SELUK BELUK BIOSTRATIGRAFI DAN UMUR GEOLOGI

Stratigrafi adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari tentang perlapisan batuan, termasuk didalamnya adalah cara terjadinya (genesa), diskripsi dan aplikasinya dalam geologi dan ilmu teknik yang lain. Berdasarkan atas parameter pembentuknya stratigrafi dibagi menjadi: (1). Lithostratigrafi, (2). Biostratigrafi, (3). Geochronologi  dan, (4). Chronostraigrafi. Geochronologi dan chronostratigrafi  lebih bersifat ilmu murni dengan ruang lingkup regional, sedang lithostratigrafi dan biostratigrafi lebih bersifat lilmu praktis dan bersifat lokal. Secara singkat lithostratigrafi adalah stratigrafi yang penyusunannya di dasarkan atas variasi lithologi, sedang biostratigrafi disusun berdasarkan atas variasi kandungan fosil yang ada pada lapisan batuan tersebut.

LITHOSTRATIGRAFI

litostatigrafi

Lithostratigrafi adalah stratigrafi yang disusun berdasarkan atas variasi lithologi. Dengan demikian maka anda akan selalu berhadapan dengan terminology yang berkaitan dengan batuan sedimen. Walaupun demikian karena stratigrafi suatu daerah tidak hanya melibatkan batuan sedimen, namun:

·         juga dapat merupakan kombinasi antara batuan sedimen dan batuan metamorf,

·         batuan sedimen dan batuan beku,

·         batuan sedimen dengan batuan beku dan batuan metamorf

·         batuan beku dengan batuan metamorf.

Dalam  aplikasinya, lithostraigrafi dipakai sebagai dasar untuk membuat peta geologi suatu daerah. Timbul pertanyaan, mengapa lithostratigrafi yang dimanfaatkan, dan bagaimana dengan biostratigrafi ?

Uraian berikut akan menjawab pertanyaan tersebut, mengapa lithostratigrafi dipakai sebagai dasar untuk menyusun peta geologi. Dasar-dasar tersebut antara lain:

·         Terjadinya batuan baik itu batuan beku, batuan sedimen maupun batuan metamorf  cara terjadinya (genesanya) di seluruh dunia adalah sama. Dengan demikian sifat fisiknya  antara lain jenis batuan,  ukuran butir, warna dan komposisi mineralogidan kimia bersifat universal.

·         Batuan baik itu batuan beku, batuan sedimen maupun batuan metamorf mempunyai pelaparan secara lateral maupun secara vertikal. Dengan demikian dengan dasar lithologi anda dapat menggambarkan pelamparan batuan secara lateral dan dapat juga diketahui (secara tidak langsung) ketebalan dari batuan yang bersangkutan (dengan membuat sayatan geologi ataupun dengan melakukan pemboran).

·         Variasi lithologi mudah dikenal dilapangan tanpa memanfaatkan alat bantu mikroskop, sehingga pekerjaannya akan menjadi lebih sederhana.

·         Dengan mengenal macam lithologi, akan menjadi mudah untuk mengetahui potensi sumberdaya  alam yang ada ditempat tersebut. Potensi sumber daya alam dapat meliputi potensi air tanah, potensi bahan galian yang meliputi bahan galian padat, bahan galian gas ataupun bahan galian yang berbentuk cair.

·         Perlapisan batuan sedimen lebih sering tampak nyata adanya perlapisan. Dengan adanya perlapisan tersebut dapat diketahui kemungkinan terjadinya  struktur perlipatan maupun struktur  patahan.

·         Batuan mempunyai sifat fisik yang terkhususkan.

o  Sifat fisik batuan dapat juga diketahui dengan memperhatikan sifat rambatan gelombang (dengan geofisika seismik maupun geolistrik),

o   Sifat kemagnitan batuan ( geomagnit),

o   Berdasarkan atas variasi  sifat dari berat jenis mineral penyusunnya (gravity).

Bagaimana dengan biostratigrafi ?. Sebelum membahas tentang biostratigrafi akan lebih baik apabila anda mengingat kembali tentang:

·         Berbagai macam fosil berdasarkan atas taksonominya (klasifikasi kehidupan)

·         Berbagai macam fosil berdasarkan atas ukurannya (fosil mikro dan fosil makro)

·         Berbagai fosil berdasarkan atas pemanfaatannya  antara lain fosil indeks untuk umur,  fosil indeks untuk kedalaman (fosil bathymetri),  fosil indeks untuk iklim, fosil indeks untuk lingkungan (marine, terestris, lagoon, open sea),  fosil horizon

UMUR GEOLOGI

Time Scale

Dalam ilmu geologi dikenal umur relatif dan umur absolute. Umur relatif ditentukan berdasarkan  atas fosil indeks untuk umur yang ditunjukkan dengan umur dalam skala waktu geologi.

Timbul pertanyaan: apa itu umur absolute dan bagaimana caranya menentukan umur absolute suatu lapisan batuan

Bila umur geologi  relatif itu ditunjukkan oleh fosil indeks umur dan ditransformasikan pada waktu geologi, maka umur absolute dinyakatan dengan hitungan angka. Cara menentukan umur absolute suatu fosil dengan mengukur sifat radioaktivitas unsur yang ada dalam fosil itu sendiri atau dengan mengukur radioaktivitas mineral yang ada disekitarnya. Metode penentuan umur absolute ini dikenal dengan nama lain yaitu: Metode pertanggalan Radioaktif. Metode ini perhitungannya berdasarkan atas:

(1). Teori peluruhan zat radioaktif yang mengikuti persamaan de Alembert atau dikenal dengan istilah carbon dating. Dalam hal ini dipergunaan unsure C¹⁴ yang terdapat pada fosil atau pada batuan yang mengandung fosil tersebut. Teori pertanggalan ini berdasarkan aktivitas C¹⁴ yang masih terdapat pada material kuno yang akan dicari umurnya. Benda (material) kuno yang akan dicari umurnya, bisa berupa tulang, kayu sisa bangunan, tanaman, binatang dan alat-alat yang dipakai manusia (terutama dari kayu). Teori pertanggalan radiocarbon (C¹⁴) berkembang sekitar tahun 1950 oleh JW.Libby yang merupakan kelanjutan dari yang ia rintis sejak tahun 1930. Perhitungan umurnya mengikuti persamaan D’Alembert sebagai berikut:

A=A_oe^-ct

Dengan notasi bahwa: A=aktivitas kandungan zat radioaktif C¹⁴  pada saat ditemukan; A_o =aktivitas kandungan zat radioaktif C¹⁴ mula-mula; dan t= umur benda (material) yang dicari.

Dipilih C¹⁴  sebagai dasar pertanggalan  karena C¹⁴, walaupun termasuk golongan radiasi primordial, namun C¹⁴ berasal dari radinuklida kosmogenis yang jatuh ke bumi berdasarkan reaksi inti:

N¹⁴ + n¹ à C¹⁴ + p¹

Carbon C¹⁴ setelah sampai di atmosfer bumi akan bereaksi dengan oksigen menjadi carbondioksida (CO₂). Selanjutnya carbondioksida melalui proses fotosintesis pada tanaman akan menjadi karbohidrat. Jadi tanaman akan selalu mengandung karbohidrat yang mengandung C¹⁴. Mekanisme reaksi yang terjadi adalah”

C¹⁴  + O₂ à C¹⁴O₂

Melalui fotosintesa dengan bantuan khlorofil daun akan terbentuk karbohidrat (glukosa). Reaksinya adalah sebagai berikut:

6C¹⁴O₂ + 6H₂O + energy matahari à C¹⁴₆H₁₂O₆  + 6 H₂O

Melalui makanan C¹⁴₆H₁₂O₆ (yang merupakan karbohidrat) yang ada C¹⁴ nya akan masuk ke dalam tubuh manusia atau hewan, sehingga secara internal manusia, hewan (hewan darat, hewan laut) dan tanaman selalu akan mengandung C¹⁴. Manusia dan hewan selama masih hidup akan selalu makan karbohidrat berarti juga selalu akan mengkonsumsi C¹⁴. Setelah manusia dan hewan mati (dan juga tanaman), C¹⁴ yang terkandung di tubuh manusia dan hewan (dan juga tanaman) akan meluruh dengan waktu paro 5730 tahun. Apabila pada  suatu saat jasad manusia atau hewan (dan juga tanaman) yang membentuk fosil, maka lama waktu fosil terpendam (sejak mati hingga ditemukan) dapat dihitung berdasarkan persamaan:

A =A_oe^-ct

e^-ct = A/A_o

e^ct = A_o/A sehingga didapat t=1/c ln (A_o/A)

dengan catatan:

A =aktivitas C¹⁴ saat ditemukan

A_o =aktivitas C¹⁴ semula (pada waktu masih hidup)

C= konstanta peluruhan C¹⁴ + 0,693/t ½ =0,693/5730 = 12,o9.10^-5 tahun^-1

t = waktu (lama terpendam) yang dicari

Untuk memudahkan perhitungan aktivitas C¹⁴ dihitung dalam disintegrasi per menit per gram carbon. Dari hasil analisis beberapa tanaman yang masih hidup dan bagian tubuh (jaringan) hewan/manusia yang masih hidup, diperoleh harga A_o atau harga C¹⁴ yang ada per gram carbon sebesar = 13,56 + (kurang lebih 0,07 dpm. Dengan demikian harga t (umur benda kuno/fosil) sama dengan:

t= (1+c) ln (A_o/A)

t=[1/ (12,09.10^-5)] ln (13,56/A) tahun

t= (19,03x10³) log (13,56/A) tahun

Bila sampel benda/fosil kemudian dicuplik dan dianalisis untuk mengetahui A-nya. Setelah  A-nya diketahui, maka umur fosil tersebut segera bisa dihitung berdasarkan persamaan di atas.

(2). Teori pertumbuhan dan pernbandingan radionuklida dalam batuan atau mineral. Teori pertanggalan terdiri atas beberapa metode, yaitu:

a.      Pertanggalan dengan metode K-A

b.      Pertanggalan dengan metode perbandingan Ar⁴⁰/Ar³⁹

c.       Pertanggalan dengan metode RB-Sr

d.      Pertanggalan dengan metode Sm-Nd

e.      Pertanggalan dengan metode Lu-Hf

f.        Pertanggalan dengan metode Re-Os

g.      Pertanggalan dengan metode K-Ca

h.      Pertanggalan dengan metode U, Th-Pb

i.        Pertanggalan dengan metode Fission track

j.        Pertanggalan dengan metode deret U

Dengan cara tersebut diatas maka umur absolute semua fosil dapat dihitung. Nomor absolute fosil (indeks) tersebut kemudian ditransformasikan ke umur geologi secara relatif (lihat skala waktu geologi),  dan terketahui umur dari fosil indeks

Timbul pertanyaan: adalah syarat tertentu yang mencirikan fosil indeks itu ?

Syarat fosil indeks adalah:

·         Mempunyai penyebaran vertikal (dalam skala waktu geologi) pendek, serta mempunyai penyebaran lateral secara luas.

·         Mudah dikenal dan  ditemukan dalam jumlah banyak.

·         Untuk dapat menyebut nama fosil indeks hingga pada taksonomi terkecil (genus atau species/subspecies) fosil harus dijumpai dalam keadaan lengkap (dapat diidentifikasi). Makin rendah tingkatan nama fosil, makin singkat umur geologi fosil yang bersangkutan. Oleh sebab kemampuan melakukan determinasi fosil sangat  diperlukan.

Timbul pertanyaan :

Pada batuan  sedimen jenis yang mana kemungkinan dijumpai fosil ?

Bagaimana dengan pada batuan metamorf ?

Bagaimana dengan pada batuan beku ?

Bagaimana dengan pada batuan pyroklastik berbutir halus ?