Geologi Fisik (Physical Geology) 9. Fosil dan Pemfosilan Fosil Trilobita. Trilobita mendominasi lautan pada

Materi Perkuliahan Pendahuluan Proses Pemfosilan Kegunaan Fosil

Pendahuluan

Pengertian Fosil Bukti fisik dari suatu kehidupan dimasa lampau pada periode waktu sebelum dapat tercatat dalam sejarah manusia. Bukti prehistoric tsb termasuk fosil dari sisa-sisa mahkluk hidup, jejak/kesan dan cetakan dari bentuk fisiknya, maupun tanda/jejak-jejak yang tertinggal pada sedimen oleh aktivitas mereka. Tidak ada batasan yang jelas tentang umur suatu bukti/sisa kehidupan dikatakan fosil. Yang jelas, segala bukti yang berumur beberapa ribu tahun umumnya dikategorikan fosil. Dengan demikian, fauna seperti mammoth yang hidup pada jaman manusia purba juga dikategorikan fosil seperti halnya fosil-fosil yang lebih tua, misalnya dinosaurus, ammonit, trilobita, dsb.

Bagaimana fosil terbentuk?

Pada contoh berikut, seekor ikan digunakan untuk menggambarkan tahapan umum yang berhubungan dengan proses pemfosilan pada sedimen laut. Contoh ini hanya merupakan rangkuman salah satu proses yang mungkin terjadi, pada kenyataan sebenarnya, banyak sekali skenario yang dapat membentuk kondisi-kondisi yang dapat mendukung proses pemfosilan pada sedimen laut.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Proses Pemfosilan

Unaltered remains Permineralization Recrystallization Replacement Metode Pemfosilan Unaltered remains Permineralization Recrystallization Replacement Mold and cast Carbonization Track and trails

Unaltered remains Beberapa organisme terkuburkan dalam waktu lama dan dijumpai saat ini dalam kondisi lengkap dengan tidak/sedikit perubahan bentuk atau komposisi. Sebagai contoh fosil mammoth yang ditemukan membeku di Amerika Utara dan Siberia. Mammoth tsb dilaporkan masih memiliki daging yang dapat menarik minat hewan liar dan sisa makanan yang belum tercerna masih berada di perutnya.

Permineralization/Petrifaction Umumnya cangkang dan tulang tidak padat tetapi berongga dan berpori. Ketika bagian tubuh yang lembek mengalami penghancuran (decay), bagian tubuh yang berpori tersebut terkuburkan dalam sedimen. Pori-pori tsb terisi oleh air yang mengandung mineral-mineral terlarut. Presipitasi pada air tsb akan mengendapkan kalsium karbonat dan silika pada pori-pori tulang maupun cangkang dan memadatkannya. Hampir semua fosil mengalami proses demikian, yang disebut permineralization. Fosil trilobita yang terbentuk karena proses permineralization.

Recrystallization Setelah cangkang maupun tulang terkubur oleh sedimen dan kemungkinan terisi oleh mineral, kristal-kristal pembentuk cangkang atau tulang tsb dapat berubah bentuk dan ukuran tanpa merubah komposisinya. Umumnya kristal asal pada cangkang yang tersusun oleh kalsium karbonat akan bertambah ukuran sampai tekstur cangkang tsb berupa mosaik butiran kalsit. Bentuk dari cangkang masih tetap sama, tetapi sruktur mikro dari organisme tsb telah terhancurkan. Rekristalisasi scleractinian coral (aragonit menjadi kalsit) berumur Jurassic ditemukan pada Selatan Israel.

Replacement Air yang melewati batuan sedimen yang mengandung fosil tulang dan cangkang dapat melarutkan beberapa bagian keras dan pada saat yang bersamaan menggantikan bagian tsb dengan mineral-mineral yang terbawa pada larutan. Hasilnya, tulang ataupun cangkang tergantikan oleh material (mineral) lain tanpa merubah bentuk tulang atau cangkang tsb. Umumnya, mineral silika yang menggantikantulang atau cangkang berupa kalsedon. Ketika silika menggantikan fosil pada batugamping, fosil silisifikasi yang terbentuk terpisahkan dengan melarutkan batuan karbonat sekitarnya. Banyak jenis mineral dapat menggantikan fosil. Sekitar 20 jenis mineral diketahui dapat menggantikan fosil. Pada serpih, fosil tergantikan oleh pirit. Hematit juga dapat menggantikan fosil. Pada kondisi yang jarang, dijumpai fosil tergantikan oleh calcium phosphates.

1. Fosil silisifikasi Brachiopods pada batugamping berumur Permian, ditemukan di Texas. 3. Fosil bagian ventral Trilobite berumur Early Devonian. Tulang-tulangnya tergantikan oleh pirit. 1 2 3 4 4. Fosil Ostracode berumur Late Cambrian. Bagian lembek dari Ostracode tergantikan oleh phosphate. 2. Fosil Ammonite berumur Jurassic. Bagian luar tergantikan oleh pirit dan bagian dlam tdk terawetkan.

Carbonization/Distillization Proses ini terjadi ketika unsur-unsur volatil pada material organik keluar, meninggalkan lapisan tipis karbon yang tertekan pada bidang perlapisan batupasir maupun serphih.

Mold and cast Pada beberapa fosil, sisa-sisa asal organisme telah terlarutkan atau terhancurkan seluruhnya. Apabila sedimen tempat organisme (mis. cangkang) itu telah terkonsolidasi menjadi batuan sebelum cangkang tsb melarut, maka akan tertinggal bagian yang kosong. Dinding dari lubang/bagian yang kosong tsb dapat mengawetkan bekas bentuk cangkang tersebut yang disebut mold. Jika kondisi berubah dan bagian yang kosong tersebut terisi oleh mineral-mineral membentuk cast yang membentuk rupa seperti cangkang tsb. Fosil mold dan cast Gastropoda pada batupasir.

1 1 2 3 4 5 6 Sebuah cangkang terendapkan dan terkubur oleh material sedimen (lumpur/lempung). Sedimen berubah menjadi batuan sedimen. Material penyusun cangkang melarut (dissolved) dan tergantikan oleh mineral.

Track and trails Hewan yang melintasi sedimen dapat meninggalkan jejak yang kemudian terawetkan menjadi fosil ketika sedimen tsb mengeras. Jejak reptil pada batupasir Coconino Jejak Dilophosaurus

Kegunaan Fosil

Mengetahui dari kehidupan dan evolusi. Memberikan informasi tentang umur dari batuan sedimen. Korelasi biostratigraphy. Penentuan lingkungan pengendapan batuan sedimen.

Fosil dapat digunakan untuk mengetahui sejarah geologi. Mis: sisa-sisa organisme laut yang dijumpai pada Pegunungan Rockies di Kanada dan dekat puncak Gunung Everest menunjukkan bahwa tempat-tempat tsb dulunya pernah berada di bawah permukaan laut. Sehingga dapat diinterpretasikan bahwa tempat-tempat tsb telah mengalami proses tektonik untuk memperoleh keadaannya saat ini. Teori evolusi: Bentuk kehidupan mengalami perubahan sepanjang waktu geologi. Fosil sangat penting dalam menentukan umur relatif batuan, karena organisme yang berbeda hidup pada kurun waktu yang berbeda pula. Mis: Trilobita hidup pada 535-245 milyar tahun lalu, dinosaurus pertama hidup pada sekitar 220 juta tahun lalu.

Menyamakan batuan yang berumur sama pada lokasi yang berbeda. Korelasi Menyamakan batuan yang berumur sama pada lokasi yang berbeda. Pada sekuen batuan sedimen yang terbentuk untuk waktu yang lama, fosil yang berbeda muncul dan menghilang pada dasar (bottom) dan bagian atas (top) menunjukkan order yang sama dimana suatu organisme hidup dan punah. Mis: Batuan yang mengandung fosil dinosaurus berumur lebih muda bila dibandingkan batuan yang mengandung fosil trilobita. Fosil Indeks Suatu fosil indeks menunjukkan umur batuan yang mengandungnya. Untuk menjadi fosi indeks, suatu organisme: Terawetkan melimpah pada batuan. Secara geografis tersebar luas. Merupakan spesies atau genus yang hidup untuk waktu yang singkat. Mudah diidentifikasi di lapangan.

Korelasi lithostratigraphy Korelasi biostratigraphy

Interpretasi lingkungan pengendapan Mis: Dijumpai singkapan perlapisan batupasir yang tebal. Kemudian dideskripsi tekstur (ukuran butir, kebundaran, pemilahan) dan komposisi mineralnya. Dari hasil deskripsi tersebut dapat diketahui media transportasi, dan tempat sedimentasi (apakah disedimentasikan di air, dsb), dsb. Kemudian timbul pertanyaan: Apakah batupasir tersebut terendapkan pada air tawar atau laut? Salah satu cara terbaik mengetahuinya yaitu dengan mencari kandungan fosilnya. Fosil akan menunjukkan banyak hal tentang lingkungan pengendapannya, karena tumbuhan dan hewan yang berbeda hidup pada lingkungan yang berbeda-beda.

Batuan yang mengandung fosil tanaman (daun, batang, dsb) dan fosil tulang menunjukkan lingkungan pengendapan pada daratan atau air tawar. Pengecualian untuk tulang ikan, dapat terendapkan pada lingkungan air tawar atau laut. Namun, tulang dari mamalia, reptil, dsb. Biasanya terendapkan pada daratan kering. Batuan yang mengandung banyak fosil cangkang dapat dipastikan terendapkan di laut. Lingkungan pengendpan laut dapat dibedakan lagi menjadi beberapa sub-lingkungan pengendapan. Fosil dengan cangkang tipis umumnya teredapkan pada laut dalam, sebaliknya fosil cangkang tebal umumnya terendapkan pada laut dangkal. Fosil graptolit biasanya dijumpai pada serpih yang terendapkan pada laut dalam. Koloni koral menunjukkan asosiasi dengan terumbu karang, yang tumbuh pada laut dangkal. Alga dan rumput laut yang hidup di lautan dijumpai pada batuan yang terendapkan pada laut dangkal, hal ini karena alga dan rumput laut membutuhkan sinar matahari untuk melakukan fotosintesis.

Referensi Thompson and Turk,1997 , Introduction to Physical Geology, 2nd edition. Gambar dan animasi diperoleh dari: Stearn and Caroll, 1989, Paleontology: The record of Life http://www.discoveringfossils.co.uk/whatisafossil.htm http://www.t-rat.com/Pages/FossilPreservation.html http://en.wikipedia.org/wiki/Fossil http://www.t-rat.com/Pages/LateTriassic-EarlyJurassic.html http://higheredbcs.wiley.com/legacy/college/levin/0471697435/chap_tut/chaps/chapter02-02.html http://en.wikipedia.org/wiki/Unconformity http://en.wikipedia.org/wiki/Principle_of_lateral_continuity http://igs.indiana.edu/geology/fossils/usingfossils/index.cfm

Topik minggu depan: Waktu Geologi