Geofisika_Fisika Bumi dan Ilmu Falak_Introduction to Geology

Oleh: Andrias Widiantoro

TUGAS FISIKA BUMI DAN ILMU FALAQ

“ INTRODUCTION TO GEOLOGY “

Dosen Pembimbing

Drs.Abdul Basid, M.Si

Oleh

Ika Yulia Sulistyarini

(07640012)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) MAULANA MALIK IBRAHIM

MALANG

2010

    A.    Pengertian Geologi

Geologi adalah ilmu yang mempelajari susunan, bentuk, sejarah perkembangan bumi dan makhluk yang pernah hidup di dalam dan di atas bumi serta proses-proses yang telah, sedang dan akan bekerja di bumi.

Buku fisika bumi mempelajari banyak hal mengenai bumi diantaranya  mencakup banyak aspek mengenai bumi  seperti struktur internal dan komposisi atmosfer, kejadian yang terjadi dipermukaan bumi seperti erosi oleh arus, angin  dan gletser dan proses-proses di dalam bumi seperti formasi lava. Lipatan dari batu padat  (batuan beku) dan pergerakan material bumi pada saat  gempa bumi. Dengan latar belakang fisika bumi, ilmuwan dapat mempelajari evolusi  kehidupan dan sederet kejadian yang mempengaruhi planet kita sejak (planet) diciptakan.

Gambar 1. Beberapa cabang ilmu dari fisika bumi 

Mungkin dalam benak kita akan muncul pertanyaan: Dari apakah bumi dibuat? Atom apa saja yang ada diplanet kita? Bagaimana mereka mengombinasikan sehingga menjadi bentuk mineral, batuan, tanah,  dan lautan seperti yang kita lihat setiap hari? jawaban atas pertanyaan itu bisa kita ketahui melalui ilmu geologi. Selain itu, kita juga harus memahami proses yang terjadi diatas material bumi. Bagaimana sungai Colorado memotong Grand Canyon? berapa besar massa es yang dapat mengalir melewati daratan lebih dari 3 km (10.000 kaki)? Bagaimana angin dapat membawa dan memindahkan butir pasir? bagaimana mungkin batu padat melipat? Apa yang membuat batu patah? Bagaimana gunung terbentuk?

                 Beberapa dari proses ini mudah untuk dipelajari. Kita bisa pergi ke Arizona untuk mengobservasi aktivitas sungai Colorado atau ke antartika atau Greenland untuk mempelajari perilaku es dalam jumlah yang besar. Kita dapat melakukan perjalanan ke Alps untuk melihat apakah sungai es yang kecil menjadi berbeda dari yang berukuran besar. Kita dapat mempelajari lingkungan yang kering di Sahara atau gurun pasir Mojave. Lingkungan tropis di hutan Amazon, dan proses garis pantai di Tahiti atau pulau Coney. Keseluruhan bumi ini merupakan laboratorium kita.
                Disisi yang lain, ada beberapa proses yang tidak dapat dipelajari dengan mudah. Seperti halnya kita tidak dapat pergi ke dalam bumi untuk melihat bentuk lava atau bekas lava yang menuju permukaan.  Kita tidak mungkin dapat bertahan didalam bumi (tanah) untuk mengamati dan mencatat isi bumi yang telah tertutup oleh batuan. Memang sulit untuk mempelajari bagaimana gunung terbentuk karena  terbentuknya gunung memakan waktu yang sangat lama dibandingkan dengan masa hidup kita, atau bahkan dalam seribu masa kehidupan. Kita hanya dapat melihat bagian kecil dari keseluruhan proses yang terjadi.
         Proses yang dapat diobservasi secara langsung dapat dimengerti dan lebih siap karena kompleksitasnya dapat diuraikan di lapangan dimana hal tersebut dapat dipelajari dengan kondisi yang terkontrol. Proses yang tidak dapat diamati atau diteliti secara langsung seperti aktivitas di dalam bumi, harus dipelajari dengan cara yang memungkinkan kita untuk menyelidiki ke dalam bumi, seperti halnya dokter yang menggunakan stethoscope untuk mempelajari kerja dalam tubuh manusia. Menemukan cara untuk memulai penelitian seperti ini merupakan pekerjaan yang sulit. Bagaimana untuk masalah seperti, dapatkah kita mengukur suhu lava dari letusan gunungapi atau mengumpulkan gas dari yang keluar dari lubang kawah? Masalah-masalah seperti inilah yang membuat geologi lebih menantang, dan mendapatkan penghargaan.
 

     B.    Proses-Proses Geologi

Proses-proses geologi adalah semua aktivitas yang terjadi di bumi baik yang berasal dari dalam bumi (endogen) maupun yang berasal dari luar bumi (eksogen).

1.      Tenaga Endogen

Gaya endogen adalah gaya yang berasal dari dalam bumi. Gaya yang berasal dari dalam bumi dapat berupa gempabumi, magmatisme, volkanisme, orogenesa dan epirogenesa. Aktivitas Tektonik adalah aktivitas yang berasal dari pergerakan lempeng-lempeng yang ada pada kerak bumi (lithosphere). Hasil dari tumbukan antar lempeng dapat menghasilkan gempabumi, pembentukan pegunungan (orogenesa), dan aktivitas magmatis/aktivitas gunungapi (volcanism). Aktivitas magmatis adalah segala aktivitas magma yang berasal dari dalam bumi. Pada hakekatnya aktivitas magmatis dipengaruhi oleh aktivitas tektonik, seperti tumbukan lempeng baik secara convergent, divergent dan atau transform. Pembentukan material kulit bumi (batuan) yang terjadi di Pematang tengah samudra adalah salah satu contoh dari aktivitas magma, sedangkan pembentukan gunungapi di kepulauan Hawaii adalah contoh lain dari aktiitas magma yang terjadi di sepanjang batas lempeng (transforms). Produk dari aktivitas magma dapat menghasilkan batuan beku, baik batuan beku intrusive dan batuan beku ekstrusive.

 2.      Tenaga  Eksogen

Gaya eksogen adalah gaya yang dipengaruhi oleh energi matahari dan gaya tarik bumi (gravitasi). Adapun proses proses yang dipengaruhi oleh gaya eksogen adalah pelapukan, erosi, mass wasting(perubahan massa) dan sedimentasi.

C.    Bahaya Geologi 

Proses-proses geologi baik yang bersifat endogenik maupun eksogenik dapat menimbulkan bahaya bahkan bencana bagi kehidupan manusia. Bencana yang disebabkan oleh proses-proses geologi disebut dengan bencana geologi. Longsoran Tanah, Erupsi Gunungapi, dan Gempa bumi adalah contoh-contoh dari bahaya geologi yang dapat berdampak pada aktivitas manusia di berbagai wilayah di muka bumi.

Berdasarkan catatan, bencana yang diakibatkan oleh bahaya geologi yang terjadi di berbagai belahan dunia meningkat secara tajam, baik dalam tingkat dan frekuensi kejadiannya dan secara statistik jumlah korban jiwa dan harta benda juga meningkat. Berdasarkan catatan BAKORNAS, bencana yang melanda Indonesia dari tahun ke tahun menunjukan peningkatan yang cukup signifikan. Selama periode 2003 – 2005 telah terjadi 1.429 bencana, baik yang disebabkan oleh bencana geologi maupun bencana hidro-meteorologi.

             D.     Bumi (masa lalu, sekarang dan masa depan)

Ilmu geologi merupakan salah satu ilmu yang unik karena geologi juga mempelajari tentang waktu. Terbentuknya bumi yag sekarang merupakan hasil dari proses-proses yang terjadi dimasa lampau, dan ini juga dibahas dalam geologi. Bahkan ilmuan juga bisa mempelajari bumi dimasa depan melalui geologi. Pertanyaannya, bagaimana kita dapat memahami apa yang terjadi dimasa lampau jika hal itu terjadi sebelum ada kehidupan (manusia)?

-          Saat Ini Adalah Kunci Menuju Masa Lampau

Penelitian tentang apa yang terjadi dimasa lampau dimulai dengan mempelajari bumi saat ini.  Setiap proses yang terjadi di bumi meninggalkan beberapa jenis rekaman untuk para ahli geologi untuk diteliti seperti mencairnya sungai es meninggalkan batuan, kerikil, pasir, dan endapan lumpur. Sungai es mungkin telah berlalu, tapi rekaman yang tersimpan yang mereka bentuk masih ada . Angin membawa pasir jika mengalir turun. Melarutkan lava dingin kemudian menjadi batuan padat. Proses ini meninggalkan material sebagai bukti atas proses alam yang terjadi.

Dalam beberapa hal, rekaman menjadi sebuah penjelasan sehingga ahli geologi dapat menentukan proses apa yang telah terjadi sekalipun berjuta-juta tahun telah berlalu sejak proses tersebut berhenti. Sebagai contoh, pasir dapat disimpan oleh keduanya baik oleh sungai es ataupun angin.  Dapatkah kedua jenis pasir yang tersimpan tersebut dibedakan? Masa modern ini, sungai es  membawa material yang terdiri atas butir-butir tajam yang runcing dengan ukuran dan tipe (termasuk butir pasir) yang berbeda, sementara pasir dibawa oleh angin di padang pasir yang terdiri dari pasir-pasir yang bulat dan ukurannnya hampir sama.

Ketika dihubungkan antara proses-proses modern dengan hasilnya, kita memiliki dasar untuk mempelajari terbentuknya batuan oleh proses terdahulu. Tetapi  ada juga beberapa batuan yang tidak dapat dijelaskan dengan proses modern. Retakan lumpur yang ditemukan di dalam batu-batu jutaan tahun ditafsirkan telah dibentuk oleh pengeringan sedimen, hanya sebagai bentuk retakan lumpur . Fosil karang, dan binatang-binatang clamlike yang ditemukan di dalam batuan di Kansas Illionis, Indiana, dan Ohio ditafsirkan sebagai bukti bahwa Negara ini merupakan satu bagian dari satu dasar laut karena memiliki makhluk hidup serupa yang hidup sekarang dan ditemukan hanya dalam laut.  Jadi kenyataan sekarang merupakan kunci untuk mengetahui kenyataan pada masa lampau.

Konsep ini dikenal secara formal sebagai Doktrin uniformitarianism.  Ini menyatakan bahwa proses yang terjadi baik di atas ataupun di dalam bumi sekarang pada dasarnya sama seperti yang terjadi dalam   geologi masa lalu dan sebagai akibatnya, kejadian  saat ini dapat digunakan untuk menafsirkan kejadian pada masa lalu. Doktrin uniformitarianisme pertama kali dinyatakan pada 1785 oleh James Hutton, seorang ilmuwan alam dari Edinburgh yang dianggap oleh banyak ilmuwan sebagai  bapak geologi modern.

Ide-ide Hutton  dianggap revolusioner karena kebanyakan ilmuwan pada zamannya mempunyai pandangan yang sangat berbeda tentang bumi pada masa lalu. Mereka melihat pegunungan yang besar tapi tidak mengetahui proses yang pasti bagaimana gunung itu terbentuk sehingga menjadi seperti yang kita lihat saat ini. Malah mereka percaya bahwa cirri-ciri mengenai tanah seperti selama terbentuknya gunung terjadi perubahan besar yang dikenal dengan bencana. Hutton menunjukkan bahwa ciri yang sama dapat terbentuk selama jangka waktu yang lama melalui serangkaian gerak yang lambat (prosesnya lama). Ide-ide Hutton's diterima secara bertahap oleh ahli geologi lain dan sekarang  mereka membentuk kerjasama dengan ahli geologi fisika dan ahli geologi yang mempelajari sejarah bumi.

-          Permasalahan-Permasalahan Mempelajari Masa Lampau.

Uniformitarianisme memberikan kunci untuk membuka pintu misteri masa lalu, tetapi ada beberapa masalah dengan penggunaannya. Ahli Geologi, percaya bahwa bumi terbentuk sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu (4.6 x 10 pangkat sembilan tahun). Beberapa proses yang paling awal seperti awal pembentukan formasi planet, generasi atmosfer, dan susunan dari kerak bumi terluar mungkin hanya terjadi satu kali selama sejarah bumi. Karena hal itu tidak terjadi hari ini, kita tidak dapat menggunakan uniformitarianisme untuk menafsirkannya. Prinsip-prinsip Uniformitarian mungkin diaplikasikan hanya untuk dua pertiga dari sejarah bumi.

Masalah lain adalah  bahwa catatan dari masa lalu tidak lengkap. Bumi adalah planet yang dinamis dan permukaan bagian dalam bumi selalu terjadi perubahan. Gunung yang ada jutaan tahun yang lalu sudah pergi, mengikis pergi bersama dengan semua bukti proses kuno yang telah terkandung dalam batuan. Batu-batuan lain tersembunyi dari pandangan, bukti terbentuknya mereka terkubur ribuan meter di bawah permukaan bumi. Masalah ini sama seperti membaca novel detektif dan mencoba untuk mencari tahu siapa pelakunya dengan beberapa halaman hilang dari buku. Kita tidak pernah yakin bahwa kita memiliki keseluruhan cerita.

Apakah masalah ini membuat pelajaran geologi menjadi tidak mungkin? Jelas tidak. Ada banyak ahli geologi yang tampaknya memiliki beberapa keberhasilan di bumi dalam menafsirkan proses, menemukan minyak bumi dan gas alam, mencegah tanah longsor dan membantu untuk membuat pencatat gempa. Kesulitan para ilmuwan dunia hanyalah bekerja lebih keras dan banyak cara membuat sains lebih menarik dan menyenangkan.

Buku ini akan fokus terutama pada masa kini untuk menguji proses-proses yang terjadi di bumi hari ini, tetapi jika masa kini adalah kunci ke masa lalu, masa lalu dan kini adalah kunci untuk masa depan. Begitu kita telah menentukan apa yang mengontrol aliran air dan endapan di sungai, kita bisa meramalkan wilayah mana yang memiliki kemungkinan menderita banjir dan apa yang diharapkan ketika bendungan dibangun melintasi sungai. Jika kita dapat mencari tahu apa penyebab gempa bumi, kita mungkin dapat memprediksi kapan dan di mana gempa bumi akan berlangsung dan sehingga dapat  menyelamatkan ribuan kehidupan.

   E.    Bagaimana Ahli Geologi Bekerja?

Ahli geologi mempelajari bumi dalam berbagai cara. Pekerjaan di lapangan seperti  mengumpulkan batu, tanah, atau air kemudian digunakan sebagai sampel untuk dianalisis di laboratorium. Selain itu, mereka juga  menggunakan peralatan yang bagus untuk mengukur daya magnet bumi, gravitasi, atau aktifitas internal gempa. Beberapa ahli geologi bekerja di laboratorium, mencoba untuk menciptakan kembali kondisi-kondisi yang membuat batuan lipatan, retakan, atau meleleh. Selain itu membangun sungai skala kecil untuk belajar tentang banjir dan gerakan sedimen, mempelajari radioaktivitas dalam batuan untuk mempelajari usia batuan atau membombardir mineral dengan x-ray untuk mempelajari struktur mineral.

-          Metode Ilmiah

Di lapangan atau di laboratorium, semua geolog menggunakan metode ilmiah. Ini merupakan keteraturan, pendekatan yang logis terhadap masalah apa pun yang sedang dipelajari. Dalam metode ilmiah kita menanyakan tiga hal: Apa yang sedang saya lihat? Dengan proses apa hal itu terbentuk? Apa akibat proses-proses ini? Pertanyaan yang diajukan harus urut karena untuk jawaban yang terakhir, dua pertanyaan yang pertama  harus dijawab.

Dalam metode ilmiah, observasi terdiri dari obyek atau proses. Setelah observasi ekstensif, peneliti menyarankan sebuah hipotesis sebuah percobaan untuk menjelaskan tentang fenomena yang sedang dipelajari. Hipotesis itu kemudian  di tes lebih jauh oleh penelitian atau eksperimen, dan ditinjau kembali atau di sesuaikan dengan data baru. Proses dari penelitian tes hipotesis diulang sampai akhirnya sebuah hipotesis dapat menjelaskan semua penelitian secara memuaskan. Namun, hipotesis akhir mungkin tidak menjadi jawaban yang "benar". Ilmuwan lain mempelajari fenomena yang sama dan mungkin telah membuat pengamatan lain atau mengumpulkan data lain selama eksperimen mereka yang mengarah ke hipotesis yang sama yang dapat diterima. 

-          Kerja Ganda Hipotesis

Ahli Geologi mencoba membuat beberapa kerja ganda hipotesis seperti banyak penjelasan yang masuk akal yang dapat dipahami agar sesuai dengan data. Umumnya ini mudah pada awal studi karena banyak variabel kontrol hasil dari proses geologi , data di lapangan dan laboratorium kemudian dikumpulan untuk mengevaluasi setiap kerja hipotesis, dan yang tidak sesuai dengan data baru dibuang. Karena semakin banyak informasi yang dikompilasi, pembatasan lebih ditempatkan pada hipotesis dan jumlah hipotesis menyusut dengan  cepat.

Proses ini mirip dengan langkah-langkah yang diikuti oleh seorang detektif dalam memecahkan pembunuhan. Investigasi yang menghasilkan petunjuk baru untuk  diperiksa (saran pengamatan atau percobaan baru). Titik ini tersangka baru (menyarankan hipotesis berbeda), setelah tersangka menyiangi sebagai  bukti baru (hipotesis di cari) sampai tidak ada satu pun yang tersisa.

   F.   Bagaimana Gunung Terbentuk

Dalam buku ini kami berharap dapat mengikuti metode ilmiah. Kami akan membuat banyak pengamatan dalam bab-bab berikut. tetapi kita tidak mengharapkan Anda untuk menghafal semua. Kami akan mencoba untuk mengadakan pengamatan  batu-batu untuk perumusan dari hipotesis tentang pekerjaan skala besar bumi. Sebagai contoh aplikasi dari metode ilmiah, kita akan melakukan penelitian untuk mengevaluasi lima hipotesis yang telah disusun untuk menjelaskan penyebab terbentuknya gunung.

Dari awal kehidupan, manusia telah melihat gunung, laut dan daratan, mereka terkagum bagaimana hal itu terbentuk. Mengapa ada gunung di Alaska dan tidak di Iowa? Mengapa laut dan benua ada? Beberapa hipotesis berbeda disusun 200 tahun dimasa lalu untuk menjawab pertanyaan ini tetapi kita hanya memperkirakan lima. Pada satu waktu atau yang lain, setiap dari lima hipotesis tersebut diterima oleh ilmu pengetahuan secara umum atau dapat memuaskan public. 

  

       G.   Apakah Gletser Bergerak?

    

Penggembala dan petani di lembah-lembah Alpen Swiss dan Perancis melihat bahwa sudut batu-batu besar dan kerikil berserakan di atas dasar lembah yang sangat mirip dengan puing-puing dan gletser di puncak lembah-lembah. Mereka (dan beberapa ilmuwan) berpikir bahwa batu-batu besar telah disimpan di lembah-lembah oleh gletser, pada satu waktu es turun  menyusuri lembah-lembah, telah mencair, dan meninggalkan batu-batu besar sebagai bukti kehadiran mereka sebelumnya. Ilmuwan lain menertawakan gagasan bahwa massa es padat ratusan bisa bergerak ratusan meter.

Pada awal abad kedelapan belas, percobaan sederhana dirancang dan dilaksanakan oleh ilmuwan Swiss dan Prancis untuk menguji hipothesis gletser yang dapat bergerak . Spidol pada batu diletakkan di dinding batuan dasar lembah, dan sebuah garis permanen yang disurvei secara akurat  diberdirikan pada permukaan es di antara batuan. Jika es bergerak, pertanda bahwa permukaannya akan mengubah posisi ketika dibandingkan dengan dua tanda yang diam di dinding lembah .

Hasilnya? Penanda di atas es bergerak turun ke lembah, membuktikan secara meyakinkan bahwa gletser dapat bergerak. Es di tengah gletser bergerak lebih jauh daripada es di pinggiran. Seperti yang sering terjadi dalam ilmu pengetahuan, banyak observasi yang dikonfirmasi atau ditolak dengan satu hipotesis yang menimbulkan satu masalah baru yang harus dipecahkan. Mengapa es di sisi gletser bergerak lebih lambat daripada es di pusat? Ilmuwan segera berpendapat bahwa ini akibat dari gesekan antara es dan dinding lembah. Hal ini kemudian menjadi hipotesis baru yang akan diuji.

-          Hipotesis 1-statis bumi  

Hipotesis bahwa bumi statis menjadi pembicaraan masyrakat umum  tentang pembentukan gunung selama bertahun-tahun sebelum pengembangan Doktrin uniformitarianisme. Hipotesis ini menyatakan bahwa bumi yang kita lihat sekarang ini tidak terlalu berbeda dengan awal diciptakannya. Terbentuknya gunung-gunung merupakan penciptaan yang sama dengan yang ada sekarang sebagaimana mangkuk laut, benua, danau, dan sungai. Erosi telah merubah Wahana dirgantara super menurunkan ketinggian pegunungan, mengandung pasir endapan lumpur dan kerikil yang dibawa oleh angin,  sungai, dan gletser yang telah mengisi beberapa dataran rendah , tetapi dalam lingkup keseluruhan sejarah bumi,ini berada pada perubahan yang signifikan. Beberapa penganut hipotesis ini percaya bahwa Alkitab menggambarkan penciptaan dunia secara akurat, dan untuk alasan ini hipotesis ini juga dikenal sebagai hipotesis kristianis.

-          Hipotesis 2- memperluas bumi.

Setelah uniformitarianisme digunakan untuk mempelajari sejarah bumi, sejumlah hipotesis yang dikembangkan diterima secara perlahan-lahan tapi terus merubah planet menjadi lebih banyak dari semula (planet yang awalnya hanya satu). Fosil Marine ditemukan di bebatuan di puncak tertinggi di Pegunungan Alpen, hal ini menunjukkan bahwa dasar laut telah dihancurkan dan terangkat menjadi puncak gunung. Kreasionis menyatakan bahwa fosil adalah hasil dari banjir Nabi Nuh, tetapi uniformitarianists menyatakan bahwa perubahan ekstrim seperti ini biasanya berlangsung secara perlahan karena sebagian besar merupakan proses geologi.

suatu pemikiran dari sekolah menyatakan bahwa bumi berangsur-angsur semakin panas sejak pertama kali dibentuk, dan telah meluas secara konstan (Gambar 1.5). ini merupakan hipotesis dari perkembangan bumi. Dalam model ini, permukaan bumi diumpakan lapisan tipis, rapuh, seperti halnya permukaan balon yang semakin membesar. Ketika balon itu semakin membesar, retakan mantel bumi semakin luas. Bumi yang retak ini menjadi cekungan laut baru atau cekungan benua mendalam seperti Death Valley. Melengkung ke atas garis pantai menghasilkan celah-celah pegunungan baru. bentuk ini, cekungan laut baru, pegunungan, dan benua dapat muncul setiap saat.

Orang lain menghipotesiskan sebuah penyusutan bumi. bentuk  ini merupakan kebalikan dari pembahasan sebelumnya , tetapi juga menyatakan bahwa benua baru dan samudra dapat terbentuk setiap saat. Ini menyatakan bahwa bumi telah mulai dingin sejak pertama kali dibentuk, dan sebagai hasilnya telah menyusut terus-menerus (Gambar 1.6). Dalam bentuk ini, dunia yang diumpakan sebagai balon mengempis perlahan-lahan. Ketika balon semakin kecil, permukaan yang aslinya halus menjadi keriput dan berkerut. lipatan menjadi lautan, dan kerutan menjadi pegunungan.

Hipotesis 4- bumi berdenyut

Beberapa geolog berpikir bahwa mereka telah mendeteksi bukti di seluruh dunia baik perluasan dan kontraktraksi. Mereka mengembangkan bentuk  bumi yang berdenyut yang mengombinasikan antara hipotesis bumi yang mengembang dan bumi yang menyusut . sesuai dengan bentuk ini, bumi mengalami dua periode berbeda yaitu berkembang dan menyusut seperti denyut jantung. Jika mengembang dan menyusut dihubungkan pada pemanasan dan pendinginan di seluruh bumi, sebuah sejarah yang sangat lengkap mengenai suhu diperlukan bumi. Panas harus dibuat secara periodic kemudian dilepaskan.

Hipotesis 5- Lempeng tektonik bumi.

Gambar 5. Lempeng lithosfer bumi

Pada abad kedua puluh telah terlihat sebuah revolusi dalam geologi. Teknologi canggih telah memungkinkan ahli geologi untuk mempelajari dasar samudera, gravitasi bumi dan gaya magnet bumi, serta batuan dengan cara-cara di mana Hutton tidak bisa bermimpi. Data yang baru dan mengejutkan sudah pasti mempunyai persamaan baru dan hipotesis yang mengejutkan, “hipotesis lempeng tektonik” yang telah berkembang hanya dalam 20 tahun terakhir.

Menurut bentuk lempeng tektonik, permukaan bumi relatif terdiri dari material yang keras yang dikenal sebagai  lempeng lithosfer . Beberapa lempeng ini sangat besar. Lempeng  Amerika Utara memanjang dari tengah-tengah Samudera Atlantik ke Pasific, terdiri dari lautan dan benua. Semua lempeng dapat bergerak dengan bebas dan dengan bebas melintasi bumi. Lempeng -lempeng itu bergerak sebagian,bertumbukan bersamaan atau bergesekan satu dengan yang lain dan dalam prosesnya lempeng-lempeng itu membentuk pegunungan. 

Gambar 6. Model lempeng tektonik

Bagaimana bisa benua dan lautan bergerak? Gambar 6 menunjukkan penjelasan tentang pernyataan ini.  Diatas 100-150 km bumi relative terdiri dari material batuan yang keras yang disebut litosfer dan itu adalah material yang membentuk lempeng. Di bawah lapisan litosfer terdapat lapisan astenosfer dengan kedalaman 100 km dimana batuan tersebut bersifat kenyal seperti bentuk tanah liat dan dapat mengalir dengan bebas. Lempeng litosfer biasanya terapung diatas atenosfer dan benua dan lautan membawanya seperti penumpang.

Dalam bentuk lempeng tektonik, bumi berkembang ke beberapa daerah, tetapi mendekat secara bersamaan dengan yang lain. Perkembangan ini mengakibatkan daeah di setiap laut di rantai pegunungan yang memanjang disebut pegunungan laut (lihat Gambar 6). Pada masing-masing lempeng pegunungan retak dan terdesak sebagian oleh lava yang mengalir keatas dari letak bumi yang lebih dalam. Ketika perkembangan berlanjut, efek perkembangan ini membuat material baru ditambahkan  ke punggung bukit dari bawah dan kemudian dibawa ke luar pada kedua sisi punggung bukit di puncak. Hasilnya adalah sebuah proses yang disebut pemekaran dasar laut yang membesar secara terus menerus memperluas samudra/lautan dan lempeng terpisah satu sama lain. Pegunungan Atlantic bagian tengah dianggap sebagai pusat penyebaran yang memisahkan lempeng amerika utara bergerak kearah barat dan lempeng Eurasia bergerak kearah timur

Penyusutan terjadi pada parit-parit yang menandai bagian terdalam dari lautan. Lempeng-lempeng bergerak jauh menyebar dari pusat dan kadang-kadang bertubrukan dan satu gaya  di bawah parit lain disebut zona subduksi. Benturan lempeng-lempeng di zona subduksi menghancurkan dan menyusutkan batuan pada skala besar yang berupa pegunungan. Pada zona subduksi, material ditambahkan ke lempeng-lempeng di punggung laut mengembalikan kedalaman sehingga ukuran bumi adalah  relatif konstan. Pegunungan, gunungapi, gempa bumi dan batuan lipat dari Jepang, Indonesia, Puerto Rico, dan pegunungan Andes  adalah hasil subduksi.Bahkan bagian depan pada zona subduksi, dua lempeng meluncur/terpisah satu sama lain memperbesar retak pada bumi yang dikenal dengan patahan.

Pengujian hipotesis kelima

Mana dari lima hipotesis yang paling benar? Beberapa, seperti perkembangan dan penyusutan bentuk bumi, mungkin tampak menarik karena kesederhanaan mereka, tetapi penjelasan sederhana tidak selalu yang terbaik. Satu lagi, seperti lempeng tektonik bumi atau hipotesis bahwa bumi berdenyut, jauh lebih kompleks, tetapi kompleksitas itu sendiri tidak menjamin kebenaran. Lempeng tektonik adalah hipotesis yang paling baru, apakah  berarti bahwa hal itu harus benar?

Apakah Anda secara pribadi suka atau tidak suka dengan bentuk yang tidak relevan karena masing-masing bentuk harus diuji secara objektif. Bagaimana kita bisa menguji mereka?  jenis data apa saja yang harus dicari oleh ahli geologi?  Proses-proses dan batuan apa saja yang terlibat? Di mana  tempat terbaik untuk menemukan jawabannya? Pertanyaan-pertanyaan ini tidak akan dijawab di sini. Jauhkan  dalam pikiranmu saat membaca pengamatan  dan hipotesis berikut. Kamu mungkin merasakan bahwa kamu mampu menjawab beberapa pertanyaanmu sendiri, dan kami akan meninjau mereka dalam Bab 17, 18, 20, dan 21. 

H. Relevansi Geologi

Pengetahuan geologi telah membantu kelangsungan hidup manusia dari masa ketika Homosapiens pertama berjalan tegak hingga sekarang. Alat-alat primitif digunakan manusia antara lain panah dan batu api untuk alat pemotong, berwarna cerah Cinnabar dan perunggu untuk pigmen, dan tanah liat untuk keramik dan batu bata. Batu  telah digali untuk membangun piramida Mesir dan kuil-kuil dan istana di beberapa kota kuno. Ketika kita menjadi lebih "beradab," kita menemukan lebih banyak cara untuk menggunakan pengetahuan kita tentang bumi. Manusia  belajar untuk mengekstrak logam dari batu-batu, menjelajahi bumi untuk bijih tembaga, timah, besi, dan aluminium. Hari ini kita juga memanfaatkan bahan-bahan bumi, seperti batubara dan minyak bumi untuk energi.

Ketika  populasi kita meningkat, tuntutan untuk sumber penghasilan tersebut akan lebih besar, dan tidak lagi mudah menemukan sumber penghasilan untuk mencukupi kebutuhan kami yang berkembang. pengetahuan yang detail tentang bumi dan kemajuan teknologi diperlukan hanya untuk menjaga pasokan mineral dan energi mengikuti persyaratan kami. Minyak dari lereng utara Alaska dan dari Laut Utara tidak dapat digambarkan hanya dalam beberapa dekade lalu. Hari ini kita membutuhkannya dan menjelajahi lantai laut secara aktif untuk mendapatkan lebih.

Ketika populasi manusia meningkat, kita menempati lebih sebagian besar permukaan dari planet kita. Dengan melakukan hal itu kita sering memilih untuk tinggal di daerah yang kaya sumber daya geologi seperti air, mineral, energi. Dalam kasus lain, kita telah memilih untuk tinggal di daerah-daerah yang berbahaya, daerah di mana proses bumi dapat menyebabkan kerusakan yang merupakan bencana besar. Kita semua tahu tidak cukup untuk hidup di atas gunung berapi. Atau apakah kita? Lihat di Hawaii, Italia, Amerika Tengah, Jepang, dan Islandia. Kita semua tahu tidak cukup untuk hidup di mana tanah longsor , gempa bumi, banjir, dan angin topan adalah kawasan bencana. Atau apakah kita? Jika kita lihat berita bencana alam, kita menyadari bahwa penggunaan yang tepat terhadap pengetahuan geologi dapat menyelamatkan banyak nyawa dan jutaan dolar setiap tahun.

Kami bangga karena dapat memodifikasi lingkungan agar lebih ramah. Dengan menggunakan data geologi yang lengkap pada landasan surficial dan ciri-ciri batuan dasar dari suatu daerah, kita dapat menemukan bendungan, waduk, fasilitas pengendalian polusi, pembangkit listrik, dan rumah di lokasi yang paling menguntungkan. Kita dapat membuat prediksi jangka panjang mengenai pasokan air untuk menentukan berapa besar populasi suatu wilayah yang dapat dijangkau.

Kita sering mendapatkan masalah ketika kita mengabaikan atau gagal untuk mencari data geologi. Waduk telah dibangun di bebatuan berpori dimana semua air keluar melaluinya. Rumah yang dibangun dengan dasar yang memadai telah tenggelam ke dalam tanah dalam curah hujan besar pertama. Kami membangun bendungan untuk mencegah banjir, pelabuhan untuk mencegah erosi pantai, dan mempercepat transportasi jalan raya, tetapi semua konstruksi seperti ini mengganggu proses alam. Bendungan Aswan Mesir telah membantu menghasilkan listrik dan pengendalian banjir, tetapi juga perlu berhenti tahunan untuk mengembalikan kesuburan tanah. Paving yang luas di daerah metropolitan telah mengurangi rembesan air hujan ke dalam tanah, yang menyebabkan kekurangan pasokan air tanah. Memperhatikan prinsip dasar geologi dengan baik, dapat membuat pengelolaan lingkungan kita lebih efektif. Mengabaikan prinsip-prinsip ini dapat mengakibatkan bencana.

Geologi tetap menjadi salah satu ilmu yang paling praktis dari ilmu pengetahuan. Hampir setiap aspek geologi memiliki beberapa aplikasi ekonomi atau lingkungan, dan kami akan memeriksa potensi ini di halaman berikut.

 

1. Geologi Hari Ini Dan Besok

Keadaan geologi saat ini merupakan  pertumbuhan yang menyenangkan mungkin yang tak tertandingi di masa lalu. Ide yang ditertawakan pada 30 tahun yang lalu, seperti lempeng tektonik, yang dipikirkan secara serius dan pendapat hari ini, dan metode studi baru fiksi ilmiah yang beberapa tahun yang lalu sedang dikembangkan. Satelit yang mengorbit untuk eksplorasi sumber daya alam, reaktor nuklir, x-ray generator, dan sinar laser yang menjadi bagian dari bidang geologi hari ini seperti sepatu bot, palu, dan minyak.

Ahli Geologi sekarang dapat mencari informasi di Kutub Utara dan Selatan, di landas kontinen, di laut yang dalam dan bahkan di planet lain. Kami telah melakukan Penginderaan gempa bumi (gempa bulan) di stasiun bulan, dan seorang ahli geologi (astronot Harrison Schmitt) telah menjalankan ilmiah traverse disana, banyak membuat iri rekan-nya yang hanya  terbatas pada bumi. Kita menjadi ahli geologi planet serta ahli geologi dan kami menganalisis foto-foto perjalanan planet Jupiter Io untuk melihat apa penyebab dari letusan gunung berapi.

Dengan semua kemajuan ini masih banyak pertanyaan dasar. Beberapa, seperti mengapa bumi mempunyai medan magnet, belum pernah ada jawaban yang menjelaskan dengan  sepenuhnya, tetapi yang lain muncul sebagai metode baru menyediakan jenis data baru. Ilmu  terus-menerus berkembang seiring dengan keadaan bumi yang selalu berubah. Kami melihat perubahan pemandangan, merasa iklim yang berfluktuasi dan menyaksikan gunung berapi meletus dan kemudian mati  sepenuhnya. Perubahan sifat planet dan ilmu yang mempelajari geologi membuat petualangan yang menyenangkan. Kami berharap Anda akan menikmati pendahuluan ini untuk mempelajari geologi agar lebih menyenangkan.

DAFTAR PUSTAKA

 

a.       Djauhari,Noor.2006.Geologi Lingkungan.Graha Ilmu:Yogyakarta

b.      Ludman & Alan.1982.Physical Geology.McGraw-Hill: USA

c.  Lutgen,Fredick K & Edward J.Tabruck.Essentials of Geology Ninth Edition.Upper Saddle  River,New Jersey

Posted in: Geofisika