TEKTONIK LEMPENG

Tektonik lempeng adalah suatu teori yang menerangkan proses dinamika (pergerakan) bumi tentang pembentukan jalur pegunungan, jalur gunung api, jalur gempa bumi, dan cekungan endapan di muka bumi yang diakibatkan oleh pergerakan lempeng. Menurut teori ini, permukaan bumi terpecah menjadi beberapa lempeng besar. Ukuran dan posisi dari tiap-tiap lempeng ini selalu berubah-ubah. Pertemuan antara lempeng-lempeng ini, merupakan tempat-tempat yang memiliki kondisi tektonik yang aktif, yang menyebabkan yaitu gempa bumi, gunung berapi, dan pembentukan dataran tinggi.

Tahun 1912, seorang ahli meteorologi dan fisika Jerman, Alferd Wegener mengemukakan tentang konsep pengapungan benua. Hipotesanya yaitu bumi pada awalnya hanya terdiri dari satu benua (super continent) yang disebut Pangaea dan dikelilingi oleh lautan yang dainamakan Panthalassa. Kemudian Pangaea ini pecah menjadi benua-benua yang lebih kecil dan bergerak ke tempatnya seperti sekarang ini. Hal ini didukung oleh bukti kesamaan garis pantai, kesamaan fosil kesamaan struktur dan batuan antar benua.

Prinsip umum dari lempeng tektonik ini adalah adanya lempeng litosfer padat dan kaku yang terapung di atas selubung bagian atas yang bersifat plastis. Selubung bagian atas bumi merupakan massa yang mendekati titik lebur atau bisa dikatakan hampir mendekati cair sehingga wajarlah kalau lempeng litosfer yang padat dapat bergerak di atasnya. Kerak bumi (litosfer) dapat diterangkan ibarat suatu rakit yang sangat kuat dan relatif dingin yang mengapung di atas mantel astenosfer yang liat dan sangat panas. Ada dua jenis kerak bumi yakni kerak samudera yang tersusun oleh batuan bersifat basa dan sangat basa, yang dijumpai di samudera sangat dalam, dan kerak benua tersusun oleh batuan asam dan lebih tebal dari kerak samudera. Kerak bumi menutupi seluruh permukaan bumi, namun akibat adanya aliran panas yang mengalir di dalam astenofer menyebabkan kerak bumi ini pecah menjadi beberapa bagian yang lebih kecil yang disebut lempeng kerak bumi. Dengan demikian lempeng dapat terdiri dari kerak benua, kerak samudera atau keduanya.

Lempeng litosfer yang kita kenal sekarang ini ada 6 lempeng besar, yaitu lempeng Eurasia, Amerika utara, Amerika selatan, Afrika, Pasifik, dan Hindia Australia. Lempeng-lempeng tersebut bergerak di atas lapisan astenosfir (kedalaman 500 km di dalam selubung dan bersifat kampir melebur atau hampir berbentuk cair). Karena hal tersebut, maka terjadi interaksi antar lempeng pada batas-batas lempeng yang dapat berbentuk :

• Divergen : lempeng-lempeng bergerak saling menjauh dan mengakibatkan material dari selubung naik membentuk lantai samudra baru dan membentuk jalur magmatik atau gunung api.

• Konvergen : lempeng-lempeng saling mendekati dan menyebabkan tumbukan dimana salah satu dari lempeng akan menunjam (menyusup) ke bawah yang lain masuk ke selubung. Daerah penunjaman membentuk suatu palung yang dalam, yang biasanya merupakan jalur gempa bumi yang kuat. Dibelakang jalur penunjaman akan terbentuk rangkaian kegiatan magmatik dan gunungapi serta berbagai cekungan pengendapan. Salah satu contohnya terjadi di Indonesia, pertemuan antara lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia menghasilkan jalur penunjaman di selatan Pulau Jawa dan jalur gunungapi Sumatera, Jawa dan Nusatenggara dan berbagai cekungan seperti Cekungan Sumatera Utara, Sumatera Tengah, Sumatera Selatan dan Cekungan Jawa Utara.
• Transform : lempeng-lempeng saling bergesekan tanpa membentuk atau merusak litosfer. Hai ini dicirikan oleh adanya sesar mendatar yang besar seperti misalnya Sesar Besar San Andreas di Amerika.

Pada daerah konvergen terjadi perusakan litosfer yang berlebihan. Tumbukan pada zona konvergen ini dipengaruhi oleh tipe material yang terlibat.

Tumbukan itu dapat berupa :

1.      Tumbukan lempeng benua dengan lempeng samudra

Tumbukan ini, lempeng samudra akan tertekuk ke bawah dengan sudut 45º atau lebih, menyusup ke bawah blok benua menuju atenosfer.

2.      Tumbukan lempeng samudra dengan lempeng samudra

Bila dua lempeng saling bertumbukan, maka salah satu akan menyusup di bawah yang lain dan menghasilkan aktivitas vulkanik. Gunung api yang terbentuk cenderung di lantai samudra. Bila tumbuh ke atas permukan laut, maka akan terjadi serangkaian pulau-pulau gunung api baru yang terletak beberapa ratus kilometer dari palung laut dimana kedua lempeng samudra bertemu.

3.      Tumbukan lempeng benua dengan lempeng benua

Pada tumbukan ini, terjadi penyusupan lempeng ke bawah benua sehingga menyebabkan massa benua dan sedimen lantai samudra tertekan , terlipat, dan terdeformasi. Akibatnya adalah terbentuknya formasi pegunungan baru. Peristiwa ini terjadi pada saat bersatunya India ke benua Asia yang menghasilkan pegunungan Himalaya.

Penyebab Lempeng Bergerak

Pendapat yang banyak diterima mengenai penyebab kempeng bergerak saat ini adalah karena adanya arus konveksi di dalam selubung atau mantel. Sebagai energi dalam hal ini adalah panas bumi. Panas bumi menyebar ke luar pusat bumi sepanjang waktu. Konveksi di dalam bumi dikendalikan oleh gravitasi dan sifat-sifat batuan yang mengkerut bila mendingin. Hal ini berarti litosfer samudra lebih berat dari selubung di bawahnya. Sedangkan gaya gravitasi yang menarik lempeng ini cukup kuat untuk menendalikan mantel..

Menurut teori Lempeng Tektonik, lapisan terluar bumi kita terbuat dari suatu lempengan tipis dan keras yang masing-masing saling bergerak relatif terhadap yang lain. Gerakan ini terjadi secara terus-menerus sejak bumi ini tercipta hingga sekarang. Teori Lempeng Tektonik muncul sejak tahun 1960-an, dan hingga kini teori ini telah berhasil menjelaskan berbagai peristiwa geologis, seperti gempa bumi, tsunami, dan meletusnya gunung berapi, juga tentang bagaimana terbentuknya gunung, benua, dan samudra.

Lempeng tektonik terbentuk oleh kerak benua (continental crust) ataupun kerak samudra (oceanic crust), dan lapisan batuan teratas dari mantel bumi (earth’s mantle). Kerak benua dan kerak samudra, beserta lapisan teratas mantel ini dinamakan litosfer. Kepadatan material pada kerak samudra lebih tinggi dibanding kepadatan pada kerak benua. Demikian pula, elemen-elemen zat pada kerak samudra (mafik) lebih berat dibanding elemen-elemen pada kerak benua (felsik).

Di bawah litosfer terdapat lapisan batuan cair yang dinamakan astenosfer. Karena suhu dan tekanan di lapisan astenosfer ini sangat tinggi, batu-batuan di lapisan ini bergerak mengalir seperti cairan (fluid). Litosfer terpecah ke dalam beberapa lempeng tektonik yang saling bersinggungan satu dengan lainnya. Berikut adalah nama-nama lempeng tektonik yang ada di bumi, dan lokasinya bisa dilihat pada Peta Tektonik.

Pergerakan Lempeng (Plate Movement).

Berdasarkan arah pergerakannya, perbatasan antara lempeng tektonik yang satu dengan lainnya (plate boundaries) terbagi dalam 3 jenis, yaitu divergen, konvergen, dan transform. Selain itu ada jenis lain yang cukup kompleks namun jarang, yaitu pertemuan simpang tiga (triple junction) dimana tiga lempeng kerak bertemu.

1.      Batas Divergen

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

2.      Batas Konvergen

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 parit samudra (oceanic trenches) juga terbentuk di wilayah ini.

3.      Batas Transform

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).

Hipotesa Pengapungan Benua (Continental Drift)

Revolusi dalam ilmu pengetahuan kebumian sudah dimulai sejak awal abad ke 19, yaitu ketika munculnya suatu pemikiran yang bersifat radikal pada kala itu dengan mengajukan hipotesa tentang benua-benua yang bersifat mobil yang ada di permukaan bumi. Sebenarnya teori tektonik lempeng sudah muncul ketika gagasan mengenai hipotesa Pengapungan Benua (Continental Drift) diperkenalkan pertama kalinya oleh Alfred Wegener (1915) dalam bukunya “The Origins of Oceans and Continents”. Pada hakekatnya hipotesa pengapungan benua adalah suatu hipotesa yang menganggap bahwa benua-benua yang ada saat ini dahulunya bersatu yang dikenal sebagai super-kontinen yang bernama Pangaea. Super-kontinen Pangea ini diduga terbentuk pada 200 juta tahun yang lalu yang kemudian terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang kemudian bermigrasi (drifted) ke posisi seperti saat ini.

Bukti bukti tentang adanya super-kontinen Pangaea pada 200 juta tahun yang lalu didukung oleh fakta fakta sebagai berikut:

Kecocokan / kesamaan Garis Pantai :

Adanya kecocokan garis pantai yang ada di benua Amerika Selatan bagian timur dengan garis pantai benua Afrika bagian barat. Kedua garis pantai ini apabila dicocokan atau dihimpitkan satu dengan lainnya akan berhimpit. Wegener menduga bahwa kedua benua tersebut pada awalnya adalah satu. Berdasarkan adanya kecocokan bentuk garis pantai inilah kemudian Wegener mencoba untuk mencocokkan semua benua-benua yang ada di muka bumi.

Persebaran Fosil :

Diketemukannya fosil-fosil yang berasal dari binatang dan tumbuhan yang tersebar luas dan terpisah di beberapa benua :

1. Fosil Cynognathus, suatu reptil yang hidup sekitar 240 juta tahun yang lalu dan ditemukan di benua Amerika Selatan dan benua Afrika.
2. 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.
3. Fosil Lystrosaurus, suatu reptil yang hidup di daratan sekitar 240 juta tahun yang lalu, ditemukan di benua benua Afrika, India, dan Antartika.
4. Fosil Clossopteris, suatu tanaman yang hidup 260 juta tahun yang lalu, dijumpai di benua benua Afrika, Amerika Selatan, India, Australia, dan Antartika.

Pertanyaannya adalah, bagaimana binatang-binatang darat tersebut dapat bermigrasi menyeberangi lautan yang sangat luas serta di laut yang terbuka? Boleh jadi jawabannya adalah bahwa benua-benua yang ada sekarang pada waktu itu bersatu yang kemudian pecah dan terpisah-pisah seperti posisi saat ini.

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. Dengan cara mempersatukan / mencocokan kenampakan bentuk-bentuk geologi yang dipisahkan oleh suatu lautan memang diperlukan, akan tetapi data-data tersebut belum cukup untuk membuktikan hipotesa pengapungan benua (continental drift). Dengan kata lain, jika suatu benua telah mengalami pemisahan satu dan lainnya, maka mutlak diperlukan bukti-bukti bahwa struktur geologi dan jenis batuan yang cocok/sesuai. Meskipun bukti-bukti dari kenampakan geologinya cocok antara benua-benua yang dipisahkan oleh lautan, namun belum cukup untuk membuktikan bahwa daratan/benua tersebut telah mengalami pengapungan.

Bukti Paleoclimatic (Iklim Purba) :

Para ahli kebumian juga telah mempelajari mengenai ilklim purba, di mana pada 250 juta tahun yang lalu diketahui bahwa belahan bumi bagian selatan pada zaman itu terjadi iklim dingin, di mana belahan bumi bagian selatan ditutupi oleh lapisan es yang sangat tebal, seperti benua Antartika, Australia, Amerika Selatan, Afrika, dan India. Wilayah yang terkena glasiasi di daratan Afrika ternyata menerus hingga ke wilayah ekuator. Akan tetapi argumentasi ini kemudian ditolak oleh para ahli kebumian, karena selama perioda glasiasi di belahan bumi bagian selatan, di belahan bumi bagian utara beriklim tropis yang ditandai dengan berkembangnya hutan rawa tropis yang sangat luas dan merupakan material asal dari endapan batu bara yang dijumpai di Amerika bagian timur, Eropa dan Asia.

Pada saat ini, para ahli kebumian baru percaya bahwa daratan yang mengalami glasiasi berasal dari satu daratan yang dikenal dengan super-kontinen Pangaea yang terletak jauh di bagian selatan dari posisi saat ini. Bukti-bukti dari Wegener dalam mendukung hipotesa Pengapungan Benua baru diperoleh setelah 50 tahun sebelum masyarakat ahli kebumian mempercayai kebenaran tentang hipotesa Pengapungan Benua.

Pengapungan Benua dan Paleomagnetisme :

Ketika pertama kali hipotesa Pengapungan Benua dikemukakan oleh Wegener, yaitu pada periode 1930 hingga awal tahun 1950-an, bukti-bukti yang mendukung hipotesa ini sangat minim sekali. Adapun perhatian terhadap hipotesa ini baru terjadi ketika penelitian mengenai penentuan Intensitas dan Arah medan magnet bumi. Setiap orang yang pernah menggunakan kompas tahu bahwa medan magnet bumi mempunyai kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan yang arahnya hampir berimpit dengan arah kutub geografis bumi. Medan magnet bumi juga mempunyai kesamaan dengan yang dihasilkan oleh suatu batang magnet, yaitu menghasilkan garis-garis imaginer yang berasal dari gaya magnet bumi yang bergerak melalui bumi dan menerus dari satu kutub ke kutub lainnya. Jarum kompas itu sendiri berfungsi sebagai suatu magnet kecil yang bebas bergerak di dalam medan magnet bumi dan akan ditarik ke arah kutub-kutub magnet bumi. Suatu metoda yang dipakai untuk mengetahui medan magnet purba adalah dengan cara menganalisa beberapa batuan yang mengandung mineral-mineral yang kaya unsur besinya yang dikenal sebagai fosil kompas. Mineral yang kaya akan unsur besi, seperti magnetite banyak terdapat dalam aliran lava yang berkomposisi basaltis. Saat suatu lava yang berkomposisi basaltis mendingin (menghablur) dibawah temperatur Curie (± 5800 C), maka butiran butiran yang kaya akan unsur besi akan mengalami magnetisasi dengan arah medan magnet yang ada pada saat itu. Sekali batuan tersebut membeku maka arah kemagnetan (magnetisasi) yang dimilikinya akan tertinggal di dalam batuan tersebut. Arah kemagnetan ini akan bertindak sebagai suatu kompas ke arah kutub magnet yang ada. Jika batuan tersebut berpindah dari tempat asalnya, maka kemagnetan batuan tersebut akan tetap pada arah aslinya. Batuan batuan yang terbentuk jutaan tahun yang lalu akan merekam arah kutub magnet pada saat dan tempat di mana batuan tersebut terbentuk, dan hal ini dikenal sebagai Paleomagnetisme.

Penelitian mengenai arah kemagnetan purba pada aliran lava yang diambil di Eropa dan Asia pada tahun 1950-an menunjukkan bahwa arah kemagnetan untuk batuan batuan yang berumur muda cocok dengan arah medan magnet bumi saat ini, akan tetapi arah kemagnetan (magnetic alignment) pada aliran lava yang lebih tua ternyata menunjukkan arah kemagnetan yang sangat bervariasi dengan perbedaan yang cukup besar. Berdasarkan hasil ploting dari posisi yang terlihat sebagai kutub magnet utara untuk benua Eurasia mengindikasikan bahwa selama 500 juta tahun yang lalu, lokasi-lokasi dari kutub utara magnet bumi secara berangsur berpindah-pindah. Hal ini merupakan bukti kuat bahwa kutub magnet bumi telah mengalami berpindahan / bermigrasi. Perpindahan arah kutub magnet ini dikenal sebagai “Pole Magnetic Wandering” yaitu arah kutub magnet yang berkelana / berpindah pindah.

Sebaliknya apabila arah kutub magnet dianggap tetap pada posisi seperti saat ini maka penjelasannya adalah bahwa benua yang mengalami perpindahan atau pengapungan.
Semua bukti-bukti ilmiah tersebut mengindikasikan bahwa posisi rata-rata dari kutub kutub magnet erat kaitannya dengan posisi kutub geografis bumi. Dengan demikian, jika posisi kutub-kutub magnet relatif tetap pada posisinya, maka kutub-kutub yang terlihat berpindah pindah dapat dijelaskan dengan hipotesa Pengapungan Benua. Beberapa tahun kemudian, suatu kurva dari kenampakan kutub-kutub magnet yang berpindah pindah juga dilakukan untuk benua Amerika Utara. Apabila diperbandingkan hasil dari kedua jalur perpindahan kutub magnet bumi, baik yang ada di Amerika Utara dan Eurasia memperlihatkan kesamaan dan kemiripan dari jalur perpindahan kutub kutub magnet bumi tersebut yang terpisah dengan sudut 30 derajat.

Menurut teori  lempeng Tektonik oleh Le Pichon (1968), kulit bumi atau yang disebut dengan lithosfera termasuk bagian paling luar yaitu kerak bumi (Continental crust) dan kerak samudra (Oceanic Crust) terdiri atas lempeng – lempang tegar atau kaku dan saling bergerak satu sama lain.

Teori Tektonik Lempeng berawal dari pengamatan Alfred Wagener pada tahun 1915 yang menjelaskan bahwa adanya kesimetrisan bentuk antara pantai timur Amerika Selatan dengan pantai barat Afrika yang kalau didekatkan melekat menjadi satu kesatuan benua besar. Dari pengamatan tersebut lahirlah ”Continental Drift Theory” yang menyatakan bahwa sekitar 250 juta tahun yang lalu benua-benua ini pernah menjadi dua benua besar yang disebut Pangea dan Gondwana. Kemudian kedua benua tersebut seiring dengan waktu pecah menjadi benua-benua kecil dan bergerak ke posisi seperti yang ada sekarang dan akan terus bergerak secara dinamis. Teori tektonik mengasumsikan bahwa interior bumi kita tersusun dari media yang berlapis-lapis. Teori ini juga mengasumsikan bahwa kerak bumi yang bersifat padat dan rigid seolah-olah mengapung diatas lapisan mantel bumi yang terdiri dari fluida kental. Dengan demikian kerak bumi akan berada pada keadaan tidak stabil.

Lempeng – lempeng tersebut merupakan bongkah – bongkah lithosfera yang bersifat tidak kaku (lunak, plastis, mudah berubah) dan dalam keadaan bergerak yang dinamakan ‘Asthenosfera‘. Sedangkan mengenai mekanisme pergerakan itu sendiri karena adanya arus konveksi yang terdapat di dalam mantel bumi. Namun akhir ini para peneliti berpendapat bahwa gerak utama dari lempeng–lempang ini karena pengaruh dari perbedaan densitas atau kepadatan dan ketebalan kerak bumi yang menonjol kearah lateral akibat dari pendinginan bumi.

Pola Mekanisme terjadinya gempabumi di atas tergantung pada keadaan struktur kulit bumi dan distribusi gaya atau stress yang bekerja. Stress yang bekerja pada gempa tektonik yang terjadi umumnya adalah seragam atau uniform. Sehingga perbedaan keadaan struktur atau medium daerah bersangkutan.

Teori Gempabumi

Gempabumi  merupakan peristiwa alamiah yang tidak dapat dipisahkan dengan fenomena-fenomena alamiah lainya terutama aktivitas gunung berapi (vulkanic). Kedua fenomena ini berkaitan erat dengan proses- proses internal yang terjadi dalam bumi. Secara fisis fenomena ini merupakan peristiwa pelepasan energi yang dikumpulkan sebelum akibat tegangan yang bekerja di dalam bumi. Energi yang dilepaskan pada saat terjadi nya gempabumi dapat berupa deformasi, energi gelombang atau energi–energi lainya.

Energi deformasi yang dilepaskan suatu gempa bumi dapat dilihat dari bentuk topografi suatu daerah.Perubahan bentuk ini dapt dilihat dari bentuk topografi suatu daerah. Perubahan bentuk ini di sebabkan oleh pergeseran – pergeseran lempeng tektonik (tektonik plates) atau dapat juga disebabkan aktivitas gunung berapi serta menuasia yang menyebabkan naik turunya lapisan bumi. Studi yang mendalam tentang proses gempa bumi disertai analis–analisis catatan penyabaran daerah gempa menunjukan bahwa energi gelombang yang dipancarkan oleh suatu gempa akan menjalar dan menggetarkan medium elastik yang dilewatinya.

Besar kecilnya akibat yang dirasakan karena gempa bumi berkorelasi fositif dengan jarak suatu daerah dengan hiposenter suatu gempa. Hiposenter adalah lokasi nyata terjadinya gempa bumi sedangkan episenter adalah proyeksi hiposenter di permungkaan bumi (guttenber, 1954)

Jenis Gempabumi

Gempabumi merupakan fenomena alam yang bersifat merusak dan menimbulkan bencana dapat digolongkan menjadi empat jenis, yait

1.      Gempabumi Vulkanik ( Gunung Api )

Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempabumi. Gempabumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut.

2.      Gempabumi Tektonik

Gempabumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng  lempeng tektonik mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempabumi ini banyak menimbulkan  kerusakan atau bencana alam dibumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi

3.      Gempabumi Runtuhan

Gempabumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan,  gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal.