tektonik lempeng

Ini adalah tulisan saya sekitar 11 tahun yang lalu sewaktu kuliah S1. Sebenarnya Tektonik Lempeng sudah diajarkan sebagai bahan mata pelajaran Geografi saat SMA, tapi karena dulu format pelajarannya hanya menghafal, jadinya masih merasa nggak menarik. Tapi saya kemudian sangat terkagum saat mengikuti mata kuliah Geologi Dinamis yang diajarkan oleh seorang dosen dengan gamblang dan akhirnya merangkumnya dalam tulisan berikut ini.

—
Tektonik Lempeng
Anggapan lama pernah ada pada abad-abad yang lampau bahwa bumi adalah sesuatu yang rigid atau kaku sementara benua-benua berada pada kedudukannya yang tetap tidak berpindah-pindah. Setelah ditemukannya benua Amerika dan dilakukan pemetaan pantai di Amerika dan Eropa ternyata terdapat kesesuaian morfologi dari pantai-pantai yang dipisahkan oleh Samudera Atlantik (Gambar 1). Hal ini menjadi titik tolak dari konsep-konsep yang menerangkan bahwa benua-benua tidak tetap akan tetapi selalu bergerak. Konsep-konsep ini dibagi menjadi tiga menurut perkembangannya (van Krevelen, 1993):

Gambar 1.
1. Konsep yang menerangkan bahwa terpisahnya benua disebabkan oleh peristiwa yang katastrofik dalam sejarah bumi. Konsep ini dikemukakan oleh Owen dan Snider pada tahun 1857.
2. Konsep apungan benua atau continental drift yang mengemukakan bahwa benua-benua bergerak secara lambat melalui dasar samudera, dikemukakan oleh Alfred Wegener (1912). Akan tetapi teori ini tidak bisa menerangkan adanya dua sabuk gunung api di bumi.
3. Konsep paling mutakhir yang dianut oleh para ilmuwan sekarang yaitu Teori Tektonik Lempeng. Teori ini lahir pada tahun 1960+. Tektonik Lempeng ini dipicu oleh adanya Pemekaran Tengah Samudera (Sea Floor Spreading) dan bermula di Pematang Tengah Samudera (Mid Oceanic Ridge : MOR) yang diajukan oleh Hess (1962).
Pada awalnya ada dua benua besar di bumi ini yaitu Laurasia dan Gondwana kemudian kedua benua ini bersatu sehingga hanya ada satu benua besar (supercontinent) yang disebut Pangaea dan satu samudera luas atau yang disebut Panthalassa (270 jt th yll) (Gambar 2). Dari supercontinent ini kemudian terpecah lagi menjadi Gondwana dan Laurasia (150 jt th yll) dan akhirnya terbagi-bagi menjadi lima benua seperti yang dikenal dan ditempati oleh manusia sekarang.

Gambar 2.
Terpecah-pecahnya benua ini menghasilkan dua sabuk gunung api yaitu Sirkum Pasifik dan Sirkum Mediteranean yang keduanya melewati Indonesia. Mekanisme penyebab terpecahnya benua ini bisa diterangkan oleh Teori Tektonik Lempeng sebagai berikut :
1. Penyebab dari pergerakan benua-benua dimulai oleh adanya arus konveksi (convection current) dari mantle (lapisan di bawah kulit bumi yang berupa lelehan) (Gambar 3). Arah arus ini tidak teratur, bisa dibayangkan seperti pergerakan udara/awan atau pergerakan dari air yang direbus (Gambar 4). Terjadinya arus konveksi terutama disebabkan oleh aktivitas radioaktif yang menimbulkan panas.

Gambar 3.

Gambar 4.
2. Dalam kondisi tertentu dua arah arus yang saling bertemu bisa menghasilkan arus interferensi yang arahnya ke atas. Arus interferensi ini akan menembus kulit bumi yang berada di atasnya. Magma yang menembus ke atas karena adanya arus konveksi ini akan membentuk gugusan pegunungan yang sangat panjang dan bercabang-cabang di bawah permukaan laut yang dapat diikuti sepanjang samudera-samudera yang saling berhubungan di muka bumi. Lajur pegunungan yang berbentuk linear ini disebut dengan MOR (Mid Oceanic Ridge atau Pematang Tengah Samudera) dan merupakan tempat keluarnya material dari mantle ke dasar samudera (Gambar 5). MOR mempunyai ketinggian melebihi 3000 m dari dasar laut dan lebarnya lebih dari 2000 km, atau melebihi ukuran Pegunungan Alpen dan Himalaya yang letaknya di daerah benua. MOR Atlantik (misalnya) membentang dengan arah utara-selatan dari lautan Arktik melalui poros tengah samudera Atlantik ke sebelah barat Benua Afrika dan melingkari benua itu di selatannya menerus ke arah timur ke Samudera Hindia lalu di selatan Benua Australia dan sampai di Samudera Pasifik. Jadi keberadaan MOR mengelilingi seluruh dunia (Gambar 6).

Gambar 5.

Gambar 6.
3. Kerak (kulit) samudera yang baru, terbentuk di pematang-pematang ini karena aliran material dari mantle. Batuan dasar samudera yang baru terbentuk itu lalu menyebar ke arah kedua sisi dari MOR karena desakan dari magma mantle yang terus-menerus dan juga ‘hanyut’ oleh arus mantle. Lambat laun kerak samudera yang terbentuk di pematang itu akan bergerak terus menjauh dari daerah poros pematang dan ‘mengarungi’ samudera. Gejala ini disebut dengan Pemekaran Lantai Samudera (Sea Floor Spreading) (Gambar 7).

Gambar 7.
4. Keberadaan busur kepulauan dan juga busur gunung api serta palung Samudera yang memanjang di tepi-tepi benua merupakan fenomena yang dapat dijelaskan oleh Teori Tektonik Lempeng yaitu dengan adanya proses penunjaman (subduksi) (Gambar 8). Oleh karena peristiwa Sea Floor Spreading maka kerak samudera akan bertemu dengan kerak benua sehingga kerak samudera yang mempunyai densitas lebih besar akan menunjam ke arah bawah kerak benua. Dengan adanya zona penunjaman ini maka akan terbentuk palung pada sepanjang tepi paparan, dan juga akan terbentuk kepulauan sepanjang paparan benua oleh karena proses pengangkatan. Kerak samudera yang menunjam ke bawah ini akan kembali ke mantle dan sebagian mengalami mixing dengan kerak benua membentuk larutan silikat pijar atau magma. (Proses mixing terjadi pada kerak benua sampai 30 km di bawah permukaan bumi). Karena sea floor spreading terus berlangsung maka jumlah magma hasil mixing yang terbentuk akan semakin besar sehingga akan menerobos batuan-batuan di atasnya sampai akhirnya muncul ke permukaan bumi membentuk deretan gunung api.

Gambar 8.
Kondisi Geologi Dinamis Indonesia
Kepulauan Indonesia terbentuk karena proses pengangkatan sebagai akibat dari penunjaman (subduksi). Lempeng (kerak) yang saling berinteraksi adalah Kerak Samudera Pasifik dan Hindia yang bergerak sekitar 2-5 cm per tahun terhadap Kerak Benua Eurasia dan Filipina (Gambar 9). Jadi Indonesia merupakan tempat pertemuan 4 lempeng besar sehingga Indonesia merupakan daerah yang memiliki aktivitas kegempaan yang tertinggi di dunia. Terdapat dua sabuk gunung api yang melewati Indonesia yaitu Sirkum Mediteranean sebagai akibat penunjaman Kerak Samudera Hindia ke dalam Kerak Benua Eurasia, dan Sirkum Pasifik sebagai akibat penunjaman Kerak Samudera Pasifik ke dalam Kerak Benua Eurasia/Filipina (Gambar 6).

Gambar 9.
Dari uraian di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa gunung api selalu bergerak (dalam skala waktu geologi) mengikuti pergerakan benua-benua karena adanya dinamisme mantle bumi (arus konveksi).
—
“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.” (QS. 27:88)
Sumber gambar:
http://pubs.usgs.gov/publications/text/topomap.html
http://pubs.usgs.gov/publications/text/Vigil.html
http://library.thinkquest.org/17457/platetectonics/4.php

SKALA WAKTU GEOLOGI 

Skala waktu geologi digunakan oleh para ahli geologi dan ilmuwan untuk menjelaskan waktu dan hubungan antar peristiwa yang terjadi sepanjang sejarah Bumi.

Bukti-bukti dari penanggalan radiometri menunjukkan bahwa bumi berumur sekitar 4.570 juta tahun. Waktu geologi bumi disusun menjadi beberapa unit menurut peristiwa yang terjadi pada tiap periode. Masing-masing zaman pada skala waktu biasanya ditandai dengan peristiwa besar geologi atau paleontologi, seperti kepunahan massal. Sebagai contoh, batas antara zaman Kapur dan Paleogen didefinisikan dengan peristiwa kepunahan dinosaurus dan baerbagai spesies laut. Periode yang lebih tua, yang tak memiliki peninggalan fosil yang dapat diandalkan perkiraan usianya, didefinisikan dengan umur absolut.

 

Rentang waktu

Rentang waktu kedua dan ketiga masing-masing merupakan subbagian dari garis waktu sebelumnya yang ditandai dengan atau tanda bintang (asterisk). Holosen, (kala terakhir) terlalu kecil untuk dapat terlihat jelas pada garis waktu ini.

 

 

Peristilahan

Dalam bahasa inggris, berturut-turut skala waktu geologi dari yang terbesar adalah eon, era, period, epoch, dan stage. Dalam bahasa indonesia, eon kadang diterjemahkan menjadi masa, period diterjemahkan menjadi periode atau zaman, sedangkan epoch diterjemahkan menjadi kala.

 

Tabel waktu geologi

Tabel berikut memberikan ringkasan peristiwa-peristiwa utama dan karakteristik pada periode waktu yang membentuk skala waktu geologi. Seperti diagram di atas, skala waktu ini didasarkan pada international commission on stratigraphy. Tinggi tiap baris tidak menggambarkan rentang waktu tiap subdivisi waktu.

 

Eon		Era	Periode[1]	Kala/Seri	Peristiwa utama	Mulai, juta tahun yang lalu[2]
Fanerozoikum		Kenozoikum	Neogen [3]	Holosen	Akhir glasiasi dan kebangkitan peradaban manusia.	0.011430 ± 0.00013[4]
				Pleistosen	Berkembangnya dan selanjutnya punahnya banyak mamalia besar (megafauna Pleistosen). Evolusi manusia modern secara anatomis. Awal Zaman Es terkini.	1.806 ± 0.005 *
				Pliosen	Iklim dingin dan kering. Australopitheca; banyak mamalia dan moluska yang saat ini ada mulai muncul. Homo habilis muncul.	5.332 ± 0.005 *
				Miosen	Iklim moderat; Orogeny di belahan utara. Mamalia dan familia burung modern dikenali. Berbagai kuda dan mastodon berkembang. Rumput tumbuh di mana-mana. Kera pertama muncul.	23.03 ± 0.05 *
			Paleogen [3]	Oligosen	Iklim hangat; Evolusi dan diversifikasi pada fauna pesat, terutama mamalia. Evolusi dan penyebaran utama berbagai jenis tumbuhan berbunga modern.	33.9±0.1 *
				Eosen	Mamalia kuno (mis. Creodont, Condylarth, Uintatheriidae, dll) berkembang. Munculnya beberapa keluarga mamalia "modern". Paus primitif terdiversifikasi. Rumput pertama. Ice cap berkembang di Antarktika.	55.8±0.2 *
				Paleosen	Iklim tropis. Tumbuhan modern muncul; Mamalia terdiversikasi menjadi beberapa garis keturunan primitif menyusul kepunahan dinosaurus. Mamalia besar pertama (sampai seukuran beruang atau kuda nil kecil).	65.5±0.3 *
		Mesozoikum	Kapur	Atas/Akhir	Tumbuhan berbunga berkembang, bersama dengan jenis-jenis baru insekta. Ikan bertulang sejati (Teleostei) modern mulai bermunculan. Ammonita, Belemnoidea, Bivalvia rudist, Echinoidea dan Porifera umum ditemukan. Banyak jenis baru dinosaurus (mis. Tyrannosauridae, Titanosauridae, Hadrosauridae, dan Ceratopsidae) berkembang, juga Crocodilia modern; mosasaurus dan hiu modern muncul di laut. Burung primitif perlahan menggantikan pterosaurus. Mamalia monotremata, marsupialia and eutheria bermunculan. Gondwana terpecah.	99.6±0.9 *
				Bawah/Awal		145.5 ± 4.0
			Jura	Atas/Akhir	Gymnospermae (terutama tumbuhan runjung, Bennettitales dan sikas) dan paku-pakuan umum ditemukan. Banyak jenis dinosaurus, seperti sauropoda, carnosaurus, and stegosaurus. Mamalia kecil umum ditemukan. Burung pertama dan hewan melata bersisik (Squamata). Ichthyosaurus dan plesiosaurus berkembang. Bivalvia, ammonita dan Belemnoidea juga banyak dijumpai. Bulu babi sangat umum, juga lili laut, bintang laut, Porifera, Brachiopoda, Terebratulida, dan Rhynchonellida. Terpecahnya Pangaea menjadi Gondwana dan Laurasia.	161.2 ± 4.0
				Tengah		175.6 ± 2.0 *
				Bawah/Awal		199.6 ± 0.6
			Trias	Atas/Akhir	Dinosaurus mendominasi: Archosaurus di daratan, Ichthyosaurus dan Nothosaurus di lautan, dan Pterosaurus di udara. Cynodonta menjadi lebih kecil dan lebih menyerupai mamalia; mamalia dan crocodilia pertama muncul. Dicrodium merupakan flora umum di daratan. Banyak terdapat amfibi Temnospondylus . Ammonita sangat umum. Koral modern dan ikan bertulang sejati (Teleostei) muncul, dan juga banyak insekta.	228.0 ± 2.0
				Tengah		245.0 ± 1.5
				Bawah/Awal		251.0 ± 0.4 *
		Paleozoikum	Perm	Lopingian	Daratan bergabung menjadi superbenua Pangaea, membentuk Pegunungan Appalachia. Akhir tahap glasial Permo-Carboniferous. Reptilia Synapsida (Pelycosaurus dan Therapsida) melimpah, sementara parareptilia dan [Amfibia Temnospondylia masih umum ditemukan. Pada zaman Perm pertengahan, flora zaman Karbon mulai digantikan oleh tumbuhan runjung (tumbuhan berbiji sejati pertama) dan tumbuhan lumut sejati pertama. Kumbang dan serangga bersayap dua berevolusi. Kehidupan laut berkembang di bagian terumbu dangkal yang hangat; Brachiopoda (Productida dan Spiriferida) , Bivalva, Foraminifera, dan amonit Orthocerida melimpah. Kepunahan massal antara Perm dan Trias terjadi 251 juta tahun yang lalu: 95 persen kehidupan di bumi pun, termasuk seluruh trilobita, graptolita, dan Blastoidea.	260.4 ± 0.7 *
				Guadalupian		270.6 ± 0.7 *
				Cisuralian		299.0 ± 0.8 *
			Karbon[5]/ Pennsyl- vanian	Atas/Akhir	Winged insects radiate suddenly; some (esp. Protodonata and Palaeodictyoptera) are quite large. Amphibians common and diverse. First reptiles and coal forests (scale trees, ferns, club trees, giant horsetails, Cordaites, etc.). Highest-ever oxygen levels. Goniatites, brachiopods, bryozoa, bivalves, and corals plentiful in the seas. Testate forams proliferate.	306.5 ± 1.0
				Tengah		311.7 ± 1.1
				Bawah/Awal		318.1 ± 1.3 *
			Karbon[5]/ Missis- sippian	Atas/Akhir	Large primitive trees, first land vertebrates, and amphibious sea-scorpions live amid coal-forming coastal swamps. Lobe-finned rhizodonts are big fresh-water predators. In the oceans, early sharks are common and quite diverse; echinoderms (esp. crinoids and blastoids) abundant. Corals, bryozoa, goniatites and brachiopods (Productida, Spiriferida, etc.) very common. But trilobites and nautiloids decline. Glaciation in East Gondwana.	326.4 ± 1.6
				Tengah		345.3 ± 2.1
				Bawah/Awal		359.2 ± 2.5 *
			Devon	Atas/Akhir	First clubmosses, horsetails and ferns appear, as do the first seed-bearing plants (progymnosperms), first trees (the tree-fern Archaeopteris), and first (wingless) insects. Strophomenid and atrypid brachiopods, rugose and tabulate corals, and crinoids are all abundant in the oceans. Goniatite ammonoids are plentiful, while squid-like coleoids arise. Trilobites and armoured agnaths decline, while jawed fishes (placoderms, lobe-finned and ray-finned fish, and early sharks) rule the seas. First amphibians still aquatic. "Old Red Continent" of Euramerica.	385.3 ± 2.6 *
				Tengah		397.5 ± 2.7 *
				Bawah/Awal		416.0 ± 2.8 *
			Silur	Pridoli	First vascular plants (the whisk ferns and their relatives), first millipedes and arthropleurids on land. First jawed fishes, as well as many armoured jawless fish, populate the seas. Sea-scorpions reach large size. Tabulate and rugose corals, brachiopods (Pentamerida, Rhynchonellida, etc.), and crinoids all abundant. Trilobites and mollusks diverse; graptolites not as varied.	418.7 ± 2.7 *
				Atas/Akhir (Ludlow)		422.9 ± 2.5 *
				Wenlock		428.2 ± 2.3 *
				Bawah/Awal (Llandovery)		443.7 ± 1.5 *
			Ordovisium	Atas/Akhir	Invertebrates diversify into many new types (e.g., long straight-shelled cephalopods). Early corals, articulate brachiopods (Orthida, Strophomenida, etc.), bivalves, nautiloids, trilobites, ostracods, bryozoa, many types of echinoderms (crinoids, cystoids, starfish, etc.), branched graptolites, and other taxa all common. Conodonts (early planktonic vertebrates) appear. First green plants and fungi on land. Ice age at end of period.	460.9 ± 1.6 *
				Tengah		471.8 ± 1.6
				Bawah/Awal		488.3 ± 1.7 *
			Kambrium	Atas/Akhir (Furongian)	Major diversification of life in the Kambrium Explosion. Many fossils; most modern animal phyla appear. First chordates appear, along with a number of extinct, problematic phyla. Reef-building Archaeocyatha abundant; then vanish. Trilobites, priapulid worms, sponges, inarticulate brachiopods (unhinged lampshells), and many other animals numerous. Anomalocarids are giant predators, while many Ediacaran fauna die out. Prokaryotes, protists (e.g., forams), fungi and algae continue to present day. Gondwana emerges.	501.0 ± 2.0 *
				Tengah		513.0 ± 2.0
				Bawah/Awal		542.0 ± 0.3 *
Prakam- brium [6]	Protero- zoikum [7]	Neoprotero- zoikum	Ediacaran	Good fossils of multi-celled animals. Ediacaran fauna (or Vendobionta) flourish worldwide in seas. Trace fossils of worm-like Trichophycus, etc. First sponges and trilobitomorphs. Enigmatic forms include oval-shaped Dickinsonia, frond-shaped Charniodiscus, and many soft-jellied creatures.		630 +5/-30 *
			Cryogenian	Possible "snowball Earth" period. Fossils still rare. Rodinia landmass begins to break up.		850 [8]
			Tonian	Rodinia supercontinent persists. Trace fossils of simple multi-celled eukaryotes. First radiation of dinoflagellate-like acritarchs.		1000 [8]
		Mesoprotero- zoikum	Stenian	Narrow highly metamorphic belts due to orogeny as supercontinent Rodinia is formed.		1200 [8]
			Ectasian	Platform covers continue to expand. Green algae colonies in the seas.		1400 [8]
			Calymmian	Platform covers expand.		1600 [8]
		Paleoprotero- zoikum	Statherian	First complex single-celled life: protists with nuclei. Columbia is the primordial supercontinent.		1800 [8]
			Orosirian	The atmosphere became oxygenic. Vredefort and Sudbury Basin asteroid impacts. Much orogeny.		2050 [8]
			Rhyacian	Bushveld Formation occurs. Huronian glaciation.		2300 [8]
			Siderian	Oxygen Catastrophe: banded iron formations result.		2500 [8]
	Arkean [7]	Neoarkean	Stabilization of most modern cratons; possible mantle overturn event.			2800 [8]
		Mesoarkean	First stromatolites (probably colonial cyanobacteria). Oldest macrofossils.			3200 [8]
		Paleoarkean	First known oxygen-producing bacteria. Oldest definitive microfossils.			3600 [8]
		Eoarkean	Simple single-celled life (probably bacteria and perhaps archaea). Oldest probable microfossils.			3800
	Hadean [7][9]	Pembentukan bumi (4570 jtl). Zircon, mineral tertua yang diketahui (4400 jtl).				c.4570