pertemuan 2

Pertemuan 2

Tektonik Lempeng

“Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di

tempatnya, padahal ia berjalan sebagai jalannya awan. (Begitulah)

perbuatan Allah yang membuat dengan kokoh tiap-tiap sesuatu;

sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan”

An-Naml 27:88

Teori Terbentuknya Benua

Anggapan lama pernah ada pada abad-abad yang lampau bahwa bumiadalah sesuatu yang rigid atau kaku sementara benua-benua beradapada kedudukannya yang tetap tidak berpindah-pindah.

Setelah ditemukannya benua Amerika dan dilakukan pemetaan pantai di Amerika dan Eropa ternyata terdapat kesesuaian morfologi dari pantai-pantai yang dipisahkan oleh Samudera Atlantik.

Hal ini menjadi titik tolak dari konsep-konsep yang menerangkan bahwabenua-benua tidak tetap akan tetapi selalu bergerak

Konsep-konsep ini dibagi menjadi tiga menurut perkembangannya(Van Krevelen, 1993) :

Teori Terbentuknya Benua

1. Konsep apungan benua atau continental drift yang mengemukakanbahwa benua-benua bergerak secara lambat melalui dasar samudera, dikemukakan oleh Alfred Wegener (1912).

2. Konsep yang menerangkan bahwa terpisahnya benua disebabkan olehperistiwa yang katastrofik dalam sejarah bumi.

3. Konsep paling mutakhir yang dianut oleh para ilmuwan sekarang yaituTeori Tektonik Lempeng.

Apungan Benua (Continental drift)

Kecocokan garis pantai benua Amerika Selatan Bagian Timur dengan garis pantai benua Afrika Bagian Barat

1. Kecocokan / kesamaan Garis Pantai

Wegener menduga bahwa benua benua tersebut diatas pada awalnya adalah satu, atas dasar kesamaan garis pantai. Atas dasar inilah kemudian Wegener mencoba untukMencocokan semua benua benuayang ada di muka bumi.


2. Persebaran Fosil

Ditemukan fosil-fosil yang berasal dari binatang dan tumbuhan yang tersebar luas dan terpisah di beberapa benua, :◦ Fosil Cynognathus, suatu reptil yang hidup sekitar 240 juta tahun yang lalu dan

ditemukan di benua Amerika Selatan dan benua Afrika.

◦ Fosil Mesosaurus, suatu reptil yang hidup di danau air tawar dan sungai yang hidup sekitar 260 juta tahun yang lalu, ditemukan di benua Amerika Selatan dan benua Afrika.

◦ Fosil Lystrosaurus, suatu reptil yang hidup di daratan sekitar 240 juta tahun yang lalu, ditemukan di benua benua Afrika, India, dan Antartika.

◦ Fosil Clossopteris, suatu tanaman yang hidup 260 juta tahun yang lalu, dijumpai di benua benua Afrika, Amerika Selatan, India, Australia, dan Antartika.


3. Kesamaan Jenis Batuan

Jalur pegunungan Appalachian yang berada di bagian timur benua Amerika Utara dengan sebaran berarah timur laut dan secara tiba-tiba menghilang di pantai Newfoundlands.

Pegunungan yang umurnya sama dengan pegunungan Appalachian juga dijumpai di British Isles dan Scandinavia.

Kedua pegunungan tersebut apabila diletakkan pada lokasi sebelum terjadinya pemisahan / pengapungan, kedua pegunungan ini akan membentuk suatu jalur pegunungan yang menerus.

Kesamaan geologi antara Amerika Selatan, Afrika, dan India

Urutan stratigrafi sama (urutan batuan berlapis dan usia yang sama)

Struktur geologi Gunung (kecenderungan garis batuan terlipat)

Batuan dasar Prakambrium serupa di Gabon (Afrika) dan Brasil.

Apungan Benua (Continental drift)3. Kesamaan Jenis Batuan


4. Bukti Iklim Purba (Paleoclimatic)

Sebaran lapisan es di belahan bumi bagian selatan pada 250 – 300 juta tahun yang lalu serta sebaran fosil Lystrosaurus dijumpai di benua-benua Afrika, India, dan Antartika; fosil Glossopteris dijumpai di benua benua Amerika Selatan, Afrika, India, Antartika, dan Australia

Para ahli kebumian juga telah mempelajari mengenai ilklim purba, dimana pada 250 juta tahun yang lalu diketahui bahwa belahan bumi bagian selatan pada zaman itu terjadi iklim dingin, dimana belahan bumi bagian selatan ditutupi oleh lapisan es yang sangat tebal, seperti benua Antartika, Australia, Amerika Selatan, Afrika, dan India

Apungan Benua (Continental drift)4. Bukti Iklim Purba (Paleoclimatic)


5. Paleomagnetisme

Kurva dari perpindahan kutub utara magnet bumi berdasarkan hasil analisa arah kemagnetan purba yang terekam dalam batuan lava yang berasal dari hasil analisa batuan-batuan di benua Eropa dan batuan-batuan yang berasal dari benua Amerika Utara.

Kedua kurva perpindahan kutub utara magnet bumi membentuk sudut 300 dan apabila dianggap arah kutub utara bumi tetap ditempatnya, maka dengan cara menyatukan ke dua kurva tersebut dapat menjelaskan adanya perpindahan / pemisahan benua-benua seperti posisi saat ini.


Data paleomagnetik menunjukan bahwa benua telah bergerak terus menerus.

Ketika posisi kutub magnet purba diplot pada peta, kita dapat melihat bahwa posisi kutub magnet berada di tempat yang berbeda, relatif terhadap benua, pada waktu yang berbeda di masa lalu.

5. Paleomagnetisme

Pemekaran Lantai Samudra(Sea Floor Spreading)

Hipotesa pemekaran lantai samudra dikemukakan pertama kalinya oleh Harry Hess(1960) dalam tulisannya yang berjudul

“Essay in geopoetry describing evidence for sea-floor spreading”.

Dalam tulisannya diuraikan mengenai bukti-bukti adanya pemekaran lantai samudra yang terjadi di pematang tengah samudra (mid oceanic ridges), serta umur kerak

samudra yang lebih muda dari 180 juta tahun.

Hipotesa pemekaran lantai samudra pada dasarnya adalah suatu hipotesa yang menganggap bahwa bagian kulit bumi yang ada didasar samudra Atlantik tepatnya di Pematang Tengah Samudra mengalami pemekaran yang diakibatkan oleh gaya tarikan (tensional force) yang digerakan oleh arus konveksi yang berada di bagian mantel bumi (astenosfir).

Hipotesa pemekaran lantai samudra pada dasarnya adalah suatu hipotesa yang menganggap bahwa bagian kulit bumi yang ada didasar samudra Atlantik tepatnya di Pematang Tengah Samudra mengalami pemekaran yang diakibatkan oleh gaya tarikan (tensional force) yang digerakan oleh arus konveksi yang berada di bagian mantel bumi (astenosfir).


Akibat dari pemekaran yang terjadi disepanjang sumbu Pematang Tengah Samudra, maka magma yang berasal dari astenosfir kemudian naik dan membeku.

Arus konveksi yang menggerakan lantai samudra (litosfir), pembentukan material baru di Pematang Tengah Samudra (Mid oceanic ridge) dan penyusupan lantai samudra kedalam interior bumi (astenosfir) pada zona subduksi.


Kenampakan Pematang Tengah Samudra (Mid Oceanic Ridge) yang berada di Samudra Atlantik

Proses pembentukan material baru dan periode polaritas arah magnet bumi yang terekam pada batuan dasar lantai samudra sejak 3.6 milyar tahun lalu (atas) hingga saat ini (bawah)

Pangea- supercontinent

◦ Laurasia - superbenua utara terdiri atasAmerika Utara dan Asia minus India.

◦ Gondwanaland -superbenua selatan mengandung Amerika Selatan, Afrika, India, Antartika, dan Australia

Wegener menyusun kembali continent menjadi supercontinent Pangea.

Pangea awalnya dipisahkan menjadi 2 benua besar

Continental Drift

225 juta Tahun - Sekarang

Teori Tektonik Lempeng berasal dari hipotesis continental drift yang dikemukakan Alfred Wegener tahun 1912 dan dikembangkan lagi dalambukunya The Origin of Continents and Oceans terbitan tahun 1915.

Ia mengemukakan bahwa benua-benua yang sekarang ada dulu adalah satubentang muka yang bergerak menjauh sehingga melepaskan benua-benuatersebut dari inti bumi seperti 'bongkahan es' dari granit yang bermassa jenisrendah yang mengambang di atas lautan basal yang lebih padat.

Perkembangan Teori Tektonik Lempeng

Teori ini terutama didukung oleh adanya Pemekaran Tengah Samudera (Sea Floor Spreading) dan bermula di Pematang Tengah Samudera (Mid Oceanic Ridge : MOR) yang diajukan oleh Harry Hess (1962)

Namun, tanpa adanya bukti terperinci danperhitungan gaya-gaya yang dilibatkan, teoriini dipinggirkan.

Mungkin saja bumi memiliki kerak yang padatdan inti yang cair, tetapi tampaknya tetapsaja tidak mungkin bahwa bagian-bagiankerak tersebut dapat bergerak-gerak.

Di kemudian hari, dibuktikanlah teori yang dikemukakan geolog Inggris Arthur Holmestahun 1920 bahwa tautan bagian-bagiankerak ini kemungkinan ada di bawah laut.

Terbukti juga teorinya bahwa arus konveksidi dalam mantel bumi adalah kekuatanpenggeraknya.


Bukti pertama bahwa lempeng-lempeng itu memang mengalami pergerakan

didapatkan dari penemuan perbedaan arah medan magnet dalam batuan-batuan

yang berbeda usianya. Penemuan ini dinyatakan pertama kali pada sebuah

simposium di Tasmania tahun 1956.

Mula-mula, penemuan ini dimasukkan ke dalam teori ekspansi bumi, namun

selanjutnya justeru lebih mengarah ke pengembangan teori tektonik lempeng yang

menjelaskan penyebaran (spreading) sebagai konsekuensi pergerakan vertikal

(uplift) batuan, tetapi menghindarkan keharusan adanya bumi yang ukurannya terus

membesar atau berekspansi (expanding earth) dengan memasukkan zona

subduksi/tunjaman (subduction zone), dan sesar translasi (translation fault).

Pada waktu itulah teori tektonik lempeng berubah dari sebuah teori yang radikal

menjadi teori yang umum dipakai dan kemudian diterima secara luas di kalangan

ilmuwan.


Menurut teori Lempeng Tektonik, lapisan terluar bumi kita terbuat dari suatulempengan tipis dan keras yang masing-masing saling bergerak relatif terhadapyang lain.

Gerakan ini terjadi secara terus-menerus sejak bumi ini tercipta hinggasekarang.

Teori Lempeng Tektonik muncul sejak tahun 1960-an, dan hingga kini teori initelah berhasil menjelaskan berbagai peristiwa geologis, seperti gempa bumi, tsunami, dan meletusnya gunung berapi, juga tentang bagaimanaterbentuknya gunung, benua, dan samudra.


Lempeng tektonik terbentuk oleh kerak benua(continental crust) ataupun kerak samudra(oceanic crust), dan lapisan batuan teratas darimantel bumi (earth's mantle).

Kerak benua dan kerak samudra, besertalapisan teratas mantel ini dinamakan litosfer. Kepadatan material pada kerak samudra lebihtinggi dibanding kepadatan pada kerak benua.

Demikian pula, elemen-elemen zat pada keraksamudra (mafik) lebih berat dibanding elemen-elemen pada kerak benua (felsik).


Di bawah litosfer terdapat lapisanbatuan cair yang dinamakan astenosfer. Karena suhu dan tekanan di lapisanastenosfer ini sangat tinggi, batu-batuandi lapisan ini bergerak mengalir seperticairan (fluid).

Litosfer terpecah ke dalam beberapalempeng tektonik yang salingbersinggungan satu dengan lainnya.


Lempeng-lempeng tektonik utama yaitu:

Lempeng Afrika, meliputi Afrika - Lempeng benua

Lempeng Antarktika, meliputi Antarktika - Lempeng benua

Lempeng Australia, meliputi Australia (tergabung dengan Lempeng India antara 50 sampai 55 juta tahun yang lalu)- Lempeng benua

Lempeng Eurasia, meliputi Asia dan Eropa - Lempeng benua

Lempeng Amerika Utara, meliputi Amerika Utara dan Siberia timur laut - Lempengbenua

Lempeng Amerika Selatan, meliputi Amerika Selatan - Lempeng benua

Lempeng Pasifik, meliputi Samudera Pasifik - Lempeng samudera

Lempeng-lempeng penting lain yang lebih kecil mencakup Lempeng India, LempengArabia, Lempeng Karibia, Lempeng Juan de Fuca, Lempeng Cocos, Lempeng Nazca, Lempeng Filipina, dan Lempeng Scotia.


Berdasarkan arah pergerakannya, perbatasan antara lempeng tektonik yang satudengan lainnya (plate boundaries) terbagi dalam 3 jenis, yaitu

1. divergen,

2. konvergen, dan

3. transform

Jenis batas Lempeng

Divergen - Lempeng bergerak terpisah dari satu sama lain. kerak baru yang dihasilkan antara pelat divergen.

Konvergen - Lempeng bergerak ke arah satu sama lain dan bertabrakan. Salah satu Kerak hancur terdorong kebawah kerak yang lain.

Transform – Lempeng bergerak secara horizontal melewati satu sama lain. Tidak ada kerak dihasilkan atau dihancurkan.

Divergen Konvergen Obduksi (atas) dan Subduksi (bawah)

Transform

Jenis batas Lempeng

Terjadi pada dua lempeng tektonik yang bergerak saling memberai (break apart). Ketika sebuah lempeng tektonik pecah, lapisan litosfer menipis dan terbelah, membentuk batas divergen.

Pada lempeng samudra, proses ini menyebabkan pemekaran dasar laut (seafloor spreading). Sedangkan pada lempeng benua, proses ini menyebabkan terbentuknya lembah retakan (rift valley) akibat adanya celah antara kedua lempeng yang saling menjauh tersebut.

Contoh divergensi yang paling terkenal : Pematang Tengah-Atlantik (Mid-Atlantic Ridge), membujur dari utara ke selatan di sepanjang Samudra Atlantik, membatasi Benua Eropa dan Afrika dengan Benua Amerika.

Batas divergen/konstruktif

Batas Divergen Oceanic

Lempeng Oceanic bergerak terpisah (pemekaran dasar laut )

Terbentuk kerak samudera baru

Pematang Tengah-Atlantik

Aktivitas seismic rendah dan gempanya bersifat dangkal. Ini disebabkan litosfer di sini sangat tipis dan lemah sehingga tidak dapat terbentuk tegangan yang cukup untuk menyebabkan gempa besar.

Pada tepi lempeng kontruktif terdapat pula aktivitas vulkanik bawah laut sepanjang punggung.

Lava yang dimuntahkan terutama adalah basal.


Magma naik melalui rekahan

Cekungan, palung atau rift

Astenosfer naik dan mencair

Magma keluaratau membeku dikedalaman; Kerak samudera baru terbentuk

Punggung jadi tinggi (batuan panas dan litosfer tipis)


Meregang dan patah terbentuk rift

Awalnya uplift dari kenaikan mantel

Magma membeku

Dapat mengakibatkan terbentuknya dasar laut baru

Atau Samudera melebar

Batas Divergen Continental

Terjadi apabila dua lempeng tektonik tertelan (consumed) ke arah kerak bumi, yang mengakibatkan keduanya bergerak saling menumpu satu sama lain (one slip beneath another).

Wilayah dimana suatu lempeng samudra terdorong ke bawah lempeng benua atau lempeng samudra lain disebut dengan zona tunjaman (subduction zones).

Di zona tunjaman inilah sering terjadi gempa. Pematang gunung-api (volcanic ridges) dan palung samudra (oceanic trenches) juga terbentuk di wilayah ini.

Batas Konvergen/Destruktif

Contoh kasus ini :

◦ Kepulauan Jepang pada penunjaman lempeng Pasifik di bawah tepi lempengEurasia

◦ Kepulauan Indonesia pada subduksi lempeng Indo-Australia di bawah tepilempeng Eurasia.

◦ Pegunungan Andes di pantai barat Amerika Selatan timbul karena subduksilempeng Nazca di bawah lempeng Amerika Selatan


Dalam kasus ini kegiatan vulkanik timbul pada bagian lempeng benua

Batas konvergen ada 3 macam, yaitu

1) antara lempeng benua dengan lempeng samudra,

2) antara dua lempeng samudra, dan

3) antara dua lempeng benua.

Ketika suatu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng benua, lempeng inimasuk ke lapisan astenosfer yang suhunya lebih tinggi, kemudian meleleh.

Pada lapisan litosfer tepat di atasnya, terbentuklah deretan gunung berapi (volcanic mountain range). Sementara di dasar laut tepat di bagian terjadi penunjaman, terbentuklah parit/palung samudra (oceanic trench).

Konvergen Lempeng Benua - Samudra

Contoh : Pegunungan Andes di Amerika Selatan. Pegunungan initerbentuk dari konvergensi antaraLempeng Nazka dan LempengAmerika Selatan.

Andes

Konvergen Lempeng Benua - Samudra

Lempeng samudra subduksi dibawah lempeng benua

Magma dari mantel naik melewati rekahan

Barisan pegunungan

Palung

Litosfer

Astenosfer

Volcano

Salah satu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng samudralainnya, menyebabkan terbentuknya parit di dasar laut, dan deretangunung berapi yang pararel terhadap parit tersebut, juga di dasar laut.

Puncak sebagian gunung berapi ini ada yang timbul sampai kepermukaan, membentuk gugusan pulau vulkanik (volcanic island chain).

Pulau Aleutian di Alaska adalah salah satu contoh pulau vulkanik dariproses ini. Pulau ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Pasifikdan Lempeng Amerika Utara.

Konvergen Lempeng Samudra - Samudra


Salahsatu lempeng bergerak ke bawah = subduksi

Lempeng samudra bergerak kearah lempeng lainnya

parit dasar laut(palung)

gugusan pulau vulkanik

Slab bersama air

Erupsi dari gugusan pulau vulkanik

Air menyebabkan pembekuan magma di dalam mantel

Accretionary prism


Palung

Salah satu lempeng benua menunjam ke bawah lempeng benua lainnya.

Karena keduanya adalah lempeng benua, materialnya tidak terlalu padatdan tidak cukup berat untuk tenggelam masuk ke astenosfer dan meleleh.

Wilayah di bagian yang bertumbukan mengeras dan menebal, membentukderetan pegunungan non vulkanik (mountain range).

Konvergen Lempeng Benua - Benua

Himalaya

Tibetan Plateau

India

Pegunungan Himalaya dan Plato Tibet adalah salah satu contoh pegunungan yang terbentuk dari proses ini. Pegunungan ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng India dan Lempeng Eurasia.

Dengan subduksi benua bertemu

Subduksi bagian samudra dari lempeng

Tumbukan benua

Dua benua tumbukan


Tumbukan benua membentuk barisan pegunungan dengan :◦ Lipatan batuan sedimen

◦ Patahan

◦ Metamorfosis

◦ Batuan beku intrusi


Pieces sliced off

Continental collision = wide zone of deformation

Lempeng benua mengapung, jadi subduksi berakhir

Jarang Volkano

Tebal kerak = elevasi tinggi


Cincin Api Pasifik

Subduksi di bawah lempeng samudera menghasilkan busur pulau

Lempeng samudra subduksi dua sisi

Subduksi di bawah lempeng benua menghasilkan sabuk gunung berapi

Cincin Api Pasifik

Cincin ini mengelilingi lautan Pasifik melewati Irian, Sulawesi Utara, Filiphina, Jepang, Kep. Kuril, Kamchatka Timur, Kep. Aleutan, Alaska Selatan, Pantai Barat Amerika Utara, Amerika Tengah, Amerika Selatan, daerah Kutub Selatan, Selandia Baru, pulau-pulau Tonga, Fiji, Salomon, dan kembali ke Irian

Terjadi bila dua lempeng tektonik bergerak saling menggelangsar(slide each other), yaitu bergerak sejajar namun berlawanan arah.

Keduanya tidak saling memberai maupun saling menumpu.

Batas transform ini juga dikenal sebagai sesar ubahan-bentuk(transform fault).

Batas Transform

Lempeng bergerak sejajar berlawanan arah

Gesekan antara kedua lempeng dapat begitu besar sehingga dapatmenimbulkan tegangan yang besar dan menghasilkan gempa besar. Kegiatantektonik ini tidak disertai dengan aktivitas vulkanik.

Batas Transform

Batas transform umumnya berada di dasar laut, namun ada juga yang berada di daratan, salah satunya adalah Sesar San Andreas (San Andreas Fault) di California, USA.

Sesar ini merupakan pertemuan antara Lempeng Amerika Utara yang bergerak ke arah tenggara, dengan Lempeng Pasifik yang bergerak ke arahbarat laut.

Observe the pattern of the Mid-Atlantic Ridge

Transforms

Spreading

segments

Observe plate boundaries near the west coast of

North America (green lines are transform boundaries)

Rates of Relative Plate Movement

Some move faster than othersPlates move cm/year

Indonesia berada di dekat batas lempeng tektonik Eurasia dan Indo-Australia.

Jenis batas antara kedua lempeng ini adalah konvergen. Lempeng Indo-Australia adalah lempeng yang menunjam ke bawah lempeng Eurasia.

Selain itu di bagian timur, bertemu 3 lempeng tektonik sekaligus, yaitulempeng Philipina, Pasifik, dan Indo-Australia.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, subduksi antara dua lempengmenyebabkan terbentuknya deretan gunung berapi dan parit samudra.

Demikian pula subduksi antara Lempeng Indo-Australia dan LempengEurasia menyebabkan terbentuknya deretan gunung berapi yang tak lainadalah Bukit Barisan di Pulau Sumatra dan deretan gunung berapi di sepanjang Pulau Jawa, Bali dan Lombok, serta palung samudra yang taklain adalah Palung Jawa (Sunda).

Bagaimana Dengan Indonesia?

Lempeng tektonik terus bergerak. Suatu saat gerakannyamengalami gesekan ataubenturan yang cukup keras. Bilaini terjadi, timbullah gempa dan tsunami, dan meningkatnyakenaikan magma ke permukaan.

Jadi, tidak heran bila terjadigempa yang bersumber daridasar Samudra Hindia, yang seringkali diikuti dengan tsunami, aktivitas gunung berapi di sepanjang pulau Sumatra dan Jawa juga turut meningkat.

Bagaimana Dengan Indonesia?

Indonesian Volcanic Arcs

pertemuan 2

Documents