“Bumi sebagai habitat mikroba”
Oleh: Siti K. Chaerun
Karakteristik Geologi BUMI asthenosphere 365 km atas 270 km transisi 1230 km bawah
Bumi terdiri dari 3 bagian penting: 1. Core (Inti) 2. Mantle 3. Crust (Kerak) INTI: radius: 3450 km campuran Fe-Ni, sejumlah kecil Co, Re (Rhenium), Os, S, P, H INTI DALAM: padat, densitas 13 gr/cm3, P= 3.7 x 1012 dyn/cm2 INTI LUAR: T > inti dalam, cair/meleleh, P: 1.3-3.2 x 1012 dyn/cm2, densitas 9.712.5 g/cm3.
atmosfer
MANTLE: O, Mg, Si dan jumlah sedikit elemen Fe, Al, Ca, Na Mantle atas: plastis (terutama di daerah 100-220 km dari permukaan bumi (daerah ini disebut: asthenosphere) Mantle atas masuk ke dalam kerak
The internal structure of the earth Sedimentary rock & sediment (> 4 km) 25 km: granit 0-4 km
sediment
basalt
Bedrock adl: basalt
Daratan: 64%V kerak Lautan: 21%V kerak Shelf& subcontinent: 15%V Kerak
Akuatik: sedimentary rock & sediment Non akuatik: soil
Lithosphere: Kerak + mantle diatas asthenosphere
Tebal kerak: 5 km (dasar lautan) 70 km (gunung) Tebal kerak rata-rata: 45 km Batuan dari kerak: O, Si, Al, Fe, Mg, Na, K ---Æ penyusun 98%berat kerak (terjadi pada batuan dan sedimen) Some major seismic discontinuities within the earth.
Batuan Basalt
Extrusive volcanic rock (terbentuk di permukaan kerak bumi) Warna: abu-abu, hitam It is usually fine-grained due to rapid cooling of lava on the Earth's surface.
Granite
Intrusive igneous rock: terbentuk dalam kerak bumi Tekstur: medium to coarse (jenis textur: fine, medium-course) Kristalinitas: tinggi Warna:pink, abu-abu atau hitam dll.
LEMPENG KERAK BUMI
Lempeng melayang pada Asthenosphere mantel. Konveksi/ transfer panas (perbedaan T) di batuan asthenosphere adl penyebab pergerakan lempeng kerak bumi (tubrukan lempeng, fault (sesar), subduction (lempeng ocean yang lebih berat menyelip dibawah lempeng benua yang lebih ringan)
• outcropping - the part of a rock formation that appears above the surface of the surrounding land
FAULT = SESAR
normal fault
reverse fault
strike-slip fault
SUBDUCTION
Schematic representation of sea fl oor spreading and plate subduction. New oceanic crust is formed at the rift zone of the mid-ocean ridge. Old oceanic crust is consumed in the subduction zone near a continental margin or island arc. Island arc: suatu jenis archipelago yang terbentuk dari lempeng tektonik saat 1 lempeng Tektonik ecean mengalami subduction turun dibawah lempeng tektonik yang lain dan menghasilkan magma. Archipelago: suatu rantai atau kumpulan pulau yang terbentuk secara tektonik.
World distribution of MID-OCEANIC RIDGES
A mid-ocean ridge or mid-oceanic ridge: rangkaian gunung di bawah air yang mempunyai lembah (rift) yang terbentuk dari lempeng tektonik.
OCEANIC RIDGE
Oceanic crust is formed at an oceanic ridge, while the lithosphere is subducted back into the asthenosphere at trenches. Slab pull: pergerakan lempeng yg disebabkan oleh berat lempeng padat & dingin yang tenggelam ke dalam mantel pada parit.
Pergerakan Benua Pangaea Laurasia: Amerika Utara, Eropa, most of Asia Gondwana: Africa, Amerika Selatan, Australia, Antartika, Indian subcontinent
Sub-continent: sub-divisi dari continent yang mempunyai komposisi gurun pasir, hutan hujan, gunung dan dataran tinggi. Contoh: Eurasia dan Asia Selatan (India, Pakistan, Bangladesh) Southwestern & Eurasia (Timur Tengah)
BIOSFER • Meliputi litosfer dan hidrosfer • Mikroba dapat hidup pada litosfer deep 4000m, dan groundwater deep 3500m • LITOSFER: – Pada kerak bumi, T naik 25oC per km/dalam – Arkea (hipertermofilik smp 110oC) – Faktor penting bagi mikroba yang hidup di kerak bumi: T, P, kelembaban, porositas dan nutrien
Hidrosfer: • Kehidupan smp 11,000 m • Kehidupan mikroba pada sedimen laut: > 500 mbsf (meters below the surface) • Ekosistem hidrotermal vent (pada mid-ocean rift zones): panas dari magma berdifusi ke dalam basalt dan menyebabkan air laut yang telah masuk dalam basalt bereaksi dg magma---Æmenghasilkan H2S, larutan dari Fe, Mn, Cu, Zn. • Hidup bakteri autotrof (organisma fotosintesis tdk bisa hidup). • Bakteri pengoksidasi H2S dan CH4 adl produsen pertama.
ATMOSFER • Bukan habitat mikroba yang sebenarnya (dlm perdebatan) • Atmosfer mempunyai spora dan sel vegetatif yang hidup tetapi tidak dapat mempertahankan pertumbuhan dan berkembang biak disebabkan: kurang kelembaban & nutrien, dan radiasi • Waktu tinggal mikroba di udara terbatas (krn radiasi) • Merupakan kendaraan penyebar mikroba dari 1 tempat ke tempat lain. • Merupakan sumber oksigen utk mikroba aerob dan sumber N utk mikroba pem-fiksasi N • Mempunyai lapisan Ozon yg menyaring radisai ultraviolet dari sinar matahari.
INTI BUMI • Mempunyai pengaruh pada bbrp bentuk kehidupan • Bertindak sebagai dinamo dalam menghasilkan bidang magnet di bumi • Contoh: Magnetotactic bacteria (membentuk kristal sulfida besi atau magnetite dalam sel yang berfungsi sebagai kompas dan dapat menggunakan bidang magnet bumi utk tujuan orientasi dalam mencari habitat yang diinginkan.
(Magnetosomes)
Numbers of prokaryotes in various habitats habitat marine subsurface terrestrial subsurface soil seawater freshwater and saline lakes domesticated animals sea ice termites humans domesticated birds
% of total 66 26 4.8 2.2 0.0043 0.000080 0.000074 0.000012 0.0000072 0.000000044
The biosphere • •
The surface of the Earth includes the lithosphere, hydrosphere, and atmosphere; All of which are habitable by microbes (microorganisms) and constitute the biosphere of the Earth.
Lithosphere Microbial life: a depth of 4000 m (on land) Depth of 3500 m (in groundwater)
Hydrosphere Microbial life: at all water depths 11, 000 m at depths of >500 mbsf (meters below the surface)
Atmosphere at height 48-77 km (above the Earth’s surface) Moisture, nutrients lethal radiation “not a true habitat “
