TUGAS

FISIKA BUMI DAN ANTARIKSA

AKKC 454

LITOSFER

TUJUAN PEMBELAJARAN 1

DOSEN PEMBIMBING

Syubhan Annur, M.Pd

DISUSUN OLEH

Kelompok 1

Andrianur (A1C412001)

Bastomi Saputra (A1C412003)

Dian Novita (A1C412207)

Fitria Hayuni (A1C412045)

Ida Ariyani (A1C412075)

Imam Nor Ihsan (A1C412031)

Khairun Nisa (A1C412047)

Nurul Huda Ariyanti (A1C412063)

Oki Widodo (A1C412097)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBANJARMASIN

2014

Tujuan pembelajaran:

Menjelaskan perbedaan proses terjadinya batuan beku, batuan sedimen, batuan malihan.

1. Jelaskan konsep-konsep fisika yang ada pada tujuan pembelajaran yang didiskusikan!

Jawab :

Magma adalah larutan silikat yang cair dan pijar yang terdapat di dalam bumi.

Semakin dalam keberadaan magma di dalam bumi, suhu dan tekanan semakin

tinggi.

Konsep Suhu:

Arus Konveksi

Konveksi adalah proses perpindahan kalor dengan disertainya

perpindahan partikel. Konveksi ini terjadi umumnya pada zat fluid (zat yang

mengalir) seperti air dan udara. Konveksi dapat terjadi secara alami ataupun

dipaksa.

Pada magma yang berada di dalam bumi, konveksi terjadi secara alami.

Seperti halnya air yang sedang di rebus, magma di dalam bumi selalu

bergejolak, bagian yang paling panas mengalir ke bagian yang lebih rendah

suhunya. Fenomena inilah yang disebut sebagai arus konveksi (Lihat Gambar di

bawah ini).

Air merupakan zatcair yang terdiri dari partikel-partikel penyusun air.

Saat memasak air dalam panci, api memberikan energi kepada panci dalam hal

ini termasuk proses konduksi.

Kemudian panas yang diperoleh panci kemudian dialirkan pada air.

partikel air paling bawah yang pertama kali terkena panas kemudian lama

kelamaan akan memiliki  massa jenis yang lebih kecil karena sebagian berubah

menjadi uap air.

Sehingga saat massa jenisnya lebih kecil partikel tersebut akan

berpindah posisi naik ke permukaan. Air yang masih diatas permukaan

kemudian turun ke bawah menggantikan posisi partikel yang tadi. begitulah

seterusnya hingga mendidih dan menguap seperti tampak pada gambar di bawah

ini:

Jadi, seperti halnya analogi merebus air tersebut, semakin dalam letak magma

dari permukaan bumi, maka semakin besar suhunya (semakin panas).

Besarnya energi konveksi atau bisa disebut laju konveksi magma dapat

ditentukan oleh persamaan berikut:

Keterangan:

Q = kalor (joule)

h = koefisien konveksi

t = waktu (s)

A = luas penampang (m persegi)

 

Konsep Tekanan:

Hubungan antara tekanan magma terhadap ketinggiannya di dalam bumi:

Po = tekanan mutlak

P = tekanan pada ketinggian y

b = 0,116 km-1 (konstanta)

y = ketinggian

Jadi, berdasarkan analogi persamaan tersebut dapat disimpulkan bahwa

semakin dalam magma di dalam bumi (ketinggian semakin rendah), tekanannya

akan semakin besar. Sebalinya, semakin dekat dengan permukaan bumi

(ketinggian semakin tinggi), tekanannya akan semakin kecil.

1) Batuan Beku

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma pijar yang membeku

menjadi padat.

Konsep Fisika Membeku (pembekuan):

Dalam proses pembentukan batuan beku, magma pijar (cair) mengalami

proses membeku, yaitu perubahan wujud zat cair menjadi zat padat.

Adapun kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud magma (cair)

menjadi batuan beku (padat) sebesar:

Q = m L

Q = banyaknya kalor yang diperlukan oleh zat bermassa m (kg) untuk

membeku (Joule)

m = massa zat (kg)

L = banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat cair

menjadi zat padat (Kalor laten Beku) (J/kg)

Berdasarkan tempat terbentuknya magma beku, batuan beku dibagi menjadi

tiga macam, yaitu batuan beku dalam (Plutonik/Abisik), batuan beku

gan/korok, batuan beku luar.

Konsep Fisika pengelompokkan batuan beku berdasarkan tempat

terbentuknya:

Sebelumnya sudah dibahas mengenai hubungan antara suhu magma

 

dengan letak (kedalaman) magma dari permukaan bumi yang mana

menyatakan bahwa semakin dalam letak magma dari permukaan bumi,

maka semakin besar suhunya (semakin panas).

a. Batuan Beku Dalam (Plutonik/Abisik)

Batuan beku dalam terjadi dari pembekuan magma yang berlangsung

perlahan-lahan ketika masih berada jauh di dalam kulit.

b. Batuan Beku Gang/Korok

Batuan beku korok terjadi dari magma yang membeku di lorong

antara dapur magma dan permukaan bumi.

c. Batuan Beku Luar

Batuan beku luar terjadi dari magma yang keluar dari dapur magma

membeku di pemukaan bumi.

Pada saat masih di tempat yang sangat dalam di dalam kulit bumi,

magma akan membeku dengan lambat karena proses pendinginanya juga

lambat, yang mana disebabkan karena berada jauh dari permukaan

bumi di dalam kulit bumi (suhunya tinggi). Semakin dekat ke

permukaan bumi pembekuan magma akan berlangsug semakin cepat,

ketika di permukaan bumi maka tentunya pembekuan berlangsung

sangat cepat (suhunya rendah). Cepat lambatnya pembekuan magma

berpengaruh pada tekstur batuan beku yang terbentuk. Magma yang

membeku dengan sangat lambat akan membentuk batuan dengan ukuran

kristal penyusunya yang besar-besar. Sebaliknya jika magma membeku

degan cepat maka kristal yang terbentuk akan berukuran kecil dan

sangat kecil sampai tidak berbentuk jika pembekuanya sangat cepat.

 

2) Batuan Sedimen (Sedimentary Rock)

Batuan Sedimen merupakan batuan mineral yang telah terbentuk dipermukaan

bumi yang mengalami pelapukan. Bagian-Bagian yang lepas dari hasil

pelapukan tersebut terlepas dan ditransportasikan oleh aliran air, angin,

maupun oleh gletser yang kemudian terendapkan atau tersedimentasi dan

terjadilah proses diagenesis yang menyebabkan endapan tersebut mengeras

dan menjadi batuan sedimen.

Konsep Fisika - Pelapukan Mekanik (Fisis):

Penyebab terjadinya pelapukan mekanik yaitu:

a. Adanya perbedaan temperatur yang tinggi (insolasi)

Pelapukan ini terutama terjadi di daerah yang beriklim kontinental atau

beriklim gurun. Pada siang hari bersuhu panas maka batuan menjadi

mengembang, pada malam hari saat udara menjadi dingin, batuan

mengerut, hal ini dapat mengakibatkan batuan pecah atau retak-retak.

∆𝑉= 𝑉𝑜 𝛾 ∆𝑇

𝑉= 𝑉𝑂+ ∆𝑉= 𝑉𝑂(1+ 𝛾∆𝑡)

∆𝑉≈ ∆𝑇

Suhu (T) pada siang hari lebih tinggi dibandingkan suhu (T) pada

malam hari, karena suhu berbanding lurus dengan volume, maka

semakin besar suhunya, tekanannya juga semakin besar. Jadi, pada

siang hari, tekanan di dalam batu lebih besar dibandingkan pada

malam hari. Perbedaan suhu yang tinggi dapat menghancurkan

bebatuan. Suhu yang tinggi menyebabkan bebatuan memuai. Dan

ketika tiba-tiba suhu turun, batuan akan mengkerut. Apabila hal itu

terjadi secara terus menerus dapat mengakibatkan batuan menjadi

retak-retak dan akhirnya pecah atau hancur. Perbedaan suhu yang

tinggi biasanya terjadi di daerah gurun

b. Adapun pembekuan air di dalam batuan.

Pembekuan air dalam bebatuan dapat terjadi di daerah yang beriklim

sedang atau bersalju. Pada musim panas, air mengalir masuk kedalam

bebatuan dan terperangkap. Lalu pada musim dingin, air yang

terperangkap dalam bebatuan menjadibeku. Karena berbentuk es maka

volume air menjadi besar, akibatnya betuan akan menjadi pecah

karena terdesak oleh es yang ada di dalam pori-porinya. Pelapukan

jenis  ini banyak terjadi di daerah Alpina.

.

 

Ketika air berubah menjadi es, maka volume air menjadi lebih besar,

dalam hal ini air mengalami muai volume dengan pertambahan

volume sebesar:

∆𝑉= 𝑉𝑜 𝛾 ∆𝑇

∆𝑉≈ ∆𝑇

ΔV = pertambahan volume (m3)

Vo = volume awal (m3)

γ = koefisien muai volume (/oC)

ΔT = perubahan suhu (oC)

d. Berubahnya air garam menjadi kristal.

Pembetukan kristal garam dapat terjadi di dalam bebatuan diderah

yang airtanahnya banyak mengandung garam mineral. Air garam yang

masuk kedalam pori-pori bebatuan pada siang hari akan mengalami

penguapan dan menyisakan garam yang membentuk kristal. Oleh

karena kristal garam sangat tajam maka pertumbuhan kristal garam

menghasilkan tekanan yang kuat. Sebagai hasilnya, batuan yang sangat

keras pun dapat hancur dan menjadi pasir. Relung-relung dan gua

dangkal di dekat alas batu karang pasir dihasilkan oleh proses

ini.Kristal garam ini tajam sekali dan dapat merusak batuan

pegunungan di sekitarnya, terutama batuan karang di daerah pantai.

Menguap adalah perubahan wujud zat cair menjadi uap (gas), adapun

besar kalor yang diperlukan untuk mendidihkan zat yang bermassa m

kg adalah

𝑄= 𝑚 𝐿𝑣

Q = banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguap (J)

m = massa zat (kg)

Lv = kalor laten uap (J/Kg)

3) Batuan Malihan

Batuan Malihan adalah batuan yang telah mengalami perubahan, baik secara

fisik maupun kimiawi, sehingga berbeda dari bahan induknya terbentuk

karena terjadinya penambahan suhu atau penambahan tekanan yang tinggi

dan terjadi secara bersamaan pada batuan sedimen

 

2. Jelaskan ayat-ayat Al-Qur’an yang berhubungan dengan tujuan pembelajaran yang didiskusikan !

Jawab :

QS. At Thalaq ayat 12

“Allah-lah yang menciptakan tujuh langit dan seperti itu pula bumi. Perintah Allah

berlaku padanya, agar kamu mengetahui bahwasanya Allah Maha Kuasa atas

segala sesuatu, dan sesungguhnya Allah ilmu- Nya benar-benar meliputi segala

sesuatu”.

QS. Al-Naml ayat 61

“Atau siapakah yang telah menjadikan bumi sebagai tempat berdiam, dan yang

menjadikan sungai-sungai di celah-celahnya, dan yang menjadikan gunung-gunung

untuk (mengkokohkan)nya dan menjadikan suatu pemisah antara dua laut? Apakah

disamping Allah ada tuhan (yang lain)? Bahkan (sebenarnya) kebanyakan dari

mereka tidak mengetahui”.

QS. Al-Nazi’at ayat 30-33

“Dan bumi sesudah itu dihamparkan-Nya, Ia memancarkan daripadanya mata

airnya, dan (menumbuhkan) tumbuh-tumbuhannya, Dan gunung-gunung

dipancangkan-Nya dengan teguh, (semua itu) untuk kesenanganmu dan untuk

binatang-binatang ternakmu”.

QS. Al-Nahl ayat 15

“Dan Dia menancapkan gunung-gunung di bumi supaya bumi itu tidak goncang

bersama kamu, (dan Dia menciptakan) sungai-sungai dan jalan-jalan agar kamu

mendapat petunjuk”.

QS. Nuh ayat 19-20

“Dan Allah menjadikan bumi untukmu sebagai hamparan, supaya kamu menjalani

jalan-jalan yang luas di bumi itu”.

QS. Al-Ghasyiyah : 19-20

Dan gunung-gunung bagaimana ia ditegakkan? Dan bumi bagaimana ia

dihamparkan?.

QS. Faatir ayat 65

“Tidakkah engkau melihat bahwa Allah menurunkan air dari langit lalu dengan air

itu Kami hasilkan buah-buahan yang beraneka macam jenisnya. Dan diantara

gunung-gunung itu ada garis-garis putih dan merah yang beraneka macam

warnanya dan ada pula yang hitam pekat”.

QS. Luqman ayat 10

“Dia menciptakan langit tanpa tiang yang kamu melihatnya dan Dia meletakkan

gunung-gunung (di permukaan) bumi supaya bumi itu tidak menggoyangkan kamu;

dan memperkembang biakkan padanya segala macam jenis binatang. Dan Kami

turunkan air hujan dari langit, lalu Kami tumbuhkan padanya segala macam

tumbuh-tumbuhan yang baik”.

QS. Al-Jatsiyah ayat 13

“Dan Dia telah menundukkan untukmu apa yang di langit dan apa yang di bumi

semuanya, (sebagai rahmat) daripada-Nya. Sesungguhnya pada yang demikian itu

benar-benar terdapat tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang berfikir.”

QS. Ar-Ra’d ayat 3

“Dan Dia-lah Tuhan yang membentangkan bumi dan menjadikan gunung-gunung

dan sungai-sungai padanya. Dan menjadikan padanya semua buah-buahan

berpasang-pasangan, Allah menutupkan malam kepada siang. Sesungguhnya pada

yang demikian itu terdapat tanda-tanda (kebesaran Allah) bagi kaum yang

memikirkan”

QS. An-Naba’ ayat 6-8

“Bukankah Kami telah menjadikan bumi itu sebagai hamparan?, dan gunung-

gunung sebagai pasak?, dan Kami jadikan kamu berpasang-pasangan.”

QS. Al-Anbiya’ ayat 31

Dan telah Kami jadikan di bumi ini gunung-gunung yang kokoh supaya bumi itu

(tidak) goncang bersama mereka, dan telah Kami jadikan (pula) di bumi itu jalan-

jalan yang luas, agar mereka mendapat petunjuk.

QS. An-Naml ayat 88

Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di tempatnya, padahal ia

berjalan sebagai jalannya awan. (Begitulah) perbuatan Allah yang membuat dengan

kokoh tiap-tiap sesuatu; sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu

kerjakan.

QS. Luqman ayat 10

Dia menciptakan langit tanpa tiang yang kamu melihatnya dan Dia meletakkan

gunung-gunung (di permukaan) bumi supaya bumi itu tidak menggoyangkan kamu;

dan memperkembang biakkan padanya segala macam jenis binatang. Dan Kami

turunkan air hujan dari langit, lalu Kami tumbuhkan padanya segala macam

tumbuh-tumbuhan yang baik.

QS. An-Nazi’at ayat 32

Dan gunung-gunung dipancangkan-Nya dengan teguh.

QS. Al-Zalzalah ayat 1-2

Apabila bumi diguncangkan dengan guncangannya (yang dahsyat), dan bumi telah

mengeluarkan beban-beban berat (yang dikandung) nya.

3. Bagaimana proses terbentuknya batuan beku, sedimen, dan malihan? Jelaskan!

A

Jawab :

A. Batuan Penyusun Litosfer

Litosfer tersusun dari tiga macam batuan, yaitu Batuan Beku (Igneous

Rock), Batuan Sedimen (Sedimentary Rock), Batu Malihan (Metamorf). Proses

terbentunknya ketiga macam batuan tersebut berbeda-beda. Induk dari ketiga

macam batuan tersebut adalah magma. Magma adalah larutan silikat yang cair

dan pijar yang terdapat di dalam bumi.

1) Batuan Beku

Batuan Beku adalah batuan yang terbentuk dari magma pijar yang membeku

menjadi padat, dengan sekitar 80% material batuan yang menyusun batuan

kerak bumi adalah batuan beku. Berdasarkan tempat terbentuknya magma

beku, batuan beku dibagi menjadi tiga macam, yaitu:

a. Batuan Beku Dalam (Plutonik/Abisik)

Batuan Beku dalam terjadi dari pembekuan magma yang berlangsung

perlahan-lahan ketika masih berada jauh di dalam kulit bumi. Contoh

batuan beku dalam adalah granit, diotit, dan gabbro.

b. Batuan Beku Gang/Korok

Batuan beku korok terjadi dari magma yang membeku di lorong antara

dapur magma dan permukaan bumi. Magma yang meresap di antara

lapisan-lapisan litosfer mengalami proses pembekuan yang berlangsung

lebih cepat, sehingga kristal mineral yang terbentuk tidak semua besar.

Campuran Kristal mineral yang besarnya tidak sama merupakan ciri

batuan beku korok.

c. Batuan Beku Luar

Batuan beku luar terjadi dari magma yang keluar dari dapur magma

membeku di permukaan bumi (seperti magma hasil letusan gunung

berapi). Contoh batuan beku luar adalah basalt, diorite, andesit, obsidian,

scoria, batuan apung (bumice).

Berdasarkan mineral penyusunnya, batuan beku dibagi 2, yaitu:

a. Batuan beku mineral ringan, tersusun atas mineral-mineral ringan

berwarna terang, mudah pecah, dan banyak mengandung silikat sehingga

bersifat asam.

b. Batuan beku mineral berat, tersusun atas mineral-mineral berat yang

berwarna gelap, sukar pecah, dan kandungan silikatnya sedikit sehingga

sifatnya basa.

2) Batuan Sedimen

Batuan Sedimen merupakan batuan mineral yang telah terbentuk

dipermukaan bumi yang mengalami pelapukan. Bagian-Bagian yang lepas

dari hasil pelapukan tersebut terlepas dan ditransportasikan oleh aliran air,

angina, maupun oleh gletser yang kemudian terendapkan atau tersedimentasi

dan terjadilah proses diagenesis yang menyebabkan endapan tersebut

mengeras dan menjadi batuan sedimen.

Berdasarkan tenaga yang mengendapkan, batuan sedimen dibagi

menjadi 3, yaitu:

a. Batuan sedimen akuatis: berasal dari pengendapan butir-butir batuan oleh

air, sungai, danau, atau air hujan.

b. Batuan sedimen aeolis (aeris): berasal dari pengendapan butir-butir

batuan oleh angina.

c. Batuan sedimen glasial: berasal dari pengendapan butir-butir batuan oleh

angin.

Berdasarkan tempat pengendapannya, batuan sedimen dibagi 5, yaitu:

a. Batuan sedimen teristris: diendapkan di darat.

b. Batuan sedimen marine: diendapkan di laut.

c. Batuan sedimen limnis: diendapkan di danau.

d. Batuan sedimen fluvial: diendapkan di sungai.

e. Batuan sedimen glasial: diendapkan di daerah es/gletser.

Berdasarkan cara pengendapannya, batuan sedimen dibagi menjadi 3, yaitu

a. Batuan sedimen mekanis: diendapkan secara mekanik tanpa mengubah

susunan kimianya. Contohnya batu pasir, tanah liat, konglomerat, breksi.

b. Batuan Sedimen kimiawi: diendapkan secara kimiawi, artinya terjadi

perubahan struktur kimia. Contohnya batu kapur, gipsum, gamping.

c. Batuan Sedimen organis: diendapkan lewat kegiatan organik (makhluk

hidup). Contohnya: terumbu karang.

3) Batuan Malihan (Metamorf)

Batuan Malihan adalah batuan yang telah mengalami perubahan, baik

secara fisik maupun kimiawi, sehingga berbeda dari batuan induknya

terbentuk karena terjadinya penambahan suhu dan penambahan tekanan yang

tinggi dan terjadi secara bersamaan pada batuan sedimen. Berdasarkan faktor-

faktor yang mempengaruhi perubahannya batuan metamorf dapat dibagi

menjadi 3, yaitu:

a. Batuan metamorf kontak (metamorf termal): berubah karena pengaruh

suhu tinggi. Suhu tinggi karena letaknya dekat magma, atau ada di sekitar

batuan intrusi. Contohnya: batolit, lakolit, sill. Pada zona ini banyak

ditemukan mineral-mineral bahan galian yang letaknya relative teratur,

contohnya besi, timah, seng yang dihasilkan dari limestone dan

calcareous shale.

b. Batuan metamorf dinamo (metamorf kinetis): berubah karena tekanan

yang tinggi, dalam waktu yang lama, dan dihasilkan proses pembentukan

kulit bumi oleh tenaga endogen. Adanya tekanan dari arah berlawanan

menyebabkan butir-butir mineral menjadi pipih dan ada yang mengkristal

kembali. Contohnya batu lumpur menjadi batu tulis (slate)

c. Batuan metamorf pneumatolitis kontak: berubah karena pengaruh gas-gas

dari magma. Contohnya kuarsa dan gas borium berubah menjadi turmalin,

dengan gas florin menjadi topas (permata kuning).

4. Apa saja manfaat yang didapatkan dari tujuan pembelajaran yang didiskusikan? Berikan

komentar!

.Jawab :

Manfaat yang kita dapatkan dari tujuan pembelajaran tersebut yaitu kita

dapat mengetahui dan memahami bagaimana struktur geologi dan konsep-konsep

fisika dalam proses terbentuknya batuan. Kita juga dapat mengetahui

pengelompokkan dari jenis-jenis batuan beku, batuan sedimen, dan batuan malihan

berdasarkan karakteristiknya masing-masing. Selain itu, kita tidak hanya mengetahui

dan memahami bagaimana proses terbentuknya batuan secara geofisika saja, tetapi

juga dapat mengetahui beberapa ayat-ayat Al-qur’an yang berhubungan dengan

tujuan pembelajaran tersebut, yaitu menjelaskan perbedaan proses terjadinya batuan

beku, batuan sedimen, batuan malihan.