PERAN FOSIL DALAM STRATIGRAFI

1. FOSIL

Fosil (bahasa Latin: fossa yang berarti "menggali keluar dari dalam tanah") adalah sisa-sisa atau bekas-bekas makhluk hidup yang menjadi batu atau mineral. Untuk menjadi fosil, sisa-sisa hewan atau tanaman ini harus segera tertutup sedimen. Oleh para pakar dibedakan beberapa macam fosil. Ada fosil batu biasa, fosil yang terbentuk dalam batu ambar, fosil ter, seperti yang terbentuk di sumur ter La Brea di Kalifornia. Hewan atau tumbuhan yang dikira sudah punah tetapi ternyata masih ada disebut fosil hidup. Fosil yang paling umum adalah kerangka yang tersisa seperti cangkang, gigi dan tulang. Fosil jaringan lunak sangat jarang ditemukan.

Fosilisasi merupakan proses penimbunan sisa-sisa hewan atau tumbuhan yang terakumulasi dalam sedimen atau endapan-endapan baik yang mengalami pengawetan secara menyeluruh, sebagian ataupun jejaknya saja. Terdapat beberapa syarat terjadinya pemfosilan yaitu antara lain:

1.      Organisme mempunyai bagian tubuh yang keras

2.      Mengalami pengawetan

3.      Terbebas dari bakteri pembusuk

4.      Terjadi secara alamiah

5.      Mengandung kadar oksigen dalam jumlah yang sedikit

6.      Umurnya lebih dari 10.000 tahun yang lalu.

Fosil hidup adalah istilah yang digunakan suatu spesies hidup yang menyerupai sebuah spesies yang hanya diketahui dari fosil. Beberapa fosil hidup antara lain ikan coelacanth dan pohon ginkgo. Fosil hidup juga dapat mengacu kepada sebuah spesies hidup yang tidak memiliki spesies dekat lainnya atau sebuah kelompok kecil spesies dekat yang tidak memiliki spesies dekat lainnya. Contoh dari kriteria terakhir ini adalah nautilus.

Kebanyakan fosil ditemukan dalam batuan endapan (sedimen) yang permukaannya terbuka. Batu karang yang mengandung banyak fosil disebut fosiliferus. Tipe-tipe fosil yang terkandung di dalam batuan tergantung dari tipe lingkungan tempat sedimen secara ilmiah terendapkan. Sedimen laut, dari garis pantai dan laut dangkal, biasanya mengandung paling banyak fosil.

            Fosil terbentuk dari proses dari proses penghancuran peninggalan organisme yang pernah hidup. Hal ini sering terjadi ketika tumbuhan atau hewan terkubur dalam kondisi lingkungan yang bebas oksigen. Fosil yang ada jarang terawetkan dalam bentuknya yang asli. Dalam beberapa kasus, kandungan mineralnya berubah secara kimiawi atau sisa-sisanya terlarut semua sehingga digantikan dengan cetakan.

2. PEMANFAATAN FOSIL

Fosil penting untuk memahami sejarah batuan sedimen bumi. Subdivisi dari waktu geologi dan kecocokannya dengan lapisan batuan tergantung pada fosil. Organisme berubah sesuai dengan berjalannya waktu dan perubahan ini digunakan untuk menandai periode waktu. Sebagai contoh, batuan yang mengandung fosil graptolit harus diberi tanggal dari era paleozoikum. Persebaran geografi fosil memungkinkan para ahli geologi untuk mencocokan susunan batuan dari bagian-bagian lain di dunia. Kegunaan fosil antara lain:

1.      Untuk menentukan umur batuan atau fosil

Fosil yang ditemukan dalam batuan mempunyai selang waktu tertentu.dengan membandingkan urutan perlapisan(batuan sedimen)dan kandungan fosilnya dapat ditentukan umur relatif suatu lapisan terhadap yang lain.untuk menentukan umurbatuan kita gunakan plankton.

2.      Untuk mengkorelasi batuan

Korelasi adalah prinsip menghubungkan lapisan yang sama pada batuan.dengan melihat kumpulan fosil yang sama pada satu lapisan yang lain,maka dapat dihubungkan suatu garis kesamaan waktu pembentukan batuan tersebut.

3.      Menentukan lingkungan pengendapan

Beberapa binatang dapat dipelajari lingungan hidupnya(misalnya laut dalam,air payau,darat,dsb)hal ini akan membantu didalam merekonstruksi paleografi dan pembentukan batuannya.untuk menentukan lingkungan pengendapan kita gunakan benkton.

Fosil juga berperan dalam menentukan arus purba (paleocurrent). Penentuan arah arus purba (paleocurrent) dapat dilakukan dengan beberapa metode, diantaranya dengan memanfatkan keberadaan suatu fosil dalam suatu lapisan sedimen, serta ada cara lain yaitu dengan metode AMS (Anisotropy of Magnetic Suscaptibility).

Fosil yang terdapat dalam lapisan sedimen ini sangat berguna dalam menentukan arah arus purba. Hal ini didasarkan pada konsep dimana pada lingkungan yang berarus, baik itu lingkungan sungai, rawa, basin biasanya hidup suatu jenis makhluk hidup, sehingga ketika makhluk hidup itu ada mati, arus air dalam lingkungan itu akan membawa dan mengendapkan jasad maupun cangkang atau bagian tubuh makhluk hidup yang mati tadi dengan suatu pola aliran arus tertentu. Arus itu dapat berupa arus turbidit, arus gravity, ataupun arus pekat. Selanjutnya karena tertimbun oleh material sedimen yang terbawa oleh arus maka bagian tubuh makhluk yang mati dapat menjadi fosil. Sedangkan karena bagian tubuh makhluk itu terendapakan bersaamaan dengan suatu aliran arus, sehingga fosil memiliki posisi dan penyebaran tertentu, maka bagian tubuh itu akan menunjukkan suatu arah arus yang dulu pernah mengalir, atau dapat dikatakan sebagai arus purba.

Lapisan yang mengandung beberapa fosil yang menjajar dapat dijadikan sebagai petunjuk arah arus. Kemudian dilakukan penghitungan jumlah (n), radius penyebaran (r), dan arah penyebaran. Kemudian direkonstruksi sehingga diketahui arah arus purba, dari beberapa arah arus semu yang terukur dapat direkonstruksi dengan diagram rose sehingga didapatkan suatu arah arus purba dominan.

Bermacam indikator arus purba dijumpai didalam suatu lapisan, adalah graptolites, ortho cephalopoda dan trilobite cranidia. Kecenderungan dari arus purba sangat konsisiten menuruni lembah, dengan arah 167°. Bukti ini mendukung tektonik model.  Lebih lanjut turun kearah timur pada lembah, arus purba mengindikasikan perubahan arah, dan cenderung menuju north-south, sejajar pada sisi tektonik.

Contoh kasus pengunaan fosil Graptolites dan  Trilobite Cranadia adalah pada Mohowk River, Canada. Dimana kita dapat mengetahui orientasi yang ditunjukkan dengan adanya penjajaran 269 fosil Amplexograptus praetypicalis graptolites dan 15 fosil cranidia of Triarthrus beckii. Dan dari diagram rose didapatkan arah arus rata-rata dari cranidia adalah 115,0°, sedangkan arah arus rata-rata dari graptolith adalah 114,3°. Dengan measurement accuracy hanya sebesar 2 °.

         

Gambar dan Diagram Rose dari Paleocurrent Directions oleh Fosil Graptolites, dan Trilobite cranidia di Mohowk River, Canada

Gambar Tektonik Model dari North America

Paleontologi berasal dari bahasa yunani, yaitu paleon yang berarti tua atau yang berkaitan dengan masa lalu, ontos berarti kehidupan dan logos yang berarti ilmu atau pembelajaran, atau di pihak lain menyebutkan bahwa paleontology adalah juga paleobiologi ( paleon = tua, bios = hidup, logos = ilmu ) jadi paleontologi adalah ilmu yang mempelajari tentang sejarah kehidupan di bumi termasuk hewan dan tumbuhan zaman lampau yang telah menjadi fosil.

3. PALEONTOLOGI

Di dalam paleontologi ini, kita akan mempelajari tentang hewan dan tumbuhan yang hidup di masa lampau yang kini bisa kita lihat melalui fosil-fosil dan peninggalan lainnya. Berbeda dengan mempelajari hewan atau tumbuhan yang hidup di jaman sekarang, paleontology menggunakan fosil sebagai sumber utama peneliti, yang artinya ini akan sangat sulit untuk di pelajari. Data yang kita peroleh saat ini merupakan data-data hasil penelitian selama berpuluh-puluh tahun.

Paleontology menggunakan fosil sebagai sumber utama peneliti, otomatis di dalam paleontology ini kita akan berkecimpung dengan banyak fosil-fosil hewan maupun tumbuhan. tanaman adalah salah satu organisme yang berlimpah dan beragam di Bumi, dengan lebih dari 250.000 spesies yang dikenal. Tanaman memiliki dinding sel yang kaku di setiap sel dan menghasilkan makanan mereka sendiri dengan menangkap energi cahaya pada pigmen seperti klorofil. Tanaman mengubah energi ini menjadi gula, pati, dan makanan lain yang dibutuhkan tanaman untuk bertahan hidup. Beberapa fosil yang tampak dari tanaman kembali ke Ordovisium (Pertama dikenal terjadinya fosil), tapi tidak diragukan lagi kejadian pertama berasal dari fosil tanaman Akhir Silur.

Tidak hanya hewan dan tumbuhan, sekarang ini telah berkembang sebagai bagian dari paleontology yang meneliti tentang protista. "protista" mengacu pada eukariota yang bukan tanaman, hewan, atau jamur. Kebanyakan protista uniseluler, sementara yang lain multiseluler atau bahkan multinukleat (inti banyak dalam satu sel). Ini menunjukkan berbagai kelompok berbagai ukuran, bentuk, siklus hidup, habitat, dan makan dan strategi reproduksi. Para protista memiliki panjang, meskipun dalam beberapa kasus setengah-setengah, catatan fosil yang membentang kembali ke Prakambrium.

Juga ada bakteri, Organisme uniseluler Bakteri yang memiliki dinding sel, organel, dan DNA, seperti halnya eukariota. Namun, tidak seperti eukariota, DNA organel mereka dan tidak terkandung dalam selaput terpisah di dalam sel. Cyanobacteria, atau "bakteri biru-hijau," telah ditemukan di batuan dari Archean, 3,5 miliar tahun lalu. Cyanobacteria (bersama dengan bakteri lainnya) juga membentuk tikar dan gundukan dikenal sebagai stromatolites, yang ada di bumi dari Prakambrium sampai hari ini. Fosil terkecil yang pernah ditemukan milik magnetobacteria, yang membentuk nanometer ukuran kristal-dari mineral magnetit di dalam sel mereka.

Jenis-jenis jamur yang kita makan atau mencoba untuk memberantas kami dari rumah hanya mewakili kecil sejumlah spesies sekitar. Jamur kebanyakan tidak membuat makanan mereka sendiri, sebagai tanaman lakukan. Beberapa parasit dan beberapa bentuk lain simbiosis hubungan dengan ganggang atau tanaman. Mereka ditemukan di tanah, pada organisme lain, dalam lingkungan perairan, dan mereka adalah dekomposer pokok organik material di Bumi. Beberapa dapat tumbuh sangat besar (misalnya, jamur dan puffballs), yang lain bersel tunggal (ragi), tetapi kebanyakan multiselular. Meskipun jamur sering dianggap terlalu rapuh untuk fosil atau terlalu sulit untuk diidentifikasi sebagai fosil, catatan fosil mereka akan kembali ke Prakambrium, dan mereka sering ditemukan di Devon Bawah Rhynie Rijang Skotlandia.

Pada dasarnya ruang lingkup paleontology berkisar tentang segala sesuatu yang telah hidup di masa lalu atau bisa dikatakan organisme purba (baik hewan, tumbuhan, protista, jamur maupun bakteri) yang hingga kini sudah punah dan hanya tertinggal fosil-fosil, jejak peradaban, lingkungannya dan peninggalan-peninggalan lainnya. Sehinggga kita hanya meneliti dari jejak-jejak yang tertinggal.

4. TOKOH DAN TEORI PENCETUS PALEONTOLOGI

Tokoh dan teori pencetus Paleontologi adalah sebagai berikut:

1.      Shrock &Twen hofel (1952)

Paleontologi adalah ilmu yang mempelajari tentang kehidupan masa lampau dalam skala umur geologi.Studi Paleontologi dibatasi oleh skala waktu geologi yaitu umur termuda adalah Kala Holosen (0,01 jt. th. yang lalu).

2.      Strabo (58 SM-25 M)

Melihat kenampakan seperti beras pada batu gamping yang digunakan untuk membangun piramid. Fosil tersebut kemudian dikenal sebagai Numm ulites.

3.      Abbe Giraud de Saulave (1777)

Law of Faunal Succession (Hukum Urut-urutan fauna).Jenis-jenis fosil itu berada sesuai dengan umurnya. Fosil pada formasi terbawah tidak serupa dengan formasi yang di atasnya.

4.      Chevalier de Lamarck (1774 - 1829)

Pencetus Hipotesa Evolusi .Organisme melakukan perubahan diri untuk beradaptasi dengan lingkungannya.

5.      Baron Cuvier (1769 - 1832)

Penyusun sistematika Paleontologi (Taksonomi).

6.      William Smith (1769 - 1834)

Law of Strata Identified by Fossils (Hukum Mengenali Lapisan Dengan Fosil Kemenerusan suatu lapisan batuan dapat dikenali dari kandungan fosilnya.

7.      Charles Robert Darwin (1809 - 1882)

Perubahan makhluk hidup disebabkan oleh adanya faktor seleksi alam

8.      Pada abad ke 18 dan 19

Seorang ahli geologi berkebangsaan Inggris William Smith dan ahli paleontologi Georges Cuvier dan Alexandre Brongniart dari Perancis. Menemukan batuan-batuan yang berumur sama serta mengandung fosil yang sama pula, walaupun batuan-batuan tersebut letaknya terpisah cukup jauh.

5. ILMU YANG BERKAITAN DENGAN PALEONTOLOGY

Paleontology berkaitan erat tentang fosil dan perkembangan makhluk hidup hingga sekarang. Sehingga paleontoligi berhubungan erat dengan ilmu evolusi. Tapi sampai sekarang, ilmu tentang evolusi banyak sekali terdapat pro dan kontra, banyak yang setuju dengan ilmu ini, tetapi lebih banyak yang menolaknya. Tapi dalam hal ini, paleontology sangat berkaitan dengan evolusi, bahkan sangat menunjang, untuk membuktikan kebenarannya.

Untuk ilmu yang lainnya, ada beberapa ilmu yang erat kaitannya dengan paleontology antara lain :

1.      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.

Amonit, graptolit dan trilobit merupakan fosil indeks yang banyak digunakan dalam biostratigrafi. Mikrofosil seperti acritarchs, chitinozoa, conodonts, kista dinoflagelata, serbuk sari, sapura dan foraminifera juga sering digunakan. Fosil berbeda dapat berfungsi dengan baik pada sedimen yang berumur berbeda; misalnya trilobit, terutama berguna untuk sedimen yang berumur Kambrium. Untuk dapat berfungsi dengan baik, fosil yang digunakan harus tersebar luas secara geografis, sehingga dapat berada pada bebagai tempat berbeda. Mereka juga harus berumur pendek sebagai spesies, sehingga periode waktu dimana mereka dapat tergabung dalam sedimen relatif sempit, Semakin lama waktu hidup spesies, semakin tidak akurat korelasinya, sehingga fosil yang berevolusi dengan cepat, seperti amonit, lebih dipilih daripada bentuk yang berevolusi jauh lebih lambat, seperti nautoloid.

2.      Kronostratigrafi

Kronostratigrafi merupakan cabang dari stratigrafi yang mempelajari umur strata batuan dalam hubungannya dengan waktu.

Tujuan utama dari kronostratigrafi adalah untuk menyusun urutan pengendapan dan waktu pengendapan dari seluruh batuan didalam suatu wilayah geologi, dan pada akhirnya, seluruh rekaman geologi Bumi.

Tata nama stratigrafi standar adalah sebuah sistem kronostratigrafi yang berdasarkan interval waktu paleontologi yang didefinisikan oleh kumpulan fosil yang dikenali (biostratigrafi). Tujuan kronostratigrafi adalah untuk memberikan suatu penentuan umur yang berarti untuk interval kumpulan fosil ini.

3.       Mikropaleontologi

Mikropaleontologi merupakan cabang paleontologi yang mempelajari mikrofosil. Mikrofosil adalah fosil yang umumnya berukuran tidak lebih besar dari empat millimeter, dan umumnya lebih kecil dari satu milimeter, sehingga untuk mempelajarinya dibutuhkan mikroskop cahaya ataupun elektron. Fosil yang dapat dipelajari dengan mata telanjang atau dengan alat berdaya pembesaran kecil, seperti kaca pembesar, dapat dikelompokkan sebagai makrofosil. Secara tegas, sulit untuk menentukan apakah suatu organisme dapat digolongkan sebagai mikrofosil atau tidak, sehingga tidak ada batas ukuran yang jelas.

4.      Paleobotani

Paleobotani atau palaeobotani (dari bahasa Yunani paleon berarti tua dan botany yang berarti ilmu tentang tumbuhan), adalah cabang dari paleontologi yang khusus mempelajari tentang tumbuhan pada masa lampau.

5.      Paleozoologi

Paleozoologi atau palaeozoology (bahasa Yunani: παλαιον, paleon = tua dan ζωον, zoon = hewan) adalah adalah cabang dari paleontologi atau paleobiologi, yang bertujuan untuk menemukan dan mengindentifikasi fosil hewan bersel banyak dari sistem geologi atau arkeologi, untuk menggunakan fosil tersebut dalam rekonstruksi lingkungan dan ekologi prasejarah.

6.      Palinologi

Palinologi merupakan ilmu yang mempelajari polinomorf yang ada saat ini dan fosilnya, diantaranya serbuk sari, sepura, dinoflagelata, kista, acritarchs, chitinozoa, dan scolecodont, bersama dengan partikel material organik dan kerogen yang terdapat pada sedimen dan batuan sedimen.

Istilah palinologi diperkenalkan oleh Hyde dan Williams pada tahun 1944, berdasarkan surat-menyurat dengan ahli geologi Swedia yang bernama Antevs, dalam Pollen Analysis Circular (salah satu jurnal yang mengkhususkan pada analisa pollen, yang diproduksi oleh Paul Sears di Amerika Utara). Hyde dan Williams memilih palinologi berdasarkan kata dalam Bahasa Yunani paluno yang berarti 'memercikan' dan pale yang berarti 'debu' (sehingga mirip dengan kata dalam Bahasa Latin pollen).

6. CARA KERJA PALEONTOLOGI

Cara kerja paleontologi adalah mengungkapnya tentang fosil-fosil yang ada dibumi. Cara untuk mengungkap fosil-fosil tersebut adalah sebagai berikut:

1.      Teknik Lapangan

a.       Pengamatan Lapangan

1)      Fosil Makro

Karena fosil makro mempunyai ukuran yang besar, maka dalam pengamatannya tergantung dari kekerasan batuan tempat fosil makro tersebut berada. Penyajian fosil makro relatif lebih mudah dibandingkan fosil mikro karena dalam penyajiannya dilakukan secara mudah dengan pengambilan fosil yang terekam lalu dibersihkan, setelah itu dapat langsung dideskripsi secara megaskopis beserta batuan tempat fosil tersebut berada. Apabila kesulitan dalam deskripsi di lapangan, maka dilakukan dokumentasi yang baik, meliputi : sampel batuan, tempat pengambilan, no. sampel, dll. Setelah itu, dibawa di laboratorium untuk dianalisis lebih lanjut.

2)      Fosil Mikro

Karena fosil mikro mempunyai ukuran yang sangat kecil, sehingga pengamatan di lapangan sulit dilakukan, sehingga pengamatan di lapangan lebih di fokuskan kepada deskripsi batuan di lapangan yang meliputi : warna batuan, tekstur batuan, struktur batuan serta komposisinya secara megaskopis. Selanjutnya adalah pencatatan secara lengkap lokasi tempat & sampel batuannya, meliputi : hari, tanggal, nomer sampel, nama batuan dll.

b.      Pengamatan Laboratorium

Pengamatan di laboratorium dilakukan untuk analisa fosil secara detail yang tidak dapat dilakukan di lapangan. Pengamatan di laboratorium ini terutama adalah dari fosil-fosil mikro dengan menggunakan bantuan alat mikroskop. Adapaun tahap-tahap pengamatan di laboratorium akan dijelaskan selanjutnya.

2.      Teknik Dokumentasi

Berikut merupakan tahap-tahap dalam pengambilan sampel batuan yang mengandung fosil mikro, yaitu :

a.       Sampling

Sampling adalah pengambilan sampel batuan di lapangan untuk dianalisis kandungan mikrofaunanya. Fosil mikro yang terdapat dalam batuan mempunyai bahan pembentuk cangkang dan morfologi yang berbeda, namun hampir seluruh mikrofosil mempunyai satu sifat fisik yang sama, yaitu ukurannya yang sangat kecil dan kadang sangat mudah hancur, sehingga perlu perlakuan khusus dalam pengambilannya. Sangat diperlukan ketelitian serta perhatian dalam pengambilan sampel, memisahkan dari material lain, lalu menyimpannya di tempat yang aman dan terlindung dari kerusakan secara kimiawi dan fisika.

Beberapa prosedur sampling pada berbagai sekuen sedimentasi dapat dilakukan, seperti :

1)      Spot Sampling, dengan interval tertentu merupakan metode terbaik untuk penampang yang tebal dengan jenis litologi yang seragam, seperti pada lapisan batugamping. Pada metode ini dapat ditambahkan channel sample (sampel paritan) sepanjang kurang lebih 30 cm pada setiap interval 1,5 meter.

2)      Channel sample, dapat dilakukan pada penampangg lintasan yang pendek 3 – 5 m, pada litologi yang seragam atau pada perselingan batuan dan dilakukan setiap perubahan unit litologi.

b.      Kualitas Sampel

Pengambilan sampel batuan untuk analisis mikropaleontologi harus memenuhi kriteria sebagai berikut :

1)      Bersih, sebelum mengambil sampel harus dibersihkan dari semua kepingan pengotor

2)      Representatif dan Komplit, harus dipisahkan dengan jelas antara sampel batuan yang mewakili suatu sisipan atau suatu lapisan batuan. Ambil sekitar 300-500 gram (hand specimen) sampel batuan yang sudah dibersihkan.

3)      Pasti, apabila sampel terkemas dengan baik dalam suatu kemasan kedap air yang ditandai dengan tulisan tahan air, yang mencakup segala hal keterangan tentang sampel tersebut seperti nomer sampel, lokasi, jenis batuan dan waktu pengambilan, maka hasil analisis sampel pasti akan bermanfaat.

Ketidakhati-hatian kita dalam memperlakukan sampel batuan akan berakibat fatal dalam paleontologi maupun stratigrafi apabila tercampur baur, terkontaminasi ataupun hilang.

c.        Jenis Sample

Jenis sampel disini ada 2 macam, yaitu :

1)      Sampel permukaan, sampel yang diambil langsung dari pengamatan singkapan di lapangan. Lokasi & posisi stratigrafinya dapat diplot pada peta.

2)      Sampel bawah permukaan, sampel yang diambil dari suatu pemboran.