Berbagi Ilmu Kebumian: Struktur dan Komposisi Bumi

Berdasarkan gelombang seismik struktur internal bumi dapat dibedakan menjadi tiga komponen utama yaitu inti (core), mantel (mantle) dan kerak (crust).

1. Inti Bumi (Core)

Inti bumi adalah lapisan bumi yang terletak paling dalam dibawah lapisan mantel bumi yang merupakan lapisan pusat bumi. Dipusat bumi terdapat inti yang berkedalaman 2900-6371 km. Lapisan ini sangat padat dan menjadi pusat massa dari bumi. Di lapisan ini pula gravitasi dan aktivitas magnetik bumi dibangkitkan. Tekanan dalam inti bumi sangat besar dan suhunya mencapai 6000 °C. Terbagi menjadi dua macam yaitu inti luar dan inti dalam. Inti luar berupa zat cair yang memiliki kedalaman 2900-5100 km, terdiri dari besi dan nikel cair dengan suhu 3.900 °C dan inti dalam berupa zat padat yang berkedalaman 5100-6371 km, bahannya terdiri besi dan nikel cair dengan suhu 4.800 °C. Inti luar dan inti dalam dipisahkan oleh Lehman Discontinuity. (Condie, 1982).

Gambar 1. Bola bumi dipotong dari permukaan hingga ke bagian inti (Condie, 1982).

Dari data Geofisika material inti bumi memiliki berat jenis yang sama dengan berat jenis meteorit logam yang terdiri dari besi dan nikel. Atas dasar ini para ahli percaya bahwa inti bumi tersusun oleh senyawa besi dan nikel.

2. Mantel Bumi (Mantle)

Mantel bumi terletak di antara kerak dan inti luar bumi. Mantel bumi merupakan batuan yang mengandung magnesium dan silikon. Suhu pada mantel bagian atas ±1300°C-1500°C dan suhu pada mantel bagian dalam ±1500°C-3000°C. Inti bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya magnesium. Inti dan mantel dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity. Meskipun senyawa kimia seluruh mantel sama, namun suhu dan tekanan meningkat dengan bertambahnya kedalaman. Perubahan suhu dan tekanan ini menyebabkan kekuatan batuan mantel berubah-ubah terhadap kedalaman sehingga membuat layering di dalam mantel. (Condie, 1982).

Gambar 2. Mantel bumi (Condie, 1982).

Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai 400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km. Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yang dinamakan litosfer. Mantel atas bagian bawah yang bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagai asthenosfer.

Selimut bumi dibagi menjadi 3 bagian, yaitu litosfer, astenosfer, dan mesosfer.

a. Litosfer merupakan lapisan terluar dari selimut bumi dan tersusun atas materi-materi padat terutama batuan. Lapisan litosfer tebalnya mencapai 50-100 km. Bersama-sama dengan kerak bumi, kedua lapisan ini disebut lempeng litosfer. Litosfer tersusun atas dua lapisan utama, yaitu lapisan sial (silisium dan aluminium) serta lapisan sima (silisium dan magnesium).

1) Lapisan sial adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam silisium dan alumunium. Senyawa dari kedua logam tersebut adalah SiO2 dan Al2O3. Batuan yang terdapat dalam lapisan sial antara lain batuan sedimen, granit, andesit, dan metamorf.

2) Lapisan sima adalah lapisan litosfer yang tersusun atas logam silisium dan magnesium. Senyawa dari kedua logam tersrsebut adalah SiO2 dan MgO. Berat jenis lapisan sima lebih besar jika dibandingkan dengan berat jenis lapisan sial. Hal itu karena lapisan sima mengandung besi dan magnesium.

b. Astenosfer merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan litosfer. Lapisan yang tebalnya 100-400 km ini diduga sebagai tempat formasi magma (magma induk).

c. Mesosfer merpakan lapisan yang terletak di bawah lapisan astenosfer. Lapisan ini tebalnya 2.400-2.700 km dan tersusun dari campuran batuan basa dan besi.

3. Kerak Bumi (Crust)

Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki ketebalan 5-80 km. kerak dengan mantel dibatasi oleh Mohorovivic Discontinuity. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan mineral silikat lainnya.

Gambar 3. Kerak bumi (Condie, 1982).

Kerak bumi dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

a. Kerak samudra, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si, Fe, Mg yang disebut sima. Ketebalan kerak samudra berkisar antara 5-15 km (Condie, 1982) dengan berat jenis rata-rata 3 gm/cc. Kerak samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt.

b. Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si dan Al, oleh

karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar antara 30-80 km. Rata-rata 35 km dengan berat jenis rata-rata sekitar 2,85 gm/cc. kerak benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit.

Pada dasarnya kita tidak akan pernah mengerti bagaimana gempa bumi terjadi kalau kita tidak memahami bagaimana struktur bumi. Berdasarkan sifat-sifat gelombang seismik, mantel terbagi menjadi beberapa bagian. Lapisan teratas mantel bersama-sama kerak bumi membentuk litosfer yang bersifat kaku (keras). Di bawah litosfer adalah astenosfer yang bersifat kurang kaku (lemah) dibandingkan litosfer. Walaupun bukan berwujud cair, astenosfer bersifat plastis sehingga memungkinkan litosfer yang berada di atasnya dapat bergerak. Di bawah astenosfer adalah mesosfer. (Condie, 1982).