TEORI PEMBENTUKAN BUMI DAN TEKTONIK LEMPENG
5. Pengapungan Benua dan Paleomagnetisme :
2.6.3 Teori Tektonik Lempeng
Teori tektonik lempeng adalah suatu teori yang menjelaskan mengenai sifat-sifat bumi yang mobil/dinamis yang disebabkan oleh gaya endogen yang berasal dari dalam bumi. Dalam teori tektonik lempeng dinyatakan bahwa pada dasarnya kerak-bumi (litosfir) terbagi dalam 13 lempeng besar dan kecil. Adapun lempeng-lempeng tersebut terlihat pada gambar 2.18 sebagai berikut:
1). Lempeng Pasific (Pasific plate), 2). Lempeng Euroasia (Eurasian plate),
3). Lempeng India-Australia (Indian-Australian plate), 4). Lempeng Afrika (African plate),
5). Lempeng Amerika Utara (North American plate), 6). Lempeng Amerika Selatan (South American plate), 7). Lempeng Antartika (Antartic plate)
serta beberapa lempeng kecil seperti : 1). Lempeng Nasca (Nasca plate), 2). Lempeng Arab (Arabian plate), dan 3). Lempeng Karibia (Caribian plate). 4). Lempeng Philippines (Phillippines plate) 5). Lempeng Scotia (Scotia plate)
6). Lempeng Cocos (Cocos plate)
Gambar 2.17 Lempeng-lempeng utama litosfir
Batas-batas dari ke 13 lempeng tersebut diatas dapat dibedakan berdasarkan interaksi antara lempengnya sebagai berikut (gambar 2.18):
(1). Batas Konvergen: Batas konvergen adalah batas antar lempeng yang saling bertumbukan. Batas lempeng konvergen dapat berupa batas Subduksi (Subduction) atau Obduksi (Obduction).
Batas subduksi adalah batas lempeng yang berupa tumbukan lempeng dimana lsalah satu empeng menyusup ke dalam perut bumi dan lempeng lainnya terangkat ke permukaan (gambar 2.19 Bawah). Contoh batas lempeng konvergen dengan tipe subduksi adalah Kepulauan Indonesia sebagai bagian dari lempeng benua Asia Tenggara dengan lempeng samudra Hindia–Australia di sebelah selatan Sumatra-Jawa-NTB dan NTT. Batas kedua lempeng ini berupa suatu zona subduksi yang terletak di laut yang berbentuk palung (trench) yang memanjang dari Sumatra, Jawa, hingga ke Nusa Tenggara Timur. Contoh lainnya adalah kepulauan Philipina, sebagai hasil subduksi antara lempeng samudra Philipina dengan lempeng samudra Pasifik.
Obduksi (Obduction) adalah batas lempeng yang merupakan hasil tumbukan lempeng benua dengan benua yang membentuk suatu rangkaian pegunungan (gambar 2.19 Atas). Contoh batas lempeng tipe obduksi adalah pegunungan Himalaya yang merupakan hasil tumbukan lempeng benua India dengan lempeng benua Eurasia.
Gambar 2.18 Batas-batas lempeng : Konvergen (atas), Divergen (tengah) dan Transforms (bawah).
Gambar 2.19 Jenis Batas Konvergen: Obduction/Obduksi (atas) dan Subduction/Subduksi (bawah)
(2). Batas Divergen: Batas divergen adalah batas antar lempeng yang saling menjauh satu dan lainnya. Pemisahan ini disebabkan karena adanya gaya tarik (tensional force) yang mengakibatkan naiknya magma kepermukaan dan membentuk material baru berupa lava yang kemudian berdampak pada lempeng yang saling menjauh. Contoh yang paling terkenal dari batas lempeng jenis divergen adalah Punggung Tengah Samudra (Mid Oceanic Ridges) yang berada di dasar samudra Atlantik, disamping itu contoh lainnya adalah rifting yang terjadi antara benua Afrika dengan Jazirah Arab yang membentuk laut merah.
(3). Batas Transform: Batas transform adalah batas antar lempeng yang saling berpapasan dan saling bergeser satu dan lainnya menghasilkan suatu sesar mendatar jenis Strike Slip Fault. Contoh batas lempeng jenis transforms adalah patahan San Andreas di Amerika Serikat yang merupakan pergeseran lempeng samudra Pasifik dengan lempeng benua Amerika Utara.
Berdasarkan teori tektonik lempeng, lempeng-lempeng yang ada saling bergerak dan berinteraksi satu dengan lainnya. Pergerakan lempeng lempeng tersebut juga secara tidak langsung dipengaruhi oleh rotasi bumi pada sumbunya. Sebagaimana diketahui bahwa kecepatan rotasi yang terjadi bola bumi akan akan semakin cepat ke arah ekuator. Pada gambar 2.20 diperlihatkan prinsip-prinsip dari pergerakan lempeng bumi, dimana pada bagian kutub (Euler pole) masuk kedalam lingkaran besar sedangkan ke arah ekuator masuk kedalam lingkaran kecil. Interaksi antar lempeng dapat saling mendekat (subduction), saling menjauh dan saling berpapasan (strike slip fault).
Gambar 2.20 Prinsip Prinsip Pergerakan Lempeng 2.6.4 Tatanan Tektonik (Tectonic Setting)
Tatanan tektonik yang ada disuatu wilayah sangat dipengaruhi oleh posisi tektonik yang bekerja di wilayah tersebut. Sebagaimana sudah dijelaskan pada sub bab sebelumnya, interaksi antar lempeng yang terjadi pada batas-batas lempeng konvergen, divergen dan transform akan menghasilkan tatanan tektonik tertentu (gambar 2.21).
Gambar 2.21 Tatanan Tektonik pada Batas Lempeng Divergen, Batas Lempeng Konvergen, dan Batas Lempeng Transform
Tatanan tektonik yang terjadi pada batas lempeng konvergen, dimana lempeng samudra dan lempeng samudra saling bertemu akan menghasilkan suatu rangkaian busur gunungapi (volcanic arc) yang arahnya sejajar / simetri dengan arah palung (trench). Cekungan Busur Belakang (Back Arc Basin) berkembang dibagian belakang busur gunungapi (gambar 2.22). Contoh kasus dari model ini adalah rangkaian gunungapi di kepulauan Philipina yang merupakan hasil tumbukan lempeng laut Philipina dengan lempeng samudra Pasifik.
Gambar 2.22 Tatanan Tektonik pada Batas Lempeng Konvergen (lempeng samudra dan lempeng samudra)
Pada batas lempeng konvergen, dimana terjadi tumbukan antara lempeng samudra dan lempeng benua (gambar 2.23), maka tatanan tektoniknya dicirikan oleh Palung (Trench), Prisma Akresi (Accretion Prism), Cekungan Busur Muka (Forearc Basin), Busur Kepulauan Gunungapi (Volcanic Island Arc), dan Cekungan Busur Belakang (Backarc Basin).
Gambar 2.23 Komponen komponen pada Zona Subduksi (lempeng samudra dan lempeng benua) : Palung (Trench), Struktur Tinggian / Prisma Akresi (Structural High); Cekungan Busur Muka (Forearc Basin), Jalur Busur Gunungapi (Volcanic Arc); dan Cekungan Busur Belakang (Backarc Basin.
Contoh klasik dari batas lempeng konvergen, dimana terjadi tumbukan antara lempeng samudra dan lempeng benua adalah kepulauan Indonesia, khususnya jalur pulau-pulau: Sumatra, Jawa, Bali, Nusa Tenggara Barat, Nusa Tenggara Timur, dan berakhir di kepulauan Banda. Pada gambar 2.24 diperlihatkan batas konvergensi antara lempeng India-Australia dan lempeng benua Eurasia (pulau Sumatra). Kedua lempeng dibatasi oleh suatu lajur yang dikenal sebagai Palung Laut Subduksi (Subduction Trench) yang merupakan hasil subduksi antara kedua lempeng tersebut diatas, sedangkan gambar 2.25 memperlihatkan tatanan tektonik pulau Sumatra yang tersusun dari Prisma Akrasi/Accretionary Wedge (Pulau Siemelue, P.Nias, P. Telo, P.Engganau, P. Batu, P. Mentawai); Cekungan Busur Luar / Muka (Forearc Basin); Busur Gunungapi (Volcanic Arc) dan Cekungan Busur Belakang (Backarc Basin).
Gambar 2.24 Batas Lempeng Konvergen (Lempeng Benua India-Australia dan Lempeng Benua Eurasia diwakili oleh pulau Sumatra)
Gambar 2.25 Tatanan Tektonik Pulau Sumatra: Palung Sunda (Sunda Trench), Jalur Prisma Akresi (P.Simelue, P. Nias, P. Nias, P. Enggano), Cekungan Busur Muka (Forearc Basin), Jalur Gunungapi (Volcanic Arc), dan Cekungan Busur Belakang (Backarc Basin).
Batas lempeng konvergen yang berupa batas suture dapat kita lihat antara pertemuan lempeng benua India dengan lempeng benua Eurasia. Kedua lempeng tersebut dibatasi oleh suatu jalur pegunungan yang dikenal dengan pegunungan Himalaya. Pada gambar 2.26 ditandai oleh garis warna biru.
Gambar 2.26 Zona Suture sebagai batas lempeng konvergen (Lempeng Benua India dan Lempeng Benua Eurasia)
Tatanan tektonik pada batas lempeng Divergen, dimana lempeng benua mengalami pemekaran (continental rifting) dengan terbentuknya laut baru dapat kita lihat terutama di Pematang Tengah Samudra (Pemisahan Benua Amerika dan Afrika), Laut Merah (Benua Afrika dan Semenanjung Sinai / Jazirah Arab) serta Rifting yang terjadi di Afrika Timur Bagian Utara (gambar 2.27).
Gambar 2.27 Pembentukan rift di benua Afrika Timur Bagian Utara (Ethiopian Rift; East African Rift)
2.7 Orogenesa
Sebagaimana diketahui bahwa sifat bumi yang dinamis digerakan oleh energi yang berasal dari dalam bumi (gaya endogen) yang merubah struktur kulit bumi melalui proses deformasi, yaitu melalui gempabumi, volkanisme, orogenesa, dan epirogenesa.
Bentuk-bentuk bentangalam yang nampak mencuat tinggi secara tiba tiba dari dataran rendah disekitarnya tidak lain merupkan hasil dari proses orogenesa. Kata orogenesa sendiri berasal dari bahasa latin, yaitu Oros = Pegunungan dan Gennao = menghasilkan. Dengan demikian orogenesa berarti pembentukan pegunungan. Sebagaimana diketahui bahwa deformasi kerakbumi (batuan) dan pembentukan pegunungan umumnya terjadi pada wilayah wilayah yang berada pada batas interaksi lempeng.
Menurut Gilbert (1890) orogenesa adalah pergeseran pergeseran yang berlangsung dalam kerak bumi yang menghasilkan rangkaian pegunungan. Sebagai contoh, pegunungan “Rocky Mountain” dan pegunungan “Cordillera” di Amerika Utara, sebagai hasil interaksi konvergen antara lempeng Pasifik dan Lempeng Amerika Utara, dan pegunungan “Andes” di Amerika Selatan sebagai hasil interaksi antara lempeng Pasifik (Nazca) dengan lempeng Amerika Selatan (Gambar 2.28 dan 2.29).
Gambar 2.28 Pembentukan pegunungan di Amerika Utara dan Amerika Selatan sebagai hasil konvergensi lempeng
Pegunungan Rocky dan Pegunungan Cordillera di Amerika Utara
Pegunungan Andes di Amerika Selatan
Pegunungan Rocky. Colorado, Pegunungan Andes, Chili Gambar 2.29 Pegunungan Rocky Mountains sebagai produk konvergensi lempeng Pasifik dan
lempeng Amerika Utara sedangkan pegunungan Andes merupakan hasil konvergensi lempeng Pasifik (Nazca) dengan lempeng Amerika Selatan.
Apabila kita perhatikan sebaran dari rangkaian pegunungan yang terdapat di permukaan bumi, maka akan terlihat suatu rangkaian pegunungan yang mengitari laut Pasifik yang dikenal dengan sirkum Pasifik dan yang tersebar disepanjang Mediterania. Pada gambar 2.34 terlihat sebaran jalur orogen di dunia (warna coklat).
Gambar 2.30 Jalur Orogen di Dunia (warna coklat) : Sirkum Pasifik (Peg. Andes-Peg. Cordillera-Alaska- Semenanjung-Kamsatka-Korea-Jepang-Filipina-Tasmania) dan Rangkaian Pegunungan Mediterania (Peg. Appalachian - Peg. Caledonia - Peg. Alpen - Peg. Himalaya - Kep. Busur Gunungapi Indonesia-Laut Banda).
Sifat sifat umum dari suatu jalur orogen adalah:
1. Terdiri dari lapisan lapisan sedimen tebal yang terlipat dengan arah sumbu lipatan yang berbeda beda (gambar 2.31).
2. Dicirikan oleh proses deformasi yang berlangsung berkali kali
3. Merupakan pengaruh dari berbagai proses yang berbeda-beda, termasuk intrusi dan gejala pelengseran gaya berat, yang bekerja pada suatu bahan yang berlainan sifat dan kedalamannya (gambar 2.32).
Gambar 2.31 Sumbu perlipatan yang berbeda beda dan ketidak selarasan.
Gambar 2.32 Pelengseran gaya berat, perlipatan dan pensesaran
Menurut Stille (1920), orogenesa adalah perubahan yang terjadi secara episodik pada pola batuan. Disini secara jelas dinyatakan adanya suatu faktor waktu kejadian atau peristiwa, disamping juga berlangsungnya suatu proses. Haarmann (1930) menyatakan bahwa pembentukan pegunungan sebagai pembentukan bentuk tinggian tentang alam di permukaan bumi, sedangkan Upham (1984) menekankan peran proses pembentukan pegunungan oleh gejala perlipatan, patahan dan pensesaran yang menyebabkan terbentuknya punggungan punggungan yang sempit yang terangkat. Dengan kata lain bahwa setiap pembahasan tentang orogenesa, harus dijelaskan dengan menerapkan konsep tegasan pada kerak bumi untuk proses fisiknya, serta perubahan perubahan fisiografi yang ditimbulkannya (gambar 2.33).
Setiap gejala orogenesa akan ditandai oleh suatu proses perlipatan atau pengangkatan yang menghasilkan gejala ketidak-selarasan bersudut. Sifat umum suatu jalur orogen ditandai oleh poros lipatan yang berbeda beda dan ketidak selarasan. Orogen yang telah diketahui lokasi dan waktu terjadinya, lazimnya akan diberi nama. Ada beberapa cara yang diterapkan untuk menentukan umur atau waktu berlangsungnya suatu orogen, antara lain : (1). Dengan cara menentukan umur gejala ketidak selarasan; (b). Umur Radiometrik; (c). Umur Batuan Metamorfis; dan (d). Endapan-endapan produk orogen (sedimen flysch atau mollase).
Zona dimana telah berlangsung terjadinya gejala orogenesa adalah suatu wilayah yang sebelumnya merupakan suatu cekungan panjang, sempit yang mempunyai endapan sedimen yang tebal. Geosinklin adalah suatu struktur lekukan yang sangat sangat panjang dimana di dalamnya diendapkan sedimen yang sangat tebal.
Gambar 2. 33 Peran dari proses pembentukan pegunungan yang disebabkan oleh konsep tegasan.
2.8. Vulkanisme
Istilah vulkanisme berasal dari kata latin vulkanismus nama dari sebuah pulau yang legendaris di Yunani. Tidak ada yang lebih menakjubkan diatas muka bumi ini dibandingkan dengan gejala vulkanisme dan produknya, yang pemunculannya kerapkali menimbulkan kesan-kesan religiuos. Letusannya yang dahsyat dengan semburan bara dan debu yang menjulang tinggi, atau keluar dan mengalirnya bahan pijar dari lubang dipermukaan, kemudian bentuk kerucutnya yang sangat mempesona, tidak mengherankan apabila dimasa lampau dan mungkin juga sekarang masih ada sekelompok masyarakat yang memuja atau mengkeramatkannya seperti halnya di pegunungan Tengger (Gn.berapi Bromo) di Jawa Timur.
Vulkanisme dapat didefinisikan sebagai tempat atau lubang diatas muka Bumi dimana daripadanya dikeluarkan bahan atau bebatuan yang pijar atau gas yang berasal dari bagian dalam bumi ke permukaan, yang kemudian produknya akan disusun dan membentuk sebuah kerucut atau gunung (gambar 2.34).
Gambar 2.34 Kerucut gunungapi yang disusun oleh perselingan pyroclastic dan aliran lava
Adapun sejumlah bahan-bahan yang dikeluarkan melalui lubang, yang kemudian dikenal sebagai pipa kepundan, terdiri dari pecahan-pecahan batuan yang tua yang telah ada sebelumnya yang membentuk tubuh gunung-berapi, maupun bebatuan yang baru samasekali yang bersumber dari magma di bagian yang dalam dari litosfir yang selanjutnya disemburkan oleh gas yang terbebas. Magma tersebut akan dapat keluar mencapai permukaan bumi apabila geraknya cukup cepat melalui rekahan atau patahan dalam litosfir sehingga tidak ada waktu baginya untuk mendingin dan membeku.
Terdapat dua sifat dari magma yang dapat memberikan potensi untuk bertindak demikian, dan itu adalah pertama kadar gas yang ada didalam magma dan yang kedua adalah kekentalannya. Sebab sebab terjadinya vulkanisme adalah diawali dengan proses pembentukan magma dalam litosfir akibat peleburan dari batuan yang sudah ada, kemudian magma naik kepermukaan melalui rekahan, patahan dan bukaan lainnya dalam litosfir menuju dan mencapai permukaan bumi (gambar 2.35).
Gambar 2.35 Proses terjadinya vulkanisme melalui tumbukan lempeng yang menghasilkan magma dan kemudian naik kepermukaan bumi melalui rekahan, patahan atau bukaan
Wilayah-wilayah sepanjang batas lempeng dimana dua lempeng litosfir saling berinteraksi akan merupakan tempat yang berpotensi untuk terjadinya gejala vulkanisma. Gejala vulkanisma juga dapat terjadi ditempat-tempat dimana astenosfir melalui pola rekahan dalam litosfir naik dengan cepat dan mencapai permukaan. Tempat-tempat seperti itu dapat diamati pada batas lempeng litosfir yang saling memisah-diri seperti pada punggung tengah samudra, atau pada litosfir yang membentuk lantai samudra.
Tidak semua gunung-berapi yang sekarang ada dimuka Bumi ini, memperlihatkan kegiatannya dengan cara mengeluarkan bahan-bahan dari dalam Bumi. Untuk itu gunungapi dikelompokan menjadi gunung berapi aktip, hampir berhenti dan gunung-berapi yang telah mati. Gunung-berapi yang digolongkan kedalam yang hampir mati, adalah gunung-gunung-berapi yang tidak memperlihatkan kegiatannya saat ini, tetapi diduga bahwa gunungapi itu kemungkinan besar masih akan aktip dimasa mendatang. Biasanya gunung-berapi ini memperlihatkan indikasi-indikasi kearah bangunnya kembali, seperti adanya sumber panas dekat permukaan yang menyebabkan timbulnya sumber dan uap air panas, dll. Gunung-berapi yang telah mati atau punah adalah gunung-berapi yang telah lama sekali tidak menunjukkan kegiatan dan juga tidak memperlihatkan tanda-tanda kearah itu.