertutup oleh rawa tropis atau gurun yang sangat panas. Erupsi gunungapi dan serang meteorit terjadi. Banyak saintis mengatakan peristiwa-peristiwa ini terjadi karena bencana global yang menghasilkan kepunahan spesies di bumi.

Banyak proses-proses geologi menjadikan manusia dalam bahaya. Erupsi gunungapi, gempabumi, banjir, longsor, membunuh manusia dan merusak kota. Aktivitas manusia juga menghasilkan bencana lingkungan yang membahayakan kesehatan. Ahli geologi dan geosaintis lainnya mencoba menganalisis resiko dan biaya dari bencana.

Penilaian resiko adalah penilaian bencana geologi dan imbasnya pada manusia serta implementasi kebijakannya berdasarkan analisis. Analisis biaya adalah membandingkan biaya dari pemecahan masalah dengan keuntungan moneter dari solusi.

LET'S RELAX

Video 1. Natural Disaster Rappers (Geo1005 University of Minnesota).

SOME IMPORTANT WORDS

Gambar 10. Define, explain, or describe.

REFERENCE

Thompson and Turk. 1997. Introduction to Physical Geology. Thomson Cole, Salt Lake.

Other sources from internet. click link on content.

Pengertian Geofisika

Geofisika berasal kata geo dan fisika. Menilik akar bidang keilmuan, geo berasal dari kata geologi. Geologi adalah ilmu yang mempelajari tentang materi yang ada di bumi sedangkan fisika adalah ilmu yang mempelajari tentang proses dan gaya yang bekerja pada materi. Geofisika dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari bumi berdasarkan prinsip-prinsip fisika.

Beberapa bidang/bagian dari geofisika adalah seismologi, karakteristik termal Bumi, magnetisme Bumi, arus telurik, geodesi dan gravitasi, radioaktivitas Bumi, radioaktivitas laut, radioaktivitas atmosfer, sinar kosmik, kelistrikan atmosfer, dan meteorologi. Pengetahuan tentang Bumi telah dikembangkan melalui kombinasi informasi dari semua bidang ini. Investigasi mineral, minyak dan gas bumi, dalam geofisika terapan juga dapat dilakukan dengan baik. Kombinasi dari beberapa pendekatan dapat membantu proses investigasi dengan lebih akurat.

Geofisika dalam Eksplorasi Mineral, Hidrokarbon dan Lingkungan

Gambar 1. Tantangan geofisika

Kebutuhan akan mineral dan sumber daya hidrokarbon semakin meningkat. Pencarian terhadap mineral dan sumber daya hidrokarbon semakin sulit sehingga dibutuhkan metode eksplorasi yang modern. Metode pencarian terhadap mineral dan sumber daya hidrokarbon tidak hanya menggunakan penelitian geologi tapi juga melibatkan pengukuran fisika. Kombinasi dari penelitian geologi dan pengukuran fisika merupakan kombinasi metode pencarian mineral dan sumber daya hidrokarbon yang modern karena dapat memberikan informasi bawah permukaan untuk menentukan lokasi keterdapatan mineral dan sumber daya hidrokarbon.

Geofisika terapan dalam pencarian mineral, minyak bumi, dan gas bumi dapat menggunakan metode eksplorasi gravitasi, geomagnet, geolistrik, seismik, elektromagnet, radioaktivitas, well logging dan metode lainnya. Teknologi geofisika berkembang tidak hanya pada pencarian sumber daya mineral, minyak dan gas bumi tetapi juga pada pencarian sumber daya panas bumi, untuk mitigasi bencana gempabumi, mitigasi bencana gunungapi, dan dalam bidang lingkungan.

Organisasi Ahli Geofisika

Ahli geofisika di Indonesia membentuk organisasi yang disebut Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI). Di Amerika, ahli geofisika membentuk organisasi yang disebut American Geophysical Union (AGU). Dalam organisasi AGU terdapat divisi meteorologi, hidrologi, oseanografi, seismologi, vulkanologi, geomagnetisme, geodesi, tektonofisik, glasiologi, geotermometri, geokosmogoni, dan geokronologi.

Organisasi ahli geofisika lainnya adalah Society of Exploration Geophysicist (SEG) dan Environmental and Engineering Geophysical Society (EEGS). SEG berkaitan dengan metode eksplorasi geofisika. EEGS berkaitan dengan eksplorasi dangkal termasuk permasalahan lingkungan.

Reference: 

Santoso, D. 2002. Pengantar Teknik Geofisika. Penerbit ITB.

Program GEOID (Geology in Discussion) berisi diskusi penelitian dan diskusi akademik. Program ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Geologi, Jurusan Ilmu dan Teknologi Kebumian, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Gorontalo. Program dilaksanakan atas usul Kepala Laboratorium. Luaran diskusi penelitian diantaranya penelitian dosen dan mahasiswa. Hasil penelitian kemudian dipublikasikan dalam jurnal dan international conference. Sedangkan diskusi akademik dilakukan untuk merefresh kembali materi-materi kuliah dan untuk mendiskusikan penemuan terbaru di bidang geologi.

Gambar 1. Tim peneliti geothermal Pangi

Beberapa diskusi penelitian yang menghasilkan judul-judul penelitian diantaranya diskusi tentang Geothermal Pangi Gorontalo, diskusi longsor di Gorontalo Outer Ring Road, serta diskusi tentang struktur dan litologi yang ada di Gorontalo. Penelitian Geothermal Pangi dan longsor di GORR adalah penelitian mahasiswa Teknik Geologi yang didanai oleh KEMENRISTEKDIKTI.

Gambar 2. Diskusi akademik pengurus laboratorium

Diskusi akademik berlangsung di antara jam kuliah dan praktikum. Diskusi akademik pengurus laboratorium di masa libur kuliah berlangsung dari pukul 16.00 – 23.00 WITA. Diskusi akademik pernah dilakukan bersama Prof Masayuki Sakakibara dari Ehime University yang membahas tentang petrologi dan mikrofosil. Diskusi akademik juga pernah dilakukan bersama David Finn,PhD dari University of California Santa Cruz, Amerika Serikat, membahas topik paleomagnetik.

Gambar 3. Diskusi bersama peneliti paleomagnetik Yellowstone.

Program GEOID dilaksanakan dengan tujuan untuk semakin memperdalam ilmu geologi dan menjadikannya bermanfaat bagi masyarakat. Orang yang benar-benar cerdas akan menggunakan ilmunya untuk mencerahkan sekeliling, sedangkan orang yang pura-pura cerdas akan menggunakan ilmunya untuk mempersulit orang lain.

Matoduwolo adalah pemberian pelayanan kepada sivitas akademika UNG dan masyarakat yang ingin mengetahui informasi terkait kegeologian. Program Matoduwolo adalah program di Lab Teknik Geologi “John Ario Katili”, Prodi Teknik Geologi, Jurusan Ilmu dan Teknologi Kebumian, FMIPA UNG. Subprogram dari kegiatan Matoduwolo adalah Gemstone Corner yaitu pemberian pelayanan kepada pengunjung yang ingin mengetahui informasi makroskopis dan mikroskopis mineral dan batuan. Program Matuduwolo dan Gemstone Corner diusulkan oleh Kepala Lab Teknik Geologi (Intan Noviantari Manyoe, S.Si., M.T) dan mendapat dukungan besar dari Dekan Fakultas MIPA (Prof. Dr. Evi Hulukati, M.Pd) dan Ketua Jurusan Ilmu dan Teknologi Kebumian (Dr. Sunarty Eraku, M.Pd).

Gambar 1. Kunjungan wartawan media cetak (Gorontalo Post) dan elektronik (TVRI, Trans TV, dan TV One) di Lab Teknik Geologi UNG

Lab Teknik Geologi telah menerima banyak pengunjung dari lingkungan Universitas Negeri Gorontalo maupun masyarakat yang ingin mengetahui informasi seputar instrumen-instrumen geologi, Danau Limboto, Batu Akik, dan informasi geologi lainnya. Program Matoduwolo diusulkan oleh Kepala Lab Teknik Geologi melalui rapat lab dan mulai dilaksanakan sejak tahun 2014.

Gambar 2. Berita Lab Teknik Geologi pada Gorontalo Post, Liputan 6 News, dan Kompas

Gambar 3. Wawancara Kepala Lab Teknik Geologi, dosen geologi dan warga pencinta batu akik di Stasiun TVRI Gorontalo

Tahun 2015 saat booming Batu Akik di Indonesia, Lab Teknik Geologi mengambil peran untuk menjelaskan fenomena batu akik berdasarkan tinjauan geologi. Masyarakat yang sudah tidak mempercayai mitos-mitos tentang keanehan dan kemistisan batu akik mengunjungi Lab Teknik Geologi untuk meminta penjelasan ilmiah tentang mineral dan batuan. Pengurus Lab juga memberikan penjelasan tentang cara membedakan batu akik alami dan sintetis agar masyarakat tidak salah dalam memilih batu akik.

Gambar 4. Kaprodi dan Kepala Lab Teknik Geologi menerima pengunjung lab yang ingin mengetahui kekerasan mineral pada batu akik.

Bulan Maret tahun 2015, pengurus Lab Teknik Geologi diundang oleh Wakil Walikota Gorontalo (dr. Charles Budi Doku) untuk menghadiri Festival Batu Akik Nusantara. Stand Lab Teknik Geologi menerima banyak pengunjung dari berbagai lapisan masyarakat. Pada bulan yang sama Kepala Lab Teknik Geologi (Intan Noviantari Manyoe, S.Si., M.T) dan salah satu dosen geologi UNG (Aang Panji Permana, S.T., M.T) menjadi pembicara dalam Seminar Perspektif Batu Akik dalam Tinjauan Sosiologi, Sejarah, Ekonomi, dan Geologi yang dilaksanakan oleh Jurusan Sosiologi UNG.

Gambar 5. Sub program Gemstone Corner pada Festival Batu Akik Nusantara

Lab Teknik Geologi juga menerima kunjungan dari siswa SMA/SMK sederajat yaitu SMK 1 Kotabunan Provinsi Bolaang Mongondow dan MAN 1 Kabupaten Gorontalo dan berbagi informasi kegeologian dengan mahasiswa Universitas Muhammadiyah Gorontalo. Bulan Januari 2016, asisten Lab Teknik Geologi (Febryant Masulili dan Novita Putri Mokodompit) memberikan materi pada siswa SMA Negeri 1 Limboto yang akan mengikuti olimpiade sains.

Gambar 6. Kunjungan Siswa SMK 1 Kotabunan, Bolaang Mongondow

Gambar 7. Kunjungan Siswa MAN 1 Kabupaten Gorontalo

Gambar 8. Asisten Lab Teknik Geologi memberikan materi pada peserta olimpiade di SMAN 1 Limboto.

Gambar 9. Berbagi informasi geologi dengan mahasiswa Prodi Geografi Universitas Muhammadiyah Gorontalo.

Universitas Negeri Gorontalo dalam hal ini Laboratorium Teknik Geologi diharapkan dapat menjadi mercusuar terang Tri Dharma perguruan tinggi (bukan menjadi menara gading) di Gorontalo, salah satunya tentu saja melalui program Matoduwolo. Matoduwolo Ode Lab Teknik Geologi UNG.