Teori tektonik lempeng

16,142
-1

Published on

Published in: Education
3 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
16,142
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
351
Comments
3
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Teori tektonik lempeng

  1. 1. TEORI LEMPENG TEKTONIK- Pendahuluan (1)Posted on November 19, 2009Teori Lempeng Tektonik bisa menjelaskan bagaimana terjadinya gempa-gempa di duniaini. Untuk itu saya akan mencoba memberikan tulisan dari USGS yang menerangkanteori Lempeng Tektonik. Tulisan dibuat berseri.Selamat membaca!Di awal tahun 1960-an, penemuan teori lempeng tektonik membuat revolusi pada ilmubumi.Sejak saat itu, ilmuwan mulai memeriksa kebenaran dan dan terus membaharuiteori ini. Saat ini pengertian bagaimana bumi dibentuk oleh proses lempeng tektoniksemakin lebih baik. Sekarang diketahui, lempeng tektonik secara langsung atau tidaklangsung mempengaruhi hampir semua proses geologi di masa lalu dan masa kini.Secara ekstrim, pengetahuan bagaimana permukaan bumi bergeser secara terusmenerus telah mengubah cara pandang kita terhadap dunia.Manusia di satu sisi mendapat keuntungan, dan pada pihak lain kehidupannya dapatsangat bergantung pada gaya-gaya yang dihasilkan lempeng tektonik. Tanpa adaperingatan, sebuah gempa atau letusan gunung api (erupsi) dapat mengeluarkan energiyang besarnya jauh dari apapun yang dapat kita bayangkan. Meskipun kita tidak bisamengontrol proses lempeng tektonik, saat ini kita memiliki pengetahuan untuk belajartentang prosesnya. Semakin kita mengetahui lempeng tektonik, semakin kita dapatmenghargai kekuatan dan keindahan dari bumi yang kita diami, seperti juga memahamikehancuran yang kadang terjadi akibat kekuatan dahsyat bumi.Tulisan ini merupakan pendahuluan singkat konsep lempeng tektonik dan merupakantambahan visual dan informasi tertulis dalam This Dynamic Planet , sebuah peta yangditerbitkan USGS dan Smithsonian Institution.
  2. 2. Oldoinyo Lengai, sebuah gunung api aktif di Rift Zone Afrika Timur, dimana Afrika ditarik saling menajauh oleh proses lempeng tektonik. (Photograph by Jorg Keller, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Germany). Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Oldoinyo.gifTEORI LEMPENG TEKTONIK – Perspektif Sejarah (2)Posted on November 20, 2009Dalam istilah geologi, lempeng adalah bongkahan batuan yang kaku dan padat. Katatektonik berasal dari kata dasar Yunani, yang berarti ‖membangun‖. Denganmenyatukan kedua kata tersebut kita mendapatkan istilah lempeng tektonik , yangmengacu tentang bagaimana permukan bumi dibangun oleh lempeng-lempeng.Teori lempeng tektonik menyatakan bahwa lapisan terluar bumi terdiri dari lusinanbahkan lebih lempeng-lempeng besar dan kecil yang terpisah dan mengapung di atasmaterial sangat panas yang bergerak.Sebelum kelahiran teori lempeng tektonik, beberapa orang sudah terlebihdahulu meyakini bahwa benua-benua yang ada saat ini adalah hasil dari pecahan darisebuah ‖superbenua‖ di masa lalu. Diagram di bawah ini memperlihatkan prosesterpecahnya superbenuaPangaea (dalam bahasa Yunani artinya: semua daratan). Diagram ini terkenal dalam teori Pergeseran Benua (Continental Drift Theory)—sebuah teori yang mendahului teori Lempeng Tektonik.
  3. 3. Menurut teori Pergeseran Benua, superbenua Pangaea mulai terpecah sekitar 225-220 juta tahun yang lalu, dan pada akhirnya terpecah menjadi benua-benua yang kita kenal sekarang. Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig2-5globes.gifLempeng Tektonik merupakan ilmu yang relatif masih baru, diperkenalkan sekitar 50tahun yang lalu.Akan tetapi telah merevolusi pengertian kita tentang dinamika bumiyang kita diami.Teori ini telah menyatukan pengetahuan tentang bumi denganmenyatukan semua cabang-cabang dari ilmu-ilmu bumi, dari paleontology (pelajarantentang fossil) hingga seismologi (pelajaran tentang gempa). Teori tersebut juga telahmemberikan penjelasan tentang apa yang diperdebatkan ilmuwan selama berabad-abad—seperti mengapa gempa dan letusan gunung api terjadi di lokasi tertentu di bumi,
  4. 4. dan bagaimana dan mengapa rangkaian pegunungan besar seperti Alpen dan Himalayaterbentuk.Mengapa bumi sangat labil?Apa yang mengakibatkan bumi bergoyang danmembahayakan kehidupan, gunung api meletus dengan sangat eksplosif, dan rangkaianpegunungan besar bertambah tinggi hingga mempunyai ketinggian yang luar biasa?Ilmuwan, filsuf, dan teolog terjebak dengan pertanyaan ini selama ratusan tahun.Hingga tahun 1700-an kebanyakan orang Eropa secara biblikal mempercayai bahwasebuah banjir besar memainkan peran besar dalam proses pembentukan permukaanbumi. Pemikiran seperti ini disebut sebagai katastropisme. Dan ilmu bumi (geologi)didasarkan atas kepercayaan bahwa semua perubahan di bumi terjadi secara tiba-tibadan disebabkan oleh rangkaian katastrop tadi.Akan tetapi pada pertengahan abad ke-19 ―uniformitarianisme‖ menggantikan―katastropisme‖. Uniformitarianisme adalah sebuah pemikiran baru yang berpusat padaprinsip uniformitarianisme yang diusulkan oleh geologis Skotlandia, James Huttonpada tahun 1785. Secara umum prinsipnya dapat dinyatakan sebagai berikut: “ keadaansaat ini adalah kunci menuju masa lalu”. Mereka yang mengikuti pandangan inimempercayai bahwa proses-proses dan gaya-gaya geologis—yang terjadi secaraperlahan atau tiba-tiba—yang dialami bumi saat ini adalah sama dengan yang dialamisecara geologis di masa lalu.
  5. 5. Lapisan bumi yang kita diami terdiri dari lusinan pelat kaku yang oleh geologist disebut lempeng tektonik. Lempeng ini bergeser dan bergerak relatif satu sama lainnya. Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig1.jpgKepercayaan bahwa di masa lalu, benua-benua tidak selalu tetap pada posisinya telahdiprediksi jauh sebelum abad ke-20; pernyataan ini pertama sekali dikeluarkan olehpembuat peta dari Belanda, Abraham Ortelius pada tahun 1596 dalam hasilkaryanya”Thesaurus Geographicus”. Ortelius menyatakan bahwa ”benua Amerikaterpisah dari Eropa dan Afrika…oleh gempa-gempa dan banjir” dan selanjutnya ”pecahan-pecahannya adalah bukti-buktinya, yang dapat dilihat jika kitamemperhatikan secara seksama tepi-tepi dari tiga benua tersebut‖. Ide Ortelius inimengemuka kembali di abad 19.Akan tetapi barulah tahun 1912 teori ini dianggap sebagai teori ilmu yang lengkap—disebut sebagai teori Continental Drift (Pergeseran Benua)—yang diiperkenalkan olehmeteorolog Jerman berusia 32 tahun, Lothar Wagener dalam dua buah artikelnya. Diamenyatakan bahwa sekitar 200 juta tahun yang lalu, superbenua Pangaea mulai pecah.Menurut pendukung teori Wagener, Prof Alexander Du Toit dari UniversitasWitwatersrand, Pangaea pecah menjadi dua bagian benua besar, yaitu Laurasia diutara hemisfer dan Gondwanaland di selatan hemisfer. Laurasia dan Gondwanalandkemudian terpecah-pecah menjadi benua-benua yang ada saat ini.Gambar atas: Pada tahun 1858, ahli geografi Antonio Snider-Pellegrini membuat petayang menunjukkan bagaimana dua benua Amerika dan Afrika dulunya bersatu dankemudian terpisah. Kiri: Benua yang dulunya bersatu sebelum terpisah. Kanan:Benua-benua setelah terpisah. (Sumber:http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/avant.gif.)
  6. 6. Teori Wagener didasarkan sebagian atas kenyataan yang kasat mata bahwa bentukAmerika Selatan sangat pas jika disatukan dengan benua Afrika, yang saat inidipisahkan oleh samudera Atlantik.Wagener juga tertarik pada keberadaan yang tidak biasa dari struktur geologi dan jugajenis fossil yang hampir sama yang ditemukan di tepi-tepi pantai dari Amerika Selatandan Afrika. Menurutnya sangat sulit untuk membayangkan oganisme hidup ataubinatang berenang menyeberangi samudera yang luas tersebut. Menurutnya spesiesfossil yang identik di kedua tepi pantai dari kedua benua adalah bukti bahwa pada suatu waktu kedua benua pernah bersatu.Menurut Wagener, pergeseran benua-benua setelah pecahnya Pangaea, tidak hanyamenerangkan keberadaan fossil yang sama, tetapi juga bukti dari adanya perubahaniklim di beberapa benua. Sebagai contoh, penemuan dari fossil dari tanaman tropisyang terkandung dalam deposit batu bara di Antartika membawa pada kesimpulanbahwa benua yang tertutup es ini pernah sangat dekat dengan ekuator, daerah yanglebih hangat dimana tanaman hijau membutuhkan kelembaban untuk dapat tumbuh.Teori Continental Drift (Pergeseran Benua) seharusnya menjadi cahaya yang memicucara pandang tentang bumi kita. Akan tetapi pada masa Wagener, masyarakat ilmuwansangat teguh pada pendirian bahwa bentuk benua-benua dan samuderayang membentuk permukaan bumi adalah bentuk yang tetap.Tidaklah mengejutkan,bahwa teorinya tidak diterima dengan baik, walau bukti-bukti ilmu pengetahuan yangada saat itu cocok dengan teorinya.Kelemahan yang sangat fatal dari teori ini adalah tidak dapat menerangkan secaramendasar gaya-gaya apa yang bisa menggerakkan benua-benua tersebut salingmenjauhi. Gaya seperti apa yang kiranya sangat kuat untuk menggerakkan massabatuan padat yang sangat besar melalui jarak yang sangat jauh tersebut. Wagenermenerangkan dengan sangat sederhana bahwa benua-benua bergerak di ataslantai/dasar samudera. Harold Jeffreys, seorang ahli geofisika terkenal dari Inggrismengatakan adalah tidak mungkin sebuah massa yang sangat besar tidak terpecahketika bergerak di lantai samudera.
  7. 7. Sebaram Fossil di benua-benua. Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig4.gifTidak terpengaruh dengan penolakan tersebut, Wagener membaktikan sisa hidupnyauntuk membuktikan teorinya. Beliau meninggal kedinginan pada sebuah misi keGreenland pada tahun 1930, akan tetapi kontroversi yang dia mulai terus memanas.Setelah kematiannya, bukti-bukti baru dari ekplorasi dasar samudera/lautan dan studilainnya memicu ketertarikan ulang atas teorinya. Hal ini secara luar biasa mengarahkandimulainya pengembangan teori Plate Tectonic (Lempeng Tektonik).Penemuan teori Lempeng Tektonik adalah sama penting seperti penemuan strukturatom dalam fisika dan kimia, dan juga seperti penemuan teori evolusi dalam ilmubiologi. Walaupun teori Lempeng Tektonik telah diterima oleh sebagian besarkomunitas ilmuwan, akan tetapi aspek-aspek teorinya masih terus diperdebatkan.Ironisnya, jawaban atas pertanyaan yang sama yang ditujukan terhadap teori Wageneryakni gaya apa yang menggerakkan lempeng belum terjawab. Ilmuwan juga berdebatapakah lempeng tektonik juga terjadi pada awal sejarah bumi dan apakah juga prosesseperti ini terjadi di planet lainnya di tata surya.
  8. 8. TEORI LEMPENG TEKTONIK- Pengembangan Teori(3)Posted on November 21, 2009Perdebatan panas tentang Pergeseran Benua (Continental Drift) terus berlangsungsetelah meninggalnya Wagener dan secara berangsur teori ini hampir dilupakan karenadianggap tidak biasa, absurd, dan tidak mungkin terjadi.Akan tetapi, di awal tahun 1950-an banyaknya bukti baru yang timbul membangkitkankembali debat tentang teori yang provokatif dari Wagener dan implikasi-implikasinya.Secara umum, terdapat perkembangan pengetahuan yang mendukung formulasi dariTeori Lempeng Tektonik:1. Fakta kekasaran dasar samudera dan umur muda dari dari dasar samudera tersebut.2. konfirmasi adanya pengulangan pembalikan medan magnetik geologis di masa lalu.3. Munculnya Hipotesa pergerakan-dasar samudera dan kaitannya dengan daur ulang kulit/kerak samudera.4. dokumentasi yang akurat yang memperlihatkan lokasi kejadian gempa-gempa dan kejadian vulkanik di dunia terkonsentrasi di sepanjang palung samudera dan rangkaian pegunungan bawah laut.Pemetaan Dasar Samudera.Sekitar dua pertiga dari permukaan bumi berada di bawah samudera. Sebelum abad 19dalamnya laut banyak diperdebatkan, bahkan dipercayai dasar samudera relatif datardan sama sekali tidak punya fitur yang lain. Akan tetapi pada awal abad 16 beberapanavigator pemberani –dengan menggunakan peralatan tangan-, telah menemukanbahwa kedalaman samudera terbuka ternyata berbeda sangat signifikan, yangmenunjukkan bahwa dasar samudera tidaklah datar seperti yang dianggap selama ini.Eksplorasi samudera selanjutnya meningkatkan pengetahuan kita terhadap dasarsamudera.Kita jadi mengetahui bahwa semua peristiwa geologi di daratan terkait secaralangsung atau tidak langsung dengan dinamika yang terjadi di dasar samudera.Pengukuran samudera secara ‗modern‘ sangat meningkat di abad 19, dimanapengukuran laut dalam (bathymetric survey) rutin dilakukan di samudera Atlantik danKaribia.Pada tahun 1855, pelaut militer Amerika, Letnan Matthew Maurymemperlihatkan dalam diagram yang diterbitkannnya adanya pegunungan bawah laut
  9. 9. di tengah Atlantik. Hal ini kemudian dibenarkan oleh kapal survey yang meletakkankabel telegraf di samudera Atlantik.Penajaman gambaran dasar samudera yang lebih cepat terjadi setelah Perang Dunia I(1914-1918), dimana peralatan pantulan-suara – sistem sonar primitif—mulai dipakaiuntuk pengukuran dalamnya samudera. Grafik yang dihasilkan dari pengukuranmemperlihatkan bahwa dasar samudera jauh lebih kasar dari yang sebelumnyadipikirkan. Alat tersebut juga secara jelas memperlihatkan kesinambungan dankekasaran dari rangkaian pegunungan bawah laut di Atlantik tengah (yang kemudiandisebut sebagai Mid-Atlantic Ridge atau Bubungan Mid-Atlantik), seperti jugadirekomendasikan pada awal survey bathymetrik. Global Mid Ocen Ridge (Bubungan Global Tengah Samudera). Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig5.gifPada tahun 1947, para seismolog dari kapal penelitian Amerika, Atlantis, menemukanbahwa tebal dari sedimen pada dasar samudera Atlantik tidak setebal yang diperkirakansebelumnya. Sebelumnya ilmuwan meyakini bahwa umur dari samudera sudah 4 milyartahun, jadi tumpukan sedimen seharusnya sudah sangat tebal.Lalu, kenapa terdapatsangat sedikit akumulasi dari batuan sedimen dan bongkahannya di dasar samudera?Jawaban atas pertanyaan ini terjawab setelah eksplorasi lebih jauh, dan akanmembuktikan pengembangan vital dari konsep Lempeng Tektonik.
  10. 10. Peta Topografi komputer dari Bubungan Tengah Samudera. Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/topomap.gifPada 1950 an, eksplorasi samudera semakin banyak. Data-data yang dikumpulkan daripenelitian berbagai negara menyimpulkan bahwa rangkaian pegunungan besar di dasarsamudera secara virtual mengelilingi bumi.Disebut sebagai Bubungan Tengah-Samudera (Global Mid-Ocean Ridge), rangkaian pegunungan yang luar biasa ini—panjangnya lebih dari 50.000 km, dan memiliki 800 km ukuran melintang—berbarismeliku di antara benua-benua, seperti jahitan pada bola bisbol dan menjulang tinggihingga 4.500 m dari dasar samudera. Walau tersembunyi di bawah permukaansamudera, bubungan tengah-samudera global adalah fitur topografi yang palingterkenal di bumi kita ini.Lajur Magnetik dan Polaritas BerlawananBerawal di tahun 1950 an, ilmuwan yang memakai peralatan magnetis (magnetometer)yang diadopsi dari peralatan pesawat tempur untuk deteksi kapal selam pada PerangDunia II, menemukan keganjilan variasi magnetik disepanjang dasar samudera.Penemuan ini, -tidak diharapkan sebelumnya-, tidaklah sepenuhnya mengejutkankarena sudah diketahui bahwa basalt—batuan vulkanik yang mengandung banyak besi
  11. 11. yang merupakan unsur pembentuk dasar samudera—mengandung mineral magnetikyang sangat kuat (magnetit) yang dapat membelokkan pembacaan kompas. Model teoretis dari formasi jalur magnetik. Lapisan luar terbaru dari dasar samudera terbentuk terus menerus di puncak dari Bubungan tengah-samudera, mendingin, dan menua seiring menjauhnya dari puncak ridge akibat pergerakan dasar samudera (lihat teks) a. pergerakan sekitar 5 juta tahun yang lalu; b. pergerakan sekitar 2-3 juta tahun lalu; dan c. pergerakan saat ini. Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig7.gifDi awal abad 20, paleomagnetis (ilmuwan yang mendalami medan magnetik purba) —seperti Bernard Brunhes di Perancis (1906) dan Motonari Mutuyama di Jepang(1920)—memperkenalkan bahwa sifat magnetik batuan pada dasarnya terbagi atas duakelompok. Kelompok pertama, adalah kelompok kutub normal, yang mempunyakarasteristik kandungan mineral yang memiliki kutub yang sama dengan kutub magnetbumi saat ini. Jadi ―jarum kompas‖ dari sisi utara dari batuan menunjuk ke arah utaramagnet bumi.Kelompok kedua adalah yang memiliki kutub berlawanan, yang ditunjukkan dari arahkutub mineral yang berlawanan dengan medan magnetik bumi saat ini. Dalam hal ini,―jarum kompas‖ mineral dari batuan menunjuk selatan kutub bumi. Bagaimana hal initerjadi?Jawabannya ada pada magnetit pada batuan vulkanik.Serbuk magnetik –berperilaku sebagai magnet kecil—bisa mensejajarkan diri dengan arah dari magnetbumi. Ketika magma (batuan cair panas yang mengandung mineral dan gas) mendinginmembentuk batuan vulkanik padat , garis magnetik dari serbuk ‖terkunci‖, merekamarah magnet bumi atau polaritas (normal atau terbalik) pada saat pendinginan.
  12. 12. Pelajuran Magnetik di barat laut Pasifik.Gambar memperlihatkan peta dasar laut jika air bisa dihilangkan. Garis putus-putus hitam adalah patahan transform. http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig6.gifPemetaan dasar samudera yang semakin banyak dan lebih banyak lagi selama tahun1950 an, menunjukkan variasi magnetik tidaklah acak atau terisolasi, akan tetapimemiliki pola yang jelas. Ketika pola magnetik ini dipetakan dalam area yang lebar,pola zebra-crossterlihat pada dasar samudera. Lajur polaritas magnetis bergantian daribatuan terdapat pada dua sisi dari bubungan tengah-lautan: satu lajur dengan polaritas
  13. 13. normal dan lajur yang bersebelahan memiliki polaritas berlawanan. Pola keseluruhan,yang ditunjukkan dengan adanya polaritas normal dan terbalik secara bergantian,dikenal sebagai pelajuran magnetik.Pergerakan Dasar Samudera dan Daur UlangKulit/kerak SamuderaPenemuan sebaran magnetik pada akhirnya menimbulkan pertanyaan: Bagaimana lajurmagnetik terbentuk? Dan mengapa lajur tersebut simetris terhadap puncak daribubungan tengah-samudera? Pertanyaan ini tidak akan terjawab tanpa mengetahui artipenting ridges ini.Pada tahun 1961, para ilmuwan mulai berteori bahwa bubungan tengah-samudera secara struktur ditandai zona yang paling lemah yang memanjang sepanjangpuncak bubungan dimana dasar samudera terbelah dalam dua bagian.Kulit terbarudasar samudera terbentuk dari magma baru yang keluar dari dalam bumi yang naikdengan mudah disepanjang puncak bubungan.Proses yang disebut pergerakan dasarsamudera, sudah terjadi sekitar jutaan tahun dan telah membentuk bubungan tengah-samudera sepanjang 50.000 km.Hipotesa ini didukung oleh beberapa bukti: (1) batuan di dekat puncak bubunganberumur lebih muda, dan semakin jauh dari puncak bubungan, batuan berumursemakin tua. (2) batuan yang umurnya paling muda pada puncak bubungan tengah-samudera mempunyai polaritas yang sama dengan polaritas saat ini dari bumi dan (3)lajur-lajur magnetik sejajar dengan puncak bubungan berganti-ganti dengan pola:normal-berlawanan-normal , dst. Dengan penjelasan pola zebracross lajur magnetikdan pembentukan sistem bubungan tengah-samudera, hipotesa pergerakan dasarsamudera secara cepat memicu perkembangan teori lempeng. Lebih jauh, kulit ataulapisan luar dasar samudera menjadi semacam pita rekaman sejarah dari terbaliknyamedan magnet bumi.Bukti tambahan dari pergerakan dasar samudera datang dari sumber yang tidakdiharapkan: eksplorasi minyak. Setelah perang dunia kedua persediaan minyak bumi didataran benua berkurang cepat dan pencarian cadangan berpindah ke eksplorasisamudera.Untuk melakukannya perusahaan minyak bumi memakai kapal yangdiperlengkapi denga alat bor yang mempunyai kapasitas memasukkan pipa bor hinggakilometeran dalamnya.
  14. 14. Ide ini mendasari dibuatnya kapal penelitian bernama Glomar Challenger, yangdidesain secara khusus untuk penelitian geologi, termasuk juga mengumpulkan contohmaterial dari dasar samudera yang dalam.Pada tahun 1968, kapal tersebut melakukanpenelitian satu tahun, melintasi bubungan tengah-samudera di antara Amerika Selatandan Afrika dan mengambil contoh material di tempat yang ditentukan.Bukti hipotesapergerakan dasar samudera diberikan secara jelas ketika umur contoh ditaksir denganstudi paleontologik dan studi umur isotop yang dikandung contoh material.Glomar Challenger and JOIDES Resolution [130 k]Konsekuensi nyata dari pergerakan dasar samudera adalah bahwa kulit baru dari dasarsamudera sedang, dan akan secara terus menerus terbentuk sepanjang bubungansamudera.Hal ini membuat kegirangan beberapa ilmuwan yang meyakini bahwa pergeseran benuamerupakan akibat dari bumi yang semakin membesar sejak awal pembentukan bumi.Akan tetapi hipotesa yang dikenal dengan ―Expanded Earth‖ (Pembengkakan Bumi)tidak memberikan bukti geologis mekanisme apa yang bisa menghasilkanpengembangangan yang luar biasa. Kebanyakan geolog percaya, sejak lahir sekitar 4,6milyar tahun yang lalu, ukuran bumi berubah sangat sedikit. Hal ini menimbulkanpertanyaan baru: bagaimana kulit baru bumi bisa terbentuk secara terus menerussepanjang bubungan samudera tanpa menambah ukuran bumi?Harry H. Hess, seorang geologis dari Princeton University dan Robert S Dietz dariSurvey Pantai dan Geodesi Amerika tertarik dengan pertanyaan tersebut. Merekaberdua adalah sedikit orang yang betul-betul mengerti implikasi pergerakan dasarsamudera. Jika kulit samudera bertambah di sepanjang bubungan samudera, Hessberkata, pada suatu tempat pasti terjadi penyusutan. Beliau menyatakan bahwa
  15. 15. kulit/dasar samudera terus-menerus terus bergerak menjauhi bubungan sepertigerakan sabuk konveyor.Jutaan tahun kemudian, kulit samudera/dasar samudera pada akhirnya akan menyusupke bawah palung samudera – yaitu ngarai tipis yang sangat dalam sepanjang batasdataran Samudera Pasifik. Menurut Hess, Samudera Atlantik terus bertambah, di pihaklainnya Samudera Pasifik menyusut. Ketika kulit/dasar samudera yang lebih tua ditelandi palung samudera, kulit/dasar samudera yang baru terbentuk di sepanjangbubungan. Jadi, dasar Samudera sebenarnya di daur ulang, yaitu pembentukan kulitbaru bersamaan terjadinya dengan penghancuran kulit yang lebih tua. Hal inimenerangkan: (1) ukuran bumi tidak bertambah, (2) mengapa timbunan sedimensangat sedikit ditemukan di dasar samudera, dan (3) mengapa umur batuan samuderalebih muda dibandingkan dengan umur batuan benua/daratan.Konsentrasi Gempa-gempaPeningkatan kualitas instrumen gempa dan semakin mendunianya pemakaianseismograf selama abad ke-20 membantu ilmuwan untuk menyimpulkan bahwa gempa-gempa cenderung terkonsentrasi di lokasi tertentu, dan lokasi itu adalah di sepanjangpalung samudera dan di sebaran bubungan. Pada akhir 1920 an para seismolog mulaimengidentifikasi beberapa zona gempa sejajar dengan palung yang bersudut inklinasi40-60 derajad dari sumbu horisontal dan menujam hingga beberapa ratus kilometer kedalam bumi.Zona ini lazim disebut dengan Zona Wadati-Benioff, atau Zona Benioff, untukmenghormati Kiyoo Wadati dan Hugo Benioff , dua orang seimolog yang pertama sekalimenemukannya.
  16. 16. Sebaran zona-zona gempa. Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/earthquake_concen.gifAkan tetapi apa arti hubungan gempa-gempa dengan palung samudera dan bubungan?Pengenalan hubungan tersebut menolong kita untuk memastikan kebenaran hipotesapergerakan dasar samudera dengan menunjukkan zona yang diprediksi Hess:kulit/dasar baru samudera terbentuk di bubungan dan zona dimana litosfer samuderamenyusup kembali ke mantel bumi di bawah palung.TEORI LEMPENG TEKTONIK- Memahami PergerakanLempeng (4)Posted on November 23, 2009
  17. 17. Bagaimana lempeng bergerak dan dan hubungannya dengan aktivitas gempa semakindipahami oleh para ilmuwan. Hampir semua pergerakan tersebut terjadi di sepanjangzona tipis di antara pertemuan lempeng-lempeng dimana hasil dari gaya-gaya tektonikkelihatan dengan jelas.Ada empat tipe pertemuan lempeng: Pertemuan divergen: pertemuan dimana kulit/kerak bumi yang baru terbentuk ketika lempeng yang berdekatan saling menjauhi. Pertemuan konvergen: pertemuan dimana lapisan kulit bumi hancur ketika sebuah lempeng menujam ke bawah lempeng lainnya. Pertemuan transformasi: pertemuan dimana tidak ada kulit bumi yang terbentuk atau dihancurkan, karena lempeng-lempeng bergesekan satu sama lain secara horisontal. Zona-zona perbatasan antar lempeng: sabuk lebar dimana pertemuan-pertemuan tidak secara jelas didefenisikan dan interaksi antar lempeng tidak jelas.Illustrasi tipe utama dari pertemuan [55 k]Pertemuan DivergenPertemuan divergen terjadi di sepanjang pusat pergerakan dimana kulit baru yangtercipta dari magma mantel bumi yang naik ke atas terbentuk di saat lempeng-lempengbergerak saling menjauhi.Bayangkan dua sabuk konveyor raksasa yang salingberhadapan dan kemudian bergerak ke arah yang berlawanan sambil membawa kulitbaru lautan yang baru terbentuk menjauhi puncak bubungan.Ilustrasi yang lebih jelas bisa dilihat pada animasi ini.Pertemuan divergen yang paling terkenal adalah bubungan Atlantik-tengah (Mid-Atlantic Ridge). Rangkaian pegunungan bawah air ini, yang dimulai dari SamuderaArktik menerus ke ujung selatan Afrika, bukan satu-satunya sistem bubungan tengah-samudera yang mengitari bumi. Rasio penyebaran sepajang bubungan Atlantik-tengahadalah sekitar 2,5 cm/tahun, atau 25 kilo meter dalam satu juta tahun. Rasio inimungkin kecil bagi manusia, akan tetapi karena prosesnya sudah berlangsung jutaantahun, pergerakan yang dihasilkannya sudah mencapai ribuan kilometer. Penyebarandasar lautan yang telah terjadi sekitar 100-200 juta tahun telah mengakibatkanterbentuknya samudera Atlantik yang kita kenal saat ini yang asalnya adalah sebuahjalur masuk air yang mungil di antara benua Eropa, Afrika dan Amerika.
  18. 18. Bubungan tengah-Atlantik [26 k]Negara vulkanik Islandia, yang berada tepat di belahan bubungan Atlantik-tengah,adalah sebuah laboratorium darat alami bagi para ilmuwan untuk mempelajari prosesdan kejadian-kejadian yang juga terjadi di bawah laut di sepanjang sebaran bubungan.Islandia terbelah di sepanjang pusat pergerakan antara lempeng Amerika Utara danlempeng Eurasia, dimana Amerika Utara bergerak relatif ke arah barat dan Eurasia kearah timur.Peta yang menunjukkan terbelahnya Islandia di sepanjang Bubungan AtlantikTengah yang memisahkan lempeng Amerika Utara dengan Lempeng Eurasia.Petajuga menunjukkan ibukota Islandia, Reykjavik, area Thingvellir, dan lokasi-lokasivulkanik aktif (segitiga merah), termasuk Krafla.Konsekuensi pergerakan lempeng akan terlihat jelas di sekitar daerah vulkanik Krafla,sebuah daerah di timur-laut Islandia. Disini retakan yang ada semakin membesar dan
  19. 19. retakan baru timbul dalam beberapa bulan.Dari tahun 1975 hingga 1984 tidak terbilangkejadian permukaan retak sepanjang zona retakan Krafla.Beberapa retak permukaan inididampingi oleh aktivitas vulkanik; permukaan tanah bisa naik hingga 1-2 m sebelumakhirnya runtuh kembali, menyiratkan erupsi yang bakal terjadi.Antara tahun 1975hingga 1984 pergeseran yang terjadi akibat retakan tersebut sekitar 7m.Semburan Lava , Volkano Krafla [35 k]Zona Retakan Thingvellir , Islandia [80 k]Di timur Afrika, proses penyebaran telah memisahkan Arab Saudi menjauhi BenuaAfrika, dan menciptakan Laut Merah. Pemisahaan pada pertemuan lempeng Afrika danLempeng Arabia disebut Simpang Tiga (Triple Junction) oleh para geolog, dimana LautMerah bertemu dengan Teluk Aden. Pusat Penyebaran yang baru mungkin sajaterbentuk di bawah Afrika di sepanjang Zona Retak Timur Afrika. Jika kulit benuatertarik melebihi kapasitasnya, retak akibat tarik akan muncul di permukaan bumi.Magma akan naik melalui retakan yang melebar, kadang meletus dan membentukvulkanik. Naiknya magma, apakah meletus atau tidak, akan menaikkan tegangan dikulit bumi dan akan mengakibatkan tambahan retakan dan pada akhirnya menciptakanzona retakan di permukaan.Volkano aktif bersejarah, Afrika Timur [38 k]Afrika Timur mungkin saja menjadi Samudera besar berikutnya yang ada di bumi.Interaksi lempeng di daerah tersebut akan memberikan kesempatan kepada ilmuwanuntuk mempelajari bagaimana Samudera Atlantik terjadi sekita 200 juta tahun yanglalu. Jika penyebaran terus berlanjut, para geolog percaya, tiga lempeng yang bertemuakan terpisah sempurna. Air dari Samudera Hindia akan membanjiri daerahpenyebaran tersebut dan akhirnya akan terbentuk sebuah pulau besar di ujung palingtimur dari Afrika.
  20. 20. Puncah kawah of ‗Erta ‗Ale [55 k]Oldoinyo Lengai, Zona retak Afrika Timur [38 k]Pertemuan KonvergenUkuran dari bumi tidak berubah signifikan selama 600 juta tahun terakhir, dansepertinya tidak berubah sejak terbentuknya sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Tidakadanya perubahan ukuran ini menyiratkan adanya penghancuran kulit bumi denganrasio yang sama dengan terbentuknya kulit baru. Penghancuran (daur ulang) dari kulitbumi ini terjadi di pertemuan lempeng dimana lempeng bergerak mendekati satu samalain, dan kadang-kadang sebuah pelat tenggelam atau menujam di bawah lempenglainnya. Lokasi dimana penujaman terjadi disebut zona subduksi.Tipe konvergensi—disebut juga tabrakan lambat—tergantung dari jenis litosfer yangterlibat.Konvergensi dapat terjadi antar lempeng samudera dengan lempeng benua yangsangat besar.Konvergensi Samudera-benuaSeandainya secara magis kita bisa mengeringkan Samudera Pasifik, kita akan melihatpenampakan yang luar biasa—sejumlah palung tipis yang panjang, membujur ribuankilometer dengan kedalaman 8 hingga 10 km menujam masuk ke dalam dasarsamudera. Palung-palung adalah bagian terdalam dari dasar samudera dan terciptaakibat subduksi (penujaman).Lempeng Nazca didorong dan menujam ke bagian bawah lempeng benua dari lempengAmerika Selatan.Pada gilirannya, daerah tubrukan pada sisi lempeng Amerika Selatannaik, menciptakan peguungan Andes, tulang punggung benua tersebut.Gempa kuat danmerusak dan naiknya ketinggian pegunungan secara cepat sangat sering terjadidisini.Walaupun lempeng Nazca secara keseluruhan menujam dengan sangat lambat ke
  21. 21. palung, bagian paling dalam dari lempeng yang menujam bisa terpecah ke bagian yanglebih kecil dan diam terkunci untuk periode yang lama. Apabila bagian yang terkuncitersebut kemudian terlepas akibat gerakan lempeng, akan mengakibatkan gempa yangsangat besar. Gempa-gempa tersebut sering diiringi dengan kenaikan dataran sebesarbeberapa meter.Convergensi lempeng Nazca dan Lempeng Amerika Selatan [65 k]Pada Juli 1994, gempa dengan kekuatan 8.3 SR terjadi sekitar 320 km di arah timur lautLa Paz, Bolivia.Kedalaman gempa 636 km. Gempa yang terjadi di zona subduksilempeng Amerika Selatan dan Nazca, adalah gempa paling dalam yang pernah direkamdi Amerika Selatan.Akan tetapi meski gempa ini dapat dirasakan di Toronto, Canada,kerusakan yang ditimbulkan sangat kecil diakibatkan oleh kedalamannya.Cincin Api [76 k]Konvergensi Samudera-Benua juga memelihara vulkanik aktif bumi, seperti terlihat diPegunungan Andes.Aktivitas erupsi berkaitan nyata dengan subduksi.Konvergensi Samudera-SamuderaSama dengan kovergensi samudera-benua, ketika dua lempeng samudera bertemu,salah satu pada umumnya akan menujak ke bagian lainnya dan akibatnya palungterbentuk. Contohnya adalah Palung Mariana (yang sejajar dengan kepulauan Mariana),yang terbentuk akibat konvergensi gerakan cepat lempeng Pasifik dengan gerakanlambat lempeng Filipina.The Challenger Deep di selatan palung Mariana terbenam kedalam interior bumi (hampir 11.000 m).Bandingkan dengan Gunung Everest, gunungtertinggi di bumi, yang tingginya dari permukaan laut sekitar 8.854 m.
  22. 22. Proses subduksi pada kovergensi lempeng samudera-samudera juga menghasilkanformasi vulkanik. Selama jutaan tahun, erupsi lava dan bongkahan vulkanik terjebak didasar samudera hingga vulkanik bawah laut naik di atas permukaan laut untukmembentuk kepulauan vulkanik.Volkano tersebut biasanya membentuk rantaian yangdisebut busur kepulauan (island arc). Seperti namanya, busur kepulauan volkano, yanghampir sejajar dengan palung, biasa akan berbentuk kurva. Palung adalah kunci untukmengetahui terbentuknya busur kepulauan seperti kepulauan Mariana dan Aleutian danmengapa kepulauan tersebut banyak mengalami gempa yang kuat. Magma yangmembentuk busur kepulauan diproduksi oleh bagian lempeng menujam yang lelehdan/atau bagian atas listosfer samudera. Lempeng yang menujam merupakan sumbertegangan ketika dua lempeng saling berinteraksi, dan pada akhirnya menimbulkangempa sedang dan kuat.Konvergensi Benua-benua.Rangakaian pegunungan Himalaya secara dramatis dan spektakuler memperlihatkankonsekuensi dari lempeng tektonik. Ketika dua lempeng benua bertemu, tidak akan adayang menujam disebabkan batuan benua yang relatif ringan, dan seperti tabrakan duagunung es, gerakan ke bawah akan tertahan. Biasanya, kulit bumi cenderungmenggelembung dan didorong ke atas atau ke samping.Tabrakan India dengan Asia sekitar 50 juta tahun yang lalu menyebabkan lempengEurasia melipat di atas lempeng India.Setelah tabrakan, konvergensi dari dua lempengtersebut terus menekan lipatan hingga terbetuknya Pegunungan Himalaya dan Datarantinggi Tibet yang kita kenal saat ini.Kebanyakan pertumbuhannya terjadi selama 10 jutatahun belakangan.Himalaya, berpuncak hingga ketinggian 8.854 m dari permukaan laut adalahpegunungan tertinggi di bumi, dan dataran Tibet dengan rata-rata tinggi 4.600 m, lebihtinggi dibandingkan semua puncak di pegunungan Alpen (kecuali Puncak Mont Blancdan Monte Rosa).
  23. 23. Atas: Tabrakan antara lempeng India dan Eurasia mendorong Himalaya dandataran Tibet. Bawah: Potongan yang dibuat kartunis yang menunjukkan pertemuankedua lempeng sebelum dan sesudah tabrakan. Titik referens (busur sangkar kecil)menunjukkan jumlah kenaikan titik imaginer di kulit bumi pada saat prosespembentukan pegunungan.
  24. 24. | Himalaya: Tabrakan dua benua |Pertemuan Transformasi.Zona pertemuan dua pelat yang bergesekan secara horisontal satu sama lain disebutpertemuan patahan-transformasi, atau secara sederhana disebut pertemuantransformasi. Konsep patahan-transformasi diusulkan oleh geofisikawan Kanada, J.Tuzo Wilson, yang menyatakan bahwa patahan besar atau zona retak menghubungkandua pusat pergerakan (pertemuan lempeng divergen) atau, sangat jarang, pertemuanpalung-palung (pertemuan lempeng konvergen).Kebanyakan patahan-transformasiterjadi di dasar samudera.Biasanya terjadi untuk menyeimbangkan pergerakanbubungan yang aktif, menghasilkan lempeng zig-zag, dan umumnya sering mengalamigempa-gempa dangkal.Akan tetapi sebagian kecil berada di daratan, seperti PatahanSan Andreas di Amerika. Patahan transformasi ini menghubungkan lempeng naikPasifik Timur , pertemuan divergen ke arah selatan, dengan lempeng Gorda Selatan –Juan de Fuca—Explorer Ridge, sebuah pertemuan divergen yang lain.
  25. 25. Zona retakan Blanco, Mendocin, Murray, dan Molokai adalah beberapa dari banyakzona retak (patahan transformasi) yang menggurat dasar samudera dan menggeserbubungan. San Andreas adalah patahan transform yang terlihat di dataran.Zona patahan San Andreas, dengan panjang sekitar 1300 km dengan lebar puluhan km,memotong dua pertiga dari panjang California. Di sepanjang patahan, sudahberlangsung 10 juta tahun, lempeng Pasifik bergeser horisontal melewati lempengAmerika Utara, dengan rasio 5cm/tahun. Daratan di sisi barat patahan (sisi lempengPasifik) bergerak ke arah barat laut daratan di sisi timur dari patahan (lempengAmerika Utara).Patahan San Andreas [52 k]Zona pertemuan lempengTidak semua pertemuan atau batas-batas antar-lempeng sesederhana seperti yangdilukiskan di atas.Di beberapa tempat, pertemuan antar lempeng tidak bisa secara jelasditentukan dikarenakan deformasi gerakan yang terjadi menerus di sabuk yang sangatlebar (disebut juga zona pertemuan-lempeng). Salah satu zona tersebut adalah daerahdi antara lempeng Eurasia dan lempeng Afrika yang didalamnya terdapat bagian-bagiankecil dari lempeng (micro plates). Karena zona perbatasan lempeng terdiri atas dualempeng besar dan bisa saja terdapat di antaranya satu atau dua lempeng kecil, zona inibiasanya memiliki struktur geologi dan pola gempa yang kompleks.Rasio gerakanBerdasarkan rekaman magnetik dasar lautan, ilmuwan mengetahui perkiraan darisetiap pembalikan magnetik, sehingga pada akhirnya dapat menghitung pergerakanyang terjadi selama jangka waktu tertentu. Ridge Arktik memiliki rasio pergerakan yangsangat rendah ( kurang dai 2,5 cm/tahun) dan Lempeng Pasifik Selatan di sisi baratChili, memiliki rasio pergerakan yang sangat cepat (lebih dari 15 cm/tahun)Sumber: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/understanding.html#anchor6715825
  26. 26. TEORI LEMPENG TEKTONIK – Pertanyaan yang BelumTerjawab (5-habis)Posted on November 26, 2009Lempeng tektonik tidaklah bergerak secara acak di permukaan bumi; lempeng-lempengtersebut pastilah digerakkan oleh gaya-gaya yang belum diketahui.Walaupun parailmuwan belum bisa menggambarkan dan mengerti gaya-gaya tersebut secara pasti,umumnya mereka percaya gaya-gaya relatif dangkal yang menggerakkan pelat litosferadalah merupakan pasangan dari gaya-gaya yang berasal dari kedalaman bumi.Apa yang Menggerakkan Lempeng?Dari bukti-bukti geofisika, gempa, dan percobaan laboratorium, para ilmuwan secaraumum setuju dengan teori Harry Hess yang menyatakan bahwa gaya yangmenggerakkan lempeng adalah gerakan lambat mantel yang panas dan lunak yangberada tepat di bawah lempeng-lempeng. Ide ini pertama sekali ditemukan olehgeologis Inggris, Arthur Holmes pada tahun 1930, dan kemudian mengilhami HarryHess untuk berpikir tentang pergerakan dasar samudera.Holmes berspekulasi bahwa gerakan melingkar dari mantel yang mendukung benua-benua mirip demgan sabuk konveyor.Akan tetapi, pada masa Wagener mengusulkanteori Pergeseran Benua (Continental drift), kebanyakan ilmuwan masih percaya bahwabumi terdiri dari material padat dan tidak bergerak.Sekarang, pengetahuan kita lebih baik.Pada tahun 1968, J. Tuzo Wilson mengatakandengan sangat jelas, ―Bumi, – alih-alih kelihatan seperti patung yang diam-, adalahbenda yang hidup dan mobil‖.Permukaan dan interior terus bergerak.Di bawah lempenglitosfer, pada kedalaman tertentu mantel bumi meleleh dan dapat mengalir, meskipunlambat, sebagai reaksi terhadap gaya-gaya tunak yang diderita untuk jangka waktu yanglama. Layaknya materi padat lain seperti baja, jika terekspos terhadap panas dantekanan, dan bisa menjadi melunak dan berubah bentuk, demikian juga yang terjadidengan dengan batuan padat dalam mantel bumi ketika mengalami panas dan tekanandi dalam interior bumi dalam jangka jutaan tahun.
  27. 27. Atas: Gambar konseptual asumsi sel konveksi di dalam mantel. Di kedalam 700 kmmantel bumi, lempeng yang tertekan ke dalam mantel akan melunak dan meleleh, dankehilangan bentuknya. Bawah: Sketsa yang menunjukkan sel konveksi dapat dilihatwaktu mendidihkan air atau sup. Analogi ini tentu saja tidak memperhitungkanperbedaan yang sangat jauh dalam ukuran dan rasio aliran dari sel-sel tersebut.Batuan di bawah lempeng yang kaku dipercaya bergerak melingkar seperti gerakan airatau soup ketika dipanaskan hingga mendidih.Soup yang panas naik ke permukaan,menyebar hingga turun panasnya, dan akibatnya bergerak lagi ke bawah, dan setelahmemanas, naik lagi ke permukaan. Proses ini terjadi berulang-ulang dan ilmuwanmenyebutnya sel konveksi atau aliran konveksi. Jika aliran konveksi di dalam potmudah dilihat dan diteliti, proses yang sama di dalam interior bumi sulit untukdiperlihatkan. Kita mengetahui bahwa konveksi di dalam bumi berlangsung sangat,sangat lambat dibanding proses mendidihkan soup, beberapa pertanyaan tidak terjawabmuncul: Berapa sel konveksi yang terjadi? Dimana dan bagaimanamunculnya?Bagaimana strukturnya?Konveksi tak akan terjadi tanpa ada sumber panas. Panas di dalam bumi datang daridua sumber: uraian radio-aktif dan sisa-sisa panas. Penguraian radio-aktif, prosesspontan yang dipakai sebagai ‖jam isotop‖ untuk menghitung umur batuan, akanmengeluarkan energi dalam bentuk panas ketika inti sel dari sebuah
  28. 28. isotop (parent) kehilangan partikel-partikel untuk membentuk sebuah isotopbaru (daughter). Panas ini dengan lambat berpindah ke permukaan bumi.Sisa-sisa panas (residual heat) adalah energi gravitasi yang tertinggal pada masa-masapembentukan bumi sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bagaimana dan mengapapelepasan panas interior dan menjadi terkonsentrasi di daerah tertentu untukmenghasilkam sel konveksi tetap menjadi misteri.Hingga pada tahun 1990, penjelasan yang diterima untuk jawaban apa yangmenggerakkan lempeng tektonik menekankan konveksi di mantel, dan kebanyakanilmuwan tentang bumi percaya bahwa pergerakan dasar samudera adalah mekanismeprimer. Material dingin dan padat terkonveksi ke bawah dan memanas, sedang materialringan naik karena gravitasi; pergerakan material ini adalah bagian penting darikonveksi. Para ilmuwan menganggap intrusi magma ke bubungan menambah gaya-gaya konveksi dan ikut mendorong dan memelihara pergerakan lempeng.Karenanya,proses subduksi dianggap mekanisme sekunder, konsekuensi logis dari pergerakandasar samudera.Akan tetapi saat ini keadaan seolah berbalik. Ilmuwan lebih condong ke pemikiranbahwa proses subduksi lebih penting dibanding pergerakan dasar samudera. ProfessorSeiya Ueda (Universitas Tokai, Jepang), seorang pakar terkemuka dunia di bidanglempeng tektonik, menyimpulkan dalam sebuah seminar pada tahun 1994 bahwa ―subduksi….memainkan peranan yang sangat fundamental dalam pembentukan fiturpermukaan bumi‖ dan ―menjalankan mesin lempeng tektonik‖. Tenggelamnya lempengsamudera yang dingin dan lebih padat akibat gravitasi ke dalam zona subduksi –menarik keseluruhan sisa lempeng—saat ini dianggap sebagai gaya penggerak lempengtektonik.Kita telah mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada kedalaman interior bumimenggerakkan lempeng, akan tetapi kita mungkin tidak akan mengerti tentangdetailnya. Saat ini, belum ada usulan mekanisme yang menjelaskan faktor-faktorpergerakan lempeng; dikarenakan gaya-gaya ini terkubur di sangat jauh di dalam bumi,dan tidak ada mekanisme yang dapat menguji secara langsung. Fakta bahwa lempengtektonik sudah bergerak di masa lalu dan terus bergerak hingga hari ini sudah tidakdiperdebatkan lagi, akan tetapi rincian mengapa dan bagaimana mereka bergerak akanterus menjadi tantangan bagi para ilmuwan di masa depan.

×