struktur lapisan bumi

STRUKTUR LAPISAN  BUMI
    Bumi kita adalah salah satu planet dari kedelapan planet yang mengitari matahari. Bumi merupakan planet ketiga dari kesembilan planet yang ada dalam susunan tata surya.Sampai saat ini Bumi adalah satu-satunya planet dimana ada kehidupan.Usia bumi diperkirakan sudah mencapai 4,6 milyar tahun. Massa bumi adalah sekitar 5,98x1024.Bumi memiliki komposisi penyusun bumi (jenis dan materialnya) yang  terdapat pada lapisan-lapisan bumi.


Suess dan Wiechert membagi susunan dan komposisi bumi berdasarkan hasil penelitian Geofisika tentang getaran gelombang seismic dan sebaran berat jenis. Pembagian susunan bumi menurut Suess dan Wiechert adalah:
1.    Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi antara 30-70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam.Berat jenis lapisan ini kurang lebih 2,7.
2.    Selubung bumi atau sisik silikat (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi.Tebal selimut bumi mencapai 1.200 km dan memiliki berat jenis 3,4-4
3.    Lapisan antara atau Chalkosfera merupakan sisik oksida dan sulfida dengan ketebalan 1.700km 
4.    Inti besi nikel atau barisfera,berjari –jari 3.500 km dan berat jenis 9,6.
Sejak masa Jules Verne, para ilmuwan telah banyak belajar tentang bagian dalam planet bumi,. Dengan mempelajari gempa bumi ,mereka menemukan bahwa bumi terisi oleh bebatuan dan logam yang menjadi semakin panas jika letaknya semakin jauh ke pusat bumi. Para ilmuwan juga menemukan bahwa bagian dalam bumi mempunyai tiga lapisan utama yaitu:
A.    Kerak Bumi (Litosfera)
 Litosfera adalah lapisan kerak bumi (earth’s crust), berasal dari bahasa latin  litho yang berarti batu dan spharia yang artinya bola. Litosfera mempunyai ketebalan rata-rata sekitar 1.200 km. Tebal lapisan kerak bumi antara 30-70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi terbagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut
1.    Lapisan atas yang disebut lapisan Katamorphisma, terdiri atas  lapisan batuan yang mengalami pelapukan (crust of weathering)
2.  Lapisan bawah yang disebut lapisan metamorphisma, terdiri atas batuan yang mengalami pengerasan (belt of cementation)
Litosfera merupakan lapisan kulit bumi yang paling luar dengan ketebalan rata-rata 1.200 km. Lapisan ini terdiri atas lapisan sial yang bersifat granitis pada bagian atas, dan lapisan sima pada bagian bawahnya. Tebal lapisan sial hanya sekitar 60 km, banyak mengandung unsur-unsur silisium (Si) dan alumunium (Al), sedangkan sisanya , yaitu lapisan sima banyak tersusun dari unsur-unsur  silisium (Si) dan magnesium (Mg).
Kerak bumi yang paling tebal terdapat di bawah benua, sedangkan yang paling tipis terdapat di bawah samudra. Bahan-bahan pembentuk kerak bumi diantaranya adalah :
a.    Batuan
Istilah batuan mencakup lava, batuan beku, lempung, pasir, batuan gamping, pualam dll. Cara terjadinya batuan itu berbeda-beda. Karena itu batuan-batuan dapat dibagi atas tiga golongan berdasarkan cara terjadinya. Ketiga golongan batuan itu adalah batuan beku (igneous rocks) yang terjadi dari batuan cair pijar/ magma yang membeku akibat mengalami pendinginan, batuan endapan (sedimentary rocks) terjadi karena perombakan batuan lain atau karena proses kimia, dan batuan malihan(metamorphic rocks) terjadi setelah proses pemalihan karena batuan mengalami tekanan berat, suhu bertambah dalam waktu yang lama. Semua batuan itu membentuk kerak bumi.

b.    Mineral
Batu-batuan tersebut mengandung mineral-mineral. Mineral dapat dikenal berdasrkan sifat-sifat kimia dan sifat-sifat fisiknya.
1)    Mengenal mineral berdasarkan sifat kimianya
Mineral terdiri atas molekul-molekul, dan molekul terdiri atas atom-atom. Mineral dapat dikenal dengan jalan meneliti unsure-unsur yang dikandungnya, misalnya air, suatu mineral yang tidak berhablur terdiri atas atom hidrogen dan atom oksigen. Menilik sifat-sifat kimianya, maka akan dijumpai mineral sebagai unsur murni (native), sulfida, oksida, halida, karbonat, sulfat, fosfat, dan silikat.

Komposisi unsur-unsur kimia penyusun kerak bumi.
Elemen    %    Elemen    %
Oksigen (O2)    46,71    Karbon ( C )    0,094
Silikon (Si)    27,69    Mangan (Mn)    0,09
Alumunium (Al)    8,07    Belerang (S)    0,08
Besi (Fe)    5,05    Barium (Ba)    0,05
Kalsium (Ca)    3,65    Klor (C)    0,045
Natrium (Na)    2,75    Khrom (K)    0,035
Kalium (K)    2,58    Fluor (F)    0,029
Magnesium (Mg)    2,08    Zirkon (Zr)    0,025
Titanium (Ti)    0,62    Nikel (Ni)    0,019
Hidrogen (H)    0,14    Unsur-unsur lain    0,063
Fosfor (P)    0,13       

2)    Mengenal mineral berdasarkan sifat fisiknya
Sifat-sifat fisik mineral yang dapat dipakai untuk mengenalinya meliputi warna, kilap, sifat tembus cahaya, pecah, belah, kekerasan, dan massa jenis. Semua sifat ini bergantung pada susunan atom di dalam mineral.

c.     Kristal
Sebagian besar dari mineral yang terdapat di alam berada dalam bentuk Kristal, dan hanya sebagian kecil saja dalam keadaan amorphous atau amorf (tidak berbentuk).
Kristal adalah benda padat homogen yang dibatasi oleh bidang-bidang rata, memiliki bentuk luar dari struktur atom yang teratur yang ada di dalamnya. Dengan demikian, mineral yang berada dalam bentuk Kristal maka molekul-molekul, atom-atom, dan ion-ion dari setiap unsurnya tersusun teratur dan membentuk spatial lattice, yaitu ruang yang dibentuk oleh garis-garis.

B.    Selimut atau Selubung Bumi (Mantel)
     Merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi bersifat plastis dan pijar. Lapisan ini disebut juga mesosfera dengan ketebalan sekitar 1.700km, yaitu mulai dari kedalaman 1.200 km sampai kedalaman 2.900km.Diantara selubung atas  dan selubung bawah terdapat zona transisi. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000°C.Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai 400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km.
Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yaitu  litosfer. Mantel atas bagian bawah yang bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagi asthenosfer.
C.    Lapisan Inti 
Lapisan inti  terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km, terdiri atas besi cair dan nikel yang suhunya mencapai 2.200°C. Inti dalam (core) merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam disebut juga nife karena terdiri atas nikel (Ni)  dan besi (Fe) yang suhunya mencapai 4.500°C.Inti bumi besrta lapisan luarnya dinamakan barisfera

Di dalam bumi juga terdapat lapisan yang membatasi peralihan sifat-sifat fisik bumi yang disebut bidang diskontinuitas, dimana masing-masing terletak pada kedalaman 70 km dan 2.900km. Bidang diskontinuitas tingkat pertama dikenal dengan nama Mohorovicic, letaknya 10-12km di bawah kerak samudra. Bidang diskontinuitas yang kedua adalah Diskontinuitas Gutenberg, terletak pada kedalaman 2.900 km yang membatasi lapisan Inti bumi dengan mantel bumi.

    Atmosfera, Hidrosfer dan Biosfer
Bumi diselubungi oleh Geosfera-Luar, yakni masing-masing Atmosfera, Hidrosfer, dan Biosfera. Ketiganya berbeda hakikatnya, tetapi satu sama lain saling mengisi dan penting artinya dalam proses perkembangan segala sesuatu di muka bumi.
1.    Atmosfera
Selimut bumi yang berbentuk gas atau udara disebut Atmosfera, dimana batas bawahnya dimulai dari permukaan Lithosfer dan batas atasnya menjangkau ketinggian 1000km atau bahkan lebih.Batas atas ini sukar dipastikan karena suhunya berangsur berubah ke angkasa luar.
Atmosfera bumi di bagian bawah dan atas berbeda sifatnya dan para ahli berpendapat bahwa atmosfera itu berlapis-lapis mengelilingi bumi.Lapisan atmosfera dari bawah ke atas dibedakan menjadi:
a.    Troposfera
            Troposfera berasal dari kata Yunani tropos yang berarti percampuran. Troposfera mengandung 80% massa seluruh atmosfera. Di dalam troposfera terjadi percampuran udara karena adanya gerak vertical yang kuat. Setiap naik 1 km, suhu turun 6,5°C. Proses-proses yang menentukan keadaan cuaca terjadi dalam troposfera.Di sini terdapat hampir seluruh uap air.
b.    Stratosfera
            Setelah troposfera suhu udara makin tinggi. Di sini tidak terjadipercampuran udara secara vertical.Dalam bagian stratosfer terdapat ozon. Ozon menyerap radiasi ultraviolet dari matahari, sehingga ozon merupakan sumber panas pula.Molekul ozon terdiri atas tiga atom oksigen, yang mempunyai daya serap amat kuat terhadap radiasi ultraviolet.Oleh karena itu ozon merupakan perisai yang melindungi makhluk hidup di muka bumi.
c.    Ionosfera
            Ionosfera terletak antar ketinggian 80km dan 450 km di atas permukaan bumi. Jadi ionosfera masih berada dalam atmosfera. Bagian utama ionosfera terdapat di dalam lapisan termosfer. Bagian bawah ionosfera terletak di bawah mesopause.

2.    Hidrosfera
Selubung bumi yang berupa air disebut dengan hidrosfera, yang meliputi samudra/ laut, sungai, rawa, danau, dan air bawah permukaan.Permukaan bumi yang luasnya 510.000.000km2, terdiri atas 361.000.000km2(71%) lautan dan 149.000.000 (29%) daratan.
3.    Biosfera
Sejarah bumi dimulai dengan suatu masa yang panjang tak berkehidupan(azoikum) melalui masa kehidupan yang masih kerdil (kriptozoikum) ke masa sampai kini yang penuh kehidupan (proterozoikum). Selubung bumi yang penuh kehidupan itu disebut biosfera dan mencakup sebagian dari troposfera, lithosfera dan hidrosfera. Batas biosfera merupakan angka yang menyatakan ciri lingkungan dimana jasad kehidupan tak dapat hidup lagi, seperti suhu atau dapat pula merupakan batas lingkup kehidupan sebagai ruang, seperti sampai beberapa meter dari muka bumi kehidupan masih dapat berlangsung.