Bumi, planet yang kita tinggali, memiliki berbagai lapisan yang menunjang kehidupan dan aktivitas makhluk hidup diatasnya. Mulai dari lapisan atmosfer yang melindungi kita dari ancaman luar angkasa, sampai lapisan dalam bumi yang mendinamisasi kehidupan kita dengan tektonik lempeng dan gaya endogen serta eksogennya.
Struktur bumi terdiri dari lapisan yang berlawanan-beda dan memiliki fungsi yang berbeda pula. Struktur ini berisikan lapisan luar berupa kerak bumi silikat padat, diikuti oleh lapisan astenosfer kental, mantel yang agak kental, inti luar yang cair, dan inti dalam yang padat.
Pengetahuan mengenai struktur bumi didapatkan dari observasi topografi, batimetri, batuan ekstrusif, dan juga gelombang seismik yang melalui interior bumi.
Dari pengamatan ini, didapatkan bahwa bumi berisikan berbagai lapisan baik padat maupun cair, dengan tingkat kekentalan yang berlawanan-beda serta komposisi kimiawi yang berlainan-beda pula.
Daftar Isi
Struktur Bumi
Secara lazim, struktur lapisan bumi dapat didefinisikan melalui dua sudut pandang yakni dari sifat mekanis atau sifat kimiawinya.
Pembagian secara mekanis menjelaskan perihal sifat-sifat fisik yang ada pada tiap lapisan. Sifat fisik tersebut mencakup kepadatan dan suhu. Secara mekanis, bumi mampu dibagi menjadi litosfer, astenosfer, mantel, inti luar, dan inti dalam.
Pembagian secara kimiawi menjelaskan sifat-sifat kimiawi yang ada pada tiap lapisan. Sifat kimiawi tersebut meliputi material penyusun dan kandungan mineral yang ada pada tiap lapisan. Secara kimiawi, bumi dapat dibagi menjadi kerak, mantel atas, mantel dalam, inti luar, dan inti dalam.
Gambar disamping ialah grafik yang menawarkan pergantian berat jenis dari lapisan bumi seiring dengan bertambahnya kedalaman.
Dapat dilihat bahwa semakin dalam sebuah lapisan, makin besar pula berat jenis lapisan tersebut. Artinya, lapisan tersebut dengan volume yang sama menjadi kian berat karena kepadatannya meningkat.
Hal ini dipengaruhi oleh tekanan yang lebih besar pada lokasi tersebut. Ketika tekanannya besar, maka lapisan akan cenderung terkompaksi, sehingga memiliki berat jenis yang lebih tinggi. Tekanan yang tinggi menjadi salah satu argumentasi mengapa inti bumi bagian dalam bersifat padat.
Lapisan yang ada di Bumi
Gambar diatas ialah ilustrasi pecahan samping dari lapisan-lapisan yang ada di wajah bumi secara lebih mendetail. Lapisan-lapisan tersebut berisikan
- Kerak Benua
- Kerak Samudra
- Mantel Atas
- Mantel Bawah
- Inti Luar
- Inti Dalam
Selain itu, terdapat pula zona-zona perbatasan yang dilambangkan oleh aksara A, B, dan C
- A. Diskontinuitas Mohorovicic
- B. Diskontinuitas Gutenberg
- C. Diskontinuitas Lehman Bullen
Mari kita simak secara lebih rincian perihal lapisan lapisan yang ada di perut bumi.
Kerak Bumi
Kerak bumi ialah lapisan terluar yang bersinggungan pribadi dengan lapisan atmosfer. Bersama dengan mantel, kerak bumi menyusun lapisan zona litosfer yang mempunyai kedalaman sampai 80 km dibawah permukaan bumi.
Lapisan ini ialah lapisan dimana manusia tinggal, beraktivitas, serta menghembuskan nafasnya. Selain itu, lapisan ini juga menjadi kawasan terjadinya gerakan-gerakan lempeng yang disebabkan oleh tektonik lempeng. Oleh alasannya itu, biasanya gempa bumi terjadi pada lapisan kerak bumi.
Lapisan kerak bumi ini sungguh kaya akan barang tambang. Hal ini terjadi alasannya batuan yang sudah melalui siklus batuan pada mantel bumi pada hasilnya akan timbul kembali di kerak bumi lewat arus konveksi.
Pada lapisan ini, suhu terus berkembangseiring dengan bertambahnya kedalaman. Berdasarkan penelitian yang dilaksanakan, gradien suhunya yaitu sekitar 30 Celcius per km, artinya suhu akan bertambah 30 derajat Celsius tiap kita masuk lebih dalam sejauh 1 km.
Pada lapisan terdalam kerak bumi, suhunya meraih 1100 ‘C. Namun, suhu sepanas ini belum mampu untuk membuat batuan yang ada mencair, sehingga kerak bumi bersifat padat dan plastis, belum elastis dan cair.
Unsur kimia utama penyusun kerak bumi yaitu Oksigen (O) (46,6%), Silikon (Si) (27,7%), Aluminium (Al) (8,1%), Besi (Fe) (5,0%), Kalsium (Ca) (3,6%), Natrium (Na) (2,8%), Kalium (K) (2,6%) dan Magnesium (Mg) (2,1%).
Kerak Benua dan Kerak Samudera
Terdapat dua jenis kerak yaitu benua dan samudra, kerak benua lebih ringan dan terdiri dari silica-alumunium sedangkan kerak samudera lebih berat dan terdiri dari silica-magnesium.
Kerak samudera memiliki umur yang jauh lebih muda (200 juta tahun) dibandingkan dengan kerak benua (1500 juta tahun), disamping itu kerak samudra juga mempunyai ketebalan yang lebih tipis (6-10 km) dibandingkan kerak benua (35-40 km).
| Kerak Benua | Kerak Samudra | |
| Tebal Batuan | 30-40 km, mencapai 60-70 km di bawah pegunungan | Umumnya 6-10 km |
| Umur Batuan | Tua, diatas 1500 juta tahun | Muda, Dibawah 200 juta tahun |
| Massa Jenis | Ringan, Rata-rata 2.6 | Berat, Rata rata 3.0 |
| Sifat Batuan | Warna Cerah, Silika-Aluminium, Batuan Granit | Warna Gelap, Silika-Magnesium, Batuan Basalt |
Diskontinuitas Mohorovicic
Pada lapisan ini terdapat diskontinuitas mohorovicic yang ialah zona transisi kecepatan gelombang seismik, dan juga ialah transisi antara litosfer dan mantel.
Zona transisi ini dihipotesakan terbentuk alasannya adanya transisi antara batu yang mengandung plagioklas di bab atas transisi dan kerikil yang tidak mengandung plagioklas di bagian bawah.
Mantel
Lapisan mantel ialah lapisan yang terletak diantara kerak bumi dan inti bumi. Mantel bumi ialah lapisan terbesar di perut bumi dan meliputi lebih dari 80% massa otal bumi.
Lapisan ini berisikan mantel luar dan mantel dalam. Astenosfer ialah bagian dari mantel luar yang bersifat plastis dan ialah tempat dimana kerak bumi bergerak. Zona perbatasan antara mantel luar dan litosfer disebut Mohorovicic discontinuity. Lalu ada zona transisi gutenberg, dan juga mantel dalam.
Secara biasa , mantel mempunyai sifat fisik yang padat namun plastis, adalah mampu berubah bentuk/bergerak dalam jangka waktu yang sungguh lama. Mengapa mantel bisa bersifat padat padahal suhunya sungguh tinggi? Jawabannya yaitu karena tekanan.
Tekanan yang ada di mantel sungguh tinggi sehingga menjadikan batuan yang sebaiknya mencair menjadi tidak mencair. Batuan tersebut justru menjelma batuan panas yang bersifat plastis atau ductile.
Mantel terdiri dari batuan silikat yang kaya akan besi dan magnesium. Hal ini menimbulkan magma yang berasal dari mantel bersifat basaltic atau lebih basa dibandingkan dengan magma yang berasal dari kerak bumi.
Contoh dari magma mantel yang keluar di permukaan bumi yakni hotspot di Hawaii. Oleh sebab itu, gunung api yang berada di hotspot biasanya mempunyai magma basaltis.
Secara umum, mantel berisikan usur kimiawi berikut
| SiO2 | 44.71 |
| Al2O3 | 3.98 |
| FeO | 8.18 |
| MnO | 0.13 |
| MgO | 38.73 |
| CaO | 3.17 |
| Na2O | 0.13 |
| Cr2O3 | 0.57 |
| TiO2 | 0.13 |
| NiO | 0.24 |
| K2O | 0.006 |
| P2O5 | 0.019 |
Astenosfer
Astenosfer adalah lapisan teratas mantel luar yang pribadi bersentuhan dengan kerak bumi dan litosfer. Lapisan ini terletak pada kedalaman 80 – 200 km dibawah permukaan bumi. Lapisan ini mempunyai suhu sekitar 1300 ‘C.
Lapisan astenosfer mempunyai sifat fisik yang cukup lemah dan kental serta bersifat plastis. Praktis berganti posisi tanpa mengalami keretakan atau kerusakan structural, namun membutuhkan waktu yang usang.
Lapisan astenosfer berfungsi layaknya pelumas atau ganjal “licin” yang memungkinkan terjadinya pergerakan lempeng-lempeng di permukaan bumi.
Mantel Luar dan Mantel Dalam
Secara biasa , mantel terbagi menjadi dua ialah mantel luar dan dalam. Yang membedakan kedua lapisan ini yakni suhu dan komposisi kimiawinya.
Mantel luar berada pada kedalaman 35 km hingga 410 km dibawah permukaan bumi. Lapisan ini bersifat padat dan plastis sebab tekanan yang tinggi dan suhu yang belum cukup panas untuk mencairkan batuan.
Mantel luar berisikan mineral 55% olivine, 35% pyroxene dan 5 – 10% mineral kalsium oksida serta alumunium oksida seperti plagioclase, spinel atau garnet, tergantung kedalamannya.
Mantel dalam berada pada kedalaman 410 km hingga 2900 km dibawah permukaan bumi. Lapisan ini, sama seperti mantel luar juga bersifat padat dan plastis. Lapisan ini mempunyai suhu hingga 3,700 ‘C pada bagian terdalamnya.
Berdasarkan asumsi pyrolitic, mantel dalam berisikan 75% bridgmanite, 17% ferropericlase dan 8% CaSiO3-perovskite. Berdasarkan perkiraan Chondritic, mantel dalam didominasi oleh bridgmanite dan CaSiO3-perovskite, dengan jumlah ferropericlase yang tidak terlalu banyak.
Arus Konveksi Mantel
Pada mantel ini terdapat arus konveksi yang menjadi salah satu penyebab dari bergeraknya lapisan litosfer. Pergerakan lapisan litosfer dapat menyebabkan terjadinya gempa bumi atau bahkan acara vulkanisme pada gunung berapi.
Arus konveksi ini disebabkan oleh panas yang diciptakan oleh peluruhan radioaktif pada inti bumi serta panas yang tersisa dari pembentukan bumi. Panas yang sangat tinggi ini menjadikan mantel yang bersifat cair bergerak mengakibatkan arus konveksi.
Sama seperti air, mantel yang panas cenderung mempunyai berat jenis yang lebih rendah ketimbang mantel yang cuek. Oleh sebab itu, mantel yang dipanaskan oleh peluruhan radioaktif akan bergerak keatas, digantikan oleh mantel yang sudah mendingin yang bergerak kebawah.
Zona Transisi Gutenberg
Zona gutenberg ialah zona yang menghalangi antara inti bumi bagian luar dengan mantel bab dalam. Zona ini terdapat pada kedalaman 2981 km di bawah permukaan bumi.
Pada zona ini, terdapat perubahan kecepatan gelombang seismik. Perubahan ini disebabkan oleh perbedaan komposisi batuan mantel yang lebih padat dengan batuan inti luar yang lebih cair.
Inti Bumi
Inti bumi ialah lapisan terdalam di perut bumi. Lapisan ini terletak antara kedalaman 2981 km sampai kedalaman 6378 km atau pusat bumi.
Lapisan ini berisikan inti luar dan inti dalam. Inti bumi lazimnya terdiri dari bagian Ni-Fe yaitu nikel dan besi sehingga mempunyai kepadatan yang sangat tinggi pula (9.9 – 12.8 g/cm3).
Selain itu, suhu di inti bumi juga sangat panas, suhunya dapat mencapai 10,800 F. Panas ini disebabkan oleh aktivitas peluruhan radioaktif dan terdapatnya sisa-sisa panas dari zaman pembentukan bumi.
Inti Luar dan Inti Dalam
Inti bumi terbagi menjadi dua bab yakni inti luar dan inti dalam. Inti dalam bumi bersifat padat sedangkan inti luar bumi bersifat cair.
Perbedaan sifat inti ini disebabkan oleh tekanan yang sangat tinggi pada inti dalam dibandingkan inti luar. Tekanan yang tinggi ini disebabkan oleh berat seluruh lapisan bumi diatasnya yang terfokus menekan inti dalam dari segala arah.
Inti luar bumi terletak antara kedalaman 2981 km hingga sekitar 5100 km dibawah permukaan bumi. Inti luar ini terdiri dari logam Ni-Fe, seperti mirip inti bumi bagian dalam, cuma saja, inti bab luar bersifat cair alasannya adalah panas yang sangat tinggi mengakibatkan batuan yang ada meleleh.
Inti dalam bumi terletak pada kedalaman 5100 km sampai sentra bumi ialah pada kedalaman 6378 km dibawah permukaan bumi. Inti dalam bersifat padat sebab tekanan yang ada pada zona ini sangat tinggi, sehingga meskipun suhu yang ada sungguh tinggi pula, batuan dan mineral yang ada di zona ini tetap dalam keadaan padat.
Zona Lehman Bullen
Zona lehman bullen ialah zona yang menghalangi inti bumi bab luar yang bersifat cair dan inti bumi bagian dalam yang bersifat padat. Pada zona ini, terdapat pembiasan gelombang seismik karena terjadi perpindahan medium rambat dari medium cair ke medium padat.
Referensi
Waugh, David (2014). Geography an Integrated Approach, Fourth Edition. Oxford University Press.
Sumber ty.com
EmoticonEmoticon