Macam Macam Lipatan

Read More

Fasies Metamorfisme

FASIES METAMORF

            Fasies metamorf adalah sekelompok batuan yang termetamorfosa pada kondisi yang sama yang dicirikan oleh kumpulan mineral yang tetap. Konsep ini pertama kali diperkenalkan oleh Eskola tahun 1915. Dalam hal ini, Eskola mengemukakan bahwa kumpulan mineral pada batuan  metamorf merupakan karakteristik genetik yang sangat penting sehingga terdapat hubungan antara kelompok mineral dengan komposisi batuan pada tingkat metamorfosa tertentu. Dalam hal ini berarti tiap fasies metamorfik dibatasi oleh tekanan dan temperature tertentu serta dicirikan oleh hubungan teratur antar komposisi kimia dan mineralogi batuan

Gambar diagram fasies metamorf (suhu vs tekanan)


Fasies metamorfisme juga bisa dianggap sebagai hasil dari proses isokimia metamorfisme, yaitu proses metamorfisme yang terjadi tanpa adanya penambahan unsur-unsur kimia yang dalam hal ini komposisi kimianya tetap. Penentuan fasies metamorf dapat dilakukan dengan dua cara yakni dengan cara menentukan mineral penyusun batuan atau dengan menggunakan reaksi metamorf yang dapat diperoleh dari kondisi tekanan dan temperature tertentu dari batuan metamorf.

            Menurut Turner (1960), fasies metamorfisme secara garis besar dapat dibagi menjadi dua bagian yakni fasies metamorfosa kontak dan fasies metamorfosa regional. 
Fasies metamorfosa kontak

Turner (1960) membagi fasies dari metamorfosa kontak berdasarkan penambahan suhu (baik tekanan air konstan maupun berkurang). Metamorfosa kontak disini berarti pengaruh suhu sangat dominan, sedangkan tekanan tidak begitu dominan. Dibagi menjadi 4 fasies yaitu:

a.      Fasies hornfels Albit-Epidot

Fasies ini biasanya berkembang di bagian paling luar dari suatu kontak sehingga proses rekristalisasi dan reaksi metamorfosa seringkali tidak sempurna. Pencirinya adalah adanya struktur relict / sisa yang tidak stabil.

Fasies ini terbentuk pada tekanan dan suhu yang relatif rendah. Penamaan fasies ini didasarkan pada dua kandungan mineral utamanya yakni albit (plagioklas) dan epidot (garnet). Hornfels sendiri adalah nama salah satu batuan metamorf yang khas terbentuk pada zona metamorfisme kontak, dimana batuan asal biasanya berbutir halus.

Dalam Fasies ini dicirikan oleh kemunculan mineral berikut:

1.      Dalam metabasites: 
• albite + epidote + actinolite + klorit + kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + biotite + klorit + kuarsa

b.      Fasies hornfels hornblende

Fasies ini mempunyai ciri khusus yaitu tidak ditemukan klorit dan muncul untuk pertama kalinya mineral diopsid, andradite, kordierit, hornblende, antofilit, gedrit, dan cumingtonit.

Fasies ini terbentuk pada tekanan yang rendah, tetapi dengan suhu yang sedikit lebih tinggi daripada fasies hornfels albit-epidot. Walaupun penamaannya menggunakan hornblende, namun kemunculan mineral tidak hanya dibatasi oleh mineral itu saja.

Dalam fasies ini dicirikan oleh kemunculan mineral berikut:

1.      Dalam metabasites: 
• hornblende + plagioclase ± diopside, anthophyllite / cummingtonite, kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + biotite + andalusite + + kuarsa + kordierit plagioclase

3.      Dalam K 2 O-miskin atau batuan meta-sedimen: 
• kordierit + anthophyllite + biotite + + kuarsa plagioclase 

4.      Dalam dolostone kaya Si: 
• dolomit + kalsit + tremolite ± talk

c.       Fasies hornfels piroksen

Fasies ini oleh Winkler (1967) disebut fasies Hornfels K.Feldspar – Kordierit, karena kedua mineral tersebut muncul pertama kalinya di fasies ini.

Fasies ini terbentuk pada suhu yang tinggi dan tekanan yang rendah. Mineral pencirinya adalah orthopiroksen.

Mineral-mineral yang banyak muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• orthopyroxene + clinopyroxene + plagioclase ± olivin atau kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• kordierit + kuarsa + sillimanite + K-feldspar (orthoclase) biotite ± ± garnet 
(Jika suhu di bawah 750 akan ada andalusite bukan sillimanite) 
• kordierit + orthopyroxene + plagioclase ± garnet, spinel

3.      Dalam batuan karbonat:
• kalsit + forsterit ± diopside, periclase 
• diopside + grossular + Wollastonite ± vesuvianite 

d.      Fasies sanadinit

Fasies sanadinit adalah salah satu fasies langka karena kondisi pembentukannya memerlukan suhu yang sangat tinggi, tetapi tekanannya rendah. Oleh karenanya, kondisi ini hanya bisa dicapai di sekitar daerah metamorfosa kontak tetapi dengan syarat suhu tertentu. Karena jika suhu terlalu tinggi, maka batuan bisa melebur.

Mineral-mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metapelites: 
• kordierit + mullite + sanidine + tridimit (sering diubah untuk kuarsa) + kuarsa 

2.      Dalam karbonat: 
• Wollastonite + anorthite + diopside 
• monticellite + melilite ± kalsit, diopside (juga tilleyite, spurrite, merwinite, larnite dan langka lainnya Ca - atau Ca - Mg-silikat. 

      Fasies metamorfosa regional

Fasies ini meliputi daerah yang penyebarannya sangat luas dan selalu dalam bentuk sabuk pegunungan (orogenic).

a.      Fasies Zeolit

Fasies Zeolit adalah fasies metamorf tipe regional dengan derajat terendah, dimana jika suhu dan tekanan berkurang maka akan terjadi proses diagenesa. Pada batas diagenesa dan metamorfisme regional, akan terjadi pengaturan kembali mineral lempung, kristalisasi pada kuarsa dan K-feldspar, terombaknya mineral temperature tinggi dan pengendapan karbonat. Bila perubahan ini terjadi pada butiran yang kasar, maka akan memasuki metamorfosa dengan fasies Zeolit.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam meta-batuan dan greywackes: 
• heulandite + analcime + kuarsa ± mineral lempung 
• laumontite + albite + kuarsa ± klorit 

2.      Dalam meta pelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 

b.      Fasies Prehnite-pumpellyite

Fasies ini terbentuk dengan kondisi suhu dan tekanan rendah, tetapi sedikit lebih tinggi daripada fasies Zeolit. Penamaan fasies ini berasal dari kandungan dua mineral dominan yang muncul yakni mineral prehnite (a Ca - Al - phyllosilicate) dan pumpellyite (a sorosilicate).

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam meta-batuan dan greywackes: 
• prehnite + pumpellyite + klorit + + kuarsa albite 
• pumpellyite + klorit + epidote + + kuarsa albite 
• pumpellyite + epidote + stilpnomelane + albite Muscovite + + kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 

c.       Fasies Greenschist (sekis hijau)

Terbentuk pada Tekanan dan temperatur yang menengah, tetapi temperatur lebih besar daripada tekanan. Fasies ini merupakan salah satu fasies yang penyebarannya sangat luas. Nama fasies ini sendiri diambil dari warna mineral dominan penyusunnya yakni ada klorit dan epidot. Batuan yang termasuk dalam fasies ini bisa batusabak, filit, sekis.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• albite + klorit + epidote ± actinolite, kuarsa 

2.      Dalam metagreywackes: 
• albite + kuarsa + epidote + Muscovite ± stilpnomelane 

3.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 
• Chloritoid + klorit + + kuarsa ± Muscovite paragonite 
• Biotite + Muscovite + klorit + + kuarsa + albite Mn - garnet (spessartine) 

4.      Dalam dolostones kaya-Si: 
• dolomit + kuarsa

d.      Fasies Blueschist (sekis biru)

Terbentuk pada tekanan dan temperatur yang menengah, tetapi temperatur lebih kecil daripada tekanan. Fasies ini merupakan salah satu fasies yang penyebarannya sangat luas. Nama fasies ini sendiri diambil dari warna mineral dominan penyusunnya yakni ada glaukofan, lawsonite, jadeite, dll

Contoh batuan asal yang bisa membentuk fasies ini ialah basal, tuf, greywacke dan rijang.

Mineral-mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• glaucophane + lawsonite + klorit + sphene ± epidote ± phengite ± paragonite, omphacite 

2.      Dalam metagreywackes: 
• kuarsa + jadeite + lawsonite ± phengite, glaucophane, klorit 

3.      Dalam metapelites: 
• phengite + paragonite + carpholite + klorit + kuarsa 

4.      Dalam karbonat-batu (kelereng): 
• aragonite 

e.       Fasies amfibolit

Fasies amfibolit terbentuk pada tekanan menengah dan suhu yang cukup tinggi. Penyebaran fasies ini tidak seluas dari fasies sekis hijau. Batuan yang masuk dalam fasies ini adalah pelitik, batupasir-feldspatik, basal, andesit, batuan silikat-kapur, batupasir kapuran dan serpih amfibolit.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam Metabasites

hornblende + plagioclase ± epidote, garnet, cummingtonite, diopside, biotite 

2.      Dalam metapelites: 
• biotite Muscovite + + kuarsa + plagioclase ± garnet, staurolite, kyanite / sillimanite

3.      Dalam Si-dolostones: 
• dolomit + kalsit + tremolite ± bedak (tekanan dan temperatur yang lebih rendah) 
• dolomit + kalsit + diopside ± forsterit (tekanan dan temperatur yang lebih tinggi) 

f.       Fasies granulit

Fasies ini terbentuk pada tekanan rendah-menengah, tetapi pada suhu yang tinggi, Fasies ini adalah hasil dari metamorfosa derajat tinggi, metamorfosa yang paling bawah dari kelompok gneissic.

Mineral yang sering muncul:

1.     Dalam metabasites: 
• orthopyroxene + clinopyroxene + hornblende + plagioclase ± biotite 
• orthopyroxene + plagioclase ± clinopyroxene + kuarsa 
• clinopyroxene + plagioclase + garnet ± orthopyroxene (tekanan yang lebih tinggi) 

2.    Dalam metapelites: 
• garnet + kordierit + sillimanite + K-felspar + kuarsa ± biotite 
• sapphirine + orthopyroxene + K-felspar + kuarsa ± osumilite (pada temperatur sangat tinggi)

g.      Fasies eklogit

Fasies metamorf yang paling tinggi, terbentuk pada tekanan yang sangat tinggi dan suhu yang besar jauh di dalam bumi. Batuan ini biasanya sangat keras karena terbentuk pada kedalaman yang besar di dalam bumi.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• omphacite + garnet ± kyanite, kuarsa, hornblende, zoisite 

2.      Dalam metagranodiorite: 
• kuarsa + phengite + jadeite / omphacite + garnet 

3.      Dalam metapelites: 
• phengite + garnet + kyanite + chloritoid (Mg-kaya) + kuarsa 
• phengite + kyanite + bedak + kuarsa ± jadeite 

Read More

Jenis - Jenis Patahan

Fault atau patahan merupakan suatu gejala adanya pergeseran lapisan batuan akibat gaya geologi.
Ciri paling mudah untuk melihat struktur patahan pada lapisan batuan adalah adanya bidang offset pada batuan tersebut. Batas bidang patahan dinamakan bidang sesar. Di Indonesia patahan yang terkenal adalah Patahan Semangko yang membujur dari ujung utara Sumatera hingga Lampung. Patahan Semangko terbentuk karena desakan lempeng indo australia ke dalam lempeng eurasia sehingga pulau sumatera terbelah. Sesar membagi lapisan batuan menjadi 2 block yaitu Hanging wall dan Foot wall. Hanging wall adalah block batuan yang terletak di atas bidang sesar sedangkan Foot wall adalah block yang terdapat di bawah bidang sesar. 

Sesar Sumatera (Semangko)

Untuk memudahkan mengenali mana itu hanging wall atau foot wall, lihat saja blok batuan yang bentuknya seperti telapak kaki itu adalah foot wall. Dalam lingkungan fault biasanya terdapat lapisan batuan yang turun yang disebut graben, atau lapisan yang naik disebut horst.

Jenis Sesar dapat dikategorikan menjadi beberapa macam berdasarkan gerakannya yaitu

1.      Normal Fault 

Merupakan patahan yang memungkinkan satu blok (footwall) lapisan batuan bergerak dengan arah relatif naik terhadap blok lainnya (hanging wall). Ciri dari patahan ini adalah sudut kemiringan besar hingga mendekati 90 derajat.

2.      Reserve Fault 

Merupakan patahan dengan arah footwall yang relatif turun dibanding hanging wall. Ciri dari patahan ini adalah sudut kemiringan yang relatif kecil yaitu kurang dari 45 derajat.

3.      Strike Fault 

Merupakan patahan yang arahnya relatif mendatar ke kiri atau ke kanan. Arah patahan mendatar ini tidak sepenuhnya seluruh lapisan batuan bergerak dengan arah mendatar namun sebagian ada yang bergerak dengan arah vertikal.  Bila gerakan patahan ke kanan di sebut sesar geser sinistrial dan bila ke kiri dinamakan sesar geser dekstral.

Struktur faults terbentuk karena adanya gaya endogen kerak bumi berupa tekanan-tekanan pada dinding lapisan batuan. Gempa berskala rendah juga sering terjadi pada zona ini. Di zona patahan ini sering ditemukan fenomena seperti gawir, air terjun, sungai berpola rektangular dan cebakan minyak/gas. 

Read More

Pemanasan Atmosfer

Radiasi Matahari

Radiasi adalah bentuk energi yang dipancarkan oleh setiap benda yang mempunyai suhu di atas nol mutlak, dan merupakan satu - satunya bentuk energi yang dapat menjalar di dalam vakum angkasa luar.

Energi yang diperlukjan untuk berbagai proses di dalam atmosfer berasa dari matahri. Matahari yang mempunyai suhu permukaan 6000 K memancarkan energi dalam bentuk radiasi ke semua arah dengan kecepatan rambat 300.000

.000 m/s. Energi ini mencapai bumi dalam waktu 9,3 menit.

Banyaknya radiasi matahari yang jatuh pada puncak atmosfer bumi tergantung pada tiga faktor,  yaitu waktu tahun, waktu hari, dan waktu lintang.

Radiasi matahari dalam perjalanannya melewati atmosfer menuju permukaan bumi mengalami penyerapan, pemantulan, hamburan, dan pemancaran kembali.

1. Absorpsi, radiasi matahari yang jatuh diserap langsung oleh ozon dan uap air sebanyak 18%

2. Pemantulan, Radiasi matahari yang sampai ke atmosfer dipantulkan oleh tutupan awan dan permukaan bumi. Albedo radiasi yang dipantulkan berbeda-beda sesuai dengan jenis tanah dan awan yang memantulkan radiasi tersebut.

Jenis Awan	Albedo (%)
Sirrus	36
Altostratus	39 – 59
Stratus	42 – 84
Kumulus	70 – 90
Kumulonimbus	92

3. Hamburan, Radiasi matahari terutama dihamburkan oleh molekul udara, uap air, dan partikel di atmosfer. Hamburan dapat terjadi ke atas atau ke bawah menuju permukaan bumi. Ada dua macam hamburan radiasi matahari di dalam atmosfer yang bergantung pada besarnya ukuran partikel penghambur tehadap panjang gelombang radiasi yang datang. Jika ukuran partikel penghambur jauh lebih kecil dari panjang gelombang radiasi yang datang, maka hamburannya dinamakan hamburan Rayleigh. Jika ukuran partikel penghambur lebih besar daripada panjang gelombang radiasi maka hamburannya dinamakan hamburan Mie yang efektif untuk semua panjang gelombang.

Radiasi Bumi

Seperti matahari, radiasi infra merah yang dipancarkan bumi akan mengalami proses penyerapan, reradiasi, dan penerusan.

1. Penyerapan, sebagai penyerap utama di dalam atmosfer ialah ozon, karbon dioksida, dan awan.
2. Reradiasi, pemancaran kembali ini berlangsung ke semua arah, sebagian ke atas menuju angkasa luar dan sebagian lagi ke bawah (radiasi balik)
3. Penerusan, banyaknya radiasi bumi yang diserap atmosfer adalah 95%, sedangkan sisanya diteruskan tanpa dipengaruhi atmosfer meninggalkan bumi menuju angkasa luar.

Read More

Komposisi dan Struktur Atmosfer

Komposisi

Atmosfer adalah lapisan gas atau campuran gas yang menyelimuti dan terikat pada bumi oleh gaya gravitasi. Tebal lapisan ini kira-kira seribu kilometer. Di antara campuran gas tadi terdapat pula uap air. Campuran gas yang tidak mengandung uap air dinamakan udara kering.

Gas	Volume (%)
Nitrogen	78,08
Oksigen	20,95
Argon	0,93
Karbon Dioksida	0,034
Neon	0,0018
Helium	0,00052
Ozon	0,00006
Hidrogen	0,00005
Krypton	0,000011
Metana	0,000015
Xenon	Kecil sekali

Nitrogen

Nitrogen yang masuk ke dalam atmosfer berasal dari peluruhan sisa - sisa hasil pertanian dan letusan gunung api, sedangkan pengeluaran nitrogen dari atmosfer terutama disebbkan oleh proses biologis dalam tumbuh - tumbuhan dan kehidupan di laut. Konsentrasi nitrogen di atmosfer adalah konstan yang menunjukkan seimbangnya masukan dan keluaran nitrogen.

Oksigen

Oksigen dishasilkan terutama melalui proses fotosintesis pada tumbuhan. Oksigen diambil dari atmosfer oleh prose peluruhan bahan organik dan pernpasan makhluk hidup. Oksigen dapat bereaksi dengan unsur - unsur lain di atmosfer membentuk senyawa oksida.

Ozon

Ozon terdapat di seluruh atmosfer bagian bawah terutama di lapisan stratosfer, yaitu ketinggian 15 sampai 35 km.

Ozon terbentuk dari terbelahnya molekul oksigen di bawah pengaruh radiasi ultraviolet menjadi atom-atom oksigen yang kemudian bergabung membentuk ozon.

O2 + Radiasi ultraviolet > O + O

O + O2 + M > O3 + M

M = molekul ketiga, biasanya N2 atau O2

Ozon adalah senyawa yang tidak stabil. Senyawa ini dapat terpecah di bawah pengaruh radiasi atau pada tumbukan dengan atom oksigen.

O3 + Radiasi > O2 + O

O3 + O > O2 + O

Ozon mnyerap dengan kuat radiasi ultraviolet yang dipancarkan matahari ke bumi sehingga radiasi matahari UV yang mencapai bumi berkurang hingga ke intensitas yang dapat ditolerir makhluk hidup di bumi.

Krusakan lapisan ozon disebabkan oleh lepasnya senyawa - senyawa kimia sintesis ke atmosfer.

Karbon Dioksida

Karbon dioksida yang masuk ke atmosfer dapat berasal dari sumber alam dan sumber buatan. Sumber alami karbon dioksida berasal dari proses pernapasan makhluk hidup dan peluruhan bahan organik. Sedangkan sumber buatan berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, industri semen, pembakaran hutan, dan perubahan tata guna lahan.

Uap Air

Konsentrasi uap air di atmosfer berkisar antara nol di daerah gersang hingga 4% di daerah tropis. Uap air di atmosfer berasal dari evapotranspirasi dari permukaan bumi dan diangkat ke atas oleh turbulensi yang paling efektif di bawah ketinggian 10 km.

Uap air menunggalkan atmosfer melalui proses kondensasi dalam bentuk hujan atau melalui pembentukan curahan lain.

Aerosol

Aerosol adalah partikel yang ukrannya lebih besar daripada ukuran molekul, tetapi cukup kecil sehingga dapat melayang di atmosfer, Partikel ini dapat berupa benda padat maupun cair, misalnya debu, garam, sulfat, nitrat, dsb.

Aerosol yang masuk ke atmosfer berasal dari letusan gunung api serta sisa pembakaran bahan bakar fosil. Aerosol dapat keluar dari atmosfer dengan cara berikut. Yang berukuran besar akan jatuh ke bumi akibat gaya gravitasi, sedangkan yang berukuran kecil akan terbawa oleh curahan.

Distribusi Suhu Terhadap Ketinggian

Troposfer

Di dalam troposfer, suhu berkurang dengan bertambahnya ketinggian dengan laju penurunan sebesar 6.5 derajat Celsius tiap kilometernya. Sumber bahan utama lapisan ini adalah permukaan bumi yang menyerap radiasi matahari. Troposfer mengandung kira - kira 80% dari massa total atmosfer dan memuat seluruh uap air dan aerosol. Karena itu, troposfer merupakan lapisan yang memiliki gejala cuaca. Puncak dari troposfer disebut tropopause dan dicirikan oleh adanya inversi suhu.

Stratosfer
Stratosfer adlah lapisan atmoser yang berada di atas tropopause hingga ketinggian sekitar 50 km. Di troposfer, suhu meningkat dengan bertambahnya ketinggian dan mencapai suhu maksimum (270 K) pada stratopause. Sumber bahan utama adalah penyerapan radiasi UV oleh Ozon.

Mesosfer
Di dalam lapisan ini suhu berkurang dengan bertambahnya ketinggian. Suhu mencapai -90 C pada puncak lapisan, yang dinamakan mesopause. Neraca bahan di lapisan ini ditentukan oleh penyerapan radiasi oleh molekul oksigen dan pemancaran radiasi infra merah oleh karbon dioksida. Di bawah puncak mesosfer, komposisi atmosfer dapat dikatakan homogen. Hal ini disebabkan oleh gerakan makroskopik dari atmosfer.

Termosfer
Komposisi gas di dalam termosfer tidak homogen terhadap ketinggian. Hal ini disebabkan oleh gerakan mikroskopik dari setiap molekul dan atom. Di dalam lapisan ini, suhu meningkat dengan bertambahnya ketinggian yang disebabkan oleh penyerapan radiasi UV oleh atom Oksigen.

Read More