Module 2. The Earth and Solar System

(1)

Module 2

(2)

Earth in the Solar System

• _{The Earth and its planets}

• _{Anatomy of the Earth}

• _{Earth Dynamics}

(3)

(4)

(5)

Solar System Milky Way Local Group

Universe of galaxy groups

(6)

99% of the mass of the solar system is in the

sun

(7)

(8)

(9)

Planets

- orbit the sun in the plane of the sun’s equator

- come in two groups:

+ the Terrestrial Planets

+ the Jovian Planets

(10)

(11)

Mercury

Venus Earth Mars TERRESTRIAL PLANETS: small, dense, and made of rocks and iron

Jupiter Saturn

Uranus Neptune JOVIAN PLANETS: large, low density, and made of gas and ice

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

Antares merupakan bintang ke-15

terbesar di jagad raya

Jaraknya lebih dari 1000 tahun cahaya

dari matahari

Jika dibandingkan Antares, Matahari

hanya sebesar debu, ……

Jika jarak Antares dg Matahari saja

demikian jauhnya, …..

(19)

Asteroids

Mathilde & Eros (NEAR)

Ida & Dactyl

(20)

(21)

Chondrites

Carbonaceous

(22)

Chondrules under a scope

(23)

Achondrite - Stony Meterorite

A stone from the Stannern eucrite shower

(24)

Iron

(25)

Stony-Iron:

Palasite

Olivine

(26)

(27)

Questions:

• _{How many theories of the solar}

system formation?

• _{Why does PLUTO being excluded}

from the solar system?

(28)

Origin of the Solar System

(29)

Asal Mula

Sistem Tata Surya (Solar System)

Ada 2 teori tentang asal mula sistem tata surya Persamaan ke 2 teori tersebut adalah sistem tata

surya berasal dari matahari purba atau nebula tata surya

Perbedaan antara ke dua teori tersebut adalah : 1.Energi pembentuk planet berasal dari

luar lingkungan nebula tata surya awal

2. Energi pembentuk planet berasal dari dlm lingkungan nebula tata surya awal

(30)

HIPOTESA 1

Immanuel Kant (Teori Kabut, 1755)

Di dlm nebula tata surya awal, daerah yg berdensitas tinggi bertindak sbg daerah benaman massa, dan planet-planet

membesar pada pusat kawasan tsb.

Laplace (1796)

Matahari berasal dari putaran massa gas dan dgn

adanya kontraksi serta diikuti peningkatan rotasi, menyebabkan pemutusan seri lingkar gas oleh gaya sentrifugal

Lingkar gas ini akan terkondensasi utk membentuk planet

Clerk Maxwell

Terdapatnya konsentrasi momentum sudut di planet-planet & bukan di matahari, yg mengakibatkan

(31)

HIPOTESA 2

Buffon (1749)

Planet-planet terlempar keluar dari tubuh matahari krn bertubrukan dgn bintang lainnya

Hipotesis Chamberlain-Moulton (Teori Planetisimal)

Pembentukan planet akibat pengumpulan partikel padat

Hipotesa Jeans-Jeffreys

Pembentukan planet-planet akibat kondensasi dari lemparan massa pijaran gas

Chamberlain-Moulton dan Jeans-Jeffreys

Mempunyai kesamaan ide dgn Buffon.

Ia menggambarkan pembentukan bumi dan planet-planet lainnya berasal dari material yg terlempar dari matahari dan bertubrukan dgn bintang lainnya, yg ada di dekatnya

(32)

Komposisi Alam Semesta (Universe)

Komposisi alam semesta didapat dari :

• _{Pengujian spektroskopi tatasurya dan}

radiasi stellar

• _{Analisis meteorit}

• _{Kandungan bumi dan planet lain} • _{Komposisi Meteorit}

Komposisi bagian dlm planet sukar didapat, maka kita harus membuat analogi dgn planet kita sendiri dan dgn bukti yg didapat dari meteorit

(33)

METEORIT

Diperkirakan terdpt berjuta meteorit dgn berbagai ukuran di dlm sistem surya, mulai dari yg terkecil berupa partikel debu, sampai beberapa kilometer.

Diperkirakan rata-rata jatuhnya meteorik antara 30.000 dan 150.000 ton / tahun.

Meteorik terutama terdiri dari suatu campuran Ni-Fe dari silikat kristal berkomposisi utama olivin atau

piroksin, mineral besi sulfida troilit, atau campuran ke duanya.

Klasifikasi Meteorit 1. Siderit atau meteorit besi

2. Siderolit atau meteorit besi berbatu 3. Aerolit atau meteorit batu

(34)

1. Siderit (Meteorit Besi)

Jumlah relatif yg cukup besar krn kemudahannya dikenal sbg meteorik

Rata-rata terdiri dari 98% logam, terdiri dari 1 atau 2 fasa logam Ni–Fe (Ni biasanya antara 4 & 20%)

Umumnya dgn asesori troilit (FeS), skreibersit (Fe, Ni, Co)3 P, & grafit.

Mineral asesori seperti daubrelit (FeCr2S4), kohenit (Fe3C), dan kromit (FeCr204) sangat jarang sekali, umumnya menunjukkan struktur widmanstatten,

Struktur ini terdiri dari lamela kamarsit (suatu campuran nikel-besi dgn kandungan 6% Ni), dibatasi oleh taenit (campuran nikel-besi dgn kandungan 30% Ni)

Lamela ini paralel dgn bidang oktahedral kristal Ni-Fe, krn itu meteorik yg mempunyai struktur widmanstatten disebut sbg oktahedrit

Struktur ini mrpkan ciri khas dlm campuran logam yg mengalami pendinginan sangat perlahan dari T tinggi.

(35)

2. Siderolit Atau Meteorit Besi Berbatu

Terbentuk dr Ni-Fe & silikat dgn jumlah yg relatif sama. Siderolit dibagi 2, yaitu : palasit & mesosiderit

Palasit tdr nikel-besi menerus yg melingkupi butiran olivin, dan sering membentuk kristal yg bagus.

Dlm mesosiderit fasa logam tidak menerus, & silikatnya tdr dr plagioklas & piroksin, terkadang dgn olivin.

(36)

3. Aerolit Atau Meteorit Batu

Jika tidak diketahui saat jatuhnya akan sukar dibedakan dgn batuan bumi.

Meteorit batu, dibagi menjadi 2 kelompok 1. Kondrit

Hadirnya kondrul atau kondri, berupa benda kecil bulat (rata-rata berdiameter 1 mm), terdiri dr olivin & piroksin.

Kondrul tidak pernah ditemukan pada batuan di bumi. Shg

diperkirakan kondrul ada kaitannya dgn asal meteorik jenis ini.

Komposisi rata-rata kondrit  40% olivin, 30% piroksin, 5-20% nikel-besi, 10 % plagioklas dan 6 % troilit.

Diantara meteorik, terdpt 1 kelompok kondrit yg disebut kondrit ber karbon, krn mengandung silikat besi, magnesium terhidrasi (serpentin atau klorit), dan 10 % senyawa organik kompleks.

(37)

Hasil riset yg dilakukan terhadap meteorik Murchison yg jatuh di Australia thn 1969, menunjang hipotesis

senyawa organik tsb berasal dari non biologi.

Contohnya adanya asam amino yg tidak ditemukan dlm protein alamiah dan tidak satu pun menunjukkan

keaktifan optik

Meteorik Murchison tdr dr suatu campuran kompleks senyawa organik (hidrokarbon alifatik dan aromatik, asam karboksilik, asam amino dll.

2. Akondrit

Akondrit mrpkan kelompok meteorik batu yg tidak

mengandung kondrul, dan kristalnya lebih kasar drpd kondrit.

Banyak akondrit serupa batuan beku yg terdapat di

(38)

4. Tektit

 _{Ciri-ciri tektit :}

 Terdiri dari gelas yg kaya silika (rata-rata  75% SiO₂), menyerupai

obsidian, tetapi berbeda dgn obsidian bumi

_{Terdiri dari silika dan alumina dgn kadar tinggi, dan} rendahnya kadar S,

kapur, magnesium dan soda

_{Komposisi semacam ini sama dgn komposisi granit dan} riolit dan beberapa

batuan sedimen yg kaya silika.

_{Tektit ditemukan sbg benda kecil bulat (200 – 300 gr), di} daerah non

vulkanik. Tektit tidak pernah dilaporkan jatuhnya.

_{Beberapa akhli menganggapnya sbg dampak tumbukan} komet atau

meteorik raksasa dgn bumi

 _{Meteorit dibagi menjadi 2, yaitu}

_{The finds, dicirikan oleh tidak terlihat waktu} jatuhnya

(39)

Tabel Frequency of Meteorite Finds and Falls

FINDS FALLS

Number Percent Number Percent

Irons 545 58,1 33 4,6

Stony Irons 53 5,7 11 1,5

Achondrites 7 0,7 56 7,8

Chondrites 333 35,5 621 86,1

(40)

UMUR ALAM SEMESTA

• _{Alam semesta membesar, disimpulkan}

mengalami evolusi dan sampai saat ini

masih berevolusi

• _{Mulanya alam semesta berupa satu titik}

atau terkumpul dlm kawasan yg kecil,

dikenal sbg bentuk primitif

• _{Berdasarkan asumsi kecepatan}

pembesaran, umur alam semesta

(41)

Sistem tata surya mrpkan unit tersendiri

dan umurnya berbeda dgn galaksi lain

Komposisi sistem tata surya sama dgn

ketika ia terbentuk, kecuali adanya

perubahan akibat konversi H menjadi He &

reaksi nuklir lainnya

Pada awalnya isotop

235

U &

238

U terbentuk

dgn jumlah yg sama.

Rasio saat ini untuk

235

U :

238

U = 1 : 138

Waktu yg diperlukan untuk mengubah rasio

dari 1:1 menjadi 1 : 138 adalah sekitar 6 x

10

9

tahun

(42)

Diantara isotop Pb (204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb),

Isotop 204Pb tidak radiogenik.

Meteorit besi tidak mengandung uranium, dan diantara

Pb yg ada, 204Pb memiliki jumlah tertinggi

dibandingkan dgn isotop Pb lainnya

Meteorit batuan mengandung uranium dan kehadiran

Pb menunjukkan adanya penambahan Pb yg

radiogenik.

Dari analisis matematik : umur meteorik 4,6 x 10 9 thn,

= hasil perhit menurut Rb - Sr dlm meteorik batuan dan

besi.

(43)

Umumnya batuan benua, berumur 2,7 x 109 thn

Batuan tertua di Afrika berumur 3-3,6 x 109 thn

Batuan tertua di Amerika Utara : 3,1-3,7 x 109 thn

Batuan tertua di Eropa berumur 3,5 x 109 tahun

Batuan tertua di Australia berumur 3 x 109 thn

Bukti dari ledakan katastropik meteorit, bulan dan bumi

 4 x 109 thn lalu.

Waktu beberapa ratus juta thn di antara umur bumi dan batuan kerak, dipergunakan kerak untuk menjadi stabil