teori lempeng tekntonik1

TEORILEMPENGTEKTONIKSugengWidada *)StafPengajarJurusanIlmuKelautanFPKUniversitasDiponegoro

PendahuluanSampaisaatiniteoritektoniklempengmerupakanteoriyangpalingdapatmenjelaskan prosesproses geodinamika yang terjadi di bumi. Teori ini mulai berkembang pesat sejak tahun 60an, dan sejak saat itu para ahli telah melakukan berbagai penyempurnaansehinggasaatinidapatdipahamilebihbaiktentangbagaimanaplanet bumi ini terbentuk oleh prosesproses lempeng tektonik. Dengan kata lain, baik langsungmaupuntidaklangsung,kitadapatpahamibahwalempengtektoniksangat berpengaruhterhadapprosesprosesgeologipadamasalalu,saatinimaupunmasa mendatang.

Denganmempelajariteoritektoniklempengtersebutkitadapatmengambilberbagai keuntungan untuk dapat hidup nyaman menempati bumi ini. Kita memang tidak mungkinmengendalikangayagayatektonikyangterjadidanseringkalimenimbulkan bencanaalamyangdahsyatsepertigempabumidantsunami, namunpemahaman yang baik tentang prosesproses geologi tersebut dapat menjadi acuan dalam berbagaiperencanaanpembangunandanmitigasibencanaalamtersebut.

Dalammakalahiniakandisampaikansecararingkastentangteoritektoniklempeng, mulauidarisejarahperkembanganhinggakonsepdasarnya.Meskipunidedasarteori tektonik lempeng tersebut telah banyak diterima, tetapi masih banyak halhal yang belum dapat dijelaskan secara memuaskan. Perkembangan ilmu kebumian masih terusberlanjut untuk dapatmenjelaskanlebihbanyaklagiberbagai fenomenaalam yangterjadi.

SEMINARNASIONALGEMPABUMIDANGELOMBANGTSUNAMI HIMPUNANAHLIGEOFISIKAINDONESIAKOMWILJAWATENGAH,19FEBRUARI2005

TinjauanSejarahPerkembanganTeoriTektonikLempeng. Dalam terminology geologi, yang dimaksud lempeng adalah suatu satuan batuan yangsoliddanrigiddalamukuranbesar,sedangkantectonicsberaratimembangun. Dengan demikian tektonik lempeng dimaksudkan sebagai terminology tentang bagaimana permukaan bumi disusun oleh lempenglempeng tersebut. Dalam teori tektoniklempengtersebutdinyatakanbahwalapisanluarbumi(kerakbumi)terpecah pecah dalam ribuan lempeng baik besar maupun kecil yang mana setiap lempeng relativesalingbergeraksatuterhadaplainnya.Jauhsebelumteoritektoniklempeng muncul,orangtelahmeyakinibahwabenuabenuayangadasaatinimerupakanhasil pemisahandaribenuabesar(supercontinenets)yangdikenalsebagai Pangea.Pada Gambar 1 terlihat bagaimana benuabenua terbentuk dari Pangea yang dikenal sebagaiTeoriHanyutanBenua(Theoryofcontinentaldrift).


Gambar1. Accordingtothecontinentaldrifttheory,thesupercontinentPangaeabegantobreak upabout225200millionyearsago,eventuallyfragmentingintothecontinentsaswe knowthemtoday Sebenarnya jauh sebelum itu para ahli telah berusaha menjelaskan berbagai fenomenaalamdibumiini,sepertimengapapusatgempabumidanerupsigunung berapiterletakpadadaerahdaerahyangmembentukjalurtertentu,bagaimanasuatu pegunungan yang besar dapat terebentuk, dan sebagainya. Pada tahun 1700 an, sebagaian besar para ahli di Eropa menduga bahwa permukaan bumi terjadi oleh peristiwa yang maha dahsyat dan terjadi secara tibatiba yang dikenal sebagai catatrophism. Namun demikian padatahun 1785, James Huton membantah teori tersebut dan menyatakan bahwa kejadian semacam itu hanya terjadi secaraSEMINARNASIONALGEMPABUMIDANGELOMBANGTSUNAMI HIMPUNANAHLIGEOFISIKAINDONESIAKOMWILJAWATENGAH,19FEBRUARI2005

setempat. Perubahan perubahan besar di permukaan bumi adalah akibat proses prosesfisikakimiayangterjadisecaraberangsurangsurdanberkesinambungandari dulu hingga sekarang dan dapat pula kita saksikan pada saai ini. Teori ini dikenal sebagaiteori Uniformitarianism.Prosesyangterjadidibumiterjadisecaraberulang ulangsehingamunculdiktumthepresentisthekeytothepast

Kembali pada teori hanyutan benua, pemikiran bahwa benua Amerika pernah menyatu dengan benua Eropa dan Afrika muncul dari hasil pemetaan yang menunjukan adanya kesesuaian garis pantai kedua benua, yang mana pola kedua garispantaidapatsalingmengisimenjadisatukesatuanyangutuhjikadipertemukan (Gambar2).Padatahun1912seorangmeteorologyJermanAlfredLotharWegener memperkenalkankonseptersebutdenganmenyatakanbahwasekitar200jutatahun yang lalu superkontinen Pangea pecah menjadi dua bagian, Laurasia menempati belahan bumi utara dan Gondwanaland menempati belahan bumi selatan. Selanjutnyakeduabenuaterpecahlagimenjadibagianbagianbenuasepertiyangada padasaatini.

Gambar2.In1858,geographerAntonioSniderPellegrinimadethesetwomaps showinghisversionofhowtheAmericanandAfricancontinentsmayoncehavefit together,thenlaterseparated.Left:Theformerlyjoinedcontinentsbefore(avant)their separation.Right:Thecontinentsafter(aprs)theseparation.(Reproductionsofthe originalmapscourtesyofUniversityofCalifornia,Berkeley.)


Buktibukti lain yang dijadikan dasar bahwa benuabenua tersebut pernah bersatu adalahditemukankesamaanfosilfloradanfaunapadabenuabenuatersebut.Briggs (1987) dalam Kearey dan Vine (1990) menyatakan bahwa pergeseran benua telah mempengaruhi distribusi flora dan fauna. Salah satu contohnya adalah diketemukannyafosilreptileMesosaurusyanghiduppadaawalperiodePermdiBrasil danAfrikaSelatan(Gambar3).Walaupanbinatangtersebutdapatberenang,namun kecilkemungkinannyadapatmelintasisamuderasepanjang5.000Km.

Gambar3 AsnotedbySnider PellegriniandWegener, thelocationsofcertain fossilplantsandanimals onpresentday,widely separatedcontinents wouldformdefinite patterns(shownbythe bandsofcolors),ifthe continentsarerejoined.

Pertanyaansaatituyangbelumterjawabpadasaatituadalah jenisgayaseberapa besaryangmampumenggerakanmasabatuanyangsangatbesar(benua)melintasi samudera. Sementara itu seorang ahli geofisika Inggris Harold Jeffreys mengungkapkan bahwa tidak mungkin benuabenua yang begitu besar tersebut bergerak hanyut tanpa terjadiperpecahan. Jawaban keduahal tersebut ternnyata menjadidasardariperkembanganteoritektoniklempeng.

Pengembanganteorihanyutanbenuamenjaditeositektoniklempengdidukungoleh adanya buktibukti tentang pergerakan lempeng. Bukti bukti tersebut adalah 1) Keadaan morfologi dasar samudera, 2) Adanya pola garis dan pembalikan kutub


magnetik,dan3).Keberadaanjalurgempabumidanjalurerupsivolknaikyangterletak padajalurpalungsamuderadanrangkaiangunungapibawahlaut.

HasilpemerumanyangdilakukandiSamuderaAtlantikmenunjukanadanyapolajalur punggungandasarsamudera yangmemanjangdansemakindalamkearahluardari jalurtersebut.Halinimengindikasikanterjadinyakenaikandasarsamuderapadajalur tersebut.Polainiyangselanjutnyadiketahuisebagai MidOseanicRidge (Gambar4) yangmerupakanpusatpemekaranlantaisamudera.

Gambar4.

Computergenerated detailed topographic map of a segment of the MidOceanic Ridge. "Warm"colors(yellowtored) indicatetheridge risingabovetheseafloor,andthe"cool" colors(greentoblue)representlowerelevations.Thisimage(atlatitude9north)isofasmall partoftheEastPacificRise.(ImagerycourtesyofStaceyTighe,UniversityofRhodeIsland.)


Berdasarkanpenelitianpaleomagnetik disamudera, telah diketahui adanyaanomali magnetik positif dan negatif yang terbentang secara paralelel dengan punggung samuderadansimetriterhadappunggunganyangdiyakinisebagaipusatpemekaran lantai samudera, sehingga membentuk pola seperti zebra cross (Gambar 5). Pengujian terhadap batuan yang diambil dari daerah ini membuktikan adanya pembalikan kutub magnetik bumi pada saat batuan tersebut terbentuk. Hal ini menjelaskanbahwaterjadikeluarnyamagmapadapusatpemekeranlantaisamudera, danselanjutnyamembeku serta terbawamenjauh. Kejadianini berlangsung secara berulang, sehingga batuan pada pusat pemekaran merupakan batuan terbaru. Menggunkanradiodating,umurbatuantersebutdapatditentukan,danternyatapada bagian yang dekat dengat pusat pemekaran, umurnya lebih muda. Hal ini lebih meyakinkankonseppemekaranlantaisamuderaitusendiri..

Gambar5.

A theoretical model of the formation of magnetic striping. New oceanic crust forming continuouslyatthecrestofthemidoceanridgecoolsandbecomesincreasinglyolderasit movesawayfromtheridgecrestwithseafloorspreading(seetext): a. thespreadingridge about5millionyearsago;b.about2to3millionyearsago;andc.presentday


Bukti lain adanya pergerakan lempeng adalah terkonsentrasinya pusat gempa dan gunungapipadajalurjalurtertentu(Gambar 6).Ternyata jalur tersebutmerupakan jalurinteraksiantaradualempeng,sehinggadapatdijelaskanbahwakejadiangempa merupakanakibatdarigesekanantaradualempengyangsedangbergerak.

PergerekanLempengTektonikBerdasarkan kajian geofisika, telah diketahui bahwa bumi tersusun oleh beberapa lapisan (Gambar 7), yang mana lapisan terluar berupa kerak bumi yang secara keseluruhan terbagi dalam lempenglempeng. Setiap lempeng akan begerak satu denganyanglainsesuaiarahgayapenggeraknya.Gayayangdemikianbesarhingga memapu mengerakan lempeng diprediksi berada pada mentel bumi yang dikenal sebagaiaruskonveksi(Gambar 8).Buktibuktiadanyaaruskonveksi telahbanyak dibahasolehparaahliberdasarkankondisidansifatfisisdaerahkonveksiitusendiri. Sifat fisis itu diantaranya adalah suhu, kondisi graviti dan magnetik diatas daerah konveksi,serta komposisi,tekanan, konduktivitas listrikdan anomali geoid (Turcote danSchubert,1982).Masalahinitidakakandibahaslebihjauhdalammakalahini.

Gambar6.PetaJalurPusatGempaBumi


Gambar7.Interiorbumi

Gambar8.PolaaruskonveksiyangmendoronglempengbumibergerakSEMINARNASIONALGEMPABUMIDANGELOMBANGTSUNAMI HIMPUNANAHLIGEOFISIKAINDONESIAKOMWILJAWATENGAH,19FEBRUARI2005

Oleh karena kerak bumi terpecah menjadi beberapa lempeng, maka pergerakan masingmasinglempengdapatdiketahuidenganmudahpadabatasantarlempeng. Berdasarkanpergerakannyatersebut,terdapattigajenisbatasantarlempeng yang sekaligusmenunjukanpolapergerakanlempengyangbersangkutan(Gambar9),yaitu 1)batasdivergen,2)bataskonvergen,3)batasberupatransformfault. Disebut sebagai batas divergen jika terbentuk kerak baru serta terjadi pergerakan salingmenjauhantaradua lempengyang berbatasan. Sedangkan batas konvergen terjadijikakedualempengbertumbukandansalahsatunyamenunjamdibawahyang lainnya. Transform fault terjadi jika dua lempeng bergerak saling berpapasan satu denganyanglainnya.SesarsanAndresdiAmerika(Gambar13)danSesarSumatera diyakinisebagaisesartransformtersebut.

Gambar9.Penampangyangmenunjukanbatasbatasantarlempeng


Gambar 10. Ilustrasi pemekaran lantai samudera dan penunjaman lempeng samuderadisisiyanglain,sehinggavolumebumirelatiftetap.

Mengingatbataskonvergenberupatumbukandualempeng,makadapatterjadiantara lempeng samuderalempeng samudera, lempeng samuderalempneg benua, dan lempengbenualempengbenua,yangmasingmasingakanmemberikankenampakan alam yang berbeda. Pada tumbukan antara lempeng samuderalempeng samudera dan lempeng samuderalempeng benua, umumnya akan tebentuk palung karena menunjamnya salahsatulempengsamuderayangdikenalsebagaisubductionzone (Gambar11).Penunjamaniniterjadisebagaiakibatperbedaanmasajenislempeng samuderayanglebihbesardibandngkandenganlempengbenua,sehinggalempeng samuderaakantenggelammasukdibawahlempengbenua.Lempengsamuderayang menunjam dibawah lempeng benua akan mendapatkan panas yang tinggi akibat gradientgeothermaldanadanyagesekandenganlempengbenua.Halinimenjadikan lempengtersebutmeleleh(melting)menjadimagmayangakhirnyaakankeluarmelalui gunungberapiyangmembentukpolasejajardenganalurpalungyangdikenalsebagai volknaikarc.DengandemikianaktrifitasvolknanikerathubungannyadenganaktiviasSEMINARNASIONALGEMPABUMIDANGELOMBANGTSUNAMI HIMPUNANAHLIGEOFISIKAINDONESIAKOMWILJAWATENGAH,19FEBRUARI2005

tektonik,umumnyaaktivitasvolkanikakanmeningkatsetelahterjadiaktivitastektonik yang besar. Sedangkan tumbukan antar dua lempeng benua, akan mengakibatkan salahsatunyaterdorongkeatashinggaterjadipegunungansebagaimanayangterjadi diPegununganHimalaya(Gambar12).

Gambar11.BatasKonvergenLempengSamuderaLempengBenuaGambar12.

Above: The collision between the IndianandEurasianplateshaspushed up the Himalayas and the Tibetan Plateau.Right:Cartooncrosssections showing the meeting of these two platesbeforeandaftertheircollision. The reference points (small squares) show the amount of uplift of an imaginary point in the Earth's crust

during this mountainbuilding process


Gambar13. TheBlanco,Mendocino,Murray,andMolokaifracturezonesaresomeofthemanyfracture zones(transformfaults)thatscartheoceanfloorandoffsetridges(seetext).TheSanAndreas isoneofthefewtransformfaultsexposedonland. Berbagaijenisinteraksiantaradualempeng sebagaimanatersebutdiatasdijumpai pada berbagai tempat berbeda, sehingga lempeng utama penyusun bumi berikut batasbatasnya juga tersebar sebagaimana tercantum pada Gambar 14. Pada gambartersebutdisajikanhanyalempengyangbesarbesarsaja,bagianbagianyang lempengyanglebihkeciltidakdicantumkan.Polasebaranbataslempengterlihatjelas tepat benar dengan zona jalur gempa sebagaimana tercantum pada Gambar 6. Dengan demikian dapat dipahami bahwa pada batas interaksi antara dua lempeng merupakanzonaaktifpergerakanlempengyangmemicuterjadinyagempadantentu sajajugaprosesprosesgeodinamikayanglainnya.


Gambar14.Sebaranlempengtektonikdidunia

KesimpulanMunculnyateoritektoniklempengdiilhamidenganadanyateorihanyutanbenuadan pemekaran lantaisamudera. Teori hanyutan benua berawal dari kenyataan adanya kenyataanbahwaseolaholahpantai timur Afrika dan pantai barat AmerikaSelatan pernahbersatuberdasarkanbentuk pola garispantainyayang satudengan lainnya dapatsalingmengisimenjadisatukesatuanyangutuhjikadipertemukan.Buktilain yangsangatmendukungadalahditemukannyakesamaanfosilfloradanfaunapada benuabenuayangdiperkirakanpernahmenjadisatu.Teorilempengtektonikmenjadi lebih poluper dan diyakini kebenarannya setelah di studi paleomagnetik dan geomagnetic dapat membuktikan secara kuantitatif adanya pemekaran lantai samuderatersebut.

Teoritektoniklempengmendasarkanapadakenyataanbahwakerakbumiterpecah pecahmenjadi beberapabagianyangdisebutlempengdanbergeraksatuterhadap yanglainnya.Pergerakan lempengtersebutterjadikarenaadanyaaruskonveksidi dalam mantel bumi yang mendorong lempeng diatasnya. Pergerakan lempeng tersebut akan menimbulkan gesekan satu dengan yang lainnya sehingga menimbulkangempa,sehinggajalurgempadibumisesuaibenardenganjalurbatas batasinteraksiantaralempenglempnegyangada.Batasbatasantaradualempeng dapatberupabatasdivergen,convergenmaupunbatasberupasesartransform,yang mana masingmasing akan memberikan kenampakan dan proses geologi yang berbeda.

Referensi Dokka, R. 2002. Active Tectonics. Division of Earth Sciences , National Science Foundation(NSF),Arlington.http://www.muohio.edu/tectonics/activetectonics.html

Keary, P., and Vine, F.J. 1990. Global Tectnics. Blackwell Scientific Publications, London.SEMINARNASIONALGEMPABUMIDANGELOMBANGTSUNAMI HIMPUNANAHLIGEOFISIKAINDONESIAKOMWILJAWATENGAH,19FEBRUARI2005

Kious,W.J.andR.I.Tilling.1996.ThisDynamicEarth:TheStoryofPlateTectonics. USGS Home Page (21 Feb 2002). Denver. http://pubs.usgs.gov/publication/text/dynamic.html.

Lay,T.,Ahrens,T.,Olson,P.,Smyth,J.,Loper,D.,1990.StudiesoftheEarthsDeep Interior;GoalandTrends,PhysicsToday,October1990,pp.4453.

Skinner,B.J.andS.C.Porter.1987.PhysicalGeology.JohnWiley&Sons.Singapore. p:403441.

Turcotte, L.D., and Schubert, G., 1982. Geodinamics, Applications of Continuum PhysicstoGeologicalProblems,JohWileyandSons,Singapore.


teori lempeng tekntonik1

Documents