PENGERTIAN VULKANOLOGI (ILMU GUNUNGAPI)

(1)

PENGERTIAN

VULKANOLOGI (ILMU

GUNUNGAPI)

MODUL II

Mengapa harus ada Vulkanologi ?

Banyaknya letusan gunungapi dengan bencana alam yang Banyaknya letusan gunungapi dengan bencana alam yang ditimbulkannya

ditimbulkannya

Sejak jaman dulu, di lingkungan geologi gunungapi selalu padat Sejak jaman dulu, di lingkungan geologi gunungapi selalu padat penduduknya

penduduknya

Jadi, di samping bencana juga terdapat sumber daya alamJadi, di samping bencana juga terdapat sumber daya alam

Tahun 1980an vulkanologi mengalami kemajuan pesat akibat letusanTahun 1980an vulkanologi mengalami kemajuan pesat akibat letusan St. Helens

St. Helens

Sebelumnya, letusanSebelumnya, letusan--letusan besar gunungapi terrekam dalam letusan besar gunungapi terrekam dalam sejarah, seperti letusan G. Tambora (1815), Krakatau (1883) dll

sejarah, seperti letusan G. Tambora (1815), Krakatau (1883) dll

Indonesia memiliki 500an gunungapi, 128 buah di antaranya aktif,Indonesia memiliki 500an gunungapi, 128 buah di antaranya aktif, sisanya tidak menunjukkan aktivitasnya sejak 100 tahun terakhir

sisanya tidak menunjukkan aktivitasnya sejak 100 tahun terakhir

Organisasi seprofesi para ahli vulkanologi sedunia bernaung di bOrganisasi seprofesi para ahli vulkanologi sedunia bernaung di bawah awah IVCEI (International Volcanologists, Chemistrists and Earth Inte

IVCEI (International Volcanologists, Chemistrists and Earth Interior)rior)

Anggota organisasi seprofesi tersebut meliputi para ahli vulkanoAnggota organisasi seprofesi tersebut meliputi para ahli vulkanologi, logi, geokimia (kimia bumi) dan geofisika (Earth Interior)

(2)

Letusan-letusan besar gunungapi di dunia yang banyak memakan

korban jiwa (sumber: Oppenheimer (2003), dan Smithsonian Global

Volcanism Program; ILG: indeks letusan gunungapi)

1202 1202 − −0.50.5 6 6 34 34 1991 1991 Pinatubo Pinatubo 23,000 23,000 Tanpa anomali Tanpa anomali 3 3 27 27 1985 1985

Nevado del Ruiz

> 2,000 > 2,000 ? ? 4 4––55 32 32 1982 1982 El Chich El Chichóónn 57 57 Tanpa anomali Tanpa anomali 5 5 19 19 1980 1980 Mt. St. Helens Mt. St. Helens 2 2 − −0.40.4 6 6 32 32 1912 1912 Katmai Katmai 7,000 7,000––13,00013,000 Tanpa anomali Tanpa anomali 6 6 34 34 1902 1902 Santamar Santamarííaa 36,600 36,600 − −0.30.3 6 6 25 25 1883 1883 Krakatau Krakatau > 71,000 > 71,000 − −0.50.5 7 7 43 43 1815 1815 Tambora Tambora ≈ ≈14001400 − −0.80.8 6 6 46 46 1600 1600 Huaynaputina Huaynaputina ? ? − −0.50.5 6 6 ? ? 1452 1452 Kuwae Kuwae ? ? ? ? 6 6––77 25 25 969 969 Baekdu Baekdu ~ ~ ? ? 7 7 51 51 181 181 Taupo Taupo ? ? ? ? 7 7 ? ? 79 79 Vesuvius Vesuvius Korban Korban N. hemis

N. hemis--phere phere

( (°°C)C) ILG ILG Tinggi kolom Tinggi kolom letusan (km) letusan (km) tahun tahun Erupsi Erupsi

(3)

Bencana letusan G. Vesuvius pada 79 M

telah meruntuhkan kota Pompeii, Stabei

dan Herculaneum

VULKANOLOGI VS. VOLKANOLOGI

Kata

Volcano

(gunungapi) pertama kali berasal dari pulau

kecil yang bernama

Volcano

, yang terletak di Laut

Mediterania, Sicily.

Berasal dari bahasa Italia yaitu kata

Berasal dari bahasa Italia yaitu kata “

“vulcano

vulcano”

”

yang

berarti Dewa Api (penjaga pada tubuh gunungapi)

Dalam bahasa Belanda

Dalam bahasa Belanda “

“vulkaan

vulkaan”

”

yang berarti gunungapi

Dalam bahasa Inggris: volkanologi berasal dari kata

“

“volcanology

volcanology”

”, yaitu

, yaitu

volcano

(= gunungapi) dan

logos

(ilmu)

_{Jadi: di Indonesia dapat menyebutnya}

Jadi: di Indonesia dapat menyebutnya

ilmu gunungapi

,

vulkanologi

atau

volkanologi

(4)

Definisi Vulkanologi / Ilmu

Gunungapi / Volkanologi

Menurut Alzwar dkk (1988), gunungapi adalah:Menurut Alzwar dkk (1988), gunungapi adalah:

•

• Timbulan di permukaan bumi, yang tersusun atas timbunan rempah Timbulan di permukaan bumi, yang tersusun atas timbunan rempah gunungapi

gunungapi

•

• Tempat dengan jenis dan kegiatan magma yang sedang berlangsungTempat dengan jenis dan kegiatan magma yang sedang berlangsung •

• Tempat keluarnya batuan leleran dan rempah lepas gunungapi dari Tempat keluarnya batuan leleran dan rempah lepas gunungapi dari dalam bumi

dalam bumi

Menurut MacDonald (1972): Menurut MacDonald (1972):

–

– Tempat / bukaan berasalnya batuan pijar (gas) dan umumnya keduanTempat / bukaan berasalnya batuan pijar (gas) dan umumnya keduanya, ya, keluar ke permukaan bumi, sehingga bahan batuan tersebut

keluar ke permukaan bumi, sehingga bahan batuan tersebut

berakumulasi membentuk bukit atau gunung

Menurut Bronto (2006):Menurut Bronto (2006):

•

• Setiap proses alam yang berhubungan dengan kegiatan gunungapi, Setiap proses alam yang berhubungan dengan kegiatan gunungapi, meliputi asal

meliputi asal--usul pembentukan magma di dalam bumi hingga usul pembentukan magma di dalam bumi hingga kemunculannya di permukaan bumi dalam berbagai bentuk dan

kemunculannya di permukaan bumi dalam berbagai bentuk dan

kegiatannya

•

• Setiap magma yang muncul ke permukaan bumi adalah gunungapiSetiap magma yang muncul ke permukaan bumi adalah gunungapi

KELEMAHAN definisi Alzwar

dkk (1988)

Jika gunungapi harus berbentuk timbulan,

maka tipe gunungapi perisai tidak termasuk di

dalamnya

Jika gunungapi tersebut adalah aktivitas

magma yang sedang berlangsung, maka

gunungapi yang telah mati (tidak aktif) tidak

termasuk di dalamnya

Kontroversi: morfologi kerucut gunungapi

seperti Gunung Ungaran, Merbabu, Muria,

Lawu dll

(5)

Jika gunungapi harus membentuk

_{Jika gunungapi harus membentuk}

bukit/gunung, maka tipe gunungapi ini

tidak termasuk di dalamnya:

–

Gunungapi perisai

---

berbentuk perisai

–

Gunungapi maar

---

membentuk lembah yang

kadang

-

kadang terisi air

KELEMAHAN definisi

MacDonald dkk (1972)

PRINSIP DAN TEORI DASAR

PEMBELAJARAN VULKANOLOGI

Prinsip

“

The present is the key to the past

”

–

Kini: ribuan gunungapi tersebar di seluruh dunia dengan

berbagai tatanan tektoniknya; menghasilkan batuan asal

gunungapi yang proses pembentukannya dapat kita lihat

secara langsung

---

the present

–

Kini: banyak sekali singkapan batuan asal gunungapi yang

proses pembentukannya tidak diketahui secara langsung

---

---the past

the past

Dari mana asal batuan gunungapi tersebut?

Dengan mengetahui kejadian gunungapi pada masa kini,

maka dapat direknostruksi kejadian gunungapi pada

masa lalu

Teori Tektonik Lempeng

---

proses geologi yang mengontrol

pembentukan gunungapi

(6)

Teori Tektonik Lempeng

Tektonik lempeng (

plate tectonics

) adalah

teori tentang lapisan kaku bagian terluar bumi

(

lithosphere) yang terpecah

lithosphere

) yang terpecah

-

pecah hingga

menjadi lusinan lempeng yang satu sama lain

saling bergerak, seperti serpihan

-

serpihan /

lempengan

-

lempengan papan kayu yang

terapung di atas perairan

Mengapa kerak bumi mengapung

?

Susunan / Struktur Bagian

Dalam Bumi

(7)

Material Penyusun Bagian Dalam Bumi dan

Sifat

-

Sifatnya (sumber: Mason & Moore, 1982)

13,1

-Andesit, basalt pada bagian dasar 2,9 -12,2 -5,6 -Peroksit, oksida 4,4 -6.371 Total ketebalan

Fe+oksigen, sulfur, bijih nikel

-9,9

2.259 Inti luar

Peridotit, eklogit, olivin, spinel, garnet, piroksen -3,4 720 Selubung (mantel) atas Bawah (bottom) Atas (top)

Fe+oksigen, sulfur, bijih nikel

-12,8

1221 Inti dalam

Magnesium dan SiO2

-4,4 2.171 Selubung bawah Batuan silisik -2,2 30 Kerak bumi

Ditemukan pada tipe batuan

Densitas (gr/cm3₎

Ketebal-an

ARUS KONVEKSI YANG MENDASARI

PERGERAKAN LEMPENG

-

LEMPENG

•

• Kerak bumi bersifat Kerak bumi bersifat

kaku, mengambang di

atas mantel cair

atas mantel cair--plastis. plastis.

•

• Pada awalnya hanya Pada awalnya hanya

ada lempeng benua

Pangea

•

• Pengambangan tersebut Pengambangan tersebut

memecah lempeng

Pangea menjadi

Gondwana dan Laurasia

•

• LempengLempeng--lempeng lempeng

benua bergerak saling

menjauh dan mendekat

menjauh dan mendekat - -bertumbukan

bertumbukan

•

• Hal itu menyebabkan Hal itu menyebabkan

lempeng

lempeng--lempeng benua lempeng benua pecah menjadi lempeng

pecah menjadi lempeng-

-lempeng yang lebih kecil

lempeng yang lebih kecil

•

• Menyebabkan pelelehan sebagian lempeng dan melahirkan lempeng saMenyebabkan pelelehan sebagian lempeng dan melahirkan lempeng samudra mudra yang lebih tipis

(8)

Tektonik Lempeng Vs.

Aktivitas Gunungapi

Proses pelelehan sebagian pada proses penunjaman tektonik lempeng menghasilkan magma

Magma bersifat selalu bergerak

Dalam tektonik lempeng: ada lempeng yang saling mendekat (gaya kompresi) dan saling menjauh (gaya ekstensi)

Proses kompresi dan ekstensi membentuk rekahan dan riftingpada bagian lempeng yang lain

Jika ada rekahan yang membuka hingga di permukaan, maka akan dilalui magma

Akumulasi aliran magma ke permukaan membangun tubuh gunungapi

Untuk mekanisme pergerakannya: Kunjungi

http://emvc.geol.ucsb.edu/animations/quicktime/sm09mesozoicsubducti on.mov

(9)

Bagian

-

bagian pada tektonik

lempeng

Dua / lebih lempeng yang berbeda dan saling

bertumbukan

Batuan bancuh (

melange

)

Volcanic arch

(busur magmatik) dan gunungapi

hotspots

Zona pemekaran dan

mid oceanic ridge basalts

Transform fault

Palung (

trench

)

Tinggian (

through

)

Cekungan muka busur (

fore arch basin

)

Cekungan belakang busur (

back arch basin

)

Skematika tatanan tektonik gunungapi

busur kepulauan

(10)

RING OF FIRE

(CINCIN API)

Proses kompresi pada tektonik lempeng

menghasilkan jalur penunjaman (subduksi)

Subduksi membentuk pelelehan sebagian di

sepanjang zona

benni off

membentuk magma

Magma selanjutnya terakumulasi di bawah

permukaan bumi di depan jalur subduksi

Sebagian magma yang menjangkau sampai ke

permukaan membentuk gugusan gunungapi

Jalur di sepanjang zona subduksi dan jalur

gunungapi disebut

(11)

GUGUSAN GUNUNGAPI

PUNGGUNGAN

TENGAH SAMUDRA (

MID OCEANIC RIDGES

)

Proses ekstensi lempeng yang saling menjauh membentuk

zona pemekaran di lantai samudra

Magma yang muncul ke permukaan melalui zona

pemekaran tersebut membentuk gugusan gunungapi

Jalur gugusan gunungapi ini dapat dijumpai di tengah

samudra Atlantik, Pasifik dan India

Kecepatan pemekaran bervariasi tergantung dari posisinya

di sepanjang punggungan dan lamanya pemekaran

(waktu)

Kecepatan pemekaran lambat : < 3 cm/th; dan cepat: > 4

cm/th

Pemekaran lantai samudra akibat gaya

ekstensi menghasilkan gugusan gunungapi

tengah samudra (

(12)

Salah satu contoh gugusan gunungapi hasil

pemekaran lantai samudra di Iceland

•

• Pada awalnya, lempeng Pada awalnya, lempeng

Eurasia dan Amerika Utara

bersatu sebagai lempeng

Laurasia

Laurasia •

• Lempeng Laurasia mekar Lempeng Laurasia mekar

hingga terbentuk celah,

memisahkan Eurasia di bagian

timur dan Amerika Utara di

bagian barat.

bagian barat. •

• Celah tersebut selanjutnya Celah tersebut selanjutnya

dilalui magma membentuk

punggungan tengah samudra

Atlantik (

Atlantik (MidMid--Atlantic RidgeAtlantic Ridge)) •

• Pemekaran di Pemekaran di MidMid--Atlantic Atlantic

Ridge

Ridgedimulai sejak 200 jtl dimulai sejak 200 jtl

dengan kecepatan 2,5 cm/th

atau 25 km per juta tahun

(Uyeda, 1978).

Model Magmatisme (Vulkanisme) Oseanik: model

konseptual asal

konseptual asal-

-usul berbagai jenis magma oseanik dan

usul berbagai jenis magma oseanik dan

reservoir asal magma

(13)

Afinitas tektonik seri batuan gunungapi

√

Ca

-

Alkalin

√

Tholeitik

√

Alkalin

divergen

samudra

benua

konvergen

Jenis lempeng

Model tepian

lempeng

Sifat

-

sifat

Seri

batuan

Didasarkan atas Kandungan SiO

₂₂

dalam

magma,

tipe

/

kelompok batuan gunungapi dan keterdapatannya

terhadap tatanan tektoniknya adalah:

Beberapa

magma

muncul

sebagai

batuan

ultramafik

ultramafik,

,

karbonatan,

dan

lava yang bersifat

lava yang

bersifat

sangat

alkalin

Busur magmatik:

segregasi pada lempeng

benua dengan dapur

magma dalam (A)

Busur magmatik:

lempeng benua dengan

dapur magma tengah (B)

Busur kepulauan dan

busur magmatik dangkal

MOR

Keterdapatan/ tatanan

tektoniknya

Riolit

Felsik (tinggi

Si)

~70%

Dasit

Felsik

(rendah Si)

~65%

Andesit

Intermediet

~60%

Basal

Mafik

~50%

Batuan

Gunungapi

Tipe Magma

SiO

2

(14)

TIGA TIPE SERI MAGMATIK

BATUAN

GUNUNGAPI

DIKONTROL OLEH TATANAN TEKTONIKNYA

Ya Ya Tidak Tidak Ya Ya Busur

Busurkepulauankepulauan

Tipe Alkalin

Tipe Ca

Tipe Ca--alkalinalkalin

Tipe Toleitik Tipe Toleitik Tidak Tidak Tidak Tidak Ya Ya MOR MOR Ca+Na Ca+Na> Mg > Mg ( (Ca+NaCa+Napd CPX, pd CPX, amfibol

amfibol, , aegirinaegirin, , dlldll))

Ca > Mg (Ca

Ca > Mg (Ca padapada

augit

augit, , amfibolamfibol, , titanit

titanit)) Mg > Ca (Mg

Mg > Ca (Mg untukuntuk Ol

Ol, OPX , OPX dandanCPX)CPX) Sifat

Sifatkimiakimia

Dijumpai

Dijumpaididisemuasemua

jenis

Melimpah

Melimpah, , kecualikecuali dari

darimagma magma primitifprimitif Hanya

Hanyaberasalberasaldaridari

diferensiasi

diferensiasisilikasilika

Amfibol

Bervariasi

Magnetit

Magnetitdandan ilmenit

ilmenit

Biasanya

Biasanyailmenitilmenit Oksida

OksidaFeFe--TiTi

Bervariasi

Terbentuk

Terbentukdidiawalawal

Terbentuk

Terbentukdidiakhirakhir

Magnetit

Jarang

Sebagai

Sebagaifenokrisfenokris Sebagai

Sebagaifenokrisfenokris dan

danmassamassadasardasar Piroksen

Piroksenrendahrendah

Ca Ca Tanpa Tanpa Ortopiroksen Ortopiroksen Ortopiroksen Ortopiroksen Ortopiroksen Ortopiroksen Norms Norms Seri

(15)

Rangkuman Pengelompokan Tatanan Tektonik

dengan Tipe Batuan Gunungapi yang Dihasilkan

Orange: batuan volkanik andesitik, dan ekuivalensinya dengan batuan sedimen dan metamorf penciri zona tumbukan

Pink: batuan beku dan metamorf yang berasal dari kerak bumi bagian dalam

Magenta: magma granitik

Abu-abu: penunjaman lempeng samudra Biru: korok gabro dan sumber magma basaltis

Sumber:

Pitcher, 1983, in K. J. Hsü, ed., Mountain Building Processes, Academic Press, London; Pitcher, 1993, The Nature and Origin of Granite, Blackie, London; Barbarin, 1990, Geol. Journal, v. 25, p. 227-238.

Winter, 2001, An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice Hall.