Tektonik Lempeng

     Teori Tektonik Lempeng (bahasa Inggris: Plate Tectonics) adalah teori dalam bidang geologi yang dikembangkan untuk memberi penjelasan terhadap adanya bukti-bukti pergerakan skala besar yang dilakukan oleh litosfer bumi. Teori ini telah mencakup dan juga menggantikan Teori Continental Drift yang lebih dahulu dikemukakan pada paruh pertama abad ke-20 dan konsep seafloor spreading yang dikembangkan pada tahun 1960-an.

                                              Gambar 1. Bagian-BagianLapisan Bumi

     Bagian terluar dari interior bumi terbentuk dari dua lapisan. Di bagian atas terdapat litosfer yang terdiri atas kerak dan bagian teratas mantel bumi yang kaku dan padat. Di bawah lapisan litosfer terdapat astenosfer yang berbentuk padat tetapi bisa mengalir seperti cairan dengan sangat lambat dan dalam skala waktu geologis yang sangat lama karena viskositas dan kekuatan geser (shear strength) yang rendah. Lebih dalam lagi, bagian mantel di bawah astenosfer sifatnya menjadi lebih kaku lagi. Penyebabnya bukanlah suhu yang lebih dingin, melainkan tekanan yang tinggi.

     Lapisan litosfer dibagi menjadi lempeng-lempeng tektonik (tectonic plates). Di bumi, terdapat tujuh lempeng utama dan banyak lempeng-lempeng yang lebih kecil. Lempeng-lempeng litosfer ini menumpang di atas astenosfer. Mereka bergerak relatif satu dengan yang lainnya di batas-batas lempeng, baik divergen (menjauh), konvergen (bertumbukan), ataupun transform (menyamping). Gempa bumi, aktivitas vulkanik, pembentukan gunung, dan pembentukan palung samudera semuanya umumnya terjadi di daerah sepanjang batas lempeng. Pergerakan lateral lempeng lazimnya berkecepatan 50-100 mm/a

     Tektonik lempeng telah terbukti menjadi sangat penting dalam ilmu kebumian sama halnya ketika diketahuinya struktur atom didalam ilmu fisika dan ilmu kimia atau teori evolusi dalam ilmu biologi. Teori tektonik lempeng saat ini secara luas sudah diterima oleh komunitas ilmuwan, namun demikian beberapa aspek dari teori ini masih menjadi perdebatan sampai hari ini. Ironisnya, satu pertanyaan paling utama yang gagal dijelaskan oleh Wagener dan masih tersisa adalah pertanyaan tentang asal gaya yang dapat menggerakan lempeng-lempeng bumi yang sangat besar itu ? Banyak para ilmuwan juga berdebat tentang bagaimana tektonik lempeng bekerja pada awal dari sejarah Bumi serta proses proses yang selalu bekerja pada planit-planit yang ada pada sistem tata surya kita. T

     Teori tektonik lempeng pada dasarnya adalah suatu teori yang menjelaskan mengenai sifat-sifat bumi yang mobil/dinamis yang disebabkan oleh gaya yang berasal dari dalam bumi. Konsep dari tektonik lempeng adalah bahwasanya lapisan kerak Bumi (litosfir) terpecah-pecah dalam 13 lempeng besar dan beberapa lempeng kecil.

Batas Lempeng 

1. Batas transform (transform boundaries) terjadi jika lempeng bergerak dan mengalami gesekan satu sama lain secara menyamping di sepanjang sesar transform (transform fault). Gerakan relatif kedua lempeng bisa sinistral (ke kiri di sisi yang berlawanan dengan pengamat) ataupun dekstral (ke kanan di sisi yang berlawanan dengan pengamat). Contoh sesar jenis ini adalah Sesar San Andreas di California.

1. Batas divergen/konstruktif (divergent/constructive boundaries) terjadi ketika dua lempeng bergerak menjauh satu sama lain. Mid-oceanic ridge dan zona retakan (rifting) yang aktif adalah contoh batas divergen

1. Batas konvergen/destruktif (convergent/destructive boundaries) terjadi jika dua lempeng bergesekan mendekati satu sama lain sehingga membentuk zona subduksi jika salah satu lempeng bergerak di bawah yang lain, atau tabrakan benua (continental collision) jika kedua lempeng mengandung kerak benua. Palung laut yang dalam biasanya berada di zona subduksi, di mana potongan lempeng yang terhunjam mengandung banyak bersifat hidrat (mengandung air), sehingga kandungan air ini dilepaskan saat pemanasan terjadi bercampur dengan mantel dan menyebabkan pencairan sehingga menyebabkan aktivitas vulkanik. Contoh kasus ini dapat kita lihat di Pegunungan Andes di Amerika Selatan dan busur pulau Jepang (Japanese island arc).

    

   Gambar 2. Batas-batas tektonik lempeng

   
   

   PROSES TEKTONIK LEMPENG

   
   

   Convection Mantle

   Mantel memanas akibat peluruhan radioaktif dan akibat pemanasan dari bawah oleh inti Bumi. Walaupun mantel terdiri batuan padat (kecuali bagian kecil di mana mantel meleleh di astenosfer) tapi mantel sangat panas dan selama waktu geologi mengalir lambat. Batuan panas naik dari kedalaman mantel menuju litosfer, bagian yang dingin masuk ke dalam mantel.  

   
   

   Gravitational Sliding

   Gravitasi dapat menyebabkan lempeng tergelincir jauh dari pusat zona pemekaran beberapa centimeter per tahun, seperti kereta luncur yang meluncur menuruni bukit salju.

   
   

   Mantle Plumes

   Mantle plumes adalah kolom panas yang naik dari dalam mantel. Proses ini terjadi karena batuan pada beberapa bagian di mantel lebih panas dan lebih ringan dari bagian sekitarnya di mantel. Sumber panas yang menyebabkan mantel plume bisa jadi berasal dari inti bumi atau peluruhan radioaktif di dalam mantel. Kuantitas magma dalam jumlah banyak yang membentuk  mantel plume dan naik ke permukaan Bumi pada lokasi gunungapi disebut hot spot. Karena mantel plume berasal dari dalam mantel, erupsi gunungapi hot spot biasanya terjadi di bagian dalam/tengah lempeng tektonik, jauh dari batas lempeng.

       
   

   Teori Apungan Benua

   Sudah sejak lama para ahli kebumian mengetahui bahwa daratan-daratan yang ada di muka bumi ini sebenarnya tidaklah tetap di tempatnya, tetapi secara berlahan daratan-daratan tersebut bermigrasi di sepanjang bola bumi. Terpisahnya bagian daratan dari asalnya dapat membentuk suatu lautan yang baru dan dapat juga berakibat pada terjadinya proses daur ulang lantai samudera kedalam interior bumi. Sifat mobilitas kerak bumi ditandai dengan adanya gempa bumi, aktivitas gunung api dan pembentukan pegunungan (orogenesa). Berdasarkan ilmu pengetahuan kebumian, teori yang menjelaskan mengenai bumi yang dinamis (mobil) dikenal dengan teori Tektonik Lempeng.

   
   
   

   Hipotesa Pengapungan Benua (Continental Drift)

   
   

   Revolusi dalam ilmu pengetahuan kebumian sudah dimulai sejak awal abad ke 19, yaitu ketika munculnya suatu pemikiran yang bersifat radikal pada kala itu dengan mengajukan hipotesa tentang benua-benua yang bersifat mobil yang ada di permukaan bumi. Sebenarnya teori tektonik lempeng sudah muncul ketika gagasan mengenai hipotesa Pengapungan Benua (Continental Drift) diperkenalkan pertama kalinya oleh Alfred Wegener (1915) dalam bukunya “The Origins of Oceans and Continents”.

   
   Pada hakekatnya hipotesa pengapungan benua adalah suatu hipotesa yang menganggap bahwa benua-benua yang ada saat ini dahulunya bersatu yang dikenal sebagai super-kontinen yang bernama Pangaea. Super-kontinen Pangea ini diduga terbentuk pada 200 juta tahun yang lalu yang kemudian terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang kemudian bermigrasi (drifted) ke posisi seperti saat ini.

   Teori Dari Para Ahli

   Teori Kontraksi oleh Descartes
   Ia mengemukakan teori kontraksi yang kemudian diteruskan oleh Suess. Menurut Rene Descartes (1696-1650), bumi kita makin menyusut dan mengkerut karena pendinginan. Karena itu, terjadilah gunung-gunung dan lembah-lembah. Teori ini mendapat dukungan para ahli geologi.

   Teori Kontraksi oleh Edward Suess
   Edward Suess (1831-1914) melanjutkan teori Descartes. Akan tetapi, Suess menyatakan bahwa persamaan geologi yang terdapat di Amerika Selatan, India, Australia, dan Antartika disebabkan oleh bersatunya daratan-daratan itu pada awal mulanya yang merupakan satu benua dan disebut Benua Gondwana. Benua yang besar itu sekarang tinggal sisa-sisanya saja, karena bagian lain sudah tenggelam di bawah permukaan laut.

   Teori Lauransia-Godwana

   Teori ini dikemukakan oleh Edward zuess (1884) dan Frank S. Taylor (1910). Teori ini menyatakan bahwa pada mulanya Laurentia (Laurasia) dan Gondwana. Kedua benua tersebut kemudian bergerak secara perlahan kea rah ekuantor sehingga terpecah–specah membentuk benua-benua seperti sekarang. Amerika Selatan, Afrika, dan Australia dahulu menyatu dengan benua Gondwanaland, sedangkan benua-benua lain menyatu dalam Laurasia.

   Fenomena yang memperkuat teori ini antara lain bahwa persamaan geologi yang terdapat di Amerika Selatan, India, Australia dan Antartika di sebabkan oleh bersatunya daratan-daratan itu. Pada awalnya daratan-daratan tersebut merupakan satu bebua, yaitu benua Gondwana. Benua itu sekarang tinggal sisa-sisanya saja karena daratan yang lain sudah tenggelam di bawah permukaan laut.

   Teori Lempeng Tektonik
   Beberapa tahun setelah A.L. Wegener mengajukan teorinya, pada tahun 1968 dikemukakan sebuah teori yang lebih memuaskan yaitu “teori tektonik lempeng”. Teori ini menyatakan bahwa bagian luar Bumi yaitu bagian Lithosfer, terdapat sekitar 20 segmen yang padat yang disebut lempeng. Dari semua itu lempeng terbesar adalah Lempeng Pasifik yang menempati sebagian besar Samudera Pasifik.

   Ada 7 (tujuh) lempeng-lempeng di permukaan Bumi yang dikategorikan lempeng besar/utama yaitu : Lempeng Afrika, Lempeng Amerika Utara, Lempeng Amerika Selatan, Lempeng Pasifik, Lempeng Eurasia, Lempeng Indo-Australia, dan Lempeng Antartika. Disamping tu terdapat lempeng yang kecil seperti Lempeng Filipina, Lempeng Arabia, Lempeng Nazca dan Lempeng Scotia.

   Salah satu prinsip utama Teori Tektonik Lempeng bahwa setiap lempeng bergerak-gerak sebagai satu unit terhadap unit lain (Cut Meurah, h. 58). Ada tiga tipe batas-batas lempeng yang masing-masing dibedakan dari jenis pergerakannya, yaitu :

   1. Zone Divergen yaitu lempeng-lempeng bergerak saling menjauh yang menyebabkan naiknya material dari mantel Bumi dan membentuk lantai samudera yang luas. Pada zone ini terbentuk kerak Bumi baru sehingga disebut zona konstruktif. Hal ini ditandai dengan adanya punggung tengah samudera. Sepanjang punggung ini terdapat lembah besar dan curam yang dinamakan retak tengah samudera. Gempa bumi yang terjadi pada sesar transform dan bersifat dangkal sesuai dengan ketebalan lempeng tempat itu.

   2. Konvergen yaitu lempeng-lempeng bergerak saling mendekati yang menyebabkan salah satu dari lempeng tersebut masuk ke dalam mantel Bumi dan berada di bawah lempeng lainnya. Pada zone ini terjadi penghancur lempeng. Apabila terjadi tabrakan antara dua lempeng atau lebih, salah satu lempengnya menunjam (masuk) di bawah lempeng lainnya, dan lempeng yang lebih berat masuk di bawah lempeng yang lebih ringan. Daerah pertemuan ini merupakan pusat gempa.

   Teori konveksi

   Teori konveksi mengemukakan bahwa terjadi lirankonveksi kearah vertical di dalam lapisan astenosfer yang agak kental.Aliran tersebut berpengaruh sampai ke kerak bumi yang ada di atasnya.Aliran konveksi yang merambat ke permukaan bumi menyebabkan batuan kerak bumi menjadi lunak. Gerak aliran dan dalam bumi mengakibatkan permukaan bumi tidak rata. Fenomena yang mendukung teori ini adalah adanya lava yang mengalir di puncak mid aceanic ridge. Lava ini mengalir terus dan kemudian tersebar ke kedua sisi dan membeku, kemudian membentuk kerak bumi baru. Pengukit teori ini adalah Harry H. Hess.

   Teori Pergeseran Dasar Laut

   Teori ini dikemukakan oleh Robert Diesz. Ia mengembangkan teori konveksinya Hess. Berdasarkan penelitian yang ia lakukan ditemukan bukti-bukti baru tentang terjadinya pergeseran dasar laut dan arah punggung laut kedua sisinya. Fenomena yang mendukung teori ini adalah semakin jauh dan punggung dasar laut, unsure sedimen semakin tua. Contoh: Mid Atlantic Ridge, East Pacific ridge, Atlantic Indian Ridge, dan Pacific Atlantic Ridge.

   Pergerakan Bumi

   Bumi bergerak mengitari matahari dalam waktu 365 hari, 6 jam, 9 menit, dan 10 detik, serta menempuh jarak sejauh 958 juta km. waktu yang diperlukan oleh bumi untuk sekali mengitari matahari ini disebut satu tahun bumi.

   Rotasi Bumi

   Rotasi bumi adalah perputaran bumi pada sumbunya. Untuk menyelesaikan satu putaran penuh, bumi memerlukan waktu 24 jam. Jadi tiap jam sebuah titik di bumi bergeser sejauh 15 derajat. Arah rotasi dari Barat ke Timur atau berotasi dengan arah negatif.

   Akibat rotasi bumi antara lain :

   -       Peredaran semu harian dari benda-benda langit.

   -       Peristiwa siang dan malam serta perbedaan waktu.

   -       Pembelokan arah arus laut.

   -       Perbedaan percepatan gravitasi di permukaan bumi.

   Revolusi Bumi

   Bumi beredar mengitari matahari pada suatu bidang orbit yang disebut ekiliptika. Orbitnya hamper seperti lingkaran 360 derajat dengan periode 365 hari, 6 jam, 9 menit, dan 10 detik. Arah revolusi bumi adalah negatif atau arah timur, artinya arah peredarannya berlawanan dengan arah perputaran jarum jam.

   Akibat revolusi bumi antara lain :

   -       Gerak semu matahari tahunan.

   -       Perubahan lamanya waktu siang dan malam.

   -       Pergantian musim

   -       Perubahan paralaks bintang.

   -       Gerak semu bintang tetap di bola langit.

   Pergerakan Pelapisan Bumi

   Struktur lapisan bumi dibagi menjadi tiga lapisan utama, yaitu kerak (crush), selimut (mantle), dan inti (core).

   Gempa Bumi

   Gempa bumi adalah getaran yang dirasakan di permukaan bumi yang berasal dari dalam bumi. Macam-macam gempa bumi yaitu sebagai berikut:

   -       Gempa bumi Vulkanik, yaitu gempa yang disebabkan karena getaran atau gerakan magma pada waktu volkan akan, sedang, atau sesudah meletus.

   -       Gempa bumi Tektonik, yaitu gempa yang terjadi secara tiba-tiba dalam tubuh bumi akibat adanya tarikan dan tekanan di dalam bumi atau tenaga tektonik.

   -       Gempa bumi Runtuhan, yaitu terjadi akibat runtuhnya atap goa atau terowongan.

   Pembentukan Gunung

   Tengaga Endogen juga bisa disebut juga tenaga tektonik. Tenaga Endogen adalah tenaga yang berasal dari dalam bumi. Tenaga Endogen terdiri dari proses diatropisme dan proses vulkanisme. Tenaga Endogen sering menekan di sekitar lapisan-lapisan batuan pembentuk kulit bumi (litosfer).

   1. Proses Diastropisme

   Proses Diastropisme adalah proses strutual yang mengakibatkan terjadinya lipatan dan patahan tanpa dipengaruhi magma tapi tenaga dari dalam bumi.

   2. Proses lipatan

   Jika tenaga endogen yang menekan litosfer arahnya mendatar dan bertumpukan yang mengakibatkan permukaan bum melipat menybabkan terbentuknya puncak dan lembah.Bentuk permukaan bumi dari hasil proses ini ada dua, yaitu : puncak lipatan (antiklin), lembah lipatan (sinklin)

   
   

   3. Proses Patahan

   Proses datropisme juga dapat menyababkan truktur lapisan-lapian batuan retak-retak dan patah. Lapiasan batuan yang mengalami proses patahan ada yang mengalami pemerosotan yang membentuk lemdh patahan dan ada yang terangkat membentuk puck patahan. Lembah patahan disebut slenk atau graben sedangkan puncak patahan dinamakan horst.

   4. Vulkanisme

   Tenaga tektonik dapat mengakibatkan gejala vulaknisme. Gejala vulkanisme berhubungan dengan aktivtas keluarnya magma di gunungapi. Proses keluarnya magma ke permukaan bumi disebut erupsi gunungapi. Proses vulkanisme terjadi karena adanya magma yang keluar dari zona tumbukan antarlampang. Beberapa gunugapi ditemukan berada di tengah lempeng yang disebsbkan oleh tersumbatnya panas di kerak bumi gejala ini disebut titik panas (hotspot).Para ilmuan menduga aliaran magma mendesak keluar membakar kerak bumi dan melutus di permukaan.