Pada dasarnya bumi secara konstan berubah dan tidak ada satupun yang terdapat diatas permukaan bumi yang benar-benar bersifat permanen. Bebatuan yang berada diatas bukit mungkin dahulunya berasal dari bawah laut. Oleh karena itu untuk mempelajari bumi maka dimensi “waktu” menjadi sangat penting, dengan demikian mempelajari sejarah bumi juga menjadi hal yang sangat penting pula.
Ketika kita berbicara tentang catatan sejarah manusia, maka biasanya ukuran waktunya dihitung dalam tahun, atau abad atau bahkan puluhan abad, akan tetapi apabila kita berbicara tentang sejarah bumi, maka ukuran waktu dihitung dalam jutaan tahun atau milyaran tahun. Waktu merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan manusia sehari-hari. Catatan waktu biasanya disimpan dalam suatu penanggalan (kalender) yang pengukurannya didasarkan atas peredaran bumi di alam semesta. Sekali bumi berputar pada sumbunya (satu kali rotasi) dikenal dengan satu hari, dan setiap sekali bumi mengelilingi Matahari dikenal dengan satu tahun.
Sama halnya dengan perhitungan waktu dalam kehidupan manusia, maka dalam mempelajari sejarah bumi juga dipakai suatu jenis penanggalan, yang dikenal dengan nama “Skala Waktu Geologi”. Skala Waktu Geologi berbeda dengan penanggalan yang kita kenal sehari-hari. Skala waktu geologi dapat diumpamakan sebagai sebuah buku yang tersusun dari halaman-halaman, dimana setiap halaman dari buku tersebut diwakili oleh batuan. Beberapa halaman dari buku tersebut kadang kala hilang dan halaman buku tersebut tidak diberi nomor, namun demikian kita masih dapat membaca buku tersebut karena ilmu geologi menyediakan alat kepada kita untuk membantu membaca buku tersebut.
Terdapat 2 skala waktu yang dipakai untuk mengukur dan menentukan umur Bumi. Pertama, adalah Skala Waktu Relatif, yaitu skala waktu yang ditentukan berdasarkan atas urutan perlapisan batuan-batuan serta evolusi kehidupan organisme dimasa yang lalu; Kedua adalah Skala Waktu Absolut (Radiometrik), yaitu suatu skala waktu geologi yang ditentukan berdasarkan pelarikan radioaktif dari unsur-unsur kimia yang terkandung dalam bebatuan.
Skala relatif terbentuk atas dasar peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam perkembangan ilmu geologi itu sendiri, sedangkan skala radiometri (absolut) berkembang belakangan dan berasal dari ilmu pengetahuan fisika yang diterapkan untuk menjawab permasalahan permasalahan yang timbul dalam bidang geologi.

Skala Waktu Relatif

Sudah sejak lama sebelum para ahli geologi dapat menentukan umur bebatuan berdasarkan angka seperti saat ini, mereka mengembangkan skala waktu geologi secara relatif. Skala waktu relatif dikembangkan pertama kalinya di Eropa sejak abad ke 18 hingga abad ke 19. Berdasarkan skala waktu relatif, sejarah bumi dikelompokkan menjadi Eon (Masa) yang terbagi menjadi Era (Kurun), Era dibagi-bagi kedalam Period (Zaman), dan Zaman dibagi bagi menjadi Epoch (Kala).

Nama-nama seperti Paleozoikum atau Kenozoikum tidak hanya sekedar kata yang tidak memiliki arti, akan tetapi bagi para ahli geologi, kata tersebut mempunyai arti tertentu dan dipakai sebagai kunci dalam membaca skala waktu geologi. Sebagai contoh, kata Zoikum merujuk pada kehidupan binatang dan kata “Paleo” yang berarti purba, maka arti kata Paleozoikum adalah merujuk pada kehidupan binatang-binatang purba, “Meso” yang mempunyai arti tengah/pertengahan, dan “Keno” yang berarti sekarang. Sehingga urutan relatif dari ketiga kurun tersebut adalah sebagai berikut: Paleozoikum, kemudian Mesozoikum, dan kemudian disusul dengan Kenozoikum.

Sebagaimana diketahui bahwa fosil adalah sisa-sisa organisme yang masih dapat dikenali, seperti tulang, cangkang, atau daun atau bukti lainnya seperti jejak-jejak (track), lubang-lubang (burrow) atau kesan daripada kehidupan masa lalu diatas bumi. Para ahli kebumian yang khusus mempelajari tentang fosil dikenal sebagai Paleontolog, yaitu seseorang yang mempelajari bentuk-bentuk kehidupan purba. Fosil dipakai sebagai dasar dari skala waktu geologi. Nama-nama dari semua Eon (Kurun) dan Era (Masa) diakhiri dengan kata zoikum, hal ini karena kisaran waktu tersebut sering kali dikenal atas dasar kehidupan binatangnya. Batuan yang terbentuk selama Masa Proterozoikum kemungkinan mengandung fosil dari organisme yang sederhana, seperti bacteria dan algae. Batuan yang terbentuk selama Masa Fanerozoikum kemungkinan mengandung fosil fosil dari binatang yang komplek dan tanaman seperti dinosaurus dan mamalia.

Skala Waktu Absolut (Radiometrik)
Sebagaimana telah diuraikan diatas bahwa skala waktu relatif didasarkan atas kehidupan masa lalu (fosil). Bagaimana kita dapat menempatkan waktu absolut (radiometrik) kedalam skala waktu relatif dan bagaimana pula para ahli geologi dapat mengetahui bahwa:

Bumi itu telah berumur sekitar 4,6 milyar tahun
Fosil yang tertua yang diketahui berasal dari batuan yang diendapkan kurang lebih 3,5 milyar tahun lalu.
Fosil yang memiliki cangkang dengan jumlah yang berlimpah diketahui bahwa pertama kali muncul pada batuan-batuan yang berumur 570 juta tahun yang lalu.
Umur gunung es yang terahkir terbentuk adalah 10.000 tahun yang lalu.

Para ahli geologi abad ke19 dan para paleontolog percaya bahwa umur Bumi cukup tua, dan mereka menentukannya dengan cara penafsiran. Penentuan umur batuan dalam ribuan, jutaan atau milyaran tahun dapat dimungkinkan setelah diketemukan unsur radioaktif. Saat ini kita dapat menggunakan mineral yang secara alamiah mengandung unsur radioaktif dan dapat dipakai untuk menghitung umur secara absolut dalam ukuran tahun dari suatu batuan. Sebagaimana kita ketahui bahwa bagian terkecil dari setiap unsur kimia adalah atom. Suatu atom tersusun dari satu inti atom yang terdiri dari proton dan neutron yang dikelilingi oleh suatu kabut elektron. Isotop dari suatu unsur atom dibedakan dengan lainnya hanya dari jumlah neutron pada inti atomnya. Sebagai contoh, atom radioaktif dari unsur potassium memiliki 19 proton dan 21 neutron pada inti atomnya (potassium 40); atom potassium lainnya memiliki 19 proton dan 20 atau 22 neutron (potassium 39 dan potassium 41). Isotop radioaktif (the parent) dari satu unsur kimia secara alamiah akan berubah menjadi isotop yang stabil (the daughter) dari unsur kimia lainnya melalui pertukaran di dalam inti atomnya.
Perubahan dari “Parent” ke “Daughter” terjadi pada kecepatan yang konstan dan dikenal dengan “Waktu Paruh” (Half-life). Waktu paruh dari suatu isotop radioaktif adalah lamanya waktu yang diperlukan oleh suatu isotop radiokatif berubah menjadi ½ nya dari atom Parent-nya melalui proses peluruhan menjadi atom Daughter. Setiap isotop radiokatif memiliki waktu paruh (half life) tertentu dan bersifat unik. Hasil pengukuran di laboratorium dengan ketelitian yang sangat tinggi menunjukkan bahwa sisa hasil peluruhan dari sejumlah atom-atom parent dan atom-atom daughter yang dihasilkan dapat dipakai untuk menentukan umur suatu batuan. Untuk menentukan umur geologi, ada empat seri peluruhan parent/daughter yang biasa dipakai dalam menentukan umur batuan, yaitu: Carbon/Nitrogen (C/N), Potassium/Argon (K/Ar), Rubidium/Strontium (Rb/Sr), dan Uranium/Lead (U/Pb).
Penentuan umur dengan menggunakan isotop radioaktif adalah pengukuran yang memiliki kesalahan yang relatif kecil, namun demikian kesalahan yang kelihatannya kecil tersebut dalam umur geologi memiliki tingkat kisaran kesalahan beberapa tahun hingga jutaan tahun. Jika pengukuran mempunyai tingkat kesalahan 1 persen, sebagai contoh, penentuan umur untuk umur 100 juta tahun kemungkinan mempunyai tingkat kesalahan lebih kurang 1 juta tahun. Teknik isotop dipakai untuk mengukur waktu pembentukan suatu mineral tertentu yang terdapat dalam batuan. Untuk dapat menetapkan umur absolut terhadap skala waktu geologi, suatu batuan yang dapat di-dating secara isotopik dan juga dapat ditetapkan umur relatifnya karena kandungan fosilnya. Banyak contoh, terutama dari berbagai tempat harus dipelajari terlebih dahulu sebelum ditentukan umur absolutnya terhadap skala waktu geologi.

Earthquake

Gempa bumi adalah suatu peristiwa pelepasan energi gelombang seismik secara tiba tiba  diakibatkan oleh adanya deformasi  lempeng tektonik yang terjadi pada kerak bumi.

PROSES KEJADIAN
     Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat di tahan oleh lempeng tektonik tersebut. Proses pelepasan energi berupa gelombang elastis yang disebut gelombang seismik atau gempa yang sampai ke permukaan bumi dan menimbulkan  getaran dan kerusakan  terhadap benda benda atau bangunan di permukaan bumi. Besarnya kerusakan tergantung dengan besar dan lamanya getaran yang sampai ke permukaan bumi. Selain itu juga tergantung  dengan kekuatan struktur bangunan.
      Para ahli gempa mengklasifikasikan gempa menjadi dua katagori, gempa  intra lempeng (intraplate) dan antar lempeng ( interplate). Gempa intraplate adalah gempa yang terjadi di dalam lempeng itu sendiri, sedangkan gempa interplate terjadi di batas antar dua lempeng . 
Sebenarnya gempa bumi terjadi setiap hari, namun kebanyakan tidak terasa oleh manusia , hanya alat seismograph saja yang  dapat mencatatnya dan tidak semuanya menyebabkan kerusakan . Di Indonesia gempa merusak terjadi 3 sampai 5 kali dalam setahun.
     Proses terjadinya gempa bumi dapat dilihat dari penyebab utama terjadinya gempa bumi. Ada  5 (lima)  jenis gempa bumi yang dapat dibedakan menurut terjadinya, yaitu:
jenis gempa bumi yang dapat dibedakan menurut terjadinya, yaitu:
1.Gempa Tektonik
2.Gempa Vulkanik
3.Gempa Runtuhan
4.Gempa Jatuhan
5.Gempa Buatan
Gempa Tektonik

     Seperti diketahui bahwa kulit bumi terdiri dari lempeng lempeng tektonik   yang terdiri dari lapisan lapisan batuan. Tiap tiap lapisan memiliki kekerasan dan massa jenis yang berbeda satu sama lain. Lapisan kulit bumi  tersebut mengalami pergeseran  akibat arus konveksi yang terjadi di dalam bumi.
Gambar Proses Terjadinya Gempa Tektonik
     Sesuai dengan namanya gempa vulkanik atau gempa gunung api merupakan peristiwa gempa bumi yang disebabkan oleh tekanan  magma dalam gunung berapi. Gempa ini dapat terjadi sebelum dan saat  letusan gunung api. Getarannya kadang-kadang dapat dirasakan oleh manusia dan hewan sekitar gunung berapi  itu berada. Perkiraaan meletusnya gunung berapi salah satunya  ditandai dengan sering  terjadinya getaran-getaran gempa vulkanik.
Gempa  Runtuhan

     Gempa runtuhan atau terban merupakan gempa bumi yang terjadi karena adanya runtuhan tanah atau batuan. Lereng gunung atau pantai yang curam memiliki energi potensial yang besar untuk runtuh, juga terjadi di kawasan tambang akibat runtuhnya dinding atau terowongan pada tambang-tambang bawah tanah sehingga dapat  menimbulkan getaran di sekitar daerah runtuhan, namun dampaknya tidak begitu membahayakan. Justru dampak yang  berbahaya adalah akibat  timbunan batuan atau tanah  longsor itu sendiri.
Gempa Jatuhan

     Bumi merupakan  salah satu planet yang ada dalam susunan tata surya.  Dalam tata surya kita terdapat ribuan meteor atau batuan yang bertebaran mengelilingi orbit bumi. Sewaktu-waktu meteor tersebut jatuh ke atmosfir bumi dan kadang-kadang sampai ke permukaan bumi. Meteor yang jatuh ini akan menimbulkan getaran bumi jika massa meteor cukup besar. Getaran ini disebut gempa jatuhan, namun gempa ini jarang sekali terjadi.

     Suatu percobaan peledakan nuklir bawah tanah atau laut dapat menimbulkan getaran bumi yang dapat tercatat oleh seismograph seluruh  permukaan bumi tergantung dengan kekuatan ledakan, sedangkan ledakan dinamit di bawah permukaan bumi juga dapat menimbulkan getaran namun efek getarannya sangat lokal.

Zona Gempa
Zona Gempa Dunia

Zona gempa dunia terbagi atas dua jalur, yaitu Jalur Circum Pasifik dan Jalur Mediteranian. 
Jalur Circum Pasifik adalah  jalur wilayah dimana banyak terjadi gempa-gempa dalam dan juga gempa- gempa besar yang dangkal. Jalur ini terbentang mulai dari  Sulawesi, Filipina , Jepang, dan kepulauan Hawai
Jalur Mediteranian adalah  jalur wilayah dimana banyak terjadi gempa-gempa besar yang membentang dari benua Amerika, Eropah ,Timur Tengah, India , Sumatera, Jawa dan Nusa Tenggara.

Dampak Gempa
     Dalam tulisan ini hanya memuat dampak dari gempa tektonik, karena tipe gempa teknonik adalah tipe gempa yang sering membahayakan jiwa dan raga manusia, juga kerugian harta benda. Ada dua dampak gempa tektonik yang berbahaya, yaitu dampak primer dan dampak skunder. Berikut adalah penjelasan dan contoh dari dampak gempa tektonik:
Dampak Primer

      Dampak primer yaitu getaran gempa itu sendiri yang sampai ke permukaan bumi dan kalau getarannya cukup besar dapat merusak bangunan dan infra struktur lainnya seperti jalan dan  jembatan , rel kereta api, bendungan dan lain lain, sehingga menimbulkan korban jiwa dan kerugian harta benda.
gempa di Kobe, Jepang bulan Januari 1995 merusak jalan kereta api express yang menghubungkan Kobe dan Osaka. Lebih dari 6400 orang meninggal
Dampak Skunder
Dampak sekunder yaitu terjadi tsunami, tanah yang menjadi cairan kental (liquefaction), kebakaran , penyakit dan sebagainya.

Program Landsat

Program Landsat adalah program paling lama untuk mendapatkan citra Bumi dari luar angkasa. Satelit Landsat pertama diluncurkan pada tahun 1972; yang paling akhir Landsat 7, diluncurkan tanggal 15 April 1999. Instrumen satelit-satelit Landsat telah menghasilkan jutaan citra. Citra-citra tersebut diarsipkan di Amerika Serikat dan stasiun-stasiun penerima Landsat di seluruh dunia; dimana merupakan sumber daya yang unik untuk riset perubahan global dan aplikasinya pada pertanian, geologi, kehutanan, perencanaan daerah, pendidikan, dan keamanan nasional. Landsat 7 memiliki resolusi 15-30 meter.
Sejarah
Program ini dulunya disebut Earth Resources Observation Satellites Program ketika dimulai tahun 1966, namun diubah menjadi Landsat pada tahun 1975. Tahun 1979, Presidential Directive 54 di bawah Presiden AS Jimmy Carter mengalihkan operasi Landsat dari NASA ke NOAA, merekomendasikan pengembangan sistem operasional jangka panjang dengan 4 satelit tambahan, serta merekomendasikan transisi swastanisasi Landsat. Ini terjadi tahun 1985 ketika EOSAT, rekan Hughes Aircraft dan RCA, dipilih oleh NOAA untuk mengoperasikan sistem Landsat dalam kontrak 10 tahun. EOSAT mengoperasikan Landsat 4 and 5, memiliki hak ekslusif untuk memasarkan data Landsat, serta mengembangkan Landsat 6 dan 7.


Citra satelit dengan warna-simulasi Kolkata diambil dari satelit Landsat 7.
Tahun 1989, transisi tersebut tak berakhir secara keseluruhan ketika pendanaan NOAA untuk program Landsat berakhir, dan NOAA menangani Landsat 4 dan 5 sebelum berakhir; namun Undang-undang Kongres AS menyediakan dana darurat untuk sisa tahun terakhir. Pendanaan ini terhenti lagi pada tahun 1990, dan sekali lagi Kongres menyediakan dana darurat untuk 6 bulan ke depan. Masalah pendanaan terjadi lagi tahun 1991, dan menghasilkan solusi serupa.
Tahun 1992, berbagai upaya dilakukan untuk mengucurkan dana untuk operasi lanjutan Landsat, namun pada akhir tahun EOSAT mengentikan pengolahan data Landsar. Landsat 6 diluncurkan pada tanggal 5 Oktober 1993, namun mengalami kegagalan peluncuran. NASA akhirnya meluncurkan Landsat 7 pada tanggal 15 April 1999.
Landsat 1 (mulanya dinamakan Earth Resources Technology Satellite 1) - diluncurkan 23 Juli 1972, operasi berakhir tahun 1978
Landsat 2 - diluncurkan 22 Januari 1975, berakhir 1981
Landsat 3 - diluncurkan 5 Maret 1978, berakhir 1983
Landsat 4 - diluncurkan 16 Juli 1982, berakhir 1993
Landsat 5 - diluncurkan 1 Maret 1984, masih berfungsi
Landsat 6 - diluncurkan 5 Oktober 1993, gagal mencapai orbit
Landsat 7 - diluncurkan 15 April 1999, masih berfungsi

Landsat 7
Landsat 7 adalah satelit paling akhir dari Program Landsat. Diluncurkan pada tanggal 15 April 1999. Tujuan utama Landsat 7 adalah untuk memperbarui arsio citra satelit, menyediakan citra yang up-to-date dan bebas awan. Meski Program Landsat Program dikelola oleh NASA, data dari Landsat 7 dikumpulkan dan didistribusikan oleh USGS. Proyek NASA World Wind memungkinkan gambar tiga dimensi dari Landsat 7 dan sumber-sumber lainnya untuk dapat dengan mudah dinavigasi dan dilihat dari berbagai sudut.
Landsat 7 dirancang untuk dapat bertahan 5 tahun, dan memiliki kapasitas untuk mengumpulkan dan mentrasmisikan hingga 532 citra setiap harinya. Satelit ini adalah polar, memiliki orbit yang sinkron terhadap matahari, dalam arti dapat memindai seluruh permukaan bumi; yakni selama 232 orbit atau 15 hari. Massa satelit tersebut 1973 kg, memiliki panjang 4,04 meter dan diameter 2,74 meter. Tak seperti pendahulunya, Landsat memiliki memori 378 gigabits (kira-kira 100 citra). Instumen utama Landsat 7 adalah Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+).
Citra Satelit
Bulan Agustus 1998, NASA mengontrak EarthSat untuk memproduksi GeoCover - sebuah citra Landsat Thematic Mapper dan Multispectral Scanner yang ter-ortorektifikasi cukup akurat, meliputi sebagian besar permukaan bumi. GeoCover kemudian dipercanggih dengan EarthSat NaturalVue, Landsat 7 dengan warna asli yang didapat sekitar tahun 2000, yakni data citra yang ter-ortorektifikasi, ter-mozaik, dan telah diseimbangkan warnanya, dimana juga digunakan pada Google Earth dan Google Maps.

Citra Satelit Landsat Mampu Temukan Banjir
Kapanlagi.com - Citra satelit Landsat dan Spot yang mempunyai resolusi spasial dan spektral tinggi mampu membantu mencari faktor penyebab banjir, erosi dan tanah longsor dalam wilayah ekosistem Daerah Aliran Sungai (DAS).
"Kedua citra tersebut mampu memonitor perubahan penggunaan lahan pada tingkat ekosistem DAS, misalnya akibat penebangan liar serta penambangan galian pasir dan batu di kawasan lindung," kata Prof Dr Totok Gunawan MS pada pidato pengukuhan Guru Besar Fakultas Geografi Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta, Kamis.
Menurut dia, peran citra satelit Landsat dan Spot ysang mempunyai keunggulan dalam resolusi spasial dan spektral membantu dalam penyediaan data regional dalam penentuan lokasi Stasiun Pengamat Aliran Sungai (SPAS) untuk pemantauan banjir, sedimen, dan sampah, karena kemampuannya untuk menggambarkan kondisi karakter ekosistem DAS secara digital.
"Sistem Informasi Manajemen (SIM) banjir dan kekeringan yang ditunjang dengan pemanfaatan citra satelit Landsat dan Spot dapat dijadikan sebagai kerangka sistem peringatan dini kejadian banjir dan kekeringan," kata pria kelahiran Klaten, 3 Januari 1951 itu.
Selain itu, integrasi citra satelit Landsat dan Spot dengan Sistem Informasi Geografis (SIG) mampu memetakan dan membuat tampilan menarik daerah rawan banjir dan kekeringan, gejala erosi, dan tanah longsor.
"Dengan mengetahui lahan sumber asal banjir dan sedimen diharapkan dapat digunakan sebagai dasar pemberian rekomendasi lahan mana yang seharusnya dihijaukan sebagai daerah resapan air," katanya.
Selain citra satelit Landsat dan Spot, menurut dia, citra satelit Ikonos dan Quickbird yang mempunyai resolusi temporal tinggi juga mampu melakukan monitoring perubahan lahan yang marak akhir-akhir ini akibat alih fungsi lahan menjadi perumahan di pinggiran kota sebagai penyebab banjir.
Kedua citra satelit itu mempunyai reslusi spasial dan temporal tinggi, sehingga mampu mengikuti kecepatan perubahan lahan dalam periode mingguan bahkan harian.
"Integrasi kedua citra satelit tersebut dengan SIG mampu menentukan di mana lokasi pembangunan talud dan monitoring erosi tebing sungai serta daerah rawan genangan banjir dan rawan kekeringan, bahkan daerah rawan penyakit yang terkait dengan kesehatan lingkungan," ujar dia.
Ia mengemukakan, peristiwa banjir yang terjadi di wilayah perkotaan, seperti Jakarta, Solo, Yogyakarta, dan Bandung disebabkan adanya semenisasi halaman dan perkerasan jalan di kompleks perumahan.
Di sisi lain, banjir yang sering terjadi di wilayah perkotaan pantai seperti Jakarta dan Semarang disebabkan adanya pembangunan perumahan pada lahan bekas rawa, drainase jelek, dan sering terjadi kenaikan muka air laut (rob).
Menurut dia, citra satelit yang mampu mengimbangi kecepatan pembangunan perumahan di wilayah perkotaan yang cukup rapat dan dinamik tersebut adalah citra satelit Ikonos dan Quickbird.
"Melalui citra satelit itu dapat dipetakan pola pembangunan perumahan dan sebaran spasialnya, sehingga secara spasial-temporal ekologis dapat diprediksi daerah mana yang mempunyai debit limpasan tinggi, yang menurut struktur dasar dan fungsi ruang sebenarnya merupakan daerah resapan air," katanya

GEODINAMIK

Geologi Dinamis adalah bagian dari Ilmu Geologi yang mempelajari dan membahas tentang sifat-sifat dinamika bumi. Sisi ini berhubungan dengan perubahan-perubahan pada bagian bumi yang diakibatkan oleh gaya-gaya yang dipicu oleh energi yang bersumber dari dalam bumi, seperti kegiatan magma yang menghasilkan vulkanisma, gerak-gerak litosfir akibat adanya arus konveksi, gempabumi dan gerak-gerak pembentukan cekungan pengendapan dan pegunungan. Dalam perioda abad ke 20, bagian dari ilmu geologi ini dapat dikatakan sedang berada dalam puncak perkembangannya yang semakin mempesona bagi para pakar ilmu kebumian, yaitu dengan dicetuskannya Konsep Tektonik Global Yang Baru (The New Global Tectonic) dengan Teori Tektonik Lempengnya. Teori ini telah menimbulkan suatu revolusi dalam pemikiran-pemikirannya dan telah banyak mempengaruhi cabang-cabang lainnya dari ilmu geologi seperti petrologi, stratigrafi, geologi struktur, tektonik serta implikasinya terhadap pembentukan cebakan mineral, minyak bumi dan sebagainya.



Struktur Lapisan Bumi

Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang  lalu.  Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat dengan  matahari.  Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km.  Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup.  Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :
1.      Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi).  Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam.  Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup.  Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC.  Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.
2.      Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi.  Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat.  Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.
3.      Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam  besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat  pada kedalaman 2900 – 5200 km.  Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam.  Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas   besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC.  inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km.  Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.
 
Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian, yakni bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan batuan; bagian cair (hidrosfer) yang terdiri dari berbagai bentuk ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian udara (atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang ditempati oleh berbagai jenis organisme (biosfer).
Keempat komponen tersebut berinteraksi secara aktif satu sama lain, misalnya dalam siklus biogeokimia dari berbagai unsure kimia yang ada di bumi, proses transfer panas dan perpindahan materi padat. 
 
Atmosfer
Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km.  Gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi.  Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin.
Pada lapisan atmosfer terkandung berbagai macam gas.  Berdasarkan volumenya, jenis gas yang paling banyak terkandung berturut-turut adalah nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, oksigen (O2) sebanyak 20,95%,  argon sebanyak 0,93%, serta karbon dioksida (CO2) sebanyak 0,03%.  Berbagai jenis gas lainnya jufga terkandung dalam atmosfer, tetapi dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya neon (Ne), helium (He), kripton (Kr), hidrogen (H2), xenon (Xe), ozon (O3), metan dan uap air.
Di antara gas-gas yang terkandung di dalam atmosfer tersebut, karbon dioksida dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari tempat ke tempat, serta dari waktu ke waktu untuk uap air.
Keberadaan atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi memiliki arti yang sangat penting bagi kelangsungan hidup berbagai organisme di muka bumi.  Fungsi atmosfer antara lain :
1.      Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.
2.      Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi
3.      Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.
4.      Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.
Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting.  Apabila tidak ada lapian atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100% radiasi matahari diterima oleh permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.
Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran atmosfer ini terlihat dalam siklus hidrologi.  Tasnpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul pada tempat yang paling rendah.  Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera dan laut saja.  Pendistribusian air oleh atmosfer  ini memberikan peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi.
Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup.  Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.
 
Berdasarkan perbedaan suhu vertikal, atmosfer bumi dapat dibagi menjadi lima lapisan, yaitu :
 
a.  Troposfer
Lapisan ini merupakan lapisan yang paling bawah, berada antara permukaan bumi sampai pada ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada daerah ekuator.  Pada lapisan ini suhu udara akan menurun dengan bertambahnya ketinggian.  Setiap kenaikan 100 meter temperaturnya turun turun 0,5 oC.  Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer.
Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon.
Di dalam lapisan ini berlangsung semua hal yang berhubungan dengan iklim.  Walaupun troposfer hanya menempati sebagian kecil saja dari atmosfer dalam, akan tetapi, 90% dari semua masa atmosfer berkumpul pada lapisan ini.  Di lapisan inilah terbentuknya awan, jatuhnya hujan, salju, hujan es dan lain-lain.
Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.
Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :
 
1.Lapisan Udara Dasar
Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi.  Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.
2.Lapisan Udara Bawah
Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer).  Tebal lapisan ini 1 – 2 km.  Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.
3.Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)
Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km.  Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak.  Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.
4.Lapisan Udara Tropopouse
Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl).  Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara - 46 o C sampai - 80o C pada musim panas dan antara  - 57 o C sampai - 83 o C pada musim dingin.  Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).
 
b.  Stratosfer
 
Merupakan bagian atmosfer yang berada di atas lapisan troposfer sampai pada ketinggian 50 – 60 km, atau lebih tepatnya lapisan ini terletak di antara lapisan troposfer dan ionosfer.
Pada lapisan stratosfer, suhu akan semakin meningkat dengan meningkatnya ketinggian.  Suhu pada bagian atas stratosfer hampir sama dengan suhu pada permukaan bumi.  Dengan demikian, profil suhu pada lapisan stratosfer ini merupakan kebalikan dari lapisan troposfer.
Ciri penting dari lapisan stratosfer adalah keberadaan lapisan ozon yang berguna untuk menyerap radiasi ultraviolet, sehingga sebagian besar tidak akan mencapai permukaan bumi.
Serapan radiasi matahari oleh ozon dan beberapa gas atmosfer lainnya menyebabkan suhu udara pada lapisan stratosfer meningkat.  Lapisanstratosfer tidak mengandung uap air, sehingga lapisan ini hanya mengandung udara kering.  Batas lapisan stratosfer disebut stratopouse.
Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu :
1.Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara - 50o C  sampai -55o C.
2.Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu - 50o C sampai + 50o C. 
3.Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.
 
c.   Mesosfer
Mesosfer terletak di atas stratosfer pada ketinggian 50 – 70 km.  Suhu di lapisan ini akan menurun seiring dengan meningkatnya ketinggian.  Suhunya mula-mula naik, tetapi kemudian turun dan mencapai -72 oC di ketinggian 75 km.  Suhu terendah terukur pada ketinggian antara 80 – 100 km yang merupakan batas dengan lapisan atmosfer berikutnya, yakni lapisan mesosfer.  Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah - 110o C .
 
d.   Lapisan Termosfer
Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km.  Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juda disebut lapisan ionosfer.  Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini.  Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian.  Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu :
1.   Lapisan Udara E
Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl.  Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi.  Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio.  Suu udara di sini berkisar - 70o C  sampai +50o C .
2.   Lapisan udara F
Terletak antara 150 – 400 km.  Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.
3.Lapisan udara atom
Pada lapisan ini, benda-benda  berada dalam lbentuk atom.  Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C .
 
e.   Ekosfer atau atmosfer luar
Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi.  Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah  yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi.  Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.
LITHOSFER
 
Lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera artinya lapisan.  Lithosfer merupakan lapisan kerak bumi yang paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km. Lithosfer adalah lapisan kulit bumi paling luar yang berupa batuan padat.  Lithosfer tersusun dalam dua lapisan, yaitu kerak dan selubung, yang tebalnya 50 – 100 km.  Lithosfer merupakan lempeng yang bergerak sehingga dapt menimbulkan persegeran benua.
Penyusun utama lapisan lithosfer adalah batuan yang terdiri ari campuran antar mineral sejenis atau tidak sejenis yang saling terikat secara gembur atau padat.  Induk batuan pembentuk litosfer adalah magma, yaitu batuan cair pijar yang bersuhu sangat tinngi dan terdapat di bawah kerak bumi.  Magma akan mengalami beberapa proses perubahan sampi menjadi batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamorf.
Lithosfer memegang peranan penting dalam kehidupan tumbuhan.  Tanah terbentuk apabila batu-batuan di permukaan litosfer mengalami degradasi, erosi maupun proses fisika lainnya menjadi batuan kecil sampai pasir. Selanjutnya bagian ini bercampur dengan hasil pemasukan komponen organis mahluk hidup yang kemudian membentuk tanah yang dapat digunakan sebagai tempat hidup organisme.
Tanah merupakan sumber berbagai jenis mineral bagi mahluk hidup.  Dalam wujud aslinya, mineral-mineral ini berupa batu-batuan yang treletak berlapis di permukaan bumi.  Melalui proses erosi mineral-mineral yang menjadi usmber makanan mahluk hidup ini seringkali terbawa oleh aliran sungai ke laut dan terdeposit di dasar laut.
 
Lithosfer terdiri dari dua bagian utama, yaitu :
1.      Lapisan sial yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3.
Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen, granit andesit jenis-jenisbatuan metamor, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak, bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35km.  Kerak bumi ini terbagi menjadi dua bagian yaitu :
a.       Kerak benua, merupakan benda padat yang terdiri dari batuan granit di bagian atasnya dan batuan beku basalt di bagian bawahnya. Kerak ini yang merupakan benua.
b.       Kerak samudera, merupakan benda padat yang terdiri dari endapan di laut pada bagian atas, kemudian di bawahnya batuan batuan vulkanik dan yang paling bawah tersusun dari batuan beku gabro dan peridolit. Kerak ini menempati dasar samudra 
2.      Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun oleh logam logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa Si O2 dan Mg O lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar dari pada lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral ferro magnesium dan batuan basalt. Lapisan merupakan bahan yang bersipat elastis dan mepunyai ketebalan rata rata 65 km .
 
 
Batuan Pembentuk Lithosfer
 
Semua batuan pada mulanya dari magma yang keluar melalui puncak gunung berapi. Magma yang sudah mencapai permukaan bumi akan membeku. Magma yang membeku kemudian menjadi batuan beku, yang dalam ribuan tahun dapat hancur terurai selama terkena panas, hujan, serta aktifitas tumbuhan dan hewan.
Selanjutnya hancuran batuan tersebut tersangkut oleh air, angin atau hewan ke tempat lain untuk diendapkan.Hancuran batuan yang diendapkan disebut batuan endapan atau batuan sedimen. Baik batuan sedimen atau beku dapat berubah bentuk dalam waktu yang sangat lama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan. Batuan yang berubah bentuk disebut batuan malihan atau batuan metamorf.
 
a.   Batuan beku
Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari magma yang membeku.  Secara umum batuan beku mempunyai ciri-ciri homogen dan kompak, tidak ada pelapisan, dan umumnya tidak mengandung fosil. Berdasarkan tempat pembekuannya, batuan beku dibagi menjadi :
1.      Batuan Beku Dalam ; adalah batuan beku yang terbentuk jauh di bawah permukaan bumi, pada kedalaman 15 – 50 km.  Karena tempat pembekuannya dekat dengan astenofer, pendinginan magmanya sangat lambat serta
2.      Batuan Beku Gang, terbentuk di bagian celah/gang dari kerak bumi, sebelum sampai ke permukaan bumi. Proses pembekuan magma ini agak cepat  sehingga membentuk batuan yang mempunyai cristal yang kurang sempurna.
3.      Batuan Beku Luar, hádala batuan beku yang terbentuk di permukaan bumi. Magma yang keluar dari bumi mengalami proses pendinginan dan pembekuan Sangat cepat sehingga tidak menghasilkan cristal batuan.  Contohnya riolit dan basalt.
b.  Batuan Sedimen
Batuan redimen adalah batuan yang terbentuk karena adanya proses pengendapan.  Batir-butir batuan sedimen berasal dari berbagai macam batuan melalui proses pelapukan, baik oleh angin maupun air.  Proses pembentukan batuan sedimen disebut diagenesis yang menyatakan perubahan bentuk dari bahan deposit menjadi batuan endapan.
Ada beberapa macam batuan sedimen, yaitu batuan sedimen klastik, sedimen kimiawi dan sedimen organik. Sedimen klastik berupa campuran hancuran batuan beku, contohnya breksi, konglomerat dan batu pasir.Sedimen kimiawi berupa endapan dari suatu pelarutan, contohnya batu kapur dan batu giok. Sedimen organic berupa endapan sisa sisa hewan dan tumbuhan laut contohnya batu gamping dan koral
c.       Batuan Malihan (Batuan Metamorf)
Batuan malihan atau metamorf adalah batuan yang telah mengalami perubahan baik secara fisik maupun kimiawi sehingga menjadi batuan yang berbeda dari batuan induknya.  Faktor yang mempengaruhi perubahannya adalah suhu yang tinggi, tekanan yang kuat serta waktu yang lama. Contohnya adalah batu kapur (kalsit) yang berubah menjadi marmer, atau batuan kuarsa menjadi kuarsit
 
Lithosfer merupakan bagian bumi yang langsung berpengaruh terhadap kehidupan dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di bumi. Lithosfer bagian atas merupakan tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman.
Manusia melakukan aktifitas di atas lithosfer.  Selanjutnya lithosfer bagian bawah mengandung bahan bahan mineral yang sangat bermanfaat bagi manusia. Bahan bahan mineral atau tambang yang berasal dari lithosfer bagian bawah diantaranya minyak bumi dan gas, emas, batu bara, besi, nikel dan timah.

Batuan Beku

Batuan beku atau igneous rock adalah batuan yang terbentuk dari proses pembekuan magma di bawah permukaan bumi atau hasil pembekuan lava di permukaan bumi. Menurut para ahli seperti Turner dan Verhoogen (1960), F. F Groun (1947), Takeda (1970), magma didefinisikan sebagai cairan silikat kental yang pijar terbentuk secara alamiah, bertemperatur tinggi antara 1.500–2.5000C dan bersifat mobile (dapat bergerak) serta terdapat pada kerak bumi bagian bawah. Dalam magma tersebut terdapat beberapa bahan yang larut, bersifat volatile (air, CO2, chlorine, fluorine, iron, sulphur, dan lain-lain) yang merupakan penyebab mobilitas magma, dan non-volatile (non-gas) yang merupakan pembentuk mineral yang lazim dijumpai dalam batuan beku.
Pada saat magma mengalami penurunan suhu akibat perjalanan ke permukaan bumi, maka mineral-mineral akan terbentuk. Peristiwa tersebut dikenal dengan peristiwa penghabluran. Berdasarkan penghabluran mineral-mineral silikat (magma), oleh NL. Bowen disusun suatu seri yang dikenal dengan Bowen’s Reaction Series.
Dalam mengidentifikasi batuan beku, sangat perlu sekali mengetahui karakteristik batuan beku yang meliputi sifat fisik dan komposisi mineral batuan beku. Dalam membicarakan masalah sifat fisik batuan beku tidak akan lepas dari:
1. Tekstur
Tekstur didefinisikan sebagai keadaan atau hubungan yang erat antar mineral-mineral sebagai bagian dari batuan dan antara mineral-mineral dengan massa gelas yang membentuk massa dasar dari batuan.
Tekstur pada batuan beku umumnya ditentukan oleh tiga hal yang penting, yaitu:
o Kristalinitas
Kristalinitas adalah derajat kristalisasi dari suatu batuan beku pada waktu terbentuknya batuan tersebut. Kristalinitas dalam fungsinya digunakan untuk menunjukkan berapa banyak yang berbentuk kristal dan yang tidak berbentuk kristal, selain itu juga dapat mencerminkan kecepatan pembekuan magma. Apabila magma dalam pembekuannya berlangsung lambat maka kristalnya kasar. Sedangkan jika pembekuannya berlangsung cepat maka kristalnya akan halus, akan tetapi jika pendinginannya berlangsung dengan cepat sekali maka kristalnya berbentuk amorf.

Dalam pembentukannnya dikenal tiga kelas derajat kristalisasi, yaitu:
 Holokristalin, yaitu batuan beku dimana semuanya tersusun oleh kristal.
 Tekstur holokristalin adalah karakteristik batuan plutonik, yaitu mikrokristalin yang telah membeku di dekat permukaan.
 Hipokristalin, yaitu apabila sebagian batuan terdiri dari massa gelas dan sebagian lagi terdiri dari massa kristal.
 Holohialin, yaitu batuan beku yang semuanya tersusun dari massa gelas. Tekstur holohialin banyak terbentuk sebagai lava (obsidian), dike dan sill, atau sebagai fasies yang lebih kecil dari tubuh batuan.
o Granularitas
Granularitas didefinisikan sebagai besar butir (ukuran) pada batuan beku. Pada umumnya dikenal dua kelompok tekstur ukuran butir, yaitu:
 Fanerik/fanerokristalin
 Besar kristal-kristal dari golongan ini dapat dibedakan satu sama lain secara megaskopis dengan mata biasa. Kristal-kristal jenis fanerik ini dapat dibedakan menjadi:
 Halus (fine), apabila ukuran diameter butir kurang dari 1 mm.
 Sedang (medium), apabila ukuran diameter butir antara 1 – 5 mm.
 Kasar (coarse), apabila ukuran diameter butir antara 5 – 30 mm.
 Sangat kasar (very coarse), apabila ukuran diameter butir lebih dari 30 mm.
o Afanitik
Besar kristal-kristal dari golongan ini tidak dapat dibedakan dengan mata biasa sehingga diperlukan bantuan mikroskop. Batuan dengan tekstur afanitik dapat tersusun oleh kristal, gelas atau keduanya. Dalam analisa mikroskopis dapat dibedakan:
 Mikrokristalin, apabila mineral-mineral pada batuan beku bisa diamati dengan bantuan mikroskop dengan ukuran butiran sekitar 0,1 – 0,01 mm.
 Kriptokristalin, apabila mineral-mineral dalam batuan beku terlalu kecil untuk diamati meskipun dengan bantuan mikroskop. Ukuran butiran berkisar antara 0,01 – 0,002 mm.
Amorf/glassy/hyaline, apabila batuan beku tersusun oleh gelas.
o Bentuk Kristal
Bentuk kristal adalah sifat dari suatu kristal dalam batuan, jadi bukan sifat batuan secara keseluruhan. Ditinjau dari pandangan dua dimensi dikenal tiga bentuk kristal, yaitu:
 Euhedral, apabila batas dari mineral adalah bentuk asli dari bidang kristal.
 Subhedral, apabila sebagian dari batas kristalnya sudah tidak terlihat lagi.
 Anhedral, apabila mineral sudah tidak mempunyai bidang kristal asli.
 Ditinjau dari pandangan tiga dimensi, dikenal empat bentuk kristal, yaitu:
 Equidimensional, apabila bentuk kristal ketiga dimensinya sama panjang.
 Tabular, apabila bentuk kristal dua dimensi lebih panjang dari satu dimensi
 yang lain.
 Prismitik, apabila bentuk kristal satu dimensi lebih panjang dari dua dimensi yang lain.
 Irregular, apabila bentuk kristal tidak teratur.
o Hubungan Antar Kristal
Hubungan antar kristal atau disebut juga relasi didefinisikan sebagai hubungan antara kristal/mineral yang satu dengan yang lain dalam suatu batuan. Secara garis besar, relasi dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
 Equigranular, yaitu apabila secara relatif ukuran kristalnya yang membentuk batuan berukuran sama besar. Berdasarkan keidealan kristal-kristalnya, maka equigranular dibagi menjadi tiga, yaitu:
 Panidiomorfik granular, yaitu apabila sebagian besar mineral-mineralnya terdiri dari mineral-mineral yang euhedral.
 Hipidiomorfik granular, yaitu apabila sebagian besar mineral-mineralnya terdiri dari mineral-mineral yang subhedral.
 Allotriomorfik granular, yaitu apabila sebagian besar mineral-mineralnya terdiri dari mineral-mineral yang anhedral.
 Inequigranular, yaitu apabila ukuran butir kristalnya sebagai pembentuk batuan tidak sama besar. Mineral yang besar disebut fenokris dan yang lain disebut massa dasar atau matrik yang bisa berupa mineral atau gelas.
2. Struktur
Struktur adalah kenampakan batuan secara makro yang meliputi kedudukan lapisan yang jelas/umum dari lapisan batuan. Struktur batuan beku sebagian besar hanya dapat dilihat dilapangan saja, misalnya:
o Pillow lava atau lava bantal, yaitu struktur paling khas dari batuan vulkanik bawah laut, membentuk struktur seperti bantal.
o Joint struktur, merupakan struktur yang ditandai adanya kekar-kekar yang tersusun secara teratur tegak lurus arah aliran.
Sedangkan struktur yang dapat dilihat pada contoh-contoh batuan (hand speciment sample), yaitu:
o Masif, yaitu apabila tidak menunjukkan adanya sifat aliran, jejak gas (tidak menunjukkan adanya lubang-lubang) dan tidak menunjukkan adanya fragmen lain yang tertanam dalam tubuh batuan beku.
o Vesikuler, yaitu struktur yang berlubang-lubang yang disebabkan oleh keluarnya gas pada waktu pembekuan magma. Lubang-lubang tersebut menunjukkan arah yang teratur.
o Skoria, yaitu struktur yang sama dengan struktur vesikuler tetapi lubang-lubangnya besar dan menunjukkan arah yang tidak teratur.
o Amigdaloidal, yaitu struktur dimana lubang-lubang gas telah terisi oleh mineral-mineral sekunder, biasanya mineral silikat atau karbonat.
o Xenolitis, yaitu struktur yang memperlihatkan adanya fragmen/pecahan batuan lain yang masuk dalam batuan yang mengintrusi.
Pada umumnya batuan beku tanpa struktur (masif), sedangkan struktur-struktur yang ada pada batuan beku dibentuk oleh kekar (joint) atau rekahan (fracture) dan pembekuan magma, misalnya: columnar joint (kekar tiang), dan sheeting joint (kekar berlembar).
3. Komposisi Mineral
Untuk menentukan komposisi mineral pada batuan beku, cukup dengan mempergunakan indeks warna dari batuan kristal. Atas dasar warna mineral sebagai penyusun batuan beku dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
o Mineral felsik, yaitu mineral yang berwarna terang, terutama terdiri dari mineral kwarsa, feldspar, feldspatoid dan muskovit.
o Mineral mafik, yaitu mineral yang berwarna gelap, terutama biotit, piroksen, amphibol dan olivin.
Batuan beku dapat diklasifikasikan berdasarkan cara terjadinya, kandungan SiO2, dan indeks warna. Dengan demikian dapat ditentukan nama batuan yang berbeda-beda meskipun dalam jenis batuan yang sama, menurut dasar klasifikasinya.
Klasifikasi berdasarkan cara terjadinya, menurut Rosenbusch (1877-1976) batuan beku dibagi menjadi:
• Effusive rock, untuk batuan beku yang terbentuk di permukaan.
• Dike rock, untuk batuan beku yang terbentuk dekat permukaan.
• Deep seated rock, untuk batuan beku yang jauh di dalam bumi. Oleh W.T. Huang (1962), jenis batuan ini disebut plutonik, sedang batuan effusive disebut batuan vulkanik.
Klasifikasi berdasarkan kandungan SiO2 (C.L. Hugnes, 1962), yaitu:
• Batuan beku asam, apabila kandungan SiO2 lebih dari 66%. Contohnya adalah riolit.
• Batuan beku intermediate, apabila kandungan SiO2 antara 52% - 66%. Contohnya adalah dasit.
• Batuan beku basa, apabila kandungan SiO2 antara 45% - 52%. Contohnya adalah andesit.
• Batuan beku ultra basa, apabila kandungan SiO2 kurang dari 45%. Contohnya adalah basalt.
Klasifikasi berdasarkan indeks warna ( S.J. Shand, 1943), yaitu:
• Leucoctaris rock, apabila mengandung kurang dari 30% mineral mafik.
• Mesococtik rock, apabila mengandung 30% - 60% mineral mafik.
• Melanocractik rock, apabila mengandung lebih dari 60% mineral mafik.
Sedangkan menurut S.J. Ellis (1948) juga membagi batuan beku berdasarkan indeks warnanya sebagai berikut:
• Holofelsic, untuk batuan beku dengan indeks warna kurang dari 10%.
• Felsic, untuk batuan beku dengan indeks warna 10% sampai 40%.
• Mafelsic, untuk batuan beku dengan indeks warna 40% sampai 70%.
• Mafik, untuk batuan beku dengan indeks warna lebih dari 70%.

BATUAN METAMORF

Batuan metamorf adalah perubahan batuan karena adanya proses metamorfisma. Proses metamorfisma adalah proses perubahan batuan yang sudah ada menjadi batuan metamorf karena adanya perubahan tekanan dan atau temperature. Batuan asal dari batuan metamorf dapat berasal dari berbagai macam batuan baik itu batuan, sedimen, batuan beku, atau batuan metamorf itu sendiri. Agen atau media yang menyebabkan adanya proses metamorfisma adalah panas, tekanan dan cairan kimia aktif. Sedangkan perubahan yang terjadi pada batuan meliputi tekstur dan komposisi mineral akan tetapi unsur kimianya tidak berubah.

Kadangkala proses metamorfisma tidak berlangsung sempurna, sehingga perubahan yang terjadi pada batuan asal tidak terlalu besar hanya terjadi perubahan kekerasannya saja. Proses metamorfisma sempurna dapat menyebabkan karakteristik batuan asalnya tidak dapat teridentifikasi lagi. Pada kondisi perubahan yang sangat ekstrim, peningkatan temperatur akan mendekati titik lebur batuan.
Berdasarkan pengaruh terbentuknya proses metamorfisma dapat dibagi menjadi tiga, yaitu :
1.Metamorfisme kontak
Metamorfisme kontak adalah proses metamorf yang menghasilkan batuan metamorf dengan faktor utama yang mempengaruhinya adalah suhu yang tinggi dan biasanya terjadi di sekitar batuan intrusi.

2.Metamorfisme dinamik
Metamorfisme dinamik adalah proses metamorfisme yang akan menghasilkan batuan metamorf dengan faktor utama yang mempengaruhinya adalah tekanan yang tinggi.
3.Metamorfisme regional
Metamorfisme regional adalah proses metamorfisme yang akan menghasilkan batuan metamorf dengan faktor utama yang mempengaruhinya adalah suhu dan tekanan yang tinggi.

Stratigrafi

Stratigrafi adalah studi mengenai sejarah, komposisi dan umur relatif serta distribusi perlapisan tanah dan interpretasi lapisan-lapisan batuan untuk menjelaskan sejarah Bumi. Dari hasil perbandingan atau korelasi antarlapisan yang berbeda dapat dikembangkan lebih lanjut studi mengenai litologi (litostratigrafi), kandungan fosil (biostratigrafi), dan umur relatif maupun absolutnya (kronostratigrafi). stratigrafi kita pelajari untuk mengetahui luas penyebaran lapisan batuan.
Ilmu stratigrafi muncul di Britania Raya pada abad ke-19. Perintisnya adalah William Smith. Kala itu diamati bahwa beberapa lapisan tanah muncul pada urutan yang sama (superposisi). Kemudian ditarik kesimpulan bahwa lapisan tanah yang terendah merupakan lapisan yang tertua, dengan beberapa pengecualian.
Karena banyak lapisan tanah merupakan kesinambungan yang utuh ke tempat yang berbeda-beda maka, bisa dibuat perbandingan pada sebuah daerah yang luas. Setelah beberapa waktu, dimiliki sebuah sistem umum periode-periode geologi meski belum ada penamaan waktunya.

Biostratigrafi
Biostratigrafi merupakan ilmu penentuan umur batuan dengan menggunakan fosil yang terkandung didalamnya. Biasanya bertujuan untuk korelasi, yaitu menunjukkan bahwa horizon tertentu dalam suatu bagian geologi mewakili periode waktu yang sama dengan horizon lain pada beberapa bagian lain. Fosil berguna karena sedimen yang berumur sama dapat terlihat sama sekali berbeda dikarenakan variasi lokal lingkungan sedimentasi. Sebagai contoh, suatu bagian dapat tersusun atas lempung dan napal sementara yang lainnya lebih bersifat batu gamping kapuran, tetapi apabila kandungan spesies fosilnya serupa, kedua sedimen tersebut kemungkinan telah diendapkan pada waktu yang sama.
Amonit, graptolit dan trilobit merupakan fosil indeks yang banyak digunakan dalam biostratigrafi. Mikrofosil seperti acritarchs, chitinozoa, conodonts, kista dinoflagelata, serbuk sari, sapura dan foraminifera juga sering digunakan. Fosil berbeda dapat berfungsi dengan baik pada sedimen yang berumur berbeda; misalnya trilobit, terutama berguna untuk sedimen yang berumur Kambrium. Untuk dapat berfungsi dengan baik, fosil yang digunakan harus tersebar luas secara geografis, sehingga dapat berada pada bebagai tempat berbeda. Mereka juga harus berumur pendek sebagai spesies, sehingga periode waktu dimana mereka dapat tergabung dalam sedimen relatif sempit, Semakin lama waktu hidup spesies, semakin tidak akurat korelasinya, sehingga fosil yang berevolusi dengan cepat, seperti amonit, lebih dipilih daripada bentuk yang berevolusi jauh lebih lambat, seperti nautoloid.

Kronostratigrafi
Kronostratigrafi merupakan cabang dari stratigrafi yang mempelajari umur strata batuan dalam hubungannya dengan waktu.
Tujuan utama dari kronostratigrafi adalah untuk menyusun urutan pengendapan dan waktu pengendapan dari seluruh batuan didalam suatu wilayah geologi, dan pada akhirnya, seluruh rekaman geologi Bumi.
Tata nama stratigrafi standar adalah sebuah sistem kronostratigrafi yang berdasarkan interval waktu paleontologi yang didefinisikan oleh kumpulan fosil yang dikenali (biostratigrafi). Tujuan kronostratigrafi adalah untuk memberikan suatu penentuan umur yang berarti untuk interval kumpulan fosil ini.

Lithostratigrafi
Lithostratigrafi merupakan ilmu geologi yang berhubungan dengan penelitian mengenai strata lapisan batuan. Fokus utama dari penelitian ini mencakup geokronologi, geologi perbandingan, dan petrologi. Secara umum suatu strata dapat berupa batuan beku atau batuan sedimen bergantung bagaimana pembentukan batuan tersebut.
Lapisan batuan sedimen terbentuk oleh pengendapan sedimen yang berhubungan dengan proses pelapukan, peluruhan zat organik (biogenik) atau melalui presipitasi kimiawi. Lapisan ini dapat dibedakan karena memiliki banyak fosil dan juga penting untuk penelitian biostratigrafi. Lapisan batuan beku dapat memiliki karekter plutonik atau vulkanik bergantung pada kecepatan pembekuan dari batuan tersebut. Lapisan ini umumnya sama sekali tidak memiliki fosil dan merepresentasikan aktivitas intrusi dan ekstrusi yang terjadi sepanjang sejarah geologi daerah tersebut.
Terdapat beberapa prinsip yang digunakan untuk menjelaskan kehadiran strata. Ketika suatu batuan beku memotong suatu formasi batuan sedimen, kita dapat mengatakan bahwa intusi batuan beku tersebut berumur lebih muda dari batuan sedimen tersebut. Hukum superposisi mengatakan bahwa suatu lapisan batuan sedimen pada suatu strata yang ridak terganggu secara tektonik lebih muda dari yang dibawahnya dan lebih tua dari yang berada diatasnya. Prinsip kemendataran awal menyatakan bahwa pengendapan sedimen pada dasarnya terjadi sebagai lapisan mendatar.

Tektonik Lempeng

Kerak bumi (crust) terdiri dari dua jenis lempengan (plate) yaitu lempeng samudera (oceanic plate) dan lempeng benua (continental plate). Lempeng  benua lebih tebal dibandingkan lempeng samudera. Namun densitas lempeng samudera lebih besar dari pada lempeng benua. Kedua jenis lempeng tersebut berada dalam posisi mengapung di atas mantel bumi yang berupa semi-cairan yang sangat panas yang dikenal dengan magma. Cairan panas tersebut tidak diam, melainkan berputar atau mengalir mengikuti pola konveksi akibat perbedaan temperatur yang tinggi antara inti bumi dan mantel bumi. Aliran konveksi tersebut mempengaruhi kestabilan lempeng benua dan lempeng samudera sehingga lempeng-lempeng tersebut bergerak bahkan saling bertabrakan satu sama lain. Pada saat lempeng samudera bertabrakan dengan lempeng benua, karena memiliki desitas lebih tinggi, maka lempeng samudera melesak atau menunjam (subducting)  ke bawah lempeng benua. Inilah yang terjadi di bagian selatan pulau Jawa dan bagian barat pulau Sumatera. Lempengan Indo-Australia yang memuat Australia, India dan Samudera Hindia melesak ke bawah lempeng Eurasia yang memuat benua Asia, termasuk Indonesia. Pada saat menghunjam ke bagian yang lebih dalam dimana temperatur dan tekanannya lebih tinggi, lempeng samudera tersebut meleleh menjadi magma. Adanya rekahan-rekahan di bagian lempeng benua sebagai akibat dari gesekan dan tabrakan tadi membuka jalan bagi magma untuk menerobos ke atas mendekati permukaan bumi sekaligus mendorong lempeng benua membentuk gunung api. Proses ini disebut intrusi magma. Sebenarnya, deretan gunung api semacam inilah yang membentuk Sumatera, Jawa, Bali, Lombok dan pulau-pulau dengan gunung api lain sampai ke Laut Banda. Terkadang magma tersebut memperoleh jalan untuk menuju ke permukaan bumi dan muncul sebagai lava. Ini terjadi pada saat terjadi letusan gunung api.

Batuan Sedimen

Batuan endapan atau batuan sedimen adalah salah satu dari tiga kelompok utama batuan (bersama dengan batuan beku dan batuan metamorfosis) yang terbentuk melalui tiga cara utama: pelapukan batuan lain (clastic); pengendapan (deposition) karena aktivitas biogenik; dan pengendapan (precipitation) dari larutan. Jenis batuan umum seperti batu kapur, batu pasir, dan lempung, termasuk dalam batuan endapan. Batuan endapan meliputi 75% dari permukaan bumi. Batuan sedimen juga dibagi dua yaitu batuan sedimen klastik dan batuan sedimen non-klastik.

Material yang terakumulasi sebagai sedimen mempunyai dua sumber utama. Pertama, material sedimen yang terakumulasi berasal dari pelapukan mekanik maupun kimia yang tertransportasi dalam keadaan padat. Endapan tipe ini disebut endapan tipe detrial dan batuan yang terbentuk disebut detrial sedimentary rock (batuan sedimen detrial). Sumber utama yang kedua adalah material yang terlarut sebagai hasil dari proses pelapukan kimia. Bila larutan tersebut mengalami presipitasi, baik oleh proses anorganik maupun oleh proses organik materialnya disebut sedimen kimia dan batuannya disebut chemical sedimentary rock (batuan sedimen kimia). Pendeskripsian batuan sedimen melalui beberapa aspek, diantaranya adalah komposisi mineral dan tekstur batuan.

Detrial sedimentary rock (batuan sedimen detrial)
Batuan sedimen ini terbentuk akibat proses perombakan batuan awal yang meliputi proses perombakan, transportasi, pengendapan dan litifikasi. Batuan ini juga disebut batuan klastik karena batuan ini berbutir-butir. Walaupun batuan ini memiliki variasi mineral yang besar, tetapi penyusun utama dari batuan detrial ini adalah kuarsa dan mineral lempung

chemical sedimentary rock (batuan sedimen kimia)
Batuan ini terbentuk oleh material hasil pelapukan yang padat, maka sedimen kimia dibentuk dari material yang diangkut dengan pelarutan. Larutan yang mengandung material hasil pelapukan proses kimia ini bila mengalami presipitasi akan membentuk batuan sedimen kimia. Proses presipitasi ini bias berlangsung oleh proses anorganik maupun organik yang hidup di air. Bila proses presipitasi dilakukan oleh organism, maka batuannya disebut batuan sedimen biokimia.

STRUCTURAL GEOLOGY

Geologi struktur adalah studi mengenai distribusi tiga dimensi tubuh batuan dan permukaannya yang datar ataupun terlipat, beserta susunan internalnya.

Geologi struktur mencakup bentuk permukaan yang juga dibahas pada studi geomorfologi, metamorfisme dan geologi rekayasa. Dengan mempelajari struktur tiga dimensi batuan dan daerah, dapat dibuat kesimpulan mengenai sejarah tektonik, lingkungan geologi pada masa lampau dan kejadian deformasinya. Hal ini dapat dipadukan pada waktu dengan menggunakan kontrol stratigrafi maupun geokronologi, untuk menentukan waktu pembentukan struktur tersebut.

Secara lebih formal dinyatakan sebagai cabang geologi yang berhubungan dengan proses geologi dimana suatu gaya telah menyebabkan transformasi bentuk, susunan, atau struktur internal batuan kedalam bentuk, susunan, atau susunan intenal yang lain.
Fault (Sesar)
Sesar atau fault adalah retakan pada batuan yang menunjukan adanya pergerakan relatif.
Sesar mayor yang terjadi pada kerak bumi adalah hasil dari shear motion dan zona sesar aktif merupakan zona yang rawan akan gempa bumi.
Gempa bumi disebabkan oleh energi selama terjadinya pergeseran yang cepat sepanjang bidang sesar. Apabila sesar terjadi di laut maka akan berpotensi terjadinya Tsunami.
Ada beberapa tipe sesar, diantaranya :
Sesar Normal
Sesar Naik (thrust fault)
Sesar geser (strike-slip or transform, or wrench fault)

Fold (geology)
Ketika salah satu atau tumpukan awalnya datar dan permukaan planar, seperti strata sedimen, yang bengkok atau melengkung sebagai akibat dari plastic (permanen) deformasi. Lipatan Synsedimentary adalah yang disebabkan oleh bahan endapan merosot sebelum proses lithified. Lipatan dalam batuan bervariasi dalam ukuran dari mikroskopik crinkles ke lipatan seukuran gunung. Mereka muncul satu per satu sebagai terisolasi lipatan dan di lipat luas kereta yang berbeda ukuran, pada berbagai skala.
Lipatan umumnya terbentuk dengan memperpendek lapisan yang ada, tetapi mungkin juga terbentuk sebagai hasil dari perpindahan pada non-planar kesalahan (kesalahan menekuk flip), di ujung sebuah kesalahan menyebarkan (kesalahan propagasi flip), oleh diferensial pemadatan atau karena terhadap efek tingkat tinggi misalnya intrusi batuan beku di atas laccolith.

Joint (geology)
Fraktur di batu di mana tidak ada pergerakan lateral di bidang patah tulang (atas, bawah atau ke samping) satu sisi relatif terhadap sisi lainnya. Hal ini berbeda dari sebuah kesalahan yang didefinisikan sebagai batu tempat fraktur di satu sisi lateral slide masa lalu yang lain. Sendi biasanya memiliki jarak reguler baik yang berkaitan dengan sifat mekanik batuan individu atau ketebalan dari lapisan yang terlibat. Sendi umumnya terjadi sebagai set, dengan masing-masing set terdiri dari sub-sendi sejajar satu sama lain.
Types of joints : . Tectonic joints
. Unloading joints
. Cooling joints

Shear (geology)
Kekar adalah respon dari sebuah batu untuk deformasi kompresi biasanya dengan stres dan bentuk tekstur tertentu. Kekar dapat homogen atau non-homogen, dan dapat murni kekar kekar atau sederhana. Studi kekar geologis berhubungan dengan studi tentang struktur geologi, batu batu mikrostruktur atau tekstur dan kesalahan mekanik.
Proses pemotongan terjadi di dalam rapuh, rapuh-ulet, dan ulet batu. Dalam rapuh murni batu, kompresi mengakibatkan stres patah dan sederhana faulting.

Rock microstructures
Rock mikrostruktur atau tekstur batu dipelajari oleh ahli geologi struktural dalam skala kecil untuk memberikan informasi rinci terutama tentang batuan metamorf dan beberapa fitur dari batuan sedimen, yang paling sering jika mereka telah dilipat. Studi tekstur melibatkan pengukuran dan karakterisasi foliations, crenulations, malihan mineral, dan waktu hubungan antara fitur dan mineralogi struktural fitur.
Biasanya ini melibatkan tangan koleksi spesimen, yang dapat dipotong untuk memberikan tipis petrographic bagian yang petrographic dianalisis di bawah mikroskop.