Seberapa jauh kamu mengenal karakteristik fisik planet bumi yang kita cintai ini?. Jika belum terlalu mengenal maka postingan berikut bisa bermanfaat. Bumi merupakan satu diantara planet-planet dalam tata surya di jagat raya ini. Dan bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni dan menunjang kehidupan semua mahluk hidup. Bumi kaya oksigen dan juga dilindungi oleh atmosfer, mempunyai suhu yang moderat, mempunyai kandungan banyak air, dan dengan komposisi kimia yang bervariasi dalam bumi, semuanya menunjang kehidupan. Keadaan ini hanya dimiliki oleh Bumi.
Bumi merupakan planet ke 3 dari matahari setelah Merkurius dan Venus. Karakteristik bumi adalah sebagai berikut:
· Berbentuk seperti bola yang memepat di bagian kutub-kutubnya.
·Jari-jari bumi pada ekuator adalah 6.378 km dan pada kutub-kutubnya 6.356 km. Perbedaan jari-jari pada kutub dan ekuator adalah 22 km lebih panjang pada ekuator.
· Perbedaan keliling bumi pada kutub dan ekuator adalah 67,9 km. Keliling ekuator 40.076,5 km dan kelilling kutub 40.008,6 km
· Perbedaan diameter bumi pada kutub dan ekuator adalah 42,80 km. Diameter ekuator 12.756,34 km dan kelilling kutub 12.713,54 kilometer.
·Luas permukaan 510.100.000 km2
· Volume 1.083.230.000.000 km3
· Berat Jenis rata-rata 5,52 (air =1)
· Massa diperkirakan 5,98 x 1021 metrik ton
· Temperatur tertinggi 58oC di Al Aziziyah – Libya – Afrika
Temperatur terendah – 89,6oC di Stasiun Vostock – Antartika
Temperatur rata-rata 14oC
Kajian bagian dalam bumi sampai sekarang belum dapat dilakukan secara langsung. Untuk meneliti mencapai kedalaman jari-jari bumi itu sangat menga-lami kesulitan. Pengeboran yang telah dilakukan paling dalam tidak lebih dari 6.000 meter. Di Oklahoma pernah dilakukan pengeboran mencapai 5.253 m. Kajian yang telah dilakukan sampai saat ini secara tidak langsung, sehingga banyak pendugaan tentang apa dan bagaimana yang ada di dalam bumi ini.
Berdasarkan gradien geothermal bahwa semakin jauh ke dalam bumi, suhu semakin tinggi, yaitu dengan pertambahan rata-rata 2o C/100 meter. Dengan ini para ahli menghitung temperatur dalam bumi antara 2.000oC sampai 3.000oC. Dengan tingginya suhu tersebut diperkirakan bahwa inti bumi berwujud gas, karena pada suhu yang tinggi ini semua benda akan mencair dan selanjutnya berubah menjadi gas.
Pendapat lain mengatakan bahwa semakin ke dalam tekanan juga semakin besar. Dengan panjang jari-jari bumi 6.000 km lebih, diperkirakan tekanan yang ada sekitar 3 juta atmosfer. Dengan tekanan yang besar ini maka inti bumi berwujud padat.
Pendapat berikutnya adalah menggabungkan dua pendapat di atas dan menyimpulkan bahwa inti bumi berwujud kental, karena walaupun suhunya sangat tinggi tetapi dengan tekanan yang sangat tinggi pula, maka akan menghalangi perubahan benda cair menjadi gas.
Ahli Geofisika mengkaji bumi melalui catatan gempa bumi, Pada peristiwa gempa bumi ada dua macam gelombang, yaitu gelombang primer (P) dan gelombang sekunder (S). Gelombang primer bergerak menerobos bagian dalam bumi, yang padat maupun yang cair. Pada batuan yang terletak dekat permukaan, gelombang primer bergerak dengan kecepatan sekitar 5 km/detik dan kecepatan maksimal 14 km/detik pada kedalaman 2.800 km. Gelombang sekunder hanya bergerak pada bagian bumi yang bersifat padat dengan kecepatan 2/3 dari kecepatan gelombang primer. Kecepatan gelombang primer dan gelombang sekunder bervariasi sesuai dengan dalamnya bagian bumi yang di laluinya. Variasi kecepatan ini oleh para Seismolog dijadikan dasar untuk menggambarkan bagian-bagian bumi.
Dengan catatan dan perhitungan gelombang gempa ini para ahli membagi secara vertikal susunan bumi dari permukaan ke bagian terdalam terdiri dari tiga lapisan yaitu Kerak Bumi (Crust), Selimut (Mantle), dan Inti (Core).
1. Kerak Bumi (Crust)
Kerak bumi adalah bagian yang paling terluar dari bumi. Kerak ini bersifat padat dan relatif tipis, dan terdiri atas massa daratan dan massa samudera. Bagian daratan permukaan bumi disebut kerak benua dengan ketebalan antara 15 – 75 km. Kerak samudera lebih tipis dari kerak benua dengan ketebalan antara 5 – 10 km.
Kerak samudera dan kerak benua mempunyai komposisi yang berbeda. Kerak samudera terbentuk oleh batuan padat dan gelap, seperti basalt dan gabro. Berbeda dengan kerak benua yang terbentuk oleh batuan yang lebih cerah dan lebih padat, seperti granit dan diorit. Pada kerak benua termasuk juga batuan metamorfosa dan batuan sedimen yang tidak terdapat pada kerak samudera. Kerak benua mempunyai berat jenis rata-rata 2,8 sedangkan kerak samudera mempunyai berat jenis rata 2,9.
Terhadap lapisan di bawahnya, kerak bumi dibatasi oleh bidang batas yang disebut “Mohorovicic Discontinuity” dan biasa juga dingkat “Moho”. Mohorovicic ditemukan sebagai batas pada tahun 1909 oleh Andrija Mohorovicic (geolog Croasia).
Elemen-elemen yang ringan, seperti silicon, aluminium, kalsium, potassium, sodium, dan oksigen membentuk kerak bumi bagian luar.
2. Selimut (Mantle)
Selimut (mantle), wilayah bagian dalam bumi yang terletak antara kerak bumi dan inti bumi. Selimut merupakan wilayah paling besar dari wilayah-wilayah lainnya. Dibandingkan dengan kerak bumi, mantel lebih tebal yaitu sampai sekitar 2.900 km. Suhu di sini tinggi, mencapai sekitar 3700oC. Tekanan pada selimut juga tinggi, mencapai sekitar 137 gigapascal (1,37 juta atmosfer).
Mantel terdiri dari mantel atas dan mantel bawah. Bagian atas mantel yang bersifat padat dan bersama kerak bumi membentuk lithosfer. Ketebalan Lithosfer ± 65 – 100 km dan menyelubungi asthenosfer yang mempunyai ketebalan ± 100 – 350 km. Asthenosfer mengandung material batuan yang halus dan lebih kaku dibandingkan dengan material lithosfer. Hal ini karena dipengaruhi oleh tingginya tekanan dan suhu sebagai penyebab batuan menjadi cair dan halus. Mesosfer adalah lapisan ketiga dari mantel yang terletak di bawah astenosfer dengan ketebalan antara 2.400 km – 2.750 km. Materi mesosfer bersifat padat , sehingga gelombang primer kecepatannya semakin tinggi, yaitu mencapai 13 km/detik. Diduga materi penyusun mesosfer jauh lebih padat berupa mineral Peridotit dan Pallasit (campuran mineral batuan basa dan besi).
Ukuran relatif dari mantel dapat diumpamakan pada penampang melintang dari telur rebus. Kulit telur mewakili bagian yang tipis, yaitu kerak bumi, yang hanya membandingkan kira-kira satu setengah atau satu persen massa bumi. Bagian putih telur mewakili mantel yang lem-but, yang terdiri dari hampir 2/3 massa bumi dan hampir 5/6 volume bumi. Kuning telur mewakili inti bumi.
Mantel dipisahkan dari kerak bumi oleh batas yang tegas yaitu Mohorovicic discontinuity atau Moho. Ia dipisahkan dari inti bumi dengan batas yang tegas juga yaitu Gutenberg discontinuity. Kedua batas ini sebagai nama kehormatan orang yang menemukan, yaitu Andrija Mohorovicic seismolog dari Croasia dan Berno Gutenberg seismolog Jerman yang lahir di Amerika.
Mohorovicic discontinuity terletak pada kedalaman kira-kira 8 km di bawah samudera dan kedalaman rata-rata sekitar 35 km di bawah benua, tetapi bisa mencapai sedalam 80 km di bawah rangkaian pegunungan tinggi. Gutenberg discontinuity terletak pada kedalaman sekitar 2900 km. Kedua penemu batas menggunakan fakta bahwa ketika gempabumi, atau seismic, jangkauan gelombang membuat batas yang tegas antara dua material yang berbeda berat jenisnya, atau bersifat elastis.
Mantel secara kimiawi berbeda dengan kerak bumi dan inti bumi. Terutama disusun oleh batuan peridotit, yang pada prinsipnya terdiri dari mineral-mineral olivin, piroksin, dan amphibol. Kerak bumi disusun oleh material-material yang cerah dan inti bumi disusun oleh besi dan nikel.
Struktur Mantel
Seismolog telah menemukan bahwa mantel terbagi dalam sejumlah lapisan. Mantel atas meluas dari Moho sampai kedalaman sekitar 400 km. Mantel atas disusun oleh besi dan magnesium silikat, seperti mineral-mineral olivin, piroksin, dan amphibol. Mantel atas disebut disebut asthenosfer. Jarak kedalaman asthenosfer kira-kira 100 km – 350 km. Asthenosfer merupakan zona yang lemah. Asthenosfer tersusun dari sejumlah kecil larutan atau cairan dari batuan yang melebur.
Zona dari 400 km sampai kira-kira 670 km disebut sebagai zone transisi. Pada zone transisi, mineral-mineral dibentuk pada mantel atas melalui proses yang disebut phase transisi, yang merubah bentuk dan susunan atomnya. Tekanan pada kedalaman ini mengkompres mineral menjadi lebih kompak. Contohnya, olivin dikompres menjadi mineral spinel. Di bawah zone transisi, spinel telah melalui phase transisi yang menjadi mineral perovskite. Dengan setiap phase transisi, batuan menjadi padat dan gelombang seimik berjalan cepat. Transisi pada 670 kilometer juga tercatat pada kedalaman yang rendah pada setiap perekaman gempabumi.
Mantel di bawah 670 km disebut mantel bawah. Mantel bawah tersusun dari magnesium, silikon, dan besi. Berbeda dengan mantel atas, pada region ini tidak terjadi perubahan. Di sini material lebih padat dari mantel atas dan juga tekanan bertambah. Pada mantel terjadi arus (aliran) yang bergerak lambat, yaitu arus konveksi yang menggerakan lempeng-lempeng kerak bumi.
3. Inti (Core)
Inti (core) adalah bagian paling dalam dari bumi. Radius inti bumi ± 3.500 km. Radius ini lebih besar dari planet Mares. Bentuk inti bumi ± 1/3 dari total massa dan sekitar 1/6 dari volumenya. Tekanan pada inti bumi jutaan kali lebih besar dan suhu ribuan derajat lebih tinggi dari permukaan bumi. Suhu inti bumi berkisar dari 4000oC – 5000o C. Ilmuwan tidak dapat mendapatkan sampel material dari inti bumi karena sangat tingginya tekanan dan suhu. Tetapi ilmuwan mempercayai bahwa penyusun utama inti bumi adalah elemen-elemen berat, seperti besi dan nikel. Komposisi inti bumi dipercayai sama dengan batu meteorit.
Kajian seismik mengindikasikan bahwa inti bumi terdiri dari dua bagian, yaitu inti dalam yang bersifat solid dan inti luar yang bersifat molten. Ilmuwan menges-timasikan bahwa berat jenis inti bumi sangat ekstrim, sekitar 13,5 kali berat jenis air. Konsentrasi yang tinggi dari besi di inti bumi dipercayai sebagai penyebab tingginya berat jenis ini.
Ilmuwan telah mempelajari tentang inti bumi melalui pengukuran gelombang seismik. Gelombang seismik berasal dari gempabumi. Ilmuwan telah mencatat data dari ribuan stasion perekam gempabumi. Data seismik yang terekam ini dianalisis dan dikombinasikan oleh kom-puter untuk mendapatkan gambaran dari bagian dalam bumi.
Inti luar memanjang dari sekitar 2.900 – 5.200 km di bawah permu-kaan. Inti dalam memanjang dari sekitar 5.200 km sampai ke pusat bumi, pada kedalaman sekitar 6.400 km.
Pada tahun 1936 geolog telah menemukan batas yang lain. Batas kedua yang memisahkan inti luar yang cair dari inti dalam yang solid. Ilmuwan mempercayai bahwa inti dalam mempunyai radius sekitar 1.220 km dan terbentuk oleh material yang solid.
Inti bumi merupakan sumber magnet bumi. Banyak ilmuwan percaya bahwa berbagai gerakan convection pada molten, besi – material yang banyak dari pada inti luar yang menentukan magnet bumi. Convection cells juga mengefektifkan bumi berotasi pada sumbunya. Gerakan-gerakan besi pada convention cells, berinterkasi dengan magnet bumi.
Materi bumi secara garis besarnya terdiri dari unsur-unsur padat, cair, dan gas dengan komposisi sebagai berikut.
