Tugas 4 Makalah Skala Geologi Secara Absolut Dan Nisbi
-
Upload
irham-yarhamka -
Category
Documents
-
view
325 -
download
12
Transcript of Tugas 4 Makalah Skala Geologi Secara Absolut Dan Nisbi
BAB I
PENDAHULUAN
Konsep waktu (yang benar) ditemukan di Edinburgh pada dekade 1770-an
oleh sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh James Hutton. Mereka menantang
konsep waktu konvensional yang telah ada di sepanjang sejarah hidup manusia, yang
menyatakan bahwa unit waktu terukur adalah rentang hidup manusia dan bahwa umur
planet Bumi hanya 6000 tahun (yang dihitung oleh Uskup Ussher berdasarkan
kronologi alkitab). Hutton dan kawan-kawan telah mempelajari batuan di sepanjang
pesisir Skotlandia dan menyimpulkan bahwa setiap formasi batuan, betapapun tua,
adalah hasil erosi dari batuan lain, yang jauh lebih tua. Penemuan mereka
memperlihatkan bahwa waktu terentang sangat jauh melebihi manusia mampu
bayangkan. Penemuan tersebut merubah cara pandang manusia terhadap Bumi,
planet, bintang, dan juga terhadap kehadiran manusia itu sendiri. Sesungguhnya,
konsep waktu yang berdasarkan observasi formasi batuan tersebut berakar dari
prinsip paling dasar dalam ilmu Geologi, yaitu prinsip keseragaman
(uniformitarianisme), yang menjadi dasar Geologi modern.
Skala waktu geologi digunakan oleh para ahli geologi dan ilmuwan untuk
menjelaskan waktu dan hubungan antar peristiwa yang terjadi sepanjang sejarah
Bumi. Tabel periode geologi yang ditampilkan di makalah ini disesuaikan dengan
waktu dan tatanama yang diusulkan oleh International Commission on Stratigraphy
dan menggunakan standar kode warna dari United States Geological Survey. Bukti-
bukti dari penanggalan radiometri menunjukkan bahwa bumi berumur sekitar 4.570
juta tahun. Waktu geologi bumi disusun menjadi beberapa unit menurut peristiwa
yang terjadi pada tiap periode.
Pada dasarnya, bumi secara konstan berubah dan tidak ada satupun yang
terdapat di atas permukaan bumi yang benar-benar bersifat permanen. Bebatuan yang
berada diatas bukit mungkin dahulunya berasal dari bawah laut. Oleh karena itu,
untuk mempelajari bumi maka dimensi waktu menjadi sangat penting, dengan
demikian mempelajari sejarah bumi juga menjadi hal yang sangat penting pula.
Ketika kita berbicara tentang catatan sejarah manusia, maka biasanya ukuran
waktunya dihitung dalam tahun, abad atau bahkan puluhan abad, akan tetapi apabila
berbicara tentang sejarah bumi, maka ukuran waktu dihitung dalam jutaan tahun atau
milyaran tahun.
Waktu merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan manusia
sehari-hari. Catatan waktu biasanya disimpan dalam suatu penanggalan (kalender)
yang pengukurannya didasarkan atas peredaran bumi di alam semesta. Sekali bumi
berputar pada sumbunya (satu kali rotasi) dikenal dengan satu hari, dan setiap sekali
bumi mengelilingi Matahari dikenal dengan satu tahun. Sama halnya dengan
perhitungan waktu dalam kehidupan manusia, maka dalam mempelajari sejarah bumi
juga dipakai suatu jenis penanggalan, yang dikenal dengan nama Skala Waktu
Geologi.
Terdapat 2 skala waktu yang dipakai untuk mengukur dan menentukan umur
Bumi. Pertama,adalah Skala Waktu Relatif, yaitu skala waktu yang ditentukan
berdasarkan atas urutan perlapisan batuan-batuan serta evolusi kehidupan organisme
dimasa yang lalu. Kedua adalah Skala Waktu Absolut (Radiometrik), yaitu suatu
skala waktu geologi yang ditentukan berdasarkan penarikan radioaktif dari unsur-
unsur kimia yang terkandung dalam bebatuan. Skala relatif terbentuk atas dasar
peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam perkembangan ilmu geologi itu sendiri,
sedangkan skala radiometri (absolut) berkembang belakangan dan berasal dari ilmu
pengetahuan fisika yang diterapkan untuk menjawab permasalahan permasalahan
yang timbul dalam bidang geologi.
Sebelum adanya pentarikhan radiometri, yang mengukur kandungan unsur
radioaktif dalam suatu objek untuk menentukan umurnya, para ilmuwan
memperkirakan umur bumi berkisar dari 4000 tahun hingga ratusan juta tahun. Saat
ini, diketahui bahwa umur bumi adalah sekitar 4.6 milyar tahun.
Skala waktu geologi saat ini dibuat berdasarkan pada pentarikhan radiometri
dan rekaman kehidupan purba yang terawetkan di dalam lapisan batuan. Sebagian
besar batas pada skala waktu geologi sekarang berhubungan dengan periode
kepunahan dan kemunculan spesies baru.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Skala Waktu Geologi secara Absolut
Skala waktu geologi secara absolut adalah penentuan waktu geologi di bumi
berdasarkan umur sebenarnya. Metode penentuan skala waktu geologi secara absolut
ini dapat ditentukan menggunakan metode pentarikhan radiometri, yang
menggunakan sifat peluruhan unsur radioaktif dalam batuan untuk menentukan
umurnya. Unsur radioaktif meluruh untuk membentuk isotop unsur (atom unsur yang
memiliki massa yang berbeda namun memiliki sifat-sifat kimiawi yang sama). Waktu
paruh unsur adalah waktu yang diperlukan untuk meluruhkan separuh dari atom unsur
tersebut. Unsur yang berbeda memiliki waktu paruh yang berbeda pula.
Dua macam peluruhan radioaktif yang paling banyak digunakan oleh ahli
geologi adalah peluruhan Karbon-14 (C-14) menjadi Nitrogen-14 (N-14) dan
peluruhan Potasium-40 menjadi Argon-40. Karbon-14, atau radiokarbon, digunakan
pada penentuan umur material organik yang umurnya kurang dari 50.000 tahun yang
lalu. Ahli geologi mengukur banyaknya kandungan Karbon-14 dan Nitrogen-14 pada
kayu, arang, kertas, fosil benih dan sisa serangga, cangkang, bahkan pada air yang
mengandung karbon terlarut. Rasio Karbon-14 dan Nitrogen-14 menyediakan
estimasi yang bagus untuk penentuan umur dari sampel tersebut.
Ahli geologi juga menggunakan Potasium-Argon untuk menentukan umur
batuan yang berkisar dari 100.000 tahun yang lalu hingga setua umur bumi itu
sendiri. Rasio dari Potasium-40 menjadi Argon-40 menyediakan estimasi yang bagus
untuk menentukan umur batuan selama batuan tersebut tidak terpanaskan oleh
temperatur di atas 125°C (257°F). Panas akan menyebabkan Argon menguap dan
membuat umur batuan akan tampak lebih tua daripada sebenarnya.
Penentuan umur dengan menggunakan isotop radioaktif adalah pengukuran
yang memiliki kesalahan yang relatif kecil, namun demikian kesalahan yang
kelihatannya kecil tersebut dalam umur geologi memiliki tingkat kisaran kesalahan
beberapa tahun hingga jutaan tahun. Jika pengukuran mempunyai tingkat kesalahan 1
persen, sebagai contoh, penentuan umur untuk umur 100 juta tahun kemungkinan
mempunyai tingkat kesalahan lebih kurang 1 juta tahun. Teknik isotop dipakai untuk
mengukur waktu pembentukan suatu mineral tertentu yang terdapat dalam batuan.
Untuk dapat menetapkan umur absolut terhadap skala waktu geologi, suatu batuan
yang dapat di dating secara isotopik dan juga dapat ditetapkan umur relatifnya karena
kandungan fosilnya.
Beberapa teknik non-radiometri, seperti analisis varve, dendrokronologi dan
paleomagnetisme, juga dapat digunakan untuk penentuan umur absolut. Varve adalah
lapisan sedimen yang terendapkan setiap tahun pada danau glasial. Lapisan tebal dari
sedimen berukuran kasar terendapkan selama musim semi oleh aliran air permukaan,
dan lapisan sedimen halus yang lebih tipis terendapkan selama musim dingin,
keduanya membentuk lapisan yang disebut varve. Para ahli kebumian akan
mengekstrak inti sedimen dari danau glasial ini dan menghitung berapa banyak varve
pada sedimen tersebut. setiap satu varve menunjukkan umur satu tahun.
Dendrokronologi adalah teknik yang menggunakan lingkaran tahunan pada
batang pohon pada iklim yang hangat untuk menentukan umur batang pohon tersebut.
beberapa pohon dapat hidup hingga ribuan tahun, sehingga teknik ini berguna untuk
menentukan umur pohon yang berkisar antara 3.000 hingga 4.000 tahun yang lalu.
Namum, teknik ini juga digunakan pada fosil pohon dari Kala Holosen.
Paleomagnetisme melibatkan pengukuran sudut molekul magnetik pada
batuan. Ketika lava masih panas, mineral magnetik di dalamnya berorientasi kepada
medan magnetik bumi. Ketika lava mendingin hingga pada titik tertentu, mineral
magnetik ini akan tekunci ditempatnya dalam batuan. Karena medan magnetik bumi
selalu berubah orientasinya beberapa waktu sepanjang sejarah bumi, orientasi
magnetik dari batuan yang membeku selama waktu yang berbeda juga akan berbeda.
Ilmuwan mengetahui waktu pembalikan magnetik, sehingga orientasi magnetik dari
sampel batuan dapat menunjukkan estimasi umur batuan tersebut. (Sumber: E-book.com
untuk Malori, Cargo, “Physical Geology”, Mv, Graw-Hill Book Company, Northwest Missonri State
University, San Fransisco, USA, 1979, diterjemahkan oleh Irham Y)
2.2 Skala Waktu Geologi secara Nisbi (Relatif)
Sudah sejak lama sebelum para ahli geologi dapat menentukan umur bebatuan
berdasarkan angka seperti saat ini, mereka mengembangkan skala waktu geologi
secara relatif. Skala waktu relatif dikembangkan pertama kalinya di Eropa sejak abad
ke 18 hingga abad ke 19. Berdasarkan skala waktu relatif, sejarah bumi
dikelompokkan menjadi Eon (Masa) yang terbagi menjadi Era (Kurun), Era dibagi-
bagi kedalam Period (Zaman), dan Zaman dibagi-bagi menjadi Epoch (Kala). Nama-
nama seperti Paleozoikum atau Kenozoikum tidak hanya sekedar kata yang tidak
memiliki arti, akan tetapi bagi para ahli geologi, kata tersebut mempunyai arti tertentu
dan dipakai sebagai kunci dalam membaca skala waktu geologi.
Sebagai contoh, kata Zoikum merujuk pada kehidupan binatang dan kata
Paleo yang berarti purba, maka arti kata Paleozoikum adalah merujuk pada
kehidupan binatang-binatang purba, Meso yang mempunyai arti tengah/pertengahan,
dan Keno yang berarti sekarang. Sehingga urutan relatif dari ketiga kurun tersebut
adalah sebagai berikut, Paleozoikum, kemudian Mesozoikum, dan kemudian disusul
dengan Kenozoikum.
Sebagaimana diketahui bahwa fosil adalah sisa-sisa organisme yang masih
dapat dikenali, seperti tulang, cangkang, atau daun atau bukti lainnya seperti jejak-
jejak (track), lubang-lubang (burrow) atau kesan daripada kehidupan masa lalu diatas
bumi.
Gambar 2.1Kumpulan Foto-foto yang Menggambarkan Keanekaragaman dari Evolusi Kehidupan
Di atas Bumi Sepanjang 600 juta Tahun(Sumber: International Union of Geological Sciences (IUGS) Tahun 2004)
Skala waktu geologi yang ditetapkan oleh International Union of Geological
Sciences (IUGS) pada tahun 2004 membagi sejarah bumi ke dalam beberapa interval
waktu yang berbeda-beda panjangnya dan terukur dalam satuan tahun kalender.
Interval terpanjang adalah Kurun. Setiap Kurun terbagi menjadi beberapa Masa.
Setiap Masa terdiri dari beberapa Zaman, dan Zaman terbagi menjadi beberapa Kala.
Ada tiga Kurun, Arkaikum, Proterozoikum dan Fanerozoikum. Kurun
Arkaikum adalah kurun pertama, dimulai sekitar 3.8 milyar hingga 2.5 milyar tahun
yang lalu. Kurun sebelum Arkaikum, dikenal sebagai Pra-Arkaikum, ditandai oleh
pembentukan planet bumi. Kurun Proterozoikum dimulai sekitar 2.5 milyar tahun
yang lalu hingga 542 juta tahun yang lalu. Kurun Arkaikum dan Proterozoikum juga
disebut Pra-Kambrium. Kemunculan besar-besaran dari hewan invertebrata menandai
akhir dari Proterozoikum dan dimulainya Kurun Fanerozoikum.
Kurun Fanerozoikum dimulai sekitar 542 juta tahun yang lalu dan berlanjut
hingga sekarang. Terbagi menjadi tiga Masa, yaitu Paleozoikum (542 – 251 juta
tahun yang lalu), Mesozoikum (251 – 65 juta tahun yang lalu) dan Kenozoikum (65
juta tahun yang lalu hingga sekarang).
Masa Paleozoikum terbagi menjadi enam Zaman. Dari yang tertua hingga
termuda adalah Kambrium (542 – 488 juta tahun yang lalu), Ordovisium (488 – 444
juta tahun yang lalu), Silurium (444 – 416 juta tahun yang lalu), Devonium (416 –
359 juta tahun yang lalu), Karbon (359 – 299 juta tahun yang lalu), dan Permium
(299f – 251 juta tahun yang lalu). Masa Paleozoikum diawali dengan kemunculan
banyak bentuk kehidupan yang berbeda-beda, yang terawetkan sebagai kumpulan
fosil dalam sikuen batuan di seluruh dunia. Masa ini berakhir dengan kepunahan
massal lebih dari 90 persen organisme pada akhir Zaman Permium. Penyebab
kepunahan pada akhir Permium ini belum diketahui pasti hingga saat ini.
Masa Mesozoikum terbagi menjadi Zaman Trias (251 – 200 juta tahun yang
lalu), Zaman Jura (200 – 145 juta tahun yang lalu), dan Zaman Kapur (145 – 65 juta
tahun yang lalu). Masa Mesozoikum dimulai dengan kemunculan banyak jenis hewan
baru, termasuk dinosaurus dan ammonite, atau cumi-cumi purba. Masa Mesozoikum
berakhir dengan kepunahan massal yang memusnahkan sekitar 80 persen organisme
saat itu. Kepunahan ini kemungkinan disebabkan oleh tabrakan asteroid ke bumi yang
sekarang kawah bekas tabrakan ditemukan di sebelah utara Semenanjung Yucatan,
Meksiko.
Masa Kenozoikum terbagi menjadi dua Zaman, Paleogen (65 – 23 juta tahun
yang lalu) dan Neogen (mulai dari 23 juta tahun yang lalu hingga sekarang). Zaman
Paleogen terdiri dari tiga Kala: Kala Paleosen (65 – 56 juta tahun yang lalu), Kala
Eosen (56 – 34 juta tahun yang lalu) dan Oligosen (34 – 23 juta tahun yang lalu).
Zaman Neogen terbagi menjadi empat Kala, yaitu Kala Miosen (23 – 5.3 juta tahun
yang lalu), Pliosen (5.3 – 1.8 juta tahun yang lalu), Pleistosen (1.8 juta – 11,500 tahun
yang lalu) dan Holosen (dimulai dari 11,500 tahun yang lalu hingga sekarang). Kala
Holosen ditandai oleh penyusutan yang cepat dari benua es di Eropa dan Amerika
Utara, kenaikan yang cepat dari muka air laut, perubahan iklim, dan ekspansi
kehidupan manusia ke segala penjuru dunia.
Tabel 2.1Skala Waktu Geologi Nisbi dan Umur Radiometrik
Sumber : “International Commission on Stratigraphy” Tahun 2009.
Tabel 2.2Skala Waktu Geologi
(Sumber : “International Commission on Stratigraphy” pada tahun 2009. Adapun warna yang tertera dalam tabel Skala Waktu Geologi merupakan hasil spesifikasi dari “Committee for the
Geologic Map of the World” tahun 2009)
Penentuan umur relatif secara fisik dilakukan dengan bantuan kaidah-kaidah,
sebagai berikut :
1. Steno, original horizontality, pada awalnya sedimen diendapkan horizontal,
dan hukum superposisi, lapisan yang dibawah diendapkan lebih dahulu dari
pada yang diatasnya,
2. James Hutton, dengan hubungan potong memotong (cross cutting
relationship)
3. Dan terutama dengan fossil yang terdapat dalam batuan sedimen (tidak
terdapat dalam batuan beku atau metamorf).
4. Prinsip inklusi (priciple of inclusion), batuan asing yang terdapat dalam tubuh
atau lapisan batuan berumur lebih tua dari batuannya sendiri.
Berikut adalah penjelasan mengenai kaidah-kaidah pembantu dalam
penentuan skala geologi secara nisbi (relatif) :
1. Hukum Super Posisi
Hukum ini merupakan dasar penuntun untuk menentukan umur relatif tubuh
batuan. Prinsipnya adalah, pada suatu urutan lapisan batuan sedimen dalam keadaan
normal (belum terdeformasi), batuan tertua adalah yang paling bawah dan makin
muda kearah atas. Urutan umur relatifnya sesuai dengan saat pengendapan sedimen.
Pada penerapan hukum ini diasumsikan bahwa sedimen diendapkan secara
horizontal dan dalam keadaan normal. Perlu diperhatikan kedudukan perlapisannya,
mana yang diatas dan mana yang dibawah. Deformasi tektonik dapat membalikkan
susunan perlapisan-perlapisan. Urutan batuan yang sudah terbalik dapat mudah
dikenali dengan melihat struktur sedimennya, seperti lapisan silang siur (cross-
bedding), gelembur-gelombang (riple-mark) dan rekah kerut (mud cracs). (Dikutip dari
Diktat Penuntun Praktikum Geologi Umum, Teknik Pertambangan Unisba Tahun 2010)
2. Hukum Potong Memotong
Umur relatif suatu peristiwa tertentu diperlihatkan juga oleh hubungan potong
memotong (crosscutting relations). Tahun 1788 James Hutton mempublikasi kan
gagasannya mengenai hubungan batuan sebagai berikut. Bila suatu lapisan, atau
lapisan-lapisan batuan terpotong oleh batuan lain, maka umur batuan yang memotong
lebih muda dari pada batuan yang dipotongnya. Misalnya lapisan-lapisan batuan
sedimen diterobos batuan beku, yang berarti lapisan batuan sedimen dipotong oleh
batuan beku, maka umur batuan beku lebih muda dibandingkan dengan umur batuan
sedimen yang sudah ada sebelumnya.
Sebagai contoh, dalam diagram gambar 2.2 dapat dilihat urutan peristiwa
pengendapan sedimen dan penerobosan batuan beku sesuai dengan urutan abjad.
Batuan tertua adalah batuan metamorf (A), yang di-intrusi granit (B). Kontak granit
dan lapisan yang terangkat (D), tidak ada, sehingga hubungannya tidak diketahui
dengan pasti. Bidang erosi (C) berkembang diatas dataran metamorf yang disusul
pengendapan batuan sedimen (D). Batuan-batuan ini diterobos oleh korok dan sill
(E). Sesar (F) menggeser urutan (D). Kemudian terjadi bidang erosi luas atau
berkembangnya bidang ketidak selarasan (G) yang memotong seluruh satuan-satuan
(A sampai F). Lalu seri edapan horizontal (H) diendapkan. Intrusi (I) dan (J) terjadi,
(I) membentuk lakolit dan (J) membentuk korok dan sill.
Gambar 2.2 Urutan Penerobosan Batuan Beku
(Sumber: Diktat Penuntun Praktikum Petrologi dan Mineralogi, Tambang Unisba 2013)
3. Urutan Fossil (faunal succession)
Disamping hukum super-posisi, dalam suatu seri lapisan-lapisan batuan
sedimen pada kerak bumi mengandung elemen tersendiri lain yang dapat
dipergunakan untuk menentukan urutan kronologi peristiwa-peristiwa yaitu, urutan
keatas himpunan fossil yang terkandung dalam batuan. Banyaknya dan sangat
beragamnya fossil sangat menakjubkan. Beberapa batuan, seperti kapur (chalk) dan
batugamping tertentu berkomposisi seluruhnya dari fossil, dan lainnya mengandung
berjuta jenis. Yang paling umum adalah invertebrata laut, dan juga vertebrata
mamalia, reptil dalam beberapa formasi batuan. Dengan dikenalnya fossil
memungkinkan ahli geologi menyusun umur relatif, seperti halnya ahli arkheologi
dengan artifak. Keduanya memperlihatkan evolusi dan perubahan dengan bejalannya
waktu.
Saat ini pentarikhan dengan fossil telah dipercaya dan telah dipergunakan
secara luas dalam penentuan lokasi sumber daya alam ekonomis, seperti minyak bumi
dan endapan mineral ekonomis. Dan juga merupakan dasar penyusunan kolom
geologi.
Dengan mempelajari penyebaran fossil indeks dan stratigrafi, letak susunan
lapisan-lapisan batuan, disusunlah satu kolom waktu geologi (geologic time scale),
dimana umur-umurnya dinyatakan dalam masa kehidupan fossil. Dan masa ini diberi
nama sesuai dengan geografi dimana pertama kali fossil tersebut dijumpai. Misalnya
Jura, fossilnya dijumpai di pegunungan Jura di Eropa.
Metoda yang paling sering digunakan dan umum adalah metoda paleontologi
atau mikropaleontologi. Cara ini dilakukan dengan mengidentifikasi fossil indeks
atau himpunan fossil yang terdapat dalam batuan, dan diperoleh umur relatif batuan.
4. Prinsip Inklusi
Umur relatif batuan beku intrusif, terhadap batuan disekitarnya, biasanya
terlihat dari inklusinya, atau fragmen-fragmen batuan yang lebih tua didalam batuan
lebih muda. Saat magma bergerak keatas menembus kerak, menyingkap dan menelan
fragmen-fragmen besar material disekitarnya yang tetap sebagai inklusi asing yang
tidak meleleh.
Prinsip ini juga berlaku dalam konglomerat dimana kerakal yang relatif besar
dan bongkah dari batuan yang telah ada, tertransport dan terendapkan dalam formasi
baru. Konglomerat lebih muda dibandingkan kerakal dan bongkah yang ada
didalamnya. (Sumber: Diktat Penuntun Praktikum Petrologi dan Mineralogi, Tambang Unisba
2013)
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Skala Waktu Geologi secara Absolut
Skala waktu geologi secara absolut merupakan skala waktu geologi di bumi
ini yang didasari pada waktu yang sebenarnya. Metode penentuan skala waktu
geologi secara absolut ini dapat ditentukan menggunakan metode pentarikhan
radiometri, yang menggunakan sifat peluruhan unsur radioaktif dalam batuan untuk
menentukan umurnya. Unsur radioaktif meluruh untuk membentuk isotop unsur
(atom unsur yang memiliki massa yang berbeda namun memiliki sifat-sifat kimiawi
yang sama). Waktu paruh unsur adalah waktu yang diperlukan untuk meluruhkan
separuh dari atom unsur tersebut. Unsur yang berbeda memiliki waktu paruh yang
berbeda pula.
Dalam fisika dan kimia telah dipelajari bahwa nomor atom unsur tertentu
merupakan jumlah proton dalam inti atom unsur tersebut dan tidak berubah-ubah.
Sedangkan inti atom terdiri atas neutron yang jumlahnya dapat bervariasi tanpa
mengubah jumlah proton. Misalnya unsur carbon, terdiri atas 6 proton, tetapi dapat
disertai oleh 6, 7, atau 8 neutron. Atom suatu unsur yang mengandung jumlah neutron
yang berbeda-beda disebut Isotop. Suatu isotop dikenali dari nomor massanya, yang
merupakan jumlah neutron dan protonnya. Contoh di atas, carbon mempunyai 3
nomor massa 12, 13, dan 14, ditulis seperti 12C, 13C, dan 14C.
Umumnya unsur kimia merupakan gabungan beberapa isotop. Pada umumnya
isotop-isotop unsur kimia di bumi bersifat stabil, cenderung tidak berubah. Akan
tetapi ada beberapa yang tidak stabil, misalnya 14C bersifat radioaktif, sebab intinya
tidak stabil. Ketidakstabilan inti isotop disebabkan oleh karena keragaman nomor
massa ada batasnya. Inti isotop radioaktif akan berubah secara spontan menjadi isotop
yang lebih stabil dari unsur kimia yang sama atau isotop unsur kimia yang lain.
Proses perubahan ini disebut peluruhan (decay), contohnya 14C meluruh menjadi 14N
dan 238U menjadi 206Pb. 14C dan 238U dinamakan parents, sedangkan 14N dan 206Pb
disebut daughter.
Peluruhan radioaktif dapat juga disertai radiasi sinar elektromagnetik, disebut
sinar γ, tetapi tidak mempengaruhi nomor massa dan nomor atomnya. Kecepatan
peluruhan isotop tidak sama, banyak isotop radioaktif yang pernah ada di bumi yang
sekarang sudah punah karena meluruh dengan cepat. Beberapa isotop radioaktif yang
peluruhannya lambat masih ada.
Percobaan peluruhan unsur radioaktif ini membuktikan bahwa kecepatan
peluruhan tidak terpengaruh oleh perubahan kondisi kimia atau fisik. Jadi, kecepatan
peluruhan suatu isotop di selubung (mantle) atau magma, sama seperti dalam batuan
sedimen. Atau dapat dikatakan bahwa kecepatan peleburan tidak terpengaruh oleh
proses geologi. Hal ini penting artinya bagi umur absolut.
Peleburan setiap unsur radioaktif mempunyai waktu tertentu yang dapat
diukur, dan mengikuti hukum dasar, banyaknya bagian parent atoms yang meluruh
dalam setiap satuan waktu adalah sama. Jumlah parent atoms yang meluruh turun
secara kontinyu, sedangkan jumlah daughter atoms secara kontinyu pula.
Kecepatan peluruhan radioaktif dinyatakan dalam waktu paruh (half life),
yang artinya waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan sejumlah parent atoms
menjadi setengahnya. Sebagai gambaran, misalnya waktu paruh suatu isotop
radioaktif adalah satu jam, dan dimulai dengan 1000 atom (No). Setelah satu jam
maka tersisa 500 parent atoms (Np) dan terbentuk 500 daughter atoms (Nd). Maka
Sedangkan, untuk peluruhan Kalium-Argon (40K/40Ar) dapat dijelaskan
sebagai berikut. Sebagai gambaran penentuan umur dapat dilakukan terhadap
mineral, dipilih isotop radioaktif alamiah kalium-40 (40K). Kalium mempunyai 3
isotop, 39K, 40K dan 41K, tetapi hanya 40K yang bersifat radioaktif dan mempunyai
waktu paruh 1.3 x 109 tahun. Isotop kalium meluruh dengan dua cara berbeda, 12%
darinya menjadi gas argon (Ar) dan sisanya 88% menjadi kalsium (Ca).
Perbandingan persentasi ini tidak terpengaruh oleh perubahan kondisi kimia
atau fisik. Pada saat mineral yang mengandung kalium mengkristal, dari magma atau
berkembang pada bahan metamorf, termasuk 40K, dalam struktur kristalnya. Sejak
mineral terbentuk, saat itu pula mulai terakumulasi 40Ar dan 40Ca di dalam mineral.
Karena perbandingan 40Ar dan 40Ca selatu tetap, maka untuk mengetahui berapa
banyak 40K yang meluruh, dapat dipilih salah satu saja yang diukur. Isotop argon
lebih baik, karena merupakan unsur yang sifat atomnya berbeda dengan lainnya.
Selain itu juga argon tidak membentuk ikatan kimia dengan unsur lainnya,
sehingga merupakan sebagai argon bebas yang terperangkap dalam kristal. Kelebihan
lainnya adalah pada suhu tinggi argon akan keluar dari kristal, tetapi pada suhu
rendah ia akan tetap terperangkap. Artinya, argon yang diukur, hanya yang terbentuk
dan terakumulasi sejak pembentukan mineralnya. Walaupun dalam magma terdapat 40K yang menghasilkan 40Ar, tetapi suhunya masih sangat tinggi dan Argon tidak
terperangkap dan keluar.
Semua atom 40Ar dalam mineral yang mengandung kalium pada batuan
ekstrusif seperti diorit atau andesit haruslah berasal dan 40K yang terakumulasi sejak
suhunya rendah. Batuan ekstrusif mendingin dengan cepat, maka waktu ekstrusi sama
dengan saat terperangkapnya argon.
3.2 Skala Waktu Geologi secara Nisbi (relatif)
Penentuan umur relatif batuan pada 2 lapisan yang berbeda dalam 1
penampang dapat ditentukan dengan melihat lapisan yang terlebih dahulu
diendapkan, yang terendapkan pertama lebih tua umurnya daripada yang terendapkan
kemudian. Proses ini berlangsung terus sampai semua lapisan tersusun dalam suatu
skala umur relatif yang memperlihatkan urutan kejadiannya.
Setiap lapisan memperlihatkan sejarah geologi dari bumi. Proses sedimentasi
misalnya, merupakan suatu bagian dari proses pengendapan. Granit ataupun batuan
beku lainnya merupakan gambaran adanya intrusi batuan beku pada kerak bumi.
Batuan beku ekstrusif menunjukkan suatu kejadian vulkanisme. Batuan metamorf
merupakan akibat terjadinya kenaikan suhu dan tekanan di dalam bumi, yang berasal
dari aktivitas tektonik atau instrusi dari gunung berapi. Suatu proses geologi
merupakan suatu kejadian alam yang didalamnya termasuk pengendapan deformasi
dan instrusi. Umur relatif dari berbagai macam lapisan dapat dipecahkan dengan tiga
konsep yang mendasar, yaitu :
1. Prinsip superposisi
Dalam keadaan normal (belum mengalami gangguan), dalam suatu urutan
batuan yang diendapkan maka lapisan yang berada paling bawah umurnya paling tua.
2. Hukum cross cutting relation (memotong/diterobos)
Batuan yang memotong batuan yang lain berarti lebih muda. Misalnya, antara
batuan beku dengan batuan endapan atau antar batuan Beku. Lapisan batuan endapan
A dipotong (diterobos) oleh batuan beku B dan batuan beku B diterobos oleh batuan
beku C, sehingga urutannya A, B, C.
3. Pendeskripsian Fosil
Cara ini biasanya pada batuan endapan. Fosil adalah sisa – sisa binatang atau
tumbuhan purba yang sudah membatu. Dasar pemikirannya adalah evolusi. Pada
endapan yang terletak dibawah mempunyai fosil yang berbeda dengan endapan yang
terletak di atas. Dari fosil – fosil tersebut dapat diketahui evolusi dari binatang
maupun tumbuhan. Banyak binatang/tumbuhan yang baru muncul. Dengan
mengetahui evolusi binatang / tumbuhan tersebut dapat diketahui endapan yang tua
dan yang lebih muda. Tetapi umur yang didapat hanyalah umur kisaran (nisbi).
Gambar 3.1Ilustrasi Hukum Superposisi (Penentuan Skala Waktu Geologi secara Nisbi)
(http://tambangunp.blogspot.com/2013/09/umur-relatif-dan-umur-absolut-pada.html, diunduh Tanggal 01 Juni 2014)
BAB IV
KESIMPULAN
Berdasarkan penjelasan materi mengenai skala waktu geologi secara absolut
maupun secara nisbi (relatif) dapat disimpulkan bahwa skala waktu geologi secara
absolut merupakan penentuan umur yang dinyatakan dalam satuan waktu, ditentukan
dengan melakukan perhitungan alamiah. Untuk mengetahui umur bumi yang
sebenarnya, orang mencoba menghitung waktu yang dibutuhkan untuk
mengendapkan satu lapisan batuan sedimen. Dengan mengukur tebal lapisan dan
kecepatan pengendapan maka dapat dihitung waktu yang diperlukan untuk
mengendapkan lapisan tersebut.
Sedangkan, skala waktu geologi secara nisbi merupakan umur relatif
didasarkan pada material bumi (batuan, fossil dan sedimen) atau kejadian-kejadian
yang berlangsung di bumi, dinyatakan dengan dua cara yang berbeda. Pertama,
dengan membandingkan material bumi, yang satu lebih tua atan lebih muda
dibandingkan dengan yang lainnya. Meskipun umur sebenarnya tidak diketahui.
Misalnya batuan sedimen dengan fossil dinosaurus relatif lebih tua dibandingkan
dengan sedimen berfossil manusia, yang artinya lapisan yang satu diendapkan lebih
dulu dibandingkan yang lainnya.
Umur relatif dari berbagai macam lapisan dapat dipecahkan dengan tiga
konsep yang mendasar, yaitu :
1. Prinsip superposisi ,
2. Hukum cross cutting relation (memotong/diterobos),
3. Pendeskripsian fosil.
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, Arthur. 1987. “Concepts of Modern Physics”. McGraww Hill.
Malori, Cargo, “Physical Geology”, Mv, Graw-Hill Book Company, Northwest
Missonri State University, San Fransisco, USA, 1979
Assisten Laboratorium Geologi, (2010), “Penuntun Praktikum Geologi Umum“ ,
Laboratorium Geologi, Universitas Islam Bandung, 2014
Alpha, (2009). “Prinsip dan Konsep Dasar Penentuam Umur Geologi”, diakses
dari: http://geologikita.blogspot.com/2009/11/prinsip-dasar-geologi-dalam-
penentuan.html, Tanggal 25 Mei 2014
Tambang UNP, (2013). “Skala Waktu Geologi Absolut dan Nisbi”, diakses dari:
http://tambangunp.blogspot.com/2013/09/umur-relatif-dan-umur-absolut-
pada.html, diunduh Tanggal 01 Juni 2014