16Bagian Dalam Bumi

Di ujung barat laut Rusia, tidak jauh dari perbatasan dengan Norwegia, sebuah tutup logam dilas ke tanah di antara bangunan-bangunan yang ditinggalkan. Di bawahnya, sebuah lubang yang lebarnya hanya kira-kira 23 sentimeter menembus lurus ke bawah sedalam lebih dari 12 kilometer: itulah lubang terdalam yang pernah digali. Pengeborannya memakan waktu kira-kira 20 tahun. Para pengebor berharap dapat menggali lebih dalam lagi, tetapi di dasarnya suhu batuan mencapai kira-kira 180 derajat Celsius, hampir dua kali lebih panas daripada yang diperkirakan: panas itu membengkokkan mata bor dan pipa-pipanya, dan pekerjaan dihentikan pada tahun 1992. Padahal pusat Bumi lebih dari 500 kali lebih dalam daripada dasar lubang itu. Bagaimana kita dapat mengetahui apa yang ada di bawah sana?

Yang sudah kamu ketahui

Bumi adalah planet batuan, sebuah bola yang lebarnya kira-kira 12 742 km: jari-jarinya, dari permukaan sampai ke pusat, kira-kira 6371 km (Bab 13). Batuannya termasuk dalam tiga keluarga, beku, sedimen, dan metamorf (Bab 15). Di gunung api, batuan yang meleleh naik dari bawah dan tercurah keluar sebagai lava; ketika gempa bumi, tanah berguncang (Bab 8).

16.1 Seberapa dalam kita pernah masuk?

Sejak lama manusia menggali ke dalam Bumi, untuk mencari air, batu, dan logam. Ada dua jenis lubang yang paling dalam.

Tambang. Tambang terdalam di dunia adalah tambang emas di dekat Johannesburg, di Afrika Selatan. Lorong-lorongnya menembus lebih dari 4 km di bawah permukaan. Di bawah sana, dinding batuannya mencapai kira-kira 60 derajat Celsius: tambang itu didinginkan dengan memompakan ribuan ton es yang dicampur air ke bawah, dan dengan kipas raksasa yang meniupkan udara melalui lorong-lorongnya.

Lubang bor. Lubang bor adalah lubang sempit yang dibor dari permukaan oleh sebuah mesin; tidak ada orang yang turun ke dalamnya. Yang paling dalam adalah lubang bor dalam cerita pembuka, yang digali untuk ilmu pengetahuan di Semenanjung Kola, di barat laut Rusia: 12 262 meter, yaitu kira-kira 12.3 km.

Kedalaman ini tampak sangat besar. Dibandingkan dengan ukuran Bumi, kedalaman itu sangat kecil. Gambar di bawah ini menunjukkannya pada satu jalur, di samping gunung tertinggi, Gunung Everest (8849 m).

Metode 16.1 (Membandingkan kedalaman dengan jari-jari Bumi)

1. Tuliskan kedalaman dan jari-jari dalam satuan yang sama (kilometer).
2. Bagilah kedalaman dengan jari-jari, lalu kalikan dengan 100: hasilnya adalah kedalaman sebagai persentase dari perjalanan menuju pusat.
3. Untuk menyatakan berapa kali lebih dalam letak pusat, bagilah jari-jari dengan kedalaman.

Contoh 16.2 (Lubang bor terdalam)

Lubang bor itu sedalam 12.3 km dan jari-jari Bumi 6371 km. $12.3 \div 6371 \approx 0.0019$, dan $0.0019 \times 100 = 0.19$: lubang bor itu menempuh kira-kira 0.2 % dari perjalanan menuju pusat. Sebaliknya, $6371 \div 12.3 \approx 518$: pusat Bumi lebih dari 500 kali lebih dalam daripada dasar lubang itu.

Untuk tambang terdalam, kira-kira 4 km: $4 \div 6371 \approx 0.0006$, yaitu 0.06 %: tiga kali lebih kecil daripada lubang bor itu.

Jadi tidak seorang pun pernah melihat, menyentuh, atau mengambil contoh bagian dalam Bumi yang dalam. Apa yang kita ketahui tentangnya berasal dari petunjuk lain, terutama dari gelombang gempa bumi (subbab 16.3).

16.2 Kerak, mantel, dan inti

Bumi tersusun berlapis-lapis, agak mirip telur rebus: kulit tipis yang rapuh, “putih telur” yang tebal, dan “kuning telur” di tengahnya.

Definisi 16.3 (Lapisan-lapisan Bumi)

Bumi tersusun dari tiga lapisan utama, dari permukaan sampai ke pusat:

• kerak, lapisan luar yang tipis dari batuan padat, yang tebalnya beberapa kilometer sampai beberapa puluh kilometer;
• mantel, lapisan tebal dari batuan padat yang panas dan bermassa jenis tinggi, sampai kedalaman kira-kira 2900 km;
• inti, yang tersusun dari logam, terutama besi dengan sedikit nikel, dari kedalaman kira-kira 2900 km sampai ke pusat. Inti terdiri atas dua bagian: inti luar, yang cair, dan inti dalam, sebuah bola padat di pusat, yang jari-jarinya kira-kira 1220 km.

Gambar di bawah ini menunjukkan lapisan-lapisan itu menurut skala, dengan batas-batas yang diukur oleh gelombang gempa bumi.

Kerak adalah satu-satunya lapisan yang dapat kita injak dan gali. Kerak sangat tipis dibandingkan dengan lapisan lainnya: di bawah samudra, tebalnya hanya kira-kira 5 km; di bawah benua, rata-rata kira-kira 30 km; di bawah pegunungan yang tinggi seperti Pegunungan Alpen, dasarnya dapat mencapai kedalaman 100 km, seperti akar gigi. Bahkan lubang bor pemegang rekor, sedalam 12.3 km, menembus kurang dari separuh kerak benua yang rata-rata. Pada gambar menurut skala, kerak lebih tipis daripada garis yang mengelilingi cakram itu.

Mantel adalah lapisan yang paling tebal: dari dasar kerak sampai 2891 km, kira-kira 45 % dari perjalanan menuju pusat. Batuannya padat, tetapi sangat panas dan lebih padat massanya daripada batuan kerak. Selama jutaan tahun, batuan panas di sebagian mantel dapat merayap dengan sangat lambat, seperti adonan yang sangat kaku.

Inti dimulai pada 2891 km dan menerus sampai ke pusat. Inti tidak tersusun dari batuan, melainkan dari logam: paduan besi dan nikel, yang massa jenisnya hampir dua kali massa jenis mantel. Bagian luarnya cair: samudra logam leleh yang dalamnya lebih dari 2000 km. Bagian dalamnya, dari 5150 km sampai ke pusat, adalah bola logam yang padat, dengan jari-jari kira-kira 1220 km: kira-kira 70 % lebar Bulan. Ketika Bumi berputar, logam cair di inti luar bergerak, dan gerakan inilah yang menghasilkan medan magnet Bumi, yang menggerakkan jarum kompas.

Makin dalam, makin besar massa jenisnya. Air mempunyai massa jenis 1 gram per sentimeter kubik: massa jenis batuan kerak 2.6 sampai 2.9 kali massa jenis air, batuan di dasar mantel lebih dari 5 kali, dan logam di pusat kira-kira 13 kali (lihat grafik di bawah ini). Bahan-bahan yang paling berat berada di pusat dan yang paling ringan di atas: Bumi tersusun berurutan, dari kerak yang ringan sampai inti logam yang berat.

Di laboratorium — Lapisan-lapisan di dalam gelas (di kelas, bersama guru)

Guru menuangkan, perlahan-lahan dan berturut-turut, ke dalam sebuah gelas tinggi: sedikit madu, sedikit air yang diwarnai dengan setetes tinta, dan sedikit minyak goreng. Apa pun urutan penuangannya, setelah beberapa saat madu berada di dasar, air di tengah, dan minyak di atas: setiap cairan mengendap di bawah cairan yang lebih ringan dan di atas cairan yang lebih padat massanya. Jika dikocok, isi gelas menjadi keruh; jika dibiarkan, isinya tersusun kembali. Bumi berlapis dengan cara yang sama: bahan yang massa jenisnya paling besar, yaitu logam inti, berada di pusat, dan batuan yang paling ringan berada di atas.

Catatan 16.4 (Seberapa tipis kerak itu?)

Pada bola dunia sekolah yang lebarnya 30 cm, kerak benua (30 km) akan setebal kira-kira 0.7 milimeter, dan kerak samudra (5 km) kira-kira setebal selembar kertas. Kerak itu kurang dari setengah persen jari-jari Bumi: $30 \div 6371 \approx 0.0047$, yaitu 0.47 %.

16.3 Bagaimana gelombang gempa bumi menceritakan sisanya

Jika tidak ada seorang pun yang pernah masuk lebih dalam dari 12 km, bagaimana kita dapat menggambar inti Bumi? Jawabannya datang dari gempa bumi. Ketika gempa bumi mengguncang tanah, gelombang-gelombang memancar ke segala arah dan merambat menembus seluruh Bumi, seperti bunyi ketukan merambat menembus dinding. Alat-alat ukur di banyak tempat di seluruh dunia mencatat waktu tibanya setiap gelombang (kamu akan mengenalnya dalam Bab 20).

Gelombang tidak merambat dengan kecepatan yang sama di setiap bahan. Ketika sampai di batas antara dua lapisan, kecepatannya berubah tiba-tiba: ada gelombang yang memantul kembali, ada yang membelok ketika menyeberang, agak mirip cahaya yang masuk ke dalam air. Dengan mengukur waktu tempuh gelombang dari banyak gempa bumi, di stasiun-stasiun di seluruh dunia, para ilmuwan telah menemukan letak batas-batas ini, dan lapisan mana yang padat atau cair. Para ahli seismologi menyebut kedua jenis gelombang utama gelombang P (yang lebih cepat, yang mendorong dan menarik batuan) dan gelombang S (yang lebih lambat, yang mengguncangnya ke samping); jilid berikutnya mempelajarinya dengan saksama. Gelombang S mempunyai satu sifat yang luar biasa: gelombang ini tidak dapat merambat melalui zat cair.

Membaca grafik dari kiri ke kanan: di mantel, kedua jenis gelombang makin cepat seiring bertambahnya kedalaman. Pada 2891 km, gelombang S menghilang dan gelombang P tiba-tiba melambat: inilah bagian atas inti luar yang cair. Pada 5150 km, gelombang P bertambah cepat lagi dan gelombang S muncul kembali: inilah inti dalam yang padat.

Sejarah — Inge Lehmann dan inti dalam

Pada awal tahun 1930-an, para ahli seismologi mengira bahwa Bumi terdiri atas dua lapisan: mantel padat yang mengelilingi inti cair. Ahli seismologi Denmark, Inge Lehmann, mempelajari gelombang dari sebuah gempa bumi kuat yang melanda Selandia Baru pada tahun 1929, yang tercatat di stasiun-stasiun yang jauh. Ada gelombang yang tiba di tempat yang seharusnya sama sekali tidak didatangi gelombang jika intinya cair seluruhnya. Dalam sebuah artikel tahun 1936, yang berjudul singkat “P $'$”, ia mengusulkan sebuah penjelasan: di dalam inti yang cair terdapat inti dalam yang padat yang lebih kecil, yang memantulkan gelombang-gelombang itu. Dengan rendah hati ia menulis bahwa datanya “sama sekali tidak memadai” untuk memastikan hal itu, tetapi tafsiran itu “tampaknya mungkin”, dan ia meminta para peneliti lain untuk mengujinya. Mereka melakukannya, dan sekarang inti dalam yang padat menjadi bagian dari setiap model acuan Bumi, seperti model yang dipakai dalam grafik-grafik bab ini.

16.4 Makin dalam, makin panas

Setiap tambang yang dalam dan setiap lubang bor yang dalam menunjukkan hal yang sama: makin dalam kita masuk, makin panas batuannya. Di tambang terdalam, dinding batuannya mencapai kira-kira 60 derajat Celsius, lebih dari 4 km di bawah tanah; di dasar lubang bor pemegang rekor, 12.3 km di bawah tanah, suhu batuannya kira-kira 180 derajat.

Di dekat permukaan, suhu naik dengan laju yang cukup tetap. Di Amerika Serikat, para ilmuwan mengumpulkan hasil pengukuran dari 284 lubang bor, yang kebanyakan lebih dalam dari 600 m. Rata-rata, suhunya naik 29 derajat untuk setiap kilometer kedalaman: kira-kira 25 derajat per kilometer di bagian timur negara itu dan 34 di bagian barat. Akan tetapi, lajunya sangat berbeda dari satu tempat ke tempat lain: di lubang-lubang itu, lajunya berkisar dari 6 sampai 69 derajat per kilometer.

Metode 16.5 (Suhu pada suatu kedalaman)

1. Ambillah suhu tanah di dekat permukaan.
2. Kalikan kedalamannya, dalam kilometer, dengan lajunya, dalam derajat per kilometer: hasilnya adalah besarnya kenaikan suhu.
3. Jumlahkan keduanya. Pakailah cara ini hanya pada rentang tempat laju itu diukur: beberapa kilometer.

Contoh 16.6 (Dua kilometer di bawah tanah)

Suhu tanahnya 15 $^\circ$C dan lajunya 29 derajat per kilometer. Pada 2 km: $2 \times 29 = 58$ derajat lebih panas, jadi $15 + 58 = 73~^\circ$C: lebih panas daripada air mandi yang paling panas, dan sudah terlalu panas untuk disentuh.

Dapatkah laju yang sama dipakai sampai ke pusat? Tidak. Dengan 29 derajat per kilometer, pusat Bumi akan bersuhu kira-kira 185 000 derajat, dan itu mustahil: laju yang diukur pada kilometer-kilometer pertama tidak berlaku jauh di bawah, tempat kenaikan suhu pasti jauh lebih lambat. Para ilmuwan memperkirakan suhu inti dengan cara lain: di laboratorium, mereka menjepit butiran besi yang sangat kecil di antara dua intan, sampai tekanannya jutaan kali tekanan udara, lalu memanaskannya dengan laser sampai meleleh. Dengan cara ini, mereka menemukan bahwa di tepi inti dalam yang padat suhunya kira-kira 6000 derajat Celsius, tetapi besi di inti dalam tetap padat, karena tekanan di sana, kira-kira 3.3 juta kali tekanan udara, mencegahnya meleleh.

Catatan 16.7 (Panas, tetapi tetap padat)

Jika suatu zat ditekan kuat-kuat, zat itu baru meleleh pada suhu yang lebih tinggi. Mantel sangat panas, tetapi tetap padat; inti luar cair; inti dalam, yang lebih panas lagi, padat kembali, karena inti dalam itulah yang tertekan paling kuat. Meleleh atau tidaknya suatu zat bergantung pada suhu dan pada tekanan.

16.5 Latihan

Latihan 16.1 ★

Sebutkan keempat lapisan Bumi secara berurutan, dari permukaan sampai ke pusat. Lapisan manakah yang cair? Lapisan manakah yang tersusun dari logam?

Solusi

Solusi Latihan 16.1.

Kerak, mantel, inti luar, inti dalam. Inti luar itu cair. Inti luar dan inti dalam tersusun dari logam (terutama besi, dengan sedikit nikel); kerak dan mantel tersusun dari batuan.

Latihan 16.2 ★

Benar atau salah? Perbaiki kalimat yang salah. (a) Kerak lebih tebal di bawah samudra daripada di bawah benua. (b) Inti tersusun dari batuan. (c) Inti dalam itu padat. (d) Lubang bor terdalam yang pernah digali dalamnya kira-kira 12 km.

Solusi

Solusi Latihan 16.2.

(a) Salah: kerak lebih tebal di bawah benua (kira-kira 30 km) daripada di bawah samudra (kira-kira 5 km). (b) Salah: inti tersusun dari logam, paduan besi dan nikel. (c) Benar. (d) Benar: 12 262 m, kira-kira 12.3 km.

Latihan 16.3 ★

Gunakan tabel lapisan. (a) Pada kedalaman berapakah inti dimulai? (b) Pada kedalaman berapakah inti dalam dimulai? (c) Berapa tebal inti luar?

Solusi

Solusi Latihan 16.3.

(a) Pada 2891 km, kira-kira 2900 km. (b) Pada 5150 km. (c) $5150 - 2891 = 2259$: kira-kira 2260 km.

Latihan 16.4 ★

Bumi sering dibandingkan dengan telur rebus. Salin dan lengkapi: “Kulit telur seperti …, putih telur seperti … dan kuning telur seperti …. Akan tetapi, berbeda dengan kuning telur, … terdiri atas dua bagian: … yang cair dan … yang padat.”

Solusi

Solusi Latihan 16.4.

“Kulit telur seperti kerak, putih telur seperti mantel dan kuning telur seperti inti. Akan tetapi, berbeda dengan kuning telur, inti terdiri atas dua bagian: inti luar yang cair dan inti dalam yang padat.”

Latihan 16.5 ★★

Gunung Everest tingginya 8.849 km dan jari-jari Bumi 6371 km. Sebagai persentase dari jari-jari, berapa tinggi Everest? Bulatkan sampai dua tempat desimal. Apakah permukaan Bumi sangat bergelombang jika dilihat dari jauh?

Solusi

Solusi Latihan 16.5.

$8.849 \div 6371 \approx 0.00139$, dan $0.00139 \times 100 \approx 0.14$: tinggi Everest hanya kira-kira 0.14 % jari-jari Bumi. Dilihat dari jauh, Bumi adalah bola yang sangat mulus: gunung tertingginya hanyalah tonjolan yang sangat kecil.

Latihan 16.6 ★★

Kerak benua rata-rata setebal 30 km dan kerak samudra 5 km. (a) Berapa kali lebih tebal kerak benua? (b) Di bawah pegunungan yang tinggi, kerak dapat mencapai 100 km. Berapa kali lebih tebal daripada kerak samudra?

Solusi

Solusi Latihan 16.6.

(a) $30 \div 5 = 6$: enam kali lebih tebal. (b) $100 \div 5 = 20$: dua puluh kali lebih tebal.

Latihan 16.7 ★★

Di sebuah daerah, suhu tanahnya 12 $^\circ$C dan suhunya naik 25 derajat per kilometer. Berapakah suhunya (a) pada 1 km, (b) pada 1.5 km, (c) pada 2 km?

Solusi

Solusi Latihan 16.7.

(a) $12 + 1 \times 25 = 37~^\circ$C. (b) $12 + 1.5 \times 25 = 12 + 37.5 = 49.5~^\circ$C. (c) $12 + 2 \times 25 = 62~^\circ$C.

Latihan 16.8 ★★

Di sebuah lubang bor, suhu batuan 14 $^\circ$C di dekat permukaan dan 74 $^\circ$C pada kedalaman 2 km. Berapa derajat suhunya naik untuk setiap kilometer? Apakah laju ini terletak di antara rata-rata bagian timur dan barat dari pengukuran dalam bab ini?

Solusi

Solusi Latihan 16.8.

Kenaikannya $74 - 14 = 60$ derajat sepanjang 2 km, jadi $60 \div 2 = \textbf{30}$ derajat per kilometer. Ya: 30 terletak di antara rata-rata bagian timur (25) dan rata-rata bagian barat (34).

Latihan 16.9 ★★

Gunakan grafik kecepatan gelombang. (a) Berapa kecepatan gelombang P tepat di atas inti, pada kira-kira 2890 km, dan tepat di bawah bagian atas inti? (b) Di antara kedalaman berapakah kecepatan gelombang S bernilai nol? (c) Apa yang diberitahukan hal ini kepada kita tentang lapisan itu?

Solusi

Solusi Latihan 16.9.

(a) Tepat di atas inti, kira-kira 13.7 km per detik; tepat di bawah bagian atasnya, kira-kira 8.1 km per detik: gelombang P tiba-tiba melambat. (b) Di antara 2891 km dan 5150 km, di inti luar. (c) Gelombang S tidak dapat merambat melalui zat cair: inti luar itu cair.

Latihan 16.10 ★★

Lubang bor pemegang rekor sedalam 12.3 km. (a) Berapa persen kerak benua yang rata-rata (30 km) yang ditembusnya? (b) Apakah lubang itu mencapai mantel?

Solusi

Solusi Latihan 16.10.

(a) $12.3 \div 30 = 0.41$: kira-kira 41 % dari kerak benua yang rata-rata. (b) Tidak: di bawah benua, mantel dimulai di bawah kerak, rata-rata kira-kira 30 km di bawah tanah; lubang bor itu berhenti jauh di atasnya, di dalam kerak.

Latihan 16.11 ★★★

Leo berkata: “Di dekat permukaan, suhu naik 29 derajat per kilometer, jadi di pusat, 6371 km di bawah, suhunya pasti $15 + 29 \times 6371$ derajat.” (a) Hitunglah angka Leo. (b) Bandingkan angka itu dengan suhu yang ditemukan di laboratorium untuk tepi inti dalam. (c) Apa yang keliru dalam penalaran Leo?

Solusi

Solusi Latihan 16.11.

(a) $29 \times 6371 = 184\,759$, dan $15 + 184\,759 = 184\,774$: kira-kira 185 000 derajat. (b) Laboratorium memberikan kira-kira 6000 derajat di tepi inti dalam: angka Leo kira-kira 30 kali terlalu besar ($184\,774 \div 6000 \approx 31$). (c) Laju 29 derajat per kilometer hanya diukur pada kira-kira 2 km pertama. Leo memakainya ribuan kilometer di luar jangkauan pengukuran; jauh di bawah, suhu naik jauh lebih lambat. Sebuah laju hanya boleh dipakai di tempat laju itu diukur.

Latihan 16.12 ★★★

Bumi secara keseluruhan mempunyai massa jenis rata-rata kira-kira 5.5 gram per sentimeter kubik (Bab 13), tetapi batuan kerak massa jenisnya hanya 2.6 sampai 2.9. (a) Apa yang diberitahukan hal ini kepada kita tentang bahan yang lebih dalam? (b) Gunakan grafik massa jenis: di lapisan manakah massa jenisnya lebih dari 5.5 di semua tempat? (c) Mengapa masuk akal bahwa logam yang berat terletak di pusat dan bukan di permukaan?

Solusi

Solusi Latihan 16.12.

(a) Jika kerak lebih ringan daripada rata-ratanya, bahan yang lebih dalam pasti mempunyai massa jenis lebih dari 5.5, agar rata-ratanya naik. (b) Di inti luar dan inti dalam (dari kira-kira 9.9 sampai kira-kira 13 gram per sentimeter kubik); mantel hanya mencapai 5.6 tepat di dasarnya. (c) Bahan yang massa jenisnya lebih besar tenggelam di bawah bahan yang lebih ringan, seperti batu yang tenggelam di dalam air: logam yang berat berakhir di tengah dan batuan yang lebih ringan di atas.

16.6 Soal: Perjalanan ke Pusat Bumi, Menurut Skala

Soal 16.1

Soal akhir pekan — model Bumi selebar 2 meter: lapisan, lubang terdalam, dan bagian dalam yang panas, digambar menurut skala

Untuk pameran sekolah, sebuah kelas membuat model Bumi yang dibelah dua, sebesar mungkin: bidang datar dari setengah bola itu adalah cakram selebar 2 meter, yang dicat dengan lapisan-lapisannya. Semuanya harus menurut skala. Pakailah: jari-jari Bumi 6371 km; bagian atas inti luar 2891 km; bagian atas inti dalam 5150 km; kerak benua 30 km; kerak samudra 5 km; Everest 8.849 km; lubang bor pemegang rekor 12.3 km.

Bagian I — Modelnya.

1. Berapa diameter Bumi, dalam kilometer? Tuliskan diameter model itu dalam milimeter.
2. Berapa kilometer Bumi yang sebenarnya diwakili oleh 1 milimeter pada model? (Bagilah diameter sebenarnya dengan diameter model.)
3. Pada model, berapa tinggi Everest, dalam milimeter? Bulatkan sampai satu tempat desimal.
4. Berapa dalam lubang bor pemegang rekor pada model? Bandingkan dengan jarak dari permukaan sampai ke pusat model.

Bagian II — Lapisan-lapisannya.

5. Pada jarak berapa di bawah permukaan model para siswa harus mengecat bagian atas inti luar? Bulatkan ke milimeter terdekat.
6. Pertanyaan yang sama untuk bagian atas inti dalam. Berapa jari-jari inti dalam pada model?
7. Lapisan manakah yang mengambil tempat paling banyak di sepanjang jari-jari model: mantel, inti luar, atau inti dalam? Berikan tebalnya pada model.
8. Berapa tebal kerak benua harus dicat? Bulatkan sampai satu tempat desimal. Apakah hal itu mudah dilakukan dengan kuas?

Bagian III — Bagian dalam yang panas.

9. Para siswa menuliskan suhu pada 2 km, dengan memakai tanah yang bersuhu 15 $^\circ$C dan 29 derajat per kilometer. Apa yang mereka tuliskan? Pada jarak berapa di bawah permukaan model letak 2 km itu?
10. Tambang terdalam menembus lebih dari 4 km. Apakah tambang itu lebih dalam atau lebih dangkal daripada lubang bor pemegang rekor pada model? Kira-kira berapa milimeter selisihnya?
11. Di dekat tepi inti dalam, labelnya berbunyi “kira-kira 6000 $^\circ$C, padat”. Seorang pengunjung heran: mengapa inti luar cair, tetapi inti dalam, yang lebih panas lagi, padat?
12. Kerak samudra adalah lapisan yang paling tipis. Berapa tebalnya pada model, dalam milimeter? Bulatkan sampai dua tempat desimal, dan bandingkan dengan tebal selembar kertas (kira-kira 0.1 mm).

Solusi

Solusi Soal 16.1.

1. $2 \times 6371 = 12\,742$ km. Model itu selebar 2 m, yaitu 2000 mm.

2. $12\,742 \div 2000 \approx 6.37$: 1 mm pada model mewakili kira-kira 6.37 km Bumi yang sebenarnya.

3. $8.849 \div 6.371 \approx 1.39$: tinggi Everest kira-kira 1.4 mm pada model, sebesar sebutir pasir.

4. $12.3 \div 6.371 \approx 1.9$ mm. Pusat model terletak 1000 mm (1 m) di bawah permukaan: lubang bor itu kira-kira 520 kali lebih pendek ($1000 \div 1.9 \approx 520$).

5. $2891 \div 6.371 \approx 453.8$: bagian atas inti luar dicat kira-kira 454 mm di bawah permukaan.

6. $5150 \div 6.371 \approx 808.3$: kira-kira 808 mm di bawah permukaan. Jari-jari inti dalam pada model adalah $1000 - 808 = 192$ mm.

7. Mantel: dari kira-kira 5 mm sampai 454 mm, kira-kira 449 mm. Inti luar mengambil $808 - 454 = 354$ mm dan inti dalam 192 mm.

8. $30 \div 6.371 \approx 4.7$ mm: sebuah pita tipis, yang dapat dicat dengan kuas halus.

9. $15 + 2 \times 29 = 73~^\circ$C. Pada model, 2 km terletak $2 \div 6.371 \approx 0.31$ mm di bawah permukaan: hampir tidak lebih dari tebal tiga lembar kertas.

10. $4 \div 6.371 \approx 0.63$ mm, dibandingkan dengan kira-kira 1.9 mm untuk lubang bor: tambang itu lebih dangkal, kira-kira $1.9 - 0.6 = 1.3$ mm.

11. Meleleh atau tidaknya suatu zat bergantung pada suhu dan pada tekanan. Inti dalam tertekan paling kuat, kira-kira 3.3 juta kali tekanan udara: besi yang tertekan baru meleleh pada suhu yang lebih tinggi, jadi besi di inti dalam tetap padat walaupun lebih panas daripada inti luar.

12. $5 \div 6.371 \approx 0.785$: kerak samudra hanya boleh dicat setebal 0.78 mm pada model selebar 2 meter, kira-kira setebal delapan lembar kertas ($0.78 \div 0.1 \approx 8$).