Adsense Indonesia

Selasa, 12 Januari 2010

Pantai

Pantai adalah merupakan zona batas peralihan daratan dan laut, Indonesia yang terdiri dari ribuan Pulau kecil besar dan kecil, tentunya memiliki garis / zona pantai yang sangat panjang, termasuk salah satu negara dengan garis pantai terpanjang di dunia. Pantai yang terlihat sekarang, pada umumnya sudah terbentuk sejak ribuan tahun silam, dan akan selalu memperlihatkan perubahan sepanjang waktu disebabkan aksi yang bekerja dipantai sangat dinamis. Perubahan yang dialami oleh pantai dapat berubah dengan sangat cepat dalam hitungan jam apabila pantai diterpa oleh badai dan dapat sangat lambat perubahannya.

Proses yang berlangsung di pantai adalah erosi dan pengendapan. Aksi erosi dan pengendapan adalah hasil kerja daripadagelombang, arus, pasang surut dan gelombangg pasang (‘tsunami’).

GELOMBANG

Gelombang yang berasal dari laut lepas merupakan agent yang sangat penting dalam perubahan pantai. Pada mulannya bangkitnya gelombang oleh tiupan angin diatas permukaan air jauh ditengah laut dimulai dengan gerakan angin turbulensi. Riak yang mulai timbul terlihat pada gambar berikut :

Pembentukan Gelombang

Jika tekanan air tinggi pada permukaan gelombang atau pada dibelakang gelombang, air bergerak mengalir ke bagian depan air yang rendah tekanannya, membangkitkan gelombang, perhatikan gambar berikut :

Gerakan gelombang

A R U S

Gelombang yang terus bergerak hingga mencapai pantai dan akan melakukan aksi hempasan pada bagian muka daratan, kemudian merambat, ter-refraksi sepanjang garis pantai, seperti pada gambar berikut :

Muka gelombang

Muka gelombang yang masuk membentuk sudut miring terhadap garis pantai yang airnya dangkal, akan menimbulkan arus menysur pantai searah muka gelombang disebut arus susur pantai atau ‘longshore current’, perhatikan arus susur pantaiyang timbul pada gambar berikut:

image010

PASANG-SURUT

Pasang surut, adalah naik turunya muka air laut disebabkan gaya tarrik bulan dan matahari. Jika posisi bulan dan matahari terletak sejajar dengan bumi, akan terjadi pasang naik maksimal pada posisi yang berhadapan dengan bulan dan matahariyang disebut ‘Spring tides’, bila posisi matahari pada lokasi yang berbeda, pasang air laut terjadi pada sisi yang berhadapan dengan bullan yang disebut ‘Neap tides’, peerhatikan gambar berikut :

Diagram menunjukkan tenaga penyebab timbulnya pasang-surut air laut

Selengkapnya...

Air Tanah / Geohidrologi

Telah dijelaskan terdahulu, bahwa air hujan yang turun ke permukaan tanah/bumi, sebagian akan meresap ke dalam tanah dan akan menjadi air tanah.

Keterdapatan air tanah dibawah permukaan bumi sekarang ini, disamping air yang berasal dari peresapan langsung dari permukaan (’air asal luar’), juga air tanah yang memang sudah tersimpan sejak lama di dalam bumi sendiri (’air asal dalam’). Air tanah yang berasal dari peresapan air dari permukaan disebut ’Air Meteorik’ yang merupakan air yang paling banyak terdapat dalam bumi. Sedangkan air yang sejak lama sudah tersimpan di dalam bumi dapat berasal dari yang tersisa atau terbentuk pada saat kristalisasi magma yangg disebut ’Air Juvenil’, juga air tanah dapat berasal dari jebakan air yang terendap dan tersimpan bersama-sama pembentukan batuan sedimen yang disebut ’Air Connate’.

Air meteorik sebagai pemberi terbanyak daripada air tanah, jumlahnya yang meresap kedalam tanah dikontrol oleh :

  • Jumlah curah hujan,
  • Kemiringan permukaan atau lereng,
  • Banyaknya pori dan kemampuan meloloskan air antar butir dibagian atas,
  • Kepadatan tumbuhan penutup.

Ruang antar butir dalam tubuh dan atau lapisan-lapisan batuan yang ada di dalam bumi, lapisan paling atas biasanya pori atau ruang antar butir hanya diisi oleh udara disebut ’zona aerasi’. Hal ini disebabkan air yang meresap dari atas permukaan akan terus bergerak turun mengisi lapisan dibawahnya yang berpori yang disebur ’zona sutrasi’, sampai terhenti pada lapisan batuan yang tidak dapat meloloskan air (’lapisan kedap air’). Lapisan-lapisan batuan yang dapat menampung air tanah, disebut ’aquifer’. Zona lapisan paling atas yang hanya dilewati air kebawah, disebut juga ’zona air vadoose’, lapisan yang terletak dibawah zona air vadoose yang jenuh air disebut ’zona air saturasi’. Lapisan paling bawah yang tidak dapat meluluskan air disebut zona lapisan infermiabel.

Diantara kedua zona air vadoose dan zona air saturasi, teerdapat bidang antara yang disebut ’muka air tanah’ atau ’ground water table’. Muka air tanah biasanya tidak tetap, tergantung pada jumlah air tanah, makin besar air yang terkandung dalam pori batuan makin tinggi muka air tanah, bahkan pada waktu musim hujan saat intensitas hujan sangat lebat dan panjang, muka air tanah akan bergerak terus naik sampai kepermukaan zona aeration atau permukaan tanah bahkan dapat melampaui. Kondisi dimana air tanah tidak dapat lagi menampung air hujan yang meresap kedalam tanah, maka akan menyebabkan terjadinya banjir.

Air tanah yang menempati pori-pori lapisan batuan yang berada diantara 2 lapisan yang batuan kedap air disebut air tanah tertekan atau ’artesis’. Apabila air tanah tertekan ini muncul kepermukaan dengan pemboran disebut sumur artesis atau jika muncul sebagai mata air disebut ’mata air artesis’.

Air tanah yang menempati pori-pori antar butir batuan, selalu bergerak disebabkan tekanan air dalam pori batuan itu sendiri, pergerakannya bisa lateral., Di daerah pegunungan atau perbukitan pergerakan air tanah mengikuti arah kemiringan lereng permukaan. Apabila muka air tanah ini berpotongan dengan topografi maka akan muncul sebagai mata air. Beberapa sungai suplai airnya berasal dari mata air. Sungai yang mendapatkan air dari mata air yang tak pernah kering, maka dasar sungainya selalu dialiri alir sepanjang waktu, sungai tersebut tidak pernah kering, sungai yang demikian disebut ’sungai effluent’atau sungai permanen. Kadang-kadang ada sungai yang aliran airnya meresap kedalam tanah menjadi air tanah, sehingga pada musim kering aliran air sungai tidak ada, sungai yang demikian disebut ’sungai infflluent’atau ’sungai intermittent’ atau sungai tidak permanen.

Di kawasan yang memiliki batuan penyusun dari batugamping (’batu kapur’), air tanah mempunyai peranan yang sangat besar melarutkan dinding-dinding celah batuan, menyebabkan pelebaran celah batuan yang pada akhirnya akan terbentuk lobang gua yang seringkali terisi dengan air yang disebut ’sungai bawah tanah’.

Selengkapnya...

Deformasi dan Pembentukan Gunung atau Pegunungan

Sebelum muncul Konsep/Teori Tektonik Lempeng dikenal Konsep Geosinklin, yang menyatakan bahwa; Pembentukan Pegunungan, Pedataran, Cekungan; diawali dengan pengendapan batuan sedimen pada suatu palung atau geosinklin. Pembebanan sedimen yang terus menerus membebani batuan yang dibawahnya mengakibatkan gaya pembebanan pada batuan sedimen yang telah ada dan terendapkan sebelumnya, sehingga batuan termampatkan dan terlipat-lipat. Batuan yang terletak paling bawah melebur menjadi magma.

Teori atau Konsep mengenai Dinamika pada kerak bumi sebagaimana telah dijelaskan terdahulu adalah Teori Tektonik Lempeng yang menyatahkan bahwa akibat dari pada zona tumbukan oleh sebab saling mendekatinya segmen-segmen lempeng, mengakibatkan terbentuknya zona subduksi atau jalur penunjaman, disertai terbentuk lipatan-lipatan, patahan-patahan, naiknya magma baik melalui proses erupsi gunungapi maupun dengan melalui celah retakan batuan membentuk batuan intrusive. Demikian pula pada zona pemekaran akibat pemisahan segmen-segmen lempeng kerak bumi yang berdekatan akan mengakibatkan terbentuknya punggung-punggung tengah samudra dan aktivitas gunungapi bawahlaut. Pada Tepi lempeng benua aktif yang saling bertumbukan atau konvergen yang membentuk penunjaman, menghasikan peleburan parsial daripada batuan menjadi magma, kedua lempeng kerak, selanjutnya menyebabkan terbentuknya jalur busur volkanis aktif. Magma yang terbentuk didalam perut bumi perlahan-lahan akan bergerak ke atas dan membentuk tubuh batuan intrusif (antara lain batholite) dekat permukaan.

Akibat lain daripada gerak / dinamika tektonik diatas, pada bagian lain terutama daerah yang berdekatan zona tepi interaksi antar masing-masing lempeng kerak berada dibawah gaya dan tekanan yang selanjutnya akan mengakibatkan perubahan sifat fisik batuan penyusun lempeng kerak bumi yang kemudian disebut sebagai deformasi batuan. Apabila tekanan melampaui batas dari daya tahan batuan makan batuan akan membentuk Patahan dan apabila batuan pada kondisi fisik tertentu mampu untuk mempertahankan daya elastisitasnya namun berubah karena tekanan maka batuan akan mengalami Perlipatan, sehingga gejala dinamika sebagaimana diterangkan menyebabkan, terbetuknya Gunung api, Pegunungan Blok (Pegunungan Patahan), Pegunungan Lipatan.

gunung_api

Gambar : Proses Pembentukan Pegunungan pada lempeng kerak bumi.

Selengkapnya...

Ledakan Debu Batubara

Definisi debu batubara. Debu batubara adalah material batubara yang terbentuk bubuk (powder),yang berasal dari hancuran batubara ketika terjadi pemrosesannya(breaking, blending, transporting, and weathering). Debu batubara yang dapat meledak adalah apabila debu itu terambangkan di udara sekitarnya.

Pembentukan Debu Batubara. Debu batubara dihasilkan dari kegiatan penambangan itu sendiri. Pemisahan (breaking) secara kering dengan cara peledakan penggaruan dapat menimbulkan debu yang banyak. Debu batubara juga dapat terbentuk pada proses penggilingan dan ketika pencampurannya serta pengangkutan. Disamping itu proses pelapukan alami batubara juga dapat menjadi sumber terbentuknya debu batubara tersebut.

Akumulasi Debu Batubara. Seperti telah dijelaskan di atas, bahwa debu batubara akan terbentuk dalam jumlah yang cukup banyak kalau operasi penambangan dilakukan dalam proses yang kering. Sebaliknya jika dilakukan penambangan dengan sistem penyiraman air yang cukup, debu yang terbentuk akan terendapkan pada lantai kerja.

Sifat-sifat Ledakan Debu Batubara. Peristiwa ledakan debu batubara pada tambang batubara bawah tanah dapat terjadi jika ada tiga syarat berikut terpenuhi, yakni:

    • Ada debu batubara yang beterbangan (awan debu batubara).
    • Ada sambaran bunga api.
    • Ada oksigen.

Konsentrasi debu batubara yang dapat meledak tergantung:

    • Kandungan zat terbang (volatile matter).
    • Ukuran partikel (particle size).
    • Kandungan air (water content).

Ukuran partikel (particle size)

Debu batubara ukuran partikelnya antara 20 – 40 mesh, tidak dapat meledak dengan sendirinya, debu batubara dengan partikel sampai 200 mesh akan sangat mudah meledak.

Tabel berikut memperlihat debu batubara yang dapat meledak berdasarkan besarnya partikelnya.debu batubara yang dapat meledak berdasarkan besarnya partikelnya.

Karena perbedaan kondisi pembentukan batubara, beberapa negara menemukan karakteristik ledakan debu batubara:

  • Inggris: zat terbang 12,5% debu batubara dapat meledak.
  • Jerman: zat terbang fresh coal dengan kadar 14% dapat meledak
  • Belgia: zat terbang melebihi 15% dapat meledak.
  • Jepang: zat terbang melebih 11% dapat meledak.

Kadar abu (ash content)

Bahaya ledakan debu batubara akan semakin kecil jika pada nya terdapat kandungan abu yang cukup banyak, (abu melekat ditambah dengan abu dari debu batu) dalam jumlah lebih kurang 50% pencegah kebakaran/ledakan. Biasanya untuk mencegah terjadinya ledakan debu batubara dapat ditambahkan debu batuan sampai mencapai kadar abunya lebih dari 75%.

Kadar air (water content)

Debu batubara yang mengandung air yang banyak tidak akan dapat meledak atau terbakar. Air, disamping penyerap sulutan api (ignition), juga berfungsi sebagai penyerap panas. Kadar air sampai 30% dapat mencegah terjadinya ledakan debu batubara itu.

Kesegaran (freshness)

Debu batubara segar lebih berbahaya dibandingkan dengan debu batubara yang sudah lama ada dalam udara terbuka. Debu batubara segar akan lebih mudah meledak karena adanya gas methan yang masih terperangkap pada butiran debu batubara tersebut.

Ledakan dan Penyebaran

  • Sifat mekanik ledakan

Ledakan debu batubara menimbulkan tekanan udara yang sangat tinggi disertai dengan nyala api. Setelah itu akan diikuti dengan kepulan asap yang berwarna hitam. Ledakan merambat pada lobang turbulensi udara akan semakin dahsyat dan dapat menimbulkan kerusakan yang fatal.

  • Tekanan dan kecepatan ledakan

Tekanan udara yang terjadi akan bervariasi tergantung pada karakteristik dan jumlah debu batubaranya. Tekanan itu biasanya ada antara 2 – 4 kg/cm2. Pada ledakan yang sangat kuat (high explosive), kecepatan ledakan dapat mencapai 1000 m/detik (jauh lebih tinggi dari kecepatan suara).

  • Kecepatan rambatan sulutan (deflagration)

Kecepatan rambatan sulutan api akan semakin tinggi menuju ke lobang udara keluar, dimana pada titik ini kandungan gas methan dan debu batubara sangat rendah.

  • Temperatur ledakan

Ledakan debu batubara akan menyebabkan naiknya temperatur pada area ledakan, antara 1500 – 19000C. Tetapi temperatur pada kasus ledakan sedang dan rendah hanya akan berkisar antara 1200 – 13000C. Pada temperature ini terjadi pembakaran tidak sempurna dan hilangnya panas oleh serapan daerah sekitar ledakan.

  • Daerah sulutan

Biasanya bila daerah yang dapat tersulut mencapai 6 – 7 kali luas daerah asalnya, selama daerah itu mengandung gas methan atau debu batubara.

  • Reaksi ledakan

Ledakan batubara akan menyebabkan udara di sekitarnya menjadi dingin dan kadar oksigennya berkurang drastis. Setelah itu udara akan kembali mengalir dan mengisi ruang rendah oksigen tadi (udara balik). Jika di sana masih tersisa awan debu batubara akan terjadi ledakan ulangan.

  • Jalaran ledakan

Bila akumulasi debu batubara yang tertahan dalam terowongan tambang bawah tanah mengalami suatu getaran hebat, yang diakibatkan oleh berbagai hal, seperti gerakan roda-roda mesin, tiupan angin dari kompresor dan sejenisnya, sehingga debu batubara itu terangkat ke udara (beterbangan) dan kemudian membentuk awan debu batubara dalam kondisi batas ledak (explosive limit) dan ketika itu ada sulutan api, maka akan terjadi ledakan yang diiringi oleh kebakaran.

Jika pada proses pertama itu terjadi ledakan disertai kebakaran, sisa debu batubara yang masih tertambat di atas lantai atau pada langit-langit dan dinding terowongan akan tertiup dan terangkat pula ke udara, lalu debu itu pun akan meledak. Demikianlah seterusnya, bahwa dalam tambang itu akan terjadi ledakan beruntun sampai habis semua debu batubara terakar. Ledakan itu akan menyambar ke mana-mana, sehingga dapat menjalari seluruh lokasi dalam tambang itu dan menimbulkan kerusakan yang sangat dahsyat.

Selengkapnya...

Perkembangan Ilmu Geologi

Keadaan bumi ini, termasuk material penyusunnya dan proses‑proses yang terjadi pada bumi telah menjadi objek studi beberapa abad lalu. Beberapa topik yang sangat menarik seperti fosil, batumulia, gempabumi dan aktivitas gunungapi telah dipelajari di Yunani lebih dari 2300 tahun lalu. Aristoteles merupakan filosof yang terkenal sering mengeluarkan pendapatnya yang berhubungan dengan bumi, meskipun pandangan‑pandangannya tentang bumi tidak Selalu didasari pada suatu observasi dan eksperimen. Pendapatnya tentang bumi kadang‑kadang hanya sekedar disampaikan walaupun tidak masuk akal, sehingga terkesan asal‑asalan.

Aristoteles percaya bahwa batuan yang menyusun bumi terbentuk dibawah pengaruh bintang‑bintang di langit dan gempabumi muncul pada saat udara terkumpul di dalam tanah dan dipanasi oleh sumber panas yang berasal dari pusat bumi. Kemudian dikeluarkan dengan ledakan yang dahsyat. Ketika dikonfrontasikan dengan fosil ikan yang dijumpai terdapat dalam batuan, Aristoteles mengatakan bahwa sejumlah basar ikan hidup tak bergerak di dalam bumi dan akan dijumpai jika dilakukan penggalian.

Walaupun penjelasan dan pandangan Aristoteles telah cukup memadai pada masa itu, untuk menjawab pertanyaan‑pertanyaan yang muncul mengenai keberadaan bumi kita ini, mereka. terus menerus mencoba untuk menjelaskannya selama berabad-abad dengan melakukan observasi dan percobaan. Hal ini dilakukan untuk menolak pandangan‑pandangan dari Aristoteles yang pada waktu itu banyak diantaranya sudah diterima oleh masyarakat, tetapi tidak bisa diterima dengan akal manusia. Selanjutnya Frank D. Adams mengatakan dalam bukunya The Birth and Development of the Geological Sciences (New York; Dover, 1938) bahwa selama masa‑masa pertengahan, Aristoteles dihormati sebagai kepala dan pimpinan dari semua filosof di Yunani dan pendapatnya dalam bidang apapun, merupakan hasil akhir dan dijadikan sebagai hukum.

Selama abad 17 dan 18, doktrin katastrofisme sangat berpengaruh pada formulasi penjelasan tentang kedinamisan bumi. Katastrofisme merupakan suatu faham yang mempercayai bahwa bentuk permukaan bumi telah berkembang dengan pengaruh utama adalah katastrof yaitu pengrusakan yang hebat dan terjadi dengan tiba‑tiba. Kenampakan bentang alam seperti pegunungan dan lembah, yang saat ini diketahui proses pembentukannya membutuhkan waktu yang lama, dijelaskan dengan faham ini terbentuk sebagai akibat pengrusakan tiba‑tiba dan terus menerus.

Lahirnya Ilmu Geologi Modern

Akhir abad ke 18 merupakan awal dari lahirnya ihim geologi modem. James Hutton seorang dokter dan petani dari Skotlandia merupakan orang yang pertama kali memperkenalkan ilmu geologi modem. la mempublikasikan teorinya tentang bumi dalam bukunya "Theory of the Earth". Dalam buku tersebut James Hutton memperkenalkan prinsip "Uniformitarianism" atau prinsip keragaman. Prinsip inilah yang kemudian merupakan konsep dasar dalam mempelajari ilmu geologi modem. Secara ringkas pada prinsip ini dikatakan bahwa hukum‑hukum fisika, kimia dan biologi yang berlangsung sekarang ini juga terjadi pada waktu lampau. Jadi tenaga dan proses‑proses yang terjadi pada bumi pada masa sekarang ini telah terjadi sejak lama sekali, yaitu sejak terbentuknya bumi ini. Jadi untuk mempelajari batuan yang terbentuk di masa lampau, kita harus memahami tentang proses‑proses yang terjadi di masa sekarang termasuk juga hasil atau akibat dari proses tersebut. Berdasarkan prinsip uniformitarism ini kemudian muncul prinsip yang berbunyi masa kini merupakan kunci masa lalu (The present is the key to the past).

Sebelum muncul teori tentang bumi yang dikemukakan oleh James Hutton, belum ada yang dapat membuktikan bahwa geologi berhubungan dengan periode waktu yang sangat panjang. Sebaliknya Hutton dapat menjelaskan dengan bukti nyata bahwa proses‑proses yang terjadi bagaimanapun lemah dan lambatnya. Apabila terjadi pada waktu. yang lama dapat menghasilkan suatu perubahan yang sama seperti yang dihasilkan oleh suatu proses yang dahsyat dan tiba‑tiba.

Meskipun James Hutton dapat dikatakan sebagai orang pertama yang mengemukaan prinsip dasar dalam ihnu geologi modern, tetapi karena teori ditulis dalam bahasa yang sulit dimengerti dan tidak dipublikasikan dengan luas, maka idenya tidak banyak diketahui oleh masyarakat pada waktu itu. Adalah seorang geologiawan Inggris, Charles Lyel, yang berjasa memperkenalkan dan menyebarluaskan prinsip dasar dalam ihnu geologi modem tersebut. Antara tahun 1830 sampai 1872, Lyel menghasilkan sebelas edisi buku Principles of Geology. Dalam buku tersebut, Lyel mengilustrasikan dengan baik konsep‑konsep kesamaan dari alam dengan waktu. Lyel juga memperlihatkan secara lebih meyakinkan bahwa proses-proses geologi yang dapat diamati sekarang dapat berlaku dan terjadi juga di masa yang lalu. Walaupun doktrin uniformitarianism pertama kali tidak dikemukakan oleh Lyel tetapi beliaulah yang berhasil memasyarakatkannya dengan luas. Penerimaan dari konsep dasar ini berarti penerimaan tentang sejarah yang panjang dari bumi kita ini. Walaupun prose‑proses yang terjadi pada bumi mempunyai intensitas yang sangat bervariasi, tetapi memerlukan waktu yang lama untuk membentuk atau merusakkan kenampakan utama dari bentang alampermukaan bumi.

Sebagai contoh, batuan yang mengandung fosil atau sisa organisme yang hidup lebih dari 15 juta tahun lalu, dijumpai pada puncak pegunungan yang tingginya 3000 meter di atas permukaan laut sekarang ini. Ini berarti bahwa pegunungan itu telah terangkat sekitar 3000 meter dalam waktu ± 15 juta tahun. Jadi rata‑rata peningkatan permukaan bumi tersebut hanya sekitar 0.2 milimeter setiap tahun. Sedangkan rata‑rata proses, erosi yang terjadi juga sangat kecil. Jadi memerlukan puluhan sampai jutaan tahun oleh alam untuk membentuk pegunungan dan meratakannya kembali. Tetapi biarpun waktu yang terus berjalan ini relatif pendek dalam sekala waktu geologi (sejarah bumi), dari rekaman yang terdapat dalam batuan yang menyusun bumi dapat terlihat bahwa bumi telah mengalami banyak siklus pembentukan pegunungan dan erosi.

Sangat penting ‑untuk diingat bahwa walaupun banyak kenampakan bantang alam fisik yang kelihatan seperti tidak mengalami perubahan dalam kurun waktu puluhan tahun, kita tetap mengamatinya, sebab bagaimanapun juga kesemuanya mengalami perubahan dalam sekala. waktu yang berbeda‑beda, ratusan, ribuan atau bahkan jutaan tahun.

Selengkapnya...

Cabang, aplikasi dan manfaat dari ilmu geologi

Cabang‑cabang Ilmu Geologi

Cakupan dari ilmu geologi sangat luas seperti yang tersebut dalam definisinya, yaitu mempelajari bumi seutuhnya. Sehingga untuk memudahkan dalam mempelajari bumi, maka ilmu geologi dapat dipecah menjadi beberapa cabang ilmu yang masing-masing dapat dipelajari sendiri‑sendiri. Cabang‑cabang ilmu geologi semakin bertambah seiring dengan kemajuan ilmu dan teknologi.

Cabang‑cabang utama dari ilmu geologi adalah:

  • Mineralogi dan Petrologi, yaitu ilmu yang mempelajari mineral dan batuansebagai penyusun kerak bumi. Mineralogi mempelajari mineral-mineral yang membentuk batuan, termasuk di dalamnya juga aspek spesialisasi dalam mineralogi adalah kristalografi. Sedangkan petrologi mempelajari asalmula kejadian dan klassifikasi dari batuan.
  • Paleontologi yaitu ilmu tentang kehidupan masa lalu. Dalam paleontologi dipelajari juga semua aspek kehidupan fosil yang dijumpai dalam batuan Dari fosil akan dapat diketahui evolusi kehidupan yang pernah terjadi sejak adanya kehidupan di bumi ini hingga sekarang. Selain itu, fosil dapat digunakan juga untuk mengetahui kondisi lingkungan di masa lampau.
  • Geomorfologi merupakan ilmu yang mempelajari bentuk-bentuk bentang alam permukaan bumi, termasuk proses-proses yang terjadi padanya.
  • Geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari bentuk-bentuk struktur bagian dalam bumi dandibagian dalam bumi yang membentuknya.
  • Stratigrafi ilmu yang mempelajari urutan pembentukan batuan penyusun kerak bumi, terutama untuk batuan-batuan yang berlapis. Dengan mempelajari stratigrafi, dapat diketahui sejarah geology dari bumi kita ini. Stratigrafi sangat berhubungan erat dengan ilmu geologi sejarah yang mempelajari sejarah dari bumi sejak terbentuknya hingga sekarang.

Aplikasi Ilmu Geologi

Aplikasi ilmu geologi dapat merupakan hal yang sangat penting pada beberapa bidang lain. Pemanfaatan ini terus berkembang dan sangat dibutuhkan dengan kemajuan ilmu dan teknologi serta kebutuhanmanusia yang semakin bertambah. Bidang‑bidang yang sangat membutuhkan aplikasi dan Ilmu geologi adalah pada bidang:

  • Pertambangan (mining geology) untuk mengetudbut proses pembentukan endapan mineral yang bersifat ekonarris yang sangat dibutuhkan oleh manusia
  • Perminyakan (Petroleoum geology) untuk mengetahui jebakan‑jebakan minyak dan gas bumi.
  • Hidrologi (Hydrogeology) mempelajari mengenai kejadian dim pemanfaatan air tanah.
  • Geologi teknik (Engineering geology) mempelajari hubungan antarailmu geologi dengan problem‑problem keteknikan
  • Geologi lingkungan (Environment geology),geologi sangat diperlukan untuk mengevaluasi interaksi antara manusia dengan lingkungannya.
  • dan masih banyak aplikasi ilmu geologi lainnya dan hampir semua bidang ilmu yang berhubungan dengan bumi selalu mernbutuhkan pengetahuan tentang geologi.

Kepentingan dan Ilmu Geologi

Dari apa yang telah diuraikan diatas, dapat diketahui beberapa kepentingan dalammempelajari ilmu geologi. Dibawah ini beberapa kepentingan tersebut:

  • Ilmu geologi dapat membantu untukmengetahui dan memahami awal terjadi dan struktur dari bumi sebagai planet khususnya daratandan lautan yang menyusun kerak bumi.
  • Ilmu geologi dapat membantu menjelaskan karakterisstik dan babbling alam yang sangat bervariasi dan bagaimana bentang dan yang sangat berbeda ini dapat terbentuk dan dimanfaatkan oleh manusia.
  • Pengetahuan geologi sangat membantu untuk mengetahui dimana mineral dan batuan berharga dapat dijumpai.
  • Keberadaan material bangunan sangat tergantung pada kondisi geologi suatu daerah. Pengetahuan geologi sangatmembantu para ahli bangunan untukmendapatkan material bahan bangunan.
  • Ilmu geologi sangat penting dalam hubungannya dengan sumber daya air, karena keberadaan air sangat tergantung juga pada jenis atau macam batuannya.
  • Pengetahuan geologi sangat membantu untuk memprediksikan atau meramalkan kemungkinan‑kemungkinan terjadinya bencana alarn seperti longsoran, aktivitas gunungapi dan sebagainya.
Selengkapnya...

Bagian‑bagian dari Bumi

Sejak Desember 1968, ketika manusia pertama kali menginjakkan kakinya di bulan, manusia dapat melihat planet bumi dari kejauhan di ruang angkasa. Dari tempat tersebut bumi terlihat sebagai benda angkasa yang kecil berbentuk elips yang muncul seperti benda yang mudah rapuh dalam kekelaman ruang angkasa yang sangat luas tanpa batas. Kenampakan yang tidak hanya spektakular, menarik dan sangat sederhana ini memperlihatkan kepada kita bahwa alangkah kecilnya planet bumi di alam semesta ini, apalagi kita yang hidup pada permukaan bumi.

Jika dilihat lebih dekat, yang terlihat pada bumi bukanlah daratannya, tetapi awan yang berputar yang tersuspensi di permukaannya dan lautan yang sangat luas. Dari hal tersebut dapatlah diketahui mengapa, secara tradisional lingkungan fisik bumi dapat dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu lapisan udara yang disebut atmosfer, lapisan air yang disebut hidrosfer dan tentunya bumi itu sendiri yang padat. Bumi merupakan sebuah planet yang sangat dinamis yang tidak hanya disusun oleh batuan, air dan udara saja, melainkan dicirikan oleh interaksi yang terus menerus pada saat udara melakukan kontak dengan batuan, batuan dengan air dan air dengan udara.

Atmosfer yang merupakan selimut yang memberi kehidupan bagi bumi, sebagai udara yang mempunyai ketebalan sampai ratusan kilometer, adalah bagian integral dari planet. Lapisan ini tidak hanya menghasilkan udara yang kita butuhkan untuk bernafas, tetapi juga melindungi kita dari cahaya, panas dari matahari dan dari radiasinya yang sangat berbahaya. Perubahan energi yang muncul terus menerus antara atmosfer dengan permukaan bumi dan antara atmosfer dengan ruang angkasa menghasilkan efek yang disebut dengan cuaca dan iklim.

Hidrosfer atau sfera air dan sering juga disebut selubung air merupakan air yang menyelubungi bumi, baik air yang ada di permukaan bumi, di dalam bumi maupun yang berbentuk uap air yang berada dalam lapisan atmosfer. Massa air tersebut terus menerus bergerak dari permukaan bumi ke udara, ke dalam tanah dan kembali lagi ke permukaan bumi. Lautan global merupakan kenampakan penting yang nyata dari hidrosfer, menyelubungi atau menutupi sekitar 71 % permukaan bumi dan merupakan sekitar 97 % dari jumlah air yang ada di bumi. Hidrosfer juga termasuk air tawar yang terdapat di Sungai danau, gletser dan juga yang terdapat di dalam tanah dan batuan. Walaupun jumlah air yang terdapat pada tempat‑tempat yang disebutkan terakhir merupakan bagian air yang sangat kecil dari lapisan hidrosfer, tetapi memberikan kontribusi yang cukup berarti pada proses pembentukan bentang alam yang sangat bervariasi dari planet bumi.

Di bawah lapisan atmosfer dan hidrosfer, ada bagian bumi yang padat, yang nampak lebih daripada sebuah badan homogen. Bagian dalam dari bumi tersebut, terdiri dari lapisan‑lapisan yang disusun oleh material dengan sifat yang berbeda-bada. Pada dasarnya bagian dalam dari bumi terdiri dari empat bagian, yaitu :

image001

  1. Inti dalam (inner core), merupakan bagian yang kaya akan Fe dengan jari-jari sekitar 1216 km.
  2. Inti luar (outer core), merupakan bagian yang disusun oleh campuran logam dengan ketebalan mencapai sekitar 2270 km.
  3. Mantel bumi atau selubung bumi merupakan bagian yang terdapat di sekeliling inti bumi, disusun oleh material yang kental dan padat, ketebalan mencapai sekitar 2885 ton.
  4. Kerak bumi atau kulit bumi (earth crust), merupakan bagian terluar dari bumi, disusun oleh material yang padat dan relatif ringan, ketebalan berkisar antara 5 – 40 km.

Bagian yang sangat penting terdapat dalam mantel bumi dan memerlukan perhatian khusus adalah astenosfer. Lapisan ini merupakan mantel bumi bagian terluar. Zona ini terletak pada kedalaman antara 100 ‑ 700 km. Astenosfer merupakan zona yang lemah, panas dan dapat bergerak terus menerus. Bagian di atas astenosfer disebut disebut litosfer (lapisan padat yang terdiri dari batuan), yang disusun oleh kerak bumi dan mantel bumi, bagian terluar (gambar 1.2). Tidak seperti astenosfer, litosfer merupakan bagian yang padat dan dingin.

Selengkapnya...

Perlipatan (folding) dan Patahan

Perlipatan

Gaya-gaya tektonik akan menyebabkan batuan penyusun kerak bumi, berada dibawah kondisi tertekan (‘stressed’) yang pada akhirnya menyebabkan batuan akan berubah atau terdeformasi. Batuan yang bersifat plastis terutama batuan sedimen mula-mula akan terlipat membentuk lipatan

Perlipatan kulit batuan penyusun kulit bumi dapat berukuran regional sampai dengan ukuran minor, Lipatan berukuran besar yang mencakup daerah yang luas pada umumnya sekarang nampak sebagai permukaan lipatan yang telah mengalami erosi terutama pada bagian tertinggi pada puncak-puncak lipatan seperti pada kenampakan gambar berikut

Sebuah model berupa lapisan-lapisan bahan elastis dibawah tekan kompressif

Memperlihatkan diagram balok Perlipatan berskala besar di Willpena Pound USA

Lipatan pada kerak bumi akan membentuk lipatan antiklin dan lipatan siklin dan jika pada permukaan lipatan memperlihatkan bidang kemiringan kesegala arah yang dimulai dari titik puncak maka disebut ‘dome’/kubah, bentuk yang demikian dapat dijumpai di daerah Sangiran Sragen Jawa Tengah, sebaliknya bila kemiringan permukaaan bidang lipatan mengarah kesatu titik pusat disebut lipatan cekungan.

Patahan

Hampir semua batuan penyusun kulit bumi tidak lepas dari pengaruh stress yang sangat kuat. Batuan yang ‘brittle’ (kaku’) sangat mudah patah dan putus jika dibawah pengaruh gaya kompressi maupun tarikan, sehingga batuan akan patah membentuk pegunungan Patahan.

Diagram balokLapisan batuan yang mengalami patahan turun

Lapisan batuan penyusun kerak bumi yang mengalami patahan sebagaimana batuan yang mengalami perlipatan akan berubah menjadi Pegunungan Patahan, jika lapisan batuan mengalami patahan turun berjenjang maka akan membentuk Pegunungan Blok, atau jika patahan tersebut bersekala kecil maka kenampakan patahan berjenjang tersebut dapat diamati secara langsung di singkapan batuan, terutama pada singkapan tebing-tebing jalan yang digali untuk perluasan jalan atau pada tebing sungai tersingkap karena oleh kikisan arus air pada tebing/dinding batuan sungai, seperti pada gambar berikut :

Singkapan lapisan batuan yang mengalami patahan

Oleh karena permukaan batuan berhubungan langsung dengan faktor luar yang cenderung mempengaruhi sifat fisik maupun kimiawi batuan sehingga permukaan lapisan batuan yang terpatahkan, mengalami pelapukan dan terkikis sehingga kenampakan bentuk patahan sebenarnya berjenjang membentuk undak-undak patahan akan menjadi rata dan permukaan batuannya dilapisi dengan soil atau tanah penutup.

Pada daerah-daerah yang mempunyai susunan batuan yang berumur tua seperti kondisi singkapan batuan yang ada di Sulawesi Selatan,tidak akan kita jumpai lagi kenampakan ideal dari pada Pegunungan vokano/Gunungapi, Pegunungan lipatan ataupun Pegunungan Blok yang pada awalnya dibentuk oleh gunungapi, oleh karena pelapukan sudah berlangsung jutaan tahun. Yang dapat kita jumpai hanyalah Jalur-jalur Pegunungan yang telah mengalami proses denudasi atau menuju ke proses perataan menjadi Peneplain, bahkan bagian bawah kaki lereng sudah ceenderung membentuk pedatan/plain berupa dataran pantai, dataran banjir, bahkan dataran danau. Pada singkapan batuannyasangat sulit dijumpai singkapan yang baik dan ideal.

Selengkapnya...

Gunung Api (VOLCANOES)

Aktivitas Gunung Api

Volcano adalah :

  1. A vent in the earth’s crust from wich molten lava, phyroclastic materials, volcanicgasses etc.
  2. A mountain which has been up by the materials ejected from the interior of the earth through a vent.

Volcano/gunung api adalah merupakan suatu pegunungan atau gunung yang dibentuk oleh akumulasi material-material bahan erupsi dan atau lelehan yang keluar dari dalam bumi melalui suatu pipa (‘vent’).

Bilamana lava pijar kental (‘molten lavas’) yang berasal dari bagian dalam bumi tertekan keluar ke permukaan, akan membentuk Pegunungan Volkanik (‘volcanic mountains’). Beberapa gunung api muncul membentuk suatu lajur gunung api, seperti kepulauan volkanik Hawaii sebagai salah satu contoh.

Keluarnya magma (erupsi) ke atas permukaan bumi, ada 2 cara :

  1. Dengan cara erupsi explosive/ledakan, menghasilkan bahan/ batuan pyroklastik,
  2. Dengan cara erupsi efusive/lelehan, akan menghasilkan bahan/batuan berupa aliran lava.(lava flow).

Kedua aktifitas utama dari gunungapi tersebut disebut ‘Volkanisma’, yang akan menata dan membentuk permukaaan bumi dari akumulasi bahan/batuan yang keluar dengan cara erupsi tersebut diatas.

Jalur saluran celah dimana magma keluar dari dalam perut bumi, ada 2 macam:

  1. Fissure Erupsion, disebut juga erupsi linier atau erupsi belahan, bila keluarnya magma melalui bidang rekahan/bahan, yang dihasilkan umumnya berupa lava cair, bersusun basal, contoh di Sukadana daerah Lampung.
  2. Central Eruption, disebut juga Vent Eruption, terjadi apabila gejala keluarnya magma melalui pipa (terpusatkan).

Bahan magma yang keluar dari saluran berupa pipa,selanjutnya membentuk 3 macam tatanan permukaan bumi, yaitu:

  1. Gunung api perisai apabila magma keluar dengan cara erupsi efusif pada cara central eruption,
  2. Gunung api maar apabila magma keluar dengan cara erupsi eksplosif ,
  3. Gunung api Strato/Gunung api Komposit (Gunungapi campuran) apabila magma keluar dengan cara erupsi campuran pada cara central eruption.

Lubang pipa yang besar dari gunung api disebut kepundan, pada bagian atas yang umumnya terdapat pada puncak kerucut gunung api membentuk cekungan kawah. Kadangkala dalam satu tubuh gunung api akan nampak beberapa lubang kepundan membentuk gunung api parasit.

Jika lubang cerobong gunung api sangat besar yang ditandai dengan bentuk cekungan yang meliputi daerah yang luas, yang dibentuk oleh suatu letusan gunung api sangat besar meruntuhkan bagian atas dari gunung api parasit disebut Kaldera dan apabila lobang cekungaan ini berisi dengan air disebut Kalkera, sebagai contoh; Kalkera Tengger Gunung Bromo di JaTim.

Jenis Bahan-bahan yang keluar dari lubang celah/pipa gunungapi berupa :

  1. Lava, Cairan magma pijar yang kental dan panas, keluar dengan cara erupsi efusif (lelehan).
  2. Bahan Piroklastik atau batuan lepas, bahan rombakan berupa bongkah-bongkah volcano, lapilli, dan debu gunung api, apabila endapan bahan lepas ini turun mengalir bersama aliran air melalui permukaan lereng gunungapi, disebut Lahar.
  3. Bahan-bahan berupa gas (‘ekskalasi’), dapat berupa Cl, HCl, CO2, H2S, H2SO4CH4, H2 dan N2. Uap air terjadi karena persenyawaan H2 dan O2 dari atmosfera.

Bahan yang dikeluarkan masing-masing erupsi tidak selamanya sama, tergantung dari komposisinya.

  1. Geyser dibentukolehair masuk dan bersentuhan dengan batuan panas dibawah permukaan yang kemudian terpompa keluar.
  2. Fumarola dan sulfatara mata air kecil atau pipa kecil mengeluarkan gas belerang.

Cara erupsi gunung api terdiri dari tipe :

  1. Tipe Gunung api Hawaii

Lava keluar mengandung banyak gas, berkomposisi basal, bersifal lebih encersehingga tersebar luas jika mengendap sekitar kepundan dan membentuk gunungapidengan kemiringan lereng landai seperti pada gambar diatas.

  1. Tipe Gunung api Strobali

Mempunyai erupsi dengan interval waktu sangat pendek, mengeluarkan bahan-bahanberupa lapilli dan bom-bom setengah padat dengan tekanan gas yang rendah.

  1. Tipe Gunung api Volkano

Sifat interval erupsinya tidak tidak tetap, bahan yang keluar berupa lava bersama dengan gas-gas dan debu volkanik dan bongkah-bongkah.

  1. Tipe Gunung api Pik (Tipe Pikan)

Oleh karena tekanan gas yang sangat besar sehingga mengeluarkan awan panas dan mengeluarkan pula lava kental.

  1. Tipe Gunung api Vesuvius

Lava yang keluar bersifat kental dan tidak tinggi, membawa serta bongkah-bongkah hasil rombakan penyumbat pipa kepundan.

Selengkapnya...

Properties Fisik Batubara

Sama halnya evaluasi batubara dapat dicapai dengan penentuan dari beberapa propertis yang penting, disinipun berbagai propertis batubara telah disediakan banyak informasi yang bernilai tentang potensi penggunaan batubara (Van Krevelen, 1957). Tentu saja, itu juga merupakan propertis dari material-material organik yang merupakan informasi bernilai yang menawarkan tentang perilaku lingkungan (Lyman et al., 1990). Karenanya, adalah alasan yang baik untuk mempelajari ciri khas daripada batubara tersebut.

Dalam pengertian yang lebih luas, merupakan suatu hal yang telah diterima bahwa pada butiran alamiah dari batubara berperingkat tinggi adalah penting untuk dapat dipahami sifat fisik alamiahnya jika ingin dimodelkan dengan medium butiran yang mana terdiri dari graphite-like material embedded dalam batasan matriks organik.

Propertis Fisik

Sebagai pertimbangan awal, perlunya mengenal sifat fisik secara tidak langsung juga menerangkan tentang hubungannya dengan sifat kimia. Sebagai contoh, ukuran pori batubara, yang mana merupakan sifat fisik batubara, merupakan faktor utama dalam penentuan reaktivitas kimiawi batubara (Walker, 1981). Dan efek kimiawi dari swelling indeks dan pengkokasan batubara memiliki efek substansial pada penanganan batubara atau selama operasi konversi batubara.

A. Densitas (spesifik grafiti)

Padatan yang porous seperti batubara, memiliki tiga perbedaan dalam pengukuran densitasnya; true density, particle density, dan apparent density.

Apparent density batubara dapat dilakukan dengan cara membenamkan sampel batubara di dalam cairan dan kemudian mengukur cairan yang terpindahkan. Untuk prosedur ini, cairan harus: (1) membasahi permukaan batubara, (2) tidak ada absorbsi yang kuat pada permukaan, (3) tidak menyebabkan pengembangan, dan (4) menetrasi pori batubara.

True density batubara ditentukan dengan menggunakan prisip pemindahan helium. Helium baik digunakan sebab dapat menetrasi pori-pori sampel batubara tanpa menyebabkan interaksi secara kimiawi.

Particle density adalah berat suatu unit volume padatan termasuk pori dan rekahan (Mahajan dan Walker, 1978). Densitas partikel dapat ditentukan dengan cara satu dari tiga metode; (1) mercury displacement (Gan et al, 1982), (2) aliran gas (Ergun, 1951), atau (3) Silanization (Ettinger dan Zhupakhina, 1960).

Densitas batubara dapat bervariasi yang menunjukkan hubungan antara rank dan kandungan karbon. Batubara dengan kandungan karbon 85% biasanya menunjukkan suatu derajat ciri hidropobik yang lebih besar dari batubara berank paling rendah.

Bagaimanapun, hasil temuan terbaru pada prediksi sifat hidropobik batubara mengindikasikan bahwa korelasi kharakteristik kandungan air lebih baik dari pada kandungan karbon dan begitupun rasio kandungan air/karbon lebih baik daripada rasio atomik oksigen/karbon. Begitupun, terdapat suatu hubungan antara sifat hidropobik batubara dan kandungan air ((Labuschagne, 1987; Labuschagne, 1988).

Kecenderungan bahwa density batubara bernilai minimum pada kandungan karbon 85%. Sebagai contoh, karbon batubara 50-55% akan memiliki densiti sekitar 1,5 g/cm 3, dan cenderung berkurang hingga 1,3 g/cm 3 untuk batubara mengandung 85% karbon diikuti dengan peningkatan 1,8 g/cm 3 untuk batubara dengan kandungan karbon 87%. Sebagai pembanding, densitas graphite (2,25 g/cm 3) juga mengikuti kecenderungan ini.

Walaupun variasi densitas tidak begitu besar, umumnya densitas untuk maseral (memilki kandungan karbon yang sama) adalah exinite

B. In-Place Density

Densiti insitu batubara memberikan pengertian bahwa lapisan batubara lapisan dapat ditunjukkan sebagai ton per volume.

Dalam standar ASTM D291 dinyatakan dalam berat batubara tercrusher per kubik feet, yang mana bervariasi dengan ukuran partikel batubara dan dengan cara pengisian dalam sebuah container.

C. Porositas dan Luas Permukaan

Batubara merupakan suatu material yang bersifat porous. Dengan demikian porositasnya dan luas permukaannya (Manhajan dan Walker, 1978) memiliki pengaruh yang dapat dipertimbangkan terhadap perilaku selama penambangan, preparasi, dan penanganannya.

Walaupun porositas mempengaruhi laju difusi metan keluar dari batubara (dalam lapisan batubara), dan terdapat juga beberapa pengaruh selama preparasi batubara dalam arti pemindahan mineral matter, tetapi efek yang banyak berpengaruh dari porositas batubara adalah pada penanganan batubara. Sebagai contoh, selama proses konversi batubara, reaksi-reaksi kimiawi yang terjadi antara produk-produk gas (dan atau cairan) dan permukaan yang menonjol, banyak secara inheren di dalam sistim pori.

Sistim pori batubara yang dipertimbangkan pada umumnya bersifat mikroskopis dengan ukuran sekitar 100 Angstrom dan bersifat makroskopis dengan ukuran lebih besar dari 300 Angstrom (Gan et al. 1972; Mahajan dan Walker, 1978). Peneliti lain (Kalliat et al, 1981), yang menyertakan investigasi sinar-X terhadap porositas dalam batubara, telah mengajukan beberapa keraguan terhadap hipotesis ini dengan mengemukakan suatu usul yang mana data adalah tidak konsisten dengan saran bahwa pori-pori mempunyai diameter dalam beberapa ratus Angstrom tetapi mempunyai batasan akses dalam kaitan dengan bukaan-bukaan kecil yang mana mengeluarkan zat lemas atau nitrogen (dan unsur lainnya) pada temperatur rendah. Melainkan, suatu interpretasi yang mana merupakan penekanan terhadap luas permukaan yang besar yang diperoleh oleh hasil adsorbsi sebagai hasil dalam jumlah besar dari pori-pori dengan minimum dimensi pori tidak lebih besar dari ca. 30 Angstrom.

Ada juga suatu indikasi bahwa penyerapan molekul-molekul kecil, seperti methanol, padabatubara terjadi oleh mekanisme site-specific (Ramesh et al., 1992). Dalam kasus demikian, muncul penyerapan yang terjadi pertama kali pada high-energy sites tetapi dengan meningkatnya kontinuitas penyerapan adsorbat (e.g., methanol) untuk mengikat permukaan dibanding molekul-molekul polar lainnya dari spesis yang sama, dan ini adalah suatu bukti penyerapan terjadi baik secara kimia maupun penyerapan secara fisika. Ditambahkan, pada selubung penutup permukaan kurang dari suatu bentuk monolayer, muncul sebagai lapisan aktivasi terhadap proses penyerapan. Apakah ditemukan mempunyai konsekuensi atau tidak untuk studi luas permukaan dan distribusi pori tetap dapat dilihat. Tetapi fenomena dari aktivasi penutup permukaan adalah sangat menarik, yang mana juga memilki konsekuensi untuk interpretasi efek permukaan selama proses pembakaran. Sebagai salah satu sisi efek ini, studi penyerapan dari molekul-molekul kecil pada permukaan batubara adalah di klaim terhadap struktur copolymeric batubara (Milewska-Duda, 1991).

Porositas batubara berkurang dengan meningkatnya kandungan karbon (King dan Wilkins, 1944) dan mempunyai nilai minimum sekitar 89% karbon lalu diikuti dengan meningkatnya porositas. Ukuran pori-pori juga bervariasi dengan meningkatnya kandungan karbon (rank); sebagai contoh, macrospore selalu utama dalam batubara dengan kandungan karbon yang paling rendah (rank) sedangkan batubara dengan kandungan karbon yang paling tinggi utamanya merupakan microspore. Begitupun, volume pori, yang mana dapat dihitung dari hubungan

img~3

Dimana img~4adalah density merkuri dan img~5adalah densiti helium, berkurang dengan kenaikan kadar karbon. Sebagai tambahan, luas permukaan batubara bervariasi antara 10 – 200 m2 / g dan begitupun kecenderungan berkurang dengan bertambahnya kandungan karbon.

Porositas dan luas permukaan adalah dua propertis batubara yang sangat penting pada proses gassifikasi batubara, ketika reaktivitas batubara meningkat sama sepertiketika porositas dan luas permukaan batubara meningkat. Begitupun, laju gassifikasi adalah lebih besar untuk batubara peringkat rendah daripada batubara peringkat tinggii.Porositas batubara dihitung dengan persamaan dari hubungan.

img~6

Dengan menentukan apparent density batubara dalam fluidsa yang berbeda, tetapi diketahui, dimensi, adalah mungkin untuk menghitung ukuran dari distribusi pori Bukaan volume pori (V), misalnya, volume pori dapat diakses untuk partikular fluida, dapat dihitung dari hubungan:

img~7

Dimana img~8adalah apparent density dalam fluida.

Distribusi ukuran dari pori di dalam batubara dapat ditentukan dengan cara membenamkan batubara di dalam larutan merkuri dan tekanan meningkat secara progressif. Efek tegangan permukaan mencegah merkuri dari memasuki pori-pori yang memiliki diameter adalah lebih kecil dari nilai d yang diberikan untuk tiap tekanan partikular p seperti itu bahwa

img~9

Dimana img~10adalah tegangan permukaan fluida.

Berdasarkan jumlah merkuri yang masuk batubara untuk incremental dari tekanan, adalah mungkin untuk membentuk suatu gambaran distribusi ukuran (Van krevelen, 1957). Bagimanapun, total volume pori yang dihitung dengan metode ini adalah secara substansial kurang dari yang diturunkan dari densiti helium, dengan demikian memberikan suatu konsepbahwa batubara mengandung dua sistem pori: (1) sistim pori makro yang dapat diakses terhadap merkuri pada tekanan rendah dan (2) sistem pori mikro yang mana tidak dapat di akses oleh merkuri tetapi oleh helium. Dengan menggunakan cairan yang berbeda variasi ukuran molekulnya adalah mungkin untuk menentukan distribusi ukuran pori mikro. Bagaimanapun, aturan yang berperan tepat atau fungsi pori mikro sebagai bagian dari model struktur batubara adalah tidak dapat dipahami secara penuh, walaupun telah ditunjang bahwa batubara bertindak seperti suatu saringan molekular.

D. Reflektan

Adalah mengherankan untuk kebanyakan peneliti batubara, sering batubara digolongkan sebagai padatan hitam yang tak dapat ditembus oleh cahaya, sehingga harus ditetapkan sebagai salah satu propertis secara optik. Tentu saja, adalah benar bahwa beberapa preparasi atau pengkondisian dari batubara adalah penting untuk dikenali melalui berbagai propertis.

Batubara dapat diuji dalam bentuk seperti tembus cahaya dengan cara transmisi atau reflektan (Tschamler dan de Ruiter, 1963). Transmisi adalah suatu pengukuran absorbansi cahaya pada berbagai gelombang dan dapat ditentukan untuk sayatan tipis batubara.

Reflektansi batubara (ASTM D2798) adalah sangat bermanfaat sebab memberi beberapa indikasi penting tentang propertis batubara (Davis, 1978). Kandungan beberapa maseral (ASTM D2799) dan temperatur karbonisasi. Reflektansi batubara ditentukan melalui derajat relatif terhadap yang mana berkas sinar yang terpolarisasi adalah direfleksikan dari permukaan batubara yang telah dipoles. Batubara tersebut dihancurkan hingga berukuran 850 img~11dengan sedikit kandungan halus, dan kemudian partikel-partikel dibentuk semacam briket. Salah satu permukaannya dipoles hingga halus, bebas dari kerusakan dan bebas dari char. Secara metallurgi, atau opaque-ore, mikroskop digunakan untuk menentukan reflektansi sampel, yang mana adalah diterangiu secara vertikal dengan sinar terpolarisasi.

Sebelum mengukur reflektansi, permukaan sampel diselubungi dengan minyak Sedar atau minyak immersi komersial, dan kemudian membaca berulang-ulang reflektansi maksimum komponen batubara (vitrinit, dll). Nilai yang diperoleh kemudian diperbandingkan dengan est├índar high-index glass (yang telah diketahui reflektansinya), yang mana telah disediakan dengan dengan nilai reflektansi secara tipikal antara 0,302% – 1,815%.

Begitu juga, walaupun batubara selalu muncul sebagai massa hitam, lapisan tipis dan permukaan yang dipoles memancarkan berbagai macam warna. Sebagai contoh, dengan sinar sekilas, fusinite dan macrinite berwarna putih, sedangkan exinite berwarna kuning tembus cahaya; dalam cahaya tertransmisi, exinite berwarna jingga. Adalah sangat jelas, perbedaan warna tersebut dapat diterapkan untuik membedakan tipe-tipe maseral. Sebagai tambahan, reflekstansi batubara bervariasi terhadap peringkat batubara tersebut, dan data reflektansi untuk udara adalah ditetapkan lebih tinggi dari medium minyak.

Reflektansi batubara adalah penting dalam menopang penentuan dari komposisi maseral batubara, yang mana pada gilirannya adalah sangat membantu dalam memprediksi perilaku selama mengproses batubara (Davis et. Al., 1991).

E. Indeks Refraksi

Indeks refraksi batubara dapat ditentukan dengan membandingkan reflektansi udara terhadap minyak sedar. Untuk vitrinite, indeks refraksi selalu antara 1,68 – 2,02 (kandungan karbon 58 – 96%).

Selengkapnya...

Batuan Penyusun Kerak Bumi

Walaupun kerak bumi merupakan bagian dari bumi yang paling tipis, tetapi merupakan bagian yang sangat penting. Kerak bumi merupakan bagian yang padat yang disusun oleh mineral dan batuan. Batuan merupakan agregasi dari mineral. Batuan yang menyusun kerak bumi dapat dikelompokan menjadi 3jenis batuan berdasarkan proses pembentukannya, yaitu batuan beku, batuan sedimen (batuan endapan) dan batuan metamorf (batuan ubahan). Ketiga macarn batuan tersebut membentuk suatu siklus atau perputaran pada proses pembentukannya yang disebut siklus batuan (rock cycles).

Litosfera dan bagian-bagiannya

Konsep dari siklus; batuan yang dianggap sebagai kerangka dasar dalam geologi fisik, secara langsung diungkapkan oleh James Hutton. Siklus batuan seperti terlihat pada gambar 1.3 memperlihatkan proses‑proses dan material yang membentuk batuan‑batuan penyusun kerak bumi. Dengan mempelajari siklus batuan berarti kita mengamati banyak hubungan antara proses‑proses geologi yang sangat bervariasi, yang mengubah satu jenis batuan menjadi jenis batuan lainnya.

Jenis batuan yang pertama yaitu batuan beku, terbentuk dari proses pendinginan hingga mengalami pembekuan dari magma. Magma merupakan material cair yang panas yang terdapat di dalam bumi. Proses pembekuan magma disebut juga kristalisasi, karena pada proses inilah terbentuknya kristal‑kristaldari mineral penyusun batuan. Proses ini dapat terbentuk baik di dalam bumi maupun di permukaan bumi bersamaan dengan aktivitas gunung api.

Jika batuan beku tersebut dan batuan‑batuan lain penyusun kerak bumi tersingkap atau muncul ke permukaan bumi, batuan‑batuan tersebut akan mengalami proses pelapukan (Weathering). Proses ini disebabkan oleh pengaruh yang terus menerus dari atmosfer dan hidrosfer yang secara perlahan‑lahan merubah batuan tersebut menjadi bagian‑bagian yang kecil, dan atau komposisi kimianya. Material-material yang dihasilkan oleh proses tersebut akan mengalami pengikisan (erosi), kemudian mengalami proses pengangkutan (transportasi), dan selanjutnya mengalami proses pengendapan pada cekungan‑cekungan atau ternpat‑tempat yang rendah pada permukaan bumi. Proses‑proses tersebut yang telah disebutkan dilakukan oleh agen (media) geologi, yaitu; gravitasi, air, angin, dan es (salju). Sedangkan material hasil dari proses‑proses tersebut disebut sedimen. Tempat‑tempat diendapkannya sedimen antara lain berupa, sungai, lembah, danau dan laut. Bentuk tubuh endapannya, pada umumnya mengikuti bentuk cekungan pengendapannya dan biasanya mendatar (horisontal). Setelah mengalami pengendapan, material sedimen tersebut akan mengalami proses pemadatan yaitu perubahan dari material sedimen lepas menjadi batuan dan disebut batuan sedimen. Proses perubahan tersebut; disebut juga proses litifikasi. Proses litifikasi dapat terjadi karena pembebanan oleh material yang ada di atasnya atau oleh pengisian rongga antar butiran yang disebut proses penyemenan (sementasi).

Selanjutnya apabila batuan yang sudah ada (batuan beku dan batuan sedimen) tertutup di bawah permukaan bumi, batuan tersebut dapat mengalami gaya‑gaya yang terdapat di dalam bumi yang membentuk pegunungan. Gaya‑gaya tersebut biasanya diikuti oleh perubahan temperatur dan tekanan yang besar. Akibat perubahan kondisi lingkungan tersebut maka batuan akan mengalami perubahan yang membentuk batuan ubahan atau batuan metamorf. Sedangkan proses perubahan temperatur dan tekanan yang besar sehingga membentuk batuan metamorf disebut dengan proses metamorfisme, Jika perubahan temperatur dan tekanan ini melampaui titik lebur batuan, maka batuan‑batuan tersebut akan mengalami peleburan (pencairan) sehingga membentuk magma kembali. Selanjutnya siklus batuan akan terulang kembali.

Siklus yang lengkap seperti di atas tidak selalu terjadi demikian. Jalan pintas dalam siklus, tersebut juga sering terjadi. Sebagai contoh batuan beku selain tersingkap di permukaan bumi dan mengalami proses pelapukan dan erosi, dapat juga mengalarni proses metamorfisme jauh di bawah permukaan bumi dan membentuk batuan metamorf. Selain itu batuan metamorf dan sedimen yang sudah terbentuk juga dapat mengalami proses‑proses di permukaan bumi dan menjadi material rombakan sebagai sumber batuan sedimen.

Siklus penyusun batuan kerak bumi

Selengkapnya...

Pengenalan gas-gas Tambang

Usaha pertambangan adalah kegiatan yang mempunyai resiko yang sangat besar. Oleh sebab itu, maka kegiatan ini harus selalu dilakukan dengan penuh perhitungan, sehingga potensi-potensi resiko tadi tidak menjadi resiko ril (menjadi kenyataan). Pada tambang batubara bawah tanah, potensi kecelakaan kerja lebih besar bila dibandingkan dengan pada tambang batubara terbuka. Besarnya potensi kecelakaan kerja itu juga sejalan dengan besarnya kerusakan atau kerugian yang dapat ditimbulkan oleh kecelakaan kerja itu. Salah satu potensi kecelakaan kerja pada tambang batubara bawah tanah adalah ledakan gas dan debu batubara.

Dalam uraian berikut ini akan dijelaskan berbagai jenis gas tambang dan debu batubara dan bagaimana semuanya itu dapat menimbulkan kecelakaan kerja dan bagaimana teknik pencegahan dan penanganannya.

Gas-Gas Tambang

Batubara adalah sejenis bahan bakar yang berasal dari fossil tumbuh-tumbuhan yang telah mengalami peristiwa motamorfosis semenjak jutaan tahun yang lalu. Tumbuh-tumbuhan itu telah mengalami fase penggambutan dan fase pembatubaraan.

Selama proses penggambutan sampai dengan pembatubaraan itu, tentu saja secara alamiah akan terjadi serapan udara dan berbagai jenis gas lainnya, hal ini disebabkan oleh adanya sifat porositas dan kapilaritas dari tumbuh-tumbuhan itu.

Ketika batubara itu mengalami proses pembukaan dari keadaan awalnya, maka gas-gas yang berada dalam batubara itu akan keluar bila ada sesuatu yang mendorongnya, baik itu oleh rekahan, patahan, remukan, atau tekanan dari udara luar dan sebagainya. Setelah gas-gas itu keluar dari posisinya semula, maka dia akan teremisi ke udara di sekitarnya.

Secara umum pada udara luar, komposisi udara normal terdiri dari 21% Oksigen, 78,09% Nitrogen, 0,03% Carbon dioksida, dan 0,93% Argon. Komposisi udara itu untuk di dalam terowongan tambang bawah tanah akan sangat berbeda, karena jelas dalam tambang bawah tanah itu akan terjadi emisi dari berbagai jenis gas yang keluar dari batuan yang ada. Gas-gas yang mungkin ada dalam batubara antara lain: O2, N2, CO2, CH4, NO, NO2, H2S, dan SO2.

Berikut ini dijelaskan secara ringkas berbagai ketentuan yang perlu diperhatikan oleh seseorang yang bertanggung jawab terhadap keselamatan dan kesehatan kerja dalam kaitan dengan komposisi gas-gas yang ada dalam tambang.

Oksigen (O2)

Prosentase normal untuk oksigen dalam udara adalah 21%. Bila kadar oksigen yang ada dalam udara di lingkungan kerja itu kurang dari 19,5%, maka para pekerja akan mengalami stress dan bila tetap dipaksakan bekerja di sana akan terjadi kelelahan yang cepat, karena tenaganya akan terkuras untuk menghirup udara (oksigen) dan pada akhirnya para pekerja akan menjadi lemas.

Penyebab berkurangnya kadar oksigen dalam udara pada tambang bawah tanah biasanya adalah: pembakaran (combustion), peledakan (blasting), reaksi oksidasi (oxidation) bahan organic, diantaranya kayu dan batubara dan juga karena adanya proses pernafasan manusia yang mengeluarkan karbon dioksida.

  • Nitrogen (N)

Komposisi udara normal mengandung sebahagian besar nitrogen (N), yakni lebih kurang 78,09%. Sifatnya tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa dan lebih ringan dari oksigen serta tidak beracun, tetapi bila kadarnya lebih besar dari 80% dia dapat menyebabkan sesak nafas bagi manusia, karena secara otomatis kadar oksigen akan berkurang.

  • Karbon Monoksida (CO)

Karbon monoksida (CO) adalah sejenis gas yang berasal dari pembakaran tidak sempurna dari bahan bakar fossil atau zat organik lainnya. Gas karbon monoksida tidak berwarna dan tidak berbau, tetapi sangat beracun. Menurut data dari Savety Executive (Tempo, 29-12-2002), gas terbesar potensinya untuk membuat orang keracunan akut adalah karbon monoksida.

  • Karbon Dioksida (CO2)

Manusia dan binatang bernafas dengan menghirup udara yang mengandung oksigen dan ketika pernafasan keluar dihasilkan gas karbon dioksida (CO2). Gas ini tidak berwarna dan lebih berat dari udara dan rasanya agak asam. Bila gas ini terhirup dalam jumlah yang besar akan menimbulkan sesak pernafasan.

  • Gas Methan (CH4)

Pembentukan gas methan (CH4) sejalan dengan proses pembatubaraan. Selama proses pembatubaraan itu gas-gas methan terperangkap dan terkumpul dalam lapisan batubara (coal seam) dan juga dapat terjebak pada batuan sampingnya. Pada waktu itu terjadi perobahan daya serapnya terhadap oksigen dan sebaliknya terjadi peningkatan kandungan karbon (lihat table)

Tabel 1.Serapan Oksigen dan Kadar Karbon Batubara

Tipe Batubara

Peat

Lignit

Bituminous

Antrasit

Oksigen (%)

35,3

26,5

10,6

03,0

Karbon(%)

57,0

67,0

83,0

93,0

Pada tambang batubara bawah tanah, kecelakaan kerja yang paling ditakuti adalah kebakaran atau ledakan gas methan, karena gas methan adalah gas yang paling mudah terbakar (the most common flammable gas). Gas methan tidak berwarna, tidak berbau, lebih ringan dari udara, dan tidak beracun. Pada konsentrasi 5% dari volume udara saja gas ini sudah dapat terbakar (lower explosive limit), yang setara dengan 100% LEL, sedangkan batas ledakan teratas (upper explosive limit) pada 300% LEL atau sekitar 15% volume udara.

  • Nitrogen Dioksida (NO2)

Nitrogen dioksida dapat berasal dari gas buang knalpot mesin-mesin tambang, baik yang berbahan bakar solar ataupun bensin, peledakan gas atau dari bunga api listrik. Gas nitrogen dioksida bersifat beracun dan cukup berbahaya, berwarna coklat kemerahan, lebih berat dari udara.

  • Hidrogen Sulfida (H2S)

Hidrogen sulfida (H2S) dapat terbentuk dari peledakan bijih-bijih sulfida atau bahan-bahan lapukan. Gas H2S bersifat racun, tidak berwarna, dan mudah terbakar.

  • Sulfur Dioksida (SO2)

Gas sulfur dioksida (SO2) atau disebut juga gas belerang terbentuk dari proses peledakanatau pembakaran bahan-bahan yang mengandung sulfur (sulfida). Gas SO2 sangat beracun, tidak berwarna, berbau belerang. Jika terhirup dalam jumlah yang cukup banyak, dapat menimbulkan sesak nafas dan pusing-pusing atau mual. Copyright BDTBT 2004 Pusdiklat Teknologi Mineral & Batubara

Selengkapnya...