FOSIL
Kira-kira
550 juta tahun yang lalu longsoran lumpur terjadi di dasar laut purba. Tumbuhan
dan binatang terangkut pada proses tersebut ke dasar laut yang lebih dalam dan
terjebak dalam lapisan sedimen lumpur yang kemudian mengalami litifikasi
menjadi serpih. Selanjutnya serpih mengalami pengangkatan membentuk pegunungan
yang tinggi pada batuan tersebut ditemukan sejumlah sisa-sisa organisme tadi
yang beberapa jenis diantaranya masih tetap hidup sampai sekarang sedang
lainnya telah musnah.
Sisa-sisa
kehidupan dimasa lampau dan telah mengalami pembatuan disebut fosil. Sampai
saat ini telah dijumpai banyak jenis fosil dari unsur yang berbeda-beda. Fosil
yang tertua adalah jejak yang sangat kecil dari organisme yang menyerupai
bakteri yang pernah hidup 3000 juta tahun lalu. Cabang ilmu geologi yang
memperlajari tentang kehidupan yang pernah ada dimasa lampau disebut
paleontologi. Paleontologi sangat membantu ahli geologi dalam melakukan
interpretasi mengenai sejarah bumi.
1. Proses Pembentukan Fosil
Untuk
mengetahui bagaimana fosil terbentuk, tergantung apa yang terjadi setelah
organisme tersebut mati. Kebanyakan organisme yang telah mati dimakan oleh
binatang atau hancur karena organisme lainnya. Selain itu proses dekomposisi
dapat juga menghancurkan organisme tersebut. Proses tersebut kadang sangat
aktif, sehingga dapat menghilangkan sama sekali jejak-jejak dari organisme yang
telah mati. Tetapi pada kondisi tertentu sisa dan atau jejak dari organisme
yang mati tersebut dapat terawetkan dan menjadi fosil.
a. Fosil yang terbentuk oleh proses pengawetan
Proses
pengawetan adalah proses yang menyebabkan suatu organisme baik seluruh atau
sebagian dari tubuhnya tetap terawetkan dengan sedikit perubahan sifat kimia
maupun fisikanya.
Di
Siberia pernah ditemukan bayi mammoth (gajah purba) yang berumur sekitar 44.000
tahun terawetkan pada tanah yang membeku. Tubuh mammoth tersebut ditemukan
lengkap dengan kulit dan bulunya. Daging mammoth yang telah terawetkan tersebut
ternyata masih tetap segar dan merupakan salah satu hidangan yang disajikan
pada pertemuan para ahli geologi dan ahli biologi telah mempelajari informasi
genetik dari sel yang mengalami pembekuan. Organisme kecil semacam insekta
dapat pula membentuk fosil. Organisme kecil tersebut dapat terjebak dalam
lapisan-lapisan kayu, dan apabila kayu tersebut mengalami fosilisasi dan
membentuk material yang sebut amber, organisme tersebut dapat terawetkan
didalamnya.
Pada
lingkungan gurun, sisa-sisa binatang dapat mengalami proses dehidrasi yang
disebut proses mummifikasi. Salah satu contoh dari fosil yang mengalami
mummifikasi pernah dijumpai di New Meksiko. Kulit dari organisme tersebut masih
tetap ada dan tulang-tulangnya masih terikat satu dengan lainnya oleh ligament.
Bagian
organisme yang keras seperti tulang, gigi atau cangkang pada umumnya tahan
terhadap proses dekomposisi, dan apabila lingkungan fisika dan kimia
memungkinkan, bagian-bagian tersebut terawetkan untuk jangka waktu yang cukup
lama.
b. Mineralisasi
Pengawetan tanpa perubahan sifat fisika dan kimia sangat
jarang terjadi dan fosil dengan tipe ini sangat jarang terjadi. Pada kondisi
lain, seluruh atau sebagian dari tubuh organisme mengalami penggantian oleh
mineral yang disebut proses mineralisasi. Meski material yang menyusun
organisme tersebut telah digantikan oleh mineral, struktur sel organisme
tersebut masih dapat terlihat jelas dengan menggunakan mikroskop. Proses
mineralisasi dapat terjadi dengan bermacam cara, yaitu rekristalisasi, permineralisasi
dan penggantian (replacement).
Rekristalisasi. Kebanyakan cangkang dari organisme invertebrata laut
seperti koral, kerang dan oyster terutama disusun oleh
Kalsium karbonat. Kebanyakan invertebrata yang masih hidup menyerap kalsium
karbonat untuk membuat rangkanya dengan menghasilkan mineral aragonit. Setelah
organisme tersebut mati, struktur kristal aragonit akan berubah menjadi mineral
kalsit yang lebih stabil. Perubahan ini terjadi karena atom-atom penyusun
mineral aragonit akan menyesuaikan diri dan membentuk kristal yang lebih solid.
Fosil yang telah mengalami proses rekristalisasi akan mempunyai bentuk dan
struktur dalam yang tetap hanya komposisi mineralnya yang berubah.
Permineralisasi. Pada tulang dan cangkang binatang kadang dijumpai rongga
arau lubang yang saluran darah, syaraf dan bagian lunak organisme lainnya.
Ketika organisme tersebut mati, air dapat mengalir melalui rongga-rongga
tersebut. Jika air masuk ke dalam rongga tersebut mengandung ion-ion terlarut
seperti silika, kalsium karbonat atau oksida besi, ion-ion tersebut akan
mengalami presipitasi dan mengisi rongga-rongga tersebut dengan mineral. Proses
tersebut disebut proses permineralisasi. Selama proses tersebut, tulang dan
cangkang asli dari organisme tidak mengalami perubahan. Tetapi karena adanya
mineralisasi di dalam rongga dan pori-porinya, maka fosil organisme tersebut
lebih berat dan lebih tahan. Proses permineralisasi dapat juga terjadi pada
bagian lunak dari tumbuhan. Air yang membawa larutan silika masuk ke dalam
jaringan tumbuhan yang tumbang dan mengkristal membentuk mineral kuarsa. Fosil
yang dihasilkan dari proses tersebut disebut fosil kayu atau petrified wood.
Lingkaran tahun dan jaringan pada fosil kayu ini sama dengan yang terdapat pada
pohon yang hidup jutaan tahun yang lalu.
Replacement. Material yang menyusun organisme dapat mengalami pelarutan
dan digantikan oleh mineral lainnya. Proses ini disebut dengan replacement atau
penggantian. Selama proses tersebut volume dan bentuk organisme yang asli tetap
tetapi material penyusunnya mengalami perubahan. Sebagai contoh cangkang
binatang yang tadinya tersusun oleh kalsium karbonat, pada waktu menjadi fosil
cangkang tersebut sudah mengalami perubahan disusun oleh silika atau pirit.
c. Mold dan Cast
Bayangkan
cangkang binatang yang tertinggal di dasar laut dan tertutupi oleh sedimen.
Kemudian sedimen tersebut mengalami kompaksi dan membentuk batuan sedimen, dan
cangkang tersebut mengalami pelarutan dan meninggalkan cetakan pada batuan
sedimen tersebut yang disebut mold. Apabila yang tercetak adalah bagian luar
dari cangkang tersebut di sebut eksternal mold, sedangkan bila yang tercetak
bagian dalamnya disebut internal mold. Bila cetakan tersebut terisi oleh
material lain maka akan terbentuk cast.
d. Carbonisasi
Fosil
dapat juga terbentuk oleh proses karbonisasi. Pada proses ini bagian-bagian
lunak dari organisme seperti daun, ubur-ubur dan cacing, pada waktu mati dengan
cepat mengalami penimbunan oleh sedimen. Karena penimbunan tersebut material
mengalami kompresi sehingga komponen yang berupa gas akan menghilang,
meninggalkan unsur karbon yang tercetak pada batuan sedimen yang terbentuk.
e. Fosil Jejak
Beberapa fosil tidak terdiri dari sisa tubuh organismenya,
tetapi organisme tersebut meninggalkan jejak, lubang atau sarang atau
tanda-tanda lain yang dibuatnya. Apabila jejak-jejak tersebut terawetkan, maka
disebut fosil ejak (trace fossils). Jejak-jejak binatang telah banyak dijumpai
pada batuan sedimen. Fosil jejak tersebut dapat memberikan informasi kepada
kita bagaimana organisme tersebut bergerak semasa hidupnya, apakah organisme
tersebut berjalan dengan dua kaki atau empat kaki dan memberikan petunjuk
bagaimana kebiasaan hidup dari organisme tersebut.
2. Kegunaan Fosil Dalam Geologi
Para ahli
geologi selalu tertarik terhadap bagaimana batuan, mineral dan bentang alam
mangalami perubahan dengan berubahnya waktu. Ukuran waktu dalam skala waktu geologi
akan di uraikan pada bab lain, tetapi di sini akan diuraikan bagaimana para
ahli geologi mengunakan fosil.
A. Fosil dan pengukuran umur.
Fosil
dapat digunakan untuk menentukan umur relatif dari batuan sedimen. Lapisan
sedimen yang mengandung fosil tertentu dapat dikatakan bahwa batuan sedimen
berbentuk pada waktu binatang-binatang yang membentuk fosil tersebut hidup.
Jadi batuan sedimen tersebut terbentuk bersamaan rentang waktu kehidupan
binatang tersebut. Setiap organisme mengalami perubahan dengan perubahan waktu,
sehingga setiap organisme mempunyai rentang waktu yang berbeda-beda. Jadi fosil
tertentu akan dapat menunjukkan batuan sediman yang mengandung fosil tersebut
terbentuk pada waktu tertentu. Jadi umur relatif dari batuan sedimen dapat
ditentukan dengan mempelajari fosil-fosil yang terkandung didalamnya.
B. Fosil dan Korelasi
Korelasi
adalah menghubungkan antara dua alam atau lebih unit batuan yang berada pada
tempat yang berbeda dan mempunyai kesamaan umur. Korelasi merupakan pekerjaan
yang sangat penting dalam geologi, karena pada kenyataanya batuan-batuan yang
menyusun kerak bumi isi tersingkap setempat-setempat dan kadang mempunyai jarak
yang berjauhan.
Jika
proses evolusi terjadi sangat cepat pada suatu organisme tersebut mempunyai
jangka waktu hidup yang pendek. Fosil dan organisme tersebut dapat menunjukkan
umur batuan dengan rentang waktu yang sangat pendek. Fosil dengan rentang waktu
hidup yang sangat pendek tersebut di sebut fosil indeks atau fosil penunjuk,
karena fosil tersebut dapat digunakan untuk menentukan umur batuannya. Fosil
indeks yang sangat baik adalah yang berevolusi dengan cepat, sangat melimpah
pada jangka waktu yang pendek, mempunyai penyebaran yang luas dan dengan cepat
mengalami pemusnahan dan terawetkan dengan baik pada batuan. Bahan-bahan yang
mengandung fosil yang sama dikatakan mempunyai umur yang sama jadi batuan yang
mengandung fosil dengan umumr yang sama dan berasal dari tempat yang berbeda
dapat diselesaikan.
C. Penyusunan skala waktu Geologi
Tidak
hanya individu spesies tertentu yang dapat mengalami perubahan yang sangat
cepat, tetapi kadang-kadang, seluruh karakter kehidupan pada planet ini dapat
mengalami perubahan dengan sangat cepat pula. Sebagai contoh, meskipun
kehidupan dipercaya telah mengalami evolusi mulai sekitar 4 milyar tahun lalu.
Kehidupan awal ini sangat kecil dan tidak mempunyai bagian yang keras seperti
tulang dan cangkang, Sehingga sisa kehidupan organisme ini sebagai fosil sangat
jarang sekali. Kemudian dengan tiba-tiba, seperti ledakan, spesies yang
bercangkang terbentuk sekitar 570 juta tahun lalu. Evolusi yang cepat dari
binatang bercangkang keras ini menandakan awal dari Era Paleozoik dan merupakan
batas utama dari skala waktu geologi. Pembagian utama pada skala waktu geologi
di dasarkan pada perubahan flora dan fauna di planet ini yang terawetkan
sebagai fosil.
D. Interpretasi lingkungan pengendapan
Leonardo
da vinci (1452-1519) salah seorang filosof, kira-kira 400 tahun yang lalu
menemukan fosil pada batuan di tepi pegunungan dekat dengan laut Adriatik
Italia. Fosil-fosil tersebut mirip dengan organisme yang telah diketahui hidup
di laut yang berdekatan. Ia melihat batuan yang mengandung fosil tersebut
adalah pasir hasil proses pelapukan dari batuan yang ada di pegunungan
mengalami pengangkutan oleh sungai hingga di kawasan pantau dimana pasir
tersebut mengalami pengendapan. Penumpukan pasir tersebut mengubur sisa-sisa
tumbuhan dan binatang yang hidup di kawasan tersebut. Selanjutnya pasir
tersebut mengalami litifikasi menjadi batupasir. Ia juga menyatakan bahwa
daerah tersebut tadinya merupakan laut dimana pasir terendapkan dan mengubur
kehidupan yang pernah ada di tempat tersebut. Kemudian daerah tersebut
mengalami pengangkatan menjadi pegunungan. Jadi fosil yang dijumpai di daerah
tersebut dapat membantu untuk melakukan interpretasi mekanisme pembentukan
batupasir, dan dapat digunakan untuk menjelaskan bahwa pegunungan dapat
dibangun oleh batuan sedimen yang terbentuk di laut.
Ahli
geologi modern kemudian mencontoh yang diberikan oleh Leonardo da Vinci dalam
menggunakan fosil untuk menentukan lingkungan pengendapan batuan sedimen.
Sebagai contoh dengan ditemukannya suatu pegunungan yang tingginya sampai
beribu meter dan disusun oleh sekuen batuan sedimen. Pertanyaan yang timbul
adalah bagaimana suatu perlapisan batuan sedimen yang sangat tebal tersebut
terbentuk. Kemungkinan pertama adalah pada waktu itu ada cekungan yang sangat
dalam (palung) yang terus menerus terisi oleh sedimen, hingga mencapai
ketebalan beribu meter. Tetapi pada batuan sedimen tersebut ternyata dijumpai
fosil dari binatang yang umumnya hidup pada lingkungan laut dangkal. Jadi
sedimen tersebut tentunya diendapkan pada kondisi lingkungan laut dangkal. Dari
keadaan tersebut dapat diketahui bahwa pada waktu sedimen tersebut
terakumulasi, cekungan terus mengalami penurunan bersamaan dengan
terendapkannya sedimen.
3. Proses Evolusi
Proses
evolusi ada;ah proses perubahan karakteristik fisk dan genetik dari suatu
spesies karena perubahan waktu. Proses ini dapat dipelajari dengan mempelajari
fosil.
Teori
evolusi pertama kali diperkenalkan kepada umum oleh Charles Darwin pada tahun
1858. Darwin mengatakan bahwa proses evolusi terjadi secara bertahap
dengan perlahan-lahan. Setiap tahap terdiri dari perubahan yang sangat kecil
dari karakteristik suatu organisme untuk keuntungan dari organisme tersebut
ketika menyesuaikan dirinya dengan keadaan di sekitarnya. Perubahan tersebut
dimaksudkan agar organisme tersebut tetap hidup dengan adanya perubahan
lingkungannya.
Dengan
teorinya Darwin menunjukkan bahwa evolusi kehidupan terjadi secara bertahap.
Setiap tahap terdiri dari perubahan kecil pada karakteristik suatu organisme
yang sedikit memberikan keuntungan pada organisme lainnya yang tidak mengalami
perubahan. Perubahan tersebut memberikan keuntungan pada indivisu organisme
untuk dapat mempertahankan kehidupannya. Perubahan tersebut akan menjadi lebih
umum pada generasi berikutnya. Pada umumnya individu yang mengalami perubahan
tersebut akan mendominasi spesies individu tersebut dan pada akhirnya
spesiespun akan mengalami perubahan. Konsep mengenai perubahan ini disebut
dengan konsep gradualisme, karena perubahan yang terjadi secara bertahap dan
sedikit demi sedikit. Berdasarkan teori ini perubahan akan berlanjut terus dari
satu tahap ke tahap berikutnya dan setiap spesies baru akan menggantikan fasies
yang lebih tua. Dalam beberapa hal teori evolusi cukup memuaskan, tetapi teori
gradualisme ini tetap memberikan pertanyaan yang tidak terjawabkan.
Problem
lainnya dari teori yang diusulkan oleh Darwinini adalah sangat sedikit
fosil yang dijumpai yang menunjukkan secara langsung adanya perubahan pada
kehidupan yang pernah ada. Sebaliknya studi mengenai fosil menunjukkan bahwa
banyak spesies tetap menunjukkan tidak adanya perubahan fisik untuk jangka
waktu yang panjang meskipun ada perubahan kondisi lingkungan dan iklim.
Selanjutnya dalam periode waktu geologi yang pendek, mungkin sekitar ribuan
atau ratusan tahun, spesies baru muncul. Kejadian ini memberikan kesan bahwa
perubahan bertahap pada spesies kurang umum daripada seperti yang telah
dijelaskan oleh Darwin. Selain itu proses evolusi mungkin terjadi pada suatu
seri yang hancur oleh satu periode panjang dengan sedikit atau tanpa perubahan.
Konsep ini disebut dengan punctuated evolution.
Untuk
memahami bagaimana pertanda evolusi terjadi dengan membayangkan suatu populasi
kecil diisolasi dari anggota spesies lainnya. Selanjutnya dibayangkan perubahan
yang jarang tetapi sangat radikal terjadi di dalam kelompok yang diisolasi ini.
Jika perubahan ini sangat baik, maka akan mendominasi populasi kecil ini dan
akan membentuk spesies yang baru. Spesies baru ini akan hidup bersama dengan
spesies yang lama, khususnya bila populasi keduanya tetap terisolasi satu dan
lainnya. Kemungkinannya spesies baru akan bermigrasi ke dalam wilayah kehidupan
spesies yang lama dan akhirnya akan menggantikannya.
