1. Usman, F.C.A., Manyoe, I.N., Duwingik, R.F., & Kasim, D.N.P. (2018). Geologi dan Mitigasi Gorontalo Outer Ring Road. UNG Press, Gorontalo.
2. Tolodo, D. D., Suma, M. D., Yusuf, N. J., & Manyoe, I. N. (2019). Geologi Ilotidea dan Kampung Sains Wisata Banjir. UNG Press, Gorontalo.
3. Duwingik, R. F., Kasim, D.N.P., Ayu, D., Dano, M. A., & Manyoe, I. N. (2019). Belajar Gempa Ceria. UNG Press, Gorontalo.
4. Manyoe, I.N. (2019). Geologi dan Manifestasi Thermal Libungo. UNG Press, Gorontalo.

1. Manyoe, I.N., Irfan, U.R., dan Suriamiharja, D.A. 2015. Distribusi Anomali Magnetik Daerah Panas Bumi Bongongoayu, Gorontalo. Seminar Ilmiah Nasional Penguatan Kemitraan Berbasis Ipteks Inovasi untuk Kemaslahatan BMI. Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Makassar, Indonesia.
2. Amin, A.K.M.A., Badaru, A.W.W., Manyoe, I.N., Salama, T.H., and Laseti, K.H. 2017. Petrography Volcanic Rock: Volcanic Rock Alteration Study of Colo Volcano Indonesia. International Conference on Transdisciplinary Approach Research (ICTAR). Universitas Negeri Gorontalo dan Ehime University Japan.
3. Usman, F.C.A., Tolodo, D.D., Manyoe, I.N., Ibrahim, Y., and Putje, F.H. 2017. Direct Utilities of Geothermal Energy Potential in Pangi’s Area of Bone Bolango Regency, Gorontalo Based on Geophysical Analysis. International Conference on Transdisciplinary Approach Research (ICTAR). Universitas Negeri Gorontalo dan Ehime University Japan, Indonesia.
4. Manyoe, I. N., Suriamihardja, D. A., Irfan, U. R., Eraku, S. S., Napu, S. S. S., & Tolodo, D. D. (2020, November). Geology and 2D modelling of magnetic data to evaluate surface and subsurface setting in Bongongoayu geothermal area, Gorontalo. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 589, No. 1, p. 012002). IOP Publishing.
5. Napu, S. S. S., Salama, T. H., Manyoe, I. N., Usman, F. C. A., Samir, I., Badaru, A. W. W., & Sugianti, K. (2020, November). Sediment material potential of Bone River as a prevention of silting and flood of Bone River estuary, Gorontalo. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 589, No. 1, p. 012003). IOP Publishing.
6. Annisa, W., Manyoe, I. N., Mubarak, A. K., Napu, S. S. S., Pratama, I. G. S., & Fatimah, S. (2020, November). Chemical content analysis of coral limestone as prospecting of extractive development in Gorontalo City. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 589, No. 1, p. 012021). IOP Publishing.
7. Usman, F. C. A., Manyoe, I. N., Duwingik, R. F., & Kasim, D. N. P. (2020, November). Geophysical survey of landslide movement and mechanism in Gorontalo Outer Ring Road, Gorontalo. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 589, No. 1, p. 012008). IOP Publishing.
8. Manyoe, I.N., Masulili, F., & Hutagalung, R. 2020. Geology of Lahilote Folklore as a Site to Develop Geotourism in Gorontalo. The 49th IAGI Annual Convention & Exhibition. IAGI, Lombok.
9. Usman, F.C.A., Manyoe, I.N., & Kasim, M. 2020. Landslide Analysis based on Rock Mass Classification and Kinematic Analysis in Daenaa Area, Gorontalo. The 49th IAGI Annual Convention & Exhibition. IAGI, Lombok.
10. Abduh, A. G., Usman, F. C. A., Tampoy, W. M., & Manyoe, I. N. (2021, February). Remote Sensing Analysis of Lineaments using Multidirectional Shaded Relief from Digital Elevation Model (DEM) in Olele Area, Gorontalo. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1783, No. 1, p. 012095). IOP Publishing.
11. Manyoe, I. N., Arifin, Y. I., Napu, S. S. S., & Suma, M. D. (2021, July). Assessment of the values of science, education, tourism and the risk degradation of Pentadio geothermal areas to developing geotourism in the Limboto Lake Plain, Gorontalo. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1968, No. 1, p. 012047). IOP Publishing.
12. Arifin, Y. I., Manyoe, I. N., & Napu, S. S. S. (2021, July). Geological study of Pantai Indah for geotourism development based on geological observation and assessment of science, education, tourism and the risk degradation. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1968, No. 1, p. 012048). IOP Publishing.
13. Robot, L. C., Manyoe, I. N., Arifin, Y. I., Saputra, M. J. A., Bilgais, A. A., Abdullah, R. A., & Napu, S. S. S. (2021, July). Surface and subsurface analysis based on the geological structure and electrical resistivity Data in Gorontalo Outer Ring Road (GORR), Huidu Utara. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1968, No. 1, p. 012054). IOP Publishing.
14. Ponto, N. F., Manyoe, I. N., Zakaria, S. A. P., Usman, M. M., & Sumarjis, S. A. I. (2021, July). Seismicity of Suwawa Timur area based on analysis of earthquake: the depth and magnitude. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1968, No. 1, p. 012046). IOP Publishing.
15. Zakaria, S. A. P., Manyoe, I. N., Abduh, A. G., & Budjang, F. (2021, November). Seismicity map to analyze the depth and magnitude earthquake zone in Kwandang Area of North Gorontalo Regency. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 884, No. 1, p. 012060). IOP Publishing.
16. Napu, S. S. S., Manyoe, I. N., & Arifin, Y. I. (2022, April). Geochemistry analysis of geothermal water in Tulabolo Timur, Sulawesi, Indonesia. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1003, No. 1, p. 012034). IOP Publishing.
17. Manyoe, I.N., & Hutagalung, R. (2022, November). The Extraction and Analysis of Lineament Density from Digital Elevation Model (DEM) in Libungo Geothermal Area, Gorontalo. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1089, No. 1, p. 012012). IOP Publishing.
18. Tolodo, D.D., Manyoe, I.N., & Arifin, Y.I. (2022, November). Geochemistry Characteristics of the Hungayono Geothermal Area for the Development of Clean Energy in Gorontalo Province. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1089, No. 1, p. 012012). IOP Publishing.
19. Suma, M.D., Rahmatia, R., Manyoe, I.N., Kobandaha, T.C., Kandouw, R.A., Tolodo, D.D. (2022, November). Mass wasting mechanism of Gorontalo Outer Ring Road (GORR) in Padengo, Gorontalo. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1089, No. 1, p. 012012). IOP Publishing.
20. Rauf, J., Kayambo, M. R., Nurjana, I., & Manyoe, I. N. (2023). Lineament Extraction Analysis Using Digital Elevation Model (DEM) in Lahendong Geothermal Area, North Sulawesi. In E3S Web of Conferences (Vol. 400, p. 01009). EDP Sciences.
21. Ayu, D., Arifin, Y. I., Zainuri, A., Manyoe, I. N., & Jahja, M. (2023). Geology and Geophysics of Talumopatu Geothermal Manifestation Area of Mootilango District, Gorontalo Regency, Indonesia. In E3S Web of Conferences (Vol. 400, p. 01013). EDP Sciences.
22. Hamim, R. H. P., Arifin, Y. I., & Manyoe, I. N. (2023). Geomorphological Study of the Talumopatu Geothermal Area Gorontalo Regency Gorontalo Province. In E3S Web of Conferences (Vol. 400, p. 01005). EDP Sciences.

GAMBARAN UMUM TEKTONIK LEMPENG

Teori tektonik lempeng adalah teori yang sederhana. Secara singkat, teori ini mendeskripsikan lapisan terluar Bumi yang disebut dengan litosfer. Sebuah lapisan yang keras terdiri atas batuan yang kuat. Lapisan ini pecah menjadi tujuh bagian besar (dan beberapa bagian kecil) yang disebut dengan lempeng tektonik. Lempeng tektonik juga disebut lempeng litosfer. Lempeng tektonik ini mengapung di atas lapisan yang disebut astenosfer. Astenosfer seperti juga litosfer tersusun atas batuan. Tapi astenosfer sangat panas di mana satu sampai dua persen batuan di dalamnya meleleh. Sehingga astenosfer bersifat plastis dan lembek.

Gambar 1. Earth Structure, Litosfer, and Tectonic Plate (Thompson and Turk)

Banyak dari aktivitas utama geologi di bumi terjadi pada batas lempeng (plate boundary) yaitu zona di mana lempeng tektonik bertemu dan berinteraksi. Lempeng yang bersisian dapat berpindah relatif satu dengan lainnya dalam tiga cara. Pada batas divergen (divergent boundary), dua lempeng saling menjauh. Pada batas konvergen (convergent boundary), dua lempeng saling bertemu. Pada batas transform (transform boundary), dua lempeng bergerak bersisian secara horizontal. Interaksi lempeng pada batas lempeng menyebabkan terbentuknya rangkaian pegunungan, gempabumi, dan erupsi gunungapi.

PROSES TEKTONIK LEMPENG

Convection Mantle

Mantel memanas akibat peluruhan radioaktif dan akibat pemanasan dari bawah oleh inti Bumi. Walaupun mantel terdiri batuan padat (kecuali bagian kecil di mana mantel meleleh di astenosfer) tapi mantel sangat panas dan selama waktu geologi mengalir lambat. Batuan panas naik dari kedalaman mantel menuju litosfer, bagian yang dingin masuk ke dalam mantel.

Gravitational Sliding

Gravitasi dapat menyebabkan lempeng tergelincir jauh dari pusat zona pemekaran beberapa centimeter per tahun, seperti kereta luncur yang meluncur menuruni bukit salju.

Mantle Plumes

Mantle plumes adalah kolom panas yang naik dari dalam mantel. Proses ini terjadi karena batuan pada beberapa bagian di mantel lebih panas dan lebih ringan dari bagian sekitarnya di mantel. Sumber panas yang menyebabkan mantel plume bisa jadi berasal dari inti bumi atau peluruhan radioaktif di dalam mantel. Kuantitas magma dalam jumlah banyak yang membentuk mantel plume dan naik ke permukaan Bumi pada lokasi gunungapi disebut hot spot. Karena mantel plume berasal dari dalam mantel, erupsi gunungapi hot spot biasanya terjadi di bagian dalam/tengah lempeng tektonik, jauh dari batas lempeng.

Beberapa ahli geologi mengatakan mantel plume bisa jadi disebabkan oleh pusat pemekaran yang baru di litosfer. Saat pemekaran terjadi, mekanisme dorongan dan tarikan akan menjaga lempeng bergerak, sekalipun mantel plume padam.

LEMPENG

Batas Lempeng Divergen (Divergent Plate Boundaries)

Batas lempeng divergen dikenal juga dengan spreading center dan rift zone, yaitu dua bagian yang memisah/mekar.

Pematang Tengah Samudera (Mid Ocean Ridge)

Pematang tengah samudera adalah pemekaran yang terjadi di samudera.

Retakan Benua (Splitting Continent)

Retakan benua adalah pemekaran yang terjadi pada benua. Rift Valley berkembang di zona pemekaran benua akibat kerak benua meregang, pecah, dan terbenam akiba ditarik terpisah.

Batas Lempeng Konvergen (Convergent Plate Boundaries)

Pada batas lempeng konvergen, lempeng litosfer saling bertemu. Konvergen dapat terjadi antara lempeng benua dengan lempeng benua, antara lempeng benua dengan lempeng samudera, dan antara lempeng samudera dengan lempeng samudera.

Ketika dua lempeng saling bertemu, lempeng yang lebih padat akan bergerak ke bawah lempeng yang lain dan masuk ke mantel. Proses ini disebut subduksi (subduction). Secara umum, hanya litosfer samudera yang dapat masuk ke mantel. Zona subduksi sangat panjang. Lajurnya sepanjang lempeng litosfer yang masuk ke dalam mantel.

Ketika lempeng samudera bertemu lempeng benua maka lempeng samudera yang padat akan masuk ke mantel di bawah benua. Banyak zona subduksi berlokasi di tepi benua (continent margin).

Pada awal pembentukan litosfer samudera panas, tipis dan terang tapi saat menjauh dari mid ocean ridge litosfer samudera menjadi tua, dingin, tebal dan padat. Dengan demikian, densitas dari litosfer samudera meningkat berdasarkan umur.

Jika dua lempeng benua saling bertemu maka tak ada yang dapat masuk ke dalam mantel karena keduanya memiliki densitas yang rendah. Dua lempeng benua saling bertubrukan satu sama lain membentuk rangkaian gunung yang besar.

Batas Lempeng Transform (Transform Plate Boundaries)

Batas lempeng transform terbentuk di mana dua lempeng bersisian secara horizontal satu sama lain dan bergerak dengan arah yang berlawanan. Tipe batas lempeng ini dapat terjadi pada lempeng samudera dan lempeng benua.

ANATOMI LEMPENG TEKTONIK

Lempeng tektonik dapat disimpulkan sebagai berikut:

• Sebuah lempeng adalah sebuah pecahan dari litosfer. Dengan demikian yang termasuk dalam lempeng adalah kerak dan mantel bagian atas.
• Dalam sebuah lempeng dapat mencakup kerak samudera dan kerak benua. Ketebalan rata-rata litosfer yang mencakup kerak samudera adalah 75 Km, sebaliknya litosfer yang mencakup benua 125 Km. Litosfer bisa jadi setebal 10 – 15 Km pada pusat pemekaran samudera.
• Lempeng bersusunan keras, secara mekanik tersusun atas batuan yang keras.
• Lempeng mengapung di atas batas yang panas, astenosfer yang plastis, dan meluncur secara horizontal di atasnya.
• Perilaku lempeng sama seperti papan besar es yang mengapung di atas danau, sedikit lentur seperti skater, mengikuti pergerakan vertikal yang kecil. Secara umum merupakan lembaran batuan besar dan utuh yang bergerak.
• Tepi lempeng adalah daerah aktif tektonik. Gempabumi dan gunungapi umum terdapat pada batas lempeng. Sebaliknya bagian dalam litosfer biasanya merupakan daerah stabil secara tektonik.
• Pergerakan lempeng tektonik bervariasi mulai dari 1 – 16 cm per tahun.

KONSEKUENSI PERGERAKAN LEMPENG

Beberapa konsekuensi dari pergerakan lempeng adalah terbentuknya gunungapi, terjadi gempabumi, pembentukan gunung, palung samudera, migrasi benua dan samudera.

Gunungapi

Erupsi gunugapi terjadi saat magma yang panas naik ke permukaan bumi. Erupsi gunungapi biasanya terjadi pada batas lempeng divergen dan konvergen. Terdapat tiga faktor yang dapat melelehkan batuan menjadi magma dan menyebabkan erupsi gunungapi. Yang paling nyata adalah kenaikan temperatur. Batuan panas juga akan meleleh menjadi magma jika ada penurunan tekanan atau jika air masuk ke dalamnya.

Pada batas divergen, astenosfer yang panas naik mengisi celah antara dua lempeng yang memisah. Penurunan tekanan menyebabkan astenosfer naik. Hasilnya, bagian-bagian astenosfer meleleh membentuk magma basaltik yang sangat banyak, lalu keluar ke permukaan bumi. Mid ocean ridge adalah rangkaian gunungapi dan aliran lava dasar laut yang terbentuk pada batas lempeng divergen. Gunungapi biasanya juga terbentuk pada pemekaran benua.

Video 1. Plate tectonic and Volcano

Pada batas lempeng konvergen, litosfer samudera yang padat masuk ke dalam astenosfer. Lempeng membawa air, lumpur, dan batuan pada lantai samudera. Lempeng masuk ke dalam mantel dan menjadi panas. Panas memindahkan air naik ke astenosfer yang panas di bawah lempeng berlawanan. Air melelehkan batuan astenosfer membentuk magma dalam jumlah besar pada zona subduksi. Magma naik ke litosfer, beberapa yang keras masuk ke litosfer dan beberap tererupsi ke permukaan bumi.

Gempabumi

Gempabumi biasanya terjadi di tiga batas lempeng tektonik, dan biasanya jarang terjadi pada bagian dalam lempeng tektonik. Gempa terkonsentrasi pada batas lempeng karena batas lempeng adalah zona rekahan pada litosfer di mana lempeng yang satu tergelincir pada lempeng yang lain. Bidang gelincir jarang yang halus dan berlanjut/terus menerus. Rekahan bisa jadi terkunci selama berbulan-bulan atau ratusan tahun. Tiba-tiba, lempeng tergelincir beberapa centimeter atau beberapa meter pada lempeng lainnya. Gempabumi adalah gerakan batuan yang disebabkan oleh pergerakan yang tiba-tiba itu.

Pembentukan Gunung

Banyak dari rangkaian gunung terbentuk pada zona subduksi. Volume magma yang besar naik ke kerak menyebabkan terbentuknya pegunungan. Erupsi gunungapi membentuk rangkaian gunungapi. Rangkaian gunungapi juga terbentuk pada zona pemekaran.

Palung Samudera

Palung samudera panjang mengikuti batas pada lantai samudera yang berkembang di mana subduksi masuk ke dalam mantel. Sebuah palung dapat terbentuk dimanapun subduksi terjadi. Palung adalah bagian paling dalam pada cekungan samudera.

Migrasi Benua dan Samudera

Perpindahan benua terjadi pada permukaan bumi karena benua merupakan bagian dari lempeng litosfer yang bergerak. Saat benua berpindah, cekungan samudera terbuka dan menutup selama waktu geologi.

SUPERKONTINEN

Antara 2 – 1.8 miliar juta tahun lalu, pergerakan lempeng tektonik menyatukan mikrokontinen membentuk superkontinen pertama yang dikenal dengan Pangea I. Setelah Pangea I retak sekitar 1.3 miliar tahun lalu, fragmen kerak benua berkumpul kembali membentuk superkontinen kedua yang disebut Pangea II, sekitar 1 miliar tahun lalu. Kontinen ini kemudian pecah, lalu pecahan kontinen ini mengumpul kembali menjadi superkontinen ketiga yang disebut Pangea III, sekitar 300 juta tahun lalu.

ISOSTASI: PERGERAKAN LEMPENG SECARA VERTIKAL

Perhatikan perahu kecil yang masuk ke dalam air saat kita menginjakkan kaki ke perahu dan perahunya naik lagi saat kita keluar dari perahu. Perilaku litosfer sama seperti ini. Jika massa yang besar ditambahkan ke dalam litosfer maka litosfer akan terbenam di astenosfer. Proses yang menambah dan mengurangi massa pada litosfer adalah pertumbuhan dan pelelehan glasier dalam jumlah besar.

Konsep di mana litosfer mengapung seimbang di atas astenosfer disebut isostasi. Pergerakan vertikal sebagai respon terhadap perubahan beban disebut penyesuaian isostatik (isostatic adjusment). Gunung es yang besar memiliki puncak yang tinggi dan dasarnya masuk jauh ke bawah permukaan air. Ini adalah ilustrasi untuk isostatic adjusment. Rangkaian pegunungan yang tinggi memiliki “akar” yang dalam dibanding dataran. Dasar gunung es yang tinggi lebih dalam dibanding dasar gunung es yang lebih kecil. Perilaku litosfer sama dengan ini.

LET'S RELAX

Gambar 2. Plate Tectonics crossword

SOME IMPORTANT WORDS

Gambar 3. Define, explain, or describe.

REFERENCES

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

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.