STRUKTUR LAPISAN KULIT BUMI

 A. PENGANTAR 

Makhluk hidup di planet bumi tinggal pada lapisan bumi yang keras dan kaku yang disebut kulit bumi atau litosfir. Litosfir ini terletak paling atas atau paling luar dari bagian bumi, sehingga sering disebut dengan kerak bumi  Meskipun kita tidak merasakan gerakan dari kerak bumi, tetapi kerak bumi memiliki sifat dinamis. Litosfir bukan merupakan suatu lapisan yang kompak, terutama kerak bumi, tetapi terpecah-pecah menjadi beberapa lempeng. 

 

B. URAIAN MATERI 

Istilah lithosfir berasal dari Bahasa Yunani yaitu lithos berarti batuan dan sphera berarti lapisan. Lithosfer mengandung perngertian sebagai lapisan kerak bumi paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 70 km. Dimaksud batuan di sini bukanlah benda yang keras saja berupa batu dalam kehidupan sehari hari, namun juga dalam bentuk tanah liat, abu gunung api, pasir, kerikil dan sebagainya. 

Tebal kulit bumi tidaklah merata, kulit bumi di bagian benua atau daratan lebih tebal dari bagian samudra. Litosfir merupakan lapisan yang tipis, jika Anda bandingkan kulit bumi yang keras seolah-olah cangkang telur, sedangkan di bawah litpsfir terdapat lapisan lapisan yang kental, panas dan tebal yang disebut astenosfir seolah-olah putih telurnya. Paling bawah merupakan lapisan inti sebagai kuning telurnya yang padat, karena tidak ada ruang gerak. 

Litosfir terbentuk dari beberapa mineral yang disebut silikat  (SiO2) yang merupakan gabungan antara oksigen dan silikon. Selain itu terdapat senyawa lainnya, seperti pada tabel berikut : 

 

Tabel 1. Konsentrasi unsur-unsur utama pada kerak bumi (Litosfir) 

No	Unsur	Rumus Kimia	Berat (%)
1.	Oksigen	O	46,60
2.	Silikon	Si	27,72
3.	Alumunium	Al	8,13
4.	Besi	Fe	5
5.	Kalsium	Ca	3,63
6.	Sodium	Na	2,83
7.	Potassium	K	2,59
8.	Magnesium	Mg	2,09
9.	Titanium	Ti	0,44
10.	Hydrogen	H	0,14
11.	Posfor	P	0,12
12.	Mangan	Mn	0,10
13.	Sulfur	S	0,05
14.	Carbon	C	0,03

                            Sumber: Mason, B dan C. B. Moore, 1982 dalam Hamblin, 1985 

 

Kulit bumi yang keras dinamakan kerak bumi, terbagi atas lempeng benua (Continental Crust) dan lempeng samudra (Oceanic Crust). Kedua lempeng ini memiliki karakteristik berbeda. Bahan utama pembentuk kulit bumi adalah magma. Magma merupakan batuan cair pijar yang bersuhu tinggi dan mengandung berbagai unsur mineral dan gas. Litosfir tersusun oleh sekitar 90 jenis unsur kimia yang satu dengan lainnya membentuk persenyawaan yang disebut Mineral.  

Litosfir juga tersusun atas lapisan Sial dan lapisan Sima. Lapisan Sial memiliki berat jenis lebih ringan dari lapisan Sima karena lapisan ini tersusun dari silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3. Sedangkan lapisan Sima tersusun dari silisium magnesium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Mg O. 

Selain litosfir, Planet Bumi juga tersusun dari lapisan lainnya. Adapun struktur lapisan bumi sebagai berikut : 

1. Litosfir (Lapisan  batuan pembentuk kulit bumi atau crust) 
   Merupakan lapisan bumi paling atas dengan ketebalan lebih kurang 70 km yang tersusun dari batuan penyusun kulit bumi.
2. Astenosfer (Lapisan selubung atau mantle) 
   Astenosfer yaitu lapisan yang terletak di bawah litosfir dengan ketebalan sekitar 2.900 km berupa material cair kental dan berpijar dengan suhu sekitar 3.000 0C, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat dan gas bersuhu tinggi.  
3. Barisfer (Lapisan inti bumi atau core)  
   Barisfer, yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bagian bumi paling dalam yang tersusun atas lapisan Nife (Niccolum atau nikel dan ferrrum atau besi). Lapisan ini dapat pula dibedakan atas dua bagian yaitu inti luar dan inti dalam.  

1. Inti luar (Outer Core) 
   Inti luar adalah inti bumi yang ada di bagian luar. Tebal lapisan ini sekitar 2.200 km, tersusun dari materi besi dan nikel yang bersifat cair, kental dan panas berpijar bersuhu sekitar 3.900^oC. 
   
2. Inti dalam (Inner Core) 
   Inti dalam adalah inti bumi yang ada di lapisan dalam dengan ketebalan sekitar 2.500 km, tersusun atas materi besi dan nikel pada suhu yang sangat tinggi yakni sekitar 4.800^o C, akan tetapi tetap dalam keadaan padat dengan densitas sekitar 10 gram/cm3. Hal itu disebabkan adanya tekanan yang sangat tinggi dari bagian-bagian bumi lainnya.  

Untuk lebih jelasnya tentang karakteristik perlapisan bumi, dapat anda lihat pada ilustrasi gambar berikut. 

 

Gambar 1. Struktur Lapisan Bumi 

(Sumber: http://www.gcsechemistry.com/Earth-Structure.gif) 

 Batuan pembentuk kulit bumi selalu mengalami perubahan wujud melalui  siklus (daur), karena magma, batuan beku, batuan sedimen, batuan malihan, dan kembali lagi menjadi magma yang ditunjukan pada gambar 2. 

  

Keterangan:
A : Magma
B1 : Batuan beku dalam
B2 : Batuan beku korok
B3 : Batuan beku luar
C1 : Batuan sedimen klastik
C2 : Batuan sedimen organik
C3 : Batuan sedimen termik
D1 : Batuan malihan dinamik
D2 : Batuan malihan termik
D3 : Batuan malihan pneumatolitik
1 : pendinginan
2 : pengangkutan
3 : pelarutan
4 : organisma
5 : penambahan suhu dan tekanan yang lama
6 : penelanan oleh magma

 

1. Daur Batuan 

Batuan sekitar magma itu dingin, sehingga mempengaruhi suhu magma. Secara berangsur-angsur magma mengalami pembekuan. Pembekuan terjadi mungkin di permukaan bumi atau di bawah permukaan bumi yang tidak begitu dalam,,aupun dalam dapur magma bersama-sama dengan proses pembekuan magma. Karena itu, batuan yang berasal dari magma akan berbeda-beda. 

Karena pengaruh atmosfir, batuan beku di permukaan bumi akan mengalami rusak, hancur, dan terbawa oleh aliran air, angin, gletser, hujan lebat, sehingga batuan hancur dan diangkut serta diendapkan di tempat barum, sehingga menjadi batuan endapan tertimbun di dataran rendah, sungai, danau atau di laut. 

Batuan beku maupun batuan endapan mungkin akibat tenaga endogen, mencapai suatu tempat yang berdekatan dengan magma, sehingga persinggungan dengan magma, maka batuan sedimen maupun batuan beku berubah bentuk menjadi batuan metamorf.  

Akibat tenaga endogen, terutama tenaga tektoni, batuan metamorf mengalami pengangkatan, sehingga batuan muncul ke permukaan bumi. Selanjutnya, karena pengaruh tenaga eksogen, akan terjadi pelapukan, pengangkután, dan sebagainya, sehingga berubah lagi menjadi batuan sedimen. Dengan demikian, berdasarkan proses terjadinya, maka batuan dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu: batuan beku, batuan sedimen, dan batuan malihan (metamorf). 

 

2. Klasifikasi Batuan 

Secara umum komposisi batuan di pada litosfir didasarkan jenis batuannya didominasi oleh batuan sedimen yang menutupi hampir 66% permukaan bumi, sedangkan 34% berupa : batuan ekstursi 8%, batuan intrusi 9%, dan batuan metamorf 17 %. 

 

Tabel 2. Persentase Batuan di Permukaan Bumi 

Benua	Batuan Kristal			Sedimen
	Ekstrusi	Intrusi	Metamorf
Asia	9	12	5	74
Afrika	4	16	22	58
Amerika Utara	11	6	31	52
Amerika Selatan	11	2	25	62
Eropa	3	7	3	87
Australia	8	11	11	70

Sumber: Geologi dan Mineralogi Tanah, 1996. 

 

Coba Anda pamahi tabel 2 di atas! Nampak bahwa batuan sedimen lebih banyak dijumpai di daratan Eropa. Hal ini, disebabkan hampir semua daratan Eropa terutama bagian daratan tidak dijumpai gunungapi. Batuan sedimen banyak dijumpai di daerah yang sudah berumur tua karena mengalami pelapukan lebih lanjut. Sedangkan batuan ekstrusi dan instrusi banyak dijumpai di daratan Asia, karena di kawasan ini, seperti di Indonesia, Jepang, Filipina, dan Italia, banyak terdapat gunungapi. Batuan ekstrusi dan intrusi akan dipengaruhi oleh aktivitas vulkanik yang masih aktif. 

Berdasarkan proses terjadinya, batuan dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu: batuan beku, batuan sedimen, dan batuan malihan (metamorf).

A. Batuan Beku (Igneous Rock) 

Batuan beku berasal dari bahasa latin Inis yang artinya api (fire). Batuan beku terbentuk akibat pembekuan cairan magma baik di dalam maupun di atas permukaan bumi yang mengalami pembekuan. Magma panas yang bergerak dari dalam bumi ke permukaan melalui kepundan gunungapi, karena suhunya rendah sehingga akan membeku.  

Aktifitas magma yang mengalami pembekuan akan membentuk pada tempat berbeda dibagi menjadi 3 jenis, yaitu : 

1. Batuan  beku dalam atau plutonik; 
2. Batuan beku korok atau porfirik; dan 
3. Batuan beku luar (lelehan atau epusif ). 

Material magma yang mengalami pembekuan di permukaan bumi disebut batuan beku luar atau batuan ekstrusi atau batuan vulkanis. Material magma yang membeku pada lubang kepundan atau retakan kulit bumi disebut batuan korok atau porfirik. Material magma yang membeku berada jauh di dalam bumi (15-50 km) disebut batuan beku dalam atau plutonik yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut :  

1. Umumnya berbutir lebih kasar dibandingkan batuan ekstrusi. 
2. Jarang memperlihatkan struktur visikular (mengandung lubang-lubang benda gas). 
3. Batuan dapat merubah batuan yang berbatasan pada semua sisinya. 

Berdasarkan ukurannya (diameter), batuan plutonik dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu plutonik tabular dan plutonik masif. Batuan beku plutonik tabular berukuran relatif kecil dan biasanya terletak agak dekat ke permukaan bumi. Kalau diperhatikan dari letak dan bentuknya di dalam batuan sekitarnya membeku dikenal ada dua macam yaitu Sill dan Dike. Sill merupakan batuan plutonik tabular yang jika dilihat dari posisinya bersifat concordant selaras dengan lapisan batuan sekitarnya. Letaknya ada yang mendatar, miring atau tegak sesuai arah lapisan. Sedangkan Dike merupakan tabular yang jika dilihat dari posisinya bersifat discordant atau memotong lapisan batuan sekitar. Hal ini terjadi karena dorongan magma ketika memasuki lapisan batuan itu cukup kuat sehingga batuan sulit sekali untuk dihancurkan. 

Batuan korok atau gang, yaitu batuan yang mengalami proses pembentukannya melalui pembekuan pada retakan dan rekahan batuan. Batuan ini terdiri dari kristal besar, kristal kecil dan ada yang tidak mengkristal, seperti granit fosfir. 

Batuan beku luar, yaitu proses pembentukan batuan di luar permukaan bumi, karena magma yang keluar dari permukaan bumi dan mengalami pembekuan. Pembekuan yang cepat menyebabkan magma membentuk kristalkristal kecil, seperti; andesit dan riolit, bahkan sama sekali tidak mempunyai kristal (amorf), seperti; batu apung  dan batu kaca. Batuan beku luar memiliki ciriciri sebagai berikut :  

1. Umumnya memiliki butir kristal yang  halus bahkan amorf. 
2. Memperlihatkan struktur visikular (adanya lubang-lubang bekas materi gas yang terperangkap) 
3. Kristal mineral batuannya menunjukan tekstur Aphanitis (kristal yang halus dan amorf) 

Adapun jenis-jenis batuan beku sangat penting yang tersebar di alam ini adalah : 

1) Granit 

Granit merupakan batuan beku dalam, dengan mineral berbutir kasar sampai sedang. Warna terang disebabkan karena kandungan feldspar, umumna putih, kelabu, merah jambu atau merah. Granit dalam bumi dan tersingkap di permukaan, karena erosi dan tektonik. Granit dapat digunakan sebagai bahan pengeras jalan, galangan kapal, bahan pemoles lantai, pondasi serta pelapis dinding. 2) Granodiorit 

Granodiorit seperti granit yang termasuk batuan beku dalam, mineral berbutir kasar sampai sedang, warna terang. Granodiorit dapat digunakan untuk pengeras jalan, pondasi dan lain-lain. Granodiorit banyak terdapat di alam dalam bentuk batolit, stock, sill dan retas. 

3) Diorit 

Diorit termasuk batuan beku dalam, mineralnya berbutir kasar sampai sedang, warnanya agak gelap.. Diorit merupakan batuan yang banyak terdapat di alam yang digunakan untuk pengeras jalan, pondasi dan sebagainya. 

4) Andesit  

Andesit terbentuk dari dari leleran diorit, mineralnya berbutir halus, komposisi mineral sama dengan diorit, warnanya kelabu. Gunungapi di Indonesia umumnya mengeluarkan batuan andesit dalam bentuk lava maupun piroklastika. Batuan mengandung mineral hornblenda dan ada yang mengandung piroksin. Andesit digunakan untuk pengeras jalan, pondasi, bendungan, konkresi beton, dan yang berstruktur lembar banyak digunakan sebagai batu tempel. 

 

Batuan granit                               Batuan andesit 

Gambar 3 Contoh jenis-jenis batuan beku 

5) Gabro 

Gabro berwarna hitam, mineralnya berbutir kasar sampai sedang. Batuan ini digunakan untuk pengeras jalan, pondasi dan baik untuk lantai atau pelapis dinding. 

6) Basal 

Basal merupakan batuan leleran dari Gabro, mineralnya berbutir halus dan berwarna hitam. Gunungapi di Indonesia sebagian besar mengeluarkan basal dalam bentuk lava maupun piroklastik. Basal berstruktur lembar sebagai batu tempel pada bangunan. Basal umumnya berlubang bekas gas, terutama bagian muka.Batuan ini digunakan untuk pengeras jalan, pondasi, bendungan, konkresi beton dan bangunan lainnya. 

7) Batukaca (Obsidian) 

Batukaca merupakan batuan yang tidak memiliki susunan dan kristal (metamorf). Batuan ini terbentuk akibat lava membeku tiba-tiba. Batukaca berwarna coklat, kelabu, kehitaman atau putih seperti kaca. Batuan ini banyak digunakan untuk membuat mata lembing dan mata panah pada zaman purba. 

8) Batuapung 

Batuapung terbentuk dari lava yang mengandung gas. Cairan lava membeku, maka gas keluar, sehingga berlubang-lubang. Lubang-lubang bekas gas menyebabkan batuapung ringan. Di Indonesia batuapung yang terkenal dihasilkan oleh Gunung Krakatau. Batuapung dapat digunakan untuk memperhalus kayu.

B. Batuan Sedimen 

Batuan sedimen atau endapan terbentuk karena proses pengendapan material hasil erosi. Sekitar 80% permukaan benua tertutup oleh batuan sedimen. Material batuan endapan terdiri dari berbagai jenis partikel, ada yang halus, kasar, berat, dan ada juga yang ringan.  

Berdasarkan Proses Pengendapannya, batuan endapan diklasifikasikan menjadi: batuan sedimen klastik, batuan sedimen kimiawi, dan batuan sedimen organik. 

1) Batuan sedimen klastik 

Batuan ini memiliki susunan kimia yang sama dengan susunan kimia batuan asalnya. Artinya, proses pembentukan batuan hanya mengalami penghancuran secara mekanik. Batu yang besar mengalami lapuk atau hancur menjadi lebih kecil. Pecahan batu ini terangkut hujan, longsor atau bergulingguling masuk ke dalam sungai. Arus sungai menghancurkan batu menjadi kerikil, pasir, lumpur serta mengendapkan di tempat lain, seperti konglomerat. Selain itu ada batuan sedimen non klastik yang dibedakan atas dasar komposisinya. Batuan sedimen non klastik akibat batuan mengalami pemanasan, sehingga air menguap, maka sisa material tersebut membeku, seperti; batu gamping dan dolomit, batu garam, denhidrit dan gipsum dan batubara. 

2) Batuan sedimen kimiawi 

Batuan ini terbentuk  karena proses kimia, seperti pelarutan, penguapan, oksidasi, dehidrasi, dan sebagainya. Hasil pengendapan secara kimiawi, seperti;  batu kapur. Hujan yang mengandung CO2 terjadi di gunung kapurm air hujan meresap ke dalam retakan halus (diaklas) batu gamping (CaCO3). Batu gamping larut dengan air menjadi larutan air kapur atau Ca(HCO3)2 sampai ke atap gua kapur. Tetesan air kapur itu membentuk stalaktit di atap gua dan stalagmit di dasar gua. Kedua bentukan sedimen kapur tersebut disebut batuan sedimen kimiawi. 

3) Batuan sedimen organik 

Batuan ini terbentuk karena sebagian material berasal dari organisme, seperti, daun, ranting atau bangkai binatang tertendapkan dan tertimbun di dasar laut. Berdasarkan tenaga pengangkutnya, batuan sedimen dapat diklasifikasikan menjadi 3, yaitu : 

1. Angin membentuk Batuan sedimen aerik(aeolis),seperti; tanah los, tuf, dan pasir di gurun. 
2. Es membentuk Batuan sedimen glasial, seperti ; Moraine. 

 

Breksi                         Batu kapur                Batu koral 

 Gambar 4. Contoh jenis-jenis batuan sedimen 

1. Air yang mengalir membentuk Batuan sedimen aquatik, seperti; batu pasir, batu lempung dan sebagainya.. 
2. Air laut membentuk Batuan sedimen marin, seperti batu pasir. 

 

C. Batuan Metamorf  

Batuan metamorf diakibatkan oleh proses metamorfosis. Batuan ini berasal dari batuan beku atau sedimen, karena adanya tekanan atau temperatur, sehingga susunan struktur maupun kimianya berubah. Batuan Metamorfik diklasifikasikan menjadi 3, yaitu : 

1. Metamorfik termik (kontak), terbentuk karena adanya kenaikan suhu, seperti; batu pualam atau marmer.  
2. Metamorfik Dinamik (sintektonik), terbentuk karena adanya tekanan tinggi, biasanya tenaga tektonik.. Jenis batuan metamorfisa banyak ditemui di daerah patahan dan lipatan, seperti; batu sabak dan batubara. 
3. Metamorfik termik pneumatolitik, terbentuk karena adanya kenaikan suhu disertai masuknya zat bagian magma ke dalam batuan, seperti; azurit mineral (pembawa tembaga), topas, dan turmalin (batu permata) 

 

Batu gamping       Batu marmer 

 Gambar 5. Contoh jenis-jenis batuan malihan 

 

Litosfir merupakan bagian bumi yang langsung berpengaruh terhadap kehidupan dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di bumi. Litosfir bagian atas merupakan tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman. Manusia melakukan aktifitas di atas litosfir. Selanjutnya litosfir bagian bawah mengandung bahan bahan mineral yang sangat bermanfaat bagi manusia. Bahan bahan mineral atau tambang yang berasal dari lithosfer bagian bawah diantaranya minyak bumi dan gas, emas, batu bara, besi, nikel dan timah. 

Melihat manfaat litosfir yang demikian besar tersebut sepantasnyalah kita selalu bersyukur terhadap Tuhan Yang Maha Esa.  

 

RANGKUMAN 

Litosfir yaitu lapisan kerak bumi paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 70 km. Tebal kulit bumi tidak merata, kulit bumi di bagian benua atau daratan lebih tebal dari di bawah samudra. Litosfir juga tersusun atas lapisan Sial dan lapisan Sima. Lapisan Sial memiliki berat jenis lebih ringan dari lapisan Sima karena lapisan ini tersusun dari silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3. Sedangkan lapisan Sima tersusun dari silisium magnesium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Mg O. 

Planet Bumi tersusun dari beberapa lapisan, yaitu litosfir, astenosfir, dan barisfir. Bagian litosfir yang merupakan kulit bumi, terbagi atas lempeng benua (Continental Crust) dan lempeng samudra (Oceanic Crust). Kedua lempeng ini memiliki karakteristik berbeda.  

Litosfir dibentuk oleh berbagai jenis batuan utama, yaitu batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamorf. Batuan beku berdasarkan tempat pembekuan magma, dapat dibedakan menjadi batuan beku, batuan beku kerak dan batuan beku luar. Batuan sedimen/endapan terbentuk melalui proses pengendapan. Batuan metamorf adalah batuan yang sudah mengalami perubahan wujud dan susunan kimia akibat peningkatan suhu dan tekanan. 

Litosfir merupakan lapisan bumi yang langsung berpengaruh terhadap kehidupan di bumi, seperti tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman. Manusia melakukan aktifitas di atas litosfir, selain itu didalamnya terdapat batuan dan mineral yang sangat berharga untuk kesejahteraan manusia.