Struktur Bumi

Struktur Bumi terbagi dalam beberapa lapisan, seperti sebuah bawang. Bumi secara umum terdiri dari beberapa lapisan yaitu bagian paling atas disebut litosfer (bahasa Inggris: crust), lapisan bawah adalah astenosfer atau mantel dan yang paling bawah adalah inti bumi.

Bagian dalam dari bumi, dapat diketahui dengan mempelajari sifat-sifat fisika bumi, yaitu dengan metode geofisika, terutama dari kecepatan rambatan getaran atau gelombang seismik, sifat kemagnetannya dan gaya berat serta data panas bumi. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa bagian dalam bumi tersusun dari material yang berbeda-beda mulai dari permukaan bumi sampai ke inti bumi. Dengan metode geofisika tersebut, juga diketahui bahwa berat jenis bumi keseluruhan adalah sekitar 5,54. Kerak bumi sendiri yang merupakan lapisan terluar dan disusun oleh batu-batuan mempunyai berat jenis antara 2,5 sampai 3,0. Dari hal tersebut dapat diketahui bahwa material yang menyusun bagian dalam bumi merupakan material yang lebih berat dengan berat jenis yang lebih besar daripada, batuan yang menyusun kerak bumi.

Struktur

Struktur dalam lapisan Bumi

Kerak Bumi

Kerak Bumi adalah lapisan terluar bumi yang terbagi menjadi dua kategori, yaitu kerak samudera dan kerak benua.^[1] Kerak samudra mempunyai ketebalan sekitar 5–10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20–70 km. Penyusun kerak samudra yang utama adalah batuan basal, sedangkan batuan penyusun kerak benua yang utama adalah granit, yang tidak sepadat batuan basal.^[2] Kerak bumi dan sebagian mantel bumi membentuk lapisan litosfer dengan ketebalan total kurang lebih 80 km. Temperatur kerak meningkat seiring kedalamannya. Pada batas terbawahnya temperatur kerak menyentuh angka 1.100 C. Kerak dan bagian mantel yang relatif padat membentuk lapisan litosfer. Karena konveksi pada mantel bagian atas dan astenosfer, litosfer dipecah menjadi lempeng tektonik yang bergerak. Temperatur meningkat 30 °C setiap km, namun gradien panas bumi akan semakin rendah pada lapisan kerak yang lebih dalam. Unsur-unsur kimia utama pembentuk kerak bumi adalah: 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%).^[3]

Mantel Bumi

Mantel bumi merupakan lapisan yang menyelubungi inti bumi dan merupakan bagian terbesar dari bagian bumi sekitar 83,2 persen dari volume dan 67,8 persen dari keseluruhan masa bumi. Karena terdiri dari material yang cair, selubung bumi sering disebut sebagai lapisan astenosfer. Lapisan ini merupakan tempat terjadinya pergerakan-pergerakan lempeng yang disebabkan oleh gaya konveksi atau energi dari panas bumi. Pergerakan tersebut sangat mempengaruhi bentuk muka bumi serta proses geologi lainnya seperti pergeseran benua dan pembentukan rantai pegunungan.^[4] Ketebalan selubung ini berkisar 2.883 km. Densitasnya berkisar dari 5,7 gr/cc dekat dengan inti dan 3,3 gr/cc di dekat kerak bumi. Pada wilayah selubung bagian atas akan mulai terbentuk intrusi magma yang diakibatkan oleh batuan yang menyusup dan meleleh.

Inti Bumi

Inti bumi terletak pada kedalaman sekitar 2900 km dari dasar kerak bumi sampai ke pusat bumi. Inti bumi dapat dipisahkan menjadi inti bumi bagian luar dan inti bumi bagian dalam. Inti bagian luar merupakan struktur cair yang terdiri dari besi dan nikel. Inti bagian luar ini berada di kedalaman 2.885-5.144 kilometer. Suhu pada lapisan ini mencapai 3.700 derajat Celcius. Sedangkan inti bagian dalam bumi berbentuk bola metal yang memiliki radius 1.220 kilometer atau sekitar tiga per empat ukuran bulan. Inti bagian dalam terletak di dalam bumi pada kedalaman 2.885-5.144 kilometer di bawah permukaan bumi. Suhu di inti bagian dalam bumi berkisar 4.300-5.400 derajat Celcius. Suhu ini hampir sepanas suhu permukaan matahari.

Batas antara selubung bumi dan inti bumi ditandai dengan penurunan kecepatan gelombang P secara drastis dan gelombang S yang tidak diteruskan. Keadaan ini disebabkan karena meningkatnya berat jenis material penyusun inti bumi dan perubahan sifat materialnya dari yang bersifat padat menjadi bersifat cair. Meningkatnya berat jenis disebabkan karena perubahan dari material silikat yang menyusun selubung bumi menjadi material campuran logam yang kaya akan besi (Fe) di inti bumi. Perubahan sifat material menjadi cairan disebabkan karena turunnya titik lebur material yang mengandung besi dibandingkan material yang kaya silikat. Itulah sebabnya material yang menyusun inti bumi bagian luar berupa cairan yang kaya logam Besi (Fe). Sebaliknya semakin bertambahnya tekanan ke bagian yang semakin dalam akan mengakibatkan naiknya titik lebur material logam. Hal ini menyebabkan material yang menyusun inti bumi bagian dalam merupakan material logam yang bersifat padat.

Komposisi material penyusun inti bumi diketahui dengan perkiraan bahwa unsur besi merupakan unsur yang banyak dijumpai pada kerak batuan penyusun kerak bumi. Dengan meningkatnya berat jenis pada batuan yang makin dalam letaknya, maka kadar besi juga akan semakin meningkat, sehingga pada selubung bumi mempunyai kemungkinan mengandung kadar besi yang lebih besar daripada kerak bumi. Berat jenis inti bumi bagian luar yang disusun oleh material kaya besi yang cair sama dengan berat jenis berat jenis besi dalam keadaan cair. Karena inti bumi bagian dalam disusun oleh material kaya besi yang padat, maka batas antara inti bumi bagian luar dengan inti bumi bagian dalam mempunyai temperatur sama dengan titik lebur besi pada tekanan di tempat tersebut. Selain itu, komposisi penyusun inti bumi juga diketahui dengan mendasarkan pada komposisi meteorit yang dijumpai mengandung logam besi dan nikel sebanyak sekitar 7% sampai 8%. Sehingga diperkirakan material logam penyusun inti bumi adalah unsur besi dan nikel.

Seismologi

Lapisan bumi telah disimpulkan secara tidak langsung dengan menggunakan waktu perjalanan gelombang seismik yang dibiaskan dan dipantulkan yang diciptakan oleh gempa bumi. Inti bumi tidak memungkinkan gelombang geser melewatinya, sedangkan kecepatan rambat (kecepatan seismik) berbeda di lapisan lainnya. Perubahan kecepatan seismik antar lapisan yang berbeda menyebabkan pembiasan berdasarkan hukum Snell, seperti pembelokan cahaya saat melewati prisma. Demikian pula, pantulan disebabkan oleh peningkatan kecepatan seismik yang besar dan mirip dengan pantulan cahaya dari cermin.

Referensi

^ Society, National Geographic (2015-05-29). "crust". National Geographic Society (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2021-01-31.
^ Hendrix, Mark (2019). Earth science. Cengage Learning. hlm. 39. ISBN 9780357120088.
^ Harefa, Darmawan (2020). Teori Ilmu Kealaman Dasar Kajian Untuk Mahasiswa Pendidikan Guru Dan Akademis. Deepublish. hlm. 59. ISBN 9786230219092.
^ "What are the Earth's layers?". phys.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2021-01-31.

Bacaan tambahan

Kruglinski, Susan. "Journey to the Center of the Earth." Discover.
Lehmann, I. (1936) Inner Earth, Bur. Cent. Seismol. Int. 14, 3–31
Schneider, David (October 1996) A Spinning Crystal Ball, Scientific American
Wegener, Alfred (1915) "The Origin of Continents and Oceans"
Thompson (2010) Introduction to Physical Geology

[1] Society, National Geographic (2015-05-29). "crust". National Geographic Society (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2021-01-31.

[2] Hendrix, Mark (2019). Earth science. Cengage Learning. hlm. 39. ISBN 9780357120088.

[3] Harefa, Darmawan (2020). Teori Ilmu Kealaman Dasar Kajian Untuk Mahasiswa Pendidikan Guru Dan Akademis. Deepublish. hlm. 59. ISBN 9786230219092.

[4] "What are the Earth's layers?". phys.org (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2021-01-31.

[1]

[2]

[3]

[4]