Geokimia

Geokimiaadalahilmu pengetahuanyang menggunakan alat-alat dan prinsip-prinsip kimiawi untuk menjelaskan mekanisme dibalik sistem2 geologi utama sepertikerak bumi dan lautannya. Ranah geokimia meluas melampauiBumi,mencakup keseluruhanTata Suryadan telah membuat kontribusi yang penting untuk memahami sejumlah proses termasukmantel konveksi, formasiplanet-planetdan asal mulagranitdanbasal.

Sejarah

Istilahgeokimiapertama kali digunakan oleh Ahli kimia Swiss-JermanChristian Friedrich Schonbeinpada tahun 1838. Dalam tulisannya Schonbein memprediksikan kelahiran sebuah bidang studi baru, menyatakan:

Dalam sebuah kata, suatu komparatif geokimia seharusnya diluncurkan, sebelum geokimia dapatmenjadi geologi, dan sebelum misteri genesis planet kita dan materi anorganik mereka dapat terungkap.

Bidang studi ini mulai untuk direalisasikan segera setelah pekerjaan Schonbein, namun istilahnya geochemistry (geokimia)- awalnya tidak digunakan olehahli-ahli geologiataupunahli-ahli kimia. Ada beberapa perdebatan mengenai ilmu pengetahuan yang mana yang harus menjadi bagian yang dominan. Ada sedikit kolaborasi antaraahli-ahli geologidanahli-ahli kimiadan bidang studi geokimia tetap menjadi bidang yang kecil dan tidak terkenal.

Selama abad ke 20, beberapa ahli geokimia menghasilkan karya yang mulai mempopulerkan bidang ini, termasukFrank Wigglesworth Clarkeyang mulai menginvestigasi kelimpahan berbagai elemen di dalam Bumi dan bagaimana kuantitas tersebut berhubungan denganberat atom. Komposisimeteorit-meteorit dan perbedaan perbedannya pada batuan terestrial sedang diselidiki sejak tahun 1850 dan pada tahun 1901,Oliver C. Farringtonmembuat hipotesis bahwa meskipun ada perbedaan, bahwa jumlah relatifnya tetap harus sama. Ini adalah awal mula bidang Kimia Alam Semesta (cosmochemistry) dan telah banyak berkontribusi pada apa yang kita ketahui tentang pembentukan bumi dan tata surya.

Subbidang

Beberapasubkumpulandari geokimia adalah:

1. Geokimia isotopmencakup penetapan konsentrasi relatif dan absolut dariunsur-unsurdan-isotopmereka di dalam bumi dan pada permukaan bumi.

2. Pemeriksaan distribusi dan gerakan unsur-unsur di berbagai belahan bumi (kerak, mantel, hidrosfer dll.) dan didalam mineral-mineral dengan tujuan untuk menentukan sistem yang mendasari distribusi dan gerakan.

3. Kimia Alam Semesta (Cosmochemistry)meliputi analisis distribusi unsur-unsur dan isotop mereka dalamalam semesta.

4. Biogeokimiaadalah bidang studi yang berfokus pada efek kehidupan terhadap kimiawi bumi.

5. Geokimia organikmelibatkan studi tentang peran proses-proses dan senyawa-senyawa yang berasal dari organisme-organisme hidup atau yang pernah hidup.

6. Studi-studigeokimiadalam airmempelajari peran berbagai unsur di daerah aliran sungai, termasuktembaga,belerang,merkuri,dan bagaimana unsur fluk-fluk yang dipertukarkan melalui interaksi atmosfer-terestrial-akuatik.

7. Geokimia regional, lingkungan dan eksplorasi meliputi aplikasi-aplikasi pada studi-studi lingkungan, hidrologi dan eksplorasi mineral.

Victor Goldschmidtdianggap oleh sebagian besar orang sebagai bapak geokimia moderen dan ide-ide dari subjek ini diungkapkan olehnya dalam serangkaian publikasi dari tahun 1922 dengan judul Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente (hukum-hukum distribusi unsur-unsur geokimia).

Karakteristik Kimia

Konstituen batu yang lebih umum hampir semuanya oksida; klorida, sulfida, dan fluorida adalah satu-satunya pengecualian penting untuk ini dan jumlah total mereka dalam setiap batu biasanya jauh kurang dari 1%.

F.W. Clarketelah menghitung bahwa lebih dari 47% kerak bumi terdiri darioksigen. Hal ini terjadi terutama dalam kombinasi sebagai oksida, yang utamanya adalah silika, alumina, oksida besi, dan berbagaikarbonat(kalsium karbonat,magnesium karbonat,natrium karbonat,dankalium karbonat). Fungsi silika terutama sebagai asam, membentuk silikat, dan semua mineral yang paling umum dari batuan beku adalah sifat ini. Dari perhitungan berdasarkan 1672 analisis berbagai jenis batu Clarke sampai pada hasil berikut ini dengan komposisi persentase rata-rata: SiO2 = 59,71, Al2O3 = 15,41, Fe2O3 = 2.63, FeO = 3,52, MgO = 4,36, CaO = 4.90, Na2O = 3.55 , K2O = 2,80, H2O = 1,52, TiO2 = 0,60, P2O5 = 0,22, jumlah 99,22%). Semua konstituen yang lain terjadi hanya dalam kuantitas yang sangat kecil, umumnya jauh lebih sedikit dari 1%.

Oksida-oksida ini digabungkan dengan cara serampangan. Misalnya,potasium(kalium karbonat)dan soda (natrium karbonat) digabungkan untuk menghasilkanfeldspar. Dalam beberapa kasus mereka dapat mengambil bentuk lain, seperti nepheline, leucite, dan muskovit, tetapi dalam sebagian besar kasus mereka ditemukan sebagai feldspar.Asam fosfatdengankapur(kalsium karbonat) membentukapatit.Titanium dioksidadenganoksida besimenimbulkanilmenit. Bagian dari kapur membentuk feldspar kapur. Magnesium karbonat dan oksida besi dengan silika mengkristal sebagaiolivinatauenstatite, atau dengan bentuk alumina dan kapur silikat ferro-magnesian kompleks yangpyroxen,amphibol, danbiotit adalah kepalanya.

Setiap kelebihan silika di atas apa yang diperlukan untuk menetralisir basis akan memisahkannya sebagaikuarsa, kelebihan alumina mengkristal sebagaikorundum. Hal ini harus dianggap hanya sebagai kecenderungan umum. Sangat mungkin, dengan analisis batuan, untuk mengatakan bahwa kurang lebih apa yang dikandung mineral batuan , tetapi ada banyak pengecualian untuk aturan apapun.

Konstitusi Mineral

Oleh karena itu kita dapat mengatakan bahwa kecuali dalam asam atau batu bersilika yang mengandung 66% silika dan lebih, kuarsa tidak akan berlimpah. Dalam batuan2 dasar (yang mengandung 20% silika atau kurang) hal tersebut sangat jarang dansecara kebetulan. Jika magnesia dan besi berada di atas rata-rata sedangkan silika rendah, olivin dapat diharapkan ada; ketika silika ada dalam jumlah yang lebih besar daripada mineral ferro-magnesian, seperti augit, hornblende, biotit atau enstatite, terjadi bukan olivin. Kecualipotasnyatinggi dan silika yang relatif rendah, leucite tidak akan ada, karena leucite tidak akan terjadi tanpa kuarsa.

Nepheline, juga, biasanya ditemukan di batuan dengan banyak soda dan relatif sedikit silika.Dengan alkali tinggi, pyroxenes yangsangkut pautdengan soda dan amphiboles mungkin ada.Semakin rendah persentase silika dan basa, semakin besar juga prevalensi kalsium feldspar yang dikontrak dengan soda atau potas feldspar. Clarke telah menghitung relatif melimpahnya mineral2 pembentuk batuan dengan hasil sebagai berikut: apatit = 0,6, titanium mineral = 1,5, kuarsa = 12.0, feldspar = 59,5, biotit = 3,8, hornblende dan piroksen = 16,8, total = 94,2%. Akan tetapi, perhitungan ini hanya dapat berupa sebuah pendekatan kasar.

Faktorpenentu lain,yaitukondisi fisikyang menghadirikonsolidasi,bermainsecara keseluruhanperan yang lebih kecil,namuntidak berartidapat diabaikan,bersama beberapa contoh yangakan membuktikan.Mineral tertentu khususnya yang terbatas pada batuan2 yang berada di dalam intrusi, misalnya microcline, muskovit, diallage. Leucite sangat jarang ditemui di massa plutonik, banyak mineral memiliki kekhasan khusus dalam karakter mikroskopis berdasarkan apakah mereka mengkristal di kedalaman atau di dekat permukaan, misalnya, hipersten, orthoclase, kuarsa.

Ada beberapa kasus aneh batu yang mempunyai komposisi kimia yang sama, tetapi terdiri dari mineral-mineral yang sama sekali berbeda, misalnya, hornblendite dari Gran, di Norwegia, yang hanya mengandung hornblende, memiliki komposisi yang sama seperti beberapa camptonites dari daerah yang sama yang mengandung feldspar dan hornblende dari jenis yang berbeda. Dalam hubungan ini kita dapat mengulangi apa yang telah dikatakan di atas tentang korosi mineral porfiritik dalam batuan beku.

Dalam rhyolites dan trachytes, kristal-kristal awal dari hornblende dan biotit dapat ditemukan dalam jumlah besar dimana sebagian telah dikonversi menjadi augit dan magnetit.Hornblende dan biotit stabil di bawah tekanan dan kondisi lain di bawah permukaan, tetapi tidak stabil pada tingkat yang lebih tinggi. Dalamtanah-massadari batuan ini, augit hampir selalu ada. Tapi perwakilan plutonik dari magma yang sama, granit dan syenite mengandung biotit dan hornblende jauh lebih umum daripada augit.

Batuan Felsic, menengah dan mafik berapi

Batuan ini yang mengandung paling banyak silika dan saat mengkristal menghasilkan kuarsa bebas, membentuk kelompok yang umumnya dikenal sebagai batuan "felsic". Batuan tersebut yangmengandung silika paling sedikit dan sebagian besarnya magnesium dan besi, sehingga tidak ada kuarsa sedangkanolivin melimpah membentuk kelompok mafic. Batuan intermediate meliputi batuan yang dikarakterisasi dengan tidak adanya kuarsa dan olivin.

Sebuah subdivisi yang penting ini mengandung persentasi alkali yang sangat tinggi, khususnya soda dan akibatnya mengandung mineral sepertinefelindanleuciteyang tidak umum dibatuan lainnya. Hal ini sering dipisahkan dari yang lain sebagai batuan "basa" atau "soda", dan ada serangkaian batuan mafik yang sesuai.

Terakhir adalah sebuah sub-kelompok kecil yang kaya olivin dan tanpa feldspar telah disebut sebagai batuan "ultrabasa". Batuan ini memiliki presentasi silika yang sangat rendah namun banyak besi dan magnesium. Kecuali yang terakhir ini, hampir semua batuan mengandung mineral feldspar atau feldspathoid. Dalam batuan asam, feldspar yang umum adalah orthoclase, perthite, microcline, dan oligoclase - semua memiliki banyak silika dan alkali.Dalam batuan mafik labradorit, anorthite dan bytownite yangtersebar luas, yang kaya dengan kapur dan sedikit silika,potasdan soda. Augit adalah ferro-magnesian yang paling umum dalam batuan mafik, tapi biotit dan hornblende adalah keseluruhan yang lebih sering ada pada batuan felsic.

Batuan yang mengandung leucite atau nefelin, baik sebagian atau keseluruhan mengganti felspar, tidak termasuk dalam tabel ini. Batuan tersebut pada dasarnya dari karakter batuan mafik atau intermediate. Sebagai akibatnya kita mungkin menganggap batuan tersebut sebagai jenis syenite, diorite, gabbro, dll, di mana mineral feldspathoid terjadi,dan memang ada banyak transisi antara syenites tipe biasa dan nepheline - atau leucite - syenite, dan antara gabbro atau dolerite dan theralite atau essexite. Tapi, karena banyak mineral dikembangkan dalam batuan "alkali" yang jarang terjadi di tempat lain, akan lebih mudah dalam klasifikasi formal murni seperti yang diuraikan di sini untuk memperlakukan seluruh perkumpulan sebagai seri yang berbeda.

Klasifikasi ini pada dasarnya didasarkan pada konstitusi mineralogi batuan berapi. Setiap perbedaan kimia antara kelompok yang berbeda, meskipun tersirat, diturunkan ke posisi yang lebih rendah. Hal ini diakui secara buatan tetapi telah tumbuh dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan masih digunakan sebagai subdivisi yang lebih kecil yang dibangun. Subdivisi ini tidak berarti sama nilainya. Syenite, misalnya, dan peridotite, jauh lebih penting daripada granit, diorit, dan gabbro.Selain itu, andesit yang efusif tidak selalu sesuai denganbatuan dioritplutoniktetapi sebagian jugadengangabbro.Seperti berbagai jenis batuan, yang dianggap sebagai mineral agregat, melewati ke dalam satu sama lain secara bertahap, jenis transisi yang sangat umum dan begitu penting untuk menerima nama khusus.

Batuan kuarsa-syenite dan nordmarkite dapat disisipkan antara granit dan syenite, tonalites dan adamellites di antara granit dan diorite, monzoaites di antara syenite dan diorite, norites dan hyperites di antara diorit dan gabro, dan sebagainya.

Geokimia Kimia Komposisi Bumi

Berdasarkan gelombang seismic struktur internal bumi dapat dibedakan menjadi tiga komponen utama, yaitu inti (core), mantel (mantle) dan kerak (crust).

Inti bumi (core)

Dipusat bumi terdapat inti yang berkedalaman 2900-6371 km. Terbagi menjadi dua macam yaitu inti luar dan inti dalam. Inti luar berupa zat cair yang memiliki kedalaman 2900-5100 km dan inti dalam berupa zat padat yang berkedalaman 5100-6371 km. Inti luar dan inti dalam dipisahkan oleh Lehman Discontinuity.

Dari data Geofisika material inti bumi memiliki berat jenis yang sama dengan berat jenis meteorit logam yang terdiri dari besi dan nikel. Atas dasar ini para ahli percaya bahwa inti bumi tersusun oleh senyawa besi dan nikel.

Mantel bumi (mantle)

Inti bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya magnesium. Inti dan mantel dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity. Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai 400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km.

Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yang dinamakan litosfer. Mantel atas bagian bawah yang bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagi asthenosfer.

Kulit bumi terutama dari batuan-batuan beku berupa batuan endapan dan batuan metamorf

Batuan Endapan

Batuan beku diperoleh karena adanya proses pembekuan dari zat-zat pada saat terjadi pembemukan bumi. Batuan beku terjadi karena adanya lumpur yang terbawa oleh air sungai sehingga terjadi endapan (sebagai akibat reaksi kimia).

Batuan Metamorf

Batuan metamorf adalah batuan yang terjadi dari perubahan batuan satu ke batuan lain yang diakibatkan oleh adanya pengaruh tekanan, panas, dan sebagainya. Dalam banyak hal, komposisi mereka tidak ada perbedaan.

Clark dan Washington (1924) memperkirakan bahwa kedalaman 16 km bumi terdiri dari, 95 % batuan beku, 4 % shale (batuan tertentu), 0,75 % batu pasir, dan 0,25 % batu kapur. Juga Clark dan Washington telah melakukan 5159 analisa batuan beku dan ia hitung rata-ratanya dan memperoleh komposisi batuan beku seperti berikut:SiO2 (60,18 %), Al2O3 (15,61 %), Fe2O3 (3,14 %), FeO (3,88 %), MgO (3,56 %), CaO (5,17 %), Na2O (3,91 %), K2O (3,19 %), TiO2 (1,06 %), P2O5 (0,3 %).

Pada perhitungan analisa di atas di mana H2O dan kandungan yang paling kecil diabaikan. Dari hasil analisa ini sebagian orang tidak setuju karena 3 hal :

1. Distribusi geofisika analisa tidak merata karena cuplikan hanya diambil pada sekitar Amerika Utara dan Eropa, artinya apakah dengan cuplikan dari Amerika Utara dan Eropa sudah cukup untuk diambil sebagai cuplikan kerak bumi.

2. Jenis-jenis batuan kurang merata, sebab jenis-jenis batuan yang dianalisa itu adalah yang aneh-aneh.

3. Semua cuplikan dianggap sama (dinilai sama), maksudnya dalam menganalisa satu jenis batuan misalnya dengan mengambil 1 kg maka hasilnya dianggap sama.

Padahal dengan mengambil 1 kg dari satu jenis batuan tidak mungkin hasil yang diperoleh dapat mewakili jenis batuan tersebut.Goldschidt menganalisa 77 cuplikan yang berbeda, hasil analisa rata-rata diperoleh sebagai berikut:SiO2 (59,12 %), Al2O3 (15,82 %), Fe2O3 + FeO (6,99 %), MgO (3,3 %), CaO (3,07 %), Na2O(2,05 %), K2O (3,93 %), H2O (3,02 %), TiO2 (0,79 %), P2O5 (0,22 %)

Kerak bumi (crust)

Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki ketebalan 5-80 km. kerak dengan mantel dibatasi oleh Mohorovivic Discontinuity. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan mineral silikat lainnya. Kerak bumi dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

Kerak samudra, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si, Fe, Mg yang disebut sima. Ketebalan kerak samudra berkisar antara 5-15 km (Condie, 1982)dengan berat jenis rata-rata 3 gm/cc. Kerak samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt.

Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si dan Al, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar antara 30-80 km (Condie !982) rata-rata 35 km dengan berat jenis rata-rata sekitar 2,85 gm/cc. kerak benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit.

Disamping perbedaan ketebalan dan berat jenis, umur kerak benua biasanya lebih tua dari kerak samudra. Batuan kerak benua yang diketahui sekitar 200 juta tahun atau Jura. Umur ini sangat muda bila dibandingkan dengan kerak benua yang tertua yaitu sekitar 3800 juta tahun.

Ternyata planet yang kita diami usianya sudah sangat tua. Planet biru ini merupakanplanet ketiga dariseluruh planet dalam tatasurya. Usianyasudah mencapai 4,6 milyar tahun.Jarak bumi dari matahari adalah 149, 6 juta kilometer atau 1 AU (ing: astronomical unit). Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang disebut (magnetosfer)yang melindung permukaan bumi dari angin matahari, sinar ultraungu, dan radiasi dari luarangkasa.

Lapisan udara ini menyelimuti bumi hingga ketinggian sekitar 700 kilometer. Lapisan udara ini dibagi menjadi Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Termosfer, dan Eksosfer. Lapisan ozon yang memiliki ketinggian hingga 50 kilometer berada di lapisanstratosfer dan mesosfer yang melindungi bumi dari sinar ultraungu. Perbedaan suhupermukaan bumi adalah antara-70C hingga 55C bergantung pada iklim setempat. Sehari didibagi menjadi 24 jam dan setahun di bumi sama dengan 365,2425 hari. Bumi mempunyaimassa seberat 59.760 milyar ton, dengan luas permukaan 510 juta kilometer persegi.

Beratjenisbumi(sekitar5.500kilogrampermeterkubik)digunakansebagaiunitperbandinganberat jenis planet yang lain, dengan berat jenis bumi dipatok sebagai 1.Bumi mempunyai diameter sepanjang 12.756 kilometer. Gravitasi bumi diukur sebagai 10 N kg-1 dijadikan unit ukuran gravitasi planet lain.Bumi mempunyai 1 satelit alami yaitu bulan. 70,8% permukaan bumi diliputi air. Udara bumi terdiri dari 78% nitrogen, 21%oksigen, dan 1% uap air,karbondioksida, dan gas lain.

Bumi diperkirakan tersusun atas inti dalam bumi yang terdiri dari besi nikel beku setebal 1.370 kilometer dengan suhu 4.500C, diselimuti pula oleh inti luar yang bersifat cairsetebal 2.100 kilometer, lalu diselimuti pula oleh mantel silika setebal 2.800 kilometermembentuk 83% isi bumi, dan akhirnya sekali diselimuti oleh kerak bumi setebal kuranglebih 85 kilometer. Kerak bumi lebih tipis di dasar laut yaitu sekitar 5 kilometer.

Kerak bumi terbagi kepada beberapa bagian dan bergerak melaluipergerakan tektonik lempeng (teori ContinentalDrift) yang menghasilkan gempa bumi.Titik tertinggi di permukaan bumi adalah gunung Everest setinggi 8.848 meter, dantitik terdalam adalah palung Mariana di samudra Pasifik dengan kedalaman 10.924 meter.Danau terdalam adalah Danau Baikal dengan kedalaman 1.637 meter, sedangkan danauterbesar adalah Laut Kaspia dengan luas 394.299 km2.

Komposisi dan struktur

Bumi adalah sebuah planet kebumian, yang artinya terbuat dari batuan, berbedadibandingkan gas raksasa seperti Jupiter. Planet ini adalah yang terbesar dari empat planetkebumian, dalam kedua arti, massa dan ukuran. Dari keempat planet kebumian, bumi jugamemiliki kepadatan tertinggi, gravitasi permukaan terbesar, medan magnet terkuat dan rotasipalingcepat.Bumijugamerupakansatu satunya planet kebumian yang memiliki lempeng tektonik yang aktif.

Bentuk

Bentuk panet bumi sangat mirip dengan bulatan gepeng (oblate spheroid), sebuahbulatanyangtertekanceperpadaorientasikutub-kutub yang menyebabkan buncitan pada bagian equator. Buncitan ini terjadi karena rotasibumi, menyebabkan ukuran diameterequator 21 km lebih besar dibandingkan diameter dari kutub ke kutub. Diameter rata-rata dari bulatan bumi adalah 12.742km. Karena satuan meter pada awalnya didefinisikansebagai1/10.000.000 jarak antara equator ke kutub utara melalui kota Paris, Prancis.

Topografi lokal sedikit bervariasi dari bentuk bulatan ideal yang mulus, meski padaskala global, variasi ini sangat kecil. Bumi memiliki toleransi sekitar satu dari 584, atau 0,17% dibanding bulatan sempurna (reference spheroid), yang lebih mulus jika dibandingkan dengan toleransi sebuah bola billiard, 0,22%. Lokal deviasi terbesar pada permukaan bumi adalah gunung Everest (8.848 m di atas permukaan laut) dan palung mariana (10.911 m dibawah permukaan laut). Karena buncitan equator, bagian bumi yang terletak paling jauh dari titik tengah bumi sebenarnya adalah gunung Chimborazo di Ecuador.

Massa bumi kira-kira adalah 5,981024kg. Kandungan utamanya adalah besi (32,1%), oksigen (30,1%), silikon (15,1%), magnesium (13,9%), sulfur (2,9%), nikel (1,8%), kalsium (1,5%), dan aluminium (1,4%) serta 1,2% selebihnya terdiri dari berbagai unsur-unsur langka. Karena proses pemisahan massa, bagian inti bumi dipercaya memiliki kandungan utama besi (88,8%), dan sedikit nikel (5,8%), sulfur (4,5%), dan selebihnyakurang dari 1% unsur langka.

Ahli geokimia F. W. Clarke memperhitungkan bahwa sekitar 47% kerak bumi terdiridari oksigen. Batuan-batuan paling umum yang terdapat di kerak bumi hampir semuanyaadalah oksida, klorin, sulfur, dan florin adalah kekecualian dan jumlahnya di dalam batuanbiasanyakurangdari1%.Oksida-oksida utama adalah silika, alumina, oksida besi,kapur, magnesia, potas dan soda. Fungsi utama silika adalah sebagai asam, yang membentuk silikat.Ini adalah sifat dasar dari berbagai mineral batuan beku yang paling umum.

Berdasarkanperhitungandari1.672analisaberbagaijenisbatuan,Clarkemenyimpulkanbahwa99,22%batuan terdiri dari 11 oksida. Konstituent lainnya hanya terjadi dalam jumlah yang kecil

Tabel Kerak Oksida F. W. Clarke

Ciri Fisik Bumi

Bumi memiliki beberapa sifat yang khusus, dimana sifat-sifat ini muncul pada saatbumiterbentukyangkemudianberkembangdanpadaumumnyatidakberubahsejakawalterbentuknya bumi. Perubahan yang dialami oleh alam hanya sedikit sekali dan hanya berupasiklus-siklus tertentu saja. Seperti terbentuknya pegunungan, letusan gunung api, danperubhan struktur permukaan bumi lainnya.

Berikut ini merupakan ciri-ciri bumi:

Gaya tarik bumi

Gaya tarik bumi sangat dipengaruhi oleh letak serta susunan batuannya. Gaya tarikbumididaerahkutublebihbesardarigayatarikbumididaerahkhatulistiwa.Padasusunan batuan dengan berat jenis rendah akan menunjukkan gaya tarik bumi yang rendah pula dan begitu pula sebaliknya. Penyimpangan harga dari gaya gravitasi normal disebut Anomali Gaya Berat. Anomali Gaya Beratyang lebih tinggi dari harganormal disebut Anomali Gaya Berat Positif dan yang sebaliknya disebut Anomali Gaya Berat Negatif.

Ukuran bumi

Bentuk bumi tidaklah bulat tetapi sedikit menggembung di daerah khatulistiwa. Hal ini nampak dari panjang garis bujur di beberapa garis lintang bumi menunjukan bahwa jari-jarikhatulistiwa 21 kmlebih panjangdari jari-jari kutub.Kedalaman rata-rata bumi adalah 6.371 km dengan luaspermukaan 510.100.934 km2.

Magnet bumi

Pengamatan sifat magnet bumi anatara lain meliputiDeklinasi dan Inklinasi. Deklinasiadalah harga sudut jarum magnet di suatu tempat terhadap garis meridian geometri,sedangkan Inklinasi adalah harga sudut penjungkitan terhadap bidang horizontal.Kutub utara dan selatan magnet bumi tidak berimpitan dengan kutub geografi bumiyakni masing-masing yang berkoordinat 70o 5133 utara, 96o 453 barat dan 75o 6selatan, 154o 8 timur. Variasi penyimpangan harga inklinasi dan deklinasi suatutempat dipengaruhi oleh berbagai macam faktor seperti waktu, konsentrasi mineralyang magnetik, kedudukan bumi terhadap matahari, gempa, dan kegiatangunung api.

Suhu bumi

Terjadinya gejala peningkatan suhu bumi yang berangsur-angsur ke arah kedalamanperutbumiyangdinyatakandalamderajattiapturun100mdisebutGradienGeoterma. Faktor-faktor yang mempengaruhi Gradien Geoterma ini adalahkonduktivitas termal batuan, pengaruh air permukaan dan bawah permukaan, dankadar mineral radioaktif dalam batuan.

Atmosfer, Hidrosfer, dan Biosfer

Atmosfer

Atmosfer adalah selimut bumi yang berbentuk gas atau udara dimana batasbawahnyadimulaidaripermukaanLithosferdanbatasatasnyamenjangkauketinggian 1.000 km atau bahkan lebih. Batas atas ini sukar dipastikan karenasuhu berangsur berubah ke luar angkasa.

Hidrosfer

Hidrosfer adalah selubung bumi berupa air yang meliputi samudra, sungai,rawa, danau, dan air bawahpermukaan. Permukaan bumi luasnya 510.000.000km2 yang terdiri dari 361.000.000 km2 (71%) lautan dan 149.000.000 km2(29%) daratan. Sering dari dasar samudra inilah muncul sistem pegununganbawahsamudrayangmemanjang.Beberapabagiandaripadanyamunculdiatas permukaan permukaan laut. Kandungan unsur air laut terlihat seperti pada tabel di bawah ini.

Biosfer

Biosfer adalah selubung bumiyang penuh kehidupan yang mencakup sebagiandari troposfer, lithosfer, dan hidrosfer.

Struktur dan Komposisi Bumi

Dengan menggunakan bantuan alat-alat teknologi tinggi seperti seismograf, ahli-ahlikebumian mempunyai pandangan baru terhadap bentuk maupun struktur dalam bumi. Data-data yang terekam dalam alat tersebut memberikan keterangan adanya struktur bagian dalambumiyangberlapis-lapis sepusat dan juga memberikan gambaran ciri-cirifisikdarisetiapperlapisan bagian dalam bumi (geosfera).

Gambar Skema Struktur Dalam Bumi

Secara umum geosfera dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu dimulai dari bagianpalingdalamdisebutintibumi(core), bagian tengah disebut mantel (mantle) dan bagianpaling luardisebut kerak bumi(crust). Inti bumi dibagi menjadi inti bumi bagian dalam daninti bumi bagian luar. Inti bumi bagian dalamdigambarkan sebagai keadaan padat, sedangkan inti bumi bagian luar sebagai leburan kental.

Inti bumi ini disusun oleh bahan-bahan yangmempunyai berat jenis lebih kurang 10 dan berat jenis sebesar ini telah menimbulkan dugaanbahwa susunan inti bumi mungkin mirip dengan meteorit logam, jugadapat dikatakan bahwabahan besi dan nikel memegang perananpenting di dalamnya.Mantel atau dikenal dengan selubung/selimut bumi terletak/diapit oleh bagian luardari kerak bumi dengan lapisan yang tipis dan bagian dalam dibatasi oleh inti bumi bagianluar, kedua bidang pemisah tersebut dikenal sebagai bidang diskontinuitas. Mantel sendiridibagi menjadi mantel bagian dalam yang disusun oleh unsur besi dan nikel dengan beratjenis 5-6 dan mantel bagian dalam yang tersusun oleh batuan peridotit dan dunit dengan beratjenis 3,6 hingga4.

Sedangkan lapisan bumi paling luar disebut kerak bumi atau dikenal dengan litosferayang disusun oleh batuan seperti yang umum dijumpai di permukaan bumi. Kerak bumi jugadibagi menjadi kerak bumi bagian dalam yang terdiri dari lapisan SIMA dengan kandunganmineral utamanya adalah silisium dan magnesium, sedang kerak bumi bagian luar terdiri darilapisan SIAL dengan komposisi utamanya berupa oksigen, silisium dan aluminium.

Gambar Keratan bumi yang memperlihatkan bagian-bagian dari intibumi, mantel, dan kerak bumi.

Komposisi bumi dari unit-unit struktur utama di atas dapat dilihat dalam tabelkomposisi dari struktur bumi dalam persen berat. Terlihat unsur mineral utama inti bumiadalah besi dan magnesium ditambah silikat-silikat besi terkandung dalam jumlah yang lebihbesar darimantel. Silikat banyakterjadidi kerakbumi/benua. Sedangkan padatabelmineralpenyusunkerakbumimemperlihatkanbahwakelompokmineralsilikatyang palingbanyakyaitu kelompok feldspar (K-feldspar dan plagioklas) dengan 58% volume dan mineral-mineral utama pembentuk batuan seperti piroksen, amfibol,kuarsa, mika dan olivin mencapai37% volume, serta mineral-mineral penyerta pembentuk batuan berjumlah sangat kecil yaitu5% volume seperti karbonat, oksida, sulfida, halida, epidot, aluminosilikat, garnet dan zeolit.

-

Daftar Pustaka

http://indonesia-mining-exploration.blogspot.com/2014/02/geokimia.html

http://www.kamusilmiah.com/astronomi/bumi-si-planetbiru/

http://www.adipedia.com/2011/01/mengenal-tata-surya-planet-bumi.html

http://wingmanarrows.wordpress.com/geological/petrologi/

Endarto, Danang. 2005. Pengantar Geologi Dasar. Surakarta :LPP UNS dan UNS Press.

http://suhendraiskandar.blogspot.com/2010/07/geokimia-komposisi-kulit-bumi.html

http://jurnal-geologi.blogspot.com/2009/07/geo-struktur-dan-komposisi-bumi.html