Radiosonde

Distribusi vertikal temperatur, tekanan, dan kelembaban atmosfer hingga ketinggian sekitar 30 km dapat diperoleh dengan instrumen yang disebut radiosonde. Radiosonde yang dijatuhkan dengan parasut dari pesawat terbang disebut dropsonde. Radiosonde adalah sebuah kotak kecil dan ringan yang dilengkapi dengan instrumen-instrumen cuaca dan sebuah transmiter radio.

Kotak tersebut dikaitkan pada sebuah kawat yang memiliki parasut dan balon gas yang terikat erat pada ujungnya. Ketika balon bergerak naik, radiosonde mengukur temperatur udara dengan termometer listrik kecil (termistor) yang berada di tepi luar kotak radiosonde.

Radiosonde mengukur kelembaban udara secara elektrik dengan mengirimkan arus listrik melintasi sebuah lempengan yang dilapisi karbon. Tekanan udara diukur dengan barometer kecil yang diletakkan di dalam kotak radiosonde.

Semua informasi hasil pengukuruan tersebut kemudian ditransmisikan ke permukaan bumi dengan radio.  Komputer kemudian mengonversi frekuensi yang bervariasi tersebut ke dalam nilai temperatur, tekanan, dan kelembaban. Alat khusus juga dapat digunakan di permukaan bumi untuk men-tracking radiosonde untuk menghasilkan profil vertikal angin. Ketika pengukuran angin disertakan, makan observasi ini disebut rawinsonde.

Ketika distribusi vertikal temperatur, kelembaban, dan angin diplot ke dalam grafik, maka disebut sebagai sounding. Nantinya, balon akan meledak dan radiosonde kembali ke permukaan bumi dengan lambat menggunakan parasut.

Kebanyakan, radiosonde dilepaskan 2 kali sehari, biasanya pada waktu bersamaan dengan tengah malam dan tengah hari di Greenwich, Inggris. Melepaskan radiosonde membutuhkan biaya operasi yang mahal, karena instrumen dalam radiosonde seringkali tidak dapat diperoleh kembali, dan biasanya instrumen yang diperoleh kembali akan bekerja dengan kondisi yang buruk.

Sebagai pengganti observasi dengan radiosonde ini dapat digunakan satelit geostasioner (menggunakan instrumen yang mengukur energi radiasi) yang memberikan data profil vertikal temperatur pada daerah yang sulit diakses.

Bulan Punya Oksigen, Tempat Asalnya Sungguh Tak Terduga

Pencarian tempat tinggal baru di luar Bumi dibutuhkan. Para astronom meluncurkan wahana luar angkasa untuk mencari “rumah” baru.

Bicara tentang tempat yang paling mungkin dihuni, ternyata Bulan mungkin menjadi tempat paling mungkin, paling tidak untuk sementara.

Astronot kanada yang telah pensiun Chris Hadfield menilai, Bulan merupakan tempat paling logis sebagai tempat tinggal baru, sebelum beralih ke Mars.

“Saya pikir jika kita mengikuti pola yang didorong secara historis, maka Bulan akan menjadi yang pertama [sebelum Mars],” kata Hadfield.

“Bukan hanya untuk menegaskan kembali bahwa kita bisa sampai di sana, tapi untuk menunjukkan bahwa kita juga bisa tinggal di sana.”

Kini, sebuah penelitian menambah besar potensi bulan untuk dijadikan batu loncatan. Para peneliti Jepang menemukan bahwa bulan juga punya oksigen.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Kentaro Terada dari Osaka Univeristy, menggunakan data dari wahana antariksa SELENE (Kaguya) dan mempelajari dari mana oksigen di Bulan berasal.

Ternyata, oksigen itu datang dari Bumi.

Bagaimana bisa? Terada dan koleganya punya hipotesis.

Selama sekitar lima hari tiap bulannya, Bulan terlindungi dari angin Matahari oleh magnetosfer Bumi, sebuah gelembung di mana medan magnet Bumi punya pengaruh cukup besar.

Terada dan timnya percaya bahwa ion oksigen perlahan-lahan bergerak dari bumi ke bulan dan tertanam di lapisan atas permukaan bulan yang terdiri dari tanah dan batuan.

Selama miliaran tahun, oksigen itu bertahan di sana.

Analisa mereka telah dipublikasikan di jurnal Nature Astronomy bulan ini. Dengan mempelajari sampel batuan Bulan, Terada juga berharap dapat memahami perubahan atmosfer bumi dari waktu ke waktu serta seberapa besar pengaruh perubahan atrmosfer terhadap evolusi berbagai bentuk kehidupan di Bumi. (kompas.com, 4/9/2017)

Kepala LAPAN Yakini Hujan Satu Rumah hanya Rekayasa

Akhir bulan Agustus 2017, tepatnya pada Sabtu (26/8/2017), fenomena unik terjadi di Jakarta: hujan mengguyur satu rumah di kawasan Tebet, Jakarta Selatan. Momen itu diabadikan dan diunggah oleh akun Twitter Febrina Stevani @febicil.

Menanggapi kejadian ini, Kepala Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Thomas Djamaluddin angkat bicara. Melalui akun Facebook miliknya pada Senin (4/9/2017), Thomas memberikan penjelasan kepada masyarakat.

Thomas mengatakan, tak ada penjelasan ilmiah terhadap fenomena hujan satu rumah yang berlangsung selama enam jam.

Dalam rentang waktu tersebut, masyarakat bisa melihat kondisi langit. Caranya pun mudah. Lihatlah rumah sekitar dan tempat turunnya hujan dari langit dengan menggunakan senter. Butiran hujan akan terlihat dengan jelas bila terpapar cahaya.

“Saya tetap berpendapat itu hujan rekayasa, bukan hujan alami,” kata Thomas.

Thomas menjelaskan, butiran hujan jatuh ke permukaan tanah dari awan dengan ketinggian sekitar dua kilometer. Dengan demikian, menjadi mustahil bila air hasil kondensasi “pilih kasih” dengan hanya berkunjung ke satu rumah. “Paling kecil area hujannya mencakup puluhan meter. Umumnya hujan ringan,” ucap Thomas.

Selain itu, Thomas juga merasa heran dengan lamanya waktu curah hujan. Pemilik rumah, Muzakir, berkata bahwa hujan berlangsung selama enam jam. Namun, peristiwa itu tak mengundang keramaian masyarakat.

Febrina mengunggah videonya pada 26 Agustus 2017 pukul 5.33 WIB, sedangkan berita pertama yang menggunakan rekaman Febrina dibuat pada 28 Agustus 2017 pukul 13.14. Jika hujan itu benar terjadi, peristiwa “aneh” itu terlalu lama untuk diketahui publik.

“Kalau benar itu terjadi, pasti jadi tontonan orang sekampung dan media akan datang. Waktu enam jam cukup untuk menyebarkan informasi fenomena langka yang pasti jadi perhatian publik,” kata Thomas. (kompas.com, 5/9/2017)

Fenomena Langka, Sebuah Gurun Tiba-tiba Berubah Jadi Lautan Bunga

Gurun Atacama di Cile merupakan salah satu tempat terkering di dunia. Tapi secara tiba-tiba, gurun itu berubah menjadi lautan bunga warna-warni.

Lansekap tandus itu berganti rupa menjadi lautan bunga berwarna kuning, oranye, hijau, ungu dan merah pada bulan Agustus tahun ini.

Fenomena yang disebut sebagai “desierto florido” atau gurun yang berbunga oleh masyarakat lokal ini biasanya terjadi setiap lima hingga tujuh tahun sekali. Ini terjadi karena siklus iklim di Samudera Pasifik yang disebut El Nino.

Desierto florido terakhir terjadi pada tahun 2015. Banyak warga lokal tidak menduga bahwa fenomena ini akan terulang lebih cepat dari perkiraan.

Atacama biasanya hanya mendapat hujan sekitar 15 milimeter per tahun. Namun hujan tidak terduga membuat benih-benih dorman yang berada di dalam tanah berkecambah.

Padang pasir memang menyimpan jutaan biji dorman atau tidak aktif di dalam tanah selama berbulan-bulan bahkan tahunan. Mereka baru akan berkembang dan berakar setelah mendapat cukup air.

Gurun Atacama berada di dataran tinggi, 1000 kilometer di utara Cile yang berbatasan dengan Peru, Bolivia dan Argentina. Fenomena ledakan bunga menarik ribuan wisatawan untuk melihat dan memotret lebih dari 200 spesies bunga serta satwa liar.

Penelitian menunjukkan, sebelum menjadi padang pasir yang gersang, Atacama jutaan tahun lalu dipenuhi dengan rawa dan danau. (kompas.com, 4/9/2017)

Indonesia Raih 7 Medali di Ajang IESO ke-11

Empat orang pelajar Indonesia berhasil meraih tujuh medali usai mengikuti ajang International Earth Science Olympiad (IESO) ke-11. Kompetisi itu diikuti oleh 29 negara dan berlangsung pada 22-29 Agustus 2017 di Centre International de Valbonne, Cote d’Azur, Perancis.

IESO meliputi kompetisi pengetahuan mengenai geosfer (geologi dan geofisika), hidrosfer (hidrologi dan oseanografi), atmosfer (meteorologi dan klimatologi) dan astronomi.

Untuk kompetisi Earth System Project (ESP), Rifki Andika, siswa SMA Negeri 2 Depok, berhasil mendapatkan medali emas, sedangkan medali perunggu didapatkan oleh Fransiskus L Santoso, siswa SMA Kristen Ketapang Jakarta.

Selain itu, dalam kompetisi International Team Field Investigation (ITFI), Rifki kembali naik ke podium untuk menerima medali perak. Untuk kompetisi perorangan, Rifki dan Fransiskus membawa pulang medali perak.

Kemudian, medali perunggu berhasil diraih oleh Alse Nabilah, siswi Kesatuan Bangsa Yogyakarta dan Fadly Aulia, siswa Al Kautsar Bandar Lampung.

Berdasarkan keterangan pers Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan ( Kemendikbud), para delegasi Indonesia merupakan alumni program Olimpiade Sains Nasional (OSN) Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.

Mereka didampingi oleh empat pembina, yakni Zadrach L. Dupe (Program Studi Meteorologi ITB), Hakim L. Malasan (Program Studi Astronomi ITB), Warsito Atmodjo (Program Studi Oseanografi UNDIP) dan Asep Sukmayadi (Kemendikbud).

Sebelumnya, para delegasi menjalani pelatihan dan seleksi melalui empat tahap pembinaan di Yogyakarta dan Bandung. Pembinaan berlangsung selama tiga bulan dari akhir 2016 hingga awal 2017.

NEC Jepang Setuju Membayar Ganti Rugi 500 Juta Yen Kepada Badan Antariksa JAXA

NEC Corporation Selasa ini (5/9/2017) setuju membayar ganti rugi kepada badan antariksa Jepang (JAXA) karena kegagalan program ruang angkasanya mengakibatkan satelit observasi astronomi Jepang Hitomi akhirnya gagal beroperasi lebih lanjut sejak bulan April 2016 setelah mengangkasa bulan Februari 2016.

“Pihak NEC telah setuju membayar ganti rugi 500 juta yen kepada JAXA sebagai hasil mediasi kedua pihak,” papar sumber Tribunnews.com Selasa ini (5/9/2017).

“Hitomi” adalah satelit pengamatan astronomi Jepang yang dikembangkan dengan biaya sekitar 31 miliar yen dan diluncurkan pada bulan Februari tahun lalu untuk mendekati misteri alam semesta seperti lubang hitam, namun komunikasi berhenti sebelum memulai pengamatan skala penuh, Operasi ditinggalkan pada bulan April.

Salah satu alasan utama kegagalan ini adalah dengan tidak tepat mengatur parameter yang mengendalikan mesin satelit, meskipun satelit ini tampaknya telah menyebabkan badan pesawat berputar secara tidak normal di luar angkasa dan pecah dengan kekuatan sentrifugal. Hal itu semua sebagai dampak dari program NEC yang dianggal tidak tepat.

Tentang ini, NEC menerima proposal mediasi yang mencerminkan refleksi karena tidak dapat memenuhi harapan JAXA dan merasakan tanggung jawab moral.

“Kami akan membuat program yang lebih baik lagi dan jangan sampai lagi terjadi kesalahan di masa depan. Olehkarena itu keseriusan akan semakin ditingkatkan lebih lanjut,” papar pihak NEC.dan usaha yang sungguh-sungguh. Saya mengomentari. ”

Sementara itu JAXA mengatakan, “Kejadian ini disebabkan oleh beberapa sebab, terjadi di tempat-tempat yang sebenarnya tidak dapat dipastikan sebagai alam semesta. Dengan demikian ini adalah masalah yang sangat sulit. Dalam keadaan seperti itu, kami akan mengevaluasi bahwa ini adalah hasil yang masuk akal dan mendapat solusi hukum yang tepat dalam mediasi sipil ini.” (tribunnews.com, 5/9/2017)

Hujan “Misterius” di Tebet

HUJAN yang hanya mengguyur satu unit rumah di Tebet, Sabtu (26/8), seperti terus menyisakan misteri. Ahli meteorologi dari Institut Teknologi Bandung (ITB), Tri Wahyu Hadi, menyebut fenomena itu sulit dijelaskan dan cenderung tidak mungkin terjadi.

“Biasanya kalau hujan lokal sekali, kalau durasinya pendek itu mungkin saja. Kalau enam jam, itu agak sulit dijelaskan dari sisi meteorologi,” katanya, Selasa (29/8).

Hujan “eksklusif” itu hanya meng­guyur rumah milik Muzakir, Sabtu (26/8), menjelang magrib sampai ham­pir tengah malam atau selama hampir enam jam. Menurut Tri, itu tidak mungkin terjadi.

“Itu hampir tidak mungkin dari sisi meteorologi,” ucap dosen meteo­rologi dari Fakultas Ilmu dan Tekno­logi Kebumian (FITB) ITB ini.

Dijelaskannya, sebenarnya ada fenomena virga, yakni hujan dalam durasi singkat yang sudah lebih dahulu menguap sebelum menyentuh tanah. “Itu karena tetes hujannya tidak banyak dan misalkan ada aliran udara yang naik,” jelasnya.

Namun, dia meyakini hujan eks­klu­sif di Tebet bukanlah virga karena durasinya yang mencapai berjam-jam. Seharusnya ada pengukuran yang lebih akurat untuk mendapatkan data curah hujan di lokasi tersebut.

“Kalau 6 jam terus-terusan, bisa banjir. Kalau warga tidak lihat ada aliran air ke selokan ke sekelilingnya, ya agak aneh,” ungkapnya.

Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) sendiri masih heran atas fenomena hujan lokal di satu rumah di Tebet, Jakarta Selatan. Secara ilmiah, hujan itu tak mungkin terjadi.

“Jadi, melihatnya, BMKG, dari beberapa hal syarat pembentukan dan pertumbuhan awan hujan dimulai dari penguapan. Syarat kedua adalah awan­nya. Dari penguapan terbentuk awan, dari awan kondisi suhu seki­tarnya, panas apa tidak, kelem­ba­pannya kering atau tidak,” kata Kepala Humas BMKG Hary Tirto, Senin (28/8).

“Kalau melihat kondisi kemarin, sekitarnya, kelembapan tidak meme­nuhi syarat untuk pembentukan dan pertumbuhan hujan. Di­tambah lagi, satu lagi, anginnya relatif di atas rata-rata, itu juga tidak memenuhi pem­ben­tukan dan pertumbuhan awan hujan,” tambahnya.

Dengan melihat fakta embusan angin yang kencang saja, Hary me­ngatakan hujan eksklusif di satu ru­mah di Tebet itu tak masuk akal. Ber­bagai parameter yang ada tak men­dukung terjadinya hujan itu.

“Secara ilmiah, alur pikirnya tidak masuk di akal, dan kondisi secara parameter-parameter cuaca­nya tidak memenuhi syarat,” ujarnya.

Kepala Pusat Informasi Me­teorologi Publik BMKG Mulyono Prabowo menye­but hal itu sebagai fenomena langka dan sulit terjadi. Jika dilihat dari skala ruang dan waktu, hujan yang meng­guyur satu rumah di Tebet sulit terjadi. Apalagi melihat dimensi rumah yang hanya berukuran 5×5 meter.

Selain itu, tambahnya, un­tuk hujan lokal saja cakupan wilayahnya terjadi cukup be­sar. Durasi waktu hujan juga tidak terlalu lama seperti yang terjadi di Tebet yakni mulai sekitar pukul 18.00 WIB hingga 24.00 WIB.

Disangka orang iseng

Hujan itu terjadi di Jalan Tebet Barat Dalam 1, Jakarta Selatan, Sabtu (26/8). Kabar mengenai hujan tak masuk akal itu diunggah oleh akun Twitter @febicil dan menjadi viral di media sosial.

Di lokasi kejadian, Senin (28/8), Diaz, warga yang ting­gal di depan rumah terse­but membenarkan fenomena ini. Dia menceritakan, hujan itu berlangsung pukul 18.00 WIB hingga 23.00 WIB.

Pemilik rumah, Muzakir, me­nyebut saat hujan itu tu­run, dia sedang duduk-duduk di teras sambil bermain catur bersama tetangga. Tiba-tiba ada teriakan di dalam rumah.

Sempat dikira kerjaan orang iseng. Percaya tidak per­caya, rupanya hujan itu tak kunjung berhenti hingga te­ngah malam. Rumah Muza­kir lalu didatangi para tetang­ganya hingga ojek online yang penasaran.

“Tetangga juga sudah ra­mai datang. Ada yang perca­ya dan nggak percaya. Ya, silakan saja. ‘Kan bebas ya orang menafsirkan apa saja. Ada yang (mengira) mung­kin ka­re­na torang (penampu­ngan air) bocor, tapi ‘kan sampai malam. Sempat juga hujannya bergeser ke kanan ke arah tiang listrik,” ucap­nya.

Hujan itu juga dianggap misterius karena cuma ter­jadi di area rumah Muzakir seluas 5 x 5 meter. Dia juga bercerita banyak warga yang menggu­nakan air itu untuk mandi dan menyimpan air tersebut. (harian.analisadaily.com, 30/8/2017)

Ahli Geologi Melihat Ada Peningkatan Skala Gempa di Mentawai

TEMPO.CO, PadangGempa bumi 6,2 skala Richter (SR) yang mengguncang Padang dan Kepulauan Mentawai serta sebagian Sumatera Barat Jumat dinihari, 1 September 2017, terjadi di zona megathrust (gempa besar) Mentawai. Menurut ahli geologi, skala yang menunjukkan peningkatan harus diwaspadai.

“Ini harus diwaspadai, karena tren gempa di daerah megathrust Mentawai semakin meningkat levelnya. Dari catatan gempa yang kita amati dua tahun lalu levelnya 5 SR, sekarang sudah maju ke level 6,” kata Ketua Ikatan Ahli Geologi Indonesia (IAGI) Sumatera Barat Ade Edward.

Ade meminta pemerintah mewaspadai potensi gempa megathrust di Mentawai yang diperkirakan makin mendekati waktunya. Ia mengatakan di zona tumbukan yang sudah terkunci akibat gempa dini hari tadi membuat ketahanannya berkurang.

Dalam posisi terkunci, kata dia, yang menahan adalah batu-batuan di daerah itu. “Yang perlu diwaspadi adalah tahanannya berkurang, kesimbangannya berubah. Mudah-mudahan masih bertahan lama karena ke depan akan ada gempa-gempa lagi di atas level 6 SR,” kata Ade.

Megathrust adalah zona subduksi (tumbukan) antara Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia. Daerah lepas pantai barat Kepulauan Mentawai berada di titik nol permukaan pertemuan lempeng yang menunjam ke bawah.

Menurut Ade  gempa Jumat dini hari  berada di zona megathrust Mentawai, tapi di bagian yang lebih dalam atau di zona pertemuan lempeng di kedalaman hampir 60 kilometer dan berada di tengah Mentawai.

Megathrust itu lempengannya lebih dangkal, pembukaan lempeng di bagian lepas pantai barat Mentawai yang menjadi titik nolnya. Di ring of fire  Padang itu di kedalaman 150 kilometer, makin ke barat makin dangkal. Kalau semakin dangkal efek kerusakannya semakin tinggi,” kata Ade. (tempo.co, 1/9/2017)

Batuan Beku

  1. Batuan

Batuan adalah kumpulan dari satu atau lebih mineral, yang merupakan bagian dari kerak bumi. Terdapat tiga jenis batuan yang utama yaitu : batuan beku (igneous rock), terbentuk dari hasil pendinginan dan kristalisasi magma didalam bumi atau dipermukaan bumi ; batuan sedimen (sedimentary rock), terbentuk dari sedimen hasil rombakan batuan yang telah ada, oleh akumulasi dari material organik, atau hasil penguapan dari larutan ; dan batuan metamorfik (metamorphic rock), merupakan hasil perubahan dalam keadaan padat dari batuan yang telah ada menjadi batuan yang mempunyai komposisi dan tekstur yang berbeda, sebagai akibat perubahan panas, tekanan, kegiatan kimiawi atau perpaduan ketiganya. Semua jenis batuan ini dapat diamati di permukaan sebagai singkapan. proses pembentukannya juga dapat diamati saat ini. Sebagai contoh, kegiatan gunung api yang menghasilkan beberapa jenis batuan beku, proses pelapukan , erosi, transportasi dan pengendapan sedimen yang setelah melalui proses pembatuan (lithification) menjadi beberapa jenis batuan sedimen.

Kerak bumi ini bersifat dinamik, dan merupakan tempat berlangsungnya berbagai proses yang mempengaruhi pembentukan ketiga jenis batuan tersebut. Sepanjang kurun waktu dan akibat dari proses-proses ini, suatu batuan akan berubah menjadi jenis yang lain. Hubungan ini merupakan dasar dari jentera (siklus) batuan.

  1. Asal kejadian batuan beku

Batuan beku merupakan kumpulan (aggregate) dari bahan yang lebur yang berasal dari selubung bumi (mantel). Sumber panas yang diperlukan untuk meleburkan bahan ini berasal dari dalam bumi, dimana temperatur bertambah dengan 300 C setiap kilometer kedalaman (geothermal gradient) . Bahan yang lebur ini, atau magma, adalah larutan yang kompleks, terdiri dari silikat dan air, dan berbagai jenis gas. Magma dapat mencapai permuakaan, dikeluarkan (ekstrusi) sebagai lava, dan didalam bumi disebut batuan beku intrusif dan yang membeku dipermukaan disebut sebagai batuan beku ekstrusif.

Komposisi dari magma tergantung pada komposisi batuan yang dileburkan pada saat pembentukan magma. Jenis batuan beku yang terbentuk tergantung dari berbagai faktor diantaranya, komposisi asal dari peleburan magma, kecepatan pendinginan dan reaksi yang terjadi didalam magma di tempat proses pendinginan berlangsung. Pada saat magma mengalami pendinginan akan terjadi kristalisasi dari berbagai mineral utama yang mengikuti suatu urutan atau orde, umumnya dikenal sebagai Seri Reaksi Bowen.

Pada gambar ditunjukkan bahwa mineral pertama yang terbentuk cenderung mengandung silika rendah. Seri reaksi menerus (continuous) pada plagioklas dimaksudkan bahwa, kristal pertama, plagioklas-Ca (anorthite), menerus bereaksi dengan sisa larutan selama pendinginan berlangsung. Di sini terjadi substitusi sodium (Na) terhadap kalsium (Ca).

Seri tak-menerus (discontinuous)  terdiri dari mineral-mineral feromagnesian (Fe-Mg). Mineral pertama yang terbentuk adalah olivine. Hasil reaksi selanjutnya antara olivine dan sisa larutannya membentuk piroksen (pyroxene). Proses ini berlanjut hingga terbentuk biotite. Apabila magma asal mempunyai kandungan silika rendah dan kandungan besi (Fe) dan magnesium (Mg) tinggi, magma dapat membentuk batuan sebelum seluruh seri reaksi ini terjadi. Batuan yang terbentuk akan kaya Mg dan Fe, yang dikatakan sebagai batuan mafic , dengan mineral utama olivin, piroksen dan plagioklas-Ca. Sebaliknya, larutan yang mengandung Mg dan Fe yang rendah, akan mencapai tahap akhir reaksi, dengan mineral utama felspar, kwarsa dan muskovit, yang dikatakan sebagai batuan felsic atau sialic.

Seri reaksi ini adalah ideal, bahwa perubahan komposisi cairan magma dapat terjadi di alam oleh proses kristalisasi fraksional (fractional crystallization), yaitu pemisahan kristal dari cairan karena pemampatan (settling) atau penyaringan (filtering), juga oleh proses asimilasi (assimilation) dari sebagian batuan yang terlibat akibat naiknya cairan magma, atau oleh percampuran (mixing) dua magma dari komposisi yang berbeda.

  1. Bentuk dan keberadaan batuan beku

Batuan intrusif dan batuan ekstrusif dapat berupa bentuk geometri yang bermacam-macam.

Masa batuan beku (pluton) intrusif adalah batolit (batholith), umumnya berkristal kasar (phaneritic), dan berkomposisi granitik. Stok (stock), mempunyai komposisi yang sama, berukuran lebih kecil (<100 km). Korok (dike) berbentuk meniang (tabular), memotong arah struktur tubuh batuan. Bentuk-bentuk ini, didasarkan pada hubungan kontaknya dengan struktur batuan yang diterobos disebut sebagai bentuk batuan beku yang diskordan (discordant igneous plutons). Sill, berbentuk tabular, dan Lakolit (lacolith), tabular dan membumbung dibagian tengahnya, memotong sejajar arah umum batuan, yang disebut sebagai bentuk batuan beku yang konkordan (concordant igneous plutons).

  1. Pengenalan batuan beku

Batuan beku dideskripsikan dan dikenal berdasarkan komposisi mineral dan sifat teksturnya. Komposisi mineral batuan mencerminkan informasi tentang magma asal batuan tersebut dan posisi tektonik (berhubungan struktur kerak bumi dan mantel) tempat kejadian magma tersebut. Tekstur akan memberikan gambaran tentang sejarah atau proses pendinginan dari magma.

Komposisi Mineral

Pada dasarnya sebagian besar (99%) batuan beku hanya terdiri dari unsur-unsur utama yaitu ; Oksigen, Silikon, Aluminium, Besi, Kalsium, Sodium, Potasium dan Magnesium. Unsur-unsur ini membentuk mineral silikat utama yaitu ; Felspar, Olivin, Piroksen, Amfibol, kuarsa dan Mika. Mineral-Mineral ini menempati lebih dari 95% volume batuan beku, dan menjadi dasar untuk klasifikasi dan menjelaskan tentang magma asal. Komposisi mineral berhubungan dengan sifat warna batuan. Batuan yang banyak mengandung mineral silika dan alumina (felsik) akan cenderung berwarna terang, sedangkan yang banyak mengandung magnesium, besi dan kalsium (mafik) umumnya mempunyai warna yang gelap. Bagan di bawah ini merupakan cara pengenalan secara umum yang didasarkan terutama pada komposisi mineral.

Sebagai penjelasan, muskovit dan biotit adalah mineral tambahan (asesoris) dan bukan mineral utama untuk dasar pengelompokan. Amfibol dan piroksen menjadi mineral tambahan (asesoris) pada kelompok batuan granitik.

Tekstur

Tekstur adalah kenampakkan dari ukuran, bentuk dan hubungan keteraturan butiran atau kristal dalam batuan. Di dalam deskripsi masroskopik, dikenal tekstur-tekstur yang utama yaitu :

 Fanerik (phaneric)

Terdiri dari mineral yang dapat diamati secara makroskopik, berbutir (kristal) kasar, umumnya lebih besar dari 1 mm sampai lebih besar dari 5 mm. Pada pengamatan lebih seksama dibawah mikroskop, dapat dibedakan bentuk-bentuk kristal yang sempurna (euhedral), sebagaian sisi kristal tidak baik (subhedral) bentuk kristal tak baik (anhedral).

Afanitik (aphanitic)

Terdiri dari mineral berbutir (kristal) halus, berukuran mikroskopik, lebih kecil dari 1 mm, dan tidak dapat diamati dibawah pengamatan biasa.

Porfiritik (Porphyritic)

Tekstur ini karakteristik pada batuan beku, yang memperlihatkan adanya butiran (kristal) yang tidak seragam (inequigranular), dimana butiran yang besar, disebut sebagai fenokris (phenocryst), berbeda di dalam masadasar (groundmass) yang lebih halus.

Vesikuler (Vesicular)

Tekstur yang ditujukkan adanya rongga (vesicle) pada batuan, berbentuk lonjong, oval atau bulat. Rongga-rongga ini adalah bekas gelembung gas yang terperangkap pada saat pendinginan. Bila lubang-lubang ini telah diisi mineral disebut amygdaloidal.

Gelas (glassy)

Tekstur yang menyerupai gelas, tidak mempunyai bentuk kristal (amorph).

Beberapa tekstur karakteristik yang masih dapat diamati secara makroskopik di antaranya adalah; tekstur ofitik (ophytic) atau tekstur diabasik (diabasic).

Tekstur pada batuan beku merupakan pencerminan mineralogi dan proses pembekuan magma atau lava pada tempat pembentukannya. Tekstur fanerik adalah hasil pembekuan yang lambat, sehingga dapat terbentuk kristal yang kasar. Umumnya terdapat pada batuan plutonik. Tekstur afanitik atau berbutir halus, umumnya terdapat pada batuan ekstrusif, yang merupakan hasil pembekuan yang bertahap, dari proses pendinginan yang lambat, dan sebelum keseluruhan magma membeku, kemudian berubah menjadi cepat. Tekstur vesikuler merupakan ciri aliran lava, dimana terjadi lolosnya gas pada saat lava masih mencair, menghasilkan rongga-rongga. Tekstur gelas terjadi karena pendinginan yang sangat cepat tanpa disertai gas, sehingga larutan mineral tidak sempat membentuk kristal (amorf). Tekstur ini umumnya terdapat pada lava.

  1. Klasifikasi batuan beku

Dasar untuk mengelompokan batuan beku yang terutama adalah kriteria tentang komposisi mineral dan tekstur. Kriteria ini tidak saja berguna untuk pemerian batuan, akan tetapi juga untuk menjelaskan asal kejadian batuan.

Banyak sekali klasifikasi yang dapat dipakai, yang penting untuk diketahui untuk kriteria mineralogi adalah ;

  • Kehadiran Mineral Kuarsa

Kuarsa adalah mineral utama pada batuan felsik, dan merupakan mineral tambahan pada batuan menengah atau mafik.

  • Komposisi dari Felspar

K-Felspar dan Na-Felspar adalah mineral-mineral utama pada batuan felsik, tetapi jarang atau tidak terdapat pada batuan menengah atau mafik. Ca-Plagioklas adalah mineral karakteristik batuan mafik.

  • -Proporsi Mineral Feromagnesia (Fe-Mg)

Sebagai batasan umum, batuan mafik kaya akan mineral Fe-Mg, dan batuan felsik kaya akan kwarsa. Olivin umumnya hanya terdapat pada batuan mafik. Piroksen dan amfibol hadir pada batuan mafik sampai menengah. Biotit umumnya terdapat pada batuan menengah sampai felsik.

Kristal dan Mineral

  1. Definisi

Mineral adalah bahan anorganik, terbentuk secara alamiah, seragam dengan komposisi kimia yang tetap pada batas volumenya, dan mempunyai struktur kristal karakteristik yang tercermin dalam bentuk dan sifat fisiknya.

Saat ini telah dikenal lebih dari 2000 mineral. Sebagian merupakan mineral-mineral utama yang dikelompokkan sebagai Mineral Pembentuk Batuan (Rock Forming Mineral).  Mineral-mineral tersebut terutama mengandung unsur-unsur yang menempati bagian terbesar di bumi, antara lain unsur Oksigen (O), Silikon (Si), Aluminium (Al), Besi (Fe), Kalsium (Ca), Sodium (Na), Potasium (K) dan Magnesium (Mg).

  1. Pengenalan mineral

Mineral dapat dikenal dengan menguji sifat fisik umum yang dimilikinya. Sebagai contoh, garam dapur halite (NaCl) dapat dengan mudah dirasakan. Komposisi kimia seringkali tidak cukup untuk menentukan jenis mineral, misalnya mineral grafit (graphite) dan intan (diamond) mempunyai satu komposisi yang sama yaitu karbon (C). Mineral-mineral yang lain dapat terlihat dari sifat fisik seperti bentuk kristal, sifat belahan atau warna, atau dengan peralatan yang sederhana seperti pisau atau potongan gelas dengan mudah diuji kekerasannya.

Mineral dapat dipelajari dengan seksama dengan mendeskripsikan potongan (hand specimen) dari mineral, atau batuan dimana dia terdapat, dengan menggunakan lensa pembesar (hand lens/loupe), dan mengujinya dengan alat lain, seperti pisau, kawat baja, potongan gelas atau porselen dan cairan asam (misalnya HCl). Mineral juga dipelajari lebih lanjut sifat fisik dan sifat optiknya dalam bentuk preparat sayatan tipis (thin section) dengan ketebalan 0,03 mm, dibawah mikroskop polarisasi.

  1. Sifat-sifat mineral

Bentuk Kistal dan Perawakan (Crystal Habit)

Suatu kristal dibatasi permukaan (sisi kristal) yang mencerminkan struktur dalam dari mineral. Bentuk kristal merupakan kumpulan dari sisi-sisi yang membentuk permukaan luar kristal. Sifat simetri kristal adalah hubungan geometri antara sisi-sisinya, yang merupakan karakteristik dari tiap mineral. Satu mineral yang sama selalu menunjukkan hubungan menyudut dari sisi-sisi kristal yang disebut sebagai sudut antar sisi (constancy of interfacial angles), yang merupakan dasar dari sifat simetri. Bentuk kristal ditentukan berdasarkan sifat-sifat simetrinya yaitu, bidang simetri dan sumbu simetri.

Dikenal tujuh bentuk kristal yaitu ; Kubus (Cubic), Tetragonal, Hexagonal, Trigonal, Ortorombik (Orthorhombic), Monoklin (Monoclinic), dan Triklin (Triclinic).

Beberapa mineral umumnya berupa bentuk kristal yang terdiri dari kristal tunggal atau rangkaian kristal, yang dikenal istilahnya sebagai perawakan (crystal habit).

Warna dan Gores (Streak)

Warna dari mineral adalah warna yang terlihat di permukaan yang bersih dan sinar yang cukup. Suatu mineral dapat berwarna terang, transparan (tidak berwarna atau memperlihatkan warna yang berangsur atau berubah). Warna sangat berariasi, umumnya karena perbedaan kompisisi kimia atau pengotoran pada mineral.

Gores (streak) adalah warna dari serbuk mineral. Terlihat bila mineral digoreskan pada lempeng kasar porselen meninggalkan warna goresan. Untuk mineral-mineral logam gores dapat dipakai sebagai petunjuk.

Kilap (Luster)

Kilap adalah kenampakan hasil pantulan cahaya pada permukaan mineral. Ini akan tergantung pada kualitas fisik permukaan (kehalusan dan trasparansi).

Belahan (Cleavage)

Belahan adalah kecenderungan dari beberapa kristal mineral untuk pecah melalui bidang lemah yang terdapat pada struktur kristalnya. Arah belahan ini umumnya sejajar dengan satu sisi-sisi kristal. Kesempurnaan belahan dideskripsikan dalam istilah sempurna, baik, cukup atau buruk.

Sifat pecah adakalanya tidak berhubungan dengan struktur kristal, atau mineral tersebut pecah tidak melalui bidang belahannya, yang disebut sebagai rekahan (fracture). Beberapa sifat rekahan karakteristik, misalnya pada kwarsa membentuk lengkungan permukaan yang kosentris (conchoidal fracture). Beberapa istilah lain adalah, serabut (fibrous) pada asbes, hackly, even (halus), uneven (kasar), earhty, pada mineral yang lunak misalnya kaolinit.

Kekerasan (Hardness)

Kekerasan mineral adalah ketahanannya terhadap kikisan. Kekerasan ini ditentukan dari dengan cara menggoreskan satu mineral yang tidak diketahui denga mineral lain yang telah diketahui. Dengan cara ini Mohs membuat skala kekerasan relatif dari mineral-mineral, dari yang paling lunak hingga yang paling keras. Untuk pemakaian praktis, dapat digunakan kuku (± 2,5), jarum tembaga (± 3,5), pisau silet (5 – 5,5), pecahan kaca (± 5,5) dan kawat baja dengan kekerasan (± 6,5).

Densitas (Specific Gravity)

Densitas mineral dapat diukur dengan sederhana di labolatorium bila kristal tersebut tidak terlalu kecil. Hubungan ini dinyatakan sebagai berikut :

Spesific Gravity (SG) = W1 / (W1 – W2)

W1 = berat butir mineral di udara

W2 = berat butir mineral di dalam air

Di lapangan agak sulit menentukan dengan pasti biasanya dengan perkiraan; berat, sedang atau ringan. Beberapa mineral yang dapat dipakai sebagai perbandingan misalnya :

  • Silikat, Karbonat, Sulfat, dan Halida SG berkisar antara 2,2 – 4,0.
  • Bijih logam, termasuk Sulfida, dan Oksida berkisar antara 4,5 – 7,5.
  • Native element (logam), Emas dan Perak umumnya termasuk logam berat.

Transparansi (Transparency)

Transparansi merupakan kemampuan (potongan pipih) mineral untuk meneruskan cahaya. Suatu obyek terlihat jelas melalui cahaya yang menembus potongan mineral yang transparan. Bila obyek tersebut terlihat secara samar, dipakai istilah transculent.

Keliatan (Tenacity)

Keliatan adalah tingkat ketahanan mineral untuk hancur atau melentur.

Reaksi dengan asam  

Beberapa mineral akan bereaksi bila ditetesi dengan asam hidroklorit (HCl).  Pada kalsit terbentuk gelembung-gelembung CO2, dan pada beberapa sulfida bijih terbentuk H2S.

Sifat lain untuk beberapa mineral misalnya rasa (taste), sifat refraksi ganda, dan sifat kemagnetan. Dalam pengenalan mineral sering digunakan asosiasi mineral untuk mengenal jenis mineral yang lain. Beberapa mineral dapat bersamaan, dan adakalanya tidak pernah ditemukan dengan mineral lain.

  1. Klasifikasi mineral

Mineral Silikat

Mineral silikat merupakan bagian terbesar dari mineral pembentuk batuan. Mineral ini merupakan kombinasi unsur-unsur utama yang terdapat di bumi ; O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg. Perbedaan yang mudah dapat dilihat dari contoh potongan dari dua mineral dalam batuan adalah warna, yaitu terang dan gelap. Pengelompokan sederhana ini merupakan dasar yang berguna, karena terdapat hubungan empiris antara warna, kompisisi mineral, serta peranan individu dalam kristalisasi dan pembentukan batuan.

Mineral Silikat Gelap

Kelompok mineral ini umumnya memiliki kilap vitrous sampai dull.

Olivin ((Mg, Fe) K2SiO4)  adalah mineral yang terbentuk pada temperatur tinggi, mengkristal paling awal. Dalam batuan seringkali dijumpai tidak sempurna karena pelarutan oleh magma sekitarnya sebelum pemadatan selesai. Pengaruh kandungan air yang cukup besar setelah atau saat konsolodasi menyebabkan olivin ber-alterasi ke serpentin.

Serpentin berwarna hijau, SG = 2,6, H = 3,5, pembentukannya melibatkan pembesaran volume dari olivin asalnya, sehingga pada beberapa batuan basa seringkali timbul retakan-retakan dan melemahkan struktur batuan. Kehadiran serpentin merubah sifat fisis batuan beku yang banyak mengandung olivin. Beberapa batuan yang baik untuk pelapis jalan (dolerit, basalt, gabro) yang mengandung olivin, dan derajat altrasinya sebaiknya diperiksa.

Piroksen (X2Y2O6) dengan X : Ca, Fe atau Mg, dan Y : Si atau Al. Mineral ini banyak jenisnya yang terpenting dalam batuan beku adalah Augit. Augit mengandung silika dengan presentasi relatif rendah, seringkali terdapat bersamaan dengan olivin. Pengaruh air menyebabkan alterasi menjadi Klorit (chlorite), mineral yang mirip dengan serpentin. Mineral-mineral ini jarang pada batuan sedimen, umum merupakan mineral batuan Metamorf.

Hornblende (X2-3Y5Z8O22(OH)2) dengan X : Ca, Y : Mg atau Fe, dan Z : Si atau Al. Hornblende mengandung silikat cukup banyak. Kristalisasinya dari magma mengandung komponen air (disebut mineral basah), dan kemungkinan beralterasi menjadi klorit bila kandungan air cukup banyak. Mineral ini sangat tidak stabil pada kondisi permukaan (pelapukan).

Biotit (K(Mg,Fe)6Si6Al2O20(OH)4) merupakan bagian dari kelompok mineral mika (Mica Group) yang berwarna gelap. Ikatan mineral ini sangat lemah, sangat mudah membelah sepanjang bidang kristalnya. Mengkristal dari magma yang mengandung air pada batuan beku yang banyak mengandung silika, juga pada batuan sedimen dan metamorf. Dapat beralterasi menjadi klorit. Biotit dimanfaatkan untuk bahan isolasi pada peralatan listrik, bila kristalnya cukup besar.

Garnet (R3,Al2Si3O12) dengan R mungkin Fe, Mg, Ca, Mn, Cr, dll. Terdapat pada batuan metamorf. Kriteria untuk mengenalnya terutama adalah kekerasannya menyamai kwarsa dan hampir tidak ada belahan. Mineral ini digunakan sebagai bahan kertas yang cukup baik, dengan memanfaatkan butirannya.

Mineral Silikat Terang  

Beberapa sifat penting dari mineral-mineral ini ditunjukkan pada penjelasan di bawah :

Felspar, dibagi dalam dua jenis utama ; Felspar ortoklas (Orthoclase feldspar) atau K feslpar, KAlSi3O8 dan Felspar plagioklas (Plagioclase feldspar), (Na-Ca) Si3O8-CaAl-Si3O8. Felspar ortoklas terdapat pada batuan beku yang kaya akan silika. Felspar plagioklas merupakan kandungan utama yang penting dan dipakai sebagai dasar klasifikasi batuan beku.

Mineral Lempung terbentuk dari hasil alterasi dari mineral lain, sebagai contoh hasil alterasi felspar dengan hadirnya air.

Ortoklas berubah menjadi Kaolin : Al2Si2O5(OH)4 bila K (K-hidroksida) dipindah oleh reaksi dengan air. Ortoklas + air = Kaolin + silika + K

Perubahan menjadi Illite : Al2Si2O5(OH)4 bila K tidak dipindah secara keseluruhan.

Ortoklas + air = Illite + K

Plagioklas baralterasi menjadi Montmorilonite  2H + 2Al2(AlSi3)O10(OH)2 : plagioklas + air = Montmorilonite + Ca hidroksida.

Kandungan air yang cukup besar dapat merubah montmorilonite menjadi kaolin. Dalam beberapa hal kaolin merupakan hasil akhir, misalnya, pada proses pelapukan.

Mineral lempung dimanfaatkan dibanyak tempat. Kaolin digunakan sebagai bahan industri keramik. Montmorilonite dimanfaatkan kandungan bentonite nya.

Kuarsa (SiO2) tidak berwarna bila murni penambahan zat lain akan merubah warna beragam, misal hadirnya “mangan” memberi warna kemerahan (rose quartz) besi menjadi ungu (amethyst), dan merah coklat (jasper) tergantung pada kandungan kombinasi dengannya. Jenis silika yang lain Kalsedon (Chalcedonic silica) Chert, Flint, Opal, dan Agate.

Kuarsa dijumpai pada batuan yang kaya akan silika misalnya granit, juga didapat bersama mineral lain, termasuk bijih. Kuarsa digunakan sebagai bahan gelas dan untuk indusri alat-alat listrik.

Muskovit K2Al4Si6Al2O20(OH)4  termasuk kelompok mika yang hampir sama dengan biotit. Terdapat pada batuan beku yang kaya akan silika. Digunakan sebagai bahan isolasi panas atau listrik. Muskovit terdapat juga pada batuan sedimen dan metamorf. Seperti jenis mika lainnya, muskovit beralterasi menjadi montmorilonite.

Mineral Non Silikat

Secara garis besar hampir semua mempunyai komposisi kimia yang sederhana ; berupa unsur, sulfida (bila unsur logam bersenyawa dengan sulfur), atau oksida (bila unsur logam bersenyawa dengan oksigen). Native element seperti tembaga, perak atau emas agak jarang terdapat. Sulfida kecuali Pirit, tidak jarang ditemukan, tetapi hanya cukup berarti bila relatif terkonsentrasi dalam urat (vein) dengan cukup besar.

Pirit berbentuk kubus, terdapat dibatuan beku yang kaya silika. Pirit pernah dimanfaatkan untuk diambil sulfurnya.

Magnetit terdapat dihampir semua batuan beku, juga batuan metamorf sering kali berasosiasi dengan kholrit. Pada batuan sedimen, mineral-mineral ini dijumpai sebagai butiran yang terkonsentrasi secara ilmiah karena densitas yang berbeda, kadang-kadang juga karena adanya kandungan besi pada endapan.

Hematit, terdapat dari hampir semua batuan, juga terkosentrasi dalam bentuk urat, membentuk jebakan yang ekonomis. Pada batupasir sering kali berfungsi sebagai semen.

Limonit dan Geotit terbentuk oleh kombinasi oksida besi dan air.

Mineral Non Logam

Mineral yang paling umum dijumpai adalah karbonat, sebagian besar kalsit, gipsum ; yaitu kalsium sulfat. Semuanya berwarna putih atau tak berwarna. Sering dijumpai dalam bentuk urat bersama bijih logam, umumnya bernilai ekonomis dan hanya sebagai gangue mineral. Gipsum dan asosiasi mineral sulfat, andhidrit, keduanya didapatkan dengan batugaram (halite) pada endapan yang terbentuk karena penguapan garam-garam air laut. Nama yang umum dipakai adalah Kelompok Evaporite, Gipsum, andhidrit dan halit digunakan bahan industri kimia, bahan bangunan dll. Kalsit adalah mineral yang penting dalam batugamping dan juga terdapat di banyak sedimen. Merupakan unsur mineral yang prinsip dalam marmer dan juga terdapat dalam urat sebagai gangue mineral (mineral sampah) bersama kuarsa, barit, dan fluorit.