02.tektoniklempeng

7/29/2019 02.TektonikLempeng

1/57

Pertemuan 2

Tektonik Lempeng


2/57

Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di tempatnya,

padahal ia berjalan sebagai jalannya awan. (Begitulah) perbuatan Allah

yang membuat dengan kokoh tiap-tiap sesuatu; sesungguhnya Allah Maha

Mengetahui apa yang kamu kerjakan

An-Naml 27:88


3/57

Teori Terbentuknya Benua

Anggapan lama pernah ada pada abad-abad yang lampau bahwabumi adalah sesuatu yang rigid atau kaku sementara benua-benuaberada pada kedudukannya yang tetap tidak berpindah-pindah.

Setelah ditemukannya benua Amerika dan dilakukan pemetaan

pantai di Amerika dan Eropa ternyata terdapat kesesuaian morfologidari pantai-pantai yang dipisahkan oleh Samudera Atlantik.

Hal ini menjadi titik tolak dari konsep-konsep yang menerangkanbahwa benua-benua tidak tetap akan tetapi selalu bergerak


4/57

Konsep-konsep ini dibagi menjadi tiga menurutperkembangannya (Van Krevelen, 1993) :

Teori Terbentuknya Benua

1. Konsep apungan benua atau continental drift yangmengemukakan bahwa benua-benua bergerak secara lambat

melalui dasar samudera, dikemukakan oleh Alfred Wegener(1912).

2. Konsep yang menerangkan bahwa terpisahnya benuadisebabkan oleh peristiwa yang katastrofik dalam sejarah

bumi.

3. Konsep paling mutakhir yang dianut oleh para ilmuwansekarang yaitu Teori Tektonik Lempeng.


5/57

Kecocokan garis pantaibenua Amerika SelatanBagian Timur dengan garispantai benua AfrikaBagian Barat

Apungan Benua (Continental drift)

1. Kecocokan / kesamaan Garis Pantai

Wegener menduga bahwabenua benua tersebut diatas

pada awalnya adalah satu, atasdasar kesamaan garis pantai.Atas dasar inilah kemudianWegener mencoba untukMencocokan semua benuabenua yang ada di muka bumi.


6/57


2. Persebaran Fosil

Ditemukan fosil-fosil yang berasal dari binatang dantumbuhan yang tersebar luas dan terpisah di beberapabenua, : Fosil Cynognathus, suatu reptil yang hidup sekitar 240 juta

tahun yang lalu dan ditemukan di benua Amerika Selatan dan

benua Afrika. Fosil Mesosaurus, suatu reptil yang hidup di danau air tawar dan

sungai yang hidup sekitar 260 juta tahun yang lalu, ditemukan dibenua Amerika Selatan dan benua Afrika.

Fosil Lystrosaurus, suatu reptil yang hidup di daratan sekitar 240juta tahun yang lalu, ditemukan di benua benua Afrika, India,

dan Antartika. Fosil Clossopteris, suatu tanaman yang hidup 260 juta tahun

yang lalu, dijumpai di benua benua Afrika, Amerika Selatan,India, Australia, dan Antartika.


7/57


8/57


3. Kesamaan Jenis Batuan

Jalur pegununganAppalachian yang berada di bagian timur benuaAmerika Utara dengan sebaran berarah timur laut dan secara tiba-tibamenghilang di pantai Newfoundlands.

Pegunungan yang umurnya sama dengan pegununganAppalachianjuga

dijumpai di British Isles dan Scandinavia. Kedua pegunungan tersebut apabila diletakkan pada lokasi sebelum

terjadinya pemisahan / pengapungan, kedua pegunungan ini akanmembentuk suatu jalur pegunungan yang menerus.

Kesamaan geologi antara Amerika Selatan, Afrika, dan India

Urutan stratigrafi sama (urutan batuan berlapis dan usia yang sama)

Struktur geologi Gunung (kecenderungan garis batuan terlipat)

Batuan dasar Prakambrium serupa di Gabon (Afrika) dan Brasil.


9/57


3. Kesamaan Jenis Batuan


10/57


4. Bukti Iklim Purba (Paleoclimatic)

Sebaran lapisan es di belahan bumi bagian selatan pada 250 300 juta tahun yang laluserta sebaran fosil Lystrosaurusdijumpai di benua-benua Afrika, India, dan Antartika;fosil Glossopterisdijumpai di benua benua Amerika Selatan, Afrika, India, Antartika, danAustralia

Para ahli kebumian juga telahmempelajari mengenai ilklim purba,dimana pada 250 juta tahun yanglalu diketahui bahwa belahan bumi

bagian selatan pada zaman ituterjadi iklim dingin, dimana belahanbumi bagian selatan ditutupi olehlapisan es yang sangat tebal,seperti benua Antartika, Australia,Amerika Selatan, Afrika, dan India


11/57


4. Bukti Iklim Purba (Paleoclimatic)


12/57


5. Paleomagnetisme

Kurva dari perpindahan kutub utaramagnet bumi berdasarkan hasil analisaarah kemagnetan purba yang terekamdalam batuan lava yang berasal dari

hasil analisa batuan-batuan di benuaEropa dan batuan-batuan yang berasaldari benua Amerika Utara.

Kedua kurva perpindahan kutub utaramagnet bumi membentuk sudut 300

dan apabila dianggap arah kutub utara

bumi tetap ditempatnya, maka dengancara menyatukan ke dua kurvatersebut dapat menjelaskan adanyaperpindahan / pemisahan benua-benua seperti posisi saat ini.


13/57


Data paleomagnetik menunjukan bahwa benua telah bergerak terusmenerus.

Ketika posisi kutub magnet purba diplot pada peta, kita dapat

melihat bahwa posisi kutub magnet berada di tempat yang berbeda,relatif terhadap benua, pada waktu yang berbeda di masa lalu.

5. Paleomagnetisme


14/57

Pemekaran Lantai Samudra

(Sea Floor Spreading)

Hipotesa pemekaran lantai samudra dikemukakan pertama kalinya olehHarry Hess (1960) dalam tulisannya yang berjudul

Essay in geopoetry describing evidence for sea-floor spreading.

Dalam tulisannya diuraikan mengenai bukti-bukti adanyapemekaran lantai samudra yang terjadi di pematang tengahsamudra (m id ocean i c r idges ) , serta umur kerak samudra yanglebih muda dari 180 juta tahun.

Hipotesa pemekaran lantai samudra pada dasarnya adalah suatu

hipotesa yang menganggap bahwa bagian kulit bumi yang ada didasarsamudra Atlantik tepatnya di Pematang Tengah Samudra mengalamipemekaran yang diakibatkan oleh gaya tarikan (tensional force)yangdigerakan oleh arus konveksi yang berada di bagian mantel bumi(astenosfir).


15/57



Hipotesa pemekaran lantai samudra pada dasarnya adalah suatuhipotesa yang menganggap bahwa bagian kulit bumi yang adadidasar samudra Atlantik tepatnya di Pematang Tengah Samudramengalami pemekaran yang diakibatkan oleh gaya tarikan(tensional force) yang digerakan oleh arus konveksi yang berada di

bagian mantel bumi (astenosfir).

Akibat dari pemekaran yang terjadi disepanjang sumbu PematangTengah Samudra, maka magma yang berasal dari astenosfirkemudian naik dan membeku.


16/57



Arus konveksi yang menggerakan lantai samudra (litosfir),pembentukan material baru di Pematang Tengah Samudra (Midoceanic ridge) dan penyusupan lantai samudra kedalam interior bumi(astenosfir) pada zona subduksi.


17/57

Kenampakan Pematang Tengah Samudra (Mid Oceanic Ridge) yang berada di

Samudra Atlantik


18/57

Proses pembentukan materialbaru dan periode polaritas

arah magnet bumi yangterekam pada batuan dasarlantai samudra sejak 3.6milyar tahun lalu (atas)hingga saat ini (bawah)


19/57

Pangea- supercontinent Wegener menyusun kembali continent menjadi supercontinent

Pangea. Pangea awalnya dipisahkan menjadi 2 benua besar

Lauras i a - superbenua utara terdiri atas Amerika Utara dan Asia minusIndia.

G o nd wana l a nd - superbenua selatan mengandung Amerika Selatan,Afrika, India, Antartika, dan Australia


20/57

Continental Drift

225 juta Tahun - Sekarang


21/57

Teori Tektonik Lempeng berasal dari hipotesis continental drift yang

dikemukakanAlfred Wegener tahun 1912 dan dikembangkan lagidalam bukunya The Origin of Continents and Oceansterbitan tahun1915.

Ia mengemukakan bahwa benua-benua yang sekarang ada dulu

adalah satu bentang muka yang bergerak menjauh sehinggamelepaskan benua-benua tersebut dari inti bumi seperti 'bongkahanes' dari granit yang bermassa jenis rendah yang mengambang diatas lautan basal yang lebih padat.

Perkembangan Teori Tektonik Lempeng

Teori ini terutama didukung oleh adanya Pemekaran Tengah Samudera(Sea Floor Spreading)dan bermula di Pematang Tengah Samudera(Mid Oceanic Ridge : MOR)yang diajukan oleh Harry Hess (1962)


22/57

Namun, tanpa adanya bukti terperincidan perhitungan gaya-gaya yangdilibatkan, teori ini dipinggirkan.

Mungkin saja bumi memiliki kerakyang padat dan inti yang cair, tetapitampaknya tetap saja tidak mungkinbahwa bagian-bagian kerak tersebutdapat bergerak-gerak.

Di kemudian hari, dibuktikanlah teoriyang dikemukakan geolog Inggris

Arthur Holmes tahun 1920 bahwatautan bagian-bagian kerak ini

kemungkinan ada di bawah laut. Terbukti juga teorinya bahwa arus

konveksi di dalam mantel bumiadalah kekuatan penggeraknya.



23/57

Bukti pertama bahwa lempeng-lempeng itu memang mengalami

pergerakan didapatkan dari penemuan perbedaan arah medanmagnet dalam batuan-batuan yang berbeda usianya. Penemuan inidinyatakan pertama kali pada sebuah simposium di Tasmania tahun1956.

Mula-mula, penemuan ini dimasukkan ke dalam teori ekspansi bumi,

namun selanjutnya justeru lebih mengarah ke pengembangan teoritektonik lempeng yang menjelaskan penyebaran (spreading)sebagai konsekuensi pergerakan vertikal (uplift) batuan, tetapimenghindarkan keharusan adanya bumi yang ukurannya terusmembesar atau berekspansi (expanding earth) dengan memasukkanzona subduksi/tunjaman (subduction zone), dan sesar translasi(translation fault).

Pada waktu itulah teori tektonik lempeng berubah dari sebuah teoriyang radikal menjadi teori yang umum dipakai dan kemudianditerima secara luas di kalangan ilmuwan.



24/57

Menurut teori Lempeng Tektonik, lapisan terluar bumi kita terbuat

dari suatu lempengan tipis dan keras yang masing-masing salingbergerak relatif terhadap yang lain.

Gerakan ini terjadi secara terus-menerus sejak bumi ini terciptahingga sekarang.

Teori Lempeng Tektonik muncul sejak tahun 1960-an, dan hinggakini teori ini telah berhasil menjelaskan berbagai peristiwa geologis,seperti gempa bumi, tsunami, dan meletusnya gunung berapi, jugatentang bagaimana terbentuknya gunung, benua, dan samudra.



25/57

Lempeng tektonik terbentuk oleh kerak

benua(continental crust)ataupunkerak samudra(oceanic crust), danlapisan batuan teratas dari mantel bumi(earth's mantle).

Kerak benua dan kerak samudra,beserta lapisan teratas mantel inidinamakan litosfer. Kepadatan materialpada kerak samudra lebih tinggidibanding kepadatan pada kerak benua.

Demikian pula, elemen-elemen zat padakerak samudra (mafik) lebih beratdibanding elemen-elemen pada kerakbenua (felsik).



26/57

Di bawah litosfer terdapat lapisan

batuan cair yang dinamakanastenosfer. Karena suhu dan tekanandi lapisan astenosfer ini sangattinggi, batu-batuan di lapisan inibergerak mengalir seperti cairan

(fluid). Litosfer terpecah ke dalam beberapa

lempeng tektonik yang salingbersinggungan satu dengan lainnya.



27/57

Lempeng-lempeng tektonik utama yaitu:

Lempeng Afrika, meliputi Afrika - Lempeng benua Lempeng Antarktika, meliputi Antarktika - Lempeng benua

Lempeng Australia, meliputi Australia (tergabung dengan LempengIndia antara 50 sampai 55 juta tahun yang lalu)- Lempeng benua

Lempeng Eurasia, meliputi Asia dan Eropa - Lempeng benua

Lempeng Amerika Utara, meliputi Amerika Utara dan Siberia timurlaut - Lempeng benua

Lempeng Amerika Selatan, meliputi Amerika Selatan - Lempengbenua

Lempeng Pasifik, meliputi Samudera Pasifik - Lempeng samudera

Lempeng-lempeng penting lain yang lebih kecil mencakup LempengIndia, Lempeng Arabia, Lempeng Karibia, Lempeng Juan de Fuca,Lempeng Cocos, Lempeng Nazca, Lempeng Filipina, dan LempengScotia.



28/57


29/57

Berdasarkan arah pergerakannya, perbatasan antara lempeng

tektonik yang satu dengan lainnya (plate boundaries) terbagi dalam3 jenis, yaitu

1. divergen,

2. konvergen, dan

3. transform

Jenis batas Lempeng

Divergen - Lempeng bergerak terpisah dari satu sama lain. kerakbaru yang dihasilkan antara pelat divergen.

Konvergen - Lempeng bergerak ke arah satu sama lain dan

bertabrakan. Salah satu Kerak hancur terdorong kebawah kerakyang lain.

Transform Lempeng bergerak secara horizontal melewati satusama lain. Tidak ada kerak dihasilkan atau dihancurkan.


30/57

DivergenKonvergenObduksi (atas) danSubduksi (bawah)

Transform

Jenis batas Lempeng


31/57

Terjadi pada dua lempeng tektonik yang bergeraksaling memberai

(break apart). Ketika sebuah lempeng tektonik pecah, lapisanlitosfer menipis dan terbelah, membentuk batas divergen. Pada lempeng samudra, proses ini menyebabkan pemekaran dasar

laut(seafloor spreading). Sedangkan pada lempeng benua, prosesini menyebabkan terbentuknya lembah retakan(rift valley) akibatadanya celah antara kedua lempeng yang saling menjauh tersebut.

Contoh divergensi yang paling terkenal :Pematang Tengah-Atlantik(Mid-Atlantic Ridge), membujur dari utara ke selatan di sepanjangSamudra Atlantik, membatasi Benua Eropa dan Afrika denganBenua Amerika.

Batas divergen/konstruktif


32/57

Batas Divergen Oceanic

Lempeng Oceanicbergerak terpisah(pemekaran dasar laut)

Terbentuk keraksamudera baru

PematangTengah-Atlantik


33/57

Aktivitas seismic rendah dangempanya bersifat dangkal. Inidisebabkan litosfer di sini sangat tipisdan lemah sehingga tidak dapatterbentuk tegangan yang cukupuntuk menyebabkan gempa besar.

Pada tepi lempeng kontruktifterdapat pula aktivitas vulkanikbawah laut sepanjang punggung.

Lava yang dimuntahkan terutamaadalah basal.



34/57

Magma naik melaluirekahan

Cekungan, palungatau rift

Astenosfer naikdan mencair

Magma keluaratau membeku

dikedalaman;Kerak samuderabaru terbentuk

Punggung jadi tinggi (batuan panasdan litosfer tipis)



35/57

Meregang dan patah terbentuk rift

Awalnya uplift dari kenaikan mantel

Magma membeku

Dapat mengakibatkan terbentuknyadasar laut baru

Atau Samudera melebar

Batas Divergen Continental


36/57

Terjadi apabila dua lempeng tektonik tertelan (consumed) ke arahkerak bumi, yang mengakibatkan keduanya bergeraksalingmenumpusatu sama lain (one slip beneath another).

Wilayah dimana suatu lempeng samudra terdorong ke bawahlempeng benua atau lempeng samudra lain disebut dengan zonatunjaman(subduction zones).

Di zona tunjaman inilah sering terjadi gempa. Pematang gunung-api(volcanic ridges) dan palung samudra(oceanic trenches)jugaterbentuk di wilayah ini.

Batas Konvergen/Destruktif


37/57

Contoh kasus ini : Kepulauan Jepang pada penunjaman lempeng Pasifik di bawah

tepi lempeng Eurasia

Kepulauan Indonesia pada subduksi lempeng Indo-Australia dibawah tepi lempeng Eurasia.

Pegunungan Andes di pantai barat Amerika Selatan timbulkarena subduksi lempeng Nazca di bawah lempeng AmerikaSelatan


Dalam kasus ini kegiatan vulkanik timbulpada bagian lempeng benua

Batas konvergen ada 3 macam, yaitu

1) antara lempeng benua dengan lempeng samudra,

2) antara dua lempeng samudra, dan

3) antara dua lempeng benua.


38/57



39/57

Ketika suatu lempeng samudra menunjam ke bawah lempengbenua, lempeng ini masuk ke lapisan astenosfer yang suhunya lebihtinggi, kemudian meleleh.

Pada lapisan litosfer tepat di atasnya, terbentuklah deretan gunungberapi(volcanic mountain range). Sementara di dasar laut tepat di

bagian terjadi penunjaman, terbentuklah parit/palung samudra(oceanic trench).

Konvergen Lempeng Benua - Samudra

Contoh : Pegunungan Andesdi Amerika Selatan.

Pegunungan ini terbentukdari konvergensi antaraLempeng Nazka danLempeng Amerika Selatan.

Andes


40/57

Konvergen Lempeng Benua - Samudra

Lempeng samudra subduksidibawah lempeng benua

Magma dari mantel naikmelewati rekahan

Barisan pegunungan

Palung

Litosfer

Astenosfer

Volcano


41/57

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 kepermukaan, membentukgugusan pulau vulkanik(volcanic island

chain).

Pulau Aleutiandi Alaska adalah salah satu contoh pulau vulkanikdari proses ini. Pulau ini terbentuk dari konvergensi antara LempengPasifik dan Lempeng Amerika Utara.

Konvergen Lempeng Samudra - Samudra


42/57


Salahsatu lempeng bergerakke bawah = subduksi

Lempeng samudra bergerak

kearah lempeng lainnyaparit dasar laut

(palung)gugusan pulau

vulkanik


43/57

Slab bersama air

Erupsi dari gugusanpulau vulkanik

Air menyebabkanpembekuan magmadi dalam mantel

Accretionary prism


Palung


44/57

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 astenosferdan meleleh.

Wilayah di bagian yang bertumbukan mengeras dan menebal,

membentukderetan pegunungannon vulkanik(mountain range).

Konvergen Lempeng Benua - Benua

Himalaya

Tibetan Plateau

India

Pegunungan HimalayadanPlato Tibetadalah salah

satu contoh pegununganyang terbentuk dari prosesini. Pegunungan initerbentuk dari konvergensiantara Lempeng India danLempeng Eurasia.


45/57

Dengan subduksibenua bertemu

Subduksi bagiansamudra dari lempeng

Tumbukan benua

Dua benua tumbukan



46/57

Tumbukan benua membentuk barisan pegunungandengan :

Lipatan batuan sedimen

Patahan

Metamorfosis Batuan beku intrusi



47/57

Pieces sliced off

Continental collision = wide zone of deformation

Lempeng benua mengapung,

jadi subduksi berakhir

Jarang Volkano

Tebal kerak = elevasi tinggi


Ci i A i P ifik


48/57

Cincin Api Pasifik

Subduksi di bawahlempeng samudera

menghasilkan busur pulau

Lempeng samudra subduksi dua sisi

Subduksi di bawah lempengbenua menghasilkan sabuk

gunung berapi

Ci i A i P ifik


49/57

Cincin Api Pasifik

Cincin ini mengelilingilautan Pasifikmelewati Irian,Sulawesi Utara,Filiphina, Jepang,

Kep. Kuril, KamchatkaTimur, Kep. Aleutan,Alaska Selatan, PantaiBarat Amerika Utara,Amerika Tengah,Amerika Selatan,

daerah KutubSelatan, SelandiaBaru, pulau-pulauTonga, Fiji, Salomon,dan kembali ke Irian

B t T f


50/57

Terjadi bila dua lempengtektonik bergeraksalingmenggelangsar(slide eachother), yaitu bergerak sejajarnamun berlawanan arah.

Keduanya tidak salingmemberai maupun salingmenumpu.

Batas transform ini juga dikenalsebagai sesar ubahan-bentuk

(transform fault).

Batas Transform

Lempeng bergerak

sejajar berlawananarah

Gesekan antara kedua lempeng dapat begitu besar sehingga dapatmenimbulkan tegangan yang besar dan menghasilkan gempa besar.

Kegiatan tektonik ini tidak disertai dengan aktivitas vulkanik.

B t T f


51/57

Batas Transform

Batas transform umumnya berada di dasar laut, namun ada jugayang berada di daratan, salah satunya adalah Sesar San Andreas

(San Andreas Fault) di California, USA. Sesar ini merupakan pertemuan antara Lempeng Amerika Utara

yang bergerak ke arah tenggara, dengan Lempeng Pasifik yangbergerak ke arah barat laut.


52/57

Observe the pattern of the Mid-Atlantic Ridge

Transforms

Spreadingsegments

Ob l t b d i th t t f


53/57

Observe plate boundaries near the west coast of

North America (green lines are transform boundaries)

R t f R l ti Pl t M t


54/57

Rates of Relative Plate Movement

Some move faster than othersPlates move cm/year

B i D I d i ?


55/57

Indonesia berada di dekat batas lempeng tektonikEurasia dan

Indo-Australia.

Jenis batas antara kedua lempeng ini adalah konvergen. LempengIndo-Australia adalah lempeng yang menunjam ke bawahlempeng Eurasia.

Selain itu di bagian timur, bertemu 3 lempeng tektonik sekaligus,yaitu lempeng Philipina, Pasifik, dan Indo-Australia.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, subduksi antara dua lempengmenyebabkan terbentuknya deretan gunung berapi dan paritsamudra.

Demikian pula subduksi antara Lempeng Indo-Australia danLempeng Eurasia menyebabkan terbentuknya deretan gunungberapi yang tak lain adalah Bu k i t Ba r isan di Pulau Sumatra danderetan gunung berapi di sepanjang Pulau Jawa, Bali dan Lombok,serta palung samudra yang tak lain adalah Pa l ung J aw a (Sunda).

Bagaimana Dengan Indonesia?



56/57

Lempeng tektonik terus bergerak. Suatu saat gerakannya

mengalami gesekan atau benturan yang cukup keras. Bila ini terjadi,timbullah gempa dan tsunami, dan meningkatnya kenaikan magmake permukaan.

Jadi, tidak heran bila terjadi gempa yang bersumber dari dasarSamudra Hindia, yang seringkali diikuti dengan tsunami, aktivitas

gunung berapi di sepanjang pulau Sumatra dan Jawa juga turutmeningkat.


Indonesian Volcanic Arcs


57/57

Indonesian Volcanic Arcs

02.tektoniklempeng

Documents