I.
PENDAHULUAN
Geologi berasal dari kata Yunani yang terdiri dari 2 kata, yaitu Geo dan Logos. Geo mempunyai pengertian bumi dan logos adalah ilmu (pengetahuan). Pemahaman geologi sebagai ilmu sangat diperlukan dalam kaitannya dengan pola/tatanan kehidupan manusia, hewan dan tumbuhtumbuhan. Hubungan Batuan dan Manusia Batuan dianggap benda yang dapat membantu kehidupan manusia pada zaman dahulu. Mulai dari kampak, alat potong kayu, senjata tajam dan lainnya yang terbuat dari batu, sehingga dapat dikatakan bahwa tingkat peradaban manusia pada saat itu masih sangat rendah dan dikenal dengan zaman batu. Pada saat sekarang tampaknya budaya seperti itu masih mengakar pada masyarakat kita. Kebiasaan masyarakat yang mengkramatkan batubatuan sehingga dianggap mempunyai kekuatan magis seperti cincin batu berupa pirus, topaz, kecubung, giok, kol buntet dan jenis lainnya. Mereka masih beranggapan bahwa batu-batu itu dapat memberikan pertolongan pada mereka. Ditinjau dari sisi lain, batuan secara langsung dapat menunjang kehidupan dipermukaan bumi. Batuan tidak hanya bermanfaat untuk keperluan bahan baku dalam melakukan kegiatan manusia tetapi juga sebagai alat dapat dapat dipergunakan untuk meringankan pekerjaan serta sebagai sumber penghidupan mereka. Batuan Sebagai Indikator Kesuburan Tanah Beberapa unsur hara yang tersimpan dalam batuan baik unsur makro maupun mikro akan dilepaskan melalui proses pelapukan. Kecepatan pelepasan unsur hara dari batu sangat bergantung kepada intensitas faktorfaktor yang mempengaruhi pelapukan, misalnya suhu, curah hujan dan kelembaban.
Edward Alfin
Tabel kandungan unsur hara dalam batuan/mineral primer. No.
1. 2. 3. 4.
5.
6. 7. 8. 9. 10.
Jenis Batuan/mineral Primer
Kuarsa (pasir) Kalsir Dolomit Felfar: - Ortoklos - Plagioklas Mika - Muskovit - Biotit Amfibol/hornblenda Piroksin (hiperstin dan augit) Leusit Apatit Olivin
Usur hara
Tidak mengndung unsur hara Ca Ca dan Mg K Na dan Ca K K, Mg dan Fe Ca, Mg, Fe dan Na Ca, Mg dan Fe K P K, Ca, Mg, Na dan Fe
Peranan Bumi dalam Pertanian Pertanian merupakan satu kegiatan yang berkaitan dengan upaya penangkapan energi matahari yang kemudian disimpan dalam karbohidrat sebagai hasil fotosintesis. Jika suatu tanaman kurang efektif dalam menangkap energi tersebut, maka fosil fotosintesisnya juga akan rendah. Semakin efektif suatu jenis tanman menangkap energi matahari, maka semakin besar manfaatnya bagi kehidupan di permukaan bumi ini. Tanaman pada umumnya harus menyesuaikan diri dengan alam sekitarnya, bukan alam yang menyesuaikan diri dengan tanaman. Karena itu antara sistem pertanian dengan kebumian merupakan dua aspek yang saling mempengaruhi dan tidak dapat dipisah-pisahkan antara satu dengan lainnya. Interaksi antara pertanian dengan bumi sejak lama telah dimengerti orang. Dalam kajian ekologi telah dikemukanan interaksi antara makhluk dengan alam sekitarnya, termasuk di dalamnya hubungan antara tanaman dengan habitanya. Pola penyebaran tanaman di permukaan bumi merupakan bukti nyata adanya hubungan tersebut. Tidak semua jenis tanaman dapat hidup di puncak gunung dan tidak semua jenis tanaman dapat hidup di pantai. Selektifitas semacam ini merupakan interaksi nyata anytara bumi dengan tanaman. Tanaman apel dapat hidup dan berproduksi baik pada ketinggian lebih dari 900 mdpl dan tanaman padi dapat tumbuh kurang dari 500 mdpl dan masih banyak contoh lainnya. Disamping letak ketinggian dijumpai pula tanaman tertentu yang memerlukan panjang hari khusus. Jika panjang hari tidak dipenuhi maka Geologi Umum
2
Edward Alfin
tanaman tidak dapat tumbuh dengan bak. Panjang hari atau length of growth period (LGP) merupakan fenomena alam yang tidak dapat dikendalikan manusia, bumi beserta planet lainnya berinteraksi menghasilkan LGP yang spesifik dalam sistem bumi, bulan maupun planet lainnya. Sistem Pertanian Berdasarkan uraian di atas, maka pada prinsipnya sistem budidaya pertanian mempunyai 2 implikasi mendasar, yaitu: 1. sistem pertanian berdasar penyesuaian dengan kondisi alam sekitar yang telah ada; 2. sistem pertanian yang berdasar perubahan kondsi alam sekitar. Paham pertama menitikberatkan kepada kemampuan alam tanpa adanya rekayasa sehingga pakar sepakat untuk menyebut paham ini dengan teknologi masukan rendah (Low Input Technology). Sedangkan paham yang kedua adalah cenderung untuk mengubah kondisi alam sehingga sesuai dengan yang diinginkan dan sering disebut dengan paham sistem budidaya pertanian dengan taknologi masukan tinggi (High Input Technology). Teknologi Masukan Rendah (TMR) TMR merupakan sistem yang bergantung pada alam, upaya untuk menciptakan situasi yang sulit untuk dicapai harus dihindari. Secara konsepsional TMR hendaknya ditanam tanaman yang sesuai dan telah bertoleransi dengan kondisi fisik semacam itu. Dengan demikian masyarakat sekitarnya dapat memanfaatkan dengan baik tanpa harus bersusah payah mencari sistem budidaya lain yang sulit dilaksanakan Tanah yang beraksi masam (ultisol) atau orang yang sering menyebut dengan tanah podzolik merupakan salah satu contoh tanah yang secara alami mempunyai potensi rendah utnuk dikembangkan. Tanah yang mengandung alumunium telah menjadi faktor pembatasdalam budidaya pertanian. Karena adanya unsur alumunium yang menakuti pertumbuhan akar ke bawah sehingga akar tanaman tidak dapat beregrak melakukan pertumbuhannya. Bagi penganut TMR, tanah yang demikian cukup dilakukan irigasi saja tanpa harus direklamasi karena pengairan dapat melarutkan senyawa racun atau menetralisir racun. Tentu saja yang diperoleh dalam sistem TMR akan relatif lebih rendah tetapi Geologi Umum
3
Edward Alfin
memungkinkan untuk diterapkan pada petani setempat sesuai dengan kemampuan yang dimilikinya. Tanah gambut (histosol) yang tersebar luas di Sumatera, Kalimantan dan Sebagian Irian merupakan potensi kekayaan sumber alam yang perlu dimanfaatkan. Bagi penganut TMR tidak perlu adanya rekayasa teknis yang terlalu tinggi dan mahal, cukup ditanamai dengan tanaman yang sesuai dengan kondisi semcam itu. Tanpa rekayasa tinggi dapat dimanfaatkan untuk budidaya pertanian tanaman pangan. Teknologi Masukan Tinggi (TMT) Sistem TMT sangat berbeda dengan TMR. Letak perbedaannya adalah pola satuan biaya yang digunakan dibandingkan dengan keuntungan yang diperoleh. Rekayasa teknologi senantiasa diupayakan, kondisi alam tertentu dibuat sedemiian rupa sehingga dapat tercipta suatu kondisi yang diinginkan dan optimal. Secara konsepsional TMT bertekad untuk mengkondisikan media tumbuh sehingga tanaman yang akan ditanam dapat tumbuh dengan baik. Bagaimana imbangan antara masukan (input) dengan keluaran (output) masih dipertimbangkan secara hati-hati. Pada tanah yang beraksi masam (ultisol) atau podzolik, tingginya kandungan alumunium yang menjadi faktor pembatas dapat diupayakan dengan pengapungan sehingga alumunium yang ada tidak berpotensi untuk meracuni tanaman. Dengan demikian akar tanaman dapat bergerak ke bawah karena unsur alumunium yang menjadi penghambat pertumbuhan berada dalam bentuk yang tidak menakuti pertumbuhan akar tanaman. Tanah gambut (histozol) yang tersebar di Sumatera, Kalimantan dan sebagian Irian merupakan potensi sumber alam yang perlu utnuk dimanfaatkan. Bagi pengamat TMT perlu adanya rekayasa yang sedemikian rupa sehingga kondisi fisik tanah dan kimia gambut sesuai dengan persyaratan tumbuh tanaman yang akan ditanam. Tanpa adanya rekayasa teknologi tinggi, sumberdaya gambut tidak dapat dimanfaatkan dengan optimal dalam kebutuhan untuk pertanian tanaman pangan.
Geologi Umum
4
Edward Alfin
Sistem Budidaya Berwawasan Lingkungan Suku Badui Irian Jaya merupakan penganut TMR karena mereka belum mengenal teknologi canggih dalam mengelola sumberdaya alamnya. Kenyataannya sistem mereka dijadikan contoh pengelolaan sumber alam yang berwawasan lingkungan. Justru pada kawasan yang telah mengenal teknologi tinggi, kerusakan lingkungan terjadi begitu hebatnya (hama menyerang, potensi lingkungan anjlok dengan cepatnya akibat eksploitasi secara terus menerus tanpa adanya recovery yang sesuai). Dengan kondisi semacam itu, muncul kebijaan baru tentang pengendalian hama terpadu (PHT) yang pada prinsipnya kembali dari TMT ke TMR. Siapa yang menanggung kerugian akibat perubahan kebijakan tersebut? Cabang Geologi Karena geologi menjelaskan berbagai aspek yang berkaitan dengan kebumian, maka materi pembahasannya menjadi sangat kompleks dan dalam mempelajarinya diperlukan adanya pemisahan/pemilahan menurut konteks bahasan yang menjadi sasaran. Konteks bahasan biasanya diformulasikan dalam bentuk cabang keilmuan. Geologi Struktur Ilmu yang mempelajari tentang susunan bumi serta hubungannya dengan jenis-jenis batuan yang terbentuk di kerak bumi. Geologi Pertambangan Ilmu yang mempelajari tentang kandungan mineral atau bahan-bahan tambang yang dimungkinkan dimanfaatkan untuk keperluan industri atau keperluan lainnya. Geologi Minyak Ilmu yang mempelajari tentang kemungkinan adanya bahan fosil yang dapat dipergunakan sebagai bahan bakar (sumber energi) minyak dan gas bumi. Geologi Teknik Ilmu yang mempelajari tentang keadaan permukaan bumi yang dikaitkan dnegan kekuatan tanah untuk menopang konstruksi bangunan seperti gedung bertingkat, jalan raya, jembatan, saluran air dan beberapa bangunan lainnya.
Geologi Umum
5
Edward Alfin
Petrologi Ilmu yang mempelajari tenatng sifat-sifat batuan penusun bumi dan manfaatnya. Mineralogi Ilmu yang mempelajari tentang sifat dan ciri dari mineral yang terdapat dalam bumi dan manfaatnya bagi manusia serta dampaknya terhadap ciri dan sifat tanah. Vulkanologi Ilmu yang mempelajari tentang sifat, ciri dan pembentukan dari gunung brepai serta pengaruhnya terhadap lingkungan. Seismologi Ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang sifat-sifat gerakan kerak bumi berupa gempa bumi serta dampaknya terhadap susunan kerak bumi dan bentuk permukaan bumi. Stratigrafi Ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang lapisan-lapisan bumi baik dari sifat lapisan maupun proses terjadinya lapisan. Geofisika Ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang pembentukan keadaan permukaan bumi dan atmosfer serta perubahan angin, iklim dan beberapa sifat fisik lainnya yang mempengaruhi permukaan bumi. Geokimia Ilmu yang mempelajari tentang sistem penyusunan bumi dilihat dari aspek kimia seperti kelarutan unsur dan karakteristik unsur dalam tanah. Geologi Sejarah Ilmu yang mempelajari tentang evolusi kehidupan di permukaan bumi yang meliputi peradaban manusia di permukaan bumi dan pengaruhnya terhadap lingkungannya. Palaentologi Ilmu yang mempelajari tentang keadaan fosil-fosil yang terkandung dalam batuan yang dapat mengungkapkan sejarag masa silam. Geomorfologi Ilmu yang mempelajari tentang proses-proses yang berhubungan dengan pembentukan permukaan bumi dan pengaruhnya terhadap kondisi setempat.
Geologi Umum
6
Edward Alfin
Hubungan Batuan, Tanah dan Tanaman Dalam sistem budidaya pertanian pada umumnya selalu menggantungkan kepada tanah (soil), di mana tanah tersebut merupakan salah satu benda yang terbentuk akibat proses geologi. Hubungan tersebut dapat dicerminkan dalam suatu gagasan ilmu baru yang disebut dengan Geologi Pertanian (Agrogeology). Yang merupakan perpaduan kata agron = budidaya pertanian; geo = bumi; logos = ilmu pengetahuan. Berdasar uraian tersebut maka geologi pertanian (agrogeologi) adalah cabang ilmu dari ilmu bumi yang bahasannya menitikberatkan kepada hubungan antara bumi dengan tanah dan budidaya pertanian. Dalam geologi pertanian dibahas pula hubungan antara beberapa cabang ilmu kebumian yang berkaitan erat dengan budidaya pertanian. Beberapa cabang ilmu yang terkait dengan pertanian antara lain geokimia; geofisika; petrologi; mineralogi; palaentologi dan geomorfologi. Pengetahuan tentang bumi baik dari aspek proses pembentukan, susunan, bentuk permukaan, susunan batuan, mineral dan beberapa cabang lainnya sangat penting untuk diketahui sehinggadapat memudahkan untuk mengetahui secara umum apa dan bagaimana bumi serta pertanamannnya dalam pertanian. Teori Pembentukan Bumi dan Alam Semesta Sampai saat ini manusia masih berusaha mengungkap proses pembentukan bumi. Dengan semakin majunya ilmu pengetahuan dan teknologi maka teori pembentukan bumi terus mengalami proses perubahan. Berkaitan dengan terbentuknya alam semesta para pemikir pada saat itu merenung dan berteori serta berfilsafat untuk menjelaskan tentang fenomena alam semesta. Thales (624 – 547 SM) Komponen alam semesta terdiri atas beberapa komponen inti yang menjadi dasar kehidupan makhluk di permukaan bumi. Komonen tersebut berupa air, api, bumi dan udara. Thales berpendapat bahwa bumi merupakan benda yang terapung di atas air. Pendapat ini dikeluarkan untuk menjelaskna bahwa gempa bumi diandaikan sebagai kapal yang terkena ombak sehingga menjadi oleng.
Geologi Umum
7
Edward Alfin
Anaximander (585 – 528 SM) Filsuf yang berteduh di Ionia atau tepatnya di daerah Miletus (semenanjung Asia kecil). Pada abad 7 –6 SM, Ionia merupakan pusat peradaban kebudayaan Yunani. Pendapat Anaximander tidak berbeda jauh dengan Thales, meskipun ia beranggapan bahwa unsur penyusun utama alam semesta yang terdiri atas beberapa komponen dasar. Dari 4 komponen tersebut mengadakan interaksi membentuk senyawa atau bentukan lainnya: api, air, bumi dan udara. Ada beberapa faktor lainnya yang sangat penting yaitu apeiron yang berupa unsur alam lainnya dengan sifat saling bertentangan: panas – dingin, basah – kering. Peranan apeiron adalah sebagai kontrol dari keempat unsur penyusun alam semesta. Berdasar teorinya, maka ia berpendapat bahwa alam semesta terbentuk karena adanya pemanpatan (kondensasi) sebagian dari udara. Setelah mampat diikuti oleh pendinginan dan terbentuklah bumi. Bumi yang terbentuk mirip dengan daun meja yang pipih dan didukung oleh udara, sehingga bumi dapat bergerak. Kepipihan bumi berfungsi sebagai penahan diri agar tidak melayang. Phytagoras (abad 6 SM) Ia adalah salah satu pemikir dan ahli matematika Yunani. Beberapa dalilnya yang sampai saat dipergunakan dalam ilmu ukur dikenal dengan rumus/dalil Phytagoras. Ia adalah pengembara yang pada akhirnya menetap di Crotona (italia) dan mendirikan perguruan agama. Pengikutnya dikenal dengan nama Phytagorean. Pendapatnya adalah bumi berbentuk bulat dan berjalan di angkasa. Tetapi kebenaran tentang kebulatan dari bumi masih simpang siur. Hal ini belum ada kesepakatan dan pembuktian secara ilmiah mengingat kondisi budaya pemikir pada saat itu masih terbelenggu oleh ajaran agama tertentu. Selain itu kondisi peralatan dan sarana laboratorium masih sederhana dan belum canggih seperti sekarang. Demokritos (460 – 370 SM) Lahir di Abdera, sekitar Babilonia. Ia lebih treknal dengan teori atomnya. Atom dianggap sebagai substansi material yang memungkinkan terbentuk struktur dan keberaturan alam semesta. Hubungan antara atom dengan terbentuknya alam semesta adalah erat, di mana atom-atom yang berbeda bentuk saling Geologi Umum
8
Edward Alfin
memisahkan diri dari masa yang tidak berbentuk dan berkumpul di suatu ruang kosong yang sangat luas. Di tempat kosong tersebut atom-atom berkumpul dan membentuk pusaran. Atom-atom itu berdesakan, di mana atom-atom cahaya menetap pada bagian luar, sedangkan atom lainnya membentuk rangkaian yang tidak terputus, berbentuk sabit dan membentuk kulit luat, inilah langit. Pada pusatnya terdapat benda-benda yang terbntuk di sana dan sekarang sudah meisahkan diri dimana sebagian ada yang terbang ke atas dan berkedudukan pada kulit luar, inilah yang disebut dengan benda-benda langit. Semua benda tersebut bergerak mengelilingi massa sentral yaitu bumi yang telah terbentuk. Gerakannya disebbakan karena mengeringnya massa sentral ini dan menguapnya air sehingga bumi dan laut terpisah. Secara tidak langsung teori ini disebut dengan Geocentris (bumi sebagai pusat alam semesta). Copernicus (1473 – 1543 M) Pendapatnya yang terkenal adalah teori heliocentris. Teori ini menyatakan bahwa matahari merupakan pusat peredaran dari benda alam semesta. Matahari merupakan pusat dari alam semesta dan kedudukannya adalah tetap (stasioner). Seluruh gerakan penampakannya hanya merupakan hayalan belaka dari gerakan bumi. Galilei Galileo (1564 – 1642 M) Di lahirkan di Pisa, seperti halnya Copernicus ia memulai pendidikannya pada Fakultas Kedokteran , tetapi perkembangan pemikirannya sangat menaruh perhatian yang cukup besar pada bidang matematika. Ia dianugerahi gelar guru besar (profesor) dalam bidang matematika dan astronomi (1589 M). pemikiran Galileo tentang alam semesta sangat dipengaruhi oleh demokritos. Ia berpendapat bahwa alam terbentuk dari partikel atom dan bergerak bebas di alam raya. Materi-materi yang berbentuk seperti atom itulah yang akhirnya menjadi penyusun alam termasuk bumi. Kemajuan yang dipelopori Galileo adalah hasil penelitiannya tentang benda alam dengan menggunakan teropong bintang. Dengan alat tersebut ia dapat mengamati secara jelas benda-benda langit. Geologi Umum
9
Edward Alfin
Isaac Newton (1643 –1723 M) Newton dilahirkan di Woolsthrope, Lincolnshire Inggris tepat setahun meninggalnya Galileo dan seabad meninggalnya Copernicus. Banyak hasil karya, penelitian dan pemikirannya dalam bidang matematika, fisika maupun ilmu filsafat. Dalam kaitannya dengan teori pembentukan alam semesta, Newton berpendapat mirip dengan Galileo. Keunggulan dari teori Newton adalah Newton dapat membuktikan dengan teori kosmologinya. Newton mampu menyelesaikan permasalahan tentang apakah yang memungkinkan sehingga alam semesta berkedudukan sebagai kosmos dan bukan sebagai khaos. Berdasarkan teori Newton tentang gaya gravitasi, maka ia dapat membuktikan suatu kekuatan tentang gaya yang mengatur pergerakan bumi, planet dan benda lainnya yang berputar pada porosnya dan/atau orbitalnya. Gaya yang bekerja tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Lapplace (1749 – 1827 M) Tahun 1776 seorang pakar astronomi dan matematika dari Prancis bernama Pierre Simon Marquis de Lapplace telah merumuskan suatu konsepsi tentang terbentuknya bumi dan gajat raya. Lapplace secara terus menerus mengembangkan konsepsi/pemikiran dari seorang pakar Jerman bernama Immanuel Kant (1727 – 1804 M). Menurut Lapplace, asal mula bumi terbentuk dari adanya kabut gas yang saling mendekati satu sama lainnya. Pada saat mendekat terjadilah suatu pusaran inti kabut. Pusaran semakin lama semakin cepat dan kabut disekitarnya tersedot dan ikut berputar sehingga putaran kabut semakin lama semakin cepat dan bola kabut semakin besar. Dengan kecepatan pusaran yang sangat cepat, menimbulkan gesekan antar massa kabut yang mengakibatkan timbulnya panas. Suhu semakin tinggi sesuai dengan dengan semakin cepatnya gesekan antar massa kabut. Titik kulminasi suhu tersebut menimbulkan kabut pberpijar (nebula) yang berputar secara gaya sentripugal. Berubahnya bola api panas menjadi dingin diduga dimulai dari panas menjadi cair. Proses ini diduga telah berjalan sekitar 4 milyar tahun yang lalu. Menurut konsep ini matahari dan bintang yang bercahaya merupakan sisa-sisa nebula yang belum padam. Geologi Umum
10
Edward Alfin
Bulan merupakan salah satu contoh pecahan nebula yang telah padam sekian milyar tahun yang lalu. Albert Einstein (1879 –1955 M) Dilahirkan di Ulm Jerman 14 Maret 1879. Keraguan akan bumi yang bulat menjadi sirna setelah Christopher Columbus mengadakan perjalanan panjang, sehingga mereka kembali ke tempat semula (awal keberangkatan). Untuk membahas tentang kejadian bumi tidak dapat dibahas secara sendiri melainkan harus dikaitkan dengan filosofis tentang pembentukan/kejadian alam semesta. Suatu ilmu yang mempelajari tentang asal mula dari alam semesta disebut dengan kosmologi. Pembahasan tentang kosmologi tidak akan lepas dari pengertian tentang ruang (space), waktu (time), gerak (motion), jarak bintang (magnitude), gaya (force), materi (matter), perubahan (change), interaksi (interaction), bilangan (number), kualitas (quality), sebab akibat (caussity). Banyak peneliti mengemukakan teorinya tentang alam semsta yang membahas masalah alam semesta ditinjau dari 2 aspek yaitu (1) lama semesta dilihat secara keseluruhan dan (2) alam semesta dilihat dari unsur-unsurnya. Dari aspek keseluruhan, alam semesta dapat dibahas melalui aspek asal mula alam semesta, tertib alam semesta dan kesempurnaan alam semesta. Dari aspek unsur alam semesta terbagi atas pokok bahasan yaitu (1) benda mati atau anorganik mencakup batuan, tanah dan air (2) benda hidup atau organik mencakup tumbuhan hewan dan manusia.
Geologi Umum
11
