Mengukur Usia Bumi

CARA ILMUWAN BUMI MENGUKUR USIA BUMI

Oleh : M. Anwar Siregar

 Jika kita selalu diajukan pertanyaan berkisar kapan Bumi manusia terbentuk dan berapa umur Bumi sekarang? Sekarang kita juga selalu dihantui oleh pernyaan kapan kiamat besar Bumi terjadi? Adakah kiamat lain yang mempercepat? Dan apa yang menyebabkannya?

Semua pertanyaan ini agak sukar dijawab dengan pasti, karena fenomena alam sukar atau susah dideteksi oleh teknologi buatan manusia, jira pun teknologi buatan manusia sanggup memecahkan persoalan, tetapi ada saja kesalahan atau kekeliruan yang diperbuat oleh manusianya sendiri.

Pada judul tulisan ini, bukan membicarakan tentang kiamat itu berlangsung, karena ini bukan urusan penulis yang menentukan kapan kiamat besar tetapi hanya akan memberikan informasi bagaimana ilmuwan bumi (geologist) menentukan usia Bumi dan beberapa teori mengenai Bumi yang maíz diperdebatkan dengan serunya ingá tulisan ini dibuat tahun 1998.

 ASAL MULA JAGAD RAYA

 Banyak terori telah dikemukakan untuk menerangkan asal mula Bumi dan planet-planet lain, semua teoti ini hanyalah sedikit lebih baik daripada statu rekaan cerdik karena tidak didasarkan atas data yang mencukupi. Namur, sekalipun kita hanya tahu sedikit masa wal planet Bumi, kita hanya tahu banyak sekali tentang bentuk struktur, sifat dan geraknya.

Peradaban pertama yang mendapatkan pengertian sesungguhnya tentang benda-benda langit dan geraknya adalah peradaban Yunani kuno. Gagasan yang disarankan oleh Aristarchus bahwa Bumi sesungguhnya bergerak di ruang angkasa mengelilingi Matahari. Selanjutnya revolusi Coprnicus yang mengatakan bahwa pusat jagat raya adalah matahari, bukan  Bumi, bergerak mengarungi ruang angkasa mengelilingi Matahari.

Apakah beribu-ribu bruta tahun yang lalu, jagad raya berasal dari letusan tiba-tiba yang sangay Herat? Ataukah jagat raya selalu dalam proses penciptaan, tanpa awal dan akhir yang pasti? Pengikut gagasan pertama, yang disebut teori letusan hebat, percaya bahwa semua zat dalam proses itu terdahulu berbentuk statu masa padat, yang menyerupai sejenis “atom” raksasa. Kemudian massa ini meletus, membentuk statu bola api yang sangay besar. Barangkali dalam beberapa menit, materi telah terpencar ke ruang angkasa yang maha luas, sekarang bintang-bintang, galaksi-galaksi dan planet-planet yang terbentuk dari materi ini dan saling berpacu dengan kecepatan yang luar biasa, unsur yang berbeda-beda itu berkembang dari zat sederhana yang meletus.

Sebaliknya, pengikut teori gagasan kedua, yaitu teori ciptaan sinambung, atau ”keadaan tetap”, mengatakan bahwa jagat raya berabat-abat selalu dalam keadaan sama dari suatu zat yaitu hidrogen, senantiasa tercipta, boleh dari ketidak beradaan. Bahan ini membentuk bintang-bintang dan galaksi-galaksi serta lebih kurang seragam di seluruh kosmos.

Berbagai teori tentang jagat raya membentuk suatu bidang studi yang di kenal sebagai kosmonologi. Albert Eintein adalah sesungguhnya ahli kosmologi modern pertama, pada tahun 1915 ia menyempurnakan teori umumnya tentang raltivitas, yang kemudian diterapkan pada pendistribusian zat di ruang angkasa.

 BEBERAPA TEORI TENTANG TERJADINYA BUMI

 Teori Big Bang atau ledakan besar, teori ini tejadi akibat sebuah ledakan  yang sangat besar yang melemparkan gas dan partikel denngan cepat kesegala arah dan di distribusikan lebih kurang seragam di seluruh jagat raya,  seperti awan partikel. Secara bertahap galaksi da tata surya mulai terbentuk dari massa yang berputar ini. George Gamow, ahli fisika telah menerangkan tentang efek perluasan yang dianologikan dengan sebuah balon yang menggelembung, kalau kita meniup sebuah balon yang diberi bintik-bintik cat secara sama, maka seluruh bintik itu terlihat saling menjauhi. Ketika bintik-bintik atau galaksi-galaksi saling menjauhi, pengamat yang berada pada salah satu bintik (seperti orang yang  di Bumi dalam bima sakti) atau seperti hukum Doppler, akan memperoleh kesan segenap bintik lainnya yaitu galaksi akan menjauhi mereka. Kesan perluasan keluar bagi semua itu sebenarnya telah diberi istilah Azas Kosmologi.

Matahari mungkin terbentuk sekitar  5000 juta tahun lalu, dan Bumi diperkirakan terbentuk 4.600 juta tahun yang lalu sebagai bola yang terbuat dari batuan yang cair. Bola tersebut suhunya mungkin mencapai 4000^oC. Diperlukan waktu jutaan tahun untuk  mendingin sampai memungkinkan terjadinya kerak Bumi dan kerak tersebut pasti sangat tipis pada awalnya.

Hipotesi Nebular, yang diajukan oleh Laplace dan Pieere Simon, mengatakan bahwa keluarga tata surya pernah suatu terbentuk massa gas besar dan bercahaya dan berputar perlahan-lahan. Massa ini berangsur-angsur mendigin, mengecil  dan makin mendekati bentuk bola. Karenna rotasi kecepatannya makin lama makin tinggi, massa tersebut menggelembung didekat garis khatulistiwa. Akhirnya, suatu lingkaran materi yang  terlempar dari daerah ini. Lingkaran itu menjadi dingin, mengecil dan akhirnya mennjadi planet dengan orbit pada bidang yang semula ditempati, lalu sebuah lingkaran yang terlempar dari pusat massa dan masing-masing menjadi planet.

Hipotesis Planetesimal oleh Forrest Ray Moulton dan ahli geologi T.C. Chamberlin, mengatakan statu benda padat kecil yang mengelilingi suatu inti yang bersifat gas. Sebuah bintang yang menembus ruang angkasa dengan cepat berada dekat sekali dengan matahari. Daya tarik yang makin meninggi antara kedua bintang itu menyebabkan bintang yang satu menaikkan pasang besar dibagian gas panas bintang lainnya.

Pada saat pasang matahari yang disebabkan oleh tarikan bintang yang lewat menjadi bertambah besar, massa gas terlempar dari matahari dan mulai mengorbit, sedangkan yang lain tertahan oleh daya tarik matahari dan meluncur ke ruang angkasa. Pasang menurun kembali bila bintang lain itu mulai menjauh. Massa gas yang terlempar yang teratur mengelilingi bumi ketika dingin, gas itu berubah bentuknya menjadi cairan yang lama kelamaan menjadi massa padat kecil. Pecahan-pecahan yang disebut Planetesimal atau tarik menarik dan akhirnya membentuk planet.

Teori keadaan tetap yang menerangkan bahwa jagat raya tidak hanya sama dalam ruang angkasa (asas kosmologi). Tetapi juga tak merubah dalam waktu (asas kosmologi yang sempurna).

Asas kosmologi di perluas sedemikian rupa sehingga menjadi sempurna atau lengkap dan tidak bergatung pada peristiwa sejarah tertentu. Teori keadaan tetap  sangat berlawanan dengan teori letusan hebat.

Dalam teori kesinambungan tetap, ruang angkasa berkembang menjadi kosong sewaktu berbagai galaksi saling menjauh. Dalam keadaan teori tetap, kita harus menerima bahwa zat baru selalu di ciptakan dalam ruang angkasa diantara berbagai galaksi, sehingga galaksi bumi akan terbentuk diantara berbagai galaksi guna mengganti galaksi yang menjauh. Orang sepakat mengatakan bahwa zat itu ialah hidrogen, yaitu sumber yang menjadi asal usul bintang dan galaksi.

Penciptaan zat berkesinambungan dari ruang angkasa yang tampak kosong itu diterma secara skeptis oleh para ahli, sebab hal ini rupanya melanggar salah satu hukum dasar fisika yaitu hukum kekekalan zat. Zat tidak dapat diciptakan atau di hilangkan tetapi hanyalah dapat diubah menjadi jenis zat lain atau menjadi energi, sebaliknya sukar juga, untuk menyanggah secara langsung penciptaan berkesinambungan sebab jumlah zat, menurut teori keadaan tetap, sangat lambat bertambahnya, kira-kira satu atom setiap seribu juta tahun dalam satu volume ruang angkasa.

Teori pasang oleh Sir James Jean dan Sir Harold Jeffereys, kedua ilmuan Ingggris.Teori ini didasarkan ide benturan. Berbeda dengan Moultonn dan  Chamberlin,kedua ilmuan ini tidak percaya bahwa planet berasal dari jumlah besar alam kecil-kecil atau planetesimal, mereka berpendapat  bahwa palnet langsung terbentuk oleh massa gas asli yang ditarik dari Matahari oleh Bintang yang lewat dan bukan oleh penyusupan benda alam yang besar dan padat dari berbagai unsur kecil. Menurut  teori pasang, sebuah filamen yang membesar pada bagian tengahnya dan mengecil pada kedua ujungnya.

Teori Lyttleton, seorang astronom yang bernama R.A. Lyttleton memperkenalkan suatu gagasan  yang juga merupakann modiifikasi dari teori benturan. Dia mengemukakan bahwa Matahari asalnnya  adalah suatu bintang kembar dan kedua bintang itu mengelilingi suatu pusat gravitasi. Sebuah bintang  mendekati salah satu matahari ini dan mungkin telah menghancurkannya dan mengubah bentuknya menjadi massa gas besar yang berputar-putar. Bintang yang bertahan akan menjadi Matahari, sedangkan korban benturan itu dalam selang waktu tertentu telah berkembang menjadi planet-planet. Dalam beberapa hal, hipotesis Lyttleton, memberikan penjelasan yang lebih baik tentang asal tata surya Bumi ketimbang versi benturan lain.

Ini hanyakah sebagian dari banyak teori yang diajukan tentang terjadinya Bumi. Tidak satupun diantara berbagai teori itu dianggap benar-benar memuaskan dan sampai sekarang tidak satu pun dapat diterima secara luas di seluruh dunia.

 CARA ILMUWAN BUMI MENGUKUR USIA BUMI

 Berapakah usia Bumi? Seberapa lama Dinosaurus hidup di masa lalu? Apakah manusia sempat hidup bersama Dinosaurus? Ini semua merupakan pertanyaan yang berhubungan dengan waktu geologi, yaitu cara ilmuwan Bumi membagi kumpulan padas. Jumlah waktu yang dibicarakan Amat besar yaitu jutaan tahun atau bahkan ribuan juta tahun.

Para ilmuwan bumi (ahli geologi) menyadari bahwa Bumi ini sudah Amat tua. Mereka menemukan tumpukan tinggi lapis padas yang telah tertata secara perlan-lahan diatas landas laut. Mereka melihat akibat dari gerakan besar kerak Bumi yang mengangkat massa padas yang besar, melipat-lipatnya, dan membalikkannya. Mereka melihat perubahan besar yang terjadi sepanjang waktu dalam kumpulan fosil.

Dahulu digunakan berbagai metode untuk mengetahui berapa umur Bumi. Pada saat para ilmuwan merasa yakin dapat menentukan umur Bumi dengan menganalisa keadaan garam laut. Mereka contoh air laut di berbagai bagian Samudera. Mereka mempelajari bahwa Kira-kira 3.5 % laut adalah garam. Mereka menemukan bahwa air laut itu semula tawar dan bahwa air itu lambat laun bertambah asin. Dengan menghitung banyak garam yang sekarang terkandung di laut dan beberapa banyak tambahan garam setiap tahun, mereka percata dapat mengetahui berapa umur Bumi.

Kekeliuran dari metode ini. Karena tidak ada tambahan garam air laut di Samudera selama bertahun-tahun awal waktu geologi. Tambahan kedua, jumlah tambahan garam naik turun  dari tahun ketahun.

Hukum pendataan, relatif pertama mengasumsikan bahwa padas Tertua disuatu wilayah adalah yang terbawa dalam urutan peletakannya.

Hukum kedua pendataan, yang merupakan hukum yang penting, menyebbutkan bahwa fosil dalam padas dapat menjelaskan usianya. Segera jelas bahwa sejarah Bumi dapat dibagi ratusan unit waktu, yang masing-masing di wakili seperangkat fosil yang berbeda. Fosil-fosil atau kumpulan fosil tertentu dapat dipakai sebagai pemandu mencari usia padas dibagian bumi manapun. Teknik pendataan relatif ini masíh dipakai dalam industri minyak Bumi untuk mengidentifikasi usia padas dari lubang sumur. Bahkan, sebuah sampel kecil berisi fosil kecil pun dapat melacak usia sampai beberapa juta tahun.

Hukum pendataan absolut atau usia setepatnya,  ini didasarkan atas penelahan tentang radioactivitas  mineral-mineral tertentu. Didalam material ini, satu atau lebih unsurkimia yang mengkristal atau hancur secara cepat karena mengandung beberapa materi RA yaitu atom-atomnya hanya melepaskan sedikit sekali partikel dan radiasi lanilla. Selama proses ini unsur-unsur radioaktif  diubah menjadi unsur-unsur lain karena suhu tinggi. Dasar pendataan absolut adalah fakta bahwa unsur RA dapat meluruh, atau terurai pada kecepatan tetap. Kecepatan yang tetap kecepatan peluruhan ini dapat di ketahui. Misalnya, dibutuhkan waktu 4.510 juta tahun bagi separo sampel uranium-238 untuk terurai menjadi timbal -206. Dengan mengukur proporsi setpatnya kedua unsur ini dalam sampel padas, para ahli geologi dapat mengukur kapan cristal itu terbentuk.

Setiap proses hancur secara radioaktif memerlukan jangka waktu tertentu, tanpa memperhatikan keadaan luarnya, bergantung pada isotop dan berat atomnya, pada saat unsur itu menjadi hancur, jumlahnya dalam bentuk bbatuan atau mineral khusus itu menjadi kecil, sedangkan jumlah unsur dan perubahannya menjadi lebih besar. Dengan mengetahui berbagai  waktu hancurnya unsur RA dan perbandingan unsur-unsur ini dan produk akhirnya, para ilmuan dapat menghitunng batuan dan mineral.

 PEMBAGIAN SKALA WAKTU GEOLOGI

 Seorang ahli geologi Italia bernama Giovanni Arduinna (1760), mengusulkan pembagian skala waktu geologi menjadi Primer (tertua), Sekunder (menengah) dan Tersier (termuda). Pada masa berikutnya kemudian disusul dengan Kwarter, yang dianggap lebih muda dari Tersier. Pada perkembangan selanjutnya istilah Primer dan sekunder tidak dipergunakan lagi, sedang Tersier dan Kwarter masih di pergunakan hingga sekarang.

Waktu geologi dibagi menjadi berbagai interval. Unit-unit besarnya adalah era, peride dan zaman.

Nama unit-unit waktu geologi yang besar dalam kasus tertentu berasal dari tempat-tempat ditemukannya susunan batuan estándar, susunan batuan model, ataupun tempat batuan pertama dicatat. Contohnya nama periode Carbón (“pembawa batubara”) di beri statu periode sebab banyak sekali batubara (Carbon dalam bahasa latin) terbentuk waktu itu. Era paleozoikum (“era kehidupan purba”) disebut demikian sebab timbunan fosil berlimpah-limpah yang pertama bermula waktu itu. Nama-nama lanilla lagi menunjukan apakah statu zaman tertentu datang lebih dahulu atau datang lebih kemudian, oleh karena itu ilmuwan geologi menyebutkan zaman Miasen atau kurang belakangan dan zaman Pliosen atau “lebih belakangan”.

Gambar : Skala waktu geologi Amerika Utara

 Bagian terluas waktu geologi adalah Era. Setiap era diakhiri oleh statu pembuatan suatu pegunungan besar atau orogenik. Statu pelengkungan yang dikenal sebagai suatu revolusi. Era ditandai oleh pelipatan batuan yang giat dan suatu celah yang umum dibatuan dan catatan fosil antara satu era dan era berikutnya.

Suatu era dibagi sejumlah periode. Setiap periode ini biasanya didekat dengan suatu gangguan, yaitu pembuatan gunung dalam skala kecil, periode ini tidak terjadi sampai pada akhir era yang diantaranya periode ini merupakan suatu bagiannya. Dan harus berakhir dengan suatu revolusi. Massa batuan yang termasuk suatu periode tertentu disebut dengan sistim dan mempunyai nama yang sama seperti nama periodenya.

Setiap periode biasanya dibagi menjadi tiga zaman, yang mewakili bagian-bagian bawah, tengah dan atas (awal, pertengahan, akhir). Batuan suatu zaman disebut suatu deretan dan membawa nama zamannya.

Gambar : Geologist Bekerja di Lapangan

Ahli-ahli geologi telah berhasil menyusun suatu urutan-urutan, yang terdiri dari seluruh macam batuan yang terdapat di dunia (batuan sedimen) dalam urutan yang sebenarnya, didasarkan lepada hukum superposisi yaitu pada batuan sedimen dalam kedudukan yang belum berubah, bagian atas merupakan bagian yang relatif muda dibandingkan dengan bagian bawah dalam suatu seri sedimentasi, dan fosil sebagai indeks waktu.

Urutan-urutan tersebut, yang kemudian dikenal dengan istilah geologi column, merupakan suatu kolom yang besar dengan batuan Testua dibawah dan yang termuda di atas. Dibawah ini pembagian tabel skala waktu geologi :

EON (KURUN)	ERA (MASA)	PERIODE (ZAMAN)	EPOCH (KALA)	UMUR/AGE Dalam jutaan tahun	EVOLUSI DAN PERISTIWA
F A N E R O Z O I K U M	K E N O Z O I K U M	KWARTER	Holosen Plestosen	0.0015 1,8	Abad es besar, manusia modern muncul
		* Neogen TERSIER             * Paleogen	Pliosen Miosen Oligosen Eosen Paleosen	5 24 37 53,5 66	Banyak mamalia muncul, gerakan bumi alvin membentuk pegunungan Alpen, Himalaya dan Rocky, Laut mengalir diatas daratan pada batas tertuntu
	M E S O Z O I K U M	KRETESEUS (KAPUR)		135	Dinosaurus musnah, Timbulnya inverbrata laut yang besar. Banyak sekali ikan. Kapur diendapkan
		JURASSIC (YURA )		205	Banyak Dinosaurus, Terdapat letusan-letusan gunung berapi dan pembentukan bahan tambang
		TRIAS		250	Dinosaurus pertama dan mamalia. Benua-benua tidak terlalu sering banjir oleh laut. Gunungapi aktif
	P A L E O Z O I K U M	PERMIAN (PERM)		290	Benua bergerak bersama membentuk massa lahan raksasa Pangaea
		CARBON (KARBON)		355	Hutan rawa batubara besar
		DEVON		412	Pergerakan bumi kaladenia. Ikan Hiu besar
		SILURIAN		435	Tumbuhan darat Pertama
		ORDOVISIAN		510	Hewan tanpa tulang belakang
		KAMBRIUM		550	Trilobit, kerang pertama
PRA KAMBRIUM				4800	Terdapat sejumlah revolusi gunung di zaman es

* Sub Zaman

Diterbitkan oleh Majalah ”SAINTEK ITM” Medan, Edisi Edisi April 1997