“Bumi sebagai habitat mikroba”

“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 “