Karya Tulis Ilmiah PERHITUNGAN UMUR FOSIL DENGAN RADIOAKTIVITAS DI JAWA BARAT DAN SEKITARNYA
Disusun Oleh: Dimas Prianggoro Emille Kholid Arief Muhammad Rifky Rafif Zuhdi Widyanto Sahril Sidiq Abdulloh Widodo Agung Nugroho
Kelas XI IPA 2
SMA NEGERI 13 BEKASI Jl. Pariwisata Raya Perum Bumi Bekasi Baru Utara Bekasi – Indonesia 2010/2011
HALAMAN PENGESAHAN Karya tulis berjudul “Perhitungan Umur Fosil dengan Radioaktivitas di Jawa Barat dan Sekitarnya” yang disusun oleh :
1. Dimas Prianggoro 2. Emille 3. Kholid Arief 4. Muhammad Rifky 5. Rafif Zuhdi Widyanto 6. Sahril Sidiq, dan 7. Widodo Agung
Dengan pembimbing utama ibu Nur Pamungkas, S.Si telah dibaca dan di verifikasi oleh pihak sekolah. Diberikan di : Bekasi Tanggal :
Guru Pembimbing 1
Guru Pembimbing 2
Nur Pamungkas, S.Si
Sri Wahyuning Dayati, S.Pd
NIP: 194705052006042038
NIP: Mengetahui Kepala SMAN 13 Bekasi
Sofian, S.Pd NIP: 19560411983031006
i
MOTTO
Barang siapa yang menghendaki kebahagiaan di dunia, maka hendaknyalah dia meraihnya dengan ilmu. Dan barang siapa yang menginginkan kebahagian di akhirat, maka gapailah ia dengan ilmu, dan barang siapa menghendaki keduaduanya, maka rengguhlah pula ia dengan ilmu.” (Al-Hadits).
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah S.W.T, Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan ridha-Nya, kami dapat menyelesaikan penyusunan karya tulis ilmiah fisika ini dengan baik dan maksimal. Karya tulis ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan sekolah sebagai bagian dari penilaian kenaikan kelas XII serta mencoba untuk menyampaikan kepada pembaca sekalian mengenai cara menghitung fosil yang selama ini hanya kita kenal sebagai “bagian dari masa lalu (part of the past)”. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada wali kelas kami, Ibu Enik Supriati, S.Pd dan guru fisika kami, Ibu Nur Pamungkas, S.Si yang ikut memberi dorongan dan arahan kepada kami dalam pembuatan karya tulis ini serta kepada pihak sekolah dan pihak Museum Geologi, Bandung yang juga ikut memberi andil terhadap suksesnya pembuatan karya tulis ini. Ucapan terima kasih tak terhingga juga diberikan kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan karya tulis ini baik saat proses pengumpulan data, pengolahan hingga finishing yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Pembuatan karya tulis ini masihlah jauh dari sempurna, maka dari itu kami menerima segala kritik dan masukan yang membangun sebagai koreksi kami untuk perbaikan karya tulis ini kedepan. Sebagai penutup, kami tentunya berharap agar karya tulis ini tidak hanya sekedar untuk dibaca melainkan untuk dipahami isinya dan mampu memberikan sedikit manfaat bagi pengetahuan dan wawasan ilmu pembaca sekalian.
Bekasi, Januari 2011 Tim Penulis
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i MOTTO ................................................................................................................. ii KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vi DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii BAB I: PENDAHULUAN......................................................................................1 1.1
Latar Belakang Masalah ............................................................................1
1.2
Rumusan Masalah .....................................................................................1
1.3
Ruang Lingkup Permasalahan ...................................................................2
1.4
Tujuan Penulisan .......................................................................................2
1.5
Manfaat Penulisan .....................................................................................2
1.6
Metode Pengumpulan Data .......................................................................3
1.7
Sistematika Penulisan ................................................................................3
BAB II: LANDASAN TEORI ...............................................................................5 2.1
Teori Pendukung Penulisan .......................................................................5
2.1.1
Radioaktivitas.....................................................................................5
2.1.2
Waktu Paro/Paruh (Half Time)...........................................................6
2.1.3
Detektor Radiasi .................................................................................9
2.2
Batasan Penulisan ....................................................................................10
BAB III: PEMBAHASAN ...................................................................................11 3.1
Fosil di Indonesia dan Jawa Barat ...........................................................11
3.2
Kaitan Radioaktivitas dan Cara Menghitung Umur Fosil .......................14
iv
3.2.1
Dasar Perhitungan Umur Fosil dengan Radioaktivitas ....................14
3.2.2
Penerapan Perhitungan .....................................................................15
BAB IV: KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................17 4.1
Kesimpulan ..............................................................................................17
4.2
Saran ........................................................................................................18
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................19 LAMPIRAN ..........................................................................................................20
v
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kerangka Prasejarah di kompleks situs Batujaya, Karawang ............. 6 Gambar 3.1 Fosil-Fosil Kayu yang terdapat di daerah Sajira, Banten .................. 12 Gambar 3.2 Fosil Tengkorak Kepala Kerbau Purba (Bubalus paleo kerabau) yang ditemukan di Sukadami, Kab. Bekasi .............................................. 13
vi
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Waktu paruh berbagai radiosotop dan radiasi yang dipancarkan (Tipler, 1998). ...................................................................................................... 8
vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah Pembahasan mengenai fosil dan rumus menghitung umurnya dengan
radioativitas merupakan pembahasan umum yang oleh beberapa ilmuwan sudah dibahas. Judul ini kami pilih karena mengungkap sisi lain prasejarah serta kami ingin membahas, mengetahui sekaligus mendalami
tentang bagaimana cara
menghitungnya. Penelitian tentang umur fosil sebenarnya sudah lama terjadi. Mulai dengan cara sederhana yakni dengan merekonstruksi awal masa pra-sejarah hingga menggunakan radioaktivitas saat ini. Hal ini tidaklah lepas dari perkembangan zaman serta ditemukannya berbagai penemuan yang mendukung. Membahas masalah fosil tentu tidak akan ada habisnya. Namun jika kita mempelajari cara menghitung umur fosil, maka kita akan dapat memperkirakan sendiri dari zaman manakah fosil tersebut berasal. Maka dari itu, melalui makalah ini, kami mencoba untuk menggali secara jelas dan memberikan informasi mengenai cara perhitungan ini dengan baik dan akurat.
1.2
Rumusan Masalah Berbagai permasalahan yang mengiringi pembahasan perhitungan umur
fosil dengan radioaktivitas diantaranya: 1. Bagaimana persebaran fosil di daerah Jawa Barat 2. Seberapa efektifkah penggunaan radioaktivitas dalam perhitungan umur fosil di Jawa Barat 3. Bagaimanakah metode radioaktivitas dalam perhitungan umur fosil ini dipergunakan?
1
4. Adakah kelebihan dan kekurangan perhitungan dengan cara tersebut dibandingkan dengan metode radioaktivitas? 5. Apakah metode yang tepat untuk seharusnya digunakan dalam menghitung umur fosil di daerah Jawa Barat?
1.3
Ruang Lingkup Permasalahan Dalam karya tulis ilmiah ini, pembahasan akan diutamakan mengenai
radioaktivitas dalam peranannya di bidang geologi fisis (geofisika) sebagai salah satu metode perhitungan umur fosil. Selebihnya hanyalah tambahan untuk memperkaya pembahasan tersebut.
1.4
Tujuan Penulisan Dalam membuat karya tulis ini, tentulah kami memiliki tujuan yang ingin
kami capai diantaranya: 1. Memenuhi tugas sebagaimana yang pihak sekolah berikan 2. Memberikan informasi kepada pembaca terkait dengan tema yang kami ambil 3. Menjadikan karya tulis ini sebagai media pembelajaran yang efektif bagi para pembaca sekalian.
1.5
Manfaat Penulisan Pembuatan karya tulis dengan tema berjudul “Menghitung Umur Fosil
dengan Teori Radioaktivitas” diharapkan mampu memberi manfaat diantaranya: 1. Mendorong minat baca siswa/i SMAN 13 Bekasi 2. Memberikan sedikit wawasan kepada pembaca 3. Dapat menjadi media pembelajaran efektif bagi para pembaca Hasil dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada semua pihak, khususnya kepada siswa untuk menambah pengetahuan dan wawasan pembaca sekalian. Manfaat lain dari penulisan makalah ini adalah dengan adanya
2
penulisan ini, diharapkan mampu mendorong minat membaca siswa SMA Negeri 13 yang menurut kami dirasa masih agak kurang.
1.6
Metode Pengumpulan Data Data penulisan makalah ini diperoleh dengan metode studi kepustakaan.
Metode studi kepustakaan yaitu suatu metode dengan membaca telaah pustaka mengenai fosil dan radioaktivitas. Selain itu, tim penulis juga memperoleh beberapa data maupun referensi dari internet.
1.7
Sistematika Penulisan Dalam penulisan karya ilmiah ini, tentulah ada sistematika dalam
penyusunannya agar teratur yakni:
Halaman Pengesahan Motto Kata Pengantar Daftar Isi Abstract Intisari Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Masalah 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Ruang Lingkup Pembahasan 1.4 Tujuan Penulisan 1.5 Manfaat Penulisan 1.6 Metode Pengumpulan Data 1.7 Sistematika Penulisan Bab 2 Landasan Teori 2.1 Teori Pendukung Penulisan 2.2 Batasan Masalah
3
Bab 3 Pembahasan 3.1 Fosil di Indonesia & Jawa Barat 3.2 Radioaktivitas 3.3 Kaitan Radioaktivitas dan Cara Menghitung Fosil 3.4 Penerapan Perhitungan Bab 4 Kesimpulan & Saran Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Referensi Internet Lampiran
4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Teori Pendukung Penulisan Dalam penyusunan karya ilmiah ini, tentulah penulis tidak hanya
mengambil sumber atas pemikiran sendiri, melainkan di dukung oleh sejumlah teori yang relevan dengan tema karya ilmiah ini diantaranya: a. Teori Radioaktivitas, dalam perkembangannya sebagai salah satu media perhitungan umur fosil. Dalam hal ini adalah dengan penggunaan radioisotop. Teori ini berlandaskan perhitungan waktu paruh dari peluruhan zat radioaktif. Dengan mengetahui kadar zat radioaktif dibandingkan dengan adar zat luruhannya dapat diketahui kapan zat itu terbentuk (Amirulloh, 2011). b. Laju Peluruhan, dimana untuk menghitung waktu yang diperlukan suatu zat radioaktif untuk meluruh (sehingga hanya tinggal separuh).
2.1.1
Radioaktivitas Radioaktivitas adalah peluruhan atau penyusunan ulang struktur-
struktur internal secara spontan. Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom. Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh fisikawan Perancis Henri Becquerel (1852-1908) ketika sedang bekerja dengan material fosforen (King & Regev, 1997). Radioaktivitas di Indonesia diterapkan dalam berbagai hal seperti untuk kesehatan dan lainnya. Lembaga di Indonesia yang mengatur tentang hal ini adalah Badan Tenaga Nuklir Indonesia (BATAN) dan Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN) yang mengurusi masalah pengembangan, penelitian dan pengawasan nuklir di Indonesia.
5
Radioaktivitas sendiri diatur dalam Keputusan Kepala Badan Pengawas Tenaga Nuklir Indonesia nomor 02/Ka-BAPETEN/V-99 tentang “Baku Tingkat Radioaktivitas di Lingkungan”. Dalam keputusan tersebut dijelaskan tentang definisi radioaktivitas sebagai besaran yang menyatakan kekuatan sumber radioaktif yaitu banyaknya /jumlah inti radioaktif yang mengalami proses peluruhan per satuan waktu (BATAN, 1999). Dalam keputusan tersebut, diterangkan mengenai nilai batas radioaktivitas di udara dan air. Di Jawa Barat, penggunaan radioaktivitas dalam menghitung umur batuan/ fosil telah dilakukan oleh beberapa tim arkeolog Indonesia. Seperti tim arkeologi Universitas Indonesia yang telah meneliti batuan pada candi Batujaya di antara Desa Segaran dan Telagajaya, Kecamatan Batujaya, Kabupaten Karawang, Jawa Barat pada tahun 1984.
Gambar 2.1 Kerangka Prasejarah di kompleks situs Batujaya, Karawang
2.1.2
Waktu Paro/Paruh (Half Time) Waktu paro adalah selang waktu yang dibutuhkan agar aktivitas radiasi
berkurang setengah dari aktivitas semula. Waktu paro juga dapat didefinisikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan agar setengah dari inti radioaktif yang ada meluruh (Tipler, 1998), Untuk menghitungnya digunakan rumus :
6
Keterangan:
𝑇1 = [
T1/2 : Waktu paro
2
ln 2 0,693 ]= [ ] 𝜆 𝜆
In : Logaritma Natural λ : tetapan peluruhan (S-1)
Sementara untuk menghitung umur bahan radioaktif digunakan persamaan diatas dengan: 1 𝑛
𝑁 = ( ) 𝑁0
Dengan
2
𝑛=
𝑡 𝑇1
⇒ 𝑡 = 𝑛 × 𝑇1 2
2
𝑡
𝑡
1 𝑇1/2 𝑁 1 𝑇1 𝑁= ( ) 𝑁0 ⟹ =( ) 2 2 𝑁0 2
⟹𝑡=
1 2
ln (
𝑁 𝑁0
) × 𝑇1 2
𝑁 ln ( ) 𝑁𝑜 ] × 𝑇1 𝑡=[ 2 (−0,693)
Keterangan:
t: umur fosil,
N/No: perbandingan kandungan C-14 pada fosil jaringan hidup,
T1/2: waktu paro (dalam fosil dikenal T1/2 Carbon-14 = 5730 tahun.
(-0,693): hasil logaritma natural (ln) 1/2
In: Logaritma Natural (Logaritma dengan bilangan pokok e)
Elemen radioaktif ini berangsur-angsur meluruh sehingga hilanglah sifat radioaktivitasnya menjadi radioaktif yang massanya menjadi separuh, waktu peluruhannya disebut waktu paruh atau half life (Yuwono, 2007). Waktu paruh bisa menjadi sangat pendek atau sangat panjang. Tabel 3.1 menunjukkan waktu paruh (t1/2) dari beberapa jenis isotop radioaktif.
7
Tabel 3.1 Waktu paruh berbagai radiosotop dan radiasi yang dipancarkan (Tipler, 1998). Radioisotop
Radiasi yang Dipancarkan
Waktu Paruh (t1/2)
Kr-94
β
1,4 detik
Rn-222
α
3,8 hari
I-131
β
8 hari
Co-60
γ
5,2 tahun
H-3
β
12,3 tahun
C-14
β
5730 tahun
U-238
α
4,5 miliar tahun
Rb-87
β
49 miliar tahun
Cuplikan waktu paruh penting untuk diketahui, sebab dapat digunakan untuk menentukan kapan suatu bahan radioaktif aman untuk ditangani. Aturannya adalah suatu cuplikan dinyatakan aman bila radioaktivitasnya telah turun sampai di bawah batas pengamatan (ini terjadi setelah 10 kali waktu paruh). Aplikasi waktu paruh yang sangat berguna adalah pada pelacakan radioaktif. Ini berhubungan dengan penentuan usia benda-benda kuno (Benton, 2008). Karbon 14 (C-14) adalah isotop karbon radioaktif yang dihasilkan di atomosfer bagian atas oleh radiasi kosmis. Senyawa utama di atmosfer yang mengandung karbon adalah karbon dioksida (CO2). Sangat sedikit sekali jumlah karbon dioksida yang mengandung isotop C-14. Tumbuhan menyerap C-14 selama fotosintesis. Dengan demikian, C-14 terdapat dalam struktur sel tumbuhan. Tumbuhan kemudian dimakan oleh hewan, sehingga C-14 menjadi bagian dari struktur sel pada semua organisme. Selama suatu organisme hidup, jumlah isotop C-14 dalam struktur selnya akan tetap konstan. Tetapi, bila organisme tersebut mati, jumlah C-14 mulai menurun. Para ilmuwan kimia telah mengetahui waktu paruh dari C-14, yaitu 5730 tahun. Dengan demikian, mereka dapat menentukan berapa lama organisme tersebut mati.
8
2.1.3
Detektor Radiasi Sinar radioaktif sangatlah berbahaya dan tidak dapat dilihat sehingga
diperlukan alat untuk mendeteksi adanya sinar radioaktif. Alat inilah yang kemudian disebut detektor radiasi (Tipler, 1998). Berikut ini adalah beberapa jenis detektor radiasi serta fungsinya:
Pencacah Geiger (GM) Pencacah Geiger Muller adalah detektor yang paling umum digunakan untuk mendeteksi radiasi. Alat ini berfungsi untuk menentukan/mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif. Sensornya adalah sebuah tabung Geiger-Müller, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktor ketika partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif.
Kamar Kabut Wilson Kamar kabut Wilson adalah alat yang digunakan untuk mengamati jejak partikel radioaktif. Pada mulanya, tahun 1911 C.T.R Wilson menemukan bahwa ion-ion gas dapat bertindak sebagai inti pengembunan. Ia menyadari bahwa gejala ini dapat digunakan untuk menunjukkan lintasan radiasi ionisasi melalui udara, sehingga akhirnya dibuatlah kamar kabut (Cloud Chamber).
Film Fotografis Film fotografis digunakan untuk mengamati jejak, jenis dan mengetahui intensitas partikel radioaktif. Bacquerel telah menggunakannya ketika ia secara tidak sengaja menemukan radioaktivitas alami dari uranium (baca subbab 3.3). Disini Bacquerel menemukan sinar radioaktif yang telah menghitamkan film.
Detektor lainnya Selain ketiga detektor umum diatas, ternyata masih terdapat beberapa macam detektor radiasi lainnya seperti: 1. Kamar gelembung (bubble chamber)
9
2. Kamar kawat (wire chamber) 3. Kamar ion, yang berisi gas BF3. 4. Detektor Sintilasi, yang memanfaatkan efek fotolistrik
2.2
Batasan Penulisan Dalam penulisan karya ilmiah ini, pembahasan penerapan radioaktivitas
dalam kaitannya dengan perhitungan umur fosil akan dibahas dengan terperinci, sementara lainnya akan ditambahkan sebagai penjelasan/ informasi terhadap pembahasan diatas
10
BAB III PEMBAHASAN
3.1
Fosil di Indonesia dan Jawa Barat Dalam penelitian kami di Museum Geologi, Jawa Barat, terungkap bahwa
Indonesia adalah negara yang kaya akan kebudayaan dan sejarahnya di masa lalu. Hal ini tak terlepas dari kehidupan pra-sejarah bangsa Indonesia. Fosil adalah bukti adanya kehidupan sebelum zaman sejarah dimulai. Hal ini terlihat dari fosilfosil yang tertata rapi di museum tersebut. Jawa Barat sendiri adalah bagian dari wilayah yang memiliki keragaman fosilnya. Sejarah alam Jawa Barat sendiri dimulai bersamaan dengan terbentuknya Paparan Sunda pada zaman Plestosen (sekitar 3 -10 juta tahun yang lalu) (Danasasmita, 1984) menjadikan Jawa Barat kaya akan fosil-fosil hewan purba yang ditemukan di beberapa jalur yang dilalui hewan purba untuk bermigrasi akibat peristiwa alam yang terjadi. Beberapa fosil hewan purba yang sudah ditemukan di Jawa Barat terdapat di Kota Bekasi (fosil tanduk kepala kerbau) dan Kabupaten Ciamis (fosil rahang dan tulang kaki stegodon, fosil taring kuda nil, fosil tulang kaki banteng). Sejarah budaya Jawa Barat yang dimulai sejak masa prasejarah, 2 juta hingga 2000 juta tahun yang lalu, menjadi lebih khas dengan ditemukannya fosil Pithecanthropus erectus beserta peralatan hidup nomadennya berupa kapak perimbas di Tasikmalaya dan Ciamis (Asmar, 1975). Peninggalan sejarah budaya Jawa Barat lainnya yang menunjukkan perkembangan dari pola hidup nomaden menjadi pola hidup menetap adalah kubur peti batu di Kuningan serta punden berundak situs Gunung Padang di Cianjur. Di Museum Geologi, terungkap bahwa Indonesia kaya akan fosil. Tak hanya fosil manusia saja namun juga fosil tumbuhan (kayu) maupun hewan. Di Indonesia, banyak juga terdapat fosil kayu sebagai harta terpendam yang masih banyak belum di gali. Karakteristik fosil ini adalah unik, keras, dingin, bercahaya,warna-warni dan berusia jutaan tahun. Lokasi-lokasi fosil kayu banyak
11
terdapat di beberapa titik di Jawa Barat, yaitu di daerah Banten, Sukabumi, dan Tasikmalaya. Di Banten, terdapat fosil kayu yang berasal dari batang pohon yang tertimbun karena proses sedimentasi selama jutaan tahun di dalam tanah. Kawasan yang memiliki banyak timbunan fosil kayu tersebut berada di daerah Sajira, Kabupaten Lebak Banten.
Gambar 3.2 Fosil-Fosil Kayu yang terdapat di daerah Sajira, Banten
Sementara di Sukabumi dan Tasikmalaya terdapat fosil kayu dengan ukuran yang bervariasi. Di Sukabumi misalnya yang terbaru yakni penemuan fosil kayu di Kampung Cikatomas, Desa Ginanjar, Kecamatan Ciambar. Fosil yang diduga berusia ratusan tahun ini memiliki panjang 14 meter dengan diameter sekitar 1 meter berada di bawah permukaan tanah dengan kedalaman antara 2 meter hingga 4 meter. Sementara di Tasikmalaya terdapat fosil kayu di daerah Kampung Pasirgintung, Desa Buniasih, Kecamatan Pancatengah, Kabupaten Tasikmalaya. Selanjutnya, fosil hewan di Indonesia lebih beragam. Di Jawa Barat tepatnya di Bandung, terdapat fosil ular dan ikan yang ditemukan pada lapisan tanah bekas Danau Bandung serta artefak diperagakan dalam bentuk aslinya.
12
Artefak yang terkumpul dari beberapa tempat di pinggiran Danau Bandung menunjukkan bahwa sekitar 6000 tahun lalu danau tersebut pernah dihuni oleh manusia prasejarah. Di Bekasi, bahkan terdapat tengkorak tanduk kepala kerbau. Fosil tengkorak kerbau purba (Bubalus Paleo Kerabau) ini terdiri dari tengkorak kepala bagian atas serta kedua tanduk, tulang rahang bawah dengan gigi bawah dan beberapa potongan tulang lainnya. Hewan ini diperkirakan pernah hidup di Pulau Jawa kurang lebih 1,8 juta tahun yang lalu (masa Plestosen akhir).Fosil hewan ini ditemukan di desa Sukadami, Kabupaten Bekasi.
Gambar 3.3 Fosil Tengkorak Kepala Kerbau Purba (Bubalus paleo kerabau) yang ditemukan di Sukadami, Kab. Bekasi
Fosil hewan lainnya adalah fosil ruas tulang belakang ikan paus purba yang ditemukan di daerah Surade, Sukabumi. Dimana paus purba tersebut diperkirakan hidup sekitar 8 juta tahun yang lalu. Benar sajalah bahwa Indonesia khususnya Jawa Barat kaya akan fosil makhluk hidup. Namun dalam memperkirakan umur dari makhluk tersebut hidup dibutuhkan sebuah metode dalam penentuan umur tersebut. Saat ini telah ditemukan metode perhitungan yang lebih ilmiah dan akurat yakni dengan radioaktivitas. Bagaimanakah Radioaktivitas berkembang di Jawa Barat. Mari kita lihat berikut ini.
13
3.2
Kaitan Radioaktivitas dan Cara Menghitung Umur Fosil Saat ini telah dijumpai cara pengukuran usia fosil yang lebih modern,
yaitu dengan menggunakan elemen radioaktif. Elemen radioaktif adalah elemen yang dapat memancarkan cahaya (invisible light) alfa, beta, dan gamma. Dengan meningkatkannya pengetahuan isotop radioaktif, hal ini memungkinkan untuk memperkirakan usia fosil secara lebih akurat. Di antara isotop radioktif yang dapat digunakan untuk maksud tersebut adalah Uranium-238 (U-238), Potasium-40 (K-40), dan Carbon-14 (C-14). Isotop Uranium dan Potasium sangat baik untuk memberikan data tentang umur lapisan bumi, sedangkan isotop karbon sangat bermanfaat untuk memberikan data tentang umur fosil.
3.2.1
Dasar Perhitungan Umur Fosil dengan Radioaktivitas
Perhitungan umur fosil dengan radioaktivitas diawali setelah adanya penemuan radioaktivitas oleh Henri Bacquerel tahun 1896 dan Marie Curie. Ia menjelaskan terkait adanya sejumlah isotop yang tergolong radioaktif seperti Kr94, H-3, C-14, Co-60, U-238, dan lainnya. Penelitian selanjutnya datang dari Martin David Kamen (1913-2002) dan Sam Ruben yang menemukan Isotop Karbon-14 (C-14) tahun 1940. Lalu penelitian berlajut ketika tahun 1942, seorang kimiawan yang bernama Williard Frank Libby (1908-1980) menemukan metode pertama dalam penanggalan material dalam asal-usul biologis (biological origin). Libby menyadari bahwa semua mahluk hidup memiliki karbon yang relatif konstan antara 14-12 karbon rasio. Karbon-14 ternyata merupakan radioaktif sehingga Libby tahu bahwa ketika makhluk hidup itu mati, mereka akan berhenti menyerap karbon. Beberapa tahun kemudian oleh isotop karbon 14 terjadi pembusukan yang akan membuatnya menjadi nitrogen 14 sesuai dengan jadwal yang sangat tepat sedangkan karbon 12 akan tetap tidak berubah. Dengan demikian rasio karbon karbon 14 sampai 12 akan berubah dan dengan mengukur seberapa banyak
14
perubahan yang terjadi akan memungkinkan untuk mengetahui umur apa saja yang berasal dari tanaman hidup atau hewan. Menghitung dengan metode perhitungan pembusukan yang digunakan Libby melibatkan perhitungan radioaktivitas oleh karbon padat dengan menggunakan pencacah Geiger yang telah dimodifikasi. Libby awalnya menguji metode radiokarbon pada sampel yang beberapa tanggalnya diketahui, kebanyakan adalah benda-benda prasejarah Mesir. Melalui perhiyungan ini, sebuah kayu dari makam Firaun Djoser (3 Dinasti) mereka ketahui adalah sekitar 4700 tahun. Sejak paruh karbon 14 itu diperkirakan sekitar 5.700-an tahun ia diharapkan untuk menemukan sekitar setengah dari 14 konsentrasi karbon seperti yang akan ditemukan di alam. Tes-tes lain dilakukan pada sampel kayu tanggal lingkaran pohon dengan menggunakan metode dating (dendrochronology) menunjukkan bahwa karbon 14 adalah sah bahwa waktu paruh karbon 14 sekitar 5730 tahun. Dengan cara menggunakan radioaktif C-14 yang dikenal dengan istilah 'Carbon-14 Dating', caranya dengan membandingkan jumlah Carbon-14 yang ada di dalam fosil tersebut dengan kandungan C-14 di makhluk hidup, kemudian menghitungnya dengan menggunakan rumus waktu paro (BSNP, 2006)
3.2.2
Penerapan Perhitungan
Penerapan perhitungan umur fosil ini dapat dilihat pada ilustrasi beriku. Dalam penelitian kami di Museum Geologi terdapat fosil batuan yang semula mengandung U238 sehingga dapat ditentukan umurnya dengan menghitung kadar Pb206 pada batuan yang tersisa (sekarang). U238 akan berhenti meluruh jika telah terbentuk Pb206.
238 92𝑈
4 0 → 206 82𝑃𝑏 + 8 2𝐻𝑒 + 6 −1𝑒
Jadi setiap 238 gram U238 setelah berhenti meluruh akan menghasilkan 206 gram Pb206. Waktu paruh U238 adalah 4,5 x 109 tahun. Setelah 4,5 x 109 tahun, 1 gram U238 akan menghasilkan (½ x 1= 0,5) gram U238 dan ( ½ x 206⁄238 = 0,43) gram
15
Pb206. Jika dimisalkan sedikit sampel batuan tersebut mengandung 1 gram U238 dan 0,76 gram Pb206, maka:
236
Massa U238 semula (N0) = 1 + (206 × 0,76) gram = 1,88 gram 1
0,693
Umur batuan (t) dapat dicari dengan persamaan: ln 1,88 = − 4,5×109 × 𝑡 4,5×109
Jadi umur batuan tersebut (t) = (
0,693
) × ln
1,88 1
𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 = 4,099 × 109 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛
Umur sisa mahluk hidup (fosil) dapat ditentukan dengan mengukur radioaktifitas atau laju peluruhan C14 pada sisa mahluk hidup dan dibandingkan dengan laju peluruhan C14 pada mahluk hidup sekarang. Penggunaan radiasi C14 untuk menentukan umur sisa mahluk hidup ini disebut Radiocarbon Dating. Kemudian, untuk radioaktifitas C14 pada fosil sisa tumbuhan (= A) = 10 peluruhan permenit pergram 14 C , Radioaktifitas C14 pada tumbuhan sekarang (= Ao) = 50 peluruhan permenit pergram C14. Waktu paruh C14 = 5 730 tahun. Maka umur fosil (= t) dicari dengan persamaan:
ln
10 0,693 50 0,693 =− × 𝑡 → 𝑚𝑎𝑘𝑎 ln = ×𝑡 50 5730 10 5730
𝑡=
5730 50 × ln 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 = 13.307, 47 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 0,693 10
16
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
4.1
Kesimpulan Jawa Barat adalah bagian dari wilayah di Indonesia yang memiliki
keragaman fosilnya. Sejarah alam Jawa Barat sendiri dimulai bersamaan dengan terbentuknya Paparan Sunda pada zaman Plestosen yang menjadikan Jawa Barat juga kaya akan fosil-fosil hewan purba yang ditemukan di beberapa jalur yang dilalui hewan purba untuk bermigrasi akibat peristiwa alam yang terjadi. Fosil-fosil di Jawa Barat menggambarkan bagian hidup dari makhluk hidup di Jawa Barat era pra-sejarah yang didalamnya merupakan salah satu contoh aplikasi radioaktivitas. Hal ini diaplikasikan pada kandungan Karbon C-14 yang terkandung dalam setiap makhluk hidup. Saat hidup, makhluk hidup menyerap dan mengeluarkan karbon C-14 sehingga persentase karbon C-14 dalam tubuh selalu tetap. Begitu mereka mati, ia berhenti memproduksi karbon baru sehingga persentase karbon C-14 berkurang karena inti C-14 meluruh dengan memancarkan sinar beta. Perbandingan carbon-12 dengan carbon-14 di saat kematian sama untuk setiap mahluk hidup, namun carbon-14 meluruh dan tidak tergantikan. Peluruhan carbon-14 memiliki waktu paruh 5.730 tahun, sementara jumlah carbon-12 tetap dalam sampel. Dengan melihat perbandingan carbon-12 dengan carbon-14 pada sampel dan membandingkannya dengan perbandingan dalam organisme hidup, adalah mungkin menentukan usia mahluk yang dulunya hidup ini dengan cukup teliti. Teknik inilah yang kemudian dikenal sebagai penentuan umur dengan radioaktif (radioactive dating). Teknik ini banyak digunakan oleh ahli antropologi sehingga mereka dapat mengetahui umur fosil dalam periode sampai 40000 tahun dengan akurat. Pengembangan perhitungan ini di Jawa Barat perlu dilakukan agar dapat meningkatkan keakurasian data umur fosil yang ditemukan. Jawa Barat sebagai
17
bagian
dari
daerah
dengan
sejarahnya
yang
panjang
tentu
perlu
mengembangkannya dengan dibantu oleh pemerintah melalui BATAN dan kalangan akademisi. Dalam penerapannya, dapat menggunakan teknik tersebut untuk menaksir umur batuan saat miliaran tahun yang lalu dimana batuan terbentuk dari magma, kristal uranium-238 dan sebagainya. Uranium-238 memiliki waktu paruh yang sangat panjang (4,5 miliar tahun) sehingga memungkinkan penaksiran umur batuan. Batuan tertua yang pernah ditemukan dibumi kira kira berumur 4,6 miliar tahun. Penggunaan beragam radioisotop memungkinkan sampel biologis dan geologis ditentukan usianya dengan akurat. Walau demikian, penanggalan radioisotop tidak akan bekerja baik di masa depan, apapun yang mati setelah tahun 1940an, saat bom nuklir, reaktor nuklir dan uji nuklir udara terbuka mulai merubah segala hal, akan sulit menentukan usia dengan tepat.
4.2
Saran Dari kesimpulan diatas, penulis dapat memberikan sedikit saran kepada
pembaca sekalian diantaranya: 1. Dalam perhitungan umur fosil diperlukan ketelitian yang penuh karena sedikit kesalahan dapat memberikan hasil akhir yang salah. 2. Diperlukannya pengembangan oleh BATAN sebagai pemegang kendali radioaktivitas di Indonesia bersama kalangan akademisi untuk lebih mensosialisasikan perhitungan umur fosil dengan metode ini kepada masyarakat.
18
DAFTAR PUSTAKA
Amirulloh, G., 2011. Alam Semesta dan Tata Surya. [Online] Available at: http://iaduhamka.blogspot.com/ [Diakses 10 2 2011]. Asmar, T. d., 1975. Sejarah Jawa Barat : dari masa pra-sejarah hingga masa penyebaran Agama Islam. Bandung: Proyek Pembangunan Pemerintah Jawa Barat. BATAN, B. T. A. N., 1999. Keputusan Kepala BAPETEN No. 5 Tahun 1999 tentang Baku Tingkat Radioaktivitas di Lingkungan. [Online] Available at: http://ansn.bapeten.go.id/download.php?fid=&filename=BDI_sk-02-99... [Diakses 10 2 2013]. Benton, M. J., 2008. Vertebrae Palaeontology. London: Blackwell Publishing. BSNP, 2006. Kurikulum 2006 KTSP: Mata Pelajaran Fisika untuk Sekolah Menengah Atas dan Madrasah Aliyah. Jakarta: Depdiknas. Danasasmita, S., 1984. Sejarah Jawa Barat. Bandung: Pemda Tk I Jawa Barat. Diah, F. I., 2011. Frederick Soddy, Nobel Kimia Penguak Rahasia Radioaktivitas. [Online] Available at: http://www.chem-is-try.org/tokoh_kimia/frederick-soddynobel-kimia-penguak-rahasia-radioaktivitas/ [Diakses 10 2 2011]. King, A. R. & Regev, O., 1997. Physics with Answer. Cambridge: Cambridge University Press. Soddy, F., 1992. Radioactivity. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. Tipler, P. A., 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Penerbit Erlangga. Yuwono, T., 2007. Biologi Molekular. Jakarta: Penerbit Erlangga.
19
LAMPIRAN
20
