A.
Kerak Bumi
Kerak
Bumi adalah lapisan terluar bumi yang terbagi menjadi dua kategori, yaitu kerak
samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai ketebalan sekitar 5-10 km
sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20-70 km. Penyusun kerak
samudra yang utama adalah batuan basalt, sedangkan batuan penyusun kerak benua
yang utama adalah granit, yang tidak sepadat batuan basalt.
Kerak
Bumi dan sebagian mantel bumi membentuk lapisan litosfer dengan ketebalan total
kurang lebih 80 km.
Temperatur
kerak meningkat seiring kedalamannya. Pada batas terbawahnya temperatur kerak
menyentuh angka 200-400 0C. Kerak dan bagian mantel yang relatif padat
membentuk lapisan litosfer. Karena konveksi pada mantel bagian atas dan
astenosfer, litosfer dipecah menjadi lempeng tektonik yang bergerak. Temperatur
meningkat 30 0C setiap km, namun gradien panas bumi akan semakin rendah pada
lapisan kerak yang lebih dalam.
Unsur-unsur
kimia utama pembentuk kerak bumi adalah: Oksigen (O) (46,6%), Silikon (Si)
(27,7%), Aluminium (Al) (8,1%), Besi (Fe) (5,0%), Kalsium (Ca) (3,6%), Natrium
(Na) (2,8%), Kalium (K) (2,6%), Magnesium (Mg) (2,1%).
Para
ahli dapat merekonstruksi lapisan-lapisan yang ada di bawah permukaan bumi
berdasarkan analisis yang dilakukan terhadap seismogram yang direkam oleh stasiun
pencatat gempa yang ada di seluruh dunia.
Kerak
bumi purba sangat tipis, dan mungkin mengalami proses daur ulang oleh lempengan
tektonik yang jauh lebih aktif dari saat ini dan dihancurkan beberapa kali oleh
tabrakan asteroid, yang dulu sangat umum terjadi pada masa awal terbentuknya
tata surya. Usia tertua dari kerak samudra saat ini adalah 200 juta, namun
kerak benua memiliki lapisan yang jauh lebih tua. Lapisan kerak benua tertua
yang diketahui saat ini adalah berusia 3,7 hingga 4,28 miliar tahun dan
ditemukan di Narryer Gneiss Terrane di Barat Australia dan di Acasta Gneiss,
Kanada.
Pembentukan
kerak benua dihubungkan dengan periode orogeny intensif. Periode ini
berhubungan dengan pembentukan super benua seperti Rodinia, Pangaea, dan
Gondwana.
Kerak
benua, contohnya kerak benua Eropa dan Asia (disebut Eurasia), kerak benua
Afrika, kerak benua Amerika Utara, kerak benua Amerika Selatan. Kerak samudera,
contohnya kerak samudera Hindia, kerak samudera Pasifik, kerak samudera
Atlantik.
Kerak
benua disebut juga sebagai lempeng benua, sedangkan kerak samudera disebut pula
lempeng samudera. Lempeng samudera tertekan oleh magma yang ada di bawahnya,
sehingga ada bagian membubung (naik). Bagian tersebut dinamakan pematang tengah
samudera. Tekanan terus menerus berakibat
lempeng samudera tertekan dan bergerak menuju ke lempeng benua.
Rata-rata pergerakannya sekitar 10 cm/tahun. Akibatnya lempeng samudera
bertumbukan dengan lempeng benua. Akibat tumbukan tersebut ada bagian-bagian
yang terangkat menjadi pegunungan.
Wilayah-wilayah
dunia yang merupakan pertemuan lempeng ditandai dengan banyaknya deretan
pegunungan. Perbukitan kapur adalah
contoh permukan bumi yang terangkat. Pada mulanya perbukitan kapur berasal dari
dasar laut. Oleh karena ada tekanan dari dalam bumi, maka dasar laut terangkat
hingga di atas permukaan laut. Adanya proses erosi dasar laut yang
terangkat tersebut kemudian menjadi
perbukitan.
Berdasarkan
gelombang seismic struktur internal bumi dapat dibedakan menjadi tiga komponen
utama, yaitu inti (core), mantel (mantle) dan kerak (crust).
• Inti bumi (core)
Dipusat
bumi terdapat inti yang berkedalaman 2900-6371 km. Terbagi menjadi dua macam
yaitu inti luar dan inti dalam. Inti luar berupa zat cair yang memiliki
kedalaman 2900-5100 km dan inti dalam berupa zat padat yang berkedalaman
5100-6371 km. Inti luar dan inti dalam dipisahkan oleh Lehman Discontinuity.
Dari
data Geofisika material inti bumi memiliki berat jenis yang sama dengan berat
jenis meteorit logam yang terdiri dari besi dan nikel. Atas dasar ini para ahli
percaya bahwa inti bumi tersusun oleh senyawa besi dan nikel.
• Mantel bumi
(mantle)
Inti
bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya magnesium. Inti dan mantel
dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity. Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu
mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai
400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km.
Mantel
atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan bersama dengan kerak
membentuk satu kesatuan yang dinamakan litosfer. Mantel atas bagian bawah yang
bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagi asthenosfer.
• Kerak bumi
(crust)
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 :
- 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.
- Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya
akan Si dan Al, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar
antara 30-80 km (Condie !982) rata-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
Gambar struktur bumi
B.
Lempeng Tektonik
Bumi
memiliki struktur dalam yang hampir sama dengan telur. Kuning telurnya adalah
inti, putih telurnya adalah selubung, dan cangkang telurnya adalah kerak.
Berdasarkan penyusunnya lapisan bumi terbagi atas litosfer, astenosfer, dan
mesosfer.
Litosfer
adalah lapisan paling luar bumi (tebal kira-kira 100 km) dan terdiri dari kerak
bumi dan bagian atas selubung. Litosfer memiliki kemampuan menahan beban
permukaan yang luas misalkan gunungapi. Litosfer bersuhu dingin dan kaku. Di
bawah litosfer pada kedalaman kira-kira 700 km terdapat astenosfer. Astenosfer
hampir berada dalam titik leburnya dan karena itu bersifat seperti fluida.
Astenosfer mengalir akibat tekanan yang terjadi sepanjang waktu. Lapisan
berikutnya mesosfer. Mesosfer lebih kaku dibandingkan astenosfer namun lebih
kental dibandingkan litosfer. Mesosfer terdiri dari sebagian besar selubung
hingga inti bumi.
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
terbentuk dari lempeng-lempeng besar dan kecil yg saling bergerak dengan laju
kecepatan sampai dengan 12 cm/tahun, lempeng-lempeng tersebut:
1. Lempeng
Indo-Australia (kini L.Australia dan L. India)
2. Lempeng
Eurasia
3. Lempeng
Pasifik
4. Lempeng Nazca
5. Lempeng
Amerika Utara
6. Lempeng
Amerika Selatan
7. Lempeng
Artarktika
8. Lempeng
Afrika
9.
Sejumlah lempeng-lempeng regional: L.Laut Filipina; L. Cocos; L.Arab; L.Persia;
L.Cina, dll.
Panah pada peta menunjukkan arah pergerakan lempeng
saat ini.
1. Pergerakan Lempeng
Arus
konveksi memindahkan panas melalui zat cair atau gas. Gambar poci kopi
menunjukkan dua arus konveksi dalam zat cair. Perhatikan, air yang dekat dengan
api akan naik, saat dingin di permukaan air kembali turun. Para ilmuwan menduga
arus konveksi dalam selubung itulah yang membuat lempeng-lempeng bergerak.
Karena suhu selubung amat panas, bagian-bagian di selubung bisa mengalir
seperti cairan yang tipis.
Lempeng-lempeng
itu bergerak seperti ban berjalan berukuran besar. Pergerakan lempeng kerakbumi
ada 3 macam yaitu pergerakan yang saling mendekati (konvergen), saling menjauh
(divergen) dan saling berpapasan (transform).Selain itu ada jenis lain yang
cukup kompleks namun jarang, yaitu pertemuan simpang tiga (triple junction)
dimana tiga lempeng kerak bertemu.
a. 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.
b. 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.
Batas konvergen
ada 3 macam, yaitu 1) antara lempeng benua dengan lempeng samudra, 2) antara
dua lempeng samudra, dan 3) antara dua lempeng benua.
- Konvergen lempeng benua—samudra
(Oceanic—Continental)
Ketika suatu
lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng benua, lempeng ini masuk ke lapisan
astenosfer yang suhunya lebih tinggi, kemudian meleleh. Pada lapisan litosfer
tepat di atasnya, terbentuklah deretan gunung berapi (volcanic mountain range).
Sementara di dasar laut tepat di bagian terjadi penunjaman, terbentuklah parit
samudra (oceanic trench).
Pegunungan Andes
di Amerika Selatan adalah salah satu pegunungan yang terbentuk dari proses ini.
Pegunungan ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Nazka dan Lempeng
Amerika Selatan.
-
Konvergen
lempeng samudra—samudra (Oceanic—Oceanic)
Salah satu
lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng samudra lainnya, menyebabkan
terbentuknya parit di dasar laut, dan deretan gunung berapi yang pararel
terhadap parit tersebut, juga di dasar laut. Puncak sebagian gunung berapi ini
ada yang timbul sampai ke permukaan, membentuk gugusan pulau vulkanik (volcanic
island chain).
Pulau Aleutian
di Alaska adalah salah satu contoh pulau vulkanik dari proses ini. Pulau ini
terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Pasifik dan Lempeng Amerika Utara.
- Konvergen lempeng benua—benua (Continental—Continental)
Salah satu
lempeng benua menunjam ke bawah lempeng benua lainnya. Karena keduanya adalah
lempeng benua, materialnya tidak terlalu padat dan tidak cukup berat untuk
tenggelam masuk ke astenosfer dan meleleh. Wilayah di bagian yang bertumbukan
mengeras dan menebal, membentuk deretan pegunungan non vulkanik (mountain
range).
Pegunungan
Himalaya dan Plato Tibet adalah salah satu contoh pegunungan yang terbentuk
dari proses ini. Pegunungan ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng India
dan Lempeng Eurasia.
Pergerakan
lempeng kerakbumi yang saling bertumbukan akan membentuk zona sudaksi dan
menimbulkan gaya yang bekerja baik horizontal maupun vertikal, yang akan
membentuk pegunungan lipatan, jalur gunungapi/magmatik, persesaran batuan, dan
jalur gempabumi serta terbentuknya wilayah tektonik tertentu.
Selain itu
terbentuk juga berbagai jenis cekungan pengendapan batuan sedimen seperti
palung (parit), cekungan busurmuka, cekungan antar gunung dan cekungan busur
belakang. Pada jalur gunungapi/magmatik biasanya akan terbentuk zona
mineralisasi emas, perak dan tembaga, sedangkan pada jalur penunjaman akan
ditemukan mineral kromit. Setiap wilayah tektonik memiliki ciri atau indikasi
tertentu, baik batuan, mineralisasi, struktur maupun kegempaanya.
c. 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).
2. Perkembangan Tatanan Tektonik Indonesia
Pada
50 juta tahun yang lalu (Awal Eosen), setelah benua kecil India bertubrukan
dengan Himalaya, ujung tenggara benua Eurasia tersesarkan lebih jauh ke arah
tenggara dan membentuk kawasan Indonesia bagian barat. Saat itu kawasan
Indonesia bagian timur masih berupa laut (laut Filipina dan Samudra Pasifik).
Lajur
penunjaman yang bergiat sejak akhir Mesozoikum di sebelah barat Sumatera,
menyambung ke selatan Jawa dan melingkar ke tenggara - timur Kalimantan -
Sulawesi Barat, mulai melemah pada Paleosen dan berhenti pada kala Eosen.
Pada
45 juta tahun lalu. Lengan Utara Sulawesi terbentuk bersamaan dengan jalur
Ofiolit Jamboles. Sedangkan jalur Ofiolit Sulawesi Timur masih berada di
belahan selatan bumi.
Pada
20 juta tahun lalu benua-benua mikro bertubrukan dengan jalur Ofiloit Sulawesi
Timur, dan Laut Maluku terbentuk sebagai bagian dari Lut pilipina. Laut Cina
Selatan mulai membuka dan jalur tunjaman di utara Serawak - Sabah mulai aktif.
Pada
10 juta tahun lalu, benua mikro Tukang Besi - Buton bertubrukan dengan jalur
Ofiolit di Sulawesi Tenggara, tunjaman ganda terjadi di kawasan Laut Maluku,
dan Laut Serawak terbentuk di Utara Kalimantan.
Pada
5 juta tahun lalu, benua mikro Banggai-Sula bertubrukan dengan jalur ofiolit
Sulawesi Timur, dan mulai aktif tunjangan miring di utara Irian Jaya-Papua
Nugini.
Sumber
1.
id.wikipedia.org
2.
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral
3.
id.shvoong.com
4.
forum.ilmubumi.com
