Struktur Bumi (Pendahuluan)

Sejarah umat manusia mencatat ketika astronot Amerika Serikat berhasil mencapai bulan, saat ini dirayakan sebagai pencapaian manusia yang sangat besar di bidang ruang angkasa. Sejak saat itu pengetahuan kita terus berkembang mengenai alam semesta ini, bahkan untuk benda langit yang jaraknya sangat jauh sekali mencapai jutaan tahun cahaya. Tetapi ada yang mengganjal, pengetahuan kita mengenai isi bumi kita sendiri yang sangat minim. Bagian kerak bumi yang menjadi sasaran penyelidikan geologi adalah bagian lithosfera atau kulit bumi. Pengetahuan kita mengenai kerak bumi baru terbatas pada kedalaman yang bisa dijangkau oleh pengeboran melalui ekplorasi batuan, pembuatan terowongan dan lembah-lembah dalam hasil erosi sungai. Sedangkan bagian yang lebih dalam lagi masih merupakan teka-teki dan pengetahuan mengenai bagian dalam ini hanya didasarkan pada hipotesis-hipotesis saja. Bagaimana gambaran sesungguhnya lapisan bumi sampai inti bumi yang berjarak kurang lebih 6000 km? Padahal pencapaian terdalam dalam pemboran kulit bumi hanya mencapai 15 KM. Pada beberapa lokasi memang ditemukan batuan yang terbentuk pada kedalaman 100-200 KM tersingkap di permukaan bumi, tetapi tetap saja hanya memberikan informasi yang sangat sediikt. Kita pasti bertanya, bagaimana mengetahui keadaan dalam perut bumi, sementara kita tidak dapat langsung masuk ke dalam perut bumi secara langsung atau sampai saat ini belum ada teknologi pemboran yang bisa masuk sangat jauh ke dalam perut bumi. Ada upanya yang pernah dilakukan dalam suatu proyek (DSDP = Deep Sea Driling Project), suatu proyek penelitian pemboran laut dalam yang dilakukan pada palung-palung laut, tetapi hasilnya kalau di bandingkan dengan ketebalan bumi secara keseluruhan apa yang dilakukan itu masihlah sangat sedikit. Lalu bagaimana kita dapat mengetahui gambaran keseluruhan dari perut bumi? Suatu pertanyaan yang sampai saat ini terus dicari jawabannya oleh para ahli kebumian sampai saat ini. Plato salah seorang ahli pikir (ahli filsafat) adalah yang pertama-tama mengemukakan pendapat bahwa bumi itu terdiri massa cair pijar yang di kelilingi oleh lapisan batuan atau kerak bumi. Massa cair pijar ini berasal dari inti bumi, kadang-kadang keluar ke permukaan bumi melalui pipa-pipa gunungapi dalam bentuk lava.

Ada suatu cara untuk mengetahui isi perut bumi, yaitu dengan memanfaatkan gelombang seismik, ada dua utama yang harus digunakan, yaitu sumber energi gelombang (misalnya ledakan) dan alat penangkapnya (semacam mikropon). Sumber energi gelombang utama adalah gempabumi. Bagaimana cara kerja penggunaan gelombang ini untuk mengetahui isi perut bumi? Sebagai ilustrasi, pernahkah kamu melihat buah melon? Semua orang pasti sudah tahu buah ini, tetapi tahukah kamu bagaimana caranya menentukan apakah buah melon itu sudah matang atau belum. Sebagai contoh salah satu cara yang dilakukan adalah dengan memukul-mukul buah melon itu, hanya dari gelombang suara kita dapat mengetahui keadaan bagian dalam dari buah melon. Buah melon yang belum matang dan sudah matang mempunyai kadar air yang berbeda, dan ketika ditepuk-tepuk menghasilkan suara yang berbeda. Begitu juga dengan para ahli geologi menggunakan gelombang seismik untuk mempelajari keadaan dalam perut bumi. Untuk memahami proses ini, kita harus mengetahui beberapa sifat dari gelombang, yaitu:

1. Dalam suatu benda yang homogen, gelombang memancar dalam suatu lapisan konsentris dan dalam kecepatan yang kontans.

2. Kecepatan dari gelombang seismik tergantung kepada sifat bahan yang dilaluinya. Kembali ke contoh sifat gelombang suara, suara merambat lebih cepat dalam air dibandingkan melalui udara. Kecepatan suara di udara bermacam-macam tergantung kepada suhu dan kelembabannya. Suara berjalan lebih cepat pada suhu yang hangat, air yang mengalir. Sama dengan kecepatan gelombang seismik yang berbeda tergantung kepada material yang dilewatinya. Sebagai tambahan, kekakuan dan masa jenis dari batuan berpengaruh terhadap kecepatan gelombang yang melaluinya.

3. Ketika gelombang melalui satu material ke material yang lain, gelombang ini membias dan kadang-kadang juga memantul. Pembiasan dan pemantulan mudah terlihat dalam gelombang yang ringan. Jika kita menyimpan pensil dalam gelas yang diisi air, pensil akan terlihat melengkung. Tentunya pensil ini tidak melengkung, ini dikarenakan cahaya yang melengkung. Cahaya menurun kecepatannya ketika melewati dari udara ke air dan sebagai perubahan kecepatan itu, cahaya menjadi membias, sehingga melengkung. Jika kita melihat ke dalam cermin, cahaya dari wajahmu memantul dari lapisan perak yang ada di bagian belakang kaca, sehingga menghasilkan gambar wajahmu. Gelombang seismik memantul seperti hal ini.

4. Gelombang P adalah gelombang yang tertekan dan melalui semua media (gas, cair dan padat) yang mana gelombang S hanya dapat melalui material padatan.