Mekanisme transportasi sedimen

rockcycle.jpgBatuan sediment memang sangat menarik untuk dibahas. Selain bentuknya yang unik dan beragam serta jumlahnya yang melimpah di muka bumi (hampir 75% kulit bumi terdiri atas batuan sedimen), proses-proses yang terjadi juga sangatlah menarik untuk dibahas. Salah satu proses yang menarik adalah bagaimana sedimen sebagai penyusun batuan sedimen dapat terangkut dan diendapkan menjadi batuan sedimen.
Sebelum mengetahui bagaimana sedimen terangkut dan terendapkan dalam suatu cekungan mungkin ada baiknya kita dapat memahami prinsip apa saja yang bisa kita temukan dalam batuan sedimen. Prinsip-prinsip tersebut sangatlah beragam diantaranya prinsip uniformitarianism. Prinsip penting dari uniformitarianism adalah proses-proses geologi yang terjadi sekarang juga terjadi di masa lampau. Prinsip ini diajukan oleh Charles Lyell di tahun 1830. Dengan menggunakan prinsip tersebut dalam mempelajari proses-proses geologi yang terjadi sekarang, kita bisa memperkirakan beberapa hal seperti kecepatan sedimentasi,
kecepatan kompaksi dari sediment, dan juga bisa memperkirakan bagaimana bentuk geologi yang terjadi dengan proses-proses geologi tertentu.

parallel.jpgLapisan horizontal yang ada di batuan sedimen disebut bedding. Bedding terbentuk akibat pengendapan dari partikel-partikel yang terangkut oleh air atau angin. Kata sedimen sebenanrya berasal dari bahas latin ”sedimentum” yang artinya endapan. Batas-batas lapisan yang ada di batuan sedimen adalah bidang lemah yang ada pada batuan dimana batu bisa pecah dan fluida bisa mengalir. Selama susunan lapisan belum berubah ataupun terbalik maka lapisan termuda berada di atas dan lapisan tertua berada di bawah. Prinsip tersebut dikenal sebagai prinsip superposition. Susunan lapisan tersebut adalah dasar dari skala waktu stratigrafi atau skala waktu pengendapan. Pengamatan pertama atas fenomena ini dilakukan oleh Nicolaus Steno di tahun 1669. Beliau mengajukan beberapa prinsip berkaitan dengan fenomena tersebut. Prinsip-prinsip itu adalah prinsip horizontality, superposition, dan original continuity. Prinsip horizontality menjelaskan bahwa semula batuan sedimen diendapkan dalam posisi horizontal. Pembentuk batuan sedimen adalah partikel-partikel atau sering disebut sedimen yang terbentuk akibat hancuran batuan yang telah ada sebelumnya seperti batuan beku, batuan metamorf, dan juga batuan sedimen sendiri. Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik, sedimen-sedimen dapat dibedakan sebagai berikut:
Klasifikasi- Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik

Nama Partikel Ukuran Sedimen Nama batu
Boulder/Bongkah >256 mm Gravel Konglomerat dan Breksi (tergantung kebundaran partikel)
Cobble/Kerakal 64 - 256 mm Gravel
Pebble/Kerikil 2 - 64 mm Gravel
Sand/Pasir 1/16 - 2mm Sand Sandstone
Silt/Lanau 1/256 - 1/16 mm Silt Batu lanau
Clay/Lempung <1/256> Clay Batu lempung

Faktor-faktor yang mengontrol terbentuknya sedimen adalah iklim, topografi, vegetasi dan juga susunan yang ada dari batuan. Sedangkan faktor yang mengontrol pengangkutan sedimen adalah air, angin, dan juga gaya grafitasi. Sedimen dapat terangkut baik oleh air, angin, dan bahkan salju. Mekanisme pengangkutan sedimen oleh air dan angin sangatlah berbeda. Pertama, karena berat jenis angin relatif lebih kecil dari air maka angin sangat susah mengangkut sedimen yang ukurannya sangat besar. Besar maksimum dari ukuran sedimen yang mampu terangkut oleh angin umumnya sebesar ukuran pasir. Kedua, karena sistem yang ada pada angin bukanlah sistem yang terbatasi (confined) seperti layaknya channel atau sungai maka sedimen cenderung tersebar di daerah yang sangat luas bahkan sampai menuju atmosfer. Sedimen-sedimen yang ada terangkut sampai di suatu tempat yang disebut cekungan. Di tempat tersebut sedimen sangat besar kemungkinan terendapkan karena daerah tersebut relatif lebih rendah dari daerah sekitarnya dan karena bentuknya yang cekung ditambah akibat gaya grafitasi dari sedimen tersebut maka susah sekali sedimen tersebut akan bergerak melewati cekungan tersebut. Dengan semakin banyaknya sedimen yang diendapkan, maka cekungan akan mengalami penurunan dan membuat cekungan tersebut semakin dalam sehingga semakin banyak sedimen yang terendapkan. Penurunan cekungan sendiri banyak disebabkan oleh penambahan berat dari sedimen yang ada dan kadang dipengaruhi juga struktur yang terjadi di sekitar cekungan seperti adanya patahan.
saltation.jpg
Sedimen dapat diangkut dengan tiga cara:
  • Suspension: ini umumnya terjadi pada sedimen-sedimen yang sangat kecil ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau angin yang ada.
  • Bed load: ini terjadi pada sedimen yang relatif lebih besar (seperti pasir, kerikil, kerakal, bongkah) sehingga gaya yang ada pada aliran yang bergerak dapat berfungsi memindahkan pertikel-partikel yang besar di dasar. Pergerakan dari butiran pasir dimulai pada saat kekuatan gaya aliran melebihi kekuatan inertia butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakan-gerakan sedimen tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau bahkan bisa mendorong sedimen yang satu dengan lainnya.
  • Saltation yang dalam bahasa latin artinya meloncat umumnya terjadi pada sedimen berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengembalikan sedimen pasir tersebut ke dasar.
Pada saat kekuatan untuk mengangkut sedimen tidak cukup besar dalam membawa sedimen-sedimen yang ada maka sedimen tersebut akan jatuh atau mungkin tertahan akibat gaya grafitasi yang ada. Setelah itu proses sedimentasi dapat berlangsung sehingga mampu mengubah sedimen-sedimen tersebut menjadi suatu batuan sedimen.
Referensi:

Mengenal lebih dekat ciri2 mateor impact

deadlyimpact.jpgAda beberapa tempat di bumi yang kita pijak ini terdapat bentuk-bentuk geologi yang diperkirakan terbentuk akibat adanya tumbukan meteorit atau komet dengan muka bumi. Perkiraan adanya tumbukan tersebut bukan hanya karena adanya bentuk depresi atau cekungan yang berbentuk bulat melainkan ada beberapa kriteria yang bisa dipakai untuk menentukan apakah bentuk-bentuk geologi yang kita perkirakan tersebut memang terbentuk akibat tumbukan atau tidak.
chicxulub.jpgSedikitnya ada tiga kriteria yang bisa kita pergunakan yaitu pengamatan secara MEGASKOPIK, MAKROSKOPIK, dan MIKROSKOPIK. Pengamatan megaskopik maksudnya adalah pengamatan yang dilakukan dalam skala yang sangat besar seperti misalnya pengamatan foto satelit. Pengamatan ini dilakukan karena besarnya cakupan area yang akan kita lihat sehingga pengamatan dengan mata saja tidak bisa terlihat dengan jelas. Pengamatan makroskopik adalah pengamatan dengan menggunakan mata saja. Ini dikarenakan mata kita juga mampu melihat dengan jelas benda-benda yang ukurannya tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil. Terakhir adalah pengamatan mikroskopik. Pengamatan ini biasanya dilakukan dengan menggunakan alat bantu yang disebut mikroskop. Benda tersebut diperlukan karena besar obyek yang perlu kita amati terlalu kecil sehingga tidak mampu dilihat hanya dengan menggunakan mata telanjang saja.
Dari ketiga jenis pengamatan tersebut di atas, beberapa kriteria di bawah ini dipakai untuk menentukan apakah benar bentuk-bentuk geologi tertentu termasuk dalam meteor impact. Beberapa kriteria tersebut adalah:
  • Adanya bentuk kerucut yang telah rusak (shatter cones). Ini bisa dilihat dengan pengamatan makroskopik.
schematic_chicxulub.jpg
  • Adanya bentuk-bentuk deformasi yang planar (planar deformation features) pada beberapa mineral (terutama kuarsa) yang terdapat dalam batuan sekitarnya.. Ini perlu pengamatan mikroskopik dengan menggunakan mikroskop.
quartz_chicxulub.jpg
  • Adanya mineral yang terbentuk akibat tekanan yang tinggi (efek dari impact).
  • Morphometri atau ukuran dari bentuk struktur yang diduga terbentuk akibat proses impact atau tumbukan. Ini dilakukan melalui pengamatan megaskopik sehingga diperlukan data-data yang mempunyai skala cukup besar seperti foto satelit, foto udara, citra landsat dan sebagainya. Pengamatan tersebut banyak dipengaruhi oleh proses-proses pelapukan, erosi, bahkan proses penimbunan dan tektonik yang bisa merusak bentuk awal dari suatu morfologi. Selain itu beberapa bentuk di bumi juga mempunyai persamaan dengan bentuk yang disebabkan meteor impact seperti misalnya kawah yang tertimbun dan kubah garam.
craterdimension_space.jpg
  • Adanya breksi yang berasosiasi dengan leburan yang berlembar (melt sheet) dan atau leburan yang tegak (melt dikes) yang semuanya itu terbentuk akibat impact. Terbentuknya breksi tersebut akibat tumbukan yang sangat kuat dengan kecepatan yang sangat tinggi dari meteorit atau komet sehingga mampu menghancurkan lapisan batuan yang telah ada. Pengamatan ini biasanya dilakukan secara megaskopik. Biasanya breksi tersebut berasosiasi dengan struktur impact yang berbentuk radial dam membentul sistem patahan yang konsentrik.
breccia_chicxulub.jpg
Berdasarkan kriteria di atas maka kita bisa lebih yakin lagi dalam menentukan apakah bentuk yang terdapat di muka bumi adalah bentuk akibat meteor impact atau tidak. Dari kelima kriteria diatas, kriteria kesatu sampai ketiga sangatlah mutlak karena ketiga-tiganya berasosiasi dengan proses tumbukan dari meteorit atau komet. Sedangkan kriteria keempat dan kelima sedikit lebih susah diterapkan karena tidak hanya meteor impact yang bisa memberikan hasil seperti diuraikan di atas akan tetapi ada proses-proses lain yang juga bisa menghasilkan produk yang sama. Oleh karena itu kedua kriteria tersebut dipergunakan untuk menguatkan interpretasi kita.
seismic_british.jpgUntuk struktur yang terpendam di bawah permukaan dan tidak bisa dilakukan pengamatan megaskopik maka perlu dilakukan pengeboran untuk bisa melakukan pengamatan mikroskopik dari contoh batuan dan mineral. Penggunaan seismik data atau gravity data dalam teknik geofisika juga diharapkan mampu memberikan penilaian yang bisa membantu interpretasi kita.
Referensi :

sungai amazon yang pernah mengalir ke samudera pasifik



Sepertinya kita semua sudah tahu kalo Sungai Amazon sekarang mengalir mulai dari Pegunungan Andes di negara Peru, Equador, dan Kolombia ke arah timur ke negara Brasil sampai akhirnya menuju ke Samudera Atlantik. Tapi tahukah kita bahwa Sungai Amazon ini pernah mengalir ke arah barat dari negara Brasil menuju Samudera Pasifik?

Sungai Amazon adalah sungai terbesar di dunia dengan total aliran sungainya yang melebihi jumlah total aliran keenam sungai terbesar berikutnya (sampai 300 ribu meter kubik per detik). Bahkan seperlima dari total volume air tawar yang masuk ke samudera berasal dari Sungai Amazon. Sungai Amazon juga termasuk sungai terpanjang kedua setelah Sungai Nil di Afrika. Daerah tangkapan air (drainage area) dari Sungai Amazon yang sering disebut Cekungan Amazon (Amazon Basin) luasnya hampir dua kali luas India atau sekitar 40 persen luas Amerika. Dengan drainage area sebesar itu dan alirannya yang sangat besar bagaimana kenampakan daerah hilir atau muara Sungai Amazon?
amazontides2.jpgCoba tengok bentuk muara Sungai Amazon di gambar sebelah. Pada saat musim hujan, lebar muara bisa mencapai 500 kilometer dan bentuk muara dari Sungai Amazon ternyata berubah dalam 5 tahun terakhir ini. Ini sangat mungkin terjadi karena aliran sungainya yang cukup besar yang bisa mencapai 125 miles ke arah Samudera Atlantik. Peneliti-peneliti terdahulu banyak yang menduga bahwa Sungai Amazon pernah mengalir ke arah barat dimana aliran ini berlawanan arah dengan alirang Sungai Amazon sekarang. Sebagian dari mereka ada yang menyangkut-pautkan Sungai Amazon adalah bagian sistem sungai proto-Kongo (Zaire) yang terbentuk pada saat Afrika dan Amerika Selatan bersatu dalam satu kontinen yang besar yang disebut Gondwana. Tetapi bagaimana peneliti-peneliti sekarang menerangkan bahwa aliran Sungai Amazon pernah mengalir ke arah barat.
Awal terlahirnya ide bagaimana dulunya Sungai Amazon mengalir ke arah barat adalah didasarkan atas penemuan beberapa peneliti dari UNC (University of North Carolina) yang awal mulanya meneliti bagian atas batuan sedimen yang ada di Cekungan Amazon. Tetapi secara tidak sengaja mereka menemukan butiran-butiran mineral purba yang ada di bagian tengah Amerika Selatan yang dipercaya mineral-mineral tersebut berasal dari timur. Butiran mineral tersebut adalah zircon. Zircon tersebut mempunyai kandungan uranium dan thorium sehingga kita mampu menentukan umur dari mineral tersebut berdasarkan waktu peluruhannya. Selain itu mineral tersebut juga mempunyai kemampuan untuk dapat bertahan melewati proses-proses geologi seperti erosi, transportasi, bahkan mampu juga bertahan terhadap proses metamorfosis. Hasil penentuan umur dari mineral zircon bisa diinterpretasikan menjadi umur kira-kira terbentuknya proses kristalisasi. Berdasarkan informasi tersebut, Russell Mapes bersama profesornya Dr. Drew Coleman dari Universitas North Carolina menelusuri 80% Cekungan Amazon dan mengumpulkan butiran zircon yang mereka temukan untuk kemudian diukur umurnya menggunakan radiometri teknik (U-Pb). Dan hasil pengukuran ini memperkuat interpretasi mereka bahwa Sungai Amazon dulunya pernah mengalir dari timur ke barat. Mengapa mereka sangat yakin bahwa berdasarkan umur dari zircon tersebut maka aliran Sungai Amazon dulunya adalah dari timur ke barat? Ditemukannya umur zircon yang bervariasi antara 1.4 sampai 2 milyar tahun yang lalu memberikan indikasi bahwa source atau asal dari zircon tersebut adalah dari timur dimana batuan yang berumur 2.5 milyar tahun yang lalu banyak ditemukan di bagian timur benua Amerika Selatan. Bagaimana dengan Andes? Bukankah ada kemungkinan source dari zircon tersebut dari barat (Andes)? Kecil sekali kemungkinan bahwa source dari zircon tersebut berasal dari Andes. Ini disebabkan Andes baru terbentuk setelah 65 juta tahun yang lalu ketika lempeng tektonik Amerika Selatan dan lempeng tektonik Afrika telah terpisah akibat pemekaran dari pematang lantai samudera yang ada di antara kedua lempeng tektonik tersebut. Karena proses geologi yang terus berlangsung terutama di bagian barat dari Amerika Selatan (Andes area), batuan di bagian barat ini semakin muda umurnya dibandingkan batuan di bagian timur Amerika Selatan.
xsection.jpgSekitar 50 juta tahun yang lalu, lempeng tektonik Amerika Selatan yang terpisah dari lempeng tektonik Afrika bertumbukan dengan lempeng tektonik Nazca dari Samudera pasifik sehingga membentuk Pegunungan Andes yang terbentuk akibat proses pengangkatan oleh subduksi lempeng tektonik di sebelah barat Amerika Selatan tersebut dan masih terus berlangsung hingga sekarang. Terbentuknya Andes ini mampu menahan aliran Sungai Amazon dari timur ke barat. Sungai Amazon kemudian berubah menjadi semacam lautan di tengah benua yang dengan berjalannya waktu berubah menjadi rawa dan danau.
Apalagi yang membuat Andes sangat unik? Andes yang berasal dari bahasa Quechua yang berarti Anti atau puncak yang tinggi merupakan deretan pegunungan terpanjang di dunia. Panjangnya mencapai lebih dari 7000 kilometer dan lebarnya mencapai 500 kilometer serta mempunyai ketinggian rata-rata 4000 meter.
_42235622_ancient_amazon_2038.gifSampai sekitar Miosen dimana Andes sudah terbentuk dan tetap terbentuk mampu membalikkan aliran Sungai Amazon dari semula dari timur ke barat menjadi dari barat ke timur ke arah Tinggian Purus. Tinggian Purus ini termasuk paleo high atau tinggian purba yang terbentuk dari utara sampai selatan di tengah-tengah Amerika Selatan. Tinggian Purus ini yang membagi aliran sungai Amazon menjadi dua (satu ke arah barat ke Andes dan satu ke arah Samudera Atlantik). Sekitar Miosen Akhir atau sekitar 10 juta tahun yang lalu, akhirnya aliran air Sungai Amazon mampu melewati Tinggian Purus dan pada saat itu pula Andes semakin tinggi terbentuk sehingga mampu membalikkan aliran Sungai Amazon sepenuhnya ke Samudera Atlantik. Faktor lain yang mendukung berbaliknya aliran Sungai Amazon adalah turunnya permukaan air laut sehingga danau Amazon yang semula terbentuk mampu mengalir ke Samudera Atlantik seperti yang kita lihat sekarang ini.
Inilah sejarah berbaliknya aliran Sungai Amazon yang disebabkan oleh terbentuknya Pegunungan Andes di sebelah barat Amerika Selatan dan membuat bagian timur Amerika Selatan menjadi daerah yang relatif stabil. Jadi sangatlah memungkinkan aliran sungai berbalik arah dengan berjalannya waktu seperti yang terjadi di Sungai Amazon. Ini membuktikan bahwa sungai yang kita lihat sekarang tidaklah tetap pada posisi dan alirannya karena bumi yang kita pijak ini juga tidaklah diam pada posisinya sekarang.
Referensi :

26 November 2007

Gempa bumi

Earthquake

I'm sure we all have perfectly known what the earthquake is. Yes... when we feel the ground shakes that makes us feel swaying hither and thither, that's the time of earthquake.
Recently, our beloved country has suffered many earthquakes, in Aceh, Yogyakarta, Pangandaran, and even Jakarta the capital city wasn't escaped from the earthquake. Some of these earthquake were followed by tsunami, the others were not. Why this could happen?

Earthquake Distribution

Based on its causes, earthquake can be divided into two, tectonic erathquake and volcanic earthquake.
1. Tectonic Earthquake
friksi
Gesekan pada permukaan bergerigi dapat menimbulkan friksi.
Tectonic Earthquakes is caused by sudden slip of tectonic plates along geological fault. As explained before, tectonic plates in our earth keep shifting each other. Ones were forcing, another were Gempa tektonik adalah gempa yang disebabkan oleh pergeseran lempeng tektonik. Sebagaimana dijelaskan sebelumnya, bahwa lempeng tektonik bumi kita ini terus bergerak. Ada yang saling mendorong, saling menjauh, atau saling menggelangsar. Karena tepian lempeng tektonik ini tidak rata, jika bergesekan maka timbullah friksi. Friksi inilah yang kemudian melepaskan energi goncangan.
2. Gempa Vulkanik
Gempa vulkanik terjadi akibat meningkatnya aktivitas gunung berapi, yang disebabkan oleh naiknya magma dari bawah gunung tersebut ke permukaan. Cairan magma ini mendesak batuan-batuan di atasnya, sehingga menyebabkan goncangan dan apabila tekanannya cukup besar berpotensi menimbulkan letusan.
Sebenarnya mekanisme kedua gempa ini sama. Naiknya magma ke permukaan juga dipicu oleh pergeseran lempeng tektonik pada sesar bumi. Biasanya ini terjadi pada batas lempeng tektonik yang bersifat konvergen (saling mendesak). Hanya saja pada gempa vulkanik, efek goncangan lebih ditimbulkan karena desakan magma, sedangkan pada gempa tektonik, efek goncangan langsung ditimbulkan oleh benturan kedua lempeng tektonik. Bila lempeng tektonik yang terlibat adalah lempeng benua dengan lempeng samudra, sesarnya berada di dasar laut, karena itu biasanya benturan yang terjadi berpotensi menimbulkan tsunami.

Anatomi Gempa (Anatomy of an Earthquake)

Ilmu yang mempelajari tentang gempa disebut dengan seismologi. Ilmu ini mengkaji tentang apa yang terjadi pada permukaan bumi di saat gempa, bagaimana energi goncangan merambat dari dalam perut bumi ke permukaan, dan bagaimana energi ini dapat menimbulkan kerusakan, serta proses penunjaman antar lempeng pada sesar bumi yang menyebabkan terjadinya gempa.

Hiposenter dan Episenter (Focus and Epicenter)

Titik dalam perut bumi yang merupakan sumber gempa dinamakan hiposenter atau fokus. Proyeksi tegak lurus hiposenter ini ke permukaan bumi dinamakan episenter. Gelombang gempa merambat dari hiposenter ke patahan sesar fault rupture. Bila kedalaman fokus dari permukaan adalah 0 - 70 km, terjadilah gempa dangkal (shallow earthquake), sedangkan bila kedalamannya antara 70 - 700 km, terjadilah gempa dalam (deep earthquake). Gempa dangkal menimbulkan efek goncangan yang lebih dahsyat dibanding gempa dalam. Ini karena letak fokus lebih dekat ke permukaan, dimana batu-batuan bersifat lebih keras sehingga melepaskan lebih besar regangan (strain).
Earth Quake

Sesar Bumi (Earth Fault)

Sesar (fault) adalah celah pada kerak bumi yang berada di perbatasan antara dua lempeng tektonik. Gempa sangat dipengaruhi oleh pergerakan batuan dan lempeng pada sesar ini. Bila batuan yang menumpu merosot ke bawah akibat batuan penumpu di kedua sisinya bergerak saling menjauh, sesarnya dinamakan sesar normal (normal fault). Bila batuan yang menumpu terangkat ke atas akibat batuan penumpu di kedua sisinya bergerak saling mendorong, sesarnya dinamakan sesar terbalik (reverse fault). Bila kedua batuan pada sesar bergerak saling menggelangsar, sesarnya dinamakan sesar geseran-jurus (strike-slip fault).
Fault
Sesar normal dan sesar terbalik, keduanya menghasilkan perpindahan vertikal (vertical displacement), sedangkan sesar geseran-jurus menghasilkan perpindahan horizontal (horizontal displacement).

Gelombang Seismik (Seismic Wave)

Gerakan batuan yang tiba-tiba di sepanjang celah pada sesar bumi menimbulkan getaran (vibration) yang mentransmisikan energi dalam bentuk gelombang (wave). Gelombang yang merambat di sela-sela bebatuan di bawah permukaan bumi disebut dengan gelombang badan (body wave). Sedangkan gelombang yang merambat dari episenter ke sepanjang permukaan bumi disebut dengan gelombang permukaan (surface wave).
1. Gelombang Badan (Body Wave)
Ada 2 macam gelombang badan, yaitu gelombang primer atau gelombang P (primary wave) dan gelombang sekunder atau gelombang S (secondary wave).
Compression Wave
Gelombang P atau gelombang mampatan (compression wave), adalah gelombang longitudinal yang arah gerakannya sejajar dengan arah perambatan gelombang. Ini merupakan gelombang seismik tercepat yang merambat di sela-sela bebatuan dengan kecepatan 6-7 km per/detik.
Shear Wave
Gelombang S atau gelombang rincih (shear wave), adalah gelombang transversal yang arah gerakannya tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Gelombang seismik ini merambat di sela-sela bebatuan dengan kecepatan sekitar 3,5 km/detik.

Baik gelombang P maupun gelombang S dapat membantu ahli seismologi untuk mencari letak hiposenter dan episenter gempa. Saat kedua gelombang ini berjalan di dalam dan permukaan bumi, keduanya mengalami pemantulan (reflection) dan pembiasan (refraction) atau membelok, persis seperti sebuah cahaya yang seolah membelok saat menembus kaca bening. Para ahli seismologi memeriksa pembelokan ini untuk menentukan darimana suatu gempa berasal.
2. Gelombang Permukaan (Surface Wave)
Ada 2 macam gelombang permukaan, yaitu gelombang rayleigh, diambil dari nama fisikawan Inggris Lord Rayleigh; dan gelombang love, diambil dari nama geofisikawan Inggris A.E.H. Love.
Surface Wave
Gelombang Rayleigh menimbulkan efek gerakan tanah yang sirkular. Hasilnya tanah bergerak naik turun seperti ombak di laut. Sedangkan gelombang love menimbulkan efek gerakan tanah yang horizontal, dan tidak menghasilkan perpindahan vertikal.
Rayleigh Wave
Love Wave

Kecepatan merambat kedua gelombang permukaan ini selalu lebih kecil daripada kecepatan gelombang P, dan umumnya lebih lambat daripada gelombang S.

Mengukur Gempa (Measuring Earthquakes)

Mengukur kekuatan gempa dapat menggunakan pendekatan kuantitatif dan kualitatif. Maka berdasarkan pendekatannya, skala pengukuran gempa dapat dibagi menjadi dua, yaitu 1) magnitudo (magnitude) yang merupakan skala kuantitatif, dan 2) intensitas (intensity) yang merupakan skala kualitatif.
1. Magnitudo
Magnitudo gempa mengukur gempa berdasarkan energi yang dilepaskan dari sumber gempa. Ada bermacam-macam jenis magnitudo gempa, diantaranya adalah:
  1. Magnitudo lokal ML (local magnitude)
  2. Magnitudo gelombang badan MB (body-wave magnitude)
  3. Magnitudo gelombang permukaan MS (surface-wave magnitude)
  4. Magnitudo momen MW (moment magnitude)
  5. Magnitudo gabungan M (unified magnitude)
Namun yang paling populer adalah magnitudo lokal ML yang tak lain adalah Magnitudo Skala Richter (SR). Magnitudo ini dikembangkan pertama kali pada tahun 1935 oleh seorang seismologis Amerika, Charles F. Richter, untuk mengukur kekuatan gempa di California. Richter mengukur magnitudo gempa berdasarkan nilai amplitudo maksimum gerakan tanah (gelombang) pada jarak 100 km dari episenter gempa. Besarnya gelombang ini tercatat pada seismograf. Seismograf dapat mendeteksi gerakan tanah mulai dari 0,00001 mm (1x10-5 mm) hingga 1 m. Untuk menyederhanakan rentang angka yang terlalu besar dalam skala ini, Richter menggunakan bilangan logaritma berbasis 10. Ini berarti setiap kenaikan 1 angka pada skala Richter menunjukkan amplitudo 10 kali lebih besar. Magnitudo 5 SR sudah termasuk besar, magnitudo 6 SR mengakibatkan kerusakan yang sangat parah. Meskipun nilai dalam SR tidak memiliki batas maksimum, para ahli seismologi menyatakan bahwa lempeng bumi ini tidak memiliki cukup simpanan energi untuk menghasilkan magnitudo gempa sebesar 10 SR. Diperkirakan bahwa magnitudo sebesar 12 SR akan melepasakan energi yang cukup untuk membuat bumi kita ini terbelah dua! Wow.... dahsyat ya..!!!
2. Intensitas
Dulu, sebelum manusia mampu mengukur magnitudo gempa, besarnya gempa hanya dinyatakan berdasarkan efek yang diberikan terhadap manusia, alam, struktur bangunan buatan manusia, dan reaksi hewan. Besarnya gempa yang ditentukan melalui observasi semacam ini dinamakan dengan intensitas gempa. Skala intensitas pertama kali diperkenalkan pada tahun 1883 oleh seorang seismologis Italia M.S. Rossi dan ilmuwan Swiss F. A. Forel yang dikenal dengan skala Rossi-Forel. Skala ini kemudian dikembangkan lagi pada tahun 1902 oleh seorang seismologis Itali Giuseppe Mercalli. Lalu pada tahun 1931, seismologis Amerika, H. O. Wood dan Frank Neuman mengadaptasi standar yang telah ditetapkan Mercalli untuk kondisi di California, dan menghasilan skala Modified Mercalli Intensity (MMI). Beberapa skala intensitas gempa yang lain adalah:
  1. Japan Meteorological Agency (JMA), ditemukan tahun 1951, hingga kini digunakan untuk mengukur kekuatan gempa di Jepang.
  2. Medvedev, Sponheuer, Karnik (MSK), ditemukan tahun 1960-an.
  3. European Microseismic Scale (EMS), ditemukan tahun 1990-an.
Karena sifatnya yang kualitatif, skala intensitas sangat subjektif dan sangat tergantung pada kondisi lokasi dimana gempa terjadi. Gempa dengan magnitudo yang sama, namun terjadi di dua tempat yang berbeda mungkin akan memberikan nilai intensitas yang berbeda. Namun demikian antara skala magnitudo dan skala intensitas dapat dibuat kesetaraannya, seperti contoh perbandingan skala Richter dan MMI di bawah ini.
Skala MMI
Skala Richter
I.
Tidak terasa.
II.
Sangat sedikit yang merasakan.
III.
Cukup banyak yang merasa, namun tidak menyadari sebagai gempa.
IV.
Di dalam ruang terasa, seperti ada truk yang menabrak gedung.
V.
Terasa oleh hampir setiap orang, yang tidur terjaga, pohon berayun, tiang bergoyang.
VI.
Dirasakan oleh semua, orang² berlarian ke luar, perabotan bergerak, kerusakan ringan terjadi.
VII.
Semua orang lari keluar, bangunan² berstruktur lemah rusak, kerusakan ringan terjadi dimana-mana.
VIII.
Bangunan² berstruktur terencana rusak, sebagian runtuh.
IX.
Seluruh gedung mengalami kerusakan cukup parah, banyak yg bergeser dari pondasinya, tanah mengalami keretakan.
X.
Sebagian besar struktur bangunan rusak parah, tanah mengalami keretakan besar.
XI.
Hampir seluruh struktur bangunan runtuh, jembatan patah, retak pada tanah sangat lebar.
XII.
Kerusakan total. Gelombang terlihat jelas di tanah, objek² berhamburan.
2.5
Secara umum tidak terasa, tapi tercatat pada seismograf.
3.5
Dirasakan oleh banyak orang.
4.5
Kerusakan lokal dapat terjadi.
6.0
Menimbulkan kerusakan hebat.
7.5
Gempa berkekuatan besar.
8.0 ke atas
Gempa yg sangat dahsyat.

Gempa Bersejarah (Historical Earthquakes)

Untuk gempa berkekuatan besar, saat ini para ilmuwan lebih sering menggunakan magnitudo momen Mw sebagai revisi terhadap magnitudo Richter. Magnitudo momen dikembangkan pada tahun 1979 oleh seismologis Amerika, Tom Hanks dan Hiroo Kanamori. Berbeda dengan magnitudo Richter yang hanya memperhitungkan amplitudo lokal, magnitudo momen menghitung kekuatan gempa berdasarkan momen seismik (seismic moment). Momen seismik menghitung jumlah energi yang dilepaskan oleh gempa dengan memperhitungkan perpindahan yang terjadi dalam slip di sepanjang sesar, dan luas permukaan sesar yang mengalami slip. Magnitudo momen tidak cocok digunakan untuk gempa berskala kecil, karena perpindahan dalam slip relatif kecil atau kurang signifikan.
Menurut data dari USGS, magnitudo momen gempa di Aceh (26 Des '04) adalah 9,0; sedang di Jogja (27 Mei '06) 6,3; dan Pangandaran (17 Jul '06) 7,7. Hingga saat ini gempa terbesar yang tercatat sepanjang sejarah dunia adalah 9,5 magnitudo momen, yaitu gempa di Chili yang terjadi pada tanggal 22 Mei 1960. Gempa ini juga menimbulkan tsunami dan aktivitas gunung berapi. Kalau dilihat pada peta bumi, wilayah negeri Chili memang seluruhnya adalah pantai. Dan posisinya tepat berada di perbatasan antara lempeng tektonik Naska dan Amerika Selatan. Kedua lempeng ini pun bersifat konvergen, dimana lempeng samudra Naska adalah yang menunjam ke bawah lempeng benua Amerika Selatan. Sehingga, menjorok sedikit dari pantai, di sepanjang wilayah Chili ini juga terdapat deretan gunung berapi. Nah, bisa dibayangkan kan, bagaimana dahsyatnya efek gempa saat itu? Bahkan tsunaminya mencapai pantai Jepang 22 jam setelah gempa terjadi.

Oil..oil...oil.....


MINYAK BUMI

Minyak bumi
(bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin petrus – karang dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak Bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya.

Komposisi

Komponen kimia dari minyak bumi dipisahkan oleh proses distilasi, yang kemudian, setelah diolah lagi, menjadi minyak tanah, bensin, lilin, aspal, dll.

Minyak bumi terdiri dari hidrokarbon, senyawaan hidrogen dan karbon.
Empat alkana teringan— CH4 (metana), C2H6 (etana), C3H8 (propana), dan C4H10 (butana) — semuanya adalah gas yang mendidih pada -161.6°C, -88.6°C, -42°C, dan -0.5°C, berturut-turut (-258.9°, -127.5°, -43.6°, dan +31.1° F).
Rantai dalam wilayah C5-7 semuanya ringan, dan mudah menguap, nafta jernih. Senyawaan tersebut digunakan sebagai pelarut, cairan pencuci kering (dry clean), dan produk cepat-kering lainnya. Rantai dari C6H14 sampai C12H26 dicampur bersama dan digunakan untuk bensin. Minyak tanah terbuat dari rantai di wilayah C10 sampai C15, diikuti oleh minyak diesel (C10 hingga C20) dan bahan bakar minyak yang digunakan dalam mesin kapal. Senyawaan dari minyak bumi ini semuanya dalam bentuk cair dalam suhu ruangan.

Minyak pelumas dan gemuk setengah-padat (termasuk Vaseline®) berada di antara C16 sampai ke C20.
Rantai di atas C20 berwujud padat, dimulai dari "lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal.
Titik pendidihan dalam tekanan atmosfer fraksi distilasi dalam derajat Celcius:
Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa minyak adalah zat abiotik, yang berarti zat ini tidak berasal dari fosil tetapi berasal dari zat anorganik yang dihasilkan secara alami dalam perut bumi. Namun, pandangan ini diragukan dalam lingkungan ilmiah.

Negara penghasil minyak bumi terbesar


(Diurutkan berdasar jumlah produksi tahun 2005) dan total produksi1nya dalam juta barrel per hari
(Diurutkan berdasar jumlah yang diekspor di 2005) dan total ekspor dalam juta barrel per hari
Catatan:
1 Total produksi termasuk minyak mentah, gas alam, kondesat dan cairan lainnya.
2 Amerika Serikat mengkonsumsi seluruh minyak yang diproduksinya.
3 Yang dicetak tebal adalah negara-negara anggota OPEC.
Sumber: Statistika Energi dari pemerintah ASBagaimana bahan bakar menghasilkan energi dan berapa besar energi yang dihasilkan?
Oleh : Ali Rinaldi , mahasiswa s-2 UKM Kimia Malaysia
Kehidupan kita sehari-hari tidak lepas dari kebutuhan akan bahan bakar. Bahan bakar merupakan senyawa kimia yang dapat menghasilkan energi melalui perubahan kimia. Contoh yang paling sederhana adalah makanan yang kita santap sehari-hari. Makanan yang sebagian besar terdiri dari karbohidrat diubah di dalam tubuh kita menjadi senyawa gula yang mampu menghasilkan energi.
Dari manakah datangnya energi tersebut atau bagaimana energi tersebut terbentuk? Mari kita bersama-sama meneliti lebih lanjut dari sudut pandang atom dan molekul. Suatu molekul terdiri dari beberapa atom yang berhubungan satu dengan yang lain dalam bentuk ikatan. Ikatan-ikatan tersebut bervariasi kekuatannya dan semakin kuat ikatan tersebut semakin besar energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan tersebut. Ketika suatu molekul terputus ikatannya oleh suatu energi ( misalkan panas atau enzim ), atom-atom tersebut akan bereaksi dengan atom-atom lainnya membentuk suatu ikatan baru yang menghasilkan energi. Jikalau ikatan baru yang dihasilkan jauh lebih stabil daripada ikatan semula, hasil reaksi ini akan menghasilkan energi yang dapat dikonsumsi ( misalkan panas ).
Mungkin pernyataan di atas masih membingungkan anda. Mari kita lihat contoh-contoh dibawah ini untuk mempermudah pengertian tentang apa itu energi .
Sebuah balon berisi gas H2 berada dalam keadaan stabil asalkan tidak bersentuhan dengan udara. Ikatan H-H yang dibentuk oleh senyawa H2 sangat kuat. Kita memerlukan energi sebesar 432 kJ untuk memutuskan satu mol gas H2 menjadi atom-atom H . Bagaimana kalau senyawa H2 kita reaksikan dengan gas O2 ? Akibat reaksi ini akan timbul percikan api dan ledakan yang sangat kuat. Ledakan itu merupakan hasil dari reaksi :
2H2 + O2 -> 2H2O
Dari pernyataan di atas energi kimia dari H2 didapat dari kereaktifannya dengan O2. Dari reaksi ini dua molekul air terbentuk, dimana setiap molekulnya terdiri dari sepasang ikatan O-H dan energi yang dihasilkan dari pembentukan ikatan O-H adalah lebih dari energi yang dibutuhkan untuk pemutusan satu molekul H2 dan satu molekul O2.
Tabel 1 menunjukkan pemakaian energi dari reaksi-reaksi diatas. Energi total yang dihasilkan dari reaksi eksotermik diatas adalah 482 kJ, suatu energi yang cukup besar untuk membuat ledakan.
Cara yang sama bisa dipergunakan untuk memperkirakan energi yang dilepaskan atau dihasilkan dari bahan bakar fosil (lihat tabel 1.4). Contohnya gas bumi yang sebagian besar merupakan metana, yang reaksinya dengan O2 adalah
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Jika kita totalkan semua energi ikatan dari produk dan mengurangkannya dengan total energi ikatan bahan asal, energi yang dilepas adalah 810 kJ (nilai-nilai ini tidak terlalu tepat, karena energi ikatan merupakan perkiraan rata-rata ikatan dari dua jenis atom, yang mungkin bervariasi dari satu molekul ke yang lain, tetapi variasi itu tidak menggangu dalam perbandingan yang dibuat dalam artikel ini)
Kita lihat bahwa energi yang dibebaskan dari reaksi pembakaran metana adalah lebih besar dari reaksi pembakaran H2. Hal ini bukan berarti bahwa metana terbakar lebih hebat dari H2 melainkan karena jumlah molekul oksigen yang terlibat dalam kedua reaksi itu adalah berbeda. Jika kita bandingkan energi yang dibebaskan dari reaksi pembakaran metana dan H2 per mol O2, energi pembakaran metana menjadi 405 kJ , lebih kecil sedikit dari pembakaran H2. Jadi reaksi satu molekul O2 dengan H2 adalah sedikit lebih hebat dibandingkan dengan metana.
Dalam perspektif yang lain, satu mol metana mempunyai kandungan energi yang lebih besar dalam reaksi pembakaran dengan oksigen daripada satu mol hidrogen, karena 1 mol metana bereaksi dengan 2 mol O2, sedangkan 1 mol hidrogen bereaksi dengan 0.5 mol hidrogen (lihat "per mol bahan bakar").
Karena satu mol gas (gas apapun) akan memenuhi ruangan dengan volume yang sama (pada suhu dan tekanan yang sama, ingat rumus gas ideal PV=nRT), 1 m3 metana akan mempunyai energi tiga kali lebih besar dari 1 m3 gas hidrogen.
Tetapi jika berat yang diutamakan, maka hidrogen akan lebih berenergi dari metana. Hidrogen mengandung 2 kali energi per gram lebih besar daripada energi per gram metana. Hal ini dikarenakan berat molekul hidrogen yang delapan kali lebih kecil dari metana. Sehingga dalam satu gram, hidrogen mempunyai jumlah mol yang lebih tinggi dibandingkan dengan metana (ingat rumus G = n x Mr). Inilah salah satu alasan mengapa roket menggunakan bahan bakar hidrogen cair. Semakin ringan bahan bakar per unit energi akan semakin lebih baik, karena berat bahan bakar roket berpengaruh dalam kinerja roket itu sendiri.
Dari penjelasan diatas kita bisa menganalisis kandungan energi dari bahan bakar fosil yang lain.
Tabel 1 menunjukkan gambaran skematis kandungan energi dari bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak bukan terdiri dari senyawa murni, tetapi campuran yang sebagian besar adalah hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu, reaksi yang tepat untuk pembakaran dari bahan bakar minyak adalah sebagai berikut:
2( -CH2-) + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O
Perhatikan : dalam reaksi pembakaran bahan bakar minyak ikatan C-C hanya dihitung sekali karena dalam (-CH2-) dihitung 2 x C-C.
Seperti yang disebut dalam tabel 1, diperkirakan reaksi tersebut menghasilkan energi sebesar 1220 kJ. Per mol oksigen, energi yang dibebaskan hanyalah 407 kJ, energi yang setara dengan energi yang dihasilkan metana. Per gram bahan bakar energi yang di bebaskan adalah 43.6 kJ , lebih sedikit dari metana. Hal ini disebabkan hidrokarbon jenuh (terutama rantai pendek) yang mempunyai perbandingan H/C lebih kecil dari 2/1 karena kumpulan metil di ujung rantai hidrokarbon. Selain itu, bahan bakar minyak mempunyai campuran senyawa aromatik yang mempunyai perbandingan H/C lebih besar dari 2/1. Sebagai contoh, minyak mentah mempunyai kandungan energi per gram sebesar 45.2 kJ (menghampiri dengan perhitungan dalam tabel 1 untuk bahan bakar minyak). Sedangkan minyak yang sudah diproses kandungan energi per gram nya meningkat ke 48.1 kJ (menandakan meningkatnya perbandingan H/C).
Metode energi ikatan dapat digunakan juga untuk perhitungan energi biomas, contohnya etanol:
C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O
Energi yang dilepaskan adalah 419 kJ per mol O2, sedikit lebih besar dari energi yang dilepaskan oleh bahan bakar fosil. Walaupun begitu, energi per gram etanol (27.3 kJ) jauh lebih kecil dari bahan bakar fosil. Alasannya ialah etanol mempunyai satu atom oksigen yang sudah dalam keadaan tereduksi, yang tidak mempunyai peranan dalam energi pembakaran dengan O2. Atom oksigen dalam etanol hanya menyumbang kepada berat total etanol (yang jelas lebih tinggi dibandingkan dengan etana). Walaupun berat jenis etanol (0.79 gr/cc) adalah 12 % lebih tinggi daripada berat jenis bahan bakar minyak (0.70 gr/cc), tetapi konsentrasi kandungan energi dalam bahan bakar minyak adalah lebih tinggi dibandingkan dengan etanol untuk volume yang sama (artinya mobil bisa berjalan lebih jauh dengan menggunakan 1L bahan bakar minyak dibandingkan etanol).
Akhirnya, kita akan menggunakan perhitungan energi ikatan untuk memperkirakan energi yang dihasilkan dari pembakaran karbohidrat.
-CHOH- + O2 ->CO2 + H2O
Energi per gram dari pembakaran karbohirat hanya 1/3 dari energi pembakaran hidrokarbon. Hal ini adalah fakta yang sangat sesuai dalam ilmu gizi, dimana lemak (yang sebagian besar komposisinya adalah hidrokarbon) mempunyai kalori yang lebih tinggi per gram daripada karbohidrat.

Barrel minyak


Barrel (disingkat bbl) adalah nama untuk salah satu satuan volume:
  • Barrel Minyak: 42 US gallon, 158.9873 liter,[1] atau 34.97231575 Imperial (UK) gallon.
  • UK beer barrel (UK barrel bir): 36 UK gallon (163.7 liter).
  • US beer barrel (US barrel bir): 31 U.S. gallon (117.3 liter), berdasarkan definisi hukum pajak.
  • US non-beer liquid barrel (US barrel cairan non-bir): 31.5 U.S. gallons (119.2 liter), atau setengah hogshead.
  • US dry barrel (barrel kering): 105 quart kering (115.6 liter)

Unit ini terutama digunakan di Amerika Utara untuk minyak bumi atau produk petroleum yang lain. Di tempat lain, minyak diukur menggunakan meter kubik (m³) dan terkadang dalam ton (t). Gas alam diukur dalam satuan yang lain.
Ukuran ini bermula pada masa awal ladang minyak Pennsylvania. Pada awal 1860-an, ketika minyak bumi pertama kali diproduksi, belum terdapat standar kontainer (wadah) untuk minyak tersebut, sehingga minyak dan produk petroleum disimpan dan ditransportasikan dalam barel (tong) yang berbeda-beda bentuk dan ukurannya (barel untuk bir, ikan, molase, turpentine, dll). Terdapat dua ukuran yang umum digunakan yaitu barel 42 US gallon (didasarkan pada ukuran lama anggur Inggris, tierce), dan 40 US gallon atau 151,4 liter (menggunakan barel wiski). Barel 40 gallon merupakan barel yang umum digunakan pada mulanya, tetapi perusahaan-perusahaan terkadang tidak mengisinya penuh.
Akan tetapi, Standard Oil Company, sebuah perusahaan minyak besar di masa awal produksi minyak Amerika Serikat mengirimkan minyak dalam barel yang selalu tepat berisi 42 US gallons. Para pelanggan kemudian menolak untuk menerima segala sesuatu yang berisi kurang dari itu sehingga pada tahun 1866, barrel minyak distandarkan pada 42 US gallons. Ada yang menganggap bahwa disebabkan barel Standard Oil dicat biru maka barel disingkat menjadi bbl (blue barrel / barel biru). Hal ini masih menjadi perdebatan hingga sekarang.
Monopoli Standard Oil kemudian dipecah menjadi 34 perusahaan berbeda tahun 1911. Minyak tidak dikirim lagi dalam barel dalam waktu lama[2] tetapi "blue barrel" tetap menjadi standar pengukuran dan harga minyak bumi di Amerika Serikat hingga saat ini.

Daftar perusahaan minyak bumi


Daftar dari perusahaan petroleum terbesar selalu diasosiasikan dengan perusahaan milik negara (BUMN) yang operasinya berbeda dengan perusahaan swasta. Ini merupakan daftar perusahaan minyak dengan jumlah produksinya dalam juta barrel pada tahun 1998[1]

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar