Eko Efendi
BDI 207 1
• Teori “Big Bang”, paling
banyak diterima para astronomi.
• Teori diusulkan pada
dekade tahun 1920 dan 1930.
• Dengan dasar sifat-sifat
fisik alam, alam terbentuk antara 12 dan 15 milyar tahun lalu.
• Teori “Big Bang” ledakan
materi ukuran sangat-sangat kecil dan padat.
Eko Efendi
BDI 207 2
•
3 pengamatan mendukung Teori “Big
Bang”
oPengamatan 1929, jarak galaksi menjauh dari
bumi.
oTahun 1948, George Gamow prediksi “deteksi
level radiasi microwave sisa dari Big Bang”
oTahun 1965, A.A. Penzias dan RW Wilson
membuktikan/mendeteksi radiasi microwave tsb
Eko Efendi
• Terkait dengan kelimpahan unsur-unsur kimiawi
benda angkasa.
• Model Big Bang memprediksi kira-kira 75%
Hidrogen (H), 25% Helium (He), dan sebagian kecil unsur-unsur lebih berat.
• Walaupun sangat tergantung pada kondisi awal
benda angkasa yang sulit dihitung secara tepat, umumnya komposisi mencapai 3/4 Hidrogen and 1/4 Helium, termasuk sejumlah kecil unsur-unsur berat.
Eko Efendi
BDI 207 4
Eko Efendi
BDI 207 5
• Didasarkan teori “gravitational collapse” atau
teori “nebular” atau teori “dust-cloud” (terjadi dalam puluhan juta tahun pada 4,6 milyar tahun lalu)
•A. Ruang angkasa yang mengandung sejumlah gas (hydrogen dan helium) membentuk awan (nebula)
•B. Awan berkontraksi dan membentuk cakram, kontraksi 99% massanya di pusat dan sisanya memutar berlawanan arah jarum jam membentuk piringan mendatar.
•C. Saat cakram berputar, terjadi turbulensi yang menyebabkan pemadatan piringan ke arah eddies tubular kecil. Kondisi terus membesar saat bersamaan membentuk protoplanet.
Eko Efendi
• D. Protoplanet terus membesar membentuk planet dalam tata surya
• Matahari membesar dan menarik sebagian besar massanya. Saat proses akumulasi ini terjadi, suhu dan tekanan menyebabkan permulaan fusi termonuklir yang menyediakan sumber energi di kehidupan bumi. • Saat akresi panas planetesimal, unsur-unsur
kaya besi akan memadat lebih dahulu, membentuk inti (inti bagian dalam dan luar). • Selanjutnya silikat berdensitas rendah
memadat dan menyatu membentuk mantel dan kerak. Pemisahan lanjut kerak karena output energi dari peluruhan radioaktif dalam bumi.
Eko Efendi BDI 207 7 Eko Efendi BDI 207 8 Eko Efendi BDI 207 9
Eko Efendi
BDI 207 10
Diduga Bumi berevolusi dari kecil hingga sebesar sekarang, sehingga tidak bisa mempertahankan atmosfir awalnya. BUKTINYA:
• Komposisi atmosfir bumi berbeda dibanding dengan atmosfir planet lain, dan komposisi kosmik
• Senyawa ‘rare gases’ atmosfir bumi sekitar 10-10 - 10-6
atmosfir kosmik
• Gas He dan H di (Surya dan Planet2 besar) relatif > planet2 dalam. Artinya, planet2 dalam kehilangan senyawa2 gas tersebut lebih banyak
Bukti2 ini menunjukkan bahwa atmosfir bumi berasal dari sumber lain
• Kegiatan vulkanik diduga menjadi sumber
utama pembentukan atmosfir awal.
• Emisi gas: H2O, CO2, N2, SO2, SO3, H2, dan Cl2
terjadi dalam jumlah yang sangat besar (gas O2
tidak ada)
• Pada saat yang bersamaan lahar padat juga
membentuk daratan dengan laju 1-3 km2 per
tahun
• Dominasi gas di atmosfir awal adalah CO2
adalah mirip dengan yang ditemui di planet Venus dan Mars
Eko Efendi
BDI 207 11
Bagaimana dari atmosfir dengan dominasi CO2 BISA BERUBAH
menjadi atmosfir sekarang (dominasi N2 - O2)
?
Ini merupakan pertanyaan inti tentang teori
evolusi atmosfir bumi
Eko Efendi
• Dari mana asal gas O2 tersebut, dan bagaimana
CO2 bisa menghilang dari atmosfir bumi?
• Pada atmosfir awal diduga Oksigen ada karena
penguraian senyawa H2O oleh sinar uv, seperti H2O + uv H + OH
H + OH + uv 2H2 + O O + O O2
Eko Efendi
BDI 207 13
• Proses awal tersebut akan menghasilkan kosentrasi
O2 sekitar 10-4 dari kandungan O
2 di atmosfir kini • Tapi ini sangat sedikit
• Kemungkinan lain dari meningkatnya O2 hanya
dari proses fotosintesis, yaitu 6H2O + 6CO2 + uv C6H12O6 + 6O2
• O2 ini akan teroksidasi oleh lingkungan sekeliling • Hanya jika produksi > konsumsi O2 itu bisa ber +
Eko Efendi
BDI 207 14
• Begitu kosentrasi O2 mencapai 10 % dari kandungan O2 di atmosfir kini Lapisan Ozone dapat terbentuk
Eko Efendi
• Proses pembentukan Lautan erat kaitanya dengan
evolusi atmosfir
• Ini disebabkan karena posisi bumi terhadap
matahari yang unik, sehingga mempunyai tekanan dan suhu tertentu, yang menyebabkan H2O dapat hadir di alam dalam bentuk cair
• Di suhu dan tekanan tinggi (seperti di Venus), H2O
hanya hadir dalam bentuk uap.
• Di suhu dan tekanan rendah (seperti di Mars), H2O
juga tidak dapat hadir dalam bentuk cair.
Eko Efendi
BDI 207 16
• Darimana air itu berasal ??
• Diduga ini berasal dari proses kristalisasi dari
magma yang membeku menjadi batuan.
Volumenya diperkirakan sebanyak dengan volume lautan yang sekarang ini.
• Dari mata air panas yang disemburkan oleh sumber
air panas dan vulkanik, diperkirakan diperlukan hanya sekitar 1 % dari jumlah tersebut masuk menjadi air tanah dan lautan. Waktu yang diperlukan sekitar 4 x 109 tahun
Eko Efendi BDI 207 17 Eko Efendi BDI 207 18 •As a result of density stratification, water for the oceans is outgassed from inside Earth
• Umur cekungan lautan relatif muda dibanding
dengan umur bumi (4.6m tahun)
• Sedimen di cekungan laut berumur 190jt tahun. 50
% berumur < 75jt tahun
• Janin lautan diduga berada di Laut Merah dan Teluk
Aden yang mulai terbentuk sekitar 20jt tahun
Eko Efendi
BDI 207 19
•
Continental drift salah satu gagasan
tentang tektonik yang diusulkan akhir abad
19 dan awal abad 20.
•
Alfred Wegener (1915): benua satu daratan
“Pangea”
•
Akibat rotasi bumi Pangea terpisah “Lurasia”
(bagian utara) dan “Gondwanaland” (bagian
selatan)
•
Teori ini masih menjadi catatan dalam
bidang geologi
Eko Efendi
BDI 207 20
Theory proposed by Alfred Wegener 1912
“super-continent” named Pangaea Continents drifted across oceans No evidence for
240 mya Evidence:
1. puzzle like fit of continents 2. Fossils 3. Glacial deposits 4. Mountain belts 2 land masses 1. Laurasia 2. Gondwana
Rift forms to create the Atlantic Ocean
Various plates comprise ocean floor and
land masses
Seven major plates
1. Pacific 2. African 3. Antarctic 4. Indian-Australian 5. Eurasian 6. N. American 7. S. American Plates in motion
Eko Efendi
BDI 207 25
Eko Efendi
BDI 207 26
•
Pemanasan material dalam bumi yang lebur
menimbulkan suatu aliran. Jika aliran
lapisan bergerak ke atas mencapai litosfir,
aliran membelok di bawah lapisan tersebut
dan selanjutnya mengalami pendinginan.
Material dingin menjadi pekat dan menurun
ke arah pusat bumi. Selanjutnya material
terangkat kembali ke atas karena proses
pemanasan
Eko Efendi
•
Adanya gradien panas dari parit laut
(mid-ocean ridge)
•
Dasar laut di bawah lapisan sediment:
bukan berupa granite seperti umumnya di
daratan
•
Ketebalan sedimen di kerak muda dekat
parit laut lebih tipis dibandingkan sedimen
di kerak tua
•
Hasil interpretasi medan magnetik bumi
(misalnya pola sama dengan bentuk parit
bumi)
Eko Efendi
BDI 207 28
Eko Efendi
BDI 207 29
•
Teori geologi dikembangkan untuk
menerangkan kejadian gerakan kerak bumi
berskala luas.
•
Teori ini mencakup dan menggantikan teori
lama continental drift (pertengahan awal
abad 20) dan konsep seafloor spreading
selama dekade 1960.
•
continental drift (keberadaan satu daratan
benua).
•
seafloor spreading (pergerakan lateral).
Eko Efendi
• Continental drift bergerak lambat tapi pasti dalam skala waktu 10-100 million years.
• Kerak bumi tipis (tebal 10 km di daratan, < 10 km di laut). Kerak dan mantel jadi bagian lithosphere (tebal 50-100 km dan terpisah sebagai lempeng besar di atas aesthenosphere.
• Aesthenosphere relatif lembek karena panas dari peluruhan radioaktif (khususnya, isotop radioaktif unsur ringan, Al dan Mg. Sumber panas ini kecil (1/6000 energy matahari di permukaan bumi), namun cukup membuat kondisinya lembek karena sifat batuan bumi.
Eko Efendi
BDI 207 31
Eko Efendi
BDI 207 32
•
Ada 7 lempeng utama:
Lempeng Pasifik, Lempeng Eurasia, Lempeng Afrika, Lempeng Australia, lempeng Amerika Utara, Lempeng Amerika Selatan dan Lempeng Antartika).
•
Sejumlah lempeng kecil:
lepas Amerika Selatan dan Tengah, Laut Tengah, Hindia Timur (East Indies), sepanjang Amerika barat laut, Filipina.
Eko Efendi
Eko Efendi BDI 207 34 Eko Efendi BDI 207 35 Eko Efendi BDI 207 36
