1 Teori Big Bang, paling banyak diterima para astronomi. Teori diusulkan pada dekade tahun 1920 dan 1930. Dengan dasar sifat-sifat fisik alam, alam terbentuk antara 12 dan 15 milyar tahun lalu. Teori Big Bang ledakan materi ukuran sangatsangat kecil dan padat. 2 3 pengamatan mendukung Teori Big Bang o Pengamatan 1929, jarak galaksi menjauh dari bumi. o Tahun 1948, George Gamow prediksi deteksi level radiasi microwave sisa dari Big Bang o Tahun 1965, A.A. Penzias dan RW Wilson membuktikan/mendeteksi radiasi microwave tsb 3 1
Terkait dengan kelimpahan unsur-unsur kimiawi benda angkasa. Model Big Bang memprediksi kira-kira 75% Hidrogen (H), 25% Helium (He), dan sebagian kecil unsur-unsur lebih berat. Walaupun sangat tergantung pada kondisi awal benda angkasa yang sulit dihitung secara tepat, umumnya komposisi mencapai 3/4 Hidrogen and 1/4 Helium, termasuk sejumlah kecil unsur-unsur berat. 4 5 Didasarkan teori gravitational collapse atau teori nebular atau teori dust-cloud (terjadi dalam puluhan juta tahun pada 4,6 milyar tahun lalu) A. Ruang angkasa yang mengandung sejumlah gas (hydrogen dan helium) membentuk awan (nebula) B. Awan berkontraksi dan membentuk cakram, kontraksi 99% massanya di pusat dan sisanya memutar berlawanan arah jarum jam membentuk piringan mendatar. C. Saat cakram berputar, terjadi turbulensi yang menyebabkan pemadatan piringan ke arah eddies tubular kecil. Kondisi terus membesar saat bersamaan membentuk protoplanet. 6 2
D. Protoplanet terus membesar membentuk planet dalam tata surya Matahari membesar dan menarik sebagian besar massanya. Saat proses akumulasi ini terjadi, suhu dan tekanan menyebabkan permulaan fusi termonuklir yang menyediakan sumber energi di kehidupan bumi. Saat akresi panas planetesimal, unsur-unsur kaya besi akan memadat lebih dahulu, membentuk inti (inti bagian dalam dan luar). Selanjutnya silikat berdensitas rendah memadat dan menyatu membentuk mantel dan kerak. Pemisahan lanjut kerak karena output energi dari peluruhan radioaktif dalam bumi. 7 8 9 3
Diduga Bumi berevolusi dari kecil hingga sebesar sekarang, sehingga tidak bisa mempertahankan atmosfir awalnya. BUKTINYA: Komposisi atmosfir bumi berbeda dibanding dengan atmosfir planet lain, dan komposisi kosmik Senyawa rare gases atmosfir bumi sekitar 10-10 - 10-6 atmosfir kosmik Gas He dan H di (Surya dan Planet2 besar) relatif > planet2 dalam. Artinya, planet2 dalam kehilangan senyawa2 gas tersebut lebih banyak Bukti2 ini menunjukkan bahwa atmosfir bumi berasal dari sumber lain 10 Kegiatan vulkanik diduga menjadi sumber utama pembentukan atmosfir awal. Emisi gas: H 2 O, CO 2, N 2, SO 2, SO 3, H 2, dan Cl 2 terjadi dalam jumlah yang sangat besar (gas O 2 tidak ada) Pada saat yang bersamaan lahar padat juga membentuk daratan dengan laju 1-3 km 2 per tahun Dominasi gas di atmosfir awal adalah CO2 adalah mirip dengan yang ditemui di planet Venus dan Mars 11 Bagaimana dari atmosfir dengan dominasi CO 2 BISA BERUBAH menjadi atmosfir sekarang (dominasi N 2 - O 2 )? Ini merupakan pertanyaan inti tentang teori evolusi atmosfir bumi 12 4
Dari mana asal gas O 2 tersebut, dan bagaimana CO 2 bisa menghilang dari atmosfir bumi? Pada atmosfir awal diduga Oksigen ada karena penguraian senyawa H2O oleh sinar uv, seperti H 2 O + uv H + OH H + OH + uv 2H 2 + O O + O O 2 13 Proses awal tersebut akan menghasilkan kosentrasi O 2 sekitar 10-4 dari kandungan O 2 di atmosfir kini Tapi ini sangat sedikit Kemungkinan lain dari meningkatnya O2 hanya dari proses fotosintesis, yaitu 6H 2 O + 6CO 2 + uv C 6 H 12 O 6 + 6O 2 O2 ini akan teroksidasi oleh lingkungan sekeliling Hanya jika produksi > konsumsi O 2 itu bisa ber + 14 Begitu kosentrasi O 2 mencapai 10 % dari kandungan O 2 di atmosfir kini Lapisan Ozone dapat terbentuk 15 5
Proses pembentukan Lautan erat kaitanya dengan evolusi atmosfir Ini disebabkan karena posisi bumi terhadap matahari yang unik, sehingga mempunyai tekanan dan suhu tertentu, yang menyebabkan H 2 O dapat hadir di alam dalam bentuk cair Di suhu dan tekanan tinggi (seperti di Venus), H 2 O hanya hadir dalam bentuk uap. Di suhu dan tekanan rendah (seperti di Mars), H 2 O juga tidak dapat hadir dalam bentuk cair. 16 Darimana air itu berasal?? Diduga ini berasal dari proses kristalisasi dari magma yang membeku menjadi batuan. Volumenya diperkirakan sebanyak dengan volume lautan yang sekarang ini. Dari mata air panas yang disemburkan oleh sumber air panas dan vulkanik, diperkirakan diperlukan hanya sekitar 1 % dari jumlah tersebut masuk menjadi air tanah dan lautan. Waktu yang diperlukan sekitar 4 x 10 9 tahun 17 As a result of density stratification, water for the oceans is outgassed from inside Earth 18 6
Umur cekungan lautan relatif muda dibanding dengan umur bumi (4.6m tahun) Sedimen di cekungan laut berumur 190jt tahun. 50 % berumur < 75jt tahun Janin lautan diduga berada di Laut Merah dan Teluk Aden yang mulai terbentuk sekitar 20jt tahun 19 Continental drift salah satu gagasan tentang tektonik yang diusulkan akhir abad 19 dan awal abad 20. Alfred Wegener (1915): benua satu daratan Pangea Akibat rotasi bumi Pangea terpisah Lurasia (bagian utara) dan Gondwanaland (bagian selatan) Teori ini masih menjadi catatan dalam bidang geologi 20 Theory proposed by Alfred Wegener 1912 super-continent named Pangaea Continents drifted across oceans No evidence for 7
240 mya Evidence: 1. puzzle like fit of continents 2. Fossils 3. Glacial deposits 4. Mountain belts 2 land masses 1. Laurasia 2. Gondwana Rift forms to create the Atlantic Ocean Various plates comprise ocean floor and land masses Seven major plates 1. Pacific 2. African 3. Antarctic 4. Indian-Australian 5. Eurasian 6. N. American 7. S. American Plates in motion 8
25 26 Pemanasan material dalam bumi yang lebur menimbulkan suatu aliran. Jika aliran lapisan bergerak ke atas mencapai litosfir, aliran membelok di bawah lapisan tersebut dan selanjutnya mengalami pendinginan. Material dingin menjadi pekat dan menurun ke arah pusat bumi. Selanjutnya material terangkat kembali ke atas karena proses pemanasan 27 9
Adanya gradien panas dari parit laut (midocean ridge) Dasar laut di bawah lapisan sediment: bukan berupa granite seperti umumnya di daratan Ketebalan sedimen di kerak muda dekat parit laut lebih tipis dibandingkan sedimen di kerak tua Hasil interpretasi medan magnetik bumi (misalnya pola sama dengan bentuk parit bumi) 28 29 Teori geologi dikembangkan untuk menerangkan kejadian gerakan kerak bumi berskala luas. Teori ini mencakup dan menggantikan teori lama continental drift (pertengahan awal abad 20) dan konsep seafloor spreading selama dekade 1960. continental drift (keberadaan satu daratan benua). seafloor spreading (pergerakan lateral). 30 10
Continental drift bergerak lambat tapi pasti dalam skala waktu 10-100 million years. Kerak bumi tipis (tebal 10 km di daratan, < 10 km di laut). Kerak dan mantel jadi bagian lithosphere (tebal 50-100 km dan terpisah sebagai lempeng besar di atas aesthenosphere. Aesthenosphere relatif lembek karena panas dari peluruhan radioaktif (khususnya, isotop radioaktif unsur ringan, Al dan Mg. Sumber panas ini kecil (1/6000 energy matahari di permukaan bumi), namun cukup membuat kondisinya lembek karena sifat batuan bumi. 31 32 Ada 7 lempeng utama: Lempeng Pasifik, Lempeng Eurasia, Lempeng Afrika, Lempeng Australia, lempeng Amerika Utara, Lempeng Amerika Selatan dan Lempeng Antartika). Sejumlah lempeng kecil: lepas Amerika Selatan dan Tengah, Laut Tengah, Hindia Timur (East Indies), sepanjang Amerika barat laut, Filipina. 33 11
34 35 36 12