Struktur Bumi

Bumi memiliki struktur dan komposisi penyusunnya. Gambar di bawah ini

menunjukkan jika bola bumi dipotong dari permukaan hingga ke bagian inti,

maka akan terdapat lapisan-lapisan penyusun yang dapat dibedakan secara fisik

dan kimiawi.

Gambar 2.1 Bola bumi dipotong dari permukaan hingga ke bagian inti

Lapisan bumi terluar disebut Kerak Bumi (Crust), lapisan ini padat dan

getas. Ketebalannya berkisar antara 5 km hingga 30 km. Kerak dibagi menjadi

dua, yaitu: Kerak Benua dan Kerak Samudera. Lapisan dibawahnya adalah Mantel

Bumi (Mantle). Secara fisik, lapisan ini terbagi menjadi dua, yaitu: mantel bagian

atas (upper mantle) yang bersifat padat, mantel bagian tengah yang bersifat

gel/semi-solid (sebenarnya lapisan tengah ini juga masih bagian dari upper

mantle), dan mantel bagian bawah (lower mantle) yang bersifat padat. Lapisan di

bawah mantel disebut Inti Bumi (Core). Inti bumi terbagi menjadi dua, yaitu: inti

bumi bagian luar (outer core) dan inti bumi bagian dalam (inner core).

a. Kerak Bumi

Kerak Bumi adalah lapisan terluar Bumi yang terbagi menjadi dua kategori,

yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai ketebalan

sekitar 5-10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20-70 km.

Penyusun kerak samudra yang utama adalah batuan basalt, sedangkan batuan

penyusun kerak benua yang utama adalah granit, yang tidak sepadat batuan basalt.

Kerak Bumi dan sebagian mantel Bumi membentuk

lapisan litosfer dengan ketebalan total kurang lebih 80 km. Temperatur kerak

meningkat seiring kedalamannya. Pada batas terbawahnya temperatur kerak

menyentuh angka 200-400 oC. Kerak dan bagian mantel yang relatif padat

membentuk lapisan litosfer. Karena konveksi pada mantel bagian atas

dan astenosfer, litosfer dipecah menjadi lempeng tektonik yang bergerak.

Temperatur meningkat 30 oC setiap km, namun gradien panas Bumi akan semakin

rendah pada lapisan kerak yang lebih dalam. Unsur-unsur kimia utama pembentuk

kerak Bumi adalah: Oksigen (O) (46,6%), Silikon (Si) (27,7%), Aluminium (Al)

(8,1%), Besi (Fe) (5,0%), Kalsium (Ca) (3,6%), Natrium (Na) (2,8%), Kalium (K)

(2,6%), Magnesium (Mg) (2,1%). Para ahli dapat merekonstruksi lapisan-lapisan

yang ada di bawah permukaan Bumi berdasarkan analisis yang dilakukan

terhadap seismogram yang direkam oleh stasiun pencatat gempa yang ada di

seluruh dunia.

Kerak Bumi purba sangat tipis, dan mungkin mengalami proses daur ulang

oleh lempengan tektonik yang jauh lebih aktif dari saat ini dan dihancurkan

beberapa kali oleh tabrakan asteroid, yang dulu sangat umum terjadi pada masa

awal terbentuknya tata surya. Usia tertua dari kerak samudra saat ini adalah 200

juta, namun kerak benua memiliki lapisan yang jauh lebih tua. Lapisan kerak

benua tertua yang diketahui saat ini adalah berusia 3,7 hingga 4,28 miliar tahun

dan ditemukan di Narryer Gneiss Terrane di BaratAustralia dan di Acasta

Gneiss, Kanada. Pembentukan kerak benua dihubungkan dengan

periode orogeny intensif. Periode ini berhubungan dengan pembentukan super

benua seperti Rodinia, Pangaea, dan Gondwana.

Berdasarkan materi-materi penyusunnya, kerak bumi masih dikelompokkan

menjadi beberapa lapisan yaitu :

Lapisan atas, pada lapisan ini merupakan tempat dimana makhluk hidup

berkembangbiak. Lapisan atas terdiri atas pelapukan batuan dan sisa-sisa

makhluk hidup yang sudah mati. Lapisan ini disebut sebagai tanah humus.

Lapisan tengah, lapisan ini merupakan lapisan yang sedikit gersang dan

terdiri atas air serta pelapukan batuan. Lapisan tengah disebut dengan

nama lapisan tanah liat.

Lapisan bawah, lapisan bawah merupakan lapisan batuan yang masih

belum sempurna pembentukannya.

Lapisan batuan induk, pada lapisan ini terdapat  bebatuan padat sebagai

penyusunnya.

b. Mantel Bumi

Mantel adalah bagian dari planet kebumian atau benda langit lain yang

cukup besar sehingga mampu mengalami diferensiasi berdasarkan kepadatan.

Seperti planet kebumian lain, bagian dalam Bumi secara kimiawi terbagi menjadi

lapisan-lapisan. Mantel adalah lapisan yang berada di antara kerak dan inti luar.

Mantel Bumi merupakan lapisan berbatu dengan kedalaman sekitar 2,900 km

(1,800 mi) yang meliputi 84% volume Bumi. Secara fisik mantel terbagi menjadi

dua yaitu: mantel bagian atas (upper mantle) yang bersifat padat, mantel bagian

tengah yang bersifat gel/semi-solid (sebenarnya lapisan tengah ini juga masih

bagian dari upper mantle), dan mantel bagian bawah (lower mantle) yang bersifat

padat. Lapisan mantel ini berkomposisi Ferro-Magnesian (Fe-Mg). Mantel ini

juga merupakan sumber dari magma gunungapi hot spot, seperti di Kepulauan

Hawaii.

c. Inti Luar Bumi

Inti luar Bumi adalah lapisan cair dengan ketebalan sekitar 2,266 km

(1,408 mi), terdiri dari besi dan nikel yang terletak di atas inti dalam dan di

bawah mantel. Batas luarnya berada sekitar 2,266 km (1,408 mi) di bawah

permukaan Bumi. Suhu inti luar berkisar dari 4,300 K (4,030 °C; 7,280 °F) di

bagian luar hingga 6,000 K (5,730 °C; 10,340 °F)) di dekat inti dalam. Karena

suhunya yang tinggi, inti luar Bumi bentuknya berupa fluida dengan

tingkat viskositas yang rendah (sekitar 10 kali lebih rendah dari viskositas logam

cair di permukaan Bumi).  Arus Eddy yang terdapat di fluida besi nikel pada inti

luar diyakini telah memengaruhi medan magnet Bumi. Kekuatan medan magnet

rata-rata di dalam inti luar adalah sekitar 2,5 militesla, 50 kali lebih kuat dari

medan magnet di permukaan. Sulfur dan oksigen diketahui juga terdapat di inti

luar. Tanpa inti luar, kehidupan di Bumi akan sangat berbeda. Konveksi logam

cair di dalam inti luar menciptakan medan magnet Bumi.

Inti Dalam Bumi

Inti dalam  Bumi  adalah bagian paling dalam, yang berbentuk 

bola padat dengan jari-jari sekitar 1.220 km, menurut studi seismologi.  Panjang

jari-jari inti dalam Bumi ini sekitar 70% dari jari-jari bulan. Diyakini bahwa inti

dalam Bumi terdiri dari campuran besi - nikel, dan suhu pada inti dalam Bumi

diperkirakan sama dengan suhu permukaan Matahari, sekitar 5.700 Kelvin (5.430

° C).

Penyusun Bumi

Bumi tersusun secra fisik dan kimiawi berikut merupakan penyusun dari

planet bumi :

a. Litosfer 

adalah kulit terluar dari planet berbatu. Litosfer berasal dari kata Yunani,

lithos yang berarti berbatu, dan sphere yang berarti padat. Litosfer berasal dari

kata lithos artinya batuan, dan sphere artinya lapisan. Secara harfiah litosfer

adalah lapisan Bumi yang paling luar atau biasa disebut dengan kulit Bumi. Pada

lapisan ini pada umumnya terjadi dari senyawa kimia yang kaya akan Si02, 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 1/3 bagian) dan Litosfer bawah (merupakan

lautan dengan kira-kira 65% atau 2/3 bagian).

Litosfer Bumi meliputi kerak dan bagian teratas dari mantel Bumi yang

mengakibatkan kerasnya lapisan terluar dari planet Bumi. Litosfer ditopang

oleh astenosfer, yang merupakan bagian yang lebih lemah, lebih panas, dan lebih

dalam dari mantel. Batas antara litosfer dan astenosfer dibedakan dalam hal

responnya terhadap tegangan: litosfer tetap padat dalam jangka waktu geologis

yang relatif lama dan berubah secara elastis karena retakan-retakan, sednagkan

astenosfer berubah seperti cairan kental. Litosfer terpecah menjadi

beberapa lempeng tektonik yang mengakibatkan terjadinya gerak benua akibat

konveksi yang terjadi dalam astenosfer.

Konsep litosfer sebagai lapisan terkuat dari lapisan terluar Bumi

dikembangkan oleh Barrel pada tahun 1914, yang menulis serangkaian paper

untuk mendukung konsep itu. konsep yang berdasarkan pada keberadaan anomali

gravitasi yang signifikan di atas kerak benua, yang lalu ia memperkirakan

keberadaan lapisan kuat (yang ia sebut litosfer) di atas lapisan lemah yang dapat

mengalir secara konveksi (yang ia sebut astenosfer). Ide ini lalu dikembangkan

oleh Daly pada tahun 1940, dan telah diterima secara luas oleh

ahligeologi dan geofisika. Meski teori tentang litosfer dan astenosfer berkembang

sebelum teori lempeng tektonik dikembangkan pada tahun 1960, konsep

mengenai keberadaan lapisan kuat (litosfer) dan lapisan lemah (astenosfer) tetap

menjadi bagian penting dari teori tersebut.

Terdapat dua tipe litosfer

Litosfer samudra, yang berhubungan dengan kerak samudra dan berada di

dasar samdura

Litosfer benua, yang berhubungan dengan kerak benua

Litosfer samudra memiliki ketebalan 50-100 km, sementara litosfer benua

memiliki kedalaman 40-200 km. Kerak benua dibedakan dengan lapisan

mantel atas karena keberadaan lapisan Mohorovicic.

Astenosfer 

Astenosfer merupakan lapisan dibawah litosfer dan diatas mantel atas bumi.

Astenosfer berasal dari bahasa Yunani, asthenes yang berarti lemah

dan sphere yang berarti lapisan/bulatan. Secara definitif, Astenosfer adalah

lapisan yang terletak dibawah litosfer dan diatas mantel atas bumi yang terliat

dalam pergerakan lempeng tektonik dan penyesuaian isotatic. Dasar Astenosfer

berada pada kedalaman sekitar 700 km.

b. Mesosfer

Mesosfer  adalah lapisan udara ketiga, di mana suhu atmosfer akan

berkurang dengan pertambahan ketinggian hingga ke lapisan keempat, termosfer.

Udara yang terdapat di sini akan mengakibatkan pergeseran berlaku dengan objek

yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi.

Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini.

Mesosfer terletak di antara 50 km dan 80-85 km dari permukaan bumi,

saat suhunya berkurang dari 290 K hingga 200 K (18o C hingga 73o C) Antara

lapisan Mesosfer dan lapisan atermosfer terdapat lapisan perantara yaitu

Mesopause.

Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian,

yakni atmosfer, hidrosfer, lithosfer dan biosfer

c. Atmosfer

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh

dengan ketebalan lebih dari 650 km.  Gerakan udara dalam atmosfer terjadi

terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran

bumi.  Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara,

sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer

yang dapat menimbulkan arus angin..

Berdasarkan profil temperature secara vertical, lapisan-lapisan atmosfer

dapat dibagi menjadi :

Troposfer ( 0 – 10 Km) Merupakan atmosfer terbawah dan dekat dengan

Bumi. Pada lapisan ini, terjadi adanya awan, angin, hujan ,petir, dan lain –

lain.

Stratosfer ( 10 – 30 Km) Pada lapisan ini, terjadi peningkatan temperature

karena bertambahnya ketinggian. Ozon (O3) terdapat pada lapisan ini

dengan ketinggian 25 Km dari permukaan Bumi.

Mesosfer (30 – 50 Km) Lapisan ini mempunyai ion atau udara yang

bermuatan listrik (Lapisan D) yang berfungsi untuk memantulkan

gelombang radio. Karena adanya muatan listrik tersebut, Kita dapt

berkomunikasi dengan orang lain di luar negri.

Termosfer (50 – 400Km) Lapisan ini berfungsi untuk melindungi bumi

dari meteor dengan cara membakarnya. Hal ini disebabkan karena lapisan

atmosfer mempunyai atom yang bermuatan listrik atau terionisasi radiasi

matahari

Eksosfer  > 400 Km Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi.  Pada

lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah.  Batas antara

ekosfr (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa

luar tidak jelas.  Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah  yang

masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi.  Garis imajiner yang

membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.

Keberadaan atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi memiliki

arti yang sangat penting bagi kelangsungan hidup berbagai organisme di muka

bumi.  Fungsi atmosfer antara lain :

Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang

hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.

Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi

Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.

Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.

Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting.  Apabila

tidak ada lapian atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100% radiasi matahari

diterima oleh permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada

organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.

Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran atmosfer ini

terlihat dalam siklus hidrologi.  Ta2npa adanya atmosfer yang mampu

menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul

pada tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah

akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera dan laut

saja.  Pendistribusian air oleh atmosfer  ini memberikan peluang bagi semua

mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi. Selain

itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup.  Kebutuhan

tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.

d. Hidrosfer

Air adalah senyawa gabungan dua atom hidrogen dengan satu atom oksigen

menjadi H2O.  Sekitar 71% permukaan bumi merupakan wilayah

perairan.  Lapisan air yang menyelimuti permukaan bumi  disebut hidrosfer. 

Siklus Air / Siklus hidrologi merupakan suatu proses peredaran atau daur ulang air

secara yang berurutan secara terus-menerus. Pemanasan sinar matahari menjadi

pengaruh pada siklus hidrologi. Air di seluruh permukaan bumi akan menguap

bila terkena sinar matahari. Pada ketinggian tertentu ketika temperatur semakin

turun uap air akan mengalami kondensasi dan berubah menjadi titik-titik air dan

jatuh sebagai hujan. Macam Hidrosfer :

o Samudera-samudera dan laut-laut

Samudera-samudera dan laut-laut menempati 71% permukaan bumi.  Bila di

lihat dari luar bumi, terlihat seperti bulatan air.  Tubir samudera yang paling

dalam 10 km, dengan rata-ratanya 4 km.  Bila semua air ini diratakan di

permukaan bumi dapat mencapai dalamnya 2,84 km.

o Sungai

Sungai adalah aliran air tawar melalui suatu saluran menuju laut, danau dan

atau sungai lain yang lebih besar.  Air sungai dapat berasal dari gletser (es), danau

yang  meluap atau mata air pegunungan.  Dalam perjalanannya, aliran air sungai

mempunyai tiga aktivitas, ayitu melakukan erosi, transportasi dan sedimentasi.

o Danau

Danau adalah masa airdalam jumlah besar yang berada dalam satu cekungan

atau basin diwilayah daratan.  Berdasarkan proses terjadinya, danau terbagi

menjadi : Danau alam; terbentuk secara alami tanpa campur tangan manusia.

Danau buatan (waduk) yang merupakan buatan manusia untuk keperluan

tertentu. Misalnya waduk  Jatiluhur dan Saguliang di Jawa Barat.  Waduk ini

antara lain manfaatkan untuk pembangkit listrik, pengairan lahan pertanian,

pengendali banjir, rekreasi dan budidaya ikan.

o Rawa

Rawa adalah tanah rendah yang selalu tergenang air karena tidak ada

pelepasan air (drainase).  Oleh karena itu, air rawa bersifat asam.  Berdasarkan

sifatnya, rawa dapat dibedakan menjadi :

Rawa air asin, yaitu rawa yang terdapat di daerah pantai.

Rawa air payau, yang terdapat di sekitar muara air sungai di dekat laut.

Rawa air tawar, yang terdapat di sekitar sungai-sungai besar.

o Air Tanah

Merupakan air yang terdapat di lapisan tanah di bawah permukaan bumi,

berasal ari air hujan yang meresap ke dalam tanah.   Semakin banyak air hujan

yang meresap ke dalam tanah, semkain banyak pula air yang tersimpan di dalam

tanah.  Secara umum air tanah dibedakan menjadi dua, yaitu :

Air tanah dangkal, yang terdapat di atas lapisan batuan kedap air.

Air tanah dalam, yang terletak di antara dua lapisan batuan kedap air.

Air tanah dapat juga keluar ke permukaan bumi dalam bentuk sumber air panas

yang disebut geyser.  Geyser merupakan sumber air panas yang erat hubungannya

dengan aktivitas vulkanisme.

e. Lithosfer

Lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera

artinya lapisan.  Lithosfer merupakan lapisan kerak bumi yang paling luar dan

terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km.  Lithosfer adalah lapisan

kulit bumi paling luar yang berupa batuan padat.  Lithosfer tersusun dalam dua

lapisan, yaitu kerak dan selubung, yang tebalnya 50 – 100 km.  Lithosfer

merupakan lempeng yang bergerak sehingga dapt menimbulkan persegeran benua.

Penyusun utama lapisan lithosfer adalah batuan yang terdiri ari campuran

antar mineral sejenis atau tidak sejenis yang saling terikat secara gembur atau

padat.  Induk batuan pembentuk litosfer adalah magma, yaitu batuan cair pijar

yang bersuhu sangat tinngi dan terdapat di bawah kerak bumi.  Magma akan

mengalami beberapa proses perubahan sampi menjadi batuan beku, batuan

sedimen dan batuan metamorf. Lithosfer memegang peranan penting dalam

kehidupan tumbuhan.  Tanah terbentuk apabila batu-batuan di permukaan litosfer

mengalami degradasi, erosi maupun proses fisika lainnya menjadi batuan kecil

sampai pasir.  Selanjutnya bagian ini bercampur dengan hasil pemasukan

komponen organis mahluk hidup yang kemudian membentuk tanah yang dapat

digunakan sebagai tempat hidup organisme.

Tanah merupakan sumber berbagai jenis mineral bagi mahluk hidup.  Dalam

wujud aslinya, mineral-mineral ini berupa batu-batuan yang treletak berlapis di

permukaan bumi. Melalui proses erosi mineral-mineral yang menjadi usmber

makanan mahluk hidup ini seringkali terbawa oleh aliran sungai ke laut dan

terdeposit di dasar laut.

Lithosfer terdiri dari dua bagian utama, yaitu :

Lapisan sial yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan

alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3. Pada lapisan sial

(silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen, granit

andesit jenis-jenis batuan metamor, dan batuan lain yang terdapat di

daratan benua.Lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak, bersifat padat

dan batu bertebaran rata-rata 35km.  Kerak bumi ini terbagi menjadi dua

bagian yaitu :

o Kerak benua, merupakan benda padat yang terdiri dari batuan granit di

bagian atasnya dan batuan beku basalt di bagian bawahnya. Kerak ini

yang merupakan benua.

o Kerak samudera, merupakan benda padat yang terdiri dari endapan di

laut pada bagian atas, kemudian di bawahnya batuan batuan

vulkanik dan yang paling bawah tersusun dari batuan beku gabro dan

peridolit. Kerak ini menempati dasar samudra

Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun

oleh logam logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa Si O2

dan Mg O lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar dari pada

lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral ferro

magnesium dan batuan basalt. Lapisan merupakan bahan yang bersipat

elastis dan mepunyai ketebalan rata rata 65 km .

f. Biosfer

Biosfer merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdiri dari

gabungan ekosistem yang ada di planet bumi.  Sistem ini mencakup semua

mahluk hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya sebagai kesatuan utuh.

Secara entimologi, biosfer berasal dari dua kata, yaitu bio  yang berarti hidup

dan sphereyang berarti lapisan.  Dengan demikian dapat diartikan biosfer adalah

lapisan tempat tinggal mahluk hidup.  Termsuk semua bisofer adalah semua

bagian permukaan bumi yang dapat dihuni oleh mahluk hidup.

Pemahaman mengenai biosfer sangat penting untuk pengelolaan

sumberdaya hayati, terutama karena perkembangan flora dan fauna yang semakin

berkurang.  Salah satu penyebabnya adalah terjadinya degradasi hutan akibat

kebakaran ataupun pembukaan hutan untuk pemukiman.

Organisme hidup tersusun oleh berbagai unsur yang berasal dari biosfer,

baik air, mineral maupun komponen-komponen penyusun atmosfer.  Secara fisik

biosfre ini terbagi tiga, yaitu litosfer, hidrosfer dan atmosfer.