PERTEMUAN 1 Indikator Pencapaian KD : 3.5.3 Menganalisis siklus batuan A. LAPISAN LITOSFER DAN KARAKTERISTIKNYA 1. Lapisan Litosfer Gambar. 1. Penampang Lapisan Bumi dan Litosfer Sumber : wikipedia.com Litosfer berasal dari bahasa Yunani yaitu ”lithos” yang artinya batuan dan “spere” yang artinya lapisan. Pengertian litosfer adalah lapisan kerak bumi yang paling luar/atas yang terdiri atas batuan dengan ketebalan rata rata 1200 km. Litosfer adalah lapisan kulit bumi paling luar yang berupa batuan padat. Litosfer tersusun dalam dua palisan, yaitu kerak dan selubung yang tebalnya 50-100 km. Litosfer merupakan lempeng yang bergerak sehingga dapat menimbulkan pergeseran benua. Kerak bumi adalah struktur permukaan bumi yang berfungsi sebagai pembungkus sehingga sering disebut kulit bumi. (Sugiyanto dan Danang Endarto. 2014. Mengkaji Ilmu Geografi Untuk Kelas X SMA. Solo : Platinum) Tebal lapisan kulit bumi tidak sama di semua tempat. Secara umum tebal kerak bumi di bawah benua adalah 20 – 50 km, sedangkan di bawah samudera tebalnya 10 -12 km. Meskipun ketebalannya berbeda-beda, kerak bumi masing-masing tersusun atas lapisan yang sama, yaitu lapisan sial (silsium dan alumunium) serta lapisan sima (silsium dan magnesium). Lapisan sial berada di bagian atas dari kerak bumi, sedangkan lapisan sima berada di bagian bawah kerak bumi. Lapisan yang berada paling luar kerak bumi bersifat granatis sehingga disebut lapisan granitis. Hal ini karena materi penyusun lapisan yang dominan berupa batuan granit. Lapisan granitis sekitar 10 km. Namun, lapisan granitis tidak terdapat di semua tempat. Gambar. 2. Lapisan penyusun bumi Sumber : akhwat1cinta.blogspot.co.id/2014 Setelah lapisan granitis terdapat lapisan yang bersifat basaltis sehingga disebut lapisan basaltis. Hal itu karena materi peyusun lapisan yang dominan berupa materi basalt bersifat basa. Lapisan basaltis tebalnya mencapai 50 km. (Antoro, Ali. 2010. Lapisan Litosfer. Ilmubumi.blogspot.com) Lapisan ini pada umumnya terdiri atas senyawa kimia yang kaya akan SiO2. Itulah sebabnya lapisan litosfer sering dinamakan lapisan silikat dan memiliki ketebalan rata rata 30 km yang terdiri atas dua bagian, yaitu litosfer atas (merupakan daratan dengan kira kira 35% atau 1/ bagian) dan litosfer bawah (merupakan lautan dengan kira kira 65% atau 2/3 bagian). Litosfer terdiri dari berbagai macam unsur seperti besi, belerang, mangan, kalium, phosfat, natrium, tembaga, seng serta unsur unsur lain. Menurut Klade dan Washington batuan atau litosfer di permukaan bumi ini hampir 75% terdiri atas silikon oksida (SiO2) dan aluminium oksida (AI2O3). (Irfan Yulianto. 2014. Pengertian Litosfer dan Lapisannya) 1. Kerak Samudra Gambar. Penampang Bentuk Kerak samudera dan benua Sumber : akhwat1cinta.blogspot.com Kerak samudera kaya Si dan Magnesium alias basa. Berat jenisnya tinggi (3,0 g/cm3). Umurnya muda. Tipis (7-10 km). Sesuai namanya, kerak samudera biasanya membentuk lautan. a. b. c. d. Lapisan kerak samudera Material lapisan kerak samudera paling atas tersusun dari material sedimen yang tebalnya hingga 800 meter. Lapisan kerak samudera mengalami pembaruan terus menerus oleh adanya aktivitas vulkanisme di sepanjang celah-celah dasar laut. Unsur dari kerak samudera termasuk muda yaitu 200 juta tahun dibandingkan umur kerak benua yang berumur 3,8 miliar tahun. Rata-rata berada pada 3.800 meter di bawah laut. 2. Kerak Benua Gambar. 3. Kerak samudera dan benua Sumber : Irfan Yulianto. 2014 Kerak benua adalah kerak yang komposisinya kaya Si dan Al alias asam. Karena itu, berat jenisnya rendah (2,7 g/cm3). Selain itu, umurnya relatif tua dan tebal sekali (20-70 km). Kerak benua, sesuai namanya, biasanya membentuk daratan. Lapisan kerak benua a. Material lapisan kerak benua pada lapisan atas berupa batuan granit ringan. b. Material lapisan kerak benua pada lapisan bawah berupa batuan basalt yang lebih rapat. c. Lapisan kerak benua tersusun pada zaman Prekambiun. d. Rata-rata berada di 850 meter di atas permukaan laut. Kerak benua merupakan rekaman utama kondisi Bumi selama 4,4 milyar tahun terakhir. Pembentukannya mengubah komposisi lapisan mantel dan atmosfer, ia mendukung kehidupan, dan tetap sebagai pencuci karbon dioksida melalui cuaca dan erosi. B. JENIS-JENIS BATUAN DAN SIKLUS BATUAN 1. Siklus Batuan Magma tidak terbentuk di semua wilayah di bumi. Melainkan magma hanya terdapat di beberapa tempat di bawah permukaan yang disebut kamar magma. Magma yang sifatnya yang dinamis, terus bergerak. Gerakan ini membuat magma mengalir ke tempat yang suhunya lebih rendah dari kamar magma. Akibatnya magma mengalami kristalisasi dan sebagiannya membeku menjadi batuan beku. Jika proses pembekuannya berlangsung di bawah permukaan bumi disebut batuan beku intrusif (misalnya batuan granit dan diorit), sedangkan jika proses pembekuannya berlangsung di permukaan disebut batuan beku ekstrusif (misalnya basal dan andesit) beku yang terbentuk dari proses kristalisasi magma ini lama kelamaan akan mengalami pelapukan. Pelapukan pertama kali terjadi pada batuan beku ekstrusif yang ada di atas permukaan bumi. Gambar. 4. Siklus batuan Sumber : Djauhari Noor. 2009 Sementara itu batuan beku intrusif yang tidak berhasil sampai di permukaan akan terus terkubur lebih dalam akibat tekanan di atas. Semakin dalam posisinya, semakin besar tekanan dan suhu yang ia terima. Akibatnya batuan beku ini akan mengalami perubahan baik dari bentuk maupun susunan kimianya menjadi batuan metamorf (malihan). Batuan sedimen yang berasal dari pengendapan sisa-sisa pelapukan batuan beku juga umumnya berada dibawah permukaan bumi. Batuan sedimen ini juga akan terus bergerak semakin dalam karena di permukaan bumi terus terbentuk lapisan sedimen baru. Lapisan batuan sedimen baru ini akan menghimpit lapisan sedimen sebelumnya sehingga bergerak makin turun mendekati kamar magma. Akibatnya batuan sedimen ini juga menerima tekanan dan suhu yang tinggi sehingga bermetamorfosis menajadi batuan malihan. Secara sederhana hubungan antara batuan beku, batuan sedimen dan batuan malihan dapat digambarkan dalam formula berikut : Gambar. 5. Skema siklus batuan Sumber : wikipedia.co.id. 2017 2. Proses Terjadinya Siklus Batuan – Beku, Sedimen, Metamorf Batuan merupakan salah satu komponen yang berada di alam raya ini. Batuan adalah salah satu komponen abiotik yang berada di tengah- tengah ekosistem alam ini. Mekanisme daur batuan di alam dapat diuraikan sebagai berikut. 1) Magma mengalami proses pendinginan sehingga terjadi kristalisasi membentuk batuan beku (batuan beku dalam, beku gang, dan beku luar). 2) Batuan beku mengalami pelapukan dan erosi, terangkut dalam bentuk larutan atau bukan larutan, kemudian diendapkan sehingga terjadi proses sedimentasi membentuk batuan sedimen. Namun, ada pula yang langsung mengalami perubahan bentuk menjadi batuan metamorf. 3) Batuan sedimen dapat mengalami perubahan menjadi batuan metamorf. Selanjutnya,batuan metamorf yang mendekati astenosfer dapat berubah lagi menjadi magma atau adanya magma baru yang menjadi batuan beku lagi. Demikian seterusnya. C. JENIS-JENIS BATUAN a) Batuan Beku Batuan beku (igneous rock) adalah batuan yang terbentuk dari magma yang membeku. Secara umum batuan beku mempunyai ciri-ciri homogen dan kompak, tidak ada pelapisan, dan umumnya tidak mengandung fosil. Batuan beku di bedakan mejadi dua kelompok, yaitu berdasarkan tempat pembekuannya dan berdasarkan mineral penyusunanya. a. Berdasarkan Tempat Pembentukannya Berdasarkan tempat pembekuannya batuan beku dibedan menjadi tiga, yaitu batuaan beku dalam, batuan beku korok (gang), dan batuaan beku luar. 1) Batuan beku dalam Batuan beku dalam adalah batuan beku yang terbentuknya jauh di permukaan bumi, yaitu pada kedalaman 15 – 50 km. Karena tempat pembekuannya dekat dengan astenosfer, pendinginan magmanya sangat lambat sehingga menghasilkan batuan yang besar-besar dengan tekstur holokristalin, yaitu semua komposisi batuan disusun oleh kristak yang sempurna. Ciri-ciri batuan beku dalam antara lain sebagai berikut. a) Umumnya berbutir lebih kasar dibadingkan batuan beku luar. b) Jarang menunjukkan adanya lubang-lubang gas. 2) Batuan Beku Korok (Gang) Batuan beku korok (gang) adalah batuan beku yang terbentuk di daerah korok atau celah kerak bumi sebelum magma sampai ke permukaan bumi. Proses pembekuan magma ini agak cepat sehingga membentuk batuan yang mempunyai kristal-kristal yang kurang sempurna. Gambar. 6. Jenis-jenis batuan beku Sumber : Antoro, Ali. 2010 3) Batuan Beku Luar Batuan beku luar atau disebut juga batuan lelehan adalah batuan beku yang terbentuk di permukaan bumi. Magma yang ke luar dari bumi mengalami proses pendinginan dan pembekuan sangat cepat sihingga tidak menghasilkan kristal-kristal batuan. Contoh batuan beku luar adalah riolit dan basal. b. Bedasarkan Mineral Penyusun. Berdasarkan mineral penyusunya batuan beku dibedakan menjadi dua, yaitu mineral ringan dan mineral berat. 1) Batuan Beku Mineral Ringan Batuan beku yang tersusun atas mineral-mineral ringan biasanya berwarna terang, mudah pecah, dan banyak mengandung silikat sehingga termasuk batuan yang bersifat asam. 2) Batuan Beku Mineral Berat Batuan beku yang tersusun atas mineral-mineral berat biasanya berwarna gelap, sukar pecah dan kandungan silikatnya sedikit sehingga termasuk baatuan yang bersifat basa. b) Batuan Sedimen Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk karena adanya proses pengendapan (sedimentasi). Butir-butir batuan sedimen berasal dari berbagai macam batuan melalui proses pelapukan, baik pelapukan oleh angin maupun air. Butiran-butiran hasil pelapukan atau pengikisan tersebut mengendap secara berlapis yang makin lama makin tebal dan padat. Padatnya lapisan itu disebabkan adanya tekanan atau beban yang terlalu berat. Tekanan yang terlalu lama membentuk agregat batuan yang padat. Karena pemadatan dan sedimentasi itulah endapan-endapan berangsur-angsur berubah menjadi batuan sedimen. Gambar. 7. Berbagai jenis batuan Sumber : wikipedia.com 2017 Batuan sedimen dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu menurut tenaga yang mengendapkan, tempat pengendapan, dan cara pengendapan. a. Menurut Tenaga yang Mengendapkannya Menurut tenaga yang mengendapkan batuan sedimen dibedakan menjadi tiga. 1) Batuan sedimen Akuatis, yaitu batuan sedimen yang berasal dari pengnedapan butiran-butiran batuan oleh air sungai, danau, atau air hujan. 2) Batuan Sedimen Aerolis (Aeris), yaitu batuan sedimen yang berasal dari pengendapan butir-butir batuan olrh angin. 3) Batuan Sedimen Glasial, yaitu batuan sedimen yang berasal dari pengendapan butiran-butiran batuan oleh gletser. b. Menurut Tempat Pengendapan Menurut tempat pengendapannya batuan sedimen dibedakan menjadi lima. 1) Batuan Sedimen Terestris, yaitu batuan sedimen yang di endapkan di darat. 2) Batuan Sedimen Marine, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di laut. 3) Batuan Sedimen Limnis, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di danau. 4) Batuan Sedimen Fluvial, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di sungai 5) Batuan Sedimen Sedimen, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di daerah-daerah yang terdapat es atau gletser. Gambar. 8. Berbagai jenis batu sedimen Sumber : Djauhari Noor. 2009 c. Menurut Cara Pengendapannya Menurut cara pengendapannya batuan sedimen dibedakan menjadi tiga. 1) Batuan Sedimen Mekanis, yaitu batuan sedimen yang diendapkan secara mekanis tanpa mengubah susunaan kimianya. Sebuah pengamatan menunjukkan bahwa batuan kerikil ataun pasir merupakan potongan sederahana dari batuan dan mineral. 2) Batuan Sedimen Kimiawi, yaitu batuan sedimen yang diendapkan secara kimiawi. Pada proses pembentukan batuan ini terjadi perubahan susunan kimianya. Contohnya, batau kapur. 3) Batuan Sedimen Organik, yaitu batuan sedimen yang diendapkan melalui kegiatan organik. Contohnya terumbu karang. (Antoro, Ali. 2010. Batuan Penyusun Muka Bumi. Ilmubumi.blogspot.com) c) Batuan Metamorf Batuan metamorf adalah batuan yang telah mengalami perubahan, baik secara fisik maupun kimiaei sehingga menjadi bebeda dari batuan induknya. Faktor-faktor yang mempengaaruhi proses perubahana batuan adalah suhu yang tinggi, tekanan yang kuat, dan waktu yang lama. Batuan metamorf dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu metamorf kontak (metamorf termal), metamorf dinamo (metamorf kinetik), dan metamorf pnumatolistis kontak. a. Metamorf Kontak (Metamorf Termal) Batuan metamorf kontak adalah batuan yanag berubah karena pengaruh suhu yag sangat tinggi. Suhu sangat tinggi karena letaknya dekat dengan magma, antara lain di sekitar batuan intrusi. Contohnya, batalit, stock, lakolit, sill, dan dike. Luas zona metamorfosis di sekitar batolit dapat mencapai puluhan kilometer persegi, di skitar stock sampai ribuan meter persegi, namun di sekitar sill dan dike zona metamorfosis ersebut tidak begitu luas. b. Metamorf Dinamo Batuan metamorf dinamo adalah batuan yang berubah karena pengaruh tekanan yang sangat tinggi, dalam waktu yang sangat lama, dan dihasiklkan dari proses pembentukan kulit bumi oleh tenaga endogen. Adanya tekanan dari arah yang berlawanan menyebabkan butiran-butiran mineral menjadi pipih dan ada yang mengkristal kembali, contohnya, batu lumpur (mudstone) menjadi batu tulis (slate). Jenis batuan metamorf dinamo banyak dijumpai di daerah-daerah patahan dan lipatan yang tersebar di seluruh dunia. c. Metamorf Pneumatolistis Kontak Batuan metamorf pneomatolistis kontak adalah batuan yang berubah karena pengaruh gas-gas dari magma. Contohnya, kuarsa dengan gas borium berubah menjadi turmalin (sejenis permata) dan kuarsa dengan gas fluorium berubah menjadi topas (permata berwarna kuning).