TUGAS MATA KULIAH
OSEANOGRAFI GEOLOGI
“Bagian dan Pergerakan Lempeng Bumi”
Zufita Khairani 26020215130069
Oseanografi B
Dosen Pengampu : Ir. Warsito Atmodjo, MSi
19590328 198902 1 001
DEPARTEMEN OSEANOGRAFI
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS DIPONEGORO
BAGIAN DAN PERGERAKAN LEMPENG BUMI
Bumi disebut juga “Planet Biru” karena tampak berwarna biru apabila dilihat dari luar angkasa. Planet bumi sangat unik dalam Tata Surya karena terdapat air dalam tiga fasa (padat, cair, dan gas) sehingga memiliki lautan dan kutub es serta terjadinya siklus hidrologi yang berkesinambungan. Di bumi juga berlangsung proses geologis secara aktif, yaitu terjadinya daur (siklus) geologi yang menyebabkan permukaan Bumi terus mengalami perubahan dan peremajaan (rejufenation) sepanjang waktu (Mulyo,A., 2004: 33).
Menurut Mulyo,A.,(2004:38) berdasarkan pengukuran-pengukuran yang lebih akurat menunjukkan bahwa Bumi itu tidak bulat benar-benar seperti bola, melainkan menyerupai oblate spheroid, yaitu agak pepat pada kutub-kutubnya. Panjang jari-jari kutub 6.356,8 km dan di ekuator 6.378,2 km dengan luas permukaan 510.100.954 km2 . Bentuk seperti ini disebut Geoid, yaitu suatu bentuk yang berbeda dari bentuk planet- planet lainnya, dan hanya dimiliki oleh Bumi (ellipsoid triaxial/krasovsky ellipsoid), dan tak dapat disamakan dengan bentuk-bentuk geometris yang manapun. Secara teoritis pepatnya bola Bumi disebabkan adanya rotasi sejak awal pembentukannya ketika Bumi belum padat. Akibatnya, pada bagian yang searah dengan sumbu rotasi akan terjadi pemampatan, sedangkan yang tegak lurus, yaitu yang searah dengan ekuator akan mengalami pengembangan
Gambar 1. Bentuk Bumi Bulat Pepat (Hidayat,P.,dkk.,1978:35)
A. Sejarah Terbentuknya Bumi
Bumi merupakan salah satu planet yang ada dalam sistem tatasurya kita yaitu pada galaksi bimasakti. Banyak teori yang menyatakan asal mula pembentukan tata surya, salah satunya yaitu teori nebula atau juga dikenal dengan teori kabut. Dalam teori ini diyakini bahwa dahulu terdapat sekumpulan awan gas dan debu yang kemudian menyusut karena adanya pengaruh gaya berat yang kemudian temperatur dan tekanannya bertambah sehingga membentuk matahari. Matahari ini kemudian sambil berputar melepaskan materialnya yang padat dan terbentuklah planet-planet (Iskandar, 2009).
gelombang (seismik), dan sifat fisika lainnya. Melalui sifat fisika bumi inilah para akhli geofisika mempelajari susunan bumi, yaitu misalnya dengan metoda pengukuran gravitasi bumi (gaya tarik bumi), sifat kemagnetan bumi, sifat penghantarkan arus listrik, dan sifat menghantarkan gelombang seismik. Sifat rambat kedua jenis gelombang ini sangat dipengaruhi oleh sifat dari material yang dilaluinya. Gelombang P dapat menjalar pada material berfasa padat maupun cair, sedangkan gelombang S tidak dapat menjalar pada materi yang berfasa cair. Perpedaan sifat rambat kedua jenis gelombang inilah yang dipakai untuk mengetahui jenis material dari interior bumi.
Gambar 2. Ilustrasi perambatan gelombang primer (P) dan sekunder (S)
Teori cara terbentuknya bumi yaitu : 1. Teori Kabut (Nebula)
Gambar 3. Ilustrasi Teori Nebula
perputaran yang sangat cepat ini, materi kabut dibagian khatulistiwa terlempar dan terpisah serta memadat yang disebabkan karena pendinginan.
2. Teori Planetisima
Gambar 4. Ilustrasi Teori Planetisima
Forest Ray Moulton seorang ahli astronomi asal amerika serta rekannya Thomas C.Chamberlain ahli geologi, mengemukakan teori planestisimal hypothesis, bahwa matahari terbentuk dari massa gas yang bermassa sangat besar, disaat ada bintang lain yang melintas dan sangat dekat dan hampir terjadinya tabrakan. Terlalu dekatnya lintasan mempengaruhi antara gaya gravitasi dengan dua bintang yang mengakibatkan tertariknya gas serta materi ringan yang ada pada bagian tepi.
3. Teori Pasang Surut Gas (Tidal)
Gambar 5. Ilustrasi Teori Tidal
Teori yang dikemukakan James Jeans dan Harold Jefferey tahun 1918, bintang besar yang mendekati matahari dengan jarak pendek, yang pada akhirnya membuat pasang surut pada badan matahari, pada saat matahari dalam keadaan gas. Penyabab terjadinya pasang surut air laut adalah massa bulan serta jauhnya jarak antara bulan ke bumi 60 kali radius orbit di bumi.
Gambar 6. Ilustrasi Teori Bintang Kembar
Teori yang dikemukakan seorang ahli astronomi R.A Lyttleton, teori ini menerangkan bahwa galaksi berawal dari kombinasi bintang kembar.
Dimana satu dari bintang itu meledak membuat banyak material yang terlempar, sedangkan bintang yang tidak meledak itu disebut matahari dan bintang yang meledak itu menjadi planet-planet yang mengelilingi matahari.
5. Teori Big Bang
Gambar 7. Ilustrasi Teori Bintang Kembar
Teori big bang menjelaskan bahwa bumi berasal dari puluhan milyar tahun yang lalu. Dimana ada gumpalan kabut yang sangat besar berputar pada porosnya. Putaran itu memungkinkan bagian-bagian kecil terlempar sedangkan bagian besar menjadi satu dan menjadi pusat pembentukan cakram raksasa.
B. Interior Bumi
(1890-an) dengan menggunakan cepat rambat gelombang P dan S, didefinisikan pembagian bentuk dalam (lapisan-lapisan) dari interior bumi. Struktur dalam bumi dibedakan secara komposisi dan rheologi (Rusman, 2016).
Bumi terdiri dari beberapa lapisan penyusun secara vertikal. Secara umum komponen-komponen ini terdiri dari batuan cair pijar yang juga dikenal dengan sebutan magma. Magma yang cair dan pijar ini mengakibatkan permukaan bumi terus bergerak seiring berjalannya waktu. Sementara itu yang membedakan atau membuatnya menjadi berlapis-lapis yaitu karena adanya pengaruh dari luar bumi yang mengakibatkan perbedaan kekerasan lapisan (akibat pendinginan).
Gambar 8. Ilustrasi Struktur Vertikal Bumi
Berdasarkan sifat fisisnya, interior bumi terdiri dari beberapa lapisan seperti yang diilustrasikan pada gambar 3. Lapisan-lapisan tersebut memiliki sifat dan karakteristik berbeda-beda satu sama lain. Lapisan tersebut dibagi atas (Cook, 1973) :
1. Lapisan terdalam dari bumi adalan inner core (inti dalam).
2. Lapisan mesosfer mengelilingi inti bumi. Mesosfer terdiri dari batu-batuan padat (besi dan silikat magnesium) dan juga lapisan batuan leleh (magma) yang sebagian muncul ke permukaan bumi pada saat letusan gunung api.
3. Lapisan asthenosfer, adalah lapisan atas dari mesosfer atau mantel bumi. Lapisan ini mempunyai sifat panas, fluida, dan dapat bergerak. Astenosfer yaitu lapisan yang terletak di bawah litosfir dengan ketebalan sekitar 2.900 km berupa material cair kental dan berpijar dengan suhu sekitar 3.000 0C, merupakan campuran dari berbagai bahan yang bersifat cair, padat dan gas bersuhu tinggi.
4. Lapisan lithosfer, adalah lapisan terluar dari bumi , tempat berpijaknya benua dan samudera. Bersifat padat dan kaku dengan temperatur yang lebih dingin.
Menurut Mason, B dan C. B. Moore, 1982 dalam Hamblin (1985), Litosfir terbentuk dari beberapa mineral yang disebut silikat (SiO2) yang merupakan gabungan antara oksigen dan silikon. Selain itu terdapat senyawa lainnya yaitu Oksigen, Silikon, Alumunium, Besi, Kalsium, Sodium, Potassium dll.
C. Material dan Susunan Kerak Bumi (Lithosfer)
Lithosfir atau bagian yang padat dari Bumi, berada dibawah Atmosfir dan Samudra. Sebagian besar dari apa yang kita pelajari dan ketahui tentang bagian yang padat dari Bumi ini, berasal dari apa yang dapat kita lihat dan raba diatas permukaan Bumi. Para ilmuwan Ilmu Kebumian, umumnya berpendapat bahwa Bumi ini lahir pada saat yang bersamaan dengan lahirnya matahari beserta planet-planet lainnya, berasal dari awan yang berputar yang terdiri dari bahan-bahan berukuran debu, dan terjadi pada kurang lebih 5 hingga 6 milyar tahun yang lalu. Bahan-bahan tersebut kemudian saling mengikat diri, menyatu dan membentuk Litosfir. Beberapa saat setelah Bumi kita ini terbentuk, terjadilah proses pembentukan lelehan yang menempati bagian intinya. Lelehan tersebut kemudian mengalami proses pemisahan, dimana unsur-unsur yang berat yang terutama terdiri dari besi dan nikel akan mengendap, sedangkan yang ringan akan mengapung diatasnya. Sebagai akibat dari proses pemisahan tersebut, maka Bumi ini menjadi tidak bersifat homogen, tetapi terdiri dari beberapa lapisan konsentris yang mempunyai sifat-sifat fisik yang berbeda (Noor, 2009).
bersifat secara berangsur sebagai aliran. Diatas zona ini, terdapat lapisan Bumi yang padat disebut litosfir (atau selaput batuan) yang mencakup bagian atas dari Mantel Bumi serta seluruh lapisan Kerak Bumi (Noor, 2009).
Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki ketebalan 5-80 km. kerak dengan mantel dibatasi oleh Mohorovivic Discontinuity. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan mineral silikat lainnya.
Kerak bumi dibedakan menjadi dua jenis yaitu :
a. Kerak samudra, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si, Fe, Mg yang disebut sima. Ketebalan kerak samudra berkisar antara 5-15 km (Condie, 1982) dengan berat jenis rata-rata 3 gm/cc. Kerak samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt.
b. Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si dan Al, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar antara 30-80 km . ata-rata 35 km dengan berat jenis rata-rata sekitar 2,85 gm/cc. kerak benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit.
Pergerakan di mantel sendiri menurut hipotesa adalah karena adanya arus konveksi. Arus konveksi di mantel dapat dianalogikan dengan arus konveksi pada zat cair yang bagian bawahnya dipanaskan. Bagian air yang panas akan naik. Setelah mencapai permukaan terjadi penurunan temperatur yang menyebabkan bagian air tersebut kembali turun. Setelah berada di bawah, bagian air tersebut terkena panas lagi yang menyebabkan ia naik lagi (Hartini, 2009).
Gambar 9. Lempeng-Lempeng Dunia
D. Pergerakan Lempeng Bumi
Tektonisme atau diatropisme merupakan tenaga dari dalam bumi yang mengakibatkan perubahan letak (dislokasi) dan bentuk (deformasi) pada kulit bumi. Sudah Anda pahami sebelumnya, bahwa permukaan bumi paling atas kulit bumi atau litosfir. Kulit bumi yang bersifat keras dan kaku akibat tekanan dari dalam bumi, pada akhirnya kulit bumi terpecah menjadi lempengan-lempengan besar yang tidak sama ukurannya kemudian disebut lempeng tektonik. Lempeng- lempeng ini bergerak secara horizontal maupun vertikal karena pengaruh cairan astenosfir yang panas di bawahnya.
Berdasarkan luas dan waktu kejadian, gerakan lempeng tektonik dapat dibedakan menjadi, gerak Epirogenetik dan gerak Orogenetik. Gerak Epirogenetik merupakan pergeseran lempeng tektonik secara perlahan dan meliputi wilayah yang luas, seperti penenggelaman benua Gondwana menjadi Sesar Hindia. Gerak epirogentik dibedakan atas: a. Epirogentik Positif, yaitu gerak turunnya daratan sehingga tampak permukaan air laut yang naik. Contoh: turunnya pulau di Indonesia bagian timur (Kepulauan Maluku dari pulau-pulau barat daya sampai ke pulau-pulau Banda).
b. Epirogentik Negatif, yaitu gerak naiknya daratan sehingga tampak permukaan air yang turun. Contoh: naiknya Pulau Buton dan Pulau Timor.
Gambar 10. Gerak Epirogenetik Positif dan Negatif
horisontal. Pergeseran ini mengakibatkan terjadinya lapisan kulit bumi atau salah satu lempeng terlipat dan patah.
Gambar 11. Proses Lipatan
Sumber : Frank Press & Raymond, 1985
Proses Lipatan (Folded Process),
merupakan kulit bumi berbentuk lipatan
(gelombang) yang disebabkan pergeseran
salah satu lempeng secara horisontal menumbuk lempeng lainnya. Pada gambar kalian bisa melihat puncak lipatan disebut antiklin jikab banyak disebut antiklinorium dan lembah disebut sinklin jika banyak disebut sinklinorium. Berdasarkan bentuk dan puncak lipatan, maka lipatan ada beberapa, seperti; Lipatan Tegak, Lipatan Miring, Lipatan Menggantung, dan Lipatan. Contoh dari Pegunungan lipatan ini adalah Pegunungan seperti; Pegunungan Ural, Pegunungan Mediteranian dan Sirkum Pasifik.
Gambar 12. Bentuk-bentuk Lipatan Sumber : Mohh. Ma’mur, 1988
Selain membentuk lipatan, tenaga tektonik menyebabkan terjadinya patahan (sesar) pada kulit bumi. Proses patahan ini cepat, sehigga kulit bumi tidak sempat terlipat. Berdasarkan arah dan kekuatan tenaga tekanan, patahan dapat dibedakan, seperti berikut: 1) Tenaga tektonik dengan arah horisontal dan saling menjauh, maka pada bongkah batuan terjadi retakan-retakan dan patah membentuk bagian yang merosot (graben dan slenk) dan bagian yang menonjol (horst);
2) Tenaga tektonik yang berarah vertikal;
Gambar 13. Bentuk-bentuk patahan
Teori Tektonik Lempeng berasal dari Hipotesis Pergeseran Benua (continental drift) yang dikemukakan Alfred Wegener (1912), dan dikembangkan lagi dalam bukunya “The Origin of Continents and Oceans” (1915). Ia mengemukakan bahwa benua-benua yang sekarang ada dulu adalah satu bentang muka yang bergerak menjauh sehingga melepaskan benua-benua tersebut dari inti bumi seperti 'bongkahan es' dari granit yang bermassa jenis rendah yang mengambang di atas lautan basal yang lebih padat.
Teori ini mengatakan bahwa kerak-kerak bumi tidak bersifat permanen, tetapi bergerak secara mengapung, mulai diperkenalkan pada awal abad ke-20. Setelah melalui berbagai perdebatan selama beberapa tahun, teori ini awalnya ditolak oleh sebagian besar ahli ilmu bumi. Namun, selama periode tahun 1950-an hingga 1960-an banyak bukti-bukti yang ditemukan oleh para peneliti yang mendukung teori tersebut, sehingga teori yang sudah pernah ditinggalkan ini mulai diperhatikan kembali. Pada tahun 1968, teori tentang kontinen mengapung telah diterima secara luas, dan selanjutnya disebut Teori Tektonik Lempeng
Gambar 14. Jenis-jenis Pergerakan Lempeng
Ada tiga tipe batas-batas lempeng, yang masing-masing dibedakan dari jenis pergerakannya, yaitu:
a. Batas-batas divergen, dimana lempeng-lempeng bergerak saling menjauh, yang menyebabkan naiknya material dari mantel bumi dan membentuk lantai samudera yang luas.
Gerakan Divergen merupakan gerakan lempeng tektonik yang saling menjauh dan bergerak secara perlahan. Akibatnya,terjadi retakan-retakan. Retakan-retakan yang terjadi merupakan jalan keluarnya magma yang terus menerus mengalir. Aliran magma tadi lama kelamaaan akan muncul sedikit sampai di permukaan bumi yang dapat menyebabkan timbulnya pulau-pulau vulkanik yang baru. Sedangkan jika terjadi di dasar laut maka ini akan menimbulkan yang disebut dengan Sea Floor Spreading atau hamparan dasar laut.
Tingkat pemekaran di daerah punggungan samudera ini diestimasikan sekitar 2 sampai 10 cm pertahun, dan rata-rata 6 cm (2 ichi) pertahun. Karena batuan yang baru terbentuk jumlahnya sama di kedua sisi dari lempeng yang saling menjauh, maka tingkat pertumbuhan dari lantai samudera adalah dua kali dari nilai tingkat pemekaran.
pemekaran terdapat atau terjadi di lempeng kontinen, maka kontinen akan terpecah-pecah menjadi segmen-segmen yang lebih kecil. Fragmentasi dari kontinen ini disebabkan oleh adanya pergerakan ke arah atas dari batuan yang panas (magma) yang berada di bawah.
Gambar 15. Ilustrasi Divergensi
Gambar16. Mid Ocean Ridge
b. Batas-batas konvergen, dimana lempeng-lempeng bergerak saling mendekati, yang menyebabkan salah satu dari lempeng tersebut masuk ke mantel bumi dan berada di bawah lempeng lainnya.
Tumbukan Kontinen-Samudera
Sudut kemiringan lempeng samudera yang menyusup ke dalam astenosfer umumnya sebesar 45 derajat atau lebih. Lempeng samudera ini, bersama-sama dengan material sedimen serta cairan-cairan yang dikandungnya, akan larut dan bersatu dengan cairan astenosfer yang panas. Magma baru yang terbentuk dari proses ini densitasnya lebih kecil daripada densitas material disekitarnya, yaitu densitas penyusun mantel bumi, konsekuensinya, jika jumlah magma baru ini sudah jenu, maka magma tersebut akan naik secara perlahan. Sebagian besar magma yang naik ini akan sampai ke bagian atas dari kerak kontinen, dimana dia akan menjadi dingin dan terkristalisasi pada kedalaman beberapa kilometer. Sedangkan sebagian sisanya akan termigrasi ke permukaan dan kadang-kadang membentuk erupsi volkanik yang eksplosif.
Pegunungan volkanik Andes merupakan pegunungan yang terbentuk dari proses ini, dimana Lempeng Nazca mengalami peleburan pada saat menunjam di bawah Lempeng Kontinen Amerika Selatan. Tingginya frekuensi gempa bumi di daerah Andes, merupakan bukti dari proses tersebut. Pegunungan seperti Andes yang terbentuk akibat asosiasi aktifitas volkanik dengan proses subdaksi, disebut busur volkanik.
Tumbukan Samudera-Samudera
Pada saat dua buah lempeng samudera saling bertumbukan, maka salah satunya akan menunjam di bawah yang lain, yang juga akan diikuti oleh terjadinya aktivitas volkanik, seperti pada tumbukan kontinen-samudera. Tetapi, dalam kasus ini volkanisma akan terjadi di lantai samudera, bukan di daerah kontinen.
Tumbukan antara lempeng samudra dan lempeng benua ini dikategorikan menjadi dua jenis :
a. Subduksi (Subduction)
Gambar 17. Ilustrasi Konvergensi Subduksi
b. Obduksi (Obduction)
Kenampakan dimana kerak benua menunjam di bawah kerak samudera. Ada beberapa hipotesis tentang mula terjadi obduksi, yang paling memungkinkan adalah bahwa diawali oleh penunjaman kerak samudera dengan kerak benua di belakangnya. Penunjaman bisa terjadi karena perubahan dari batas lempeng divergen menjadi konvergen. Kelanjutan penunjaman membawa kerak benua berbenturan dengan kerak samudera dan pada awalnya, kerak samudera naik ke atas kerak benua, sebelum akhirnya penunjaman di tempat itu berhenti dan berpindah ke tempat lain yang dapat mengakomodasi konvergensi antar lempeng.
c. Tumbukan Kontinen-Kontinen (Collision)
Lempeng benua bertemu dengan lempeng benua. Kedua lempeng tersebut tidak ada yang tertunjam karena keduanya memiliki massa jenis yang sama, hal ini mengakibatkan pembentukan pegunungan lipatan yang biasanya sangat tinggi. Contoh : pegunungan Himalaya yang diakibatkan dari interaksi antara lempeng Eurasia dengan India. Tumbukan antara lempeng kontinen dengan kontinen dapat diambil contoh tumbukan antara Lempeng India yang membentur Asia, dan membentuk Pegunungan Himalaya, yang merupakan pegunungan yang terbesar dan terluas di dunia. Pada saat terjadi tumbukan seperti ini, maka lempeng kontinen akan tertekuk, terpecah-pecah dan umumnya menjadi lebih pendek.
Gambar 1. Ocean Trench
c. Batas-batas patahan transform, dimana lempeng-lempeng bergerak saling bergesekan tanpa menyebabkan terjadinya penghancuran pada litosfer.
Istilah patahan transform ini pertama kali diusulkan oleh J. Tuzo Wilson dari University of Toronto, pada tahun 1965. Wilson mengatakan bahwa patahan normal ini, bersama-sama dengan proses konvergen dan divergen, merupakan suatu rangkaian proses kontinyu yang membagi-bagi selubung luar bumi menjadi beberapa lempeng padat yang terpisah-pisah.
Wilson memberikan istilah yang khusus pada patahan ini, yaitu patahan transform, karena pergerakan relatif dari lempeng-lempeng tersebut dapat berubah atau tertransformasi satu sama lainnya. Seperti telah diperhatikan atau dijelaskan pada contoh terdahulu, bahwa proses divergen yang terjadi pada pusat pemekaran dapat berubah/tertransformasi menjadi proses konvergen di zona subdaksi. Sebagian besar patahan transform terjadi di kerak samudera, tetapi ada juga sedikit yang terjadi di kerak kontinen, seperti di Patahan San Andreas di California.
DAFTAR PUSTAKA
Cook. D.R. 1973. Guidance of Education in Resolution. Boston : Allyn and Bacon
Frank Press dan Raymond Siever. Understanding Earth 3th Ed., W.H. Freeman and Company, USA, 2001
Hamblin, Kennet, W, 1985. The Earth’s Dynamic System. Burgess Publishing Company, USA.
Hamblin, W.K., 1992, Earth’s Dynamic System, Edisi keenam, Macmillan Publ. Co., New York
Iskandar, 2009. Metodologi Pendidikan dan Sosial. Jakarta : Gaung Persada Press
Moh Ma’mur, A. 1988. Geologi Umum. Bandung: Jurusan Pendidikan Geografi FPIPS-IKIP Bandung.
Mulyo, Agung. (2004). Pengantar Ilmu Kebumian. Bandung: CV Pustaka Setia.
Noor, Djauhari. 2009. Pengantar Geologi. Bogor. Program Studi Teknik Geologi Fakultas Teknik Universitas Pakuan
