Karakteristik Geokimia Komposisi Mineral Fosil Kayu: Isolasi Dan Identifikasi Kandungan Lignin Dalam Kayu Petrisian Dan In-Situaraucarioxylon Di Geopark Merangin
Geochemical Characteristics and Mineral Compositions Fossil Wood: Isolation and Identification of Lignin Content in Petrisian Wood and In-Situ Araucarioxylon in Geopark Merangin

## Ahmad Syarthibi, Sutrisno dan Hutwan Syarifuddin
Program Studi Ilmu Lingkungan Universitas Jambi

## ABSTRACT
The  purpose  of  this  study  was  to  identify  microanalysis  of  mineral  characteristics  of petrisian wood and in situ Araucaryoxillon contained in the Merangin geopark region and  isolate  lignin  organic  compounds  in  petrisian  wood  fossils  and  in  situ Araucaryoxillon located in Merangin geopark region. This research was conducted in Merangin  Geopark  Area  in  Merangin  District  of  Jambi  Province.  This  research  was conducted  in  2015.  From  the  research  result,  it  can  be  concluded  in  geochemical perspective and fossilization process of petrisian wood fossil and in situ araucarioxylon based on microanalysis method found the three most dominant elements are Si, O and Fe,  in  the  process  of  fossil  formation.  In  the  perspective  of  paleogeochemistry, environmental factors and the reaction mechanism of fossil formation are very interesting to  be  examined  as  an  attempt  to  provide  an  explanation  in  the  field  of  geology  and geophysics. The result of isolation and identification by spectroscopy method from fossil of in situ araucarioxylon wood fossil found in Merangin Jambi Geopark area has not found lignin content as the main constituent of wood.
Keywords : Petrisian wood, Araucaryoxillon, Lignin, Merangin Geopark

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Indonesia  merupakan  negara  kepulauan  yang  dikaruniai  kekayaan  alam  yang sangat  melimpah,  termasuk  kekayaan  keragaman  geologi  (geodiversity).  Banyak  dari keragaman  geologi  itu  merupakan  warisan  geologi  (geoheritage)  yang  penting  untuk pendidikan  maupun  sebagai  aset  wisata.  Dalam  rangka  upaya  melestarikan  warisan geologi dan sekaligus memperoleh manfaat yang berkelanjutan bagi masyarakat setempat dari  keberadaan  warisan  geologi  tersebut,  maka  konsep  pembangunan  melalui pengembangan taman Bumi atau Geopark kini menjadi pilihan yang menarik, termasuk di Jambi (Masrul K F dan Suroso DSA, 2013: 77 -78).
Geopark adalah sebuah kawasan geologi yang penting secara ilmu pengetahuan karena  memiliki  nilai  keilmuan  yang  sangat  tinggi,  langka,  unik,  indah  dan  rentan terhadap kerusakan, memiliki potensi menjadi laboratorium alam.Geopark  merupakan suatu konsep menejemen pengembangan kawasan secara berkelanjutan yang memadu- serasikan tiga keragaman alam yaitu keragaman geologi (geodiversity), keragaman hayati (biodiversity)  dan  keragaman  budaya  (cultural  diversity)  yang  bertujuan  untuk pembangunan  serta  pengembangan  ekonomi  kerakyatan  yang  berbasis  pada  asas konservasi. Keragaman geologi  yang dapat dimanfaatkan merupakan warisan geologi yang mempunyai nilai ilmiah (pengetahuan),  serta mempunyai nilai estetika, membentuk kawasan  yang  unik  sebagai  tempat  kunjungan  dan  objek  rekreasi  alam-budaya  serta berfungsi  sebagai  kawasan  warisan  geologi  yang mempunyai  arti  lindung  dan  sebagai situs pengembangan ilmu pengetahuan kebumian (Kementerian ESDM, 2013:7-10).
Geopark  Merangin  Jambi  resmi  menjadi  anggota  geopark  nasional  pada  25 September  2013,  dipenuhi  dengan  bebatuan  purba  yang  miliki  kandungan  sejarah peradaban  masa  lalu,  tercipta  secara  alamiah  berproses  selama  ratusan  juta  tahun. Beberapa  tanaman  tertimbun  endapan  vulkanik  berketebalan  sekitar  7  meter,  satu diantaranya adalah fosil batu pohon kayu yang menjadi maskot, atau masyarakat memberi nama  dengan  batu  Tuo  ( Araucarioxylon ),akar-akarnya  menjulur  sepanjang  kira-kira  7 meter  dan  diyakini  fosil  ini  telah  berusia  300  juta  tahun,  zaman  Perem  (Kementerian ESDM, 2013:21). Di sisinya terdapat bebatuan berlapis, bekas tanah rawa dan debu-debu vulkanik serta lava yang membeku dan lapisan batu itu sesuai dengan banyaknya letusan gunung  berapi.  Fosil  tersebut  bertahan  lama,  karena  kawasan  tersebut  bersuhu  dingin (Sirait. J, 2013: 5).
Fosil  kayu  merupakan  kayu  yang  sudah  membatu  dimana  semua  bahan organiknya telah digantikan oleh mineral (silika dan sejenis kuarsa), dengan struktur kayu tetap  terjaga. Fosil  kayu  memiliki  nilai  sejarah  yang  tak  ternilai  karena  dapat  menjadi bukti  hidupnya  suatu  jenis  pohon  tertentu  pada  zaman  pra  sejarah.  Fosil  kayu  yang ditemukan di Indonesia berasal dari masa miocene sampai pliocene yaitu 25 juta tahun BP (Before Present) sampai 2 juta tahun BP (Dewi L. M, 2013: 2). Fosil juga merupakan dasar  utama  dalam  menentukan  umur relatif  suatu  lapisan  dan  komponen  yang  sangat penting dalam menyusun sejarah bumi.
Beberapa  penelitian  telah  dilakukan,  namun  belum  pernah  dilaporkan  tentang identifikasi  kandungan  senyawa-senyawa  penyusun  batuan  fosil  disepanjang  sungai Mengkarang  Geopark  Merangin  Jambi.  Untuk  itu  perlu  dilakukan  penelitian  yang memberikan informasi yang lebih kaya, meliputi gambaran mikroskopis morfologi fosil serta kandungan kimia dari kayu fosil di geopark Merangin. Informasi ini sangat penting untuk menunjang konservasi lingkungan dan menambah nilai ekonomi pada fosil-fosil kayu yang merupakan bahan cindera mata bagi para wisatawan berkunjung ke geopark Merangin.

## Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah yang dikemukakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: (1)Bagaimana karakteristik kandungan mineral dari kayu petrisian dan in-situ Araucaryoxillon yang terdapat di kawasan Geopark Merangin, dan  (2)  Isolasi  dan  identifikasi  kandungan  bahan  organik  berupa  lignin  dalam  kayu petrisian dan in-situ Araucaryoxillon yang terdapat di kawasan Geopark Merangin.

## Tujuan Penelitian
Tujuan  penelitian  ini  adalah  (1)  Mengidentifikasisecara  mikroanalisis karakteristik  mineral  dari  kayu  petrisian  dan in  situ  Araucaryoxillon yang  terdapat  di kawasan Geopark Merangin, dan (2) Mengisolasisenyawa organik berupa lignin dalam fosil  kayu  petrisian  dan in-  situ  Araucaryoxillon yang  terdapat  di  kawasan  Geopark Merangin.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di sekitar kawasan Geopark Merangin yakni disepanjang sungai  Batang  Merangin  mulai  dari  Desa  Air  Batu  sepanjang  15  Km.  Penelitian  ini dilaksanakan  mulai  bulan  Maret  sampai  dengan  bulan  Nopember  2015.Pelaksanaan penelitian dan analisis material ini akan dipusatkan di Laboratorium Penelitian Energi, Rekayasa dan Material Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi.
Untuk menjamin akurasi perhitungan, pengolahan data-data percobaan termasuk menampilkannya  dalam  bentuk  grafik/kurva  akan  dilakukan  dengan  bantuan  program komputer EXCELL . Semua data yang diperoleh dari instrument minilab fosil kayu, SEM dan  XRD  sesuai  dengan  software  yang  sudah  tersedia  dalam  alat  masing-
masing.Kandungan Lignin dalam sampel fosil kayu ditentukan dengan menggunakan FT IR serta dengan UV-Vis Spectrophotometer.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik dan Komposisi Mineral
Karakteristik  dan  komposisi  mineralfosil  instu  Araucarioxylon  dilakukan Mikroanalisis menggunakan SEM  dan XRD. Analisis SEM dimaksudkan untuk melihat morfologi permukaan fosil kayu dan XRD untuk melihat senyawa penyusun batuan dan fasa Kristal yang terbetuk dari fosil kayu, didapatkan hasil sebagai berikut :
Gambar 1. Morfologi Fosil In situAraucarioxylon Hasil SEM
Gambar 2. Hasil SEM EDS spot 1 Fosil in situ Araucarioxylon
Tabel 1.  SEM-EDS spot 2 fosil in situ Araucarioxylon Element Number Element Symbol Element Name
Confidence Concentration Error 14 Si Silicon 100.0 17.3 0.5 8 O Oxygen 100.0 72.3 0.5 6 C Carbon 100.0 7.8 0.8 7 N Nitrogen 100.0 2.6 3.5
Gambar 3. Hasil SEM EDS spot 2 Fosil in situ Araucarioxylon
Tabel 2. SEM-EDS spot 2 fosil in situ Araucarioxylon Element Number Element Symbol Element Name
Confidence Concentration Error 14 Si Silicon 100.0 77.6 0.2 19 K Potassium 100.0 5.9 1.3 6 C Carbon 100.0 6.2 1.5 42 Mo Molybdenum 100.0 9.5 1.7 13 Al Aluminium 100.0 0.8 3.9
Gambar 4. Hasil SEM EDS spot 3 Fosil in situ Araucarioxylon
Tabel 3. SEM-EDS spot 3 fosil in situ Araucarioxylon
Element Number Element Symbol Element Name
Confidence Concentration Error 14 Si Silicon 100.0 36.5 0.2 26 Fe Iron 50.0 1.8 1.6 65 Tb Terbium 50.0 2.8 2.3 24 Cr Chromium 50.0 1.2 1.7 62 Sm Samarium 50.0 3.2 1.7 25 Mn Manganese 50.0 1.2 1.8 22 Ti Titanium 50.0 1.0 1.7 58 Ce Cerium 50.0 2.3 1.9 57 La Lanthanum 50.0 2.1 2.0 60 Nd Neodymium 50.0 1.3 3.0 21 Sc Scandium 50.0 0.8 1.8 64 Gd Gadolinium 50.0 2.0 2.5 67 Ho Holmium 50.0 2.5 2.8 55 Cs Caesium 50.0 1.7 2.1 52 Te Tellurium 50.0 2.1 2.0 27 Co Cobalt 50.0 0.9 2.8 53 I Iodine 50.0 0.9 3.6 51 Sb Antimony 100.0 1.7 2.1 70 Yb Ytterbium 100.0 2.9 2.6 50 Sn Tin 50.0 0.9 3.2 49 In Indium 50.0 1.3 2.4 72 Hf Hafnium 50.0 4.6 2.4 71 Lu Lutetium 50.0 2.9 2.8 73 Ta Tantalum 50.0 5.3 2.4 74 W Tungsten 50.0 3.7 3.5 48 Cd Cadmium 50.0 1.0 2.9 76 Os Osmium 50.0 3.6 3.7 77 Ir Iridium 50.0 3.3 4.2 89 Ac Actinium 100.0 1.3 3.6 32 Ge Germanium 50.0 2.7 4.1 45 Rh Rhodium 100.0 0.5 4.6
Gambar 5. Hasil SEM EDS spot 4 Fosil in situ Araucarioxylon
Tabel 4. SEM-EDS spot 4 fosil in situ Araucarioxylon Element Number Element Symbol Element Name
Confidence Concentration Error 14 Si Silicon 100.0 52.2 0.3 6 C Carbon 100.0 18.1 0.7 24 Cr Chromium 50.0 3.2 2.9 26 Fe Iron 50.0 4.2 3.4 62 Sm Samarium 50.0 6.9 3.7 58 Ce Cerium 50.0 6.0 3.2 21 Sc Scandium 50.0 1.5 3.9 27 Co Cobalt 50.0 3.6 4.6 13 Al Aluminium 100.0 0.9 4.3 53 I Iodine 50.0 3.5 4.4
Dari hasil SEM-EDS terhadap ke empat spot diperoleh penyusun utama dari fosil in situ adalah unsur Si dan O. Hal ini diperkuat oleh data XRD, sebagai berikut :
Gambar 6.Grafik background analisis mikrostruktur fosil petrisian
Hasil  mikro-analisis  sampel  dengan  XRD  diperoleh  82%  mineral  yang terkandung  didalam  fosil  tersebut  adalah  silika  dioksida  (SiO 2 )  dalam  bentuk  quarzt.
Seperti  yang  diperlihatkan  pada  gambar.  Berdasarkan  pola  difraksi  sinar-X,  peak utamanya terletak pada 2 Ø: 26,6666 dengan harga d : 3,34296.dapat disimpulkan bahwa bentuk struktur kristal  dalam fosil insitu tidak beraturan sehingga dapat juga  dinyatakan struktur kristalnya adalah amorf.

## Gambar 7.Grafik analisis kecocokan peak sampel dengan database.
Gambar 7 Memperlihatkan kecocokan peak sampel yang diuji dengan database. Hasil uji disimpulkan mineral penyusun yang paling banyak dalam sampel adalah SiO 2 hal ini berarti fosil in situ terbentuk karena adanya proses silisifikasi.Tingginya kandungan mineral silika dan hematite dari fosil kayu ini diimbangi oleh berkurangnya unsur karbon sebagai penyusun utama dari kayu, yakni selulosa, hemiselolosa dan lignin. Warna hitam dari fosil kayu yang dihasilkan disebabkan oleh tingginya kandungan Fe dan beberapa unsur tansisi.

## Isolasi dan Identifikasi Kandungan Lignin
Lignin  merupakan  suatu  polimer  yang  kompleks  dengan  berat  molekul  tinggi, tersusun  atas  unit-unit  fenilpropan  (Sjostrom,  1995).  Penentuan  proporsi  kandungan lignin  dengan  menggunakan  metode  Klason.  Metode  ini  memisahkan  lignin  sebagai material yang tidak larut dengan depolimerisasi selulosa dan hemiselulosa dalam asam sulfat  72%  yang  diikuti  dengan  hidrolisis  polisakarida  pada  asam  sulfat  3%  yang dipanaskan. Hasil ekstraksi untuk mengisolasi dan identifikasi kandungan lignin dalam fosil insitu araucarioxylon didapatkan :
Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 10 20 30 40 50 60 Counts 0 5000 10000 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 Si O 2 fosil_3c

## Gambar 8. Grafik Pembacaan FTIR Fosil Insitu

## Gambar 9. Grafik Pembacaa FTIR Fosil Petrisian
Sementara dari hasil UV-Vis dapat dilihat bahwa adanya serapan pada panjang gelombang  maksimum  207nm,  ini  sesuai  dengan  panjang  gelombang  untuk  standar lignin. Hasil Spektral Scan Absorbance UV-VisEkstrak Lignin dari Fosil Insitu terlihat pada gambar berikut:
Hasil  identifikasi  gugus  fungsi  isolat  lignin  dengan  FT-IR  menunjukkan  pola serapan spektrofotometer yang berbeda dengan spektra FT-IR lignin standar seperti pada tabel berikut :
Tabel 5. Pita serapan khas dari lignin
Bilangan Gelombang (Cm -1 ) Pita Serapan 3429 OH stretching 2945 CH stretching of methyl, methylene or methane group 1732, 1726 C ¼ O stretch in unconjugated ketone and carboxyl group 1660, 1653 C ¼ O stretch in conjugated ketone 1606 Aromatic skeletal vibration 1507 Aromatic skeletal vibration 1460 Aromatic methyl group vibrations 1434 Aromatic skeletal vibration 1374 Aliphatic CeH stretch in CH3 1328 Syringyl ring breathing with CeO stretching 1242 Aromatic CeO stretching 1165 CeO stretch in ester groups 1135 Aromatic CeH in-plane deformation for syringyl type 1043 Aromatic CeH in-plane deformation for guaiacyl type 855, 844 Aromatic CeH out of plane bending
Setiap spektrum IR dari lignin memiliki pita lebar yang kuat antara 3500 dan 3100 cm -1 ,  ini  disebabkan  oleh  adanya  gugus  hidroksil  alkoholik  dan  fenolik  yang  terlibat dalam ikatan hidrogen. Intensitas pita meningkat selama demetilasi dan penurunan selama metilasi karena selama demetilasi, ikatan OeCH 3 dalam gugus metoksil yang terikat pada atom karbon ke-3 atau ke-5 dari cincin aromatik terbelah dan CH 3 digantikan oleh atom hidrogen yang menghasilkan gugus OH baru. Selama metilasi, ikatan OeH terbelah dan H digantikan oleh kelompok CH 3 dan jumlah gugus OH berkurang sehingga intensitas pita berkurang karena hampir semua digantikan oleh CH 3 COO. Pita serapan FT-IR untuk lignin biasanya mencakup getaran kerangka aromatik pada 1606, 1507 dan 1434 cm -1 , di mana getaran setengah lingkaran aromatik (getaran yang melibatkan peregangan CeC.
Pada penelitian ini hanya dilakukan analisa kualitatif untuk kandungan loignin saja,    dari  hasil  identifikasi  dan  karakterisasi  sampel  fosil  kayu  dapat  dilihat  bahwa kandungan utama dari sampel fosil kayu adalah mineral-mineral. Hal ini menunjukkan adanya  proses  perubahan  atau  penggantian  kandungan  utama  kayu  berupa  senyawa organik digantikan oleh mineral-mineral seperti silika, besi, mangan dan lain sebagainya. proses  bahan  organik  diubah  menjadi  batu  atau  zat  yang  sama  disebut  petrifikasi.
Petrifikasi terjadi dalam dua cara yang berkaitan, yaitu proses penggantian ( replacement ) dan permineralisasi ( void-filling ).
Proses  penggantian  terjadi  ketika  air  melarutkan  bagian  keras  yang  asli  dan menggantikannya dengan bahan mineral. Aksi kimiawi ini dapat terjadi secara perlahan dan  mereproduksi  struktur  mikroskopis  dari  organisme  asli.  Mineral  pengganti  paling umum adalah kalsit, silika, pirit dan hematit. Ketika proses penggantian ini berlangsung dengan cepat seringkali menghilangkan struktur aslinya, meninggalkan bentuk aslinya, namun tidak detilnya. Ada empat variasi pengganti silifikasi: kuarsa mosaik, kalsedon spherulitic , lutecite dan  kuarsa microgranular .  Pembusukan  parsial  diperlukan  untuk silifikasi, meskipun mungkin hanya pada tingkat molekuler.
Permineralisasi merupakan tipe pengawetan dimana setelah organisme terkubur, maka  bagian  tubuhnya  akan  digantikan  oleh  mineral  melalui  ruang-ruang  dalam organisme tersebut. Sementara recrystallization merupakan pengawetan dimana bagian tubuhnya digantikan oleh kristal seperti hydroxy apatite, aragonite, dan calcite. Tipe yang lain adalah replacement yang mana bagian dari tubuh organisme digantikan oleh mineral lain.  Unaltered  merupakan  tipe  fosil  yang  mana  bagian  dari  fosil  tersebut  masih menyisakan mineral aslinya seperti tulang. Bioimmuration adalah tipe fosil dimana bahan yang  akan  mengisi  bagian  organisme  tersebut  masih  tercampur  dengan  bagian  tubuh organisme tersebut seperti tulang atau cangkang. Carbonization banyak ditemukan pada tanaman ketika tanaman tersebut banyak mengandung unsur karbon seperti karbohidrat dan  dalam  bentuk  fosil  berwarna  kehitaman  akibat  proses  penguraian  yang  dilakukan bakteri kekurangan oksigen dan berada pada tekanan yang tinggi.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  dapat  disimpulkan  dalam  perspektif  geokimia  dan  proses fosilisasi  fosil  kayu petrisian dan in-situaraucarioxylon berdasarkan  metode mikroanalisis  ditemukan  tiga  unsur  paling  dominan  yaitu  Si,  O  dan  Fe,  dalam  proses pembentukan  fosilnya.  Dalam  perspektif  paleogeokimia,  faktor  lingkungan  dan mekanisme  reaksi  dari  terbentuknya  fosil  sangat  menarik  untuk  diteliti  sebagai  upaya untuk  memberi  penjelasan  dalam  bidang  ilmu  geologi  dan  geofisika.Hasil  isolasi  dan identifikasi  dengan  metoda  spektroskopi  dari  fosil  kayu  insitu  araucarioxylon  yang terdapat  di  kawasan  Geopark  Merangin  Jambi  belum  ditemukan  kandungan  lignin sebagai unsur utama penyusun kayu.

## DAFTAR  PUSTAKA
Dewi L. M. 2013. Penelitian Fosil Kayu: Status dan Prospeknya di Indonesia. Makalah, Disajikan  pada  Diskusi  Litbang  Anatomi  Kayu  Indonesia  di  IPB  International Convention Center, 3 Juni 2013.
Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral.  2013., Warisan  Geologi  Untuk Kesejahteraan Masyaraka t. Buku Saku Edisi II Badan Geologi.
Masrul  Kevin  Fabryan  dan  Djoko  Santoso  Abi  Suroso,  Ir., Ph.  D.  2013. Studi  Proses Pengajuan  Kawasan  Geopark  Parahyangan  di  Jawa  Barat  Sebagai  Anggota Global Geopark Network Unesco . Jurnal Perencanan Wilayah dan Kota A SAPPK V3N1.
Sirait J. 2013. Menjelajah Warisan Alam Dunia Geopark Merangin Jambi . Mongabay travel. http://www.mongabay.co.id/2013/10/18/mongabay-travel-menjelajah- warisan-alam-dunia-geopark-merangin-jambi-bagian-i/
Sjostrom,  E.  1995. Kimia  Kayu  :  Dasar-dasar  dan  PenggunaanJilid  2 .  Gajah  Mada University Press. Yogyakarta.