22Umur Bumi

Pada bulan Juni 1788, ahli geologi Skotlandia James Hutton dan dua orang temannya, ahli matematika John Playfair dan ahli kimia James Hall, mengunjungi Siccar Point, sebuah tanjung berbatu yang “tersapu gundul oleh laut” di pantai Skotlandia. Di bagian bawah batuan itu mereka melihat lapisan-lapisan kelabu yang berdiri tegak, hampir vertikal. Di atasnya terdapat lapisan-lapisan batu pasir merah yang landai. Hutton menjelaskan apa yang telah terjadi: lapisan-lapisan kelabu itu dulu diendapkan secara mendatar di dasar laut, lalu didorong sampai tegak, lalu terkikis, sebelum pasir merah diletakkan di atasnya. Setiap langkah ini memerlukan waktu yang sangat lama. Kemudian Playfair menulis: “Pikiran serasa menjadi pening karena memandang begitu jauh ke dalam jurang waktu.”

Bagaimana kita dapat mengetahui batuan mana yang lebih tua daripada batuan lain, tanpa ada tanggal yang tertulis padanya? Berapa umur Bumi? Dan bagaimana sejarah yang begitu panjang dapat dibayangkan?

Yang sudah kamu ketahui

Sedimen mengendap berlapis-lapis, yang satu di atas yang lain, lalu mengeras menjadi batuan sedimen; fosil adalah sisa atau jejak makhluk hidup yang tersimpan di dalam batuan (Bab 21). Yang disebut sesar adalah rekahan pada batuan yang di sepanjangnya kedua sisinya telah bergerak (Bab 20). Granit adalah batuan beku: granit terbentuk ketika batuan cair mendingin perlahan, jauh di bawah tanah; sekis adalah batuan metamorf, yang diubah oleh panas dan tekanan; konglomerat adalah batuan sedimen yang terdiri atas kerakal-kerakal yang tersemen menjadi satu (Bab 15).

22.1 Mana yang lebih dahulu?

Para ahli sejarah dapat mengurutkan peristiwa-peristiwa bahkan tanpa tanggalnya. Perang Dunia Pertama terjadi sebelum Perang Dunia Kedua: namanya sudah mengatakannya. Televisi belum ada di rumah-rumah ketika Wright bersaudara pertama kali terbang pada tahun 1903, tetapi banyak orang menonton langkah-langkah pertama di Bulan di televisi pada tahun 1969: jadi penerbangan itu lebih dahulu, lalu televisi di rumah-rumah, lalu Bulan. Mengumpulkan petunjuk dan membandingkannya sudah cukup untuk menemukan urutannya. Untuk hampir seluruh sejarah Bumi sama sekali tidak ada catatan tertulis, dan para ahli geologi bekerja dengan cara yang sama: mereka memakai petunjuk-petunjuk yang tersimpan di dalam batuan.

Definisi 22.1 (Penanggalan relatif dan umur absolut)

Yang disebut penanggalan relatif adalah pengurutan batuan dan peristiwa, dari yang paling tua sampai yang paling muda, tanpa menyebutkan berapa tahun yang lalu semuanya terjadi: batuan ini lebih tua daripada batuan itu. Yang disebut umur absolut adalah umur yang dinyatakan dalam jumlah tahun, misalnya “$300$ juta tahun”.

22.2 Empat prinsip untuk mengurutkan batuan

Empat prinsip sederhana melakukan sebagian besar pekerjaan penanggalan relatif. Prinsip-prinsip itu digambarkan di bawah ini, pada empat tebing khayalan. Prinsip yang pertama dinyatakan oleh Nicolas Steno pada tahun 1669; Hutton membangun di atasnya pada akhir abad kedelapan belas.

Definisi 22.2 (Prinsip superposisi)

Yang disebut prinsip superposisi adalah prinsip berikut: dalam setumpuk lapisan sedimen yang belum terbalik, setiap lapisan lebih muda daripada lapisan di bawahnya dan lebih tua daripada lapisan di atasnya. Lapisan yang paling tua berada di bagian bawah, yang paling muda di bagian atas.

Definisi 22.3 (Prinsip hubungan potong-memotong)

Yang disebut prinsip hubungan potong-memotong adalah prinsip berikut: batuan atau struktur yang memotong batuan lain lebih muda daripada batuan yang dipotongnya. Massa granit yang memotong lapisan-lapisan, sesar yang mematahkannya, dan permukaan erosi yang mengikisnya semuanya lebih muda daripada lapisan-lapisan itu.

Definisi 22.4 (Prinsip inklusi)

Yang disebut prinsip inklusi adalah prinsip berikut: kepingan suatu batuan yang ditemukan di dalam batuan lain lebih tua daripada batuan yang mengandungnya. Kerakal-kerakal sebuah konglomerat sudah ada sebelum konglomerat itu terbentuk di sekelilingnya.

Definisi 22.5 (Prinsip suksesi fosil)

Yang disebut prinsip suksesi fosil adalah prinsip berikut: jenis-jenis hewan dan tumbuhan yang ditemukan sebagai fosil berubah dari lapisan yang lebih tua ke lapisan yang lebih muda, selalu dengan urutan yang sama. Batuan yang mengandung jenis-jenis fosil yang sama berumur sama, bahkan jika letaknya berjauhan.

Prinsip superposisi hanya berlaku untuk lapisan-lapisan yang belum terbalik: di beberapa tempat, pembentukan pegunungan telah melipat setumpuk lapisan begitu kuat sehingga tumpukan itu terletak terbalik. Para ahli geologi lalu mencari petunjuk yang menunjukkan sisi mana yang di atas ketika lapisan-lapisan itu terbentuk — jejak kaki dan gelembur gelombang, misalnya, terdapat pada permukaan atas sebuah lapisan. Prinsip suksesi fosil berlaku karena kehidupan di Bumi telah berubah sepanjang waktu: sebagian besar fosil berasal dari spesies yang sudah tidak hidup di mana pun. Mengapa kehidupan berubah diceritakan dalam buku-buku biologi.

Sejarah — William Smith, pembangun kanal

Antara tahun 1785 dan 1800, ketika Hutton bekerja di Skotlandia, William Smith, seorang insinyur Inggris yang membangun kanal-kanal, mengumpulkan fosil cangkang dari batu kapur dan serpih yang digalinya. Ia mendapati bahwa setiap lapisan mengandung fosilnya sendiri, yang berbeda dari fosil lapisan di atas dan di bawahnya. Dengan memakai fosil-fosil ini sebagai penanda, ia dapat mengenali lapisan yang sama di mana pun lapisan itu muncul, dan ia menggambar beberapa peta geologi pertama untuk daerah yang luas.

22.3 Celah dalam catatan

Di Siccar Point, lapisan-lapisan kelabu dan batu pasir merah itu tidak terbentuk berturut-turut. Di antara keduanya, lapisan-lapisan kelabu itu dimiringkan dan diangkat, lalu terkikis untuk waktu yang sangat lama, dan tidak ada lapisan dari masa itu yang tersimpan. Permukaan di antara kedua kelompok batuan itu adalah sebuah celah dalam catatan.

Definisi 22.6 (Ketidakselarasan)

Yang disebut ketidakselarasan adalah permukaan erosi di antara dua kelompok batuan yang terbentuk pada waktu yang sangat berbeda: batuan yang lebih tua terkikis sebelum batuan yang lebih muda diendapkan di atasnya. Ketidakselarasan menandai waktu yang lama yang tidak meninggalkan satu lapisan pun.

22.4 Membaca sejarah sebuah wilayah

Penampang menunjukkan batuan sebagaimana akan tampak pada sebuah irisan yang lurus ke bawah ke dalam tanah. Keempat prinsip itu mengubahnya menjadi sebuah cerita.

Metode 22.7 (Mengurutkan peristiwa-peristiwa pada sebuah penampang)

1. Temukan batuan yang paling tua: batuan yang dipotong oleh semua yang lain, atau yang terletak di bagian bawah tumpukan.
2. Temukan setiap batuan atau struktur yang memotong yang lain (granit, sesar, permukaan erosi): batuan atau struktur itu lebih muda daripada semua yang dipotongnya.
3. Bacalah lapisan-lapisan dari bawah ke atas (superposisi), dan carilah ketidakselarasan, tempat waktu hilang.
4. Lapisan diendapkan secara mendatar: jika lapisan itu miring atau terlipat, pelipatan itu terjadi sesudahnya.
5. Tuliskan peristiwa-peristiwa itu secara berurutan, dari yang paling tua sampai yang paling muda, dengan petunjuk untuk masing-masing.

Contoh 22.8 (Sejarah Perbukitan Varden)

Terapkan metode itu pada penampang E–F.

1. Sekis dipotong oleh granit dan terletak di bawah semua lapisan: sekis adalah batuan yang paling tua.
2. Granit memotong sekis (potong-memotong), jadi granit lebih muda. Granit tidak memotong satu pun lapisan di atasnya: granit lebih tua daripada batu pasir.
3. Granit mendingin jauh di bawah tanah, tetapi alas batu pasir, yang terletak di atas sekis, mencapai puncak granit: batuan yang menutupi keduanya terkikis sebelum pasir datang. Alas batu pasir adalah sebuah ketidakselarasan.
4. Batu pasir, batu kapur, serpih, dan kapur diendapkan dengan urutan itu (superposisi).
5. Lapisan-lapisan itu diendapkan secara mendatar, tetapi kini lapisan-lapisan itu terlipat, melengkung ke atas di atas granit dan melengkung ke bawah lebih jauh ke timur: pelipatan itu terjadi sesudah kapur.
6. Sesar mematahkan semua lapisan yang terlipat: sesar itu lebih muda daripada pelipatan.
7. Permukaan tanah masa kini memotong segalanya, dan pasir sungai terletak di atasnya: erosi dan sungai-sungai adalah peristiwa yang paling baru.

Sejarahnya, yang paling tua lebih dahulu: sekis; granit; erosi; keempat lapisan; pelipatan; sesar; erosi dan pasir sungai masa kini.

Penanggalan relatif memberikan urutan peristiwa, tetapi tidak memberikan tanggalnya ataupun berapa lama setiap peristiwa berlangsung: metode itu mengatakan bahwa sesar lebih muda daripada kapur, tetapi tidak berapa tahun lebih muda.

22.5 Era dan zaman

Suksesi fosil memungkinkan para ahli geologi mencocokkan lapisan-lapisan di seluruh dunia. Dengan menggabungkan pengamatan mereka, mereka membagi sejarah Bumi menjadi rentang-rentang waktu, sama seperti para ahli sejarah berbicara tentang abad-abad dan masa pemerintahan raja-raja.

Definisi 22.9 (Era dan zaman geologi)

Yang disebut era adalah rentang panjang dalam sejarah Bumi, yang ditentukan oleh jenis kehidupan pada umumnya yang ada pada waktu itu: Paleozoikum, Mesozoikum, dan Kenozoikum. Setiap era dibagi menjadi rentang-rentang yang lebih pendek, yaitu zaman geologi, misalnya Jura atau Kapur.

Definisi 22.10 (Skala waktu geologi)

Yang disebut skala waktu geologi adalah daftar pembagian sejarah Bumi secara berurutan — rentang-rentang panjang sejarah awalnya, era-era, dan zaman-zaman geologi — dengan umur, dalam tahun, dari awal setiap pembagian. Sebuah bagan internasional memberi setiap pembagian nama, umur, dan warnanya.

Ketiga era itu masih baru dibandingkan dengan seluruh sejarah Bumi. Era Paleozoikum dimulai $538.8$ juta tahun yang lalu, ketika fosil hewan bercangkang menjadi umum; era Mesozoikum berlangsung dari $251.9$ sampai $66$ juta tahun yang lalu; era Kenozoikum, era tempat kita hidup, dimulai $66$ juta tahun yang lalu. Sebelum Paleozoikum terbentang tiga rentang panjang, yaitu Hadean, Arkean, dan Proterozoikum: ketiganya meliputi kira-kira 88 % sejarah Bumi, tetapi fosilnya jarang. Dinosaurus hidup pada era Mesozoikum: dinosaurus berkuasa selama lebih dari $100$ juta tahun, dan pada akhir zaman Kapur semuanya sudah punah.

Perbukitan Varden cocok dengan skala ini. Batu pasirnya berasal dari zaman Trias, batu kapur dan serpihnya dari zaman Jura, kapurnya dari zaman Kapur: ketiganya termasuk era Mesozoikum. Pada penampang E–F, batuan-batuan itu digambar dengan warna-warna bagan yang dipucatkan.

22.6 Sejarah Bumi dalam satu tahun

Bilangan dalam miliaran tahun sulit dibayangkan. Bayangkanlah sebagai gantinya seluruh sejarah Bumi dipadatkan ke dalam satu tahun. Bumi terbentuk pada tanggal 1 Januari tepat tengah malam; hari ini adalah saat tengah malam pada akhir tanggal 31 Desember. Bumi berumur kira-kira $4540$ juta tahun, jadi satu hari dalam tahun ini mewakili $4540 \div 365$, kira-kira $12.4$ juta tahun.

Batuan tertua yang ditemukan sejauh ini muncul pada tanggal 11 Februari; fosil tertua yang diketahui pada tanggal 25 Maret. Hampir sepanjang tahun, tidak ada hewan bercangkang, dan fosil jarang. Hewan bercangkang baru menjadi umum pada tanggal 18 November. Dinosaurus, sesudah berkuasa lebih dari $100$ juta tahun, sudah punah pada tanggal 26 Desember, lima hari sebelum akhir tahun. Spesies kita sendiri datang pada jam terakhir tanggal 31 Desember: soal dalam bab ini mencari tahu kapan.

Di laboratorium — Pita waktu

Di dalam ruangan, bentangkanlah $4.54\,\mathrm{m}$ pita kertas atau gulungan kertas struk di lantai sebuah lorong: dengan $1\,\mathrm{mm}$ untuk sejuta tahun, pita itu memuat seluruh sejarah Bumi. Tandailah awal Paleozoikum $54\,\mathrm{cm}$ dari ujung, dan akhir masa dinosaurus $6.6\,\mathrm{cm}$ dari ujung. Lalu cobalah menandai seluruh sejarah manusia: spesies kita, yang berumur kira-kira $300\,000$ tahun, mengisi $0.3\,\mathrm{mm}$ terakhir, lebih tipis daripada garis pensil.

22.7 Umur dalam tahun

Penanggalan relatif tidak dapat mengatakan berapa tahun yang lalu sebuah batuan terbentuk. Umur absolut menjadi mungkin berkat penemuan radioaktivitas. Beberapa mineral mengandung atom-atom radioaktif, yang perlahan-lahan berubah menjadi atom lain dengan laju yang tetap, sama pada setiap waktu dan tempat; mengukur berapa banyak atom yang sudah berubah memberikan umur mineral itu dalam tahun. Cara kerja radioaktivitas diceritakan dalam buku-buku fisika, dan cara para ahli geologi memakainya dibahas dalam jilid berikutnya.

Pengukuran-pengukuran ini memberikan umur Bumi: kira-kira $4.54$ miliar tahun, dengan ketelitian sampai 1 %. Batuan tertua yang ditemukan sejauh ini, di barat laut Kanada, berumur $4.03$ miliar tahun; kristal-kristal kecil yang ditemukan di Australia bahkan lebih tua, sampai kira-kira $4.4$ miliar tahun. Skala waktu itu sendiri menggabungkan kedua jenis penanggalan: sebuah batuan yang dapat diukur umurnya dalam tahun, yang ditemukan bersama lapisan-lapisan yang ditanggali dengan fosilnya, memberikan umur bagi awal atau akhir sebuah zaman geologi.

22.8 Latihan

Latihan 22.1 ★

Pasangkan setiap nama dengan artinya: superposisi; hubungan potong-memotong; inklusi; suksesi fosil; ketidakselarasan. (a) Permukaan erosi di antara batuan-batuan yang umurnya sangat berbeda. (b) Kerakal di dalam sebuah batuan lebih tua daripada batuan itu. (c) Lapisan terbawah dari tumpukan yang belum terganggu adalah yang paling tua. (d) Batuan dengan jenis-jenis fosil yang sama berumur sama. (e) Sesar lebih muda daripada lapisan-lapisan yang dipatahkannya.

Solusi

Solusi Latihan 22.1.

(a) ketidakselarasan; (b) inklusi; (c) superposisi; (d) suksesi fosil; (e) hubungan potong-memotong.

Latihan 22.2 ★

Sebuah tebing menunjukkan empat lapisan mendatar, dari bawah ke atas: batu pasir merah, serpih kelabu, batu kapur putih, dan batu pasir kuning. (a) Lapisan mana yang paling tua? Mana yang paling muda? (b) Prinsip apa yang kamu pakai? (c) Apa yang harus benar tentang lapisan-lapisan itu agar jawabannya berlaku?

Solusi

Solusi Latihan 22.2.

(a) Batu pasir merah, di bagian bawah, adalah yang paling tua; batu pasir kuning, di bagian atas, adalah yang paling muda. (b) Prinsip superposisi. (c) Lapisan-lapisan itu belum terbalik sejak terbentuk.

Latihan 22.3 ★

(a) Urutkan ketiga era itu, mulai dari yang paling tua: Mesozoikum, Kenozoikum, Paleozoikum. (b) Pada era apa kita hidup? (c) Pada era apa dinosaurus hidup? (d) Dengan memakai skala waktu, sebutkan zaman geologi yang datang tepat sesudah Trias, dan zaman yang tepat sebelum Paleogen.

Solusi

Solusi Latihan 22.3.

(a) Paleozoikum, Mesozoikum, Kenozoikum. (b) Kenozoikum. (c) Mesozoikum. (d) Jura datang tepat sesudah Trias; Kapur datang tepat sebelum Paleogen.

Latihan 22.4 ★

Benar atau salah? Perbaikilah kalimat yang salah. (a) Penanggalan relatif memberikan umur sebuah batuan dalam tahun. (b) Sesar lebih muda daripada lapisan-lapisan yang dipotongnya. (c) Kerakal di dalam konglomerat lebih muda daripada konglomeratnya. (d) Dua lapisan yang berjauhan yang mengandung jenis-jenis fosil yang sama berumur sama.

Solusi

Solusi Latihan 22.4.

(a) Salah: penanggalan relatif hanya mengurutkan batuan; umur dalam tahun adalah umur absolut. (b) Benar. (c) Salah: kerakal-kerakal itu lebih tua daripada konglomerat yang mengandungnya (prinsip inklusi). (d) Benar (prinsip suksesi fosil).

Latihan 22.5 ★★

Di sebuah tebing, tiga lapisan mendatar (1 di bagian bawah, lalu 2 dan 3) dipotong oleh sebuah dinding granit. Lapisan keempat terletak di atas lapisan 3 dan di atas puncak granit, tanpa terpotong. (a) Apakah granit itu lebih tua atau lebih muda daripada lapisan 3? Jelaskan. (b) Apakah granit itu lebih tua atau lebih muda daripada lapisan 4? (c) Tuliskan kelima peristiwa itu secara berurutan, mulai dari yang paling tua. (d) Granit itu mendingin jauh di bawah tanah. Apa yang terjadi pada puncak granit sebelum lapisan 4 diendapkan?

Solusi

Solusi Latihan 22.5.

(a) Lebih muda: granit itu memotong lapisan 3, dan batuan yang memotong batuan lain lebih muda (potong-memotong). (b) Lebih tua: lapisan 4 terletak di atasnya tanpa terpotong. (c) Lapisan 1, lapisan 2, lapisan 3, granit, lapisan 4. (d) Batuan di atasnya terkikis oleh erosi sampai granit itu mencapai permukaan; lapisan 4 kemudian diendapkan di atas permukaan erosi ini, sebuah ketidakselarasan.

Latihan 22.6 ★★

Gunakan awal era-era: Paleozoikum $538.8$, Mesozoikum $251.9$, Kenozoikum $66$ juta tahun yang lalu. (a) Berapa lama Paleozoikum berlangsung? (b) Berapa lama Mesozoikum berlangsung? (c) Sudah berapa lama Kenozoikum berlangsung sampai sekarang? (d) Era mana yang paling panjang? Mana yang paling pendek?

Solusi

Solusi Latihan 22.6.

(a) $538.8 - 251.9 = 286.9$ juta tahun. (b) $251.9 - 66 = 185.9$ juta tahun. (c) 66 juta tahun. (d) Paleozoikum adalah yang paling panjang, Kenozoikum yang paling pendek (sampai sekarang).

Latihan 22.7 ★★

Bumi berumur kira-kira $4540$ juta tahun, dan Paleozoikum dimulai $538.8$ juta tahun yang lalu. (a) Berapa juta tahun berlalu sebelum Paleozoikum dimulai? (b) Berapa persen sejarah Bumi itu? Bulatkan ke bilangan bulat terdekat. (c) Jelaskan mengapa sebagian besar fosil yang ditemukan para ahli geologi berasal dari tiga era terakhir.

Solusi

Solusi Latihan 22.7.

(a) $4540 - 538.8 = 4001.2$ juta tahun. (b) $4001.2 \div 4540 \approx 0.881$: kira-kira 88 %. (c) Sebelum Paleozoikum, hewan bercangkang belum umum, dan makhluk hidup yang lunak hampir tidak pernah menjadi fosil; cangkang dan tulang, yang mudah menjadi fosil, baru umum sejak Paleozoikum.

Latihan 22.8 ★★

Seluruh sejarah Bumi, $4540$ juta tahun, digambar di sepanjang lintasan lari yang panjangnya $100\,\mathrm{m}$: garis awal adalah terbentuknya Bumi, garis akhir adalah masa kini. (a) Berapa juta tahun yang diwakili setiap meter? (b) Paleozoikum dimulai $538.8$ juta tahun yang lalu. Berapa meter sebelum garis akhir letaknya? (c) Dinosaurus sudah punah $66$ juta tahun yang lalu. Seberapa jauh sebelum garis akhir? (d) Spesies kita muncul kira-kira $300\,000$ tahun yang lalu. Nyatakan jaraknya dalam sentimeter. Dapatkah seorang pelari melihatnya?

Solusi

Solusi Latihan 22.8.

(a) $4540 \div 100 = 45.4$ juta tahun per meter. (b) $538.8 \div 45.4 \approx 11.9$: kira-kira $11.9\,\mathrm{m}$ sebelum garis akhir. (c) $66 \div 45.4 \approx 1.45$: kira-kira $1.45\,\mathrm{m}$. (d) $0.3 \div 45.4 \approx 0.0066$ m, yaitu kira-kira $0.66\,\mathrm{cm}$, kurang dari satu sentimeter: seorang pelari hampir tidak akan memperhatikannya.

Latihan 22.9 ★★

Di Siccar Point, lapisan-lapisan kelabu yang berdiri tegak terbentuk pada zaman Silur; batu pasir merah di atasnya terbentuk pada zaman Devon. (a) Dengan memakai skala waktu, zaman mana yang lebih dahulu? Apakah hal ini sesuai dengan superposisi? (b) Urutkan peristiwa-peristiwa berikut: pasir merah diendapkan; lapisan-lapisan kelabu diendapkan secara mendatar; lapisan-lapisan kelabu terkikis; lapisan-lapisan kelabu didorong sampai tegak. (c) Mengapa permukaan di antara kedua batuan itu disebut ketidakselarasan?

Solusi

Solusi Latihan 22.9.

(a) Silur lebih dahulu. Ya: batuan yang lebih tua terletak di bawah batuan yang lebih muda. (b) Lapisan-lapisan kelabu diendapkan secara mendatar; lapisan-lapisan itu didorong sampai tegak; lapisan-lapisan itu terkikis; pasir merah diendapkan di atasnya. (c) Permukaan itu adalah permukaan erosi di antara batuan-batuan yang umurnya sangat berbeda: waktu yang lama ketika lapisan-lapisan kelabu itu diangkat dan terkikis tidak meninggalkan satu lapisan pun.

Latihan 22.10 ★★

Dua tebing terletak $50\,\mathrm{km}$ berjauhan. Tebing A menunjukkan, dari bawah ke atas: batu pasir dengan trilobit, serpih dengan amonit, batu kapur dengan bulu babi. Tebing B menunjukkan, dari bawah ke atas: serpih dengan amonit, batu kapur dengan bulu babi, lempung dengan daun. (a) Lapisan mana dari kedua tebing itu yang berumur sama? Prinsip apa yang kamu pakai? (b) Lapisan mana yang paling tua dari semuanya? Mana yang paling muda? (c) Gambarlah satu kolom dengan semua lapisan dari kedua tebing itu, secara berurutan.

Solusi

Solusi Latihan 22.10.

(a) Kedua serpih dengan amonit berumur sama, demikian pula kedua batu kapur dengan bulu babi: fosil yang sama, umur yang sama (prinsip suksesi fosil). (b) Yang paling tua adalah batu pasir dengan trilobit di tebing A (batu pasir itu terletak di bawah serpih dengan amonit, yang sama tuanya dengan lapisan terbawah tebing B). Yang paling muda adalah lempung dengan daun di tebing B. (c) Dari bawah ke atas: batu pasir dengan trilobit; serpih dengan amonit; batu kapur dengan bulu babi; lempung dengan daun.

Latihan 22.11 ★★★

Sebuah penampang menunjukkan: di bagian bawah, sekis; di atasnya, dipisahkan oleh permukaan erosi yang bergelombang, konglomerat yang kerakalnya berupa kepingan sekis; di atasnya, batu pasir, lalu batu kapur, ketiganya miring; sebuah sesar yang mematahkan sekis, konglomerat, batu pasir, dan batu kapur; dan di bagian atas, lapisan-lapisan lempung yang mendatar yang menutupi lapisan-lapisan yang miring dan sesar itu tanpa terpatahkan. (a) Mana yang lebih tua, sekis atau konglomerat? Berikan dua petunjuk. (b) Apakah pemiringan itu terjadi sebelum atau sesudah batu pasir diendapkan? (c) Apakah sesar itu terjadi sebelum atau sesudah lempung? (d) Tuliskan seluruh sejarahnya secara berurutan, mulai dari peristiwa yang paling tua. (e) Berapa ketidakselarasan yang ada? Di mana?

Solusi

Solusi Latihan 22.11.

(a) Sekis. Sekis terletak di bawah konglomerat (superposisi), dan kerakal konglomerat itu berupa kepingan sekis (inklusi); permukaan erosi juga memotong sekis. (b) Sesudahnya: batu pasir itu diendapkan secara mendatar, jadi batu pasir itu dimiringkan kemudian. (c) Sebelumnya: lempung itu menutupi sesar tanpa terpatahkan. (d) Sekis terbentuk; sekis terkikis (permukaan yang bergelombang); konglomerat, batu pasir, dan batu kapur diendapkan, dengan urutan itu; lapisan-lapisan itu dimiringkan, dan sesar mematahkannya — penampang itu sendiri tidak mengatakan mana dari kedua peristiwa ini yang lebih dahulu; lapisan-lapisan yang miring dan sesar itu terkikis rata; lempung diendapkan di atasnya. (e) Dua: permukaan yang bergelombang di antara sekis dan konglomerat, dan permukaan di antara lapisan-lapisan yang miring dan lempung yang mendatar.

Latihan 22.12 ★★★

Gunakan tahun Bumi ($4540$ juta tahun dalam 365 hari). (a) Pada hari apa sejarah Bumi sudah lewat separuhnya? Sebutkan tanggal dan jamnya. (b) Berapa umur, dalam juta tahun, sebuah batuan yang terbentuk pada tanggal itu? (c) Satu tahun mempunyai $365 \times 24 \times 60 \times 60 = 31\,536\,000$ detik. Seseorang hidup selama 80 tahun. Berapa detik dari tahun Bumi yang dihabiskan oleh kehidupan itu? Gunakan $80 \div 4\,540\,000\,000 \times 31\,536\,000$, dan bulatkan sampai satu tempat desimal.

Solusi

Solusi Latihan 22.12.

(a) Separuh dari 365 hari adalah 182.5 hari. Januari sampai Juni berjumlah $31+28+31+30+31+30 = 181$ hari, jadi sejarah itu sudah lewat separuhnya 1.5 hari memasuki bulan Juli: pada 2 Juli pukul 12.00 siang. (b) $4540 \div 2 = 2270$ juta tahun. (c) $80 \div 4\,540\,000\,000 \times 31\,536\,000 \approx 0.56$: kira-kira 0.6 detik.

22.9 Soal: Tahun Bumi

Soal 22.1

Soal akhir pekan — sejarah Bumi dipadatkan ke dalam satu tahun kalender, peristiwa-peristiwa besarnya ditempatkan pada tanggalnya, dan menit-menit terakhir tanggal 31 Desember ditelusuri untuk mencari spesies kita

Bumi berumur kira-kira $4540$ juta tahun. Seluruh sejarahnya dipadatkan ke dalam satu tahun yang terdiri atas 365 hari, dari tanggal 1 Januari tengah malam sampai tanggal 31 Desember tengah malam, yang mewakili masa kini.

Bagian I — Menskalakan waktu.

1. Tuliskan $4.54$ miliar tahun dalam juta tahun.
2. Berapa juta tahun yang diwakili oleh satu hari dalam tahun Bumi? Bulatkan sampai satu tempat desimal.
3. Berapa tahun yang diwakili oleh satu jam? Bulatkan ke ribuan tahun terdekat.
4. Satu tahun mempunyai $365 \times 24 \times 60 = 525\,600$ menit. Berapa tahun yang diwakili oleh satu menit? Bulatkan ke ratusan tahun terdekat.

Bagian II — Menempatkan peristiwa.

5. Batuan tertua yang ditemukan sejauh ini berumur $4030$ juta tahun. Berapa juta tahun sesudah Bumi terbentuk batuan itu terbentuk? Kira-kira berapa hari dalam tahun Bumi itu? Sebutkan tanggalnya.
6. Fosil tertua yang diketahui berumur kira-kira $3500$ juta tahun. Tentukan tanggalnya dengan cara yang sama.
7. Dinosaurus sudah punah $66$ juta tahun yang lalu. Berapa hari sebelum akhir tahun itu? Sebutkan tanggalnya.
8. Paleozoikum dimulai $538.8$ juta tahun yang lalu. Berapa persen dari tahun itu yang tersisa sesudah Paleozoikum dimulai? Pada bulan apa Paleozoikum dimulai?

Bagian III — Menit-menit terakhir.

9. Dengan memakai pertanyaan 4, berapa menit yang mewakili $10\,000$ tahun? Bulatkan sampai satu tempat desimal.
10. Andaikan tulisan ditemukan kira-kira $5000$ tahun yang lalu. Berapa detik sebelum tengah malam tanggal 31 Desember tulisan itu muncul?
11. Spesies kita, Homo sapiens, muncul kira-kira $300\,000$ tahun yang lalu. Berapa menit sebelum tengah malam itu? Bulatkan ke menit terdekat.
12. Pukul berapa pada tanggal 31 Desember spesies kita muncul?

Solusi

Solusi Soal 22.1.

1. $4540$ juta tahun.

2. $4540 \div 365 \approx 12.4$ juta tahun.

3. $4\,540\,000\,000 \div (365 \times 24) = 4\,540\,000\,000 \div 8760 \approx 518\,000$ tahun (dengan nilai bulat $12.4$ juta, $12\,400\,000 \div 24 \approx 517\,000$).

4. $4\,540\,000\,000 \div 525\,600 \approx 8638$: kira-kira $8600$ tahun.

5. $4540 - 4030 = 510$ juta tahun sesudah Bumi terbentuk; $510 \div 12.4 \approx 41$ hari. Januari mempunyai 31 hari, jadi 41 hari sudah berlalu pada awal tanggal 11 Februari.

6. $4540 - 3500 = 1040$ juta tahun; $1040 \div 12.4 \approx 83.9$ hari (83.6 dengan nilai yang tidak dibulatkan, $12.44$). Januari dan Februari berjumlah 59 hari: 24.6 sampai 24.9 hari memasuki bulan Maret, pada tanggal 25 Maret.

7. $66 \div 12.4 \approx 5.3$ hari sebelum akhir tahun, yaitu $365 - 5.3 = 359.7$ hari sesudah 1 Januari. Sebelas bulan pertama berjumlah 334 hari: 25.7 hari memasuki bulan Desember, pada tanggal 26 Desember.

8. $538.8 \div 4540 \approx 0.119$: 11.9 % dari tahun itu yang tersisa, yaitu $0.119 \times 365 \approx 43$ hari. $365 - 43 = 322$ hari sesudah 1 Januari: Paleozoikum dimulai pada bulan November (pada tanggal 18 November).

9. $10\,000 \div 8600 \approx 1.2$ menit.

10. $5000 \div 8600 \approx 0.58$ menit, dan $0.58 \times 60 \approx 35$: kira-kira 35 detik sebelum tengah malam.

11. $300\,000 \div 8600 \approx 34.9$: kira-kira 35 menit sebelum tengah malam.

12. 35 menit sebelum tengah malam tanggal 31 Desember: spesies kita muncul kira-kira pukul 23.25, pada jam terakhir tahun itu.