1. 1. Masam, magma asam Magsa, magma basa MAGMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . KISAH-KISAH SEPUTAR MAGMA
2. 2. Apa itu Magma ? Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah bersifat mobile, bersuhu antara 700 - 1300 C atau lebih dan berasal dai kerak bumi bagian bawah atau selubung bumi bagian atas. Magma umumnya tersusun dari bagian; a. Cairan bersuhu tinggi di bagian dasar / lelehan magma (hot liqiud base) b. Mineral-mineral yang mengkristal dari lelehan magma (minerals crystallized by the melt) c. Batuan padat yang menyatu dengan lelehan di perbatasan magma (solid rocks incorporated into the melt from the surrounding connes) d. Larutan gas (dissolved gases) Dapur Magma (Magma Chamber)
3. 3. Bagaimana magma terbentuk? Magma berasal dari bagian bawah kerak bumi dan sisi atas mantel bumi. Adanya perbedaan suhu, tekanan dan struktur formasi di mantle dan kerak bumi men- gakibatkan magma terbentuk dengan cara yang berbeda-beda. Decompression Melting Kerak Bumi Lantai dasar samudra Lithosperic mantle Plume magma terbentuk dan naik dari kedalaman mantle. Lantai dasar samudra Dekompresi menyebabkan pelelehan magma Lelehan magma dari mantle naik ke permukaan * Decompression melting meliputi pergerakan naiknya mantle padat dari Bumi. Material panas ini naik ke area bertekanan lebih rendah karena proses konveksi. Area bertekanan rendah selalu memiliki titik leleh lebih rendah dari area bertekanan tinggi. Adanya penu- runan tekanan/dekompresi memungkinkan mantle padat meleleh dan membentuk magma. Decompression melting sering terjadi pada zona divergent, dimana lempeng tektonik bergerak saling menjauh. Magma yang mengapung akan naik ke permukaan dan mengeras men- jadi kerak bumi yang baru. Decompression melting juga terjadi di mantle plumes; massa batuan panas yang naik dari inti Bumi bertekanan tinggi ke kerak Bumi bertekanan rendah. Ketika berada di bawah samudra, plumes ini dikenal sebagai hot spots, mendorong magma naik ke lantai dasar samudra. Gundukan vulkanik yang terbentuk dapat terus berkembang menjadi pulau vulkanik bila berlansung terus menerus selama ribuan tahun. Teori pembentukan magma 1
4. 4. Transfer of Heat* Magma juga dapat terbentuk ketika lelehan batuan pijar (magma di lapisan mantle) mengintrusi kerak Bumi yang dingin. Seiring lelehan batuan memadat, maka lelehan batuan ini juga mendingin /suhunya turun saat berada di zona kerak Bumi. Transfer of heat (perpindahan panas) terjadidi zona konvergen, dimana lempeng tektonik saling bertumbukan. Lempeng tektonik yang lebih padat akan menujam ke bawah lempeng tektonik yang lebih ringan. Akibatnya lelehan batuan dibawah dapat naik dan mengin- trusi kerak yang lebih dingin. Proses ini mentransfer panas dan menghasilkan magma. Selama jutaan tahun proses ini berlan- sung, magma di zona subduksi dapat menciptakan rangkaian gunung berapi aktif yang dikenal dengan Volcanic Arc (busur gunung api). Bagaimana magma terbentuk? Panas yang dihasilkan dari magma melelehkan kerak di atasnya. Kerak / Crust Mantle Muncul magma baru akibat panas dari sumber magma di bawah. Magma basaltic terkumpul di dasar kerak (base of crust) 1 2 3 2
5. 5. Volcanic Arc Penambahan CO2 dan H2O, Li, Be, B Kerak Samudra Kerak Benua Mantle Tumbukan antar lempeng Seafloor sediment Titik leleh batuan turun akibat percampuran dengan air dan zat lainnya. 660 km discontinuity H O2 Li Be B CO2 Bagaimana magma terbentuk? Flux Melting* Flux melting terjadi ketika masuknya air dan karbondioksida ke dalam batuan pijar padat (hot solid rock). Penambahan H20 dan CO2 menurunkan titik leleh batuan tersebut. Akibatnya magma terbentuk di lokasi yang berstruktur padat. Seperti proses heat transfer, ux melting juga terjadi di zona subduksi. Prosesnya sebagai berikut : 1. Kerak samudra yang lebih padat dan berat dari kerak benua, menujam ke bawah kerak benua. 2. Penujaman kerak samudra membawa kandungan air dan zat volatil lainnya ke lapisan mantle. 3. Penambahan zat-zat tersebut menurunkan titik leleh batuan di lapisan mantle. 4. Terbentuk magma yang naik ke permukaan. 1 2 3 4 3
6. 6. Penggolongan Magma Diferensiasi Magma *Partial Melting Magma tunggal homogen, menghasilkan bermacam-macam batuan beku dengan komposisi kimia yang berbeda-beda. Mineral yang mengkristal Partial melting dari batuan asal Peleburan magma basaltic dengan magma andesitic Pendinginan menyebabkan mineral mengkristal dan mengendap Magma basaltic Proses dimana dimana mineral yang titik leburnya rendah mencair dalam tubuh batuan akibat kenaikan suhu atau penurunan tekanan, atau keduanya, sedang- kan mineral lainnya tetap padat. Jika cairannya (magma) dipindahkan sebelum komponen parent rock meleleh, komposisi magmanya agak berbeda dari parent rock. Partial melting dipercaya , penting dalam pembentukan magma basaltik dari peridotit pada pusat pemekaran dan pembentukan magma granitik dari kerak basaltik pada zona subduksi. 1
7. 7. Fractional crystallization Kristal-kristal (terbentuk awal) dapat bertahan dengan sempurna (dipertahankan kesetimbangan- nya dengan lelehan asal mereka tumbuh) atau sebagian bereaksi dengan lelehan magma; komposisi lelehan akhir berbeda dengan lelehan semula. Tidak semua mineral mengkristal dalam suhu yang sama - ini yang disebut Fractional Crystallization. Ketika magma mendingin, magma menjadi lebih bersifat felsic. Mineral mac mengkristal duluan dan lebih padat dari lelehan magma sehingga mineral ini mengendap di bawah. Penurunan temperature Peningkatan jumlah silica dalam sisa lelehan magma Olivine Pyroxene Suhu rendah Suhu tinggi Penggolongan Magma suhu menurun, mulai terbentuk kristal mineral 2
8. 8. Sifat-sifat Fisik Magma Viskositas (Viscosity) Viskositas adalah ukuran kekentalan suatu uida yang menunjukkan besar kecilnya gesekan internal uida. Densitas (Density) Densitas adalah ukuran kepekatan zat atau merupakan perbandingan antara massa dan volume zat itu sendiri. Suhu Suhu magma tidak dapat diukur secara lansung, namun menurut hasil penelitian dilaboratoriumdan observasi, suhu magma dapat dibedakan menjadi : Viskositas magma = Shear stress Strain rate Densitas magma = Massa Volume Viskositas bergantung pada : *Komposisi/kandungan kristal *Gelembung gas (H2O) *Temperatur *Tekanan. Viskovitas Tinggi Viskovitas Rendah Tinggi kandungan SiO2 Tinggi kandungan gas Suhu rendah Jenis erupsi eksplosif Magma rhyolitic Rendah kandungan SiO2 Rendah kandungan gas Suhu tinggi Jenis erupsi efusif Magma basaltik VS Masam, magma asam Magsa, magma basa 1000 - 1200 C0 Magma Basaltik 800 - 1000 C0 Magma Andesitik 650 - 800 C0 Magma Rhyolitik
9. 9. merupakan senyawa oksida dalam magma. Jumlahnya sekitar 99% dari seluruh isi magma , sehingga merupakan mayor element, terdiri dari : Komposisi Kimiawi Magma Senyawa-senyawa yang bersifat non volatile (senyawa yang tidak mudah menguap) Kandungan Gas dalam Magma senyawa ini memiliki banyak pengaruh terhadap magma. Terdiri dari : Magma mengandung gas yang larut dalam magma, namun gas-gas ini akan menguap begitu tekanan berkurang. Hal ini bisa dianalogikan seperti botol minuman soda, Begitu tutup botol dibuka, gas akan menguap. Gas ini yang memberikan tenaga eksplosif dalam magma karena sifat volume gas akan menyebar begitu tekanan berkurang. Komposisi gas dalam magma yaitu : Senyawa-senyawa volatile (senyawa yang mudah menguap) merupakan minor element. Terdiri dari : Unsur jejak (trace element) SiO2 Al O32 TiO2Na O2 K O2 Fe O32 P O32 FeO CH4 CO2 CO2 S Cl F H O2 HCl MnO CaO Rb H S2 SO2 Ba LiSr S PbNi Cr *Sebagian besar uap air (H2O) dan sedikit CO2. *Gas dalam jumlah minor; seperti Sulfur, Klorida dan Fluorida.
10. 10. Magma asam memiliki ciri-ciri : * Kandungan silika (SiO2) banyak * Warna terang ,contoh : Granit & Diorit * Bersifat asam * Lebih kental * Sulit membeku * Batuan yang terbentuk dari magma asam memiliki kristal yang perfect dan sempurna karena pendinginan yang lambat Magma basa memiliki ciri-ciri : * Kandungan silika (SiO2) sedikit * Warna gelap ,contoh : Gabro & Basalt * Bersifat basa * Lebih encer * Mudah membeku * Batuan yang terbentuk dari magma asam memiliki kristal yang kecil-kecil bahkan ada yang tidak memiliki kristal karena pendinginan yang cepat Tipe-tipe Magma Magma Basaltik Kandungan SiO2 45-55% Kandungan Fe& Mg tinggi Kandungan Na & K rendah Berdasarkan kandungan SiO (silikat) SiO2 Fe Mg K Na SiO2 Fe Mg K Na 2 Magma Andesitik Kandungan SiO2 55-65% Kandungan Fe,Mg,Ca,Na, & K menengah (intermediet) SiO2SiO2 FeFeMgMg KK NaNaCaCa Kandungan Fe,Mg,Ca rendah Kandungan gas tinggi Kandungan gas menengah Kandungan gas rendah Viskositas (kekentalan) tinggi Viskositas (kekentalan) menengah Viskositas (kekentalan) rendah Magma Rhyolitik Kandungan SiO2 65-75% Kandungan Na, & K tinggi SiO2SiO2 FeFe MgMg KK NaNa CaCa Sifat Magma Asam Sifat Magma Basa granite gabrogabro basalt diorite