Struktur Bumi dan Penjelasannya

Struktur Bumi dan Penjelasannya

Bumi adalah salah satu planet dalam susunan tata surya galaksi Bima Sakti, dimana di planet bumi lah semua makhluk hidup tinggal dan berkembangbiak, termasuk juga manusia di dalamnya.

v  Struktur Bumi

Bentuk Planet Bumi

Bentuk planet Bumi sangat mirip dengan bulat pepat (oblate spheroid), sebuah bulatan yang tertekan ceper pada orientasi kutub-kutub yang menyebabkan buncitan pada bagian khatulistiwa. Buncitan ini terjadi karena rotasi bumi, menyebabkan ukuran diameter katulistiwa 43 km lebih besar dibandingkan diameter dari kutub ke kutub. Diameter rata-rata dari bulatan bumi adalah 12.742 km, atau kira-kira 40.000 km/π. Karena satuan meter pada awalnya didefinisikan sebagai 1/10.000.000 jarak antara katulistiwa ke kutub utara melalui kota Paris, Perancis.

Topografi lokal sedikit bervariasi dari bentuk bulatan ideal yang mulus, meski pada skala 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 biliar, 0,22%. Lokal deviasi terbesar pada permukaan bumi adalah gunung Everest (8.848 m di atas permukaan laut) dan Palung Mariana (10.911 m di bawah permukaan laut). Karena buncitan khatulistiwa, bagian bumi yang terletak paling jauh dari titik tengah bumi sebenarnya adalah gunung Chimborazo di Ekuador.

Proses alam endogen/tenaga endogen adalah tenaga bumi yang berasal dari dalam bumi. Tenaga alam endogen bersifat membangun permukaan bumi ini. Tenaga alam eksogen berasal dari luar bumi dan bersifat merusak. Jadi kedua tenaga itulah yang membuat berbagai macam relief di muka bumi ini seperti yang kita tahu bahwa permukaan bumi yang kita huni ini terdiri atas berbagai bentukan seperti gunung, lembah, bukit, danau, sungai, dsb. Adanya bentukan-bentukan tersebut, menyebabkan permukaan bumi menjadi tidak rata. Bentukan-bentukan tersebut dikenal sebagai relief bumi.

 Komposisi Kimia Bumi

Massa bumi kira-kira adalah 5,98×10²⁴ kg. Kandungan utamanya adalah besi(32,1%), oksigen (30,1%), silikon (15,1%), magnesium (13,9%), sulfur (2,9%), nikel (1,8%), kalsium (1,5%), and aluminium (1,4%); dan 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 selebihnya kurang dari 1% unsur langka.

Ahli geokimia F. W. Clarke memperhitungkan bahwa sekitar 47% kerak bumi terdiri dari oksigen. Batuan-batuan paling umum yang terdapat di kerak bumi hampir semuanya adalah oksida (oxides); klorin, sulfur dan florin adalah kekecualian dan jumlahnya di dalam batuan biasanya kurang dari 1%. 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. Berdasarkan perhitungan dari 1,672 analisa berbagai jenis batuan, Clarke menyimpulkan bahwa 99,22% batuan terdiri dari 11 oksida (lihat tabel kanan). Konstituen lainnya hanya terjadi dalam jumlah yang kecil.

v Struktur Lapisan Bumi

Bumi adalah salah satu planet tata surya. Pada awal pembentukannya, bumi berupa benda angkasa yang pijar dan sangat panas. Setelah berjuta – juta tahun, bumi yang pijar dan sangat panas tersebut perlahan – lahan mengalami pendinginan. Bagian kulit bumi menjadi beku, walaupun bagian dalam masih tetap panas.

Inti bumi (inti dalam dan inti luar), merupakan massa cair liat yang sangat kental dan sangat panas, yang terdiri atas nikel dan besi (nife). Temperatur di bagian pusat bumi ± 2.500°C. Kerak bumi yang dingin dan padat massa jenisnya lebih kecil dari massa cair yang ada di bawahnya. Karena itulah kerak bumi terapung di atas lapisan mantel yang cair liat.

Kerak bumi yang membentuk dasar samudera disebut lempeng samudera, sedangkan kerak bumi yang membentuk benua dinamakan lempeng benua. Lempeng samudera bergerak dari tengah samudera karena tertekan dari bawah lempeng yang cair pijar. Lempeng yang bergeser akhirnya akan bertumbukan dengan lempeng yang lain.

Lempeng samudera yang bergeser ke kanan akan bertabrakan dengan lempeng benua, kemudian menunjam ke bawah, dan leleh karena panas dan berubah menjadi magma yang mengeluarkan energi (tenaga). Bila tumpukan magma dan tumpukan energi tersebut terus bertambah dan menjadi sangat besar, akhirnya akan menyebabkan terjadinya hal – hal berikut:

1. Magma yang akan menerobos lempeng benua di atasnya melalui retakan atau patahan dan terbentuklah gunung api. Gejala semacam ini disebut vulkanisme.
2. Tumpukan energi di daerah penunjaman demikian besar, maka energi tersebut akan mampu menggoyang atau menggetarkan lempeng benua dan lempeng samudera di sekitarnya. Getaran ini disebut gempa bumi.
3. Gerak lempeng, tekanan ke atas dari magma dan energi yang terkumpul di daerah penunjaman, akan mampu menekan lapisan kulit bumi sehingga kulit bumi bisa melengkung atau bahkan patah. Gejala ini disebut tektonisme. Ketiga gejala tersebut di atas, yaitu vulkanisme, seisme dan tektonisme, semuanya berupa tenaga yang berasal dari dalam bumi, dan dinamakan tenaga endogen (endo = dalam).

Di daerah konveksi akan terbentuk relief muka bumi yang berujud :

1. gunung api bawah laut,
2. lembah bawah laut, dan
3. pegunungan bawah laut.

Relief muka bumi yang terbentuk di daerah tumbukan lempeng adalah:

1. palung laut,
2. pegunungan,
3. gunung api aktif, dan
4. pulau – pulau lipatan.

Sebagai planet yang memiliki kehidupan di dalamnya, bumi terdiri atas beberapa struktur yang memungkinkan untuk dijadikan tempat tinggal. Di antara macam-macam struktur bumi di antaranya adalah terdiri dari banyak jenis material seperti berbagai jenis batuan, tanah, serta air yang kesemuanya membentuk planet bumi yang sekarang ini kita diami.

v  Lapisan Lapisan Bumi

Menurut komposisi (jenis dari materialnya), bumi dapat dibagi menjadi lapisan-lapisan sebagai berikut:

1. Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.

Berdasarkan materi-materi penyusunnya, kerak bumi masih dikelompokkan menjadi beberapa lapisan yaitu:

• Lapisan atas, pada lapisan ini merupakan tempat dimana makhluk hidup berkembangbiak. Lapisan atas terdiri atas pelapukan batuan dan sisa-sisa makhluk hidup yang sudah mati. Lapisan ini disebut sebagai tanah humus.
• Lapisan tengah, lapisan ini merupakan lapisan yang sedikit gersang dan terdiri atas air serta pelapukan batuan. Lapisan tengah disebut dengan nama lapisan tanah liat.
• Lapisan bawah, lapisan bawah merupakan lapisan batuan yang masih belum sempurna pembentukannya.
• Lapisan batuan induk, pada lapisan ini terdapat bebatuan padat sebagai penyusunnya.

2. Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi. Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.

3. Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.

Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian, yakni bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan batuan; bagian cair (hidrosfer) yang terdiri dari berbagai bentuk ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian udara (atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang ditempati oleh berbagai jenis organisme (biosfer).

1.      Litosfer

Litosfer adalah kulit terluar dari planet berbatu. Litosfer berasal dari kata Yunani, lithos (λίθος) yang berarti berbatu, dan sphere (σφαῖρα) yang berarti padat. Litosfer berasal dari kata lithos artinya batuan, dan sphere artinya lapisan. Secara harfiah litosfer adalah lapisan Bumi yang paling luar atau biasa disebut dengan kulit Bumi. Pada lapisan ini pada umumnya terjadi dari senyawa kimia yang kaya akan Si0₂, itulah sebabnya lapisan litosfer sering dinamakan lapisan silikat dan memiliki ketebalan rata-rata 30 km yang terdiri atas dua bagian, yaitu Litosfer atas (merupakan daratan dengan kira-kira 35% atau 1/3 bagian) dan Litosfer bawah (merupakan lautan dengan kira-kira 65% atau 2/3 bagian).

Litosfer Bumi meliputi kerak dan bagian teratas dari mantel Bumi yang mengakibatkan kerasnya lapisan terluar dari planet Bumi. Litosfer ditopang oleh astenosfer, yang merupakan bagian yang lebih lemah, lebih panas, dan lebih dalam dari mantel. Batas antara litosfer dan astenosfer dibedakan dalam hal responnya terhadap tegangan: litosfer tetap padat dalam jangka waktu geologis yang relatif lama dan berubah secara elastis karena retakan-retakan, sednagkan astenosfer berubah seperti cairan kental.

Litosfer terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik yang mengakibatkan terjadinya gerak benua akibat konveksi yang terjadi dalam astenosfer.

Konsep litosfer sebagai lapisan terkuat dari lapisan terluar Bumi dikembangkan oleh Barrel pada tahun 1914, yang menulis serangkaian paper untuk mendukung konsep itu. konsep yang berdasarkan pada keberadaan anomali gravitasi yang signifikan di atas kerak benua, yang lalu ia memperkirakan keberadaan lapisan kuat (yang ia sebut litosfer) di atas lapisan lemah yang dapat mengalir secara konveksi (yang ia sebut astenosfer). Ide ini lalu dikembangkan oleh Daly pada tahun 1940, dan telah diterima secara luas oleh ahli geologi dan geofisika. Meski teori tentang litosfer dan astenosfer berkembang sebelum teori lempeng tektonik dikembangkan pada tahun 1960, konsep mengenai keberadaan lapisan kuat (litosfer) dan lapisan lemah (astenosfer) tetap menjadi bagian penting dari teori tersebut.

Terdapat dua tipe litosfer

• Litosfer samudra, yang berhubungan dengan kerak samudra dan berada di dasar samdura
• Litosfer benua, yang berhubungan dengan kerak benua

Litosfer samudra memiliki ketebalan 50-100 km, sementara litosfer benua memiliki kedalaman 40-200 km. Kerak benua dibedakan dengan lapisan mantel atas karena keberadaan lapisan Mohorovicic

ü  Material Pembentuk Litosfer

Litosfer tersusun atas tiga macam material utama dengan bahan dasar pembentukannya adalah Magma dengan berbagai proses yang berbeda-beda. Berikut merupakan material batuan penyusun litosfer:

1.       Batuan Beku (Igneous Rock)

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma pijar yang membeku menjadi padat, dengan sekitar 80% material batuan yang menyusun batuan kerak Bumi adalah batuan beku. Berdasarkan tempat terbentuknya magma beku. batuan beku dibagi menjadi tiga macam,

2.       Batuan Beku Dalam (Plutonik/Abisik)

Batuan beku dalam terjadi dari pembekuan magma yang berlangsung perlahan-lahan ketika masih berada jauh di dalam kulit Bumi. Contoh batuan beku dalam adalah granit, diotit, dan gabbro.

3.       Batuan Beku Gang/Korok (hypabisal)

Batuan beku korok terjadi dari magma yang membeku di lorong antara dapur magma dan permukaan Bumi. Magma yang meresap di antara lapisan-lapisan litosfer mengalami proses pembekuan yang berlangsung lebih cepat, sehingga kristal mineral yang terbentuk tidak semua besar. Campuran kristal mineral yang besarnya tidak sama merupakan ciri batuan beku korok.

4.      Batuan Beku Luar(vulkanik)

Batuan beku luar terjadi dari magma yang keluar dari dapur magma membeku di permukaan Bumi (seperti magma hasil letusan gunung berapi). Contoh batuan beku luar adalah : basalt, diorit, andesit, obsidin, scoria, batuan apung (pumice).

5.      Batuan Sedimen (Sedimentary Rock)

Batuan Sedimen merupakan batuan mineral yang telah terbentuk dipermukaan Bumi yang mengalami pelapukan. Bagian - bagian yang lepas dari hasil pelapukan tersebut terlepas dan ditansportasikan oleh aliran air, angin, maupun oleh gletser yang kemudian terendapkan atau tersedimentasi dan terjadilah proses diagenesis yang menyebabkan endapan tersebut mengeras dan menjadi bantuan sedimen. Batuan Sedimen berdasar proses pembentukannya terdiri atas,

1. Batuan Sedimen Klastik
2. Batuan Sedimen Kimiawi
3. Batuan Sedimen Organik

Berdasar tenaga yang mengangkutnya Batuan Sedimen terdiri atas,

1. Batuan Sedimen Aeris atau Aeolis
2. Batuan Sedimen Glasial
3. Batuan Sedimen Aquatis
4. Batuan Sedimen Marine

Batuan Malihan (Metamorf)

Batuan Malihan terbentuk karena terjadinya penambahan suhu atau penambahan tekanan yang tinggi dan terjadi secara bersamaan pada batuan sedimen.

2.      Hidrosfer

Hidrosfer adalah lapisan air yang ada di permukaan bumi. Kata hidrosfer berasal dari kata hidros yang berarti air dan sphere yang berarti lapisan. Hidrosfer di permukaan bumi meliputi danau, sungai, laut, lautan, salju atau gletser, air tanah dan uap air yang terdapat di lapisan udara.

3.      Atmosfer

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di Bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan Bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.

Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari Matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet.

Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

4.      Biosfer

Biosfer adalah bagian luar dari planet Bumi, mencakup udara, daratan, dan air, yang memungkinkan kehidupan dan proses biotik berlangsung. Dalam pengertian luas menurut geofisiologi, biosfer adalah sistem ekologis global yang menyatukan seluruh makhluk hidup dan hubungan antarmereka, termasuk interaksinya dengan unsur litosfer (batuan), hidrosfer (air), dan atmosfer (udara) Bumi. Bumi hingga sekarang adalah satu-satunya tempat yang diketahui yang mendukung kehidupan. Biosfer dianggap telah berlangsung selama sekitar 3,5 miliar tahun dari 4,5 miliar tahun usia Bumi.