Biostratigrafi Nov5 by saifias
Pengertian Biostratigrafi
Biostratigrafi merupakan ilmu penentuan umur batuan dengan menggunakan fosil yang terkandung didalamnya. Biasanya bertujuan untuk korelasi, yaitu menunjukkan bahwa horizon tertentu dalam suatu bagian geologi mewakili periode waktu yang sama dengan horizon lain pada beberapa bagian lain. Fosil berguna karena sedimen yang berumur sama dapat terlihat sama sekali berbeda dikarenakan variasi lokal lingkungan sedimentasi. Sebagai contoh, suatu bagian dapat tersusun atas lempung dan napal sementara yang lainnya lebih bersifat batu gamping kapuran, tetapi apabila kandungan spesies fosilnya serupa, kedua sedimen tersebut kemungkinan telah diendapkan pada waktu yang sama.
Ilmu biostratigrafi muncul di Britania Raya pada abad ke-19. Perintisnya adalah William Smith. Kala itu diamati bahwa beberapa lapisan tanah muncul pada urutan yang sama (superposisi). Kemudian ditarik kesimpulan bahwa lapisan tanah yang terendah merupakan lapisan yang tertua, dengan beberapa pengecualian. Karena banyak lapisan tanah merupakan kesinambungan yang utuh ke tempat yang berbeda-beda maka bisa dibuat perbandingan pada sebuah daerah yang luas. Setelah beberapa waktu, ada sebuah sistem umum periode-periode geologi yang umum dipakai meski belum ada penamaan waktunya.
Dari hasil perbandingan atau korelasi antar lapisan yang berbeda dapat dikembangkan lebih lanjut studi mengenai litologi (litobiostratigrafi), kandungan fosil (biostratigrafi), dan umur relatif maupun absolutnya (kronobiostratigrafi). Jadi biostratigrafi adalah ilmu yang mempelajari gambaran lapisan batuan pada kulit bumi. Secara luas biostratigrafi merupakan salah satu cabang ilmu geologi yang membahas tentang urut-urutan, hubungan dan kejadian batuan di alam (sejarahnya) dalam ruang dan waktu geologi.
Prinsip Biostratigrafi
Ada beberapa prinsip dasar yang berlaku dalam pembahasan mengenai biostratigrafi, yaitu:
Hukum atau prinsip yang dikemukakan oleh Steno (1669), terdiri dari : Prinsip Superposisi (Superposition Of Strata)
Dalam suatu urutan pelapisan batuan, maka lapisan paling bawah relatif lebih tua umurnya daripada lapisan yang berada diatasnya selama belum mengalami deformasi. Konsep ini berlaku untuk pelapisan berurutan.
Prinsip Kesinambungan Lateral (Lateral Continuity)
Lapisan yang diendapkan oleh air terbentuk terus-menerus secara lateral dan hanya membagi pada tepian pengendapan pada masa cekungan itu terbentuk.
Prinsip Akumulasi Vertikal (Original Horisontaly)
Lapisan sedimen pada mulanya diendapkan dalam keadaan mendatar (horizontal), sedangkan akumulasi pengendapannya terjadi secara vertikal (principle of vertikal accumulation)
Hukum yang ditemukan oleh James Hutton (1785)
Hukum atau prinsip ini lebih dikenal dengan azas uniformitarisme, yaitu proses-proses yang terjadi pada masa lampau mengikuti hukum yang berlaku pada proses-proses yang terjadi sekarang, atau dengan kata lain “masa kini merupakan kunci dari masa lampau” (the present is the key to the past).
Maksudnya adalah bahwa proses-proses geologi alam yang terlihat sekarang ini dipergunakan sebagai dasar pembahasan proses geologi masa lampau.
Hukum Intrusi / Penerobosan (Cross Cutting Relationship) oleh AWR Potter dan Robinson
Suatu intrusi (penerobosan) adalah lebih m uda daripada batuan yang diterobosnya.
Hukum Urutan Fauna (Law of Fauna Succession) oleh De Soulovie
Dalam urut-urutan batuan sedimen sekelompok lapisan dapat mengandung kumpulan fo sil tertentu dengan sekelompok lapisan di atas maupun di bawahnya.
Prinsip William Smith (1816)
Urutan lapisan sedimen dapat dilacak (secara lateral) dengan mengenali kumpulan fosil yang didiagnostik, jika kriteria litologinya tidak menentu.
Prinsip kepunahan organik oleh George Cuvier (1769-1832)
Dalam suatu urutan biostratigrafi, lapisan batuan yang lebih muda mengandung fosil yang mirip dengan makhluk yang hidup sekarang di bandingkan dengan lapisan batuan yang umurnya lebih tua.
.
Satuan dan Korelasi Biostratigrafi
Satuan biostratigrafi merupakan satuan stratigrafi objektif yang dapat diamati dan ditentukan keberadaannya berdasarkan fosil yang terkandung di dalamnya. Karena itu, satuan biostratigrafi dapat ditelusuri dan di-match-kan dari satu tempat ke tempat lain dengan cara yang lebih kurang sama dengan cara penelusuran satuan litostratigrafi. Satuan biostratigrafi ada yang bisa maupun tidak bisa memiliki kebenaran waktu. Sebagai contoh, jika ditelusuri ke arah lateral, zona kumpulan (assemblage zone) dan zona puncak (abundance zone) dapat memotong garis-garis waktu. Di lain pihak, zona selang (interval zone), yang terutama ditentukan keberadaannya berdasarkan pemunculan pertama suatu taksa, memiliki batas-batas yang pada umumnya berimpit dengan garis waktu.
Satuan biostratigrafi dapat dikorelasikan, tanpa tergantung pada kebenaran waktu-nya, dengan menggunakan prinsip-prinsip yang sangat mirip dengan prinsip-prinsip k orelasi litostratigrafi, misalnya berdasarkan ke-match-an menurut kandungan fosil dan posisi stratigrafinya. Beberapa zona dalam korelasi biostratigrafi adalah sebagai berikut:
Korelasi Berdasarkan Zona Kumpulan
Berbeda dengan Oppel assemblage zone, zona kumpulan didasarkan pada pengelompokkan tiga atau lebih taksa tanpa memperhitungkan limit-limit kisarannya. Keberadaan zona tersebut ditentukan oleh urut-urutan flora dan fauna yang berbeda dan zona tersebut berurutan satu di atas yang lain dalam suatu penampang stratigrafi tanpa diselingi oleh rumpang. Zona kumpulan memiliki kebenaran khusus sebagai indikator lingkungan. Zona tersebut, apabila dilihat secara regional, mungkin sangat bervariasi. Karena itu, zo na kumpulan cenderung hanya dapat digunakan untuk tujuan korelasi lokal. Walau demikian, sebagian zona kumpulan yang didasarkan pada kumpulan organisma planktonik bahari dapat digunakan untuk korelasi pada wilayah yang lebih luas.
Shaw (1964) menyatakan bahwa batas -batas zona kumpulan pada dasarnya sangat rumit karena di bawah atau di atas limit tersebut akan terdapat zona transisi yang merupakan sebuah tempat dimana sebagian dari karakter zona kumpulan yang terletak dibawahnya telah hilang dan/atau sebagian dari karakter zona kumpulan yang terletak diatasnya masih belum muncul. Karena itu, ada limit praktis yang membatasi tingkat keakuratan zona kumpulan. Sebagian masalah korelasi yang didasarkan pada zona kumpulan muncul dari fakta bahwa jumlah taksa fosil yang harus diteliti oleh seorang ahli biostratigrafi demikian banyaknya sehingga sukar bagi dia untuk mengasimilasikan data yang sangat banyak itu dan untuk menentukan batas-batas zona yang berarti. Untuk mengatasi masalah tersebut, para peneliti di masa lalu cenderung mengurangi jumlah taksa yang akan dipelajari atau mereka mencoba membuat sampel gabungan. Cara pemecahan masalah l ain yang baru-baru ini diajukan oleh para ahli adalah dengan menerapkan teknik-teknik analisis statistika multivariat untuk mengenal dan menentukan zona kumpulan. Teknik-teknik itu memberikan dasar rasional kepada seorang ahli biostratigrafi untuk menentukan zona kumpulan berdasarkan sejumlah besar taksa. Detil-detil dari berbagai teknik statistika multivariat itu dijelaskan oleh Hazel (1977), Brower (1981), serta Gradstein dkk (1985).
Korelasi Berdasarkan Zona Puncak
Seperti yang telah diketahui, zona puncak (abundance zone; acme zone) ditentukan keberadaannya berdasarkan jumlah maksimum relatif dari satu at au lebih spesies, genus, atau taxon lai n; bukan berdasarkan kisaran taxon. Zona itu merepresentasikan saat atau saat-saat ketika suatu taxon tertentu berada pada puncak perkembangannya. Sejumlah ahli biostratigrafi pada mulanya menggunakan zona puncak untuk tujuan korelasi kronostratigrafi dengan asumsi bahwa dalam sejarah suatu taxon terdapat saat-saat taxon itu mencapai kelimpahan maksimum dan bahwa kelimpahan maksimum itu berlangsung pada waktu yang bersamaan di semua belahan bumi. Walau demikian, para ahli biostratigrafi dewasa ini berkeyakinan bahwa sebagian besar zona puncak tidak dapat diyakini kehandalannya dan tidak dapat digunakan sebagai penciri kronostratigrafi yang
memuaskan. Pendapat ini didasarkan pada fakta bahwa tidak semua spesies mencapai kelimpahan maksimum atau, jika mencapai kelimpahan maksimum, hal itu belum tentu terekam dalam batuan. Selain itu, kelimpahan maksimum yang terekam dalam rekaman stratigrafi mungkin berkaitan dengan kondisi ekologi yang kondusif dan kondisi seperti itu dapat muncul pada waktu yang berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain dan keberadaan kondisi seperti itu dapat lebih panjang di suatu tempat daripada di tempat lain. Jadi, kelimpahan maksimum mungkin bersifat lokal dan sporadis. Pendeknya, zona puncak dapat digunakan untuk korelasi biostratigrafi, namun zona itu tidak dapat berperan sebagai sarana korelasi kronostratigrafi yang dapat diandalkan. Meskipun kadang-kadang digunakan untuk tujuan korelasi pada suatu mandala tertentu, para ahli biostratigrafi biasanya lebih menyukai korelasi yang didasarkan pada zona kumpulan atau zona selang.
Korelasi Berdasarkan Fosil
Korelasi kronostratigrafi adalah matching up satuan-satuan stratigrafi berdasarkan kesebandingan waktu. Penentuan kesebandingan waktu antar berbagai strata merupakan tulang punggung dari stratigrafi global dan dianggap oleh kebanyak-an ahli stratigrafi sebagai tipe korelasi yang terpenting. Metode korelasi kronostratigrafi dapat dibedakan menjadi dua kategori: (1) metode biologi; dan (2) metode fisika/kimia. Sebagaimana telah diketahui, korelasi kronostratigraf i berdasar-kan metode biologi terutama didasarkan pada penggunaan concurrent range zones dan zona selang lainnya. Metode korelasi biologi juga mencakup penelaahan statistik terhadap data zona selang dan pengkorelasian berdasarkan zona puncak yang merupakan biological events yang berkaitan dengan fluktuasi iklim. Berbagai metode fisika dan kimia untuk korelasi kronostratigrafi akan dibahas nanti. Secara logika, pembahasan tentang korelasi kronostratigrafi yang didasarkan pada fosil dapat dianggap sebagai bagian dari pembahasan kronokorelasi. Namun, saya memasukkannya disini dengan tujuan agar materi bahasan yang berkaitan dengan fosil dimasukkan dalam bagian yang sama. Pembahasan tentang biokorelasi di bawah i ni masih sangat umum. Pembahasan yang lebih mendetil dapat ditemukan dalam karya tulis Gradstein dkk (1985) serta Guex (1991).
Korelasi Berdasarkan Zona Selang
Zona selang adalah biozona yang membagi-bagi strata yang jatuh diantara saat-saat dimana suatu taxon muncul untuk pertama kalinya dan saat-saat suatu taxon hilang untuk pertama kalinya. Hingga dewasa ini dikenal adanya beberapa tipe zona selang, termasuk zona yang dibentuk oleh kisaran taksa yang saling tumpang-tindih. Melukiskan beberapa cara pemunculan pertama dan pemunculan terakhir suatu taxon dapat digunakan untuk menentukan zona selang. Tipe-tipe zona selang yang dikenal adalah:
v Zona selang antara pemunculan pertama dan pemunculan terakhir suatu taxon tunggal. Zona selang seperti ini dikenal dengan sebutan zona kisaran taxon (taxon range zone).
v Zona selang antara pemunculan pertama dua taksa yang berbeda atau pemunculan terakhir dari kedua taksa tersebut.
v Zona selang antara pemunculan pertama suatu taxon dan pemunculan terakhir taxon yang lain.
v Zona selang yang ditentukan oleh zona-zona kisaran yang saling bertumpang tindih. Zona selang seperti ini dikenal dengan sebutan concurrent range zone.
Korelasi Berdasarkan Zona Kisaran Takson
Zona kisaran takson mungkin berguna untuk kronokorelasi jika taksa yang dipakai sebagai dasar penentuannya memiliki kisaran stratigrafi yang pendek. Namun, zona ini tidak terlalu bermanfaat jika taksa yang dipilih sebagai dasar penentuannya memiliki kisaran yang panjang (misalnya beberapa jaman). Korelasi berdasarkan zona kisaran taxon seringkali dirujuk sebagai “korelasi berdasarkan fosil penunjuk”. Fosil penunjuk (index fossil) adalah taxon yang memiliki kisaran
stratigrafi yang pendek, memiliki penyebaran geografis yang luas, cukup melimpah untuk dapat ditemukan dengan relatif mudah dalam rekaman stratigrafi, dan mudah dikenal. Sayang sekali, istilah fosil penunjuk juga digunakan dengan mendasarkan pada konsep lain dan mengandung konotasi lain. Karena itu, akan lebih jelas apabila kita menyatakan bahwa suatu korelasi didasarkan pada keseluruhan kisaran suatu taxon daripada menyatakannya sebagai korelasi yang didasarkan pada zona kisaran.
Metode Korelasi Grafis
Meskipun zona selang dapat digunakan sebagai batasan untuk menyatakan satuan strata yang diendapkan pada suatu rentang waktu yang relatif pendek, namun tidak dapat digunakan untuk korelasi kronostratigrafi mendetil. Organisme dapat bermigrasi secara lateral untuk kemudian muncul di tempat lain pada waktu yang berbeda dengan pemunculan yang sebenarnya dari organisme tersebut atau punah di tempat baru itu. Variabel-variabel tingkah laku organisme seperti
itu menyebabkan batas- batas zona selang secara inherent bersifat “fuzzy.” Batas eksak dari biozona tidak akan pernah dapat diketahui karena batas itu ditentukan secara empiris. Setiap saat selalu mungkin terjadi pelebaran batas kisaran suatu taxon atau taksa sejalan dengan munculnya hasil-hasil penelitian baru.
Salah satu cara untuk meminimalkan masalah fuzzy zonal boundaries ialah dengan menerapkan metode-metode statistika dalam menangani data biostratigrafi yang berupa data pemunculan awal dan pemunculan akhir semua spesies dalam suatu penampang stratigrafi; bukan hanya kisaran dari satu atau dua spesies saja. Shaw (1964) adalah orang yang pertama kali mengusulkan metode grafis untuk menetapkan kesebandingan waktu antar berbagai strata yang ada dalam dua penampang stratigrafi dengan cara merajahkan data-data pemunculan awal dan pemunculan akhir semua spesies yang ada pada suatu penampang terhadap data-data pemunculan awal dan pemunculan akhir berbagai spesies itu pada penampang stratigrafi lain. Dewasa ini, metode tersebut digunakan secara luas oleh para ahli stratigrafi untuk melakukan korelasi kronostratigrafi mendetail antar berbagai penampang stratigrafi, khususnya penampang-penampang lokal.
Metode yang digunakan oleh Shaw (1964), yang kemudian disempurnakan oleh Miller (1977), pertama-tama dilakukan dengan cara memilih suatu penampang stratigrafi sebagai penampang rujukan (reference section). Penampang itu merupakan penampang paling tebal, bebas dari pengaruh sesar atau struktur lain, dan mengandung banyak fosil (baik jumlah maupun variasinya). Penampang rujukan diukur dan diambil sampelnya selengkap mungkin, kemudian posisi FAD dan LAD dari setiap spesies pada penampang itu dicatat, misalnya pada meter ke berapa suatu spesies muncul untuk pertama kali dan pada meter ke berapa pula spesies itu hilang. Kisaran stratigrafi dari suatu spesies seperti yang terlihat dari FAD dan LAD pada penampang itu mungkin bukan merupakan kisaran stratigrafi total dari spesies tersebut. Walau demikian, seperti yang akan kita lihat nanti, fakta itu tidak menghalangi pemakaiannya dalam korelasi. Setelah itu, kita pilih penampang stratigrafi kedua untuk dibandingkan dengan penampang rujukan. Pada penampang itu, kita juga meneliti semua spesies dan kemudian menentukan FAD dan LAD mereka pada penampang tersebut.
Setelah itu, kita menggambarkan sebuah graf ik yang dibuat sedemikian rupa sehingga penampang rujukan (misalnya saja penampang A) ditempatkan pada sumbu horizontal dari grafik tersebut, sedangkan penampang kedua (misalnya saja penampang B) ditempatkan pada sumbu vertikal. FAD dan LAD dari setiap spesies pada penampang A kemudian diplot terhadap FAD dan LAD dari setiap spesies yang sama pada penampang B. Hal yang sama dilakukan untuk FAD dan LAD dari spesies lain. Prosedur ini akhirnya akan menghasilkan sejumlah titik yang cenderung untuk mengumpul pada suatu zona tertentu. Selanjutnya kita menggambarkan sebuah garis yang merupakan “best-fit” line
untuk titik-titik data tersebut. Pembuatan garis itu dapat dilakukan dengan menggunakan metoda regresi statistika. Koordinat x dan y dari setiap titik pada garis itu akan memberi-kan suatu korelasi kronostratigrafi yang mendetil antara kedua penampang tadi.
FAD dan LAD dari berbagai spesies yang dinyatakan dengan titik-titik dalam gambar 18 mengindikasikan bahwa pemunculan dan kepunahan berbagai spesies pada penampang A berbeda dengan pemunculan dan kepunahannya pada penampang B. Hal itu mungkin terjadi karena faktorfaktor lingkungan (dengan kata lain berbagai spesies itu facies dependent) atau karena migrasi antara penampang A dan B tidak dapat berlangsung karena adanya halangan-halangan biogeografi (biogeographic barriers).
Kehadiran endapan yang mengindikasikan physical events atau isotopic events yang memiliki kebenaran kronostratigrafi bisa dimanfaatkan dalam metode graf is itu, bahwa kehadiran endapan itu dapat digunakan untuk membuktikan kesahihan best-fit line. Jika garis itu benar, maka posisi stratigrafi endapan tersebut pada kedua penampang itu akan tepat terhubungkan oleh garis tersebut.
Selain bermanfaat untuk mengkorelasikan penampang stratigrafi, metode g rafis juga merupakan sebuah alat handal untuk mengevaluasi perbedaan laju sedimentasi pada berbagai penampang atau untuk mendeteksi kehadiran hiatus. Kemiringan dari best-fit line mengindikasikan laju sedimentasi relatif antara dua daerah yang diwakili oleh kedua penampang yang dihubungkan. Jika terjadi perubahan kemiringan best-fit line, perubahan itu mengindikasikan terjadi peningkatan atau penurunan laju sedimentasi relatif.
Metode korelasi grafis tidak saja digunakan untuk mengkorelasikan dua penampang lokal, namun dapat diperluas dengan cara mengkorelasikan suatu penampang dengan penampang lain sedemikian rupa sehingga akan diperoleh sebuah penampang gabungan yang oleh Shaw (1964) dinamakan composite standard reference section. Penampang yang disebut terakhir ini dapat digunakan untuk kronokorelasi regional, bahkan mungkin global. Dalam suatu penampang rujukan yang terpilih, kisaran dari beberapa spesies fosil mungkin merupakan kisaran stratigrafi maksimum. Fosil-fosil lain akan memiliki kisaran yang tidak lengkap karena faktor-faktor lingkungan atau biogeografi seperti telah dikemukakan di atas atau akibat masalah pengawetan. Tujuan pembuatan composite standard reference section adalah untuk menetapkan kisaran total dari setiap spesies atau taxon dengan menggabungkan informasi dar i sejumlah penampang yang sebanding. Puncak dan dasar dari kisaran stratigrafi setiap taxon disempurnakan dalam composite standard reference section dengan cara mengkorelasikannya dengan penampang-penampang lain hingga a khirnya diperoleh suatu titik pemunculan awal yang paling rendah dan titik pemunculan akhir yang paling tinggi. Titik-titik itu menandai saat -saat spesiasi (evolutionary first appearance) dan kepunahan global dari setiap taxon. Setelah kisaran total dari setiap taxon dapat ditentukan dan composite standard reference section telah dapat ditetapkan, maka kita akan dapat melakukan korelasi kronostratigrafi pada skala regional dan global.
