19Kerak Benua

Di barat laut Kanada, di dekat Sungai Acasta, tersingkap batuan kelabu yang bergaris-garis dengan pita terang dan gelap. Umurnya telah ditentukan 4.00 sampai 4.03 miliar tahun: gneis Acasta, batuan tertua yang diketahui. Yang lebih tua lagi adalah butir-butir mineral zirkon, masing-masing sepanjang sepersekian milimeter, yang ditemukan dalam batuan sedimen tua di Jack Hills, Australia Barat. Terkikis dari batuan yang lebih tua dan terbawa air sebelum terkubur, butir-butir itu mengkristal 4.4 miliar tahun yang lalu, dan menunjukkan bahwa kerak sudah ada saat itu. Tidak ada dasar samudra yang umurnya bahkan seperdua puluh umur itu. Bab ini menanyakan dari apa benua-benua tersusun, dan mengapa benua-benua itu bertahan.

Yang sudah kamu ketahui

Kerak berakhir di Moho, yang di bawahnya terdapat mantel yang lebih rapat (Bab 11). Kerak samudra adalah lapisan basalt dan gabro setebal sekitar $7\,\mathrm{km}$ yang dibuat di punggungan (Bab 14), dan umurnya tidak pernah lebih dari sekitar 190 juta tahun (Bab 10). Lapisan-lapisan luar mengapung di atas astenosfer: dalam model Airy, wilayah yang permukaannya lebih tinggi sebesar $h$ mempunyai kerak yang lebih tebal sebesar $h\,\rho_m/(\rho_m - \rho_c)$ (Bab 12). Batuan beku dinamai menurut tekstur dan kandungan silikanya: mafik dari 45 sampai $55\,\%$ $\ce{SiO2}$, intermediet dari 55 sampai 65, felsik dari 65 sampai 75 (Bab 17). Unsur radioaktif meluruh dengan laju yang tetap, dan itulah yang memberi batuan umurnya (buku-buku fisika; Bab 25).

19.1 Dari apa benua-benua tersusun

Definisi 19.1 (Kerak benua)

Yang disebut kerak benua adalah kerak yang membentuk benua-benua, termasuk bagian-bagiannya yang berada di bawah laut dangkal. Kerak itu tebal, rata-rata berkomposisi granitik di bagian atasnya, ringan, dan dapat sangat tua.

Benua-benua lebih luas daripada daratan. Tepi-tepi kerak benua terletak di bawah laut, pada paparan benua: bila dipetakan dengan cara ini, kerak benua menutupi $210$ juta $\mathrm{km}^{2}$, $41\,\%$ dari permukaan Bumi, dan hampir sepertiganya, $30.6\,\%$, terendam. Bila bagian-bagiannya yang terendam ikut dihitung, tinggi rata-rata kerak benua hanya sekitar $120\,\mathrm{m}$ di atas permukaan laut.

Di permukaan, benua-benua memperlihatkan segala jenis batuan — sedimen, batuan vulkanik, batuan metamorf — tetapi di bawah selimut sedimennya, kerak benua sebagian besar tersusun dari batuan granitik serta batuan metamorf dan plutonik dari akar-akar pegunungan tua. Rata-rata, seluruh kerak benua mengandung $60.6\,\%$ silika; bagian atasnya lebih kaya, $66.6\,\%$, sehingga bagian dalamnya pasti lebih miskin.

19.2 Kerak yang tebal dan ringan

Survei seismik menemukan Moho di bawah benua-benua pada kedalaman yang sangat berbeda-beda. Dirata-ratakan atas semua benua, dengan bobot luas, kerak itu tebalnya sekitar $41\,\mathrm{km}$; kerak itu lebih tipis, sekitar $30\,\mathrm{km}$, di tempat kerak telah teregang, dan lebih tebal, rata-rata sekitar $46\,\mathrm{km}$, di sabuk-sabuk pegunungan. Jauh dari sabuk pegunungan, tebalnya umumnya 35 sampai $40\,\mathrm{km}$; di bawah pegunungan yang tertinggi, 50 sampai $70\,\mathrm{km}$, sekitar $70\,\mathrm{km}$ di bawah sebagian Tibet. Kerak samudra tebalnya sekitar $7\,\mathrm{km}$: kerak benua lima sampai sepuluh kali lebih tebal.

Kerak benua juga ringan. Massa jenis rata-ratanya sekitar $2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$. Basalt dan gabro kerak samudra, yang kaya piroksen dan olivin, mencapai sekitar $3000\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$ (Bab 16), dan mantel tepat di bawah Moho sekitar $3380\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$. Kerak yang tebal dan ringan mengapung tinggi: inilah sebabnya benua-benua berdiri di atas dasar samudra, dan sebabnya sebuah benua tidak dapat diseret turun di zona subduksi. Ketika sebuah benua tiba di sebuah palung, benua itu terlalu ringan untuk tenggelam; subduksi berhenti, dan kedua benua bertumbukan (Bab 20). Kerak benua, sekali terbentuk, sulit dihancurkan.

Metode 19.2 (Membandingkan kerak benua dan kerak samudra)

Untuk mengetahui jenis kerak yang ada di bawah suatu tempat, bandingkan lima sifat:

1. tebal: sekitar $7\,\mathrm{km}$ untuk kerak samudra, 30 sampai $70\,\mathrm{km}$ untuk kerak benua;
2. batuan: basalt dan gabro, atau granit, gneis, dan kerabatnya, di bawah selimut sedimen;
3. komposisi: sekitar $50\,\%$ silika, atau sekitar 60 dan lebih;
4. massa jenis: sekitar $3000\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$, atau sekitar $2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$;
5. umur: kurang dari 200 juta tahun, atau sampai 4 miliar tahun.

Ketinggian adalah petunjuk, bukan uji: sebagian besar dasar samudra terletak beberapa kilometer di bawah permukaan laut, tetapi tepi-tepi benua terletak di bawah laut dangkal.

Contoh 19.3 (Dasar laut yang dangkal)

Sebuah kapal survei menemukan dasar laut sedalam $150\,\mathrm{m}$. Profil seismik menempatkan Moho $32\,\mathrm{km}$ di bawah dasar laut; sebuah inti bor mengangkat, dari bawah sedimen, batuan berbutir kasar yang tersusun dari kuarsa, feldspar, dan mika. Kerak apa yang ada di sana?

Penyelesaian. Tebalnya sekitar $32\,\mathrm{km}$: kerak benua, lebih tipis daripada rata-rata, seperti di tempat kerak telah teregang. Granit di bawah sedimen: kerak benua. Dasar laut itu adalah paparan benua, salah satu bagian terendam yang meliputi hampir sepertiga benua-benua.

Seberapa berat seluruh kerak ini? Lapisan yang tipis dibandingkan dengan jari-jari Bumi mempunyai massa yang sederhana.

Proposisi 19.4 (Massa lapisan tipis)

Lapisan yang tebalnya $H$ dan massa jenisnya $\rho$, yang menutupi fraksi $f$ dari permukaan sebuah planet berjari-jari $R \gg H$ dan bermassa jenis rata-rata $\bar\rho$, mempunyai massa $m \approx 4\pi R^2 f H \rho$, dan bagiannya dari massa planet $M$ adalah

$$\frac{m}{M} \approx 3 f\,\frac{H}{R}\,\frac{\rho}{\bar\rho}.$$

Untuk kerak samudra — $59\,\%$ sisa permukaan, $7.1\,\mathrm{km}$, sekitar $3000\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$ — dengan $R = 6371\,\mathrm{km}$ dan $\bar\rho = 5513\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$, bagiannya adalah $3 \times 0.59 \times (7.1/6371) \times (3000/5513) \approx 0.0011$: sekitar sepersepuluh persen massa Bumi. Soal akhir pekan melakukan hal yang sama untuk benua-benua.

19.3 Kerak yang tua

Dasar samudra muda di mana-mana: tiga perempatnya lebih muda daripada 100 juta tahun, dan hampir tidak ada yang lebih tua daripada 190 juta tahun. Benua-benua lain halnya. Batuannya meliputi hampir seluruh sejarah Bumi, dari gneis Acasta, yang berumur 4.03 miliar tahun, sampai lava yang meletus hari ini, dan butir-butir zirkon membawa catatan itu mundur sampai 4.4 miliar tahun.

Bagian-bagian benua yang tertua membentuk intinya.

Definisi 19.5 (Kraton)

Yang disebut kraton adalah inti benua yang tua dan stabil: kerak benua yang terbentuk dan terdeformasi lebih dari satu miliar tahun yang lalu, yang sejak itu telah mendingin dan tidak lagi terdeformasi. Batuannya sebagian besar batuan metamorf dan plutonik, akar-akar dalam pegunungan masa lalu.

Di sekeliling kraton terdapat sabuk-sabuk batuan terdeformasi yang lebih muda, yaitu akar-akar tererosi dari pegunungan yang terbangun kemudian; sabuk-sabuk itu cenderung makin muda ke arah tepi benua. Sebuah benua tumbuh melalui pembentukan pegunungan yang mengelaskan kerak baru pada tepi-tepinya, di sekeliling inti purba. Di Kanada, tempat batuan kraton terletak di permukaan, tersingkap gneis dan granit yang berumur 1 sampai 3 miliar tahun, seperti di tepi danau ini.

Mengapa kerak benua bertahan, sedangkan dasar samudra selalu muda? Kerak samudra rapat: kerak itu tenggelam kembali ke dalam mantel di zona subduksi, dan tidak satu bagian pun yang bertahan jauh lebih lama daripada 200 juta tahun. Kerak benua terlalu ringan untuk tenggelam; kerak itu dapat dikikis oleh erosi, diregangkan, atau dikerutkan, tetapi tetap berada di permukaan. Batuan sebuah benua adalah arsip empat miliar tahun.

19.4 Akar pegunungan

Makin tinggi pegunungan, makin tebal kerak di bawahnya.

Definisi 19.6 (Akar pegunungan)

Yang disebut akar sebuah pegunungan adalah bagian dari keraknya yang menebal yang menjulur ke bawah ke dalam mantel, di bawah aras Moho di bawah dataran rendah di sekitarnya.

Model Airy meramalkan akar itu: pegunungan yang berdiri setinggi $h$ di atas sekitarnya mempunyai akar $r = h\,\rho_c/(\rho_m - \rho_c)$, sekitar lima kali tingginya dengan $\rho_c = 2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$ dan $\rho_m = 3380\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$ (Proposisi 12.5). Dua jenis pengukuran melihat akar-akar itu. Survei seismik menemukan Moho lebih dalam di bawah pegunungan: 50 sampai $70\,\mathrm{km}$ di bawah banyak sabuk pegunungan, sekitar $70\,\mathrm{km}$ di bawah sebagian Tibet. Gravitasi di atas pegunungan lebih lemah daripada yang diperkirakan dari massanya yang tampak: akar yang ringan, yang menempati tempat mantel yang lebih rapat, menimbulkan kekurangan massa di kedalaman, dan anomali gravitasi yang terukur mengikuti topografi dan tebal kerak yang ditemukan oleh seismologi. Benua-benua mengapung, dan pegunungannya mengapung paling tinggi.

19.5 Latihan

Latihan 19.1 ★

Salin dan lengkapi untuk kerak benua dan kerak samudra: tebal; batuan utama; kandungan silika; massa jenis; umur terbesar.

Solusi

Solusi Latihan 19.1.

Kerak benua: 30 sampai $70\,\mathrm{km}$, rata-rata sekitar $41\,\mathrm{km}$; batuan granitik, gneis, dan batuan metamorf serta plutonik lain di bawah selimut sedimen; rata-rata sekitar $61\,\%$ silika; sekitar $2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$; sampai 4.03 miliar tahun (butir-butir 4.4). Kerak samudra: sekitar $7\,\mathrm{km}$; basalt dan gabro; sekitar $50\,\%$ silika; sekitar $3000\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$; kurang dari 200 juta tahun.

Latihan 19.2 ★

Seluruh kerak benua mengandung $60.6\,\%$ silika, bagian atasnya $66.6\,\%$. Dengan golongan silika batuan beku, apakah masing-masing mafik, intermediet, atau felsik? Sebutkan batuan plutonik yang komposisinya sama.

Solusi

Solusi Latihan 19.2.

$60.6\,\%$: intermediet, seperti diorit. $66.6\,\%$: felsik, seperti granit.

Latihan 19.3 ★

Mengapa kerak samudra dapat tenggelam ke dalam mantel di zona subduksi, sedangkan kerak benua tidak? Jawablah dengan massa jenis.

Solusi

Solusi Latihan 19.3.

Kerak samudra, sekitar $3000\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$, terletak di atas mantel litosfer, dan litosfer samudra yang tua dan dingin secara keseluruhan cukup rapat untuk tenggelam. Kerak benua, sekitar $2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$, jauh lebih ringan daripada mantel (sekitar $3380\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$), terlalu besar daya apungnya: benua yang tiba di palung menghentikan subduksi.

Latihan 19.4 ★

(1) Apakah kraton itu? (2) Setidaknya berapa umur batuan sebuah kraton? (3) Jenis-jenis batuan apa yang menyusunnya?

Solusi

Solusi Latihan 19.4.

(1) Inti benua yang tua dan stabil, yang tidak lagi terdeformasi. (2) Lebih dari satu miliar tahun. (3) Batuan metamorf dan plutonik, akar-akar dalam pegunungan masa lalu.

Latihan 19.5 ★

Dasar samudra tertua berumur sekitar 190 juta tahun, gneis Acasta 4.03 miliar tahun. Berapa kali lebih tua gneis itu? Mengapa tidak ada dasar samudra yang setua itu?

Solusi

Solusi Latihan 19.5.

$4030/190 \approx 21$ kali. Dasar samudra dibuat di punggungan dan dihancurkan di zona subduksi: tidak ada bagiannya yang bertahan jauh lebih lama daripada 200 juta tahun.

Latihan 19.6 ★★

Kerak benua menutupi $210.4$ juta $\mathrm{km}^{2}$, dan $30.6\,\%$ darinya berada di bawah laut. (1) Berapa luas kerak benua yang berada di bawah laut? (2) Berapa luas yang berada di atasnya? (3) Luas permukaan Bumi adalah $4\pi R^2$ dengan $R = 6371\,\mathrm{km}$. Berapa bagian permukaan yang ditutupi kerak benua?

Solusi

Solusi Latihan 19.6.

(1) $0.306 \times 210.4 \approx 64.4\text{ juta }\mathrm{km}^{2}$. (2) $210.4 - 64.4 = 146.0\text{ juta }\mathrm{km}^{2}$. (3) $4\pi \times 6371^2 \approx 5.10 \times 10^{8}\,\mathrm{km}^{2}$; $210.4/510.1 \approx 0.41$: $41\,\%$.

Latihan 19.7 ★★

Hitung massa sebuah kolom kerak yang luas penampangnya $1\,\mathrm{m}^{2}$, dari permukaan sampai Moho: (1) melalui $41.1\,\mathrm{km}$ kerak benua bermassa jenis $2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$; (2) melalui $7.1\,\mathrm{km}$ kerak samudra bermassa jenis $3000\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$. (3) Berapa kali lebih berat kolom yang pertama?

Solusi

Solusi Latihan 19.7.

(1) $41100 \times 2830 \approx 1.16 \times 10^{8}\,\mathrm{kg}$. (2) $7100 \times 3000 = 2.13 \times 10^{7}\,\mathrm{kg}$. (3) Sekitar 5.5 kali.

Latihan 19.8 ★★

Sebuah pegunungan berdiri $2.5\,\mathrm{km}$ di atas dataran rendah yang keraknya setebal $35\,\mathrm{km}$. Dengan $\rho_c = 2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$ dan $\rho_m = 3380\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$, hitung akarnya dan tebal keraknya. Apakah hasilnya berada dalam rentang yang terukur di bawah sabuk pegunungan?

Solusi

Solusi Latihan 19.8.

Akar: $2.5 \times 2830/550 \approx 12.9\,\mathrm{km}$. Keraknya lebih tebal sebesar $2.5 \times 3380/550 \approx 15.4\,\mathrm{km}$: seluruhnya sekitar $50\,\mathrm{km}$, dalam rentang 50 sampai $70\,\mathrm{km}$ yang ditemukan di bawah sabuk pegunungan.

Latihan 19.9 ★★

Dari histogram umur dasar samudra: (1) berapa bagian dasar samudra yang lebih muda daripada 30 juta tahun? (2) Pita 10 juta tahun manakah yang memuat dasar paling banyak? (3) Mengapa bagian itu menurun ke arah umur yang tua?

Solusi

Solusi Latihan 19.9.

(1) Sekitar $0.103 + 0.100 + 0.102 \approx 0.30$: $30\,\%$. (2) Pita yang termuda, 0 sampai 10 juta tahun (sekitar $10\,\%$), hampir sama dengan pita 20 sampai 30. (3) Dasar yang tua telah dihancurkan di zona subduksi; makin tua dasarnya, makin banyak bagiannya yang telah hilang.

Latihan 19.10 ★★

Bila dipetakan bersama bagian-bagiannya yang terendam, kerak benua mempunyai tinggi rata-rata sekitar $120\,\mathrm{m}$. Misalkan bagian-bagiannya yang terendam, $30.6\,\%$ dari luasnya, rata-rata terletak $100\,\mathrm{m}$ di bawah permukaan laut. Berapa tinggi rata-rata bagiannya yang muncul di atas laut? Mengapa perkiraan lama yang hanya menghitung daratan memberikan tinggi rata-rata yang jauh lebih besar?

Solusi

Solusi Latihan 19.10.

$120 = 0.694\,h - 0.306 \times 100$, sehingga $h = 150.6/0.694 \approx 217\,\mathrm{m}$. Bila hanya daratan yang dihitung, tepi-tepi benua yang rendah dan terendam tidak diikutkan, dan rata-ratanya menjadi jauh lebih tinggi.

Latihan 19.11 ★★

Sebuah lubang bor di pulau yang jauh di tengah samudra mencapai, di bawah lava setebal beberapa ratus meter, sebuah gabro; profil seismik menempatkan Moho pada kedalaman $8\,\mathrm{km}$. Lubang bor lain, di bawah dataran yang luas dan datar, mencapai gneis pada $2\,\mathrm{km}$, dan Moho terletak pada kedalaman $38\,\mathrm{km}$. Gunakan metode itu untuk menentukan kerak apa yang ada di bawah masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 19.11.

Pulau itu: gabro di bawah lava dan Moho pada $8\,\mathrm{km}$, kerak samudra (ketinggian pulau itu tidak mengubah hal tersebut). Dataran itu: gneis dan Moho pada $38\,\mathrm{km}$, kerak benua.

Latihan 19.12 ★★★

Seberapa baik pendekatan dalam proposisi itu? (1) Hitung volume eksak sebuah kulit bola setebal $41.1\,\mathrm{km}$ di permukaan bola berjari-jari $6371\,\mathrm{km}$, $\tfrac{4}{3}\pi\bigl(R^3 - (R - H)^3\bigr)$, dan volume pendekatannya, $4\pi R^2 H$. (2) Berapa selisih relatifnya? Bandingkan dengan $H/R$.

Solusi

Solusi Latihan 19.12.

(1) Eksak: $\tfrac{4}{3}\pi(6371^3 - 6329.9^3) \approx 2.0829 \times 10^{10}\,\mathrm{km}^{3}$; pendekatan: $4\pi \times 6371^2 \times 41.1 \approx 2.0964 \times 10^{10}\,\mathrm{km}^{3}$. (2) Pendekatan itu terlalu besar sekitar $0.65\,\%$, dekat dengan $H/R \approx 0.0065$: untuk lapisan yang tipis, galatnya dapat diabaikan.

Latihan 19.13 ★★★

Misalkan sepertiga bagian atas kerak benua, menurut massa, mengandung $66.6\,\%$ silika, dan seluruh kerak $60.6\,\%$. (1) Berapa kandungan silika dua pertiga bagian bawahnya? (2) Golongan batuan beku mana yang cocok dengannya? (3) Apa artinya hal itu bagi kerak benua bagian dalam?

Solusi

Solusi Latihan 19.13.

(1) $60.6 = (66.6 + 2x)/3$, sehingga $x = (181.8 - 66.6)/2 = 57.6\,\%$. (2) Intermediet. (3) Kerak benua bagian dalam kurang kaya silika daripada kerak bagian atas: lebih banyak mineral mafik, lebih kaya besi, magnesium, dan kalsium.

Latihan 19.14 ★★★

Misalkan kerak samudra baru terbentuk di punggungan dengan laju sekitar $3\,\mathrm{km}^{2}$ setahun, dan dasar samudra menutupi sekitar $300$ juta $\mathrm{km}^{2}$. (1) Berapa lama punggungan-punggungan memerlukan waktu untuk membuat luas yang sama dengan seluruh dasar samudra? (2) Bandingkan dengan umur dasar samudra. (3) Apa yang pasti terjadi pada dasar yang tua?

Solusi

Solusi Latihan 19.14.

(1) $3 \times 10^8/3 = 10^8$ tahun, 100 juta tahun. (2) Orde besarnya sama dengan umur dasar samudra: tiga perempatnya lebih muda daripada 100 juta tahun, tidak ada yang lebih tua daripada sekitar 190. (3) Dasar itu pasti dihancurkan secepat dasar itu dibuat: dasar itu tenggelam kembali ke dalam mantel di zona subduksi.

Latihan 19.15 ★★★

Misalkan seluruh kerak benua, $8.6 \times 10^{9}\,\mathrm{km}^{3}$, terbentuk dengan laju tetap sejak 4.0 miliar tahun yang lalu. (1) Hitung laju itu dalam kilometer kubik setahun. (2) Zirkon Jack Hills menunjukkan bahwa sebagian kerak sudah ada 4.4 miliar tahun yang lalu. Apakah laju yang tetap cocok dengan dunia yang sebagian besar keraknya mungkin terbentuk lebih awal, atau lebih akhir? Apa yang dapat diceritakan batuan tertua, dan apa yang tidak dapat, mengingat kerak tua dapat tererosi atau didaur ulang?

Solusi

Solusi Latihan 19.15.

(1) $8.6 \times 10^9 / 4.0 \times 10^9 \approx 2.2\,\mathrm{km}^{3}$ setahun. (2) Laju yang tetap hanyalah satu kemungkinan: kerak mungkin tumbuh cepat pada masa awal lalu didaur ulang sejak itu, atau tumbuh belakangan. Batuan dan butir-butir tertua membuktikan bahwa sebagian kerak sudah ada sejak awal; keduanya tidak dapat mengatakan seberapa banyak, karena kerak tua dapat tererosi atau terbawa kembali ke dalam mantel dan hanya meninggalkan sedikit jejak.

19.6 Soal: Seberapa Berat Kerak Benua?

Soal 19.1

Soal akhir pekan — massa benua-benua

Kerak benua menutupi $210.4$ juta $\mathrm{km}^{2}$ (termasuk bagian-bagiannya yang terendam). Survei seismik memberinya tebal rata-rata $41.1\,\mathrm{km}$ dan massa jenis rata-rata $2830\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$. Bumi mempunyai jari-jari rata-rata $6371\,\mathrm{km}$, massa $5.9722 \times 10^{24}\,\mathrm{kg}$, dan massa jenis rata-rata $5513\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$.

Bagian I — Luas.

1. Hitung luas permukaan Bumi, $4\pi R^2$, dalam $\mathrm{km}^{2}$.
2. Berapa bagian darinya yang ditutupi kerak benua?
3. $30.6\,\%$ kerak benua terletak di bawah laut. Berapa luasnya?
4. Berapa luas permukaan Bumi yang tersisa untuk kerak samudra, dengan menganggap sisanya seluruhnya kerak samudra?
5. Mengapa kerak benua lebih luas daripada daratan?

Bagian II — Tebal dan volume.

6. Mengapa volume dapat dihitung sebagai luas dikali tebal, walaupun kerak itu terletak pada sebuah bola?
7. Hitung volume kerak benua dalam $\mathrm{km}^{3}$.
8. Ubah volume itu ke $\mathrm{m}^{3}$.
9. Perkiraan lain untuk tebal rata-rata adalah $36\,\mathrm{km}$. Volume berapa yang diberikannya?
10. Berapa persen kedua volume itu berbeda?

Bagian III — Massa jenis dan massa.

11. Hitung massa kerak benua dengan tebal $41.1\,\mathrm{km}$.
12. Hitung massa sebuah kolom seluas $1\,\mathrm{m}^{2}$ yang menembus kerak benua.
13. Hitung massa kerak samudra: luas dari pertanyaan 4, tebal $7.1\,\mathrm{km}$, massa jenis $3000\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$.
14. Manakah yang lebih berat, dan berapa kali? Mengapa, padahal luas yang ditutupinya lebih kecil?
15. Mengapa kerak benua kurang rapat daripada kerak samudra?

Bagian IV — Dibandingkan dengan Bumi.

16. Bagilah massa dari pertanyaan 11 dengan massa Bumi.
17. Periksa hasilnya dengan proposisi tentang lapisan tipis.
18. Berapa bagian massa Bumi yang berupa kerak samudra?
19. Kerak benua memuat satu-satunya batuan yang lebih tua daripada sekitar 200 juta tahun. Berapa bagian massa Bumi yang membawa catatan hampir seluruh sejarahnya?
20. Simpulkan: berapa bagian massa Bumi yang berupa kerak benua?

Solusi

Solusi Soal 19.1.

1. $4\pi \times 6371^2 \approx 5.10 \times 10^{8}\,\mathrm{km}^{2}$.

2. $210.4/510.1 \approx 0.41$: $41\,\%$.

3. $0.306 \times 210.4 \approx 64.4\text{ juta }\mathrm{km}^{2}$.

4. $510.1 - 210.4 \approx 299.7\text{ juta }\mathrm{km}^{2}$, $59\,\%$.

5. Tepi-tepi benua terletak di bawah laut dangkal, pada paparan benua.

6. Tebalnya, $41\,\mathrm{km}$, sangat kecil dibandingkan dengan jari-jarinya, $6371\,\mathrm{km}$: kelengkungan mengubah volumenya kurang dari satu persen.

7. $210.4 \times 10^6 \times 41.1 \approx 8.65 \times 10^{9}\,\mathrm{km}^{3}$.

8. $8.65 \times 10^{18}\,\mathrm{m}^{3}$.

9. $210.4 \times 10^6 \times 36 \approx 7.57 \times 10^{9}\,\mathrm{km}^{3}$.

10. $(8.65 - 7.57)/7.57 \approx 0.14$: $14\,\%$.

11. $8.65 \times 10^{18} \times 2830 \approx 2.45 \times 10^{22}\,\mathrm{kg}$.

12. $41100 \times 2830 \approx 1.16 \times 10^{8}\,\mathrm{kg}$.

13. $299.7 \times 10^6 \times 7.1 \approx 2.13 \times 10^{9}\,\mathrm{km}^{3}$, yaitu $2.13 \times 10^{18}\,\mathrm{m}^{3}$; dikali 3000: sekitar $6.4 \times 10^{21}\,\mathrm{kg}$.

14. Kerak benua, sekitar 3.8 kali lebih berat: kerak itu hampir enam kali lebih tebal, dan hal ini melampaui pengaruh luas dan massa jenisnya yang lebih kecil.

15. Kerak benua tersusun dari batuan granitik, yang kaya kuarsa dan feldspar, mineral pembentuk batuan yang paling ringan; kerak samudra tersusun dari basalt dan gabro, yang kaya piroksen dan olivin.

16. $2.45 \times 10^{22}/5.97 \times 10^{24} \approx 0.0041$.

17. $3 \times 0.41 \times (41.1/6371) \times (2830/5513) \approx 0.0041$: sama.

18. $6.4 \times 10^{21}/5.97 \times 10^{24} \approx 0.0011$: sekitar sepersepuluh persen.

19. Sekitar $0.4\,\%$.

20. Kerak benua adalah sekitar $0.4\,\%$ dari massa Bumi.