MAKALAH FISIKA ATOM DAN INTI
Metoda Perhitungan Umur Benda dengan Peluruhan
Radioaktif
Oleh :
Nurhasanah
AIC312001
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2015
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Banyak
fosil yang membuktikan ketidakbenaran teori evolusi disembunyikan oleh para
evolusionis (pendukung teori evolusi) dan bahkan dipalsukan untuk kepentingan
mereka. Hal yang paling menarik dari skenario para evolusionis adalah umur dari
fosil-fosil ini.
Evolusionis
menyatakan bahwa Archaeopteryx hidup 150 juta tahun yang lalu, manusia Lucy 3
juta tahun lalu, dan reptil pertama hidup 250 juta tahun yang lalu. Akan
tetapi, penelitian yang dilakukan terhadap fosil-fosil ini menunjukkan
kenyataan bahwa umur yang disebutkan memperlihatkan bias dan interpertasi yang
menipu. Kenyataannya, semua angka-angka jutaan tahun yang diberikan para
evolusionis terhadap umur fosil ini sama sekali tidak bisa
dipertanggungjawabkan. Metoda untuk menentukan umur fosil ini sangat
spekulatif. Lebih jauh, metoda “penentuan umur” yang lain tidak diterima oleh
evolusionis, karena bisa membuktikan bahwa umur fosil ternyata jauh lebih muda.
Sebenarnya
pertanyaannya adalah mengenai umur bumi, bukan hanya umur fosil. Evolusionis
berpendapat bahwa umur bumi adalah 4,5 miliar tahun. Angka ini digunakan oleh
berbagai media cetak dan elektronik, literatur sains dan sumber-sumber yang
lain. Banyak orang percaya pada pendapat tersebut yang menyatakan bahwa bumi
umurnya beberapa miliar tahun dan menerimanya tanpa pembuktian yang nyata.
Pendapat
ini tetap bertahan tanpa adanya langkah nyata untuk membuktikan kebenarannya.
Termasuk angka-angka perkiraan yang diberikan oleh para evolusionis terhadap
umur fosil pada kenyataannya sangat meragukan. Kemudian, apakah pentingnya
mengetahui umur bumi sudah tua (4,5 miliar tahun) atau masih muda (ribuan
tahun)?
Makalah
ini akan membahas perhitungan umur sebuah benda dengan waktu paruh atau
peluruhan radioaktif. Diantaranya menggunakan zat Karbon 14 dan tes Radiometrik.
1.2 Rumusan
Masalah
1.
Apa yang dimaksud dengan Karbon 14?
2.
Bagaimana proses test Karbon 14 untuk
menghitung umur sebuah fosil?
3.
Bagaimana proses test Radiometrik untuk
menghitung umur sebuah fosil?
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Karbon 14
Jika
Anda memiliki sebuah fosil, Anda dapat mencari tau berapa lama umur dari fosil
tersebut dengan karbon 14 metode perhitungan ini
adalah formula yang membantu Anda untuk
mengetahui umur fosil dengan karbon 14. Misal
jika fosil mengandung 60% karbon aslinya,
berapakah umur fosil? Waktu paruh dari karbon 14 adalah 5730 tahun.
Itu berarti berapa lama waktu yang
dibutuhkan untuk setengah inti
meluruh setelah 5730
tahun. Jika kita mulai dengan satuan massa gram, kita berakhir dengan massa setengah gram.
Formula agak rumit ini menunjukkan kita bagaimana untuk
memecahkan teka-teki ini menggunakan
metode ilmiah yang fisika atom dan inti pembahasan
mengenai radioaktivitas.
Gambar:
Karbon 14 Source: Google Image
Saat
suatu organisme mati, organisme tersebut akan berhenti mengambil karbon baru.
Rasio C-14 pada saat kematian akan sama untuk setiiap makhluk lainnya, tetapi
C-14 atau karbon 14 tidak dapat diganti. Karbon-14 meluruh dengan paruhnya dari
5.600 tahun, Dengan melihat rasio karbon-14 dalam sampel dan membandingkannya
dengan rasio dalam organisme hidup, adalah mungkin untuk menentukan usia hal
yang sebelumnya hidup cukup tepat.
2.2
TEST KARBON-14
Karbon-14
sebenarnya termasuk jenis tes rediometrik. Tetapi ada karakteristik khusus yang
membedakannya dari yang lain. Tes radiometerik yang lain hanya bisa digunakan
untuk menentukan umur batuan vulkanik, sedangkan karbon-14 bisa digunakan untuk
memperkirakan umur makhluk hidup, karena elemen radioaktif yang ditemukan di
dalam makhluk hidup hanyalah karbon-14.
Tes karbon-14 untuk
mengukur makhluk hidup
Bumi
secara terus-menerus terpapar dengan hujan cahaya kosmik dari luar angkasa.
Cahaya ini berbenturan dengan nitrogen-14 yang ada banyak di atmosfer dan
berubah menjadi elemen radioaktif, karbon-14. Substansi baru yang dihasilkan
dari kombinasi karbon-14 dan oksigen di atmosfer membuat karbon-140, yang
merupakan jenis radioaktif yang lain.
Sebagaimana
diketahui, tanaman mempergunakan CO2 (karbon dioksida), H2O
(air) dan udara sebagai nutrisi. Beberapa molekul karbon dioksida ini diserap
oleh tanaman di mana membuat molekulnya berisi kabon radioaktif, karbon-14.
Tanaman mengumpulkan bahan radioaktif di dalamnya.
Beberapa
organisme hidup makan tanaman. Beberapa makhluk hidup memakan makhluk yang lain
atau makan tanaman. Mengikuti rantai makanan ini, karbon radioaktif yang
dihisap makanan dari udara disalurkan ke tanaman yang lain. Sehingga setiap
makhluk di bumi menghirup karbon-14 dalam jumlah yang sama yang ada di
atmosfer.
Saat
tanaman atau binatang mati, mereka tidak memperoleh karbon-14 karena tidak bisa
makan lagi. Karena karbon-14 adalah bahan radioaktif, dia memiliki
setengah-umur dan mulai berkurang jumlahnya sejalan dengan waktu. Jadi
berdasarkan hal itu, dengan mengukur karbon-14 di dalam tubuh tiap-tiap
makhluk, bisa digunakan untuk memperkirakan umur bumi.
Gambar:
Peluruhan
Karbon 14
Setengah-umur
dari karbon-14 adalah mendekati 5.730 tahun, yang berarti setiap 5.730 tahun
setengan dari jumlah karbon-14 yang ada di dalam makhluk hidup menjadi rusak.
Contohnya, jika ada 10 gram karbon-14 di dalam tubuh makhluk hidup 5.730 tahun
yang lalu, hari ini akan tinggal 5 gram. Karena karbon-14 memiliki perioda
setengah-umur yang pendek, maka tidak bisa dingunakan untuk menentukan umur
dari sampel yang diperkirakan memiliki umur sangat tua seperti yang dihasilkan
oleh tes radiometrik. Diasumsikan bahwa tes karbon-14 memberikan hasil yang
bisa dipertanggungjawabkan untuk meneliti sampel antara 10 ribu sampai 60 ribu
tahun.
Seperti
sudah disebutkan, tes karbon-14 memiliki tempat yang berbeda dari tes
radiometrik yang lain, karena digunakan untuk menentukan umur makhluk hidup.
Karena itulah, tes karbon-14 sekarang ini paling banyak digunakan dibandingkan
teknik penentuan umur yang lain. Tetapi tetapi ada kelemahan tes karbon-14,
seperti yang ditemukan pada tes radiometrik yang lain.
Satu
hal yang paling penting dari kenyataan ini adalah, sangat besar kemungkinannya
bahwa sampel yang sedang diukur umurnya, terpapar dengan gas eksternal.
Interaksi dengan gas-gas yang lain ini sangat mungkin terjadi melalui air
terkarbonasi atau bikarbonasi. Jika air alam yang berisi karbon-14 ini mengenai
sampel yang diukur, maka elemen karbon-14 air tersebut akan masuk ke dalam
sampel. Dengan kondisi ini, umur sampel akan menjadi lebih muda dibandingkan
yang sebenarnya.
Kebalikannya
bisa juga terjadi. Di bawah kondisi tertentu, jumlah karbon-14 yang ada di
sampel dapat menguap keluar membentuk karbonat dan bikarbonat. Dalam kondisi
ini, umur yang dihitung akan jauh lebih tua dari yang sebenarnya.
Pada
kenyataannya ada banyak temuan yang nyata yang menunjukkan tes karbon-14 tidak
tepat. Sampel dari makhluk yang masih hidup, dites dengan karbon-14, menunjukkan
umurnya beberapa ribu tahun. Sedangkan sampel dari makhluk yang baru saja mati
menunjukkan umur yang jauh lebih tua dari yang sebenarnya.
Diketahui
bahwa tes karbon-14 yang dilakukan terhadap sampel yang telah diketahui
umurnya, biasanya memberikan hasil yang salah. Contohnya:
- Tes karbon-14 yang dilakukan terhadap anjing laut yang baru saja mati, menunjukkan umur 1.300 tahun.
- Umur dari tiram yang masih hidup adalah 2.300 tahun.
- Tanduk rusa yang sama menunjukkan umur 5.340, 9.310 dan 10.320 tahun.
- Kulit kayu pohon memberikan hasil 1.168 dan 2.200 tahun saat ketika diukur dalam waktu yang bersamaan.
- Di kota Jarmo Irak Utara orang-orang di sana hidup 500 tahun lalu, tetapi dengan tes karbon-14 umurnya adalah 6.000 tahun.
Kenyataanya, semua contoh ini mempelihatkan fakta bahwa tes karbon-14 juga tidak bisa diterima keakuratannya seperti halnya tes radiometrik yang lain.
- Tes karbon-14 yang dilakukan terhadap anjing laut yang baru saja mati, menunjukkan umur 1.300 tahun.
- Umur dari tiram yang masih hidup adalah 2.300 tahun.
- Tanduk rusa yang sama menunjukkan umur 5.340, 9.310 dan 10.320 tahun.
- Kulit kayu pohon memberikan hasil 1.168 dan 2.200 tahun saat ketika diukur dalam waktu yang bersamaan.
- Di kota Jarmo Irak Utara orang-orang di sana hidup 500 tahun lalu, tetapi dengan tes karbon-14 umurnya adalah 6.000 tahun.
Kenyataanya, semua contoh ini mempelihatkan fakta bahwa tes karbon-14 juga tidak bisa diterima keakuratannya seperti halnya tes radiometrik yang lain.
2.3 Tes Radiometrik
Dewasa ini ada dua macam tes untuk menentukan umur
bumi.
Pertama berdasarkan observasi (pengamatan) terhadap kejadian alam yang ada di muka bumi. Jika diamati bahwa beberapa peristiwa geologis terjadi pada masa tertentu, maka bisa diasumsikan dengan mempergunakan data ini, kejadian yang sama telah terjadi dalam kurun waktu yang sama di masa lalu.
Pertama berdasarkan observasi (pengamatan) terhadap kejadian alam yang ada di muka bumi. Jika diamati bahwa beberapa peristiwa geologis terjadi pada masa tertentu, maka bisa diasumsikan dengan mempergunakan data ini, kejadian yang sama telah terjadi dalam kurun waktu yang sama di masa lalu.
Mengacu
pada prinsip ini, bisa perkirakan umur bumi. Sebagai contoh, diasumsikan rasio
konsentrasi garam di laut naik 100 ton dalam sebulan. Berdasarkan rasio ini,
metoda penentuan umur dilakukan dengan cara: Memperkirakan jumlah garam yang
ada di semua lautan, selanjutnya dibagi dengan jumlah rasio peningkatan yang
sudah ditentukan sebelumnya. Angka yang diperoleh akan mengindikasikan jumlah
bulan yang dilewati sampai sekarang, dari sejak pertama kali adanya lautan (dengan
asumsi tidak ada kandungan garam di laut mula-mula).
Yang
kedua adalah tes Radiometrik. Test ini ditemukan awal abad 20 dan menjadi
sangat populer. Teknik test Radiometrik terletak pada prinsip bahwa “atom tidak
stabil” di material radioaktif akan berubah menjadi “atom stabil” dalam satu
interval waktu tertentu. Kenyataan bahwa perubahan ini terjadi dengan jumlah
yang sudah dipastikan dan juga dalam periode waktu yang tertentu, membuat
timbulnya gagasan untuk mempergunakan data ini sebagai penentu dari umur fosil
dan umur bumi.
Test
Uranium adalah yang pertama kali digunakan, tetapi kemudian tidak dipakai lagi.
Prinsip dari test ini adalah perubahan uranium menjadi timah. Uranium berubah
menjadi atom thorium saat memancarkan radiasinya. Thorium adalah sebuah elemen
radioaktif, berubah menjadi protactinium setelah beberapa waktu tertentu.
Setelah tiga belas perubahan tambahan, uranium pada akhirnya berubah menjadi
timah yang merupakan elemen stabil.
Waktu
yang dibutuhkan oleh elemen radioaktif untuk berubah dari setengah masanya
menjadi elemen yang lain, disebut setengah-umur dari elemen ini. Setengah-umur
dari uranium-238 adalah 4,5 miliar tahun. Artinya 100 gram uranium yang kita
miliki hari ini, akan menjadi 50 gram uranium-238 dan 50 gram timah-206 setelah
4,5 miliar tahun kemudian. Dan setelah 4,5 miliar tahun berikutnya, ada tersisa
seperempat dari jumlah uranium yang kita miliki mula-mula. Reaksi ini akan berlanjut
sampai uranium itu habis.
Tes radiometrik untuk mengukur batuan vulkanik
Tes
radiometrik digunakan untuk menghitung umur batuan sesuai dengan prinsip
setengah-umur, yaitu: ada sejumlah elemen radioaktif di batuan vulkanik di
bumi. Kandungan radio aktif di batuan ini secara alami hilang dan berubah
menjadi bentuk yang stabil. Dengan melihat proses ini, menghitung jumlah
radioaktif dan material stabil, bisa ditentukan berapa banyak material
radioaktif yang berubah ke dalam bentuk stabil di dalam rentang waktu tertentu.
Sehingga umur batuan ini adalah dua kali dari jumlah material radioaktif
berubah menjadi setengah-umur.
Umur
bumi juga ditentukan dengan metoda yang sama. Batuan yang dipakai untuk
memperkirakan umur bumi sama dengan dengan meteor atau tanah di bulan, yang
diasumsikan diciptakan pada waktu yang sama dengan bumi. Sampel dari batuan ini
diasumsikan sebagai batuan yang tertua, dan digunakan untuk menentukan umur
bumi. Sesuai dengan data ini, umur bumi adalah 4,6 miliar tahun.
Ada
sejumlah test radiometrik mempergunakan prinsip ini : “material radiometer
berubah terhadap waktu.” Bahan dari berbagai material setengah-umur
dipergunakan untuk membuat perkiraan historis dari berbagai jenis batuan.
Selain mempergunakan perubahan uranium-timah, digunakan teknik perubahan yang
lain seperti rubidium-strontium dan potassium-argon juga digunakan. Ada juga
metoda yang lebih baru seperti jam-fisi, thermoluminescence,
neodymium-samarium. Kebanyakan dari cara-cara itu sebelumnya digunakan untuk
menentukan umur.
Banyak
orang berpikir bahwa metoda penentuan umur ini menunjukkan bahwa segi ilmiahnya
tepat dan sesuai dengan hukum-hukumnya. Tetapi kenyataannya sangat banyak
kritik serius terhadap penentuan umur mempergunakan metoda ini.
Tes
radiometrik ini didasarkan pada beberapa asumsi, walaupun tidak ada landasan
yang bisa dipegang. Pertama, supaya bisa mempercayai tes ini; harus dipahami
sungguh-sungguh bahwa tidak ada atom yang stabil di batuan mula-mula.
Contohnya, sebuah tes uranium yang bisa dipertanggungjawabkan hanya bisa dibuat
jika tidak ada timah di batuan itu. Jika sebelumnya batuan itu sudah memiliki
kandungan timah, maka umurnya akan diperkirakan jauh lebih tua. Dan tidak
mungkin bisa ditemukan apakah batuan mula-mula sudah memiliki kandungan timah
atau tidak.
Hal
kedua yang lebih penting adalah, menentukan lebih dahulu bahwa batu yang akan
diukur berada dalam sistem yang tertutup. Batuan ini harus terlindungi dari
efek-efek kejadian eksternal.
Contoh
terbaik dali jenis efek ini bisa ditemukan di penentuan umur dengan
potassium-argon. Metoda penentuan umur ini mengukur jumlah potassium yang
berubah menjadi argon dalam satu rentang waktu. Jadi kita berpikir bahwa umur
batuan bisa ditentukan dari perubahan komposisi rasio potassium-argon yang
dimilikinya. Tetapi ada satu hal penting: Udara yang kita hirup berisi gas
argon dalam jumlah besar. Gas ini, saat bebas, akan masuk ke dalam batuan dan
meningkatkan jumlah kandungan argon di dalamnya. Sehingga umur batuan akan
diperkirakan jauh lebih tua dari kenyataannya.
Air
di dalam tanah juga membuat masalah yang penting. Air menyerap berbagai mineral
dan material radioaktif saat melewati kedalaman tanah. Kemudian para
evolusionis memakai mineral yang ada di batuan ini untuk menentukan umurnya.
Ini menyebabkan masalah penting dan tidak bisa diabaikan dalam menentukan umur
batuan.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Supaya
tepat dalam memperkirakan umur sebuah sampel, tiga fakta di bawah ini harus
diperhatikan:
1. Jumlah material radioaktif yang dimiliki oleh batuan mula-mula
2. Jumlah atom stabil yang ada di batuan mula-mula
3. Gas eksternal yang masuk ke dalam batuan.
1. Jumlah material radioaktif yang dimiliki oleh batuan mula-mula
2. Jumlah atom stabil yang ada di batuan mula-mula
3. Gas eksternal yang masuk ke dalam batuan.
DAFTAR PUSTAKA