“ In the late 18th century, James Hutton recognized the immensity of Earth history and the importance of time as a component in all geological processes. In the 19th century, others effectively demonstrated that Earth had experienced many episodes of mountain building and erosion, which must have required great spans of geologic time. Although these pioneering scientists understood that Earth was very old , they had no way of knowing its true age. Was it tens of millions, hundreds of millions, or even billions of years old? Rather, a geologic time scale was developed that showed the sequence of events based on relative dating principles. What are these principles? What part do fossils play? With the discovery of radioactivity and radiometric dating techniques, geologists can now assign fairly accurate dates to many of the events in Earth history. What is radioactivity? Why is it a good “clock” for dating the geologic past? GEOLOGI II MAN 1 MALANG Pra KSN-K 2022 OLEH: MOCHAMMAD SYAIFULLOH Pada tahun 1869, John Wesley Powell, yang kemudian memimpin Survei Geologi AS, memimpin ekspedisi perintis menyusuri Sungai Colorado dan melalui Grand Canyon. Ia menulis tentang lapisan batu yang diakibatkan turunnya sungai. Powell mengatakan, "ngarai wilayah ini akan menjadi Kitab Wahyu dalam Alkitab geologi." Ia terkesan dengan jutaan tahun sejarah Bumi yang terekspos di sepanjang dinding Grand Canyon dan ngarai lain dari Dataran Tinggi Colorado (Essential of Geology: Frederick K et al, 2011) Selama akhir 1800-an dan awal 1900-an, berbagai upaya dilakukan untuk menentukan usia Bumi. Meskipun beberapa metode muncul menjanjikan pada saat itu, tidak ada yang terbukti dapat diandalkan. Apa yang para ilmuwan ini cari adalah tanggal numerik. Tanggal tersebut menentukan jumlah tahun aktual yang telah berlalu sejak suatu peristiwa terjadi. Hari ini pemahaman kita tentang radioaktivitas memungkinkan kita untuk secara akurat menentukan tanggal numerik untuk batuan yang mewakili peristiwa penting di masa lalu Bumi yang jauh. Sebelum penemuan radioaktivitas, ahli geologi tidak memiliki metode penanggalan numerik yang akurat sehingga hanya mengandalkan penanggalan relatif Quebrada de las Conchas, Salta (Argentina). STRATIGRAFI Stratigrafi adalah studi mengenai sejarah, komposisi dan umur relatif serta distribusi perlapisan tanah dan interpretasi lapisan-lapisan batuan untuk menjelaskan sejarah bumi. Dari hasil perbandingan atau korelasi antarlapisan yang berbeda dapat dikembangkan lebih lanjut studi mengenai litologi (litostratigrafi), kandungan fosil (biostratigrafi), dan umur relatif maupun absolutnya (kronostratigrafi). stratigrafi kita pelajari untuk mengetahui luas penyebaran lapisan batuan. Law of Superposition Principle of Original Horizontality Principle of CrossCutting Relationships Unconformities Inclusions LAW OF SUPERPOSITION Nicolaus Steno, seorang ahli anatomi, ahli geologi, dan pendeta Denmark (1636–1686), ditahbiskan sebagai orang pertama yang mengenali urutan peristiwa bersejarah dalam singkapan lapisan batuan sedimen. Bekerja di pegunungan Italia barat, Steno menerapkan aturan yang sangat sederhana yang telah menjadi prinsip paling mendasar dari penanggalan relatif — hukum superposisi. Hukum ini hanya menyatakan bahwa dalam urutan batuan sedimen, setiap batuan induk (bed rock) lebih tua dari yang di atasnya begitu pula seterusnya. Grand Canyon | Foto: E.J Tarbuck PRINCIPLE OF ORIGINAL HORIZONTALITY Steno juga mengakui pentingnya prinsip dasar lain, yang disebut prinsip Original Horizontility. Bahwa lapisan sedimen umumnya diendapkan Principle of Original Horizontality dalam posisi yang hampir horizontal. Jadi, ketika kita melihat lapisan batuan yang dilipat atau miring kita dapat berasumsi bahwa mereka dipindahkan ke posisi itu oleh gangguan krusial setelah deposisi mereka. Lipatan ini berada di Agio Pavlos di pulau Mediterania Kreta. (Foto oleh Marco Simoni/Robert Harding) PRINCIPLE OF CROSS-CUTTING RELATIONSHIPS Ketika patahan (fault) memotong batu lain, atau ketika magma menerobos dan mengkristal, kita dapat berasumsi bahwa patahan atau terobosan magma berumur lebih muda dari batu yang terkena. Patahan dan Dike jelas terjadi setelah lapisan sedimen diendapkan. Ini adalah prinsip hubungan lintas-pemotongan (crosscutting). Dengan menerapkan prinsip lintas pemotongan, Kita dapat melihat bahwa patahan A terjadi setelah lapisan batu pasir diendapkan, karena “merusak" lapisan. INCLUSIONS Terkadang inklusi dapat membantu proses penanggalan relatif. Inklusi adalah potongan dari satu unit batuan yang terkandung dalam unit lain. Prinsip dasarnya logis dan mudah. Massa batu yang berdekatan dengan yang mengandung inklusi pasti ada terlebih dahulu untuk menyediakan fragmen batuan. Oleh karena itu, massa batu yang mengandung inklusi adalah yang lebih muda Sepanjang sejarah Bumi, deposisi dan perlapisan sedimen telah terganggu lagi dan lagi. Ini disebut sebagai Unconformities (ketidaksesuaian). Unconformities mewakili periode panjang di mana deposisi berhenti, erosi menghilangkan batuan yang terbentuk sebelumnya, dan kemudian deposisi dilanjutkan. UNCONFORMITIES ANGULAR UNCORFORMITY Mungkin ketidaksesuaian yang paling mudah dikenali adalah angular unconformity (ketidaksesuaian sudut). Ini terdiri dari batuan sedimen miring atau terlipat yang tertindih oleh strata yang lebih muda dan lebih datar. Ketidaksesuaian sudut menunjukkan bahwa terjadi jeda dalam pengendapan, periode deformasi (lipat atau miring) dan erosi terjadi. Mungkin ketidaksesuaian yang paling mudah dikenali adalah angular unconformity (ketidaksesuaian sudut). Ini terdiri dari batuan sedimen miring atau terlipat yang tertindih oleh strata yang lebih muda dan lebih datar. Ketidaksesuaian sudut menunjukkan bahwa terjadi jeda dalam pengendapan, periode deformasi (lipat atau miring) dan erosi terjadi. LETS TRY!!! KORELASI LAPISAN BATUAN To develop a geologic time scale that is applicable to the entire Earth, rocks of similar age in different regions must be matched up. Such a task is referred to as correlation. Within a limited area, correlating the rocks of one locality with those of another may be done simply by walking along the outcropping edges. However, this may not be possible when the rocks are mostly concealed by soil and vegetation (Essential of Geology: Frederick K et al, 2011) FOSIL: BUKTI KEHIDUPAN MASA LAMPAU Fosil, sisa-sisa atau jejak kehidupan prasejarah, adalah inklusi penting dalam sedimen dan batuan sedimen. Mereka adalah alat dasar dan penting untuk menafsirkan masa lalu geologis. Studi ilmiah fosil disebut paleontologi. Ini adalah ilmu interdisipliner yang memadukan geologi dan biologi dalam upaya untuk memahami semua aspek suksesi kehidupan selama waktu geologi. Mengetahui sifat bentuk kehidupan yang ada pada waktu tertentu membantu para peneliti memahami kondisi lingkungan masa lalu. Selanjutnya, fosil adalah indikator waktu penting dan memainkan peran kunci dalam berkorelasi batuan dengan usia yang sama yang berasal dari tempat yang berbeda A. Menggali tulang dari Pit 91 di lubang tar La Brea di Los Angeles. Ini adalah situs yang kaya akan sisa-sisa organisme Zaman Es yang tidak diubah. Para ilmuwan telah menggali di sini sejak 1915. (AP/Wide World Photo) B. Fosil Kerangka mammoth diambil dari lubang tar La Brea. (Gambar Alamy) Ada banyak jenis fosilisasi. Enam contoh ditampilkan di sini. A. Kayu membatu di Taman Nasional Petrified Forest, Arizona. B. Foto trilobite ini menggambarkan mold dan cast. C. Lebah fosil yang diawetkan pada material karbon (C). D. Impression adalah fosil umum dan sering menunjukkan detail yang cukup baik. E. Serangga dalam amber. F. Coprolite adalah kotoran fosil. (Foto A oleh Bernhard Edmaier/ Peneliti Foto, Inc.; Foto B, D dan F oleh E. J. Tarbuck; Foto C milik Florissant Fossil Beds Monumen Nasional; Foto E oleh Collin Keates/Dorling Kindersly Media Library) Selain fosil yang sudah disebutkan, ada banyak jenis lain, banyak dari mereka hanya jejak kehidupan prasejarah. Contoh fosil jejak tersebut meliputi: • 1. Track—jejak kaki hewan yang dibuat dalam sedimen lunak yang kemudian di-lithified (lihat Gambar 19.35B, hal. 486.) • 2. Burrows—Lubang dalam sedimen, kayu, atau batu yang dibuat oleh hewan. Lubang-lubang ini nantinya dapat diisi dengan bahan mineral dan diawetkan. Beberapa fosil tertua yang dikenal diyakini sebagai liang cacing. • 3. Gastroliths — batu perut (stomach stone) yang telah terpoles dengan gilingan makanan di saluran pencernaan reptile purba yang kini telah punah. Fosil Burrow di Museum Firlynh, Devon-UK Chirotherium jejak kaki di batu pasir era Triassandstone Fosil Gastrolith di dalam Coprolite Dinosaurus Era Jura (160 juta TYL) . Ditemukan di Utah, US. https://jurassiccoast.org/ FOSIL DAN KORELASI LAPISAN BATUAN Keberadaan fosil telah dikenal selama berabad-abad, namun tidak sampai akhir 1700-an dan awal 1800-an bahwa signifikansi mereka sebagai alat geologi dibuat jelas. Selama periode ini seorang insinyur dan pembangun kanal Inggris, William Smith, menemukan bahwa setiap formasi batuan di kanal yang dikerjakannya mengandung fosil tidak seperti yang terdapat pada perlapisan (Bed) baik di atas atau di bawah. Lebih lanjut, ia mencatat bahwa strata sedimen di daerah yang dipisahkan secara luas dapat diidentifikasi dan berkorelasi dengan kandungan fosilnya yang khas. Berdasarkan pengamatan klasik Smith dan temuan banyak ahli geologi yang mengikuti, salah satu prinsip paling penting dan mendasar dalam geologi historis dirumuskan: Organisme fosil berhasil satu sama lain dalam urutan yang pasti dan dapat ditentukan, dan oleh karena itu setiap periode waktu dapat dikenali oleh kandungan fosilnya. Ini telah dikenal sebagai prinsip suksesi fosil. Setelah fosil diakui sebagai indikator waktu, mereka menjadi cara paling berguna untuk mengaitkan batuan dengan usia yang sama di berbagai daerah. Ahli geologi sangat memperhatikan fosil tertentu yang disebut fosil indeks. In addition to establishing relative dates by using the principles described in the preceding sections, it is also possible to obtain reliable numerical dates for events in the geologic past. For example, we know that Earth is about 4.6 billion years old and that the dinosaurs became extinct about 65 million years ago. Dates that are expressed in millions and billions of years truly stretch our imagination because our personal calendars involve time measured in hours, weeks, and years. Nevertheless, the vast expanse of geologic time is a reality, and it is radiometric dating that allows us to measure it. RADIOMETRIC DATING Nomor atom (nomor identifikasi setiap elemen) adalah jumlah proton dalam inti. Setiap elemen memiliki jumlah proton yang berbeda dan dengan demikian elemen yang sama selalu memiliki jumlah proton yang sama, sehingga nomor atom tetap konstan. Hampir semua massa atom (99,9 persen) berada di inti, menunjukkan bahwa elektron hampir tidak memiliki massa sama sekali. Dengan menambahkan proton dan neutron dalam inti atom, kami mendapatkan nomor massa atom. Jumlah neutron dapat bervariasi, dan varian ini, atau isotop, memiliki jumlah massa yang berbeda. Untuk meringkas dengan contoh, inti uranium selalu memiliki 92 proton, sehingga nomor atomnya selalu 92. Populasi neutronnya bervariasi, sehingga uranium memiliki tiga isotop: uranium-234, uranium235, dan uranium-238. Ketiga isotop dicampur di alam. Mereka terlihat sama dan berperilaku sama dalam reaksi kimia. RADIOAKTIVITAS Kekuatan yang mengikat proton dan neutron dalam inti biasanya kuat. Namun, dalam beberapa isotop, intinya tidak stabil karena kekuatan yang mengikat proton dan neutron bersama-sama tidak cukup kuat. Akibatnya, inti secara spontan memecah (peluruhan), proses ini disebut radioaktivitas. Jenis peluruhan 1. Partikel Alfa dapat dipancarkan dari inti. Partikel alfa terdiri dari 2 proton dan 2 neutron. Akibatnya, emisi partikel alfa berarti jumlah massa isotop berkurang 4 dan jumlah atom berkurang 2. 2. Ketika Partikel Beta atau elektron dikeluarkan dari inti, jumlah massa tetap tidak berubah karena elektron praktis tidak memiliki massa. Namun, karena elektron berasal dari neutron (ingat, neutron adalah kombinasi dari proton dan elektron), inti mengandung satu proton lebih banyak daripada sebelumnya. Oleh karena itu, jumlah atom meningkat 1. 3. Kadang-kadang elektron ditangkap oleh inti. Elektron dikombinasikan dengan proton dan membentuk neutron tambahan. Seperti dalam contoh terakhir, jumlah massa tetap tidak berubah. Namun, karena inti sekarang mengandung satu proton lebih sedikit, jumlah atom berkurang 1. Jenis umum peluruhan radioaktif. Perhatikan bahwa dalam setiap kasus jumlah proton (nomor atom) dalam nukleus berubah, sehingga menghasilkan elemen yang berbeda RADIOAKTIVITAS Tentu saja di antara hasil yang paling penting dari penemuan radioaktivitas adalah bahwa ia menyediakan cara yang dapat diandalkan untuk menghitung usia batuan dan mineral yang mengandung isotop radioaktif tertentu. Prosedur ini disebut penanggalan radiometrik. Misalnya, ketika uranium terkandung ke dalam mineral yang mengkristal dari magma, tidak ada timbal (Pb) (produk peluruhan (daughter material) yang stabil) dari peluruhan sebelumnya. "Jam" radiometrik dimulai pada saat ini. Karena uranium dalam mineral yang baru terbentuk ini hancur (emitted), atom produk peluruhan akan terperangkap, dan jumlah timbal (Pb) yang terukur secara bertahap akan menumpuk. WAKTU PARUH Waktu yang diperlukan untuk setengah dari inti dalam sampel untuk meluruh disebut waktu paruh (half-life). Half-life adalah cara umum untuk mengekspresikan tingkat disintegrasi radioaktif saat induk (parent) radioaktif meluruh langsung menjadi produk turunannya (daughter) yang stabil. Ketika jumlah induk dan turunan sama (rasio 1:1), kita tahu bahwa satu paruh peluruhan (half-life) telah terjadi. Ketika seperempat dari atom induk asli tetap ada dan tiga perempat telah meluruh ke produk turunan, rasio induk / turunan adalah 1:3, dan kita tahu bahwa dua paruh peluruhan telah berlalu. No : Induk radioaktif Nt : Turunan radioaktif T : Waktu T ½ : Waktu Paruh RADIOCARBON DATING Karbon-14 adalah isotop radioaktif karbon. Prosesnya penanggalan menggunakan karbon sering disebut Radiocarbon dating. Waktu paruh karbon-14 hanya 5730 tahun sehingga tepat digunakan untuk penanggalan sejarah geologi yang sangat baru. Dalam beberapa kasus karbon-14 dapat digunakan untuk peristiwa sejauh 70.000 tahun. Karbon-14 terus diproduksi di atmosfer bagian atas sebagai konsekuensi dari radiasi sinar kosmik. Sinar kosmik, yang merupakan partikel tinggi, menghancurkan inti atom gas, melepaskan neutron. Beberapa neutron diserap oleh atom nitrogen (nomor atom 7), menyebabkan inti mereka memancarkan proton. Akibatnya, jumlah atom berkurang 1 (menjadi 6), dan elemen yang berbeda, karbon-14, dibuat. Isotop karbon ini dengan cepat dimasukkan ke dalam karbon dioksida, yang beredar di atmosfer dan diserap oleh makhluk hidup. Akibatnya, semua organisme mengandung sejumlah kecil karbon-14, termasuk Anda. CONTOH SOAL WAKTU PARUH https://quizizz.com/admin/quiz/58f8838cbd7a701100464f6a/ radiometric-dating-and-radioactive-decay Geologists have divided the whole of geologic history into units of varying magnitude. Together they comprise the geologic time scale of Earth history. The major units of the time scale were delineated during the 19th century, principally by workers in western Europe and Great Britain. Because radiometric dating was unavailable at that time, the entire time scale was created using methods of relative dating. It was only in the 20th century that radiometric dating permitted numerical dates to be added. SKALA WAKTU GEOLOGI Ada beberapa istilah yang terkait dengan skala waktu geologis yang tidak "secara resmi" diakui. Yang paling dikenal, dan paling umum, contohnya adalah Precambrian — nama informal untuk eon yang datang sebelum Phanerozoic eon saat ini. Meskipun istilah Precambrian tidak memiliki status formal pada skala waktu geologi, itu secara tradisional telah digunakan seolah-olah itu terjadi. Hadean adalah istilah informal lain yang ditemukan pada beberapa versi skala waktu geologis dan digunakan oleh beberapa ahli geologi. Ini mengacu pada interval paling awal (eon) sejarah Bumi — sebelum batuan tertua yang dikenal. Ketika istilah ini diciptakan pada tahun 1972, usia batu tertua di Bumi yang dikenal adalah sekitar 3,8 miliar tahun. Hari ini jumlah itu berdiri sedikit lebih besar dari 4 miliar dan, tentu saja, tunduk pada revisi. Nama Hadean berasal dari Hades, Istilah Yunani untuk dunia bawah- merujuk pada kondisi "neraka" yang berlaku di Bumi di awal sejarahnya. SKALA WAKTU GEOLOGI Nama-nama beberapa periode pada skala waktu geologi merujuk ke tempat-tempat yang memiliki strata yang menonjol pada usia itu. Untuk contohnya, periode Kambrium diambil dari nama Romawi untuk Wales (Cambria). Permian dinamai untuk provinsi Perm di Rusia, sementara periode Jurassic mendapatkan namanya dari Pegunungan Jura yang terletak di antara Perancis dan Swiss. Press the Pale button to Message the Center (Era) Camel Often Sit Down Carefully, Perhaps Their Joints Creak (Period) Put Egg On My Plate, Please Honey (Epoch) ERA PRECAMBRIAN Stromatolite Kaya kalsium hasil sekresi alga Banded Iron Rock Super kontinen Rodinia Periode Kambrium menandai awal era Paleozoivia, rentang waktu yang melihat munculnya berbagai bentuk kehidupan baru yang spektakuler. Semua kelompok invertebrata utama (hewan kekurangan tulang punggung) membuat penampilan mereka, termasuk ubur-ubur, spons, cacing, moluska (kerang dan siput), dan arthropoda (serangga dan kepiting). Ekspansi besar dalam keanekaragaman hayati ini sering disebut sebagai ledakan Kambrium. ERA PALEOZOIK Super kontinen Pangea Periode Kambrium adalah masa keemasan trilobites. Lebih dari 600 jenis ini berkembang di seluruh dunia. Ordovician menandai munculnya sefalopoda (Cephalopods) yang melimpah. Pada periode ini moluska sangat berkembang dan menjadi predator utama pada masa itu. Selama Devonian, sekelompok ikan yang disebut ikan bersirip lobus mulai beradaptasi dengan lingkungan terestrial dan menandai era vetebrata di daratan. Tanaman tanah Paleozoik. Pada periode Silurian muncul tanaman pertama yang tumbuh tegak (Vaskular). Fosil tanaman menjadi semakin umum dari Devonian dan seterusnya. GREAT PERMIAN EXTINCION ERA MESOZOIK Gymnosperms dengan cepat menjadi pohon dominan mesozoi. Mereka termasuk: cycads yang menyerupai tanaman nanas besar; ginkgoes yang memiliki daun berbentuk kipas, seperti kerabat modern mereka; dan tanaman terbesar, konifer, yang keturunan modernnya termasuk pinus, cemara, dan juniper. Petrified log yang berumur Triasic di Taman Nasional Hutan Arizona, Amerika Serikat Era Mesozoisik sering ditandai sebagai "Zaman Reptil" karena banyak kelompok reptil utama adalah bentuk kehidupan hewan yang dominan terutama sebagai predator seperti ichthyosaurs yang mampu berenang cepat laut. KOK SEKARANG NGGA ADA DINOSAURUS LAGI? Kepunahan dinosaurus umumnya dikaitkan dengan ketidakmampuan kolektif mereka untuk beradaptasi dengan perubahan radikal dalam kondisi lingkungan. Peristiwa apa yang bisa memicu kepunahan cepat salah satu kelompok hewan darat yang paling sukses? Hipotesis yang paling didukung mengusulkan bahwa sekitar 65 juta tahun yang lalu planet kita dilanda meteorit karbonaceous besar. Meteorit itu jatuh di bagian selatan Amerika Utara di laut tropis dangkal — sekarang Semenanjung Yucatan Meksiko ERA KENOZOIK Cenozoic sering disebut "Zaman Mamalia" karena hewan-hewan ini menggantikan reptil sebagai bentuk kehidupan vertebrata yang dominan di darat. Dua kelompok mamalia, marsupial dan placental, berevolusi dan berkembang selama era ini. Namun, gelombang kepunahan Pleistocene akhir akibat perubahan iklim dengan cepat menghilangkan hewan-hewan ini. Beberapa ilmuwan menyarankan bahwa pertumbuhan humanoid (manusia) mempercepat penurunan mereka dengan secara selektif memburu hewan yang lebih besar. Cenozoic juga bisa disebut "Usia Tanaman Berbunga." Sebagai sumber makanan, tanaman berbunga (angiosperma) sangat mempengaruhi evolusi burung dan mamalia herbivora (pemakan tanaman) sepanjang era Cenozoik. Struktur geologi adalah gambaran bentuk dan hubungan dari keadaan batuan di kerak bumi. Menurut Noor (2009), dalam geologi dikenal 3 jenis struktur yang dijumpai pada batuan sebagai produk dari gaya-gaya yang bekerja pada batuan, yaitu kekar (joint), lipatan (fold) dan Sesar/patahan (fault). PATAHAN (FAULT) Patahan merupakan hasil dari gerakan tekanan horizontal dan tekanan vertikal yang menyebabkan lapisan kulit bumi yang rapuh menjadi retak dan patah. Pada suatu patahan, bagian yang terangkat lebih tinggi dibandingkan dengan daerah sekitarnya disebut horst. Daerah patahan yang turun atau tenggelam dibandingkan dengan daerah sekitarnya disebut graben atau slenk. TIPE PATAHAN LIPATAN (FOLD) TIPE LIPATAN Monoklin KEKAR (JOINT) Kekar adalah suatu fracture (retakan pada batuan) yang relatif tidak mengalami pergeseran pada bidang rekahnya, yang disebabkan oleh gejala tektonik maupun non tektonik (Ragan, 1973). TIPE KEKAR Kekar Srinkage (Pengkerutan) Kekar Lembar Kekar Sistemik & Nonsistemik Kekar Gerus Strike dan Dip mengacu kepada orientasi atau geometri kenampakan geologi. Garis strike perlapisan, patahan, atau kenampakan planar lainnya, adalah garis yang merepresentasikan perpotongan kenampakan tersebut di bidang horizontal. Dalam peta geologi, strike dan dip digambarkan dengan garis pendek yang dipotong oleh garis yang lebih pendek tegak lurus dengan garis pertama. A : Jurus (Strike) B : Kemiringan (Dip) NOTASI DIP-STRIKE Azimuth : N 135˚ E/ 60 ˚ Kuadran : S 45 ˚E/ 60 ˚ Menghitung Ketebalan Lapisan Batuan Pada sebuah medan datar terdapat lapisan batubara dengan kedudukan N60°E/45°dengan jarak lintasan sejauh 300 m. Berapa ketebalan lapisan batubara tersebut?