Bumi sebagai Ruang Kehidupan

A. Teori Penciptaan Planet Bumi
Bumi merupakan salah satu anggota dari tata surya. Terbentuknya planet bumi bersamaan dengan terbentuknya tata surya. Tata surya tempat planet bumi berada merupakan salah satu bagian dari alam semesta yang tidak terbatas. Hingga saat ini hanya planet bumi yang bisa ditemukan kehidupan. Hal inilah yang menyebabkan planet bumi merupakan planet paling unik yang mampu mendukung keberadaan kehidupan.

Gambar Bumi

Tata surya adalah susunan benda langit yang terikat gravitasi pada satu bintang yakni matahari. Proses terbentuknya tata surya masih menjadi misteri. Tetapi, beberapa ahli memberikan teori dan hipotesis untuk menjawab misteri itu.

Beberapa hipotesis yang menjelaskan proses terjadinya tata surya adalah sebagai berikut;

1. Teori Kant
Immanuel Kant adalah seorang ilmuwan berkebangsaan jerman. Kant mengemukakan teori terbentuknya tata surya sebagai berikut. “Tata surya berasal dari bola gas yang bersuhu tinggi dan berputar lambat. Perputaran yang lambat menyebabkan terbentuknya konsentrasi zat yang memiliki berat jenis tinggi. Konsentrasi itu disebut inti, yang besar terdapat di tengah, sedangkan yang ukurannya kecil terdapat di sekitar inti bumi. Oleh karena proses pendinginan, inti yang volumenya kecil menjadi planet, sedangkan inti yang volumenya besar menjadi matahari.”

2. Hipotesis Nebula
Pierre Simon de Laplace adalah ilmuwan yang mengemukakan hipotesis nebula. Berikut yang dikemukakan oleh Laplace tentang terbentuknya tata surya. “Tata surya beradal dari bola gas (nebula) yang bersuhu tinggi dan berputar cepat. Oleh karena perputaran cepat, sebagian dari massa kabut itu terlepas. Bagian yang terlepas berputar terus karena pengaruh pendinginan lama-kelamaan berubah menjadi planet.”

3. Teori Planetesimal
Teori ini pertama kali dikemukakan oleh Chamberlein dan F.R. Moulton, ilmuwan Amerika awal abad ke-20. Teori ini mengatakan mula-mula ada matahari yang berpapasan dengan sebuah bintang. Oleh karena letaknya berdekatan, tarikan gravitasi bintang menyebabkan sebagaian matahari tertarik ke arah bintang itu. Ketika bintang menjauh bahan-bahan itu sebagian ada yang terlepas dan jatuh ke matahari, dan sebagian menjadi gumpalan-gumpalan kecil (planetesimal) yang mulai melayang di angkasa sebagai planet-planet yang mengelilingi matahari.

4. Hipotesis Pasang Surut
Teori ini berdasarkan hipotesis bahwa pada awal kejadiannya sebuah bintang yang hampir sama besarnya dengan matahari bergerak bersimpangan dengan matahari dan menimbulkan pasang pada permukaan matahari. Pasang itu berbentuk menyerupai cerutu yang  sangat besar. Bentuk cerutu itu bergerak mengelilingi matahari dan pecah menjadi sejumlah butir-butir tetesan kecil. Oleh karena perbedaan besar kecilnya butir sehingga massa butir yang lebih besar menarik massa butir yang lebih kecil, dari proses itu membentuk gumpalan yang semakin besar sebesar planet-planet. Demikian seterusnya sehingga terbentuklah planet dan satelit yang ada sekarang ini. teori ini lebih dikenal dengan nama hipotesis Tidal James-Jeffres yang ditemukan pada tahun 1917 oleh sarjana berkebangsaan Inggris bernama James H. Jeans dan Harold Jeffres.

5. Teori Awan Debu (Protoplanet)
Tata surya terbentuk dari gumpalan awan gas dan debu yang sangat banyak. Salah satu dari gumpalan itu mengalami pemampatan dan menarik partikel-partikel debu yang kemudian membentuk gumpalan bola. Pada saat inilah terjadi pilinan. Oleh karena prose pilinan, gumpalan bola menjadi berbentuk pipih menyerupai cakram. Pada bagian lebih tebal terletak di tengah, pada bagian yang tepi proses pilinannya berlangsung cepat sehingga gumpalan menjadi terpecah membentuk gumpalan-gumpalan yang lebih kecil. Gumpalan ini membeku, kemudian menjadi bahan planet. Bahan planet inilah yang disebut sebagai protoplanet. Teori protoplanet dikemukakan oleh seorang ahli yakni Carl von Weizsaecker dan disempurnakan oleh Gerard P. Kuiper.

6. Teori Lyttleton (Bintang Kembar)
Teori ini ditemukan pada 1930-an. Teori bintang kembar menyatakan bahwa mula-mula ada dua buah bintang kembar, kemudian salah satu bintang meledak. Oleh karena pengaruh gaya gravitasi, bintang yang meledak menjadi kepingan-kepingan kecil yang bergerak mengelilingi bintang yang tidak meledak. Bintang yang tidak meledak merupakan matahari, sedangkan kepingan-kepingan yang mengitarinya menjadi planet-planet.

B. Rotasi dan Revolusi Bumi
Anda pasti menyadari setiap harinya, mengalami pergantian siang dan malam. Bumi yang kita huni ini tidaklah diam, melainkan berputar pada porosnya. Kita tidak dapat merasakan perputaran bumi, namun kita merasakan akibat dari perputaran bumi.

1. Rotasi Bumi
Rotasi adalah perputaran suatu benda mengitari porosnya (sumbunya). Dalam gerakan rotasinya, bumi membutuhkan waktu 23 jam, 56 menit, 4 detik, atau 24 jam untuk sekali rotasi. Kecepatan bumi melakukan rotasi berbeda-beda pada setiap tempat. Semakin dekat ke kutub, kecepatan semakin rendah. Akibatnya perputaran bumi pada porosnya (rotasi bumi), akan terjadi beberapa peristiwa di bumi yakni sebagai berikut;

a. Terjadinya Siang dan Malam
Bagian bumi yang menghadap ke arah matahari ketika berputar pada porosnya akam mengalami siang, sebaliknya bagian bumi yang membelakangi matahari akan mengalami malam, dan hal ini terjadi secara bergantian yakni panjang waktu siang dan malam rata-rata 12 jam. Perbedaan waktu siang dan malam akam menjadi lebih besar pada tempat-tempat yang jauh dari khatulistiwa.

b. Terjadinya Perbedaan Waktu di Berbagai Tempat di Muka Bumi
Dalam sekali putaran, bumi menempuh sudut 360º. Oleh sebab itu, di seluruh permukaan bumi bisa dibuat 360 buah garis khayal yang membujur dari utara ke selatan. Garis yang membujur itu adalah garis bujur. Berdasarkan garis bujur inilah waktu di bumi ditetapkan. Sebagai contoh, garis bujur yang melalui kota greenwich, dekat London ditetapkan sebagai garis 0º. Pada garis inilah waktu pangkal ditetapkan. Oleh karena 360º ditempuh dalam waktu 24 jam, setiap 1 jam bumi berputar sejauh 15º.

c. Batas Penanggalan Internasional
Batas penanggalan internasional ditetapkan pada garis bujur 180º. Maksudnya, apabila dibelahan barat (sebelah barat garis bujur 180º) tanggal 9, dibelahan timur sudah tanggal 10. Dengan demikian, penanggalan itu seolah-olah melompat 1 hari.

d. Gerak Semu Harian Bintang
Akibat dari rotasi bumi, kita yang ada di bumi melihat seolah-olah mataharilah yang bergerak berputar dari timur ke barat mengelilingi bumi. Padahal yang terjadi sebenarnya adalah matahari tidak bergerak, tetapi bumilah yang bergerak berputar mengelilingi matahari dari barat ke timur. Gerakan yang tidak sebenarnya ini dinamakan gerak semu harian bintang. Disebut gerak semu harian karena kita bisa mengamatinya setiap hari atau setiap saat.

2. Revolusi Bumi
Revolusi bumi merupakan sebuah peristiwa pergerakan bumi mengelilingi matahari selama 365 hari 6 jam 9 menit 10 detik beredar dari barat ke timur. Revolusi bumi adalah perputaran bumi mengelilingi matahari. Sekali berevolusi disebut satu tahun pada penanggalan Masehi. Akibat gerak revolusi bumi antara lain;

a. Perbedaan Lama Siang dan Malam
Kombinasi antara revolusi bumi dan kemiringan sumbu bumi terhadap bidang ekliptika menimbulkan beberapa gejala alam yang diamati berulang-ulang setiap tahunnya.

1) Antara Tanggal 21 Maret-23 September

• Kutub utara mendekati matahari, sedangkan kutub selatan menjauhi matahari.
• Belahan bumi utara menerima sinar matahari lebih banyak dari pada belahan bumi selatan
• Panjang siang di belahan bumi utara lebih lama daripada dibelahan bumi selatan.
• Adanya daerah di sekitar kutub utara yang mengalami siang 24 jam dan ada daerah di sekitar kutub selatan yang mengalami malam 24 jam.
• Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke utara.
• Kutub utara paling dekat ke matahari pada tanggal 21 Juni. Pada saat ini pengamatan di khatulistiwa melihat matahari bergeser 23,5º ke utara.

2) Antara Tanggal 23 September-21 Maret

• Kutub selatan lebih mendekati matahari, sedangkan kutub utara lebih menjauhi matahari.
• Belahan bumi selatan menerima sinar matahari lebih banyak daripada belahan bumi utara.
• Panjang siang dibelahan bumi selatan lebih lama daripada belahan bumi utara.
• Ada di daerah sekitar kutup utara mengalami malam 24 jam dan ada daerah di sekitar kutub selatan yang mengalami siang 24 jam.
• Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke selatan.

3) Pada tanggal 21 Maret dan 23 September

• Kutub utara dan kutub selatan berjarak sama ke matahari.
• Belahan bumi utara dan belahan bumi selatan menerima sinar matahari sama banyaknya. Panjang siang dan malam sama di seluruh belahan bumi.
• Di daerah khatulistiwa matahari tampak melintasi tepat di atas kepala.

b. Gerak Semu Tahunan Matahari

Gerak semu tahunan matahari merupakan gerakan semu matahari dari khatulistiwa. Gerakan ini membuat matahari seolah-olah bolak-balik antara 23,5º lintang utara dan lintang selatan setiap tahunnya. Matahari selalu berbalik arah setelah sampai lintang 23,5º. Oleh karena itu, lintang ini disebut garis balik. Garis 23,5º lintang utara disebut garis balik utara 23,5º lintang selatan disebut garis balik selatan.

c. Perubahan Musim

Perpaduan antara revolusi bumi dan kemiringan poros bumi terhadap ekliptika mengakibatkan pergantian musim di bumi. Setiap wilayah di bumi akan mengalami pergantian musim yang berbeda-beda sesuai dengan lokasinya. Untuk daerah di iklim sedang, pergantian musim setiap tahunnya terjadi hingga empat kali. Wilayah pada iklim tropis hanya berganti musim dua kali. Setiap tanggal 21 Maret sampai dengan 21 Juni, kutub utara semakin condong ke arah matahari dan kutub selatan semakin menjauh dari matahari. Kondisi ini menyebabkan terjadinya musim semi (spring) di belahan bumi utara dan belahan bumi selatan mengalami musim gugur.

Selanjutnya, pada tanggal 21 Juni, matahari berada di garis balik utara. Artinya kutub utara akan menghadap ke matahari. Posisi ini menyebabkan belahan bumi utara mendapat pemanasan lebih besar dari belahan bumi selatan. Pada saat itu, belahan bumi utara akan mengalami puncak musim panas. Kondisi sebaliknya terjadi di belahan bumi selatan, wilayah ini akan mengalami musim dingin.

Posisi bumi kembali berubah pada tanggal 23 September sampai dengan 22 Desember. Kutub utara akan menjauhi matahari dan belahan bumi selatan mendekati matahari. Pada periode ini belahan bumi utara mengalami musim dingin (winter) dan belahan bumi selatan mengalami musim panas (summer).

Musim pada waktu dan daerah tertentu di belahan bumi.

d. Perubahan Ketampakan Rasi Bintang

Rasi bintang adalah susunan bintang-bintang yang tampak dari bumi membentuk pola-pola tertentu. Bintang-bintang membentuk sebuah rasi sebenarnya tidak berada pada lokasi yang berdekatan. Karena letak bintang-bintang itu sangat jauh, maka ketika diamati dari bumi seolah-olah tampak berdekatan. Rasi bintang yang kita kenal antara lain; Aquarius, Pisces, Gemini, Scorpio, Leo, dll.

Ketika bumi berada di sebelah timur matahari, kita hanya bisa melihat bintang-bintang yang berada di sebelah timur matahari. Ketika bumi berada di sebelah utara matahari, kita hanya bisa melihat bintang-bintang yang berada di sebelah utara matahari. Akibat adanya revolusi bumi, bintang-bintang yang tampak dari bumi selalu berubah.

C. Karakteristik Lapisan Bumi dan Pergeseran Benua

Permukaan bumi terdiri dari dataran dan perairan. Dataran dinamakan benua, perairan yang luas dinamakan samudera. Perlu diketahui benua tempat kita berpijak ini dalam keadaan bergerak tanpa disadari. Pergerakan itu, adalah kemungkinan benua tempat kita tinggal posisinya menjauh dari posisi semula. Berikut ini kita akan mempelajarinya.

1. Karakteristik Lapisan Bumi
Pada dasarnya planet bumi kita mempunyai beberapa lapisan (dari permukaan sampai ke dalam) yakni sebagai berikut;

a. Litosfer (Lapisan Batuan Pembentuk Kulit Bumi atau Crust)
Pada saat terlahir sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, bumi kita masih merupakan bola pijar yang sangat panas. Lama-kelamaan secara berangsur-angsur bumi kita mendingin. Akibatnya proses pendinginan, bagian luar bumi membeku membentuk lapisan kerak bumi yang disebut litosfer.

Penyusun utama lapisan litosfer adalah batuan yang terdiri dari campuran antar mineral sejenis atau tidak sejenis yang saling terikat secara gembur atau padat. Induk batuan pembentuk litosfer adalah magma, yakni batuan cair pilar yang bersuhu sangat tinggi dan terdapat di bawah kerak bumi. Magma akan mengalami beberapa proses perubahan sampai menjadi batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamort.

b. Astenosfer (Lapisan Selubung atau Mantle)
Astenosfer yakni lapisan yang terletak di bawah litosfer dengan ketebalan sekitar 2.900 km berupa material cair, kental, dan berpijar dengan suhu sekitar 3000ºC, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat, dan gas bersuhu tinggi.

c. Barisfer (Lapisan Inti Bumi atau Core)
Barisfer yakni lapisan inti bumi yang merupakan bagian bumi paling dalam yang tersusun atas lapisan nife (niccolum atau nikel dan ferrum atau besi). Lapisan ini bisa pula dibedakan menjadi dua bagian, yakni inti luar dan inti dalam.

• Inti Bumi Bagian Luar, merupakan salah satu bagian dalam bumi yang melapisi inti bumi bagian dalam. Inti bumi bagian luar mempunyai tebal 2.250 km dan kedalaman antara 2900-4980 km. Inti bumi bagian luar terdiri dari besi dan nikel cair dengan suhu 3.900ºC.
• Inti Bumi Bagian Dalam, merupakan bagian bumi yang paling dalam atau bisa juga disebut inti bumi. inti bumi mempunyai tebal 1200 km dan berdiameter 2.600 km. Inti bumi terdiri dari besi dan nikel berbentuk padat dengan temperatur bisa mencapai 4.800ºC.

2. Pergerakan Benua

Sejak masa kelahirannya bentuk muka bumi tidaklah permanen, tetapi secara terus-menerus mengalami perubahan. Perubahan atau perkembangan muka bumi banyak diungkap dalam teori pergerakan benua. Beberapa teori mengenai pergerakan benua antara lain sebagai berikut;

a. Teori Pengapungan Benua

Dalam teori pengapungan benua yang dikemukakan oleh alfred Wegener dijelaskan bahwa sekitar 200 juta tahun yang lalu, di bumi baru ada satu benua dan samudera yang luas. Benua raksasa ini dinamakan Pangea, sedangkan kawasan samudera yang mengapitnya dinamakan Panthalasa.

Sedikit demi sedikit Pangea mengalami retakan-retakan dan pecah. Sekitar 180 juta tahun yang lalu benua raksasa tersebut pecah menjadi dua, yakni pecahan benua di sebelah utara dinamakan Laurasia dan di bagian selatan dinamakan Gondwana. Kedua, benua itu dipisahkan oleh jalur laut sempit yang dinamakan Laut Tethys. Sisa Laut Tethys pada saat ini merupakan jalur jebakan minyak bumi di sekitar laut-laut kawasan Timur Tengah.

Baik di antara Laurasia maupun Gondwana kemudian terpecah-pecah lagi menjadi dataran kecil dan bergerak secara tidak beraturan dengan kecepatan gerak berkisar antara 1 sampai 10 cm per tahun. Dalam sejarah perkembangan planet bumi, Laurasia merupakan cikal bakal benua-benua yang saat ini letaknya di sebelah utara ekuator (belahan bumi utara), meliputi Eurasia, Amerika Utara, dan pulau-pulau kecil di sekitarnya. Adapun Gondwana merupakan cikal bakal benua-benua di belahan bumi selatan, meliputi Amerika Selatan, Afrika, subbenua India, Australia, dan Antartika.

Teori pengapungan benua didukung oleh bukti-bukti berikut;

• Pantai di bagian timur Amerika Selatan dan pantai barat Afrika terlihat memiliki potongan yang cocok satu sama lain.
• Batuan yang terdapat di Amerika Selatan dan di Afrika memiliki jenis dan umur batuan yang sama.
• Struktur batuan induk di tepi Lautan Atlantik di Afrika, Amerika Utara, dan Eropa memiliki potongan dengan bentuk yang cocok satu sama lain.
• Adanya bukti paleontologi yang dijumpai di benua-benua bagian selatan merupakan bukti yang kuat yakni berupa fosil bibit tanaman glossopteris yang ditemukan di daratan Amerika Selatan, Afrika Selatan, India, dan Australia. Di mana selama hidupnya tumbuhan ini hanya tumbuh di dataran dan mempunyai diameter batang beberapa milimeter. Jadi, terlalu besar untuk bermigrasi menyeberang Samudera Atlantik dengan cara diembus angin.
• Pegunungan dengan arah timur-barat di Tanjung Harapan pinggir pantai dan di dekat Buines Aires, Argentina ditemukan struktur yang sama baik umur maupun corak deformasinya. Ketampakan lain yang cukup berarti untuk mendukung teori ini, yakni tipe-tipe batuan, meliputi batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf juga dijumpai di daerah itu.

Dalam teori ini juga dikemukakan beberapa analisis antara lain sebagai berikut;

• Adanya formasi geologi yang sama antara pantai timur Benua Amerika dan pantai barat Eropa serta Afrika. Hal ini membuktikan bahwa formasi geologi di pantai barat Afrika sama dengan pantai timur Amerika.
• Adanya pergerakan Pulau Greenland menjauhi daratan Eropa dengan kecepatan 36 meter setiap tahun. Pulau Madagaskar menjauhi Afrika Selatan sejauh 9 meter per tahun.

b. Teori Ed Suess

Adanya persamaan formasi geologi yang terdapat di Amerika Selatan, India, Australia, dan Antartika disebabkan oleh pernah bersatunya daratan. Daratan yang menyatu ini disebut Benua Gondwana. Benua ini sekarang yang tertinggal hanya sisa-sisa karena yang lain sudah ditutupi oleh laut.

c. Teori Kontraksi

Menurut teori kontraksi bahwa bumi kita susut dan mengerut karena pendinginan sehingga terjadi lembah-lembah. Teori ini dikemukakan oleh Descartes.

d. Tim Peneliti Amerika

Penelitian ini bertujuan membuktikan teori Wegener. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa kutup selatan 200 juta tahun yang lalu terletak di dekat khatulistiwa. Sehingga pada zaman itu di kutup selatan terdapat hewan dan tumbuhan, kemudian di daerah itu bisa ditemukan fosil tulang rahang dari hewan amfibi air tawar purba tepatnya di Amerika Selatan dan Utara. Hal ini membuktikan bahwa teori pengapungan benua mendekati kebenaran.

e. Teori Lempeng Tektonik

Muncul pada tahun 1960-an yang merupakan lanjutan teori pengapungan benua. Dalam teori ini dijelaskan bahwa permukaan bumi terbentuk oleh kerak benua dan kerak samudera serta lapisan batuan teratas dari mantel bumi. Semua lapisan ini disebut litosfer. Lapisan litosfer dibagi menjadi lempeng-lempeng tektonik. Di bumi, terdapat tujuh lempeng utama dan banyak lempeng yang lebih kecil. Lempeng-lempeng litosfer ini menumpang di atas astenosfer. Mereka bergerak dan saling menjauh serta bertemu di batas-batas lempeng.

Gempa bumi, aktivitas vulkanik, pembentukan gunung, dan pembentukan palung samudera umumnya terjadi di daerah sepanjang batas lempeng.  Adanya pergerakan-pergerakan lempeng ini mengakibatkan terbentuknya permukaan bumi seperti sekarang.

Sampai sekarang ini, benua bergerak dan bergeser beberapa sentimeter setiap tahun sebagai contoh, India bergeser ke utara sejauh 25 mm setiap tahun. Akibatnya pergeseran itu, sekitar 55 juta tahun yang lalu India bertumbukan dengan Benua Asia.

Adanya pergerakan lempeng tektonik bisa menimbulkan bentukan-bentukan di permukaan bumi yang berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi oleh arah dan kekuatan gerak lempeng. Kemungkinan kekuatan pergerakan antardua lempeng dapat sama-sama kuat, sama-sama lemah, dan yang satu kuat sedangkan yang lain lemah. Daerah  tempat lempeng-lempeng itu bertemu disebut batas lempeng. Pada batas lempeng, kita bisa mengetahui cara bergerak lempeng-lempeng itu. Lempeng dapat saling menjauh, saling bertumbukan, atau saling menggeser ke samping. Batas-batas lempeng tektonik ditandai dengan adanya bentuk-bentuk alam akibat adanya aktivitas lempeng itu sendiri. Batas lempeng tektonik bisa dibedakan menjadi tiga jenis, yakni batas divergen, batas konvergen, dan batas sesar mendatar.

a. Batas Divergen

Pada batas-batas di mana antarlempeng saling menjauh (divergen) sehingga lempeng material-material baru yang berasal dari arus konveksi mantel di bawah lempeng. Material-material baru itu membentuk punggung tengah samudera (mid oceanic ridge) yang berupa pegunungan di dasar laut. Sebagai contoh, Mid Atlantic Ridge yang membatasi lempeng Amerika Selatan dengan lempeng Nasca.

Pada batas-batas di mana antarlempeng saling menjauh terdapat beberapa fenomena sebagai berikut;

• Aktivitas vulkanisme laut dalam yang menghasilkan lava basa dan hamparan leleran lava yang encer.
• Renggangnya lempeng
• Aktivitas gempa di dasar laut dan sekitarnya.
• Pembentukan tanggul dasar samudera di sepanjang tempat perenggangan lempeng.

b. Batas Konvergen

Batas Konvergen merupakan batas di mana terjadi dua lempeng yang bergerak saling mendekati sehingga terjadi tumbukan. Di daerah pertemuan dua lempeng terjadi beberapa fenomena berikut;

• Hancurnya lempeng karena pergesekan lempeng.
• Adanya aktivitas vulkanisme,intrusi, dan ekstrusi.
• Terbentuknya palung laut di tempat tumbukan itu.
• Pembengkakan tepi lempeng benua merupakan deretan pegunungan.
• Merupakan daerah hiposentrum gempa dangkal dan dalam.
• Lempeng dasar samudera menunjam ke bawah lempeng benua.

c. Batas Sesar Mendatar

Batas sesar mendatar terjadi karena karena adanya pergeseran dari dua lempeng dengan arah yang berlawanan. Pergeseran ini tidak menimbulkan penghilangan atau permunculan kerak bumi, namun di sepanjang daerah itu ditandai dengan adanya keretakan. Pada batas ini sering terjadi kerusakan hebat berhubungan dengan kegiatan gempa sebab fokus gempa yang terjadi relatif dangkal (lebih kecil dari 60 m). Misalnya zona sesar mendarat ini adalah patahan San Andreas di Amerika Barat, sesar Sumatera, dan sesar Sorong di Papua.

D. Kala Geologi dan Sejarah Kehidupan

Menurut perkiraan, manusia ada setelah bumi ini terbentuk. Sebelum ada kehidupan di bumi, terjadi proses pembentukan batuan kerak bumi. Beberapa teori yang mendukung sejarah terjadinya bumi dan peristiwa-peristiwa yang pernah terjadi antara lain sebagai berikut;

1. Teori Malapetaka
Teori ini dikemukakan oleh Baron Georges Cuvier. Dari hasil penelitiannya bisa diambil kesimpulan yakni kehidupan di alam pada saat itu ditemui dalam jumlah yang sangat berlimpah dan diketahui lebih lanjut bahwa pada tiap lapisan kulit bumi tertentu mengandung fosil tertentu pula. Perbedaan yang ada pada kelompok kehidupan yang terdapat dalam setiap lapisan mempunyai ukuran yang sama besar dengan kelompok kehidupan yang hidup pada masa sekarang. Kehidupan dari tiap-tiap zaman tidak mengalami perubahan dan pada waktu terjadi revolusi, hewan-hewan ataupun tumbuh-tumbuhan punah. Setelah malapetaka terjadi, muncul hewan dan tumbuhan baru yang pada akhirnya juga akan mengalami revolusi yang memusnahkanya. Pada tahap selanjutnya manusia, hewan dan tumbuhan yang ada sekarang ini terbentuk setelah malapetaka yang terakhir.

2. Teori Uniformitarisma
James Hutton mengemukakan teori ini dengan melakukan penyelidikan proses sedimentasi yang terjadi di sungai, danau, ataupun pantai di daerah Skotlandia. Dia membuat kesimpulan bahwa ketampakan pada batuan sedimen yang terbentuk pada masa lampau bisa ditemui pula pada proses pembentukan sedimen yang terjadi pada masa sekarang. Konsep uniformitarisma menyatakan bahwa waktu sekarang adalah kunci pada masa lampau (present is the key to the past).

3. Hukum Steno
Hukum ini dikemukakan oleh Steno, seorang ahli geologi dari italia. Dari berbagai hasil pengamatannya, muncul tiga hukum yang berlaku untuk batuan sedimen. Hukum-hukum itu adalah sebagai berikut;

• Hukum superposisi, menyatakan bahwa pada batuan sedimen dalam kedudukan yang belum berubah, bagian atas merupakan bagian yang relatif muda apabila dibandingkan dengan bagian bawah.
• Hukum kejadian horizontal, menyatakan bahwa dalam satu tahap perlapisan pada saat mula terbentuk mempunyai kedudukan horizontal. Jika ternyata lapisan itu sudah membentuk sudut dengan bidang horizontal, menunjukkan bahwa perlapisan itu sudah pernah terangkat.
• Hukum kejadian menerus, menyatakan bahwa dalam proses sedimentasi akan menghasilkan perlapisan yang tebalnya sama apabila tidak terjadi gangguan di tempat terjadinya (dalam cekungan sedimentasi). Jika ditemui lapisan yang semakin menipis, hal ini bisa disebabkan oleh adanya gangguan pada saat proses sedimentasi sedang berlangsung.

4. Hukum Intrusi/Penerobosan (Cross Cutting Relationship) oleh A.W.R. Potter dan H. Robinson

Suatu intrusi (penerobosan) batuan akan berumur lebih muda dari pada batuan yang diterobosnya.

5. Hukum Urutan Fauna (Law of Fauna Succession) oleh De Soulovie (1777)

Dalam urutan-urutan batuan sedimen, sekelompok lapisan bisa mengandung kumpulan fosil tertentu begitu juga sekelompok lapisan di atas ataupun di bawahnya.

6. Prinsip William Smith (1816)

Urutan lapisan sedimen bisa diacak (secara lateral) dengan mengenali kumpulan fosilnya yang didiagnostik jika kriteria litologinya tidak menentu.

Umur kulit bumi bisa ditetapkan secara relatif (umur relatif). Pengertian dari umur kulit bumi adalah usia lapisan kulit bumi yang dihitung dari terbentuknya bumi sampai sekarang. Adapun umur relatif adalah umur kulit bumi yang dinyatakan sesuai dengan jenis-jenis makhluk hidup pada zaman itu. Penentuan umur kulit bumi bisa diketahui dengan adanya fosil. Dalam setiap periode dari sejarah bumi selalu terdapat makhluk-makhluk yang khas yang hanya hidup pada waktu tersebut. Bekas atau sisa yang sudah membatu dari makhluk itu bisa digunakan untuk penentuan umur kulit bumi. Penggunaan fosil untuk menentukan umur relatif didasarkan dengan adanya pendapat bahwa jenis-jenis binatang dan tumbuh-tumbuhan selalu mengalami perubahan bentuk (mengalami proses evolusi) selama sejarah bumi. Semakin sederhana bentuk makhluk hidup (makhluk bersel satu), semakin tua umurnya. Fosil yang khas digunakan untuk penentuan umur relatif disebut sebagai fosil petunjuk atau fosil pandu.

Sejarah kehidupan di bumi baru dimulai sekitar 3,5 miliar tahun lalu, dengan munculnya mikroorganisme sederhana yakni bakteri dan ganggang, kehidupan baru muncul organisme bersel banyak.

Pada sekitar 440 juta tahun lalu secara bertahap kehidupan yang lebih kompleks mulai berevolusi. Perkembangan tumbuhan diawali oleh Pteridophyta (tumbuhan paku), Gymnosperm (tumbuhan berujung), dan terakhir Angiosperm (tumbuhan berbunga). Adapun perkembangan hewan dimulai dari invertebrata, ikan, amfibi, reptilia, burung, dan mamalia, kemudian muncul manusia.

Uraian berikut merupakan skala waktu geologi dengan pembagian menjadi masa yang didasarkan oleh adanya perkembangan kehidupan yang sudah nyata.

1. Masa Prakambrium (4,5-2,5 Miliar Tahun Lalu)
a. Masa Arkeozoikum
Arkeozoikum artinya masa kehidupan purba. Masa arkeozoikum (arkean) merupakan masa awal pembentukan batuan kerak bumi yang kemudian berkembang menjadi protokontinen. Batuan masa ini ditemukan di beberapa bagian dunia yang lazim disebut kraton/perisai benua. Batuan tertua tercatat berumur kira-kira 3.800.000.000 tahun. masa ini juga merupakan awal terbentuknya atmosfer serta awal munculnya kehidupan primitif di dalam samudera berupa mikroorganisme (bakteri dan ganggang). Fosil tertua yang telah ditemukan adalah fosil stromatolit dan Cyanobacteria dengan umur kira-kira 3.500.000.000 tahun.

b. Masa Proterozoikum (Masa Kehidupan Awal)
Proterozoikum artinya masa kehidupan awal. Masa ini merupakan masa awal terbentuknya hidrosfer dan atmosfer. Pada masa ini kehidupan mulai berkembang dari organisme bersel tunggal menjadi bersel banyak (enkaryotes dan prokaryotes). Enkaryotes ini akan menjadi tumbuhan dan prokaryotes nantinya akan menjadi bintang. Menjelang akhir masa ini organisme lebih kompleks, jenis invertebrata bertubuh lunak, seperti ubur-ubur, cacing, dan koral mulai muncul di laut-laut dangkal yang bukti-buktinya dijumpai sebagai fosil sejati pertama.

Masa arkeozoikum dan proterozoikum dikenal sebagai masa prakambrium. Tempat-tempat yang bisa ditemui batuan prakambrium adalah Grand Canyon di Sungai Colorado (Amerika), sekitar Teluk Hudson yang dikenal sebagai Perisai Kanada, dan Benua Australia bagian barat yang dikenal sebagai Perisai Australia. Di Indonesia hingga saat ini belum ditemui kemungkinan adanya endapan yang berumur prakambrium. Jika ada, kemungkinan besar akan ditemui pada tempat yang berdekatan dengan Perisai Australia yakni di Pulau Papua. Adapun bukti adanya kehidupan yang nyata selama prakambrium masih belum dapat dipastikan.

2. Masa Paleozoikum
Masa paleozoikum terdiri dari dua bagian, yakni paleozoikum bawah yang meliputi zaman kambrium, zaman ordovisium, dan zaman silur serta paleozoikum atas yang meliputi zaman devon, zaman karbon, dan zaman perm.

a. Zaman Kambrium (600-500 Juta Tahun Lalu)
Kambrium berasal dari kata Cambria yakni nama latin untuk daerah Wales di Inggris, di mana batuan berumur kambrium pertama kali dipelajari. Banyak hewan invertebrata mulai muncul pada zaman kambrium. Hampir seluruh kehidupan berada di lautan. Hewan zaman ini mempunyai kerangka luar dan cangkang sebagai pelindung. Fosil yang umum dijumpai dan penyebarannya luas adalah alga, cacing, spons, koral, mollusca, echinodermata, brachiopoda, dan arthropoda (Trilobit).

b. Zaman Ordovisium (500-440 Juta Tahun Lalu)
Pada zaman ini koral dan alga berkembang membentuk karang serta Trilobit dan mencari mangsa. Graptolit dan Trilobit berkembang pesat, sedangkan echinodermata dan brachiopoda mulai menyebar. Meluapnya samudera dari zaman es merupakan bagian peristiwa dari zaman ini.

c. Zaman Silur (440-410 Juta Tahun Lalu)
Zaman silur berbatasan dengan batuan kambrium. Lapisan-lapisan silur dicirikan dengan adanya fauna yang lebih beraneka ragam apabila dibandingkan dengan zaman kambrium. Zaman silur berkembang dengan baik sebagai endapan darat ataupun endapan laut. Endapan darat kadang-kadang sebagai endapan di sungai ataupun danau. Zaman silur merupakan waktu peralihan kehidupan dari air ke darat. Banyak  kelompok kehidupan baru muncul selama zaman silur. Salah satunya adalah kelompok vertebrata. Tumbuhan darat mulai muncul yakni Pteridophyta (tumbuhan paku). Pembentukan Air Terjun Niagara di Amerika terjadi pada zaman silur. Selama zaman silur, deretan pegunungan mulai terbentuk melintas Skandinavia, Skotlandia, dan pantai Amerika Utara. Di Indonesia fosil tertua yang ditemukan berumur silur bisa ditemui di Papua. Pada palung Papua, batuan yang diendapkan berumur silur atas berwujud batu gamping hijau yang mengandung fosil Halysites wallichi reed serta ditemukannya batu guling di sepanjang anak Sungai Sint Laurent yang mengalir di lereng selatan Pegunungan Jayawijaya. Adapun di wilayah Indonesia bagian barat belum pernah ditemukan tanda-tanda adanya cekungan pada zaman silur yang merupakan tempat sedimentasi batuan yang berumur silur.

d. Zaman Devon (410-360 Juta Tahun Lalu)
Zaman devon bisa dipisahkan dari zaman karbon di atasnya dan zaman silur yang ada di bawahnya. Ciri-ciri dari zaman devon adalah munculnya tumbuh-tumbuhan darat pertama dan binatang bertulang belakang. Di laut dijumpai kelompok binatang yang tidak bertulang belakang, antara lain Ammonit dan Brachiopoda.

Selain itu, terdapat golongan Tetracoral dan beberapa di antaranya khas untuk zaman devon. Beberapa anggota dari Mollusca dan Arthropoda juga berkembang dengan baik, bahkan beberapa anggota di antaranya khusus untuk zaman devon. Demikian juga golongan vertebrata, antara lain ikan dan amfibi. Golongan tumbuh-tumbuhan sudah ada pada zaman devon. Salah satunya Rhynea yang terdapat pada batu pasir merah tua di Skotlandia. Jenis-jenis tumbuhan pada zaman devon masih terbatas pada jenis yang masih sederhana atau disebut sebagai tumbuhan tingkat rendah.

Penyeberan endapan devon terutama di sekitar cekungan yang menghasilkan batu pasir merah tua antara lain di sekitar pengunungan Caledonia yakni di Inggris, Skotlandia, Skandinavia, Tanah Hijau, hingga melampaui dataran tinggi Rusia. Di Indonesia bagian timur endapan devon terdapat batu pasir cokelat, kelabu, dan putih serta mengandung fosil Favosites, Cysthiphyllum, dan Cyathophyllum douvillei. Adapun di Indonesia bagian barat, endapan devon terdapat di Kalimantan Timur yang dikenal sebagai formasi danau.

e. Zaman Karbon (360-290 Juta Tahun Lalu)
Pada zaman ini benua-benua di muka bumi menyatu membentuk satu massa dataran yang disebut Pangea. Ciri dari zaman karbon adalah ditemuinya sejumlah karbon bebas. Golongan vertebrata seperti reptilia dan amfibi yang sudah muncul pada zaman devon mengalami perkembangan pesat pada zaman karbon. Adanya karbon bebas mengindikasikan bahwa saat itu terjadi perkembangan yang pesat dari jenis tumbuh-tumbuhan. Pada zaman karbon ini terjadi pembentukan pegunungan. Zaman karbon menunjukkan perkembangan flora yang sangat pesat, antara lain Lepidodendron, Sigillria, Neoropteris, Glossopteris, dan Cordates. Semuanya merupakan pembentukan batu bara sebagai salah satu ciri zaman karbon. Di Indonesia, perkembangan endapan karbon relatif tidak luas dan hanya diketahui di daerah Sumatera, Kalimantan, dan Papua.

f. Zaman Perm (290-250 Juta Tahun Lalu)
Zaman perm dicirikan dengan adanya kumpulan kehidupan paleozoikum yang terakhir, antara lain kelompok Trilobit, Tetracoral, Fusulina, Tabulata, Blastoida, dan Cephalopoda. Endapan zaman perm di Indonesia hanya bisa dijumpai di beberapa tempat. Di Sumatera endapan perm bisa dilihat di daerah Pegunungan Bukit Barisan sekitar Danau Singkarak. Di Pegunungan Jayawijaya, endapan perm berkembang sebagai batu gamping yang mengandung fosil Londsdaleia fliegeli. Endapan perm di Indonesia juga berkembang dengan baik di Pulau Timor dan paling kaya, fosil yang tersimpan sangat baik pada sedimennya, bahkan terbaik di seluruh dunia. Batuan endapan pada zaman perm tersebar luas di pulau ini, namun karena pengaruh tektonik yang kompleks dan banyaknya kelompok serta tidak teraturnya urutan dan susunannya menyebabkan batuan perm di daerah ini sulit untuk diselidiki.

3. Masa Mesozoikum
Masa ini, dibagi menjadi tiga zaman, yakni zaman trias, zaman jura, dan zaman kapur, yang masing-masing zaman dicirikan dengan adanya perkembangan kehidupan tertentu ataupun peristiwa-peristiwa geologi khusus.

a. Zaman Trias (250-210 Juta Tahun Lalu)
Perkembangan kehidupan zaman trias menunjukkan banyak terjadi perubahan, terutama untuk jenis fauna baik untuk golongan vertebrata maupun golongan invertebrata. Untuk jenis vertebrata khususnya yang termasuk reptilia sudah mulai dikenal Rutiodon yang semula hidup dilingkungan dalam air, kemudian mengadaptasikan diri hidup dalam lingkungan darat.

 b. Zaman Jura (210-140 Juta Tahun Lalu)
Zaman kapur dicirikan oleh suatu daur pengendapan susut laut-genang laut-susut laut. Zaman jura berakhir dengan susut laut dan kebanyakan tempat di dunia berkembang menjadi endapan darat yang banyak mengandung fosil reptilia. Susut laut ini terjadi terus sampai pada zaman kapur bawah yang kemudian pada zaman kapur pertengahan disusul oleh genang laut yang cukup besar dan hampir meliputi seluruh dunia.

Di akhir zaman kapur terjadi lagi susut laut. Endapan zaman kapur diperkirakan berumur 65 sampai 135 juta tahun. Hasil pengendapan lingkungan darat pada zaman ini banyak mengandung fosil vertebrata khususnya reptilia. Adapun yang diendapkan dalam lingkungan laut banyak mengandung fosil Ammonit, Belemnit, Foraminifera, dll. Beberapa di antaranya berfungsi sebagai fosil petunjuk. Perkembangan jenis fauna pada zaman kapur diimbangi pula dengan perkembangan jenis flora, mulai terlihat dengan nyata perkembangan jenis Angiosperm yang merupakan golongan tumbuhan tingkat tinggi dan telah mempunyai bunga. Di Indonesia endapan zaman kapur bisa ditemukan di Lok Ulo, Karangsambung, Kabupaten Kebumen, Jawa Tengah.

4. Masa Kenozoikum (65 Juta Tahun Lalu)
a. Zaman Tersier (65-1,7 Juta Tahun Lalu)
Pada zaman tersier terjadi perkembangan jenis kehidupan seperti munculnya primata dan burung tak bergigi berukuran besar yang menyerupai burung unta, sedangkan fauna laut burung tidak bergigi berukuran besar yang menyerupai burung unta, sedangkan fauna laut seperti ikan, Mollusca, dan Echinodermata sangat mirip dengan fauna laut yang hidup sekarang. Tumbuhan berbunga pada zaman tersier terus berevolusi menghasilkan banyak variasi tumbuhan, seperti semak belukar, tumbuhan merambat, dan rumput. Pada zaman tersier-kuarter, pemunculan serta kepunahan hewan dan tumbuhan saling berganti seiring dengan perubahan cuaca secara global.

b. Zaman Kuarter (1,7 Juta Tahun Lalu-Sekarang)
Zaman kuarter terjadi dari kala pleistosen dan kala holosen. Kala pleistosen dimulai sekitar 1,8 juta tahun yang lalu dan berakhir pada 10.000 tahun yang lalu, kemudian diikuti oleh kala holosen yang berlangsung sampai sekarang. Pada kala pleistosen paling sedikit terjadi lima kali zaman es (zaman glasial). Pada zaman glasial sebagian besar Eropa, Amerika Utara, dan Asia bagian utara ditutupi es, begitu pula Pegunungan Alpen, Pegunungan Cherpatia, dan Pegunungan Himalaya. Manusia purba Jawa (Homo erectus yang dahulu disebut Pithecanthropus erectus) muncul pada kala pleistosen. Manusia modern yang mempunyai peradaban baru muncul pada kala holosen. Flora dan fauna yang hidup pada kala pleistosen sangat mirip dengan flora dan fauna yang hidup sekarang.