TUGAS GEOLOGI STRUKTUR

Siklus Wilson, Pegunungan Himalaya, Gempa Nepal

Disusun oleh :

ASMORO PRIBADI DEWO

F1D213020

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

JURUSAN TEKNIK KEBUMIAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS JAMBI

2015

1. Wilson Cycle

Gambar 1. Diagram Siklus Wilson mengenai pembukaan dan penutupan cekungan samudera. Permukaan samudera tidak diperlihatkan

Siklus Wilson (Gambar 1) merupakan suatu siklus yang menggambarkan interaksi antar lempeng mulai dari pemekaran suatu lempeng sampai pada tahap kolisi yang menyebabkan lempeng yang terpisah karena pemekaran tersebut bergabung lagi.

Berikut ini merupakan tahapan - tahapan dalam siklus Wilson. Tahap 1 : continental rifting dimulai, membentuk rift valley yang merupakan embrio samudra. Tahap 2 : Tahap awal; terbentuk teluk sempit. Tahap 3 : Tahap akhir, samudra luas dengan passive continental margin di kedua sisi. Tahap 4a : Penutupan samudra dimulai dengan pembentukan batas subduksi baru pada lempeng samudra. Tahap 4b : terbentuk busur kepulauan gunungapi di dekat batas subduksi. Tahap 5 : Konvergensi busur kepulauan. Batas subduksi baru di dekat batas benua mengakibatkan busur kepulauan gunungapi bertumbukan dengan benua. Tahap 6 : Konvergensi benua-benua menghasilkan pegunungan.

2. Cerita Pembentukan Pegunungan Himalaya

Pegunungan Himalaya, yang membentang sekitar 2.900 kilometer antara India, Pakistan, China, dan Nepal, adalah pegunungan tertinggi di dunia. Selain Gunung Everest, gunung tertinggi di dunia dengan ketinggian puncak 8.848 meter, pegunungan ini juga memiliki beberapa puncak gunung lainnya dengan ketinggian lebih dari 8.000 meter. Ini adalah satu-satunya pegunungan yang memiliki gunung-gunung dengan tinggi lebih dari 8.000 meter; peringkat kedua adalah pegunungan di Amerika Selatan, yang puncak tertingginya sekitar 6.962 meter.

\

Gambar-1: Peta Geografis Himalaya

Lebih dari 250 juta tahun yang lalu, India, Afrika, Australia dan Amerika Selatan berada dalam satu kesatuan sebagai sebuah benua yang disebut Pangea. Beberapa juta tahun setelahnya, benua raksasa ini mulai pecah, dan pada akhirnya membentuk benua-benua yang kita kenal saat ini.Pangeaterpecah dan sisi-sisi dari benua yang lama menjadi zona tabrakan antar benua-benua yang baru. Afrika, Amerika Selatan, dan Antartika mulai terbentuk.

Gunung Everest terbentuk sekitar 60 juta tahun yang lalu akibat gerakan India ke arah Utara dan menabrak Benua EuroAsia. India bergerak menyeberangi equator dengan kecepatan 15 cm/tahun, dimana pada saat yang bersamaan lautan bernama Tethys yang memisahkan bagian-bagian benua Pangea berangsur-angsur menghilang. Lautan Tethys ini tidak ada lagi di masa sekarang, akan tetapi sedimen batuan yang ada di dasar lautnya dan penyelidikan gunung yang terletak di sisi lautan telah memberikan bukti yang sangat jelas mengenai keberadaanya dahulu kala.

Gambar-2: Proses Pergerakan Lempeng India ke Arah Utara dan menabrak Benua Euro Asia.

Bukti keberadaan Tethys terlihat pada sebuah daerah yang jauhnya lima puluh kilometer di utara Lhasa (ibu kota Tibet). Ilmuwan telah menemukan lapisan batu pasir merah muda yang mengandung butiran mineral magnetit yang telah merekam arah magnet bumi. Batu pasir ini mengandung fosil tumbuhan dan binatang yang terkubur di daerah ini ketika Lautan Tethys secara periodik membanjiri daerah tersebut.

Studi fosil tersebut tidak hanya memberikan informasi umur geologi akan tetapi juga memberi informasi lingkungan dan iklim dimana mereka terbentuk. Sebagai contoh, studi ini memberi informasi bahwa fosil tersebut dahulunya hidup pada sebuah lingkungan sejuk dan basah. Waktunya setelah dilacak sekitar 150 juta tahun lalu. Itu berarti dataran Tibet pada masa itu dekat dengan ekuator. Iklim Tibet saat ini lebih kering dan gersang. Perubahan ini terjadi karena naiknya dataran dan telah bergesernya dataran tersebut sekitar 2000 km dari ekuator. Fosil tersebut telah menunjukkan perubahan iklim yang terjadi di daerah Tibet akibat pergerakan lempeng pada masa 100 juta tahun ini.

Untuk memahami mekanisme tabrakan yang luar biasa antara India dan Asia kita harus terlebih dahulu melihat ke bawah permukaan bumi. Benua-benua ditopang oleh lempeng-lempeng tektonik bumi seperti orang-orang di atas eskalator. Ada sekitar tujuh lempeng raksasa dan beberapa lempeng kecil yang bergerak di atas permukaan bumi.

Di masa lalu jumlah lempeng-lempeng ini mungkin saja lebih banyak atau mungkin lebih sedikit. Saat ini lempeng-lempeng ini terus bergerak, saling tabrak, dan saling menjauhi satu sama lain dengan kecepatan 1-20 cm/tahun. Gerakan ini diakibatkan oleh panas yang berasal dari kedalaman interior bumi yang energinya hanya bisa terlepas melalui sebuah proses konveksi. Konveksi adalah sebuah proses yang mengakibatkan gas cair panas yang tidak padat mengalir naik ke atas dan menjadi dingin dan padat sehingga kemudian bergerak turun lagi.

Bisa dikatakan bahwa benua terbentuk dan merupakan akumulasi dari butiran-butiran batuan yang berada di atas lempeng tektonik. Benua seperti buih bumi, yang mengandung mineral ringan seperti kuarsa yang tidak tenggelam ke dalam mantel padat bumi.

Tidak kurang selama 80 juta tahun, lempeng laut India terus-menerus menabrak Asia bagian selatan, termasuk Tibet. Dasar laut lempeng India yang berat berfungsi sebagai angkur raksasa, menujam dengan cepat ke dalam mantel bumi yaitu ke bawah lempeng Asia dan menarik lempeng benua India ke arah Utara yaitu ke arah Tibet.

Gambar-3: Proses Tabrakan India dengan Asia yang Mengangkat Dataran Tinggi Tibet

Ketika lempeng bertubrukan, dasar lautan yang tenggelam melahirkan pegunungan di selatan Tibet. Friksi dan tekanan yang besar mengakibatkan bebatuan yang ada di atas lempeng yang menujam melebur. Lebih kurang 25 juta tahun yang lalu lautan yang ada di antara dua lempeng yang bertabrakan semakin mengecil dan benar-benar hilang akibat benua India terus menekan dan menekan sedimen di atas dasar lautan. Dikarenakan sedimen adalah sedimen ringan, alih-alih ikut tenggelam dengan lempeng India, sedimen tersebut menekuk menjadi rangkaian pegunungan, yakni Pegunungan Himalaya.

Sepuluh juta tahun yang lalu akhirnya kedua lempeng atau kerak benua akhirnya bertubrukan secara langsung. Dikarenakan Benua India secara dominan terbentuk dari batuan kuarsa ringan, maka penujaman ke bawah mengikuti lempeng India tidak bisa terjadi lagi. Akhirnya pengangkuran yang mengakibatkan penujaman retak. Kemungkinannya, lempeng India yang menujam sudah jatuh dan terbenam ke dalam mantel bumi.

Walau kita tidak mengerti seluruhnya mekanisme apa yang terjadi di masa depan, hal yang sangat jelas adalah India mulai bergerak horizontal seperti pasak raksasa di bawah Tibet yang mendorong Tibet naik ke atas. Tibet, di saat bersamaan berperan seperti blok batu raksasa yang menahan Himalaya bergerak ke arah Utara.

Pada masa 5-10 juta tahun ke depan, lempeng India akan terus bergerak dengan kecepatan yang tetap. India akan menerobos dataran Tibet hingga 180 km pada masa 10 juta tahun tersebut. Angka ini hampir sama dengan lebar Negara Nepal yang bertetangga dengan India. Karena perbatasan Nepal di satu sisi berada pada puncak-puncak gunung yang berada di dataran Tibet, dan satu sisi lagi berada di dataran India, maka secara teknis 10 juta tahun yang akan datang, Nepal akan terus mengecil dan menjadi pada akhirnya akan hilang! Akan tetapi rangkaian Pegunungan Himalaya akan tetap ada.

Bentuk Pegunungan Himalaya tampaknya akan akan memiliki profil yang sama dengan saat ini. Pegunungan yang tinggi di sebelah Utara dan pegunungan kecil di Selatan. Himalaya akan terus berjalan di atas lempeng India, dan dataran tinggi Tibet akan terus bertumbuh. Bukti hal ini terlihat dari kandungan sedimen di sepanjang dataran Gangga. Biasanya bongkahan batuan besar akan kelihatan terlebih dahulu dan diikuti kerikil, dan jika terus ke selatan, butiran pasir dan akhirnya lumpur halus akan kelihatan.

Hal ini akan kelihatan jika kita berjalan dari akhir perbukitan Himalaya ke arah selatan sejauh 100 km. Rekaman sejarah geologis memang tidak terlihat karena tertanam di bawah sedimen yang ada saat ini. Akan tetapi jika dilakukan pemboran di dataran Gangga, maka batuan kasar akan terlihat lebih dahulu, diikuti kerikil dan lumpur di bawahnya. Itu merupakan bukti bahwa Himalaya terus masuk ke wilayah india.

3. Gempa Nepal

Gempa Bumi Nepal 25 April 2015 terjadi sangat kuat dan meluluhlantahkan semua bangunan dan perumahan masyarakat Nepal. Gempa bumi ini oleh USGS dicatat terjadi di episenter 28.147 LU dan84.708 BTdengan kedalaman 10-15 Km dengan kekuatan gempa bumi 7,9 Mw (momen magnitude). Kawasan Nepal dan sekitar sangat menarik secara tektonik karena disanalah terdapat gunung yang awal di dasar laut tiba-tiba menjulang menjadi gunung tertinggi di dunia akibat gaya tektonik tersebut. Gempa Nepal 2015 ini menjadi bukti pelepasan energi tektonik ini dalam bentuk pergeseran kerak bumi dalam bentuk gempa bumi.

Bumi tempat kita tinggal sekarang ini terdiri dari beberapa lempeng-lempeng dan masing-masing lempeng saling bergerak satu sama lainnya. Dasar pemikiran tektonik lempeng bermula atas kecurigaan Sir Francis Bacon yang memperhatikan adanya kesamaan bentuk garis pantai timur Amerika Selatan dengan Afrika Barat. Pada tahun 1855, Antonia Snider-Pellegrini membuat sebuah sketsa dan berhasil memperlihatkan bahwa kedua benua tersebut pada awalnya bersatu.

Pada tahun 1912, Alfred Wegener seorang ahli Meteorologi dan Fisika Jerman melontarkan konsep Pengapungan Benua (Continental Drift) dalam monografinyaThe Origin of Continent and Oceansyang nantinya menjadi konsep dasar Teori Tektonik Lempeng. Pada masa itu, beberapa ilmuan menerima konsep Afred Wegener namun lebih banyak yang mencemoohkannya. Masyarakat pada masa itu belum bisa menerima pemikiran suatu massa benua yang besar dapat terapung di atas bumi yang padat. Untuk mendukung konsepnya tersebut, Afred Wegener terus mengumpulkan bukti-bukti diantaranya kesamaan garis pantai antara satu benua dengan lainnya, kesamaan fosil yang ditemukan, kesamaan struktur dan jenis batuan. Sampai Afred Wegener meninggal pada tahun 1930, banyak orang masih meragukan konsep yang dia tawarkan.

Gambar 1. Pergerakan lempeng sejak 200 juta tahun lalu (Sumber: Introduction to Physical Geology karya Thompson & Turk)

30 tahun setelah Afred Wegener meninggal, yaitu pada tahun 1960-an, mulai banyak sekali terkumpul berbagai macam data yang memperlihatkan bahwa benua-benua tersebut benar-benar terpisah dan mulai saat itu berkembanglah Teori Tektonik Lempeng. Sampai dengan saat ini, banyak sekali penelitian yang dilakukan untuk mengamati pergerakan lempeng tersebut sehingga dari pergerakan yang ada sekarang bisa dirunut ke belakang seperti apa peta bumi pada awal mulanya.Dalam teori Tektonik lempeng dikatakan bahwa lempeng bumi saling bergerak satu sama lain secara saling menjauh (divergen), saling mendekat (konvergen) dan saling berpapasan. Penyebab pergerakan lempeng ini bisa karena ada arus konveksi di lapisan Astenosfer, ada kawasan divergen/pemekaran samudra, dan karena pengaruh gaya gravitas lempeng atau Slab Pull. Pada gambar 1 di atas dapat dilihat proses pergerakan lempeng dimana ada lempeng-lempeng yang saling menjauh, saling mendekat dan saling berpapasan.

Untuk pergerakan lempeng yang saling menjauh dapat dilihat pada gambar di atas antara lempeng Amerika Selatan dan Utara dengan Lempeng Afrika, antara Afrika dengan Antartika, antara Antartika dengan Australia dan lainnya. Pergerakan lempeng saling mendekat bisa dilihat antara lempeng Autralia dengan Eurasia, India dengan Eurasia, dan lainnya. Sedangkan pergerakan lempeng saling berpapasan antara lempeng India dengan Afrika, lempeng India dengan Australia dan lainnya.

Pada gambar 1 di atas, lempeng India diberi warna agak sedikit berbeda dengan yang lain. Hal ini dikarenakan ada proses yang unik yang terjadi antara lempeng India dengan Lempeng Eurasia. Sekitar 200 juta tahun yang lalu, lempeng India berada di bagian bumi selatan dengan dekat dengan lempeng Antartika, seiring berjalannya waktu Lempeng India terus menuju ke utara sampai akhirnya bertumbukan dengan lempeng Eurasia dan membentuk pergunungan Himalaya.

Gambar 2. Penampang melintang yang menunjukkan pergerakan lempeng India (kiri) menabrak lempeng Lempeng Eurasia (kanan). (a) Pergerakan 120 Juta tahun lalu. (b) Pergerakan 80 Juta tahun lalu. (c) Pergerakan 40 juta tahun lalu. (d) kondisi sekarang dimana banyak terdapat Patahan Naik (thrust faulting). (Sumber: Buku Introduction to Physical Geology karya Thompson & Turk hal: 214)

Secara tektonik kawasan negara Nepal, Bhutan, India, dan Tibet berada pada zona tumbukan antara lempeng benua dengan lempeng benua. Lempeng benua memiliki densitas batuan lebih rendah dibandingkan dengan lempeng samudra. Apabila lempeng benua bertumbukan dengan lempeng samudra makalempeng samudra akan menunjam ke bawah karena pengaruh gravitasi sehingga terbentuklah zona subduksi seperti di negara kita. Apa yang terjadi di Nepal berbeda dengan di tempat kita, tumbukan antara lempeng benua India dengan Lempeng benua Eurasia yang memiliki nilai densitas yang sama dan tidak ada yang mau mengalah dan saling naik ke atassehingga petumbukan kedua lempeng ini membentuk pergunungaan Himalaya.

Proses pembentukan pergunungan Himalaya yang menjadi gunung tertinggi di dunia tersebut terbentuk akibat tumbukan antara lempeng benua dengan benua, dimana prosesnya dapat dilihat pada gambar 2 di atas yang bersumber daribukuIntroduction to Physical Geologykarya Thompson & Turk hal: 214. Pada gambar (a), pembaca bisa melihat lempeng India (warna abu-abu kiri) dan di antara lempeng benua India dengan Eurasia pada 120 juta tahun lalu masih terdapat lempeng samudra (warna hitam kebiruan) dan lempeng Eurasia (benua) sendiri yang pada gambar diberi tandalokasi Tibet. (abu-abu kanan). Gambar (b) menunjukkan lempeng India mulai bergerak dan ada lempeng samudra mulai menunjam ke bawah (subduksi). Proses subduksi ini bisa terjadi karena lempeng samudra memiliki densitas yang sangat tinggi atau terbentuk dari batuan beku basalt, ini terjadi sekitar 80 juta tahun lalu. Sekitar 40 juta tahun lalu sebagaimana ditunjukkan oleh gambar (c), lempeng benua India dan lempeng benua Eurasia sudah mulai bertumbruk. Pertumbukan tersebut terus terjadi dan tidak yang mau mengalah karena memiliki densitas yang hampir sama sehingga terbentuklah pergunungan Himalaya seperti ditunjukkan oleh gambar (d). Patahan naik atauthrust faultingterbentuk di antara berbatuan pergunungan Himalaya sebagai respon batuan atas gaya tektonik ini. Patahan-patahan naik inilah yang akan menjadi sumber gempa di sekitar kawasan tersebut. Patahan-patahan naik sangat dekat dengan permukaan sehingga gempa hari ini 25 April 2015 bisa sangat dangkal dan memiliki efek merusak yang tinggi. USGS sendiri mencatat dan membuat mekanisme fokal untuk gempa ini dan berkesimpulan bahwapenyebab gempa Nepal ini adalah patahan naik dengan kedalaman 10-15 km.

Daftar Bacaan

https://faisalsiddiq.files.wordpress.com/2013/05/terbentuknya-cekungan-samudra-dan-asal-mula-air-di-bumi.pdf

http://www.pbs.org/wgbh/nova/everest/earth/birth.html

http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/himalaya.html

http://www.kembangpete.com/2014/10/28/bagaimana-pegunungan-himalaya-terbentuk/

http://www.ibnurusydy.com/mengapa-gempa-nepal-25-april-2015-terjadi/

http://geologi.unsyiah.ac.id/ibnu/gempa-nepal-2015-yuk-lihat-tatanan-tektoniknya/