Cara Menentukan Usia Fosil.docx

CARA MENENTUKAN USIA FOSIL

Untuk memenuhi tugas mata kuliah Evolusi yang dibimbing oleh Ibu Siti Imroatul Maslikah, S. Si, M. Si dan Bapak Bagus Priambodo, S.Si., M.Si., M.Sc.

Oleh : Offering GHIL Fira Fitria Jihans

(160342606248)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI BIOLOGI Februari 2019

PERHITUNGAN UMUR FOSIL DAN BUKTI EVOLUSI 1.

Rumus Untuk Mengukur Umur Fosil Dan Aplikasinya Umur fosil merupakan salah satu bagian penting dalam arkeologi antara lain

untuk mengetahui sejarah batuan sedimen bumi, menentukan kaitan antar jenis batuan pada satu tempat/lapisan dengan tempat/lapisan lain, dan mengajukan atau membuktikan sebuah teori. Oleh karena itu penentuan umur fosil secara akurat sangat diperlukan. Salah satu cara untuk menentukan umur fosil adalah dengan mendeteksi keberadaan unsur radioaktif. Salah satu contoh adalah keberadaan radioaktif karbon–14 (C14), yang sering disebut carbon dating (Yuliati et al, 2005). Ketika organisme mati, maka konsumsi karbon berhenti. Karbon memiliki dua isotop yaitu karbon–12 (C12) yang bersifat stabil dan karbon–14 (C14). . Untuk menyingkat penulisan karbon-12 dan karbon-14 berturut-turut ditulis dengan C12 dan C14 (Suyarso, 2010) (Yusuf et al, 2015). Umur fosil dapat diperoleh dari grafik yang menghubungkan persentase kuantitas C14 dengan waktu paro. Persamaan yang mengatur hubungan kedua variabel ini dapat diperoleh dengan perhitungan analitik atau numerik dengan pola interpolasi. Avogadro telah menemukan bahwa dalam 1 mol zat mengandung 6,03.1023 atom. Berdasarkan perhitungan penelitian sifat radioaktivitas diperoleh waktuparo C14 (Tparo) sebesar 5730 tahun. Laju peluruhan R ditulis dengan 𝒅𝑵 𝒅𝒕 .sebanding dengan banyaknya partikel/inti. Jika N(t) adalah jumlah atom pada saat t, maka laju peluruhan zat radioaktif menurut Widjianto (2015) dapat ditulis

dimana 𝛕 konstanta peluruhan. Integrasi dengan variabel terpisah diperoleh persamaan analitis N(t)= N(0)𝑒−𝑡/𝜏 , (2) dengan N(0) adalah jumlah inti pada saat t = 0. Persamaan ini dapat dikembangkan dengan mengambil kondisi paro, yaitu saat inti meluruh hingga sisa separo, dimana t dinamakan waktu paro (𝑇𝑝𝑎𝑟𝑜). Dengan menggunakan persamaan (2) diperoleh hubungan

𝑇𝑝𝑎𝑟𝑜 = τ. ln2 , atau =Tparo /ln2. Sehingga persamaan (1) dapat ditulis menjadi

Atau R = 0,693 N/Tparo peluruhan/s. (4) Sehingga laju peluruhan C14 maksimum, yaitu sesaat setelah organisme mati Menjadi Rmak=0,693*7,826*1011/(5.730*365*24*60) =180,079/mol.menit. Laju peluruhan ini dapat ditentukan dengan pemindai cacah seperti Geiger Counter atau sejenisnya. Laju peluruhan C14 berkurang seiring pertambahan waktu sebanding dengan waktu paronya. Setelah 5.730 tahun jumlah atom C14 akan bersisa separonya atau 3,913. 1011 atom/mol dan setelah 11.460 tahun akan bersisa 1,9565.1011 atom/mol. Begitu seterusnya setiap pertambahan waktu kelipatan 5.730 tahun, sisa C14 menjadi satu per dua dipangkatkan banyaknya kelipatan 5.730 dikalikan jumlah atom awal. Dalam pernyataan matematis dapat ditulis jikawaktu bertambah sebanyak 5.730 x n tahun maka sisa atom C14 menjadi 1/2n x 7,826.1011 atom/mol. Data dari pemindai cacah (R) dipakai untuk menghitung banyaknya atom C14 yang tersisa. Dari persamaan (1) diperoleh N(C14) tersisa = R .Tparo /0,693.

(5)

Normalnya 1 mol zat mengandung 6,03. 1023 atom. Rasio C14/C12 tersisa = R .Tparo /0,693/6,03.1023

(6)

Sehingga rasio C14 tulang mati dengan C14 tulang hidup: Rasio C14 sisa/C14 awal = R .Tparo /0,693/6,03.1023 / 1,3.10-12

(7)

Rasio C14 sisa/C14 awal umumnya tidak merupakan kelipatan waktu paro, sehingga diperlukan metode interpolasi untuk menentukan nilai rasio tersebut. Metode interpolasi yang digunakan adalah interpolasi Lagrange dengan rumus

2. Macam Radioaktif yang dapat digunakan untuk mengukur usia fosil dan waktu paruhnya

Jenis Radioisotop

Waktu paruh

Kisaran umur fosil yang dapat dihitung

Uranium-238

4,5 miliar tahun

100.000 – 1 milyar tahun yang lalu

Potassium- 40

1,3 miliar tahun

100.000 – 1 milyar tahun yang lalu

Thorium-232

14 miliar tahun

100.000 – 1 milyar tahun yang lalu

Rubidium-87

49 miliar tahun

100.000 – 1 milyar tahun yang lalu

Uranium-235

704 juta tahun

100.000 – 1 milyar tahun yang lalu

Kalium-40

1,25 miliar tahun

154.000 s/d 160.000 tahun

Carbon-14

5.700 tahun

60.000 tahun

Isotop uranium punya waktu paruh yang sangat lama yaitu 1 milyar tahun. Metode ini tidak bisa dipakai untuk fosil yang hanya berumur jutaan tahun dan juga hasil produk peluruhan uranium yaitu timbal, yang merupakan elemen yang bisa mudah berikatan dengan elemen lain. Isotop potassium punya waktu paruh

1,3 milyar tahun sehingga keakuratannya bisa mengukur fosil yang berumur 100.000 – 1 milyar tahun yang lalu. Hasil peluruhan Potassium adalah Argon, yang merupakan gas mulia, sehingga sulit untuk berikatan dengan elemen lain. Potassium atau Kalium juga merupakan elemen yang sering ditemukan dalam sel makhluk hidup. Potassium- 40 adalah unsur radioaktif lainnya yang alami ditemukan dalam tubuh anda dan memiliki waktu paruh 1,3 miliar tahun. Kebanyakan unsur karbon berada dalam bentuk stabil karbon-12 (12C) (enam proton, enam neutron) atau karbon-13(13C),, namun sejumlah yang sangat kecil (sekitar 0,0000000001%) ada sebagai radioaktif karbon-14(14C)-(enam proton, delapan netron). Tumbuhan hidup dan hewan terdiri= dari 14C bersama dengan isotop karbon lainnya, tetapi ketika mereka mati dan fungsi metabolis memereka berhenti, mereka berhenti menyerap karbon. Seiring dengan itu, 14C meluruh menjadinitrogen-14(14N); setengahnya akan terjadi setelah sekitar 5730 tahun (ini adalah isotop yang setengah-hidup), setelah sekitar 60.000 tahun, semua 14C akan hilang. Waktu paruh carbon-14 5.700 tahun, ia hanya sah untuk penentuan usia benda hingga 60.000 tahun. Walau demikian, prinsip carbon-14 berlaku pada isotop lainnya pula. Isotop radioaktif lain yang dapat digunakan untuk mengukur usia bahan non-organik

(seperti

batu)

dan

bahan-bahan

yang

lebih

tua

(sampai

miliarantahun). Salah satu dari radioisotop ini adalah adalah kalium- 40, yang dapat ditemukan di batuanvulkanik. Setelah batu vulkanik mendingin, kalium40(40K) akan meluruh menjadi argon-40(40Ar) dengan waktu paruh 1,25 miliar tahun. Dengan ratio ini memungkinkan untuk mengukur rasio 14K terhadap 40Ar,dengan ini dapat diperkirakan umur batu tersebut, tetapi metode ini kadang kurang tepat. 3. Bukti dan Petunjuk Evolusi 1. Bukti Anatomi Perbandingan Pendekatan untuk menginterpretasi bukti-bukti paleontologi adalah anatomi perbandingan. Para ahli anatomi perbandingan mencoba menemukan persamaanpersamaan dan perbedaan-perbedaan antara struktur dasar (fundamental structure) organisme hidup. Mereka mempelajari bentuk-bentuk struktur dasar setiap kelompok organisme. Sebagai contoh, semua hewan vertebrata memiliki

struktur dasar yang sama, yakni: suatu kerangka utama penyanggah tengkorak dan tulang belakang; tulang rusuk yang melindungi jantung dan paru-paru, tertancap pada tulang belakang; sepasang organ tambahan; dan sistem peredaran darah, pernafasan atau respirasi, pencernaan, pengeluaran yang sama. Menurut Widodo, Lestari, U., Amin, M., (2003), semua kesamaan tersebut menunjukkan bahwa organ tersebut berasal dari struktur yang sama yang dikenal dengan istilah homolog. Sedangkan apabila suatu organ memiliki Kesamaan fungsi namun berbeda asalnya disebut dengan analog. Semua vertebrata seperti burung, ikan paus, dan manusia mempunyai struktur dasar tulang lengan depan yang sama kemudian melewati proses perubahan (evolusi) dari nenek moyang yang umum, kemudian menampilkan fungsi yang berbeda (Frida, 2006).

Analogi adalah menunjukkan fungsi yang sama, tetapi mempunyai struktur dasar yang berbeda. Misalnya sayap burung dengan sayap serangga mempunyai fungsi yang sama tetapi struktur dasarnya berbeda. Burung mempunyai kerangka tulang sayap sedangkan serangga mempunyai sayap yang tersusun dari lapisan kitin yang keras, tetapi keduanya berfungsi untuk terbang (Frida, 2006). Anatomi perbandingan yang juga diidentifikasi yakni struktur vestigial. Struktur vestigial adalah struktur-struktur tertentu yang tidak

berkembang terus pada beberapa organsime, tetapi dalam perkembangan selanjutnya berfungsi lain. 2. Bukti Embriologi Perbandingan Kalau ditinjau dari perkembangan embrio pada hewan multiseluler, akan dijumpai kenyataan bahwa perkembangan mulai dari zigot menunjukan bentuk yang hampir sama. Misalnya perkembangan pada blastula, grastrula, namun dalam perkembangan selanjut-nya berbeda satu dengan yang lain sehingga bentuk dewasanya menjadi sangat berbeda. Contohnya perbedaan antara ikan, salamander, kura-kura, ayam, babi, sapi, kelinci dan mansuia sungguh sangat berbeda, namun semua dimulai dari blastula dan grastrula serta embrio yang hampir sama (Frida, 2006). Informasi dari perbandingan pertumbuhan dapat dicontohkan dari adanya celah insang pada embrio vertebrata. Celah-celah insang pada ikan dewasa akan tumbuh menjadi insang, sedangkan pada reptilia, aves, dan mamalia dewasa tidak tumbuh insang kecuali pada beberapa amphibia (Widodo, Lestari, U., Amin, M., 2003). Hal ini dapat dijelaskan dengan gambar sketsa perbandingan embrio yang menunjukkan adanya homologi.

3. Bukti Biogeografi Biogeografi adalah mempelajari distribusi geografi dari tanaman dan hewan. Kesimpulan mendasar dari studi biogeografis memperlihatkan bahwa suatu spesies baru muncul pada satu tempat dan kemudian menyebar menuju keluar dari titik atau

tempat asal. Beberapa spesies kemudian menjadi lebih luas distribusinya, tetapi mereka tidak dapat melewati barier-barier alami yang terpisah daerah biogeografis yang besar. Oleh karena itu, meskipun lingkungan hidup sesungguhnya identik pada daerah biogeografis berbeda, jarang ditempati oleh spesies yang sama (Frida, 2006). Contoh bukti biogeografi nyata yang telah diteliti oleh para ilmuwan adalah burung finch. Burung finch (satu genus dengan burung pipit) di Kepulauan Galapagos yang dulu dipakai Charles Darwin untuk mengembangkan teori evolusi, kini terbukti cocok dengan teori itu mereka memang berevolusi (Schmid, 2006). Beragam burung Finch yang ditemukan di Kepulauan Galapagos ini diduga berasal dari nenek moyang yang sama. Burung Finch diduga mengalami isolasi geografis sehingga sekarang ini ditemukan burung finch dengan berbagai macam bentuk paruh. Bentuk paruh disesuaikan dengan cara memperoleh makanannya. Perbedaan bentuk paruh ini diduga sebagai salah satu reaksi adaptasi terhadap habitat yang berbeda-beda.

4. Bukti Paleontologi Fosil (dalam bahasa Latin: fossa yang berarti "menggali keluar dari dalam tanah" ) adalah sisa-sisa atau bekas-bekas makhluk hidup yang menjadi batu atau mineral. Fosil merupakan makhluk hidup atau sebagian dari makhluk hidup yang tertimbun oleh tanah, pasir, lumpur dan akhirnya membatu, atau kadang-kadang hanya bekasbekas organisme. Pada umumnya fosil yang telah ditemukan terdapat dalam keadaan tidak utuh, yaitu hanya merupakan suatu bagian atau beberapa bagian dari tubuh makhluk hidup. Hancurnya tubuh makhluk hidup yang telah mati disebabkan karena

pengaruh air, angin, bakteri pembusuk, hewan-hewan pemakan bangkai dan lainlain. Fosil-fosil dapat ditemukan diberbagai macam lapisan bumi, sehingga penentuan umumnya didasarkan atas umur lapisan yang paling dalam, mempunyai umur yang lebih tua sedangkan umur fosil yang ditemukan yang lebih atas mempunyai umur yang lebih muda. Dengan membandingkan fosil-fosil yang ditemukan diberbagai lapisan bumi yaitu mulai dari sederetan fosil-fosil yang telah ditemukan dalam lapisan batuan bumi dari yang tua sampai ke yang muda menunjukkan ada perubahan yang terjadi secara berangsur-angsur maka dapat disimpulkan bahwa fosil merupakan petunjuk adanya evolusi (Widodo, Lestari, U., Amin, M., 2003).

Daftar Pustaka

Anonim. 2009. Bukti-bukti Evolusi .(Online), (http://www.crayonpedia.org_Bukti _Evolusi), diakses 23 Februari 2019 Frida, Maryati. 2006. Bahan Ajar Evolusi. Gorontalo: Univ. Gorontalo Schmid, Randolph E. 2006. Burung Finch di Galapagos Ber-evolusi. (Online), (http://members. hostedscripts.com), diakses 23 Februari 2019.

Yuliati, H, dkk. 2005. Radionuklida Kosmogenik Untuk Penanggalan. Buletin Alara, Volume 6 No.3 April 2005 Hal 163-171. Yusuf, A, dkk. 2015. Penggunaan Sebagai Absorber CO2 Pada Penentuan Umur Terumbu Karang di Kepulauan Spermonde Melalui Metode LSC (Liquid Scintillation Counting). Skripsi Universitas Hasanuddin. Widjianto, Sulur, Pramono N. D., Prayekti E. B. 2015. Simulasi Interpolasi Lagrange Dalam Penentuan Umur Fosil (Carbon Dating). Seminar Nasional Fisika Dan Pembelajarannya. http://fmipa.um.ac.id/wp content/uploads/Prosiding2015/TeoriKomputasi/Fisika2015_11-TeoriWidjianto.pdf. , diakses 23 Februari 2019 Widodo, Lestari, U., Amin, M. 2003. Bahan Ajar Evolusi. Malang: Dirjen Dikti