Struktur Internal Bumi

 

     Bumi terdiri dari empat lapisan konsentris: kerak bumi (crust), mantel (mantle), inti luar (outer core), dan inti bagian dalam (inner core). Kerak bumi terdiri dari lempeng tektonik yang berada dalam gerakan konstan. Gempa bumi dan gunung berapi yang paling mungkin terjadi pada batas lempeng kerak bumi.

Gambar 1. Lapisan Bumi

     Pengetahuan tentang lapisan dalam bumi sebagian besar didasarkan pada bukti tidak langsung. Bukti-bukti tersebut didapatkan melalui penelitian-penelitian, terutama dengan cara geofisika. Cara geofisika yang dipakai, yaitu dengan mengamati pola gelombang yang disalurkan ke dalam bumi, dari gempa bumi, atau dari ledakan buatan. Salah satu peneliti yang berhasil mengetahui lapisan dalam bumi adalah Andrija Mohorovicic (1909) seperti pada gambar di bawah ini. Andrija Mohorovicic adalah orang yang menemukan teori Diskontinuitas Mohorovicic (Mohorovicic Discontinuity).

Gambar 2. 

Visualisasi lapisan dalam bumi, sumber: Lutgens & Tarbuks, 2012.

     Diskontinuitas Mohorovicic berisi tentang cepat-rambat gelombang seismik di dalam bumi. Cepat rambat gelombang seismik akan mengalami perubahan seiring dengan perbedaan komposisi material dalam bumi. Perubahan kecepatan tersebut disebabkan oleh material dengan densitas yang lebih tinggi pada kedalaman perut bumi. Semakin tinggi densitas suatu material, semakin cepat pula gelombang seismik merambat melaluinya.

     Material pembentuk bumi yang densitasnya lebih rendah, berada pada lapisan terluar, kemudian dikenal sebagai kerak bumi. Material di bawahnya yang mempunyai densitas lebih tinggi dikenal sebagai mantel bumi. Melalui perhitungan densitas yang teliti, Mohorovicic menyimpulkan bahwa kerak samudera basaltik dan kerak benua granitik ditopang oleh material yang serupa dengan batuan, seperti Peridotit.

     Sampai saat ini, dalamnya lapisan kulit bumi belum mampu dijangkau oleh siapapun. Meskipun demikian, para ahli sudah mampu menyimpulkan tentang lapisan yang menyusun kulit bumi. kesimpulan tersebut berdasarkan dugaan-dugaan setelah mengamati dan menganalisis hasil penelitian melalui uji coba rambat gelombang seismik di dalam bumi. Berdasarkan hasil penelitian tersebut, para ahli menyimpulkan tentang lapisan penyusun kulit bumi seperti pada gambar di bawah ini.

Strukur internal Bumi ditentukan dari deep drilling dan seismic evidence. Struktur internal Bumi terdiri dari empat lapisan yang berbeda:

Kerak Bumi (Crust)

    Kerak Bumi adalah lapisan paling luar dan paling tipis. Mempunyai ketebalan antara 0-70 km. Kerak bumi adalah lapisan batuan padat di mana kita hidup.

    Ada dua jenis kerak bumi: kerak benua dan kerak samudera. Ketebalan kerak samudera adalah 5-10 km dengan penyusun utamanya basalt. Sedangkan, rata-rata ketebalan kerak benua sekitar 20-40 km, dan bisa mencapai 70 km ketebalannya jika terletak pada baris pegunungan. Penyusun utama kerak benua adalah granite.

Mantle

     Mantel adalah bagian terluas dari Bumi dan berada di bawah langsung dari kerak bumi, yang memiliki ketebalan sekitar 2.900 km dan menyusun 80% volume Bumi. Mantel ini terdiri dari batuan semi-cair yang disebut magma. Di bagian atas mantel adalah batuan keras, tapi bagian bawahnya batuan lembut dan mencair. Meskipun senyawa kimia seluruh mantel sama, namun suhu dan tekanan meningkat dengan bertambahnya kedalaman. Perubahan suhu dan tekanan ini menyebabkan kekuatan batuan mantel berubah-ubah terhadap kedalaman sehingga membuat layering di dalam mantel. Mantel terdiri dari upper mantle dan lower mantle. Upper mantle terdiri dari:

- Litosfer

    Lapisan litosfer meliputi kerak bumi hingga astenosfer dengan ketebalan mencapai 100 km. Lapisan ini relatif dingin sehingga memiliki batuan yang bersifat keras. Litosfer juga merupakan zona gempabumi, pembentukan pegunungan, gunung api dan continental drift.

-Mesosfer merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan astenosfer. Lapisan ini tebalnya 2.400 sampai 2.700 km. Mesosfer tersusun dari campuran batuan basa dan besi. Secara fisik, material mesosfer bersifat padat. Gambar di bawah ini dapat menjelaskan tentang karakteristik lapisan mantel.

Gambar 3. Pembagian lapisan mantel,

Teori-Teori Tentang Struktur Internal Bumi

    Teori Tektonika Lempeng  adalah teori dalam bidang geologi yang dikembangkan untuk memberi penjelasan terhadap adanya bukti-bukti pergerakan skala besar yang dilakukan oleh litosfer bumi. Teori ini telah mencakup dan juga menggantikan Teori Pergeseran Benua yang lebih dahulu dikemukakan pada paruh pertama abad ke-20 dan konsep seafloor spreading yang dikembangkan pada tahun 1960-an.

     Bagian terluar dari interior bumi terbentuk dari dua lapisan. Di bagian atas terdapat litosfer yang terdiri atas kerak dan bagian teratas mantel bumi yang kaku dan padat. Di bawah lapisan litosfer terdapat astenosfer yang berbentuk padat tetapi bisa mengalir seperti cairan dengan sangat lambat dan dalam skala waktu geologis yang sangat lama karena viskositas dan kekuatan geser (shear strength) yang rendah. Lebih dalam lagi, bagian mantel di bawah astenosfer sifatnya menjadi lebih kaku lagi. Penyebabnya bukanlah suhu yang lebih dingin, melainkan tekanan yang tinggi.

     Lapisan litosfer dibagi menjadi lempeng-lempeng tektonik (tectonic plates). Di bumi, terdapat tujuh lempeng utama dan banyak lempeng-lempeng yang lebih kecil. Lempeng-lempeng litosfer ini menumpang di atas astenosfer. Mereka bergerak relatif satu dengan yang lainnya di batas-batas lempeng, baik divergen (menjauh), konvergen (bertumbukan), ataupun transform (menyamping). Gempa bumi, aktivitas vulkanik, pembentukan gunung, dan pembentukan palung samudera semuanya umumnya terjadi di daerah sepanjang batas lempeng. Pergerakan lateral lempeng lazimnya berkecepatan 50-100 mm/a.