Memahami Proses Penciptaan 2: Dari Partikel Elementer menuju ke Alam Semesta

Pada pembicaraan sebelumnya, kita telah sampai pada pembentukan atom unsur dari partikel-partikel elementer. Sekarang kita lanjutkan lagi dengan bagaimana atom membentuk Bumi.

—————————

Mineral

Di dalam ilmu geologi, mineral didefinisikan sebagai suatu unsur atau senyawa yang umumnya kristalin yang terbentuk oleh proses geologi. Demikian definisi tentang mineral dari International Mineralogical Assosiation tahun 1995. Dari definisi ini jelas bahwa apa yang disebut sebagai mineral dapat terbentuk oleh satu unsur tunggal, atau oleh senyawa kimia. Contoh-contoh mineral dari satu unsur tunggal adalah Emas (Au), Intan (C), Grafit (C), Perak (Ag), tembaga (Cu). Kemudian, contoh-contoh mineral yang tersusun oleh senyawa kimia adalah Kuarsa (SiO2), Albit (NaAl Si3O8), Kalsit (CaCO3), Pirit (FeS). Saat ini dikenal sebanyak 4714 mineral.

Batuan

Batuan adalah kumpulan atau agregat dari satu atau lebih mineral. Berdasarkan genesanya, kita dapat membedakan batuan di Bumi ini menjadi Batuan Beku, Batuan Sedimen dan Batuan metamorfik.

Apabila kita mencermati sejarah pembentukan Bumi, jelas bagi kita bahwa awal pembentukan batuan adalah pembekuan magma. Magma membeku menghasilkan batuan beku. Batuan beku tererosi dan mengalami pengendapan dan kemusian litifikasi menghasilkan batuan sedimen. Batuan beku dan sedimen yang terkena temperatur dan tekanan yang tinggi dapat menjadi batuan metamorfik, dan dapat terus belanjut kembali menjadi magma.

Menurut para ahli, benda-benda padat yang ada di ruang angkasa juga berasal dari magma yang membeku. Kejadiannya seperti yang yang terjadi di Bumi. Contoh-contoh batuan  beku dari Bulan membuktikan hal tersebut. Misalnya, basalt yang berasal dari Bulan, sama dengan basalt yang ada di Bumi.

———————————

Demikian gambaran ringkas tentang atom unsur, mineral yang tersusun oleh atom unsur, dan batuan yang tersusun oleh mineral-mineral, dan benda ruang angkasa yang tersusun oleh batuan.

Serangkaian pertanyaan berikut dapat kita ajukan:

1. Siapa yang mengendalikan atom-atom unsur sehingga memiliki sifat-sifat tertentu?
2. Siapa yang mengendalikan unsur-unsur sehingga cenderung menyatu dengan unsur-unsur tertentu untuk membentuk mineral?
3. Siapa yang memberikan takaran sehingga kombinasi unsur yang sama dapat menyatu membentuk mineral-mineral yang berbeda seperti mineral dari keluarakan feldspar atau piroksin?
4. Siapa yang mengendalikan mineral-mineral membentuk batuan?

Apabila kita mempelajari ilmu mineralogi dan ilmu petrologi, maka kita akan tahu bahwa semuanya itu serba teratur. Semua keteraturan itu dapat dijelaskan. Tidak ada yang kebetulan.

Karakter batuan ditentukan oleh mineral. Mineral ditentukan oleh unsur atau senyawa unsur. Senyawa atau unsur ditentukan oleh konfigutasi proton, neutron dan elektron. Dan, karakter konfigutasi ketiganya ditentukan oleh karakter-karakter partikel-partikel elementer. Tuhan yang Maha Menciptakan cukup menciptakan partikel(-partikel) elementer dengan segala potensinya, lalu mengawasi bagaimana semua ciptaan itu mematuhi ketentuannya sehingga terbentuklah Bumi dan benda-benda ruang angkasa lain seisi alam ini.

Dengan mengamati magma dan proses pembentukan batuan, kita dapat katakan bahwa magma adonan Tuhan yang semua unsur di alam ini dimasukkan ke dalamnya.

Sampai di sini tentang partikel elementer dan alam semesta.

Semoga bermanfaat.

Salam dan selamat berpuasa.

Wahyu

Magma 1 (tempat muncul, komposisi)

Magma adalah cairan panas yang liat yang berasal dari dalam Bumi. Magma yang muncul di permukaan Bumi berasal dari Mantel. Di permukaan Bumi, magma membeku dan membentuk batuan yang disebut sebagai batuan beku atau igneous rock. Oleh karena itu, magma secara sederhana sering didefinisikan sebagai batuan cair atau molten rock.

Tempat munculnya magma dan ekspresinya

Di permukaan Bumi, magma muncul di tiga lokasi yaitu di daerah pemekaran lempeng, di jalur vokanik yang berasosiasi dengan zona penunjaman lempeng, dan di daerah hot spot yang muncul di lantai samudera.

Magma yang muncul di zona pemekaran lempeng kerak Bumi berasal dari mantel dan membeku membentuk kerak samudera.

Demikian pula magma yang muncul sebagai hot spot, berasal dari mantel. Hot spot ini di lantai samudera membentuk gunungapi atau pulau-pulau gunungapi di tengah samudera. Karena lempeng samudera terus bergerak, maka terbentuk deretan pulau-pulau tengah samudera, seperti Rantai Pulau-pulau Hawai di Samudera Pasifik.

Sementara itu, magma yang muncul di zona penunjaman berasal dari kerak samudera yang meleleh kembali ketika dia menunjam masuk kembali ke dalam mantel. Ketika berjalan naik ke permukaan Bumi, magma ini juga melelehkan sebagian batuan yang diterobosnya. Kemunculan magma ini membentuk deretan gunungapi. Di Indonesia, sebagai contoh, deretan gunungapi seperti ini memanjang mulai dari Sumatera, Jawa, Nusatenggara sampai ke Maluku. Di sekeliling Samudera Pasifik, deretan gunungapi ini membentuk apa yang dikenal sebagai Ring of fire.

Komposisi Magma

Karena suhu magma sangat tinggi dan keberadaannya sangat jauh di dalam Bumi, maka kita tidak dapat mengambil sampel magma dan kemudian mempelajarinya untuk mengetahui komposisinya. Oleh karena itu, untuk mengetahui komposisi magma dilakukan melalui pendekatan dengan mempelajari batuan beku yang berasal dari magma yang membeku.

Pendekatan dengan menganalisa batuan beku masih kurang, karena belum dapat mengetahui komponen penyusun magma yang berupa gas. Karena gejala volkanisme adalah manifestasi dari kemunculan magma di permukaan Bumi, maka untuk mengetahui kandungan gas dalam magma dipelajari aktifitas vulkanisme.

Dari uraian di atas maka, secara sederhana dapat kita katakan bahwa seluruh unsur kimia yang ada di Bumi, kecuali buatan, terdapat di dalam magma; hanya kelimpahan dari unsur-unsur tersebut yang berbeda.

Komposisi kimia magma sangat kompleks. 99% dari magma tersusun oleh 10 unsur kimia, yaitu Silikon (Si), Titanium (Ti), Aluminium (Al), Besi (Fe), Magmesium (Mg), Kalsium (Ca), Natrium (Na), Kalium (K), Hidrogen (H), dan Oksigen (O).

Dengan konvensi, komposisi kimia magma dinyatakan dalam persen berat (% berat). Dalam bentuk senyawa kimia, unsur-unsur tersebut dinyatakan dalam bentuk SiO2, TiO2, Al2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O dan H2O.

Tentang kelimpahannya, secara umum,  SiO2 adalah yang paling banyak, menyusun lebih dari 50 % berat magma. Kemudian,  Al2O3, FeO, MgO, CaO menyusun 44 % berat magma, dan sisanya Na2O, K2O, TiO2 dan H2O menyusun 6 % berat magma. Pada kenyataannya, kelimpahan unsur-unsur tersebut sangat bervariasi, tergantuk pada karakter komposisi magma.

 Salam.

Erupsi

Erupsi adalah fenomena keluarnya magma dari dalam bumi. Erupsi dapat dibedakan menjadi erupsi letusan (explosive erupstion) dan erupsi non-letusan (non-explosive eruption). Jenis erupsi yang terjadi ditentukan oleh banyak hal seperti kekentalan magma, kandungan gas di dalam magma, pengaruh air tanah, dan kedalaman dapur magma (magma chamber).

Pada erupsi letusan, proses keluarnya magma disertai tekanan yang sangat kuat sehingga melontarkan material padat yang berasal dari magma maupun tubuh gunungapi ke angkasa.

Pada erupsi non-letusan, magma keluar dalam bentuk lelehan lava atau pancuran lava (lava fountain), gas atau uap air.

Di dalam Bahasa Indonesia, kata erupsi sering diterjemahkan sebagai “letusan”. Sebenarnya, terjemahan itu tidak sepenuhnya tepat. Terjemahan tersebut hanya tepat untuk tipe erupsi letusan.

SB: Siklus Tektonik

Berbeda dari sikus batuan yang terutama merupakan fenomena yang terjadi di kerak benua, maka siklus tektonik terutama melibatkan kerak samudera, dan prosesnya didominasi oleh proses-proses di bagian dalam Bumi yang digerakkan oleh energi geotermal Bumi.

Gambaran siklus tektonik dapat dilihat pada Gambar 6A dan B. Ketika magma yang datang dari mantle muncul di tempat pemekaran lantai samudera, maka ditempat itu akan terbentuk kerak samudera baru. Kerak samudera yang tua akan kembali ke dalam mantle di zona penunjaman. Dengan demikian, masa hidup kerak samudera lebih pendek daripada masa hidup kerak benua.

Gambar 6A. Siklus tektonik. Kontak antara magma dengan air laut di zona pemekaran samudera menunjukkan interaksi antara geosfer dan hidrosfer yang mempengaruhi komposisi air laut, sementara itu volkanisme menunjukkan kontak antara geosfer dan atmosfer yang mempengaruhi komposisi udara. Sumber: Skinner dan Porter (2000).

Gambar 6B. Siklus tektonik. Menggambarkan aliran proses dan pergerakan material. Sumber: Skinner dan Porter (2000).

Fenomena volkanisme dapat terjadi berkaitan dengan mekanisme penunjaman. Ketika kerak samudera masuk kembali ke dalam mantel dan meleleh kembali, unsur-unsur volatil dari kerak samudera itu menyebabkan kerak benua di atasnya meleleh. Magma yang terbentuk muncul ke permukaan sebagai gunungapi. Dengan demikian terjadi penambahan material baru ke kerak benua. Di pihak lain, aktifitas gunungapi yang mengeluarkan debu dan gas dari dalam Bumi mempengaruhi komposisi udara. Kondisi ini menunjukkan interaksi antara geosfer dan atmosfer.

Selain di zona penunjaman, magma dapat muncul di daerah pemekar lantai samudera. Di daerah pemekaran lantai samudera, interaksi antara kerak samudera dengan samudera di atasnya mempengaruhi komposisi air laut disekitarnya. Magma yang muncul di zona pemekaran dan membentuk kerak samudera baru membentuk batuan beku yang panas dan bereaksi dengan air laut. Unsur-unsur dari dalam batuan yang panas bereaksi dengan unsur-unsur yang ada di dalam air laut. Ini adalah salah satu cara mantle mempengaruhi komposisi air laut, dan juga cara yang penting bagaimana material dan proses dari siklus tektonik berinteraksi dengan siklus hidrologi.

Kembali Terus

SB: Siklus Batuan

Siklus batuan menggambarkan seluruh proses yang dengannya batuan dibentuk, dimodifikasi, ditransportasikan, mengalami dekomposisi, dan dibentuk kembali sebagai hasil dari proses internal dan eksternal Bumi. Siklus batuan ini berjalan secara kontinyu dan tidak pernah berakhir. Siklus ini adalah fenomena yang terjadi di kerak benua (geosfer) yang berinteraksi dengan atmosfer, hidrosfer, dan biosfer dan digerakkan oleh energi panas internal Bumi dan energi panas yang datang dari Matahari.

Kerak bumi yang tersingkap ke udara akan mengalami pelapukan dan mengalami transformasi menjadi regolit melalui proses yang melibatkan atmosfer, hidrosfer dan biosfer. Selanjutnya, proses erosi mentansportasikan regolit dan kemudian mengendapkannya sebagai sedimen. Setelah mengalami deposisi, sedimen tertimbun dan mengalami kompaksi dan kemudian menjadi batuan sedimen. Kemudian, proses-proses tektonik yang menggerakkan lempeng dan pengangkatan kerak Bumi menyebabkan batuan sedimen mengalami deformasi. Penimbunan yang lebih dalam membuat batuan sedimen menjadi batuan metamorik, dan penimbunan yang lebih dalam lagi membuat batuan metamorfik meleleh membentuk magma yang dari magma ini kemudian terbentuk batuan beku yang baru. Pada berbagai tahap siklus batuan ini, tektonik dapat mengangkat kerak bumi dan menyingkapkan batuan sehingga batuan tersebut mengalami pelapukan dan erosi. Dengan demikian, siklus batuan ini akan terus berlanjut tanpa henti (Gambar 5).

Gambar 5. Siklus batuan. Menggambarkan proses yang menyebabkan batuan berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain dan ditransportasikan. Sumber: Skinner dan Porter (2000)

Kembali Terus