sejarah lautan - staff.unila.ac.idstaff.unila.ac.id/ekoefendi/files/2012/09/kuliah-2.pdf ·...
Post on 03-Nov-2019
13 Views
Preview:
TRANSCRIPT
9/17/2012
1
SEJARAH LAUTAN
Eko Efendi BDI 207 1
Eko Efendi BDI 207 2
Teori Pembentukan
• Teori “Big Bang”, paling banyak diterima para astronomi.
• Teori diusulkan pada dekade tahun 1920 dan 1930.
• Dengan dasar sifat-sifat fisik alam, alam terbentuk antara 12 dan 15 milyar tahun lalu.
• Teori “Big Bang” ledakan materi ukuran sangat-sangat kecil dan padat.
Eko Efendi BDI 207 3
Dasar Teori “Big Bang”
• 3 pengamatan mendukung Teori “Big Bang”
o Pengamatan 1929, jarak galaksi menjauh dari bumi.
o Tahun 1948, George Gamow prediksi “deteksi level radiasi microwave sisa dari Big Bang”
o Tahun 1965, A.A. Penzias dan RW Wilson membuktikan/mendeteksi radiasi microwave tsb
9/17/2012
2
Eko Efendi BDI 207 4
Pengamatan Kedua
• Terkait dengan kelimpahan unsur-unsur kimiawi benda angkasa.
• Model Big Bang memprediksi kira-kira 75% Hidrogen (H), 25% Helium (He), dan sebagian kecil unsur-unsur lebih berat.
• Walaupun sangat tergantung pada kondisi awal benda angkasa yang sulit dihitung secara tepat, umumnya komposisi mencapai 3/4 Hidrogen and 1/4 Helium, termasuk sejumlah kecil unsur-unsur berat.
Eko Efendi BDI 207 5
Pembentukan Tata Surya
Eko Efendi BDI 207 6
Awal Pembentukan Matahari
• Didasarkan teori “gravitational collapse” atau teori “nebular” atau teori “dust-cloud” (terjadi dalam puluhan juta tahun pada 4,6 milyar tahun lalu)
• A. Ruang angkasa yang mengandung sejumlah gas
(hydrogen dan helium) membentuk awan (nebula)
• B. Awan berkontraksi dan membentuk cakram, kontraksi 99% massanya di pusat dan sisanya memutar berlawanan arah jarum jam membentuk piringan mendatar.
• C. Saat cakram berputar, terjadi turbulensi yang menyebabkan pemadatan piringan ke arah eddies tubular kecil. Kondisi terus membesar saat bersamaan membentuk protoplanet.
9/17/2012
3
Eko Efendi BDI 207 7
Awal Pembentukan Matahari
• D. Protoplanet terus membesar membentuk planet dalam tata surya
• Matahari membesar dan menarik sebagian besar massanya. Saat proses akumulasi ini terjadi, suhu dan tekanan menyebabkan permulaan fusi termonuklir yang menyediakan sumber energi di kehidupan bumi.
• Saat akresi panas planetesimal, unsur-unsur kaya besi akan memadat lebih dahulu, membentuk inti (inti bagian dalam dan luar).
• Selanjutnya silikat berdensitas rendah memadat dan menyatu membentuk mantel dan kerak. Pemisahan lanjut kerak karena output energi dari peluruhan radioaktif dalam bumi.
Eko Efendi BDI 207 8
Penyatuan awan gas dan debu
Eko Efendi BDI 207 9
Kondensasi Protomatahari dan
Protoplanet
9/17/2012
4
Eko Efendi BDI 207 10
Pembentukan Bumi
Diduga Bumi berevolusi dari kecil hingga sebesar sekarang,
sehingga tidak bisa mempertahankan atmosfir awalnya.
BUKTINYA:
• Komposisi atmosfir bumi berbeda dibanding dengan atmosfir
planet lain, dan komposisi kosmik
• Senyawa „rare gases’ atmosfir bumi sekitar 10-10 - 10-6 atmosfir
kosmik
• Gas He dan H di (Surya dan Planet2 besar) relatif > planet2 dalam.
Artinya, planet2 dalam kehilangan senyawa2 gas tersebut lebih
banyak
Bukti2 ini menunjukkan bahwa atmosfir bumi berasal dari
sumber lain
Eko Efendi BDI 207 11
Awal Pembentukan Atmosfir (1)
• Kegiatan vulkanik diduga menjadi sumber utama pembentukan atmosfir awal.
• Emisi gas: H2O, CO2, N2, SO2, SO3, H2, dan Cl2
terjadi dalam jumlah yang sangat besar (gas O2 tidak ada)
• Pada saat yang bersamaan lahar padat juga membentuk daratan dengan laju 1-3 km2 per tahun
• Dominasi gas di atmosfir awal adalah CO2 adalah mirip dengan yang ditemui di planet Venus dan Mars
Eko Efendi BDI 207 12
Awal Pembentukan Atmosfir (2)
Bagaimana dari atmosfir dengan dominasi CO2
BISA BERUBAH
menjadi atmosfir sekarang (dominasi N2 - O2) ?
Ini merupakan pertanyaan inti tentang teori
evolusi atmosfir bumi
9/17/2012
5
Eko Efendi BDI 207 13
Awal Pembentukan Atmosfir (3)
• Dari mana asal gas O2 tersebut, dan bagaimana CO2
bisa menghilang dari atmosfir bumi?
• Pada atmosfir awal diduga Oksigen ada karena
penguraian senyawa H2O oleh sinar uv, seperti
H2O + uv H + OH
H + OH + uv 2H2 + O
O + O O2
Eko Efendi BDI 207 14
Awal Pembentukan Atmosfir (4)
• Proses awal tersebut akan menghasilkan kosentrasi O2 sekitar 10-4 dari kandungan O2 di atmosfir kini
• Tapi ini sangat sedikit
• Kemungkinan lain dari meningkatnya O2 hanya dari proses fotosintesis, yaitu
6H2O + 6CO2 + uv C6H12O6 + 6O2
• O2 ini akan teroksidasi oleh lingkungan sekeliling
• Hanya jika produksi > konsumsi O2 itu bisa ber +
Eko Efendi BDI 207 15
Awal Pembentukan Atmosfir (5)
• Begitu kosentrasi O2 mencapai 10 % dari kandungan
O2 di atmosfir kini
Lapisan Ozone dapat terbentuk
9/17/2012
6
Eko Efendi BDI 207 16
Awal Pembentukan Lautan (1)
• Proses pembentukan Lautan erat kaitanya dengan
evolusi atmosfir
• Ini disebabkan karena posisi bumi terhadap matahari
yang unik, sehingga mempunyai tekanan dan suhu
tertentu, yang menyebabkan H2O dapat hadir di alam
dalam bentuk cair
• Di suhu dan tekanan tinggi (seperti di Venus), H2O
hanya hadir dalam bentuk uap.
• Di suhu dan tekanan rendah (seperti di Mars), H2O
juga tidak dapat hadir dalam bentuk cair.
Eko Efendi BDI 207 17
Awal Pembentukan Lautan (2)
• Darimana air itu berasal ??
• Diduga ini berasal dari proses kristalisasi dari magma
yang membeku menjadi batuan. Volumenya
diperkirakan sebanyak dengan volume lautan yang
sekarang ini.
• Dari mata air panas yang disemburkan oleh sumber
air panas dan vulkanik, diperkirakan diperlukan hanya
sekitar 1 % dari jumlah tersebut masuk menjadi air
tanah dan lautan. Waktu yang diperlukan sekitar 4 x
109 tahun
Eko Efendi BDI 207 18
• As a result of density
stratification, water
for the oceans is
outgassed from
inside Earth
9/17/2012
7
Eko Efendi BDI 207 19
Awal Pembentukan Lautan (3)
• Umur cekungan lautan relatif muda dibanding dengan
umur bumi (4.6m tahun)
• Sedimen di cekungan laut berumur 190jt tahun. 50 %
berumur < 75jt tahun
• Janin lautan diduga berada di Laut Merah dan Teluk
Aden yang mulai terbentuk sekitar 20jt tahun
Eko Efendi BDI 207 20
Continental Drift
• Continental drift salah satu gagasan tentang tektonik yang diusulkan akhir abad 19 dan awal abad 20.
• Alfred Wegener (1915): benua satu daratan “Pangea”
• Akibat rotasi bumi Pangea terpisah “Lurasia” (bagian utara) dan “Gondwanaland” (bagian selatan)
• Teori ini masih menjadi catatan dalam bidang geologi
I. Continental Drift
• Theory proposed by Alfred Wegener
• 1912
• “super-continent” named Pangaea
• Continents drifted across oceans
• No evidence for
9/17/2012
8
A. Pangaea
• 240 mya
• Evidence:
1. puzzle like fit of continents
2. Fossils
3. Glacial deposits
4. Mountain belts
B. Separation of Pangaea
• 2 land masses
1. Laurasia
2. Gondwana
• Rift forms to create the Atlantic Ocean
II. Plate tectonics
• Various plates comprise ocean floor and land masses
• Seven major plates 1. Pacific
2. African
3. Antarctic
4. Indian-Australian
5. Eurasian
6. N. American
7. S. American
• Plates in motion
9/17/2012
9
Plate Boundaries
There are 3 types of Plate Boundaries:
1. Convergent
2. Divergent
3. Transform
1. Convergent
• Colliding
a. Oceanic-oceanic: subduction
occurs, earthquakes occur due to friction, deep trenches form, subducting plate melts and magma rises to surface (volcano)
b. Oceanic-continental: ocean plate subducts under continental, forms trench, earthquakes and volcanoes
c. Continental-continental: friction causes rocks to bend, fold, mountain chains form
2. Divergent
• Moving in opposite directions
• Causes sea floor spreading
• Growth of the plates
• Forms ridges
• Forms hydrothermal vents
• Can form entire ocean basins
9/17/2012
10
3. Transform
• Plates sliding past each other
• Occur at regions between ridge
sediments with motion in
opposite directions
• Forms faults
• Cause friction and earthquakes
B. Hot spots
• Hot, solid rock rises to the hot spot from greater depths. Due to the lower pressure at the shallower depth, the rock begins to melt, forming magma. The magma rises through the Pacific Plate to supply the active volcanoes. The older islands were once located above the stationary hot spot but were carried away as the Pacific Plate drifted to the northwest.
• Other places which
earthquakes and volcanoes
occur (not always at plate
boundaries)
• Huge chamber of melted rock
deep within mantle
C. Other changes
1. Seamounts - Volcanic islands which have sunk below
the surface
2. Trenches – dip in the ocean floor from plates colliding
3. Ridges – rises in the ocean floor from plates colliding
9/17/2012
11
D. Driving forces for these changes
• Thermal convection hypothesis
High temperature from the core heats the mantle;
decreased density causes movement closer to the crust
(lower density above is heated and starts moving due to
heat below); circular motion occurs called thermal
convection cells
III. SC Ocean Basin Changes
• Coastline is thought to have moved over time
A. Blue ridge region may once have been a coast; piedmont an island
B. Ice age – coast line 100 miles out from Charleston, sea level falls, higher salinity
C. Non-ice-age – coast line at boundary of Sandhills and Piedmont, sea level rises, lower salinity
D. Evidence – marine fossils and land fossils
Eko Efendi BDI 207 33
9/17/2012
12
Eko Efendi BDI 207 34
Covenction Cells
• Teori baru ttg gaya penyebab Continental Drift: o Gerakan memutar di mantel bumi, akibat pemanasan material
oleh radioaktive bumi.
o Gerakan menghasilkan gunung, palung laut (trench), perluasan dasar laut, pusat-pusat sebaran, dan zona subduksi (subduction zones)
Eko Efendi BDI 207 35
Eko Efendi BDI 207 36
Teori
• Pemanasan material dalam bumi yang lebur menimbulkan suatu aliran. Jika aliran lapisan bergerak ke atas mencapai litosfir, aliran membelok di bawah lapisan tersebut dan selanjutnya mengalami pendinginan. Material dingin menjadi pekat dan menurun ke arah pusat bumi. Selanjutnya material terangkat kembali ke atas karena proses pemanasan
9/17/2012
13
Eko Efendi BDI 207 37
Gerakan Convection Cell
• Terbentuk gunung api (menembus litosfir)
• Terbentuk gerakan lateral (bergerak di bawah
litosfir)
Eko Efendi BDI 207 38
Bukti Gerakan Kerak Bumi
• Adanya gradien panas dari parit laut (mid-ocean ridge)
• Dasar laut di bawah lapisan sediment: bukan berupa granite seperti umumnya di daratan
• Ketebalan sedimen di kerak muda dekat parit laut lebih tipis dibandingkan sedimen di kerak tua
• Hasil interpretasi medan magnetik bumi (misalnya pola sama dengan bentuk parit bumi)
Eko Efendi BDI 207 39
9/17/2012
14
Eko Efendi BDI 207 40
Pengertian Plate Tectonic
• Teori geologi dikembangkan untuk menerangkan kejadian gerakan kerak bumi berskala luas.
• Teori ini mencakup dan menggantikan teori lama continental drift (pertengahan awal abad 20) dan konsep seafloor spreading selama dekade 1960.
• continental drift (keberadaan satu daratan benua).
• seafloor spreading (pergerakan lateral).
Eko Efendi BDI 207 41
Permulaan Plate Tektonik
• Continental drift bergerak lambat tapi pasti dalam skala waktu 10-100 million years.
• Kerak bumi tipis (tebal 10 km di daratan, < 10 km di laut). Kerak dan mantel jadi bagian lithosphere (tebal 50-100 km dan terpisah sebagai lempeng besar di atas aesthenosphere.
• Aesthenosphere relatif lembek karena panas dari peluruhan radioaktif (khususnya, isotop radioaktif unsur ringan, Al dan Mg. Sumber panas ini kecil (1/6000 energy matahari di permukaan bumi), namun cukup membuat kondisinya lembek karena sifat batuan bumi.
Eko Efendi BDI 207 42
Struktur 100-200 km Interior Bumi
9/17/2012
15
Eko Efendi BDI 207 43
Plate Tectonic
• Ada 7 lempeng utama:
Lempeng Pasifik, Lempeng Eurasia, Lempeng Afrika,
Lempeng Australia, lempeng Amerika Utara, Lempeng
Amerika Selatan dan Lempeng Antartika).
• Sejumlah lempeng kecil:
lepas Amerika Selatan dan Tengah, Laut Tengah, Hindia
Timur (East Indies), sepanjang Amerika barat laut,
Filipina.
Eko Efendi BDI 207 44
Eko Efendi BDI 207 45
Batas Lempeng
• Lempeng bagian litosfir berupa kerak benua/laut atau kepingan-kepingan.
• Batas lempeng trenches, ridges dan faults.
• Arah gerakan: menjauh (ridges); menyatu (trenches); sejajar berlawanan (sesar/faults)
• Wilayah mid-ocean ridges dan rise bergerak lateral pada sesar/faults yang dikenal dengan transform faults
9/17/2012
17
Eko Efendi BDI 207 49
Rift Zone
• Gerakan tektonik dari dua lempeng bergerak
memisah, lelehan batu naik ke permukaan,
mendingin dan membeku (padat).
• Rift Zone, lokasi batuan terbentuk dari
pembekuan batuan magma. Apabila batuan
muda dari lava muncul, batuan ini akan
mengeras akan dideposit pada batuan magma
yang sudah mengeras sebelumnya.
• Rift zone utama: mid-oceanic ridges dan rise
Eko Efendi BDI 207 50
• Zona Subduksi, dimana dua lempeng kerak berbeturan, yang menimbulkan satu lempeng turun di bawah lempeng lainnya
• Dapat meningkatkan aktivitas gunung api: o Karena pemanasan di dalam mantel, terjadi pengeluaran air dan
menyebabkan batuan di atasnya meleleh.
o Lelehan magma menjadi lebih ringan dari batuan sekitarnya dan bergerak ke permukaan jika berada di ruang magma.
o Letusan terjadi jika magma ke permukaan berulang kali tertumpuk di atas lempeng.
Subduction Zone
Eko Efendi BDI 207 51
9/17/2012
18
Eko Efendi BDI 207 52
Hot Spot
Akibat pergeseran kerak bumi dapat terbentuk island arch
(gugusan/rakaian pulau gunung).
Gugusan pulau gunung berasal dari satu sumber magma,
secara berulang-ulang akibat pergeseran bagian lapisan
litosfer, dimana endapan berada.
Eko Efendi BDI 207 53
TUGAS I IS NOW AVAILABLE
Eko Efendi BDI 207 54
top related