Buku Geologi Dinamik

7/24/2019 Buku Geologi Dinamik

1/122

Budi Rochmanto Geologi Dinamik.1

BAB I

PENDAHULUAN

Bumi merupakan salah satu planet dalam tata suryamatahari. Sebagai planet bumi merupakan planet yang

dinamik. Ilmu yang mempelajari bumi disebut ilmu geologi.Seperti halnya bumi yang dinamik, ilmu geologi juga

merupakan ilmu yang dinamik, yang mengkaji danmenguraikan proses-proses yang menghasilkan suatu

perubahan-perubahan yang berlangsung terus menerus pada

bumi ini terutama pada kerak bumi. Perubahan-perubahantersebut berlangsung pada segala tingkatan dengan berbagai

kecepatan. Perubahan yang terjadi pada bumi ini atau lebihtepatnya pada lapisan kerak bumi disebabkan oleh aktifitasfisik, kimia maupun biologi.

Seperti diketahui data atau informasi yangmenjelaskan mengenai bumi atau kerak bumi diperoleh dari

batuan dan mineral yang sebagai penyusun kerak bumi. Daribatuan dan mineral tersebut dapat diperoleh informasi bahwabumi merupakan sesuatu yang dinamik. Dari batuan dan

mineral tersebut dapat diperoleh mengenai proses-proses yangberlangsung pada waktu pembentukannya dan keadaanlingkungan dimana batuan dan mineral tersebut terbentuk.Keadaan lingkungan dimana batuan dan mineral tersebutterbentuk merupakan faktor yang penting yang mempengaruhisifat fisik dari batuannya.

Ilmu geologi sebagai ilmu yang dinamik, terus

menerus mengalami perkembangan seiring dengan kemajuan

pemikiran manusia. Ditambah dengan rasa keingin tahuanmanusia yang semakin besar, maka ilmu geologi akansemakin berkembang.

Bumi sebagai planet yang dinamik diketahui dariperubahan yang selalu terjadi pada permukaannya. Sehinggakedinamikan dari bumi sangat besar terjadi pada bagian bumiterluar yaitu kerak bumi. Kedinamikan bumi mulai menjadi

perhatian para ilmuwan setelah ditemukannya benua Amerikabeberapa abad yang lalu. Dari hasil pengamatan dan


2/122


penelitian yang dilakukan pada masa itu terdapat kesesuaianbentuk antara benua Amerika dengan benua Eropa. Hal ini

merupakan awal dari lahirnya konsep-konsep tentangkedinamikan bumi.

Konsep-konsep mengenai kedinamikan bumi terusberkembang. Konsep-konsep yang lama akan memunculkankonsep-konsep yang baru mengikuti perkembangan ilmu dan

teknologi. Munculnya konsep-konsep yang baru ini jugadisebabkan karena konsep yang lama sering tidak dapat

memberikan jawaban yang memuaskan mengenai sesuatu halyang baru dilihat dan diketahui. Hal ini sebenarnya sesuaidengan sifat dari ilmu itu sendiri yang merupkan suatu sistem

yang selalu mengkoreksi dirinya sendiri dalam pandangan danfikirannya mengenai dunia.

Beberapa Pandangan mengenai Bumi di masa lalu

Seperti telah diketahui pandangan dan pemikiranmengenai bumi telah ada sejak lama. Pemikiran dan

pandangan tersebut merupakan patokan atau dasar dari

pemikiran dan pandangan yang lebih modern. Beberapapandangan mengenai bumi yang pernah ada dikemukakanantara lain oleh Eratosthenes, Steno, Werner, Hutton, danLyell.

1. Eratosthenes

Eratosthenes adalah salah seorang ahli astronomiYunani yang hidup sekitar 250 tahun sebelum Masehi. Ia

melakukan pengukuran keliling bumi dengan menggunakanilmu astronomi. Pengukuran keliling bumi ini dilakukansesuai dengan pendapat para ahli astronomi lainnya yangmengatakan bahwa bumi ini tidak datar melainkan berbentuk

bulat. Pengukuran yang dilakukan oleh Eratosthenes

menghasilkan bahwa keliling bumi adalah 40 000 km.


3/122


2. Steno

Pada masa lampau, beberapa gejala dalam ilmugeologi seperti keterdapatan fosil dalam batuan, gempa bumi

dan gunung berapi merupakan hal masih diluar jangkauanpemikiran manusia. Barulah pada abad ke 17, Nicholas Stenomenafsirkan bahwa fosil merupakan sisa-sisa kehidupan atau

organisme yang tersimpan dan terawetkan di dalam batuanendapan. Beliaulah orang yang pertama kali mengajukan

pemikiran dasar mengenai batuan endapan (batuan sedimen).Hukum-hukum yang menjadi dasar dari pemikiran mengenai

batuan endapan adalah :

a. Hukum Horisontalitas. Hukum inimenyatakan bahwa batuan endapan yangterbentuk pada lingkungan air, pada awalnyadiendapkan sebagai lapisan-lapisan yangumumnya mendatar (horisontal) dan sejajardengan permukaan batuan dasarnya.

b. Hukum Superposisi. Hukum ini menyatakan

bahwa pada setiap urutan lapisan-lapisansedimen atau batuan sedimen yang belummengalami gangguan (deformasi), lapisanyang terletak di bawah akan berumur lebih

tua daripada lapisan yang berada di atasnya.

Hukum-hukum tersebut di atas merupakan konseppertama yang memperkenalkan dimensi waktu dalam prosespembentukan batuan dan proses-proses geologi. Dengan

konsep ini ditunjukkan bahwa proses pembentukan batuansedimen tidak terjadi pada waktu yang bersamaan.

3. Werner

Pada abad ke 18, Abraham Wenner mengemukakansuatu teori mengenai asal daripada batuan penyusun kerak

bumi. Beliau menyatakan bahwa kerak bumi disusun oleh


4/122


batuan yang berlapis, diawali oleh batuan kristalin yang sifatfisiknya semakin ke atas batuannya semakin lunak dan kurang

sifat kristalinnya. Batuan-batuan tersebut terbentuk pada suatusamudera purba yang sangat luas. Batuan kristalin yang

terbentuk pada dasar kerak bumi terbentuk oleh proseskimiawi. Sedangkan batuan yang letaknya di bagian atas danmengandung fosil terbentuk oleh proses fisika (mekanik), dan

materialnya berasal dari batuan kristalin yang mengalamipengangkatan dan tererosi. Teori ini yang menyebutkan

adanya samudera yang sangat luas di masa lampau disebutdengan teori Neptunisme.

4. Hutton

Menjelang akhir abad ke 18, James Hutton (1726 1797) mengemukakan teorinya yang menggoyahkan teori-teori sebelumnya seperti teori katastrofisme dan neptunisme.Hutton menyatakan bahwa semua proses pembentukan batuanyang menyusun kerak bumi terbentuk dengan proses yang

sangat lama. Selain itu beliau juga menyatakan bahwa

perubahan yang terjadi pada permukaan bumi dapat jugadisebabkan karena adanya gaya-gaya yang bekerja di dalambumi.

Hutton juga berpendapat bahwa pembentukan batuan

granit dan basalt yang dijumpainya pada waktu itu adalahhasil dari terobosan material kental dan panas yang berasaldari dalam bumi. Material tersebut telah memanaskan batuandi sekitarnya. Teorinya mengenai material cair dan sangat

panas dari dalam bumi ini selanjutnya dikenal dengan nama

teori plutonisme. Kata ini berasal dari Pluto yaitu dewaneraka dalam mitologi Yunani.

5. Lyell

Pada awal abad ke 19, Charles Lyell (1797 1875)mengemukakan teorinya yang lebih menegaskan dan

menyempurnakan konsep yang telah dikemukakan oleh


5/122


Hutton. Dengan konsepnya yang terkenal yaituuniformitarianism, lebih menyakinkan orang mengenai

waktu yang sangat lama yang diperlukan suatu proses geologi.Konsep ini selanjutnya lebih menluas diketahui setelah Lyel

pada tahun 1830 menerbitkan bukunya yang berjudulPrinciple of Geology. Buku ini merupakan awal dari

pemikiran-pemikiran modern tentang ilmu geology. Konsep

uniformitarianism menyatakan bahwa segala kejadian yangterjadi pada bumi merupakan proses yang sama sejak masa

lampau sampai masa kini. Berdasarkan konsep tersebutlahmaka muncul pendapat yang menyatakan the present is thekey to the past atau masa sekarang merupakan kunci bagi

masa lampau. Di dalam bukunya tersebut Lyell mengutarakanhal-hal yang menunjang pendapatnya tersebut.

Jadi dengan konsep uniformitarianism inilah makaproses-proses geologi yang terjadi di masa sekarangmerupakan kunci untuk memberikan penjelasan tentangkejadian atau proses-proses geologi yang terjadi di masalampau. Konsep inilah yang akhirnya tidak mengakui tentang

konsep katatrofisme. Selanjutnya konsep inilah yang

memunculkan konsep-konsep baru mengenai bumi ini.

Perkembangan ilmu Geologi di zaman modern

Setelah munculnya konsep uniformitarianism, makasejak awal abad ke 20, perkembangan ilmu geologimengalami kemajuan dengan pesat. Kemajuan pemikirantentang ilmu geologi ini, juga sangat ditunjang dengankemajuan teknologi yang mampu untuk menerapkan hukum-

hukum fisika dan kimia yang merupakan dasar dari ilmugeologi. Hal ini memungkinkan munculnya disiplin-disiplinilmu lain sebagai cabang ilmu geologi yang memungkinkanuntuk mengkaji bumi ini lebih spesifik. Disiplin ilmugeofisika dn geokimia merupakan cabang ilmu geologi yang

sangat penting untuk mengkaji bumi ini terutama kerak bumi.Dengan ilmu ni par ahli geologi dapat mengkaji sifat-sifat


6/122


fisika dan kimia kerak bumi sampai kedalaman 100 km dilaboratorium.

Pada pertengahan abad ke 20, muncul suatu konsepbaru yang benar-benar merombak pemikiran-pemikiran

tentang ilmu geologi secara drastis. Konsep tersebut dikenaldengan nama Tektonik Lempeng. Dengan konsep ini paraahli geologi lebih dapat menjelaskan mengenai proses-proses

atau kejadian-kejadian yang berlangsung di bumi yang selamaini tidak dapat dijelaskan dengan teori-teori atau konsep-

konsep sebelumnya. Selain itu dengan mengunakan teoritektonik lempeng pembentukan sumber daya mineral danenerji dapat diuraikan dengan baik.

Meskipun teori tektonik lempeng pada masa kini sudahbanyak digunakan oleh para ahli goelogi dan menunjukkan

kebenarannya, tetapi penelitian mengenai berbagai hal dibidang geologi masih terus berlanjut untuk lebih meyakinkankebenaran teori tersebut.


7/122


BAB II

SUSUNAN BAGIAN DALAM BUMI

Bentuk bumi yang bulat ternyata tidak benar-benar

bulat. Bagian tengah yaitu di daerah katulistiwa bagian bumimempunyai jari-jari yang lebih panjang dari pada jari-jari

bumi ke bagian kutub. Jari-jari bumi di katulistwa sekitar6371 km, sedangkan jari-jari yang ke kutub panjangnyasekitar 3693 km. Bentuk bumi yang demikian disebabkan

karena perputaran bumi pada sumbunya, selain bumi iniberputar mengelilingi matahari pada orbitnya.

Bagian dalam dari bumi dapat diketahui dengan

mempelajari sifat-sifat fisika bumi yaitu dengan metodegeofisika, terutama dari kecepatan rambat getaran atau

gelombang seismik, sifat kemagnetannya dan gaya berat sertadata panas bumi. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa

bagian dalam bumi tersusun dari material yang berbeda-bedamulai dari permukaan bumi sampai ke inti bumi. Denganmetode geofisika tersebut juga diketahui bahwa berat jenis

bumi keseluruhan adalah sekitar 5,52. Kerak bumi sendiri

yang merupakan lapisan terluar dan disusun oleh batu-batuanmempunyai berat jenis antara 2,5 sampai 3,0. Dari hal tersebutdapat diketahui bahwa material yang menyusun bagian dalam

bumi merupakan material yang lebih berat dengan berat jenisyang lebih besar daripada batuan yang menyusun kerak bumi.

Dengan metode geofsika dapat diketahui bagian

dalam bumi disusun oleh:

Kerak bumi atau sering disebut kulit bumi,merupakan lapisan terluar yang disusun olehbatuan yang padat. Kerak bumi dapat dibedakanmenjadi kerak benua dan kerak samudera.

Selubung bumi atau mantel bumi, merupakanlapisan dibawah kerak bumi yang disusun olehmaterial cair dan kental dengan berat jenis yang

lebih besar dari berat jenis kerak bumi.


8/122


Inti bumi merupakan bagian pusat bumi yangdibagi lagi menjadi inti bagian luar dan inti

bagian dalam. Bagian ini disusun oleh materialyang panas dan berat.

Antara kerak bumi dan selubung bumi dipisahkanoleh bidang diskontinuitas yang disebut bidangdiskontiunuitas Mohorovicik atau sering disebut bidang

moho. Bidang ini di bawah daratan atau benua, berada padakedalaman sekitar 30 sampai 59 km dari permukaan bumi.

Sedang di bawah samudera bidang ini letaknya padakedalaman 10 sampai 12 km dari dasar samudera.

Antara selubung bumi dengan inti bumi dipisahkanoleh bidang diskontinuitas Gutenberg. Bidang ini terletak

pada kedalaman sekitar 2900 km dari permukaan bumi

Sedangkan diantara inti bumi bagian luar dan inti bumi bagiandalam terdapat bidang diskontinuitas Lehman.

Kerak bumi (earth crust)

Kerak bumi atau kulit bumi disusun oleh dapatdibedakan menjadi kerak benua dan kerak samudera. Kerak

benua atau kerak kontinen, merupakan kerak bumi yangmenyusun daratan atau benua. Kerak benua mempunyaiketebalan antara 30 sampai 35 km dengan ketebalan rata-rata

sekitar 35 km. Kerak benua ini menyusun sekitar 79% darivolume kerak bumi. Ketinggian permukaan dari kerak benua

rata-rata sekitar 800 meter dari permukaan laut, meskipun adadaerah yang ketinggiannya mencapai lebih dari 8000 meter.Batuan yang menyusun kerak benua pada umumnya adalah

batuan granitik atau yang bersifat asam. Bagian atas darikerak benua ini disusun oleh batuan beku, batuan metamorf

dan batuan endapan. Sedangkan secara keseluruhan batuanbeku dan batuan metamorf menyusun sekitar 95% , sisanyayang 5% merupakan batuan endapan. Kerak benua bagian atas

dan kerak benua bagian bawah dipisahkan oleh bidangdiskontinuitas Conrad.


9/122


Gambar 2.1 Susunan bagian dala bumi

Kerak samudera atau kerak oseanik, merupakan

kerak bumi yang menyusun lantai dasar samudera. Kerak inimenyusun sekitar 65% dari luas kerak bumi. Kedalaman daikerak oseanik ini rata-rata sekitar 4000 meter dari permukaan

air laut, meskipun pada beberapa palung laut kedalamannyaada yang mencapai lebih dari 10 km. Kerak samuderamempunyai ketebalan nerkisar antara 5 sampai 15 km.

Batuan yang menyusun kerak samudera adalah batuanyang bersifat basa atau mafik. Bagian atas dari kerak

samudera dengan ketebalan sekitar 1,5 km disusun olehbatuan yang bersifat basa atau basaltik, Sedangkan bagian

bawahnya disusun oleh batuan metamorf dan batuan bekugabro. Permukaan kerak samudera ditutupi oleh endapan

sedimen dengan ketebalan rata-rata sekitar 500 meter.Batuan yang menyusun kerak bumi terutama terdiri

dari 8 unsur, yaitu O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, dan Mg. Oksigendan Silikon merupakan dua unsur yang paling dominan


10/122


jumlahnya. Pada umumnya unsur-unsur yang menyusun kerakbumi dijumpai dalam bentuk senyawa oksida.(Lihat Tabel).

Selubung Bumi (earth mantle)

Selubung bumi atau mantel bumi merupakanpenyusun bagian dalam bumi yang terbesar. Berat jenis

material penyusun selubung bumi rata-rata adalah 4,5.Komposisi kimia penyusun selubung bumi belum diketahui

dengan pasti, tetapi diperkirakan mengandung unsur oksigendan silikon dalam jumlah yang besar. Selain itu selubung

bumi juga mengandung ion-ion unsur logam terutama

magnesium dan besi. Komposisi umum dari selubung bumiadalah material yang bersifat ultramafik, seperti peridotit,

dunit, dan batuan lain yang kaya olivin.Tabel 1. Senyawa-senyawa yang dominan menyusun kerak

bumi

No. Senyawa % berat

1.

2.3.

4.

5.

6,

7.8.

SiO2

Al2O3FeO & Fe2O3

MgO

CaO

Na2O

K2OLain-lain

59,3

15,46,9

3,5

5,1

3,8

3,12,9

Jumlah 100

Selubung bumi dapat dibedakan menjadi 3 bagian,yaitu selubung bumi bagian atas, selubung bumi bagiantengah, dan selubung bumi bagian bawah. Selubung bumi

bagian atas (upper mantle) terletak pada zona 400 km diukur

dari dasar kerak bumi. Bagian ini mempunyai ketebalansekitar 400 km. Bagian ini disusun oleh suatu material yang


11/122


kental, atau batuan yang hampir mencir. Keadaan ini dapatdiketahui dari kecepatan gelombang sekunder dan primer

yang rendah.Selubung bumi bagian tengah atau sering disebut

sebagai zona transisi atau peralihan, terletak mulai darikedalaman 400 km sampai sekitar 700 km dari dasar kerak

bumi. Jadi ketebalan bagian ini sekitar 300 km. Zona

peralihan ini ditandai dengan peningkatan kecepatan rambatgelombang-gelombang seismik (gelombang S dan P)

Selubung bumi bagian bawah (lower mantle) terletakmulai kedalaman sekitar 700 km. Sampai kedalaman 2900 km(puncak inti bumi). Bagian ini disusun oleh material yang

bersifat padat dan sangat panas dengan temperatur mencapaisekitar 3000oC. Hal ini dapat diketahui dari dapat

merambatnya gelombang S melalui material penyusunnya.Sedangkan membesarnya kecepatan rambat gelombangseismik pada selubung bumi semakin ke bawah kemungkinandisebabkan oleh sebagian membesarnya tekanan pada bagianini.

Inti bumi (core).

Inti bumi terletak mulai kedalaman sekitar 2900 km

dari dasar kerak bumi sampai ke pusat bumi. Inti bumi dapatdipisahkan menjadi inti bumi bagian luar dan inti bumi bagiandalam. Batas antara selubung bumi dan inti bumi ditandaidengan penurunan kecepatan gelombang P secara drastis dangelombang S yang tidak diteruskan. Keadaan ini disebabkan

karena meningkatnya berat jenis material penyusun inti bumidan perubahan sifat meterialnya dari yang bersifat padatmenjadi bersifat cair.

Meningkatnya berat jenis disebabkan karenaperubahan dari material silikat yang menusun selubung bumi

menjadi material campuran logam yang kaya akan besi (Fe) diinti bumi. Perubahan sifat material menjadi cairan disebabkan

karena turunnya titik lebur material yang mengandung besi


12/122


dubandingkan material yang kaya silikat. Itulah sebabnyamaterial yang menyusun inti bumi bagian luar berupa cairan

yang kaya logam Fe. Sebaliknya semakin bertambahnyatekanan ke bagian yang semakin dalam akan

mengakibatkankan naiknya titik lebur material logsm. Hal inimenyebabkan material yang menyusun inti bumi bagiandalam merupakan material logam yang bersifat padat.

Komposisi material penyusun inti bumi diketahuidengan perkiraan bahwa unsur besi merupakan unsur yang

banyak dijumpai pada kerak batuan penyusun kerak bumi.Dengan meningkatnya berat jenis pada batuan yang makindalam letaknya, maka kadar besi juga akan semakin

meningkat, sehingga pada selubung bumi mempunyaikemungkinan mengadung kadar besi yang lebih besar

daripada kerak bumi. Berat jenis inti bumi bagian luar yangdisusun oleh material kaya besi yang cair sama dengan berat

jenis berat jenis besi dalam keadaan cair. Karena inti bumibagian dalam disusun oleh material kaya besi yang padat,maka batas antara inti bumi bagian luar dengan inti bumi

bagian dalam mempunyai temperatur sama dengan titik lebur

besi pada tekanan ditempat tersebut. Selain itu, komposisipenyusun inti bumi juga diketahui dengan mendasarkan padakomposisi meteorit yang dijumpai mengandung logam besidan nikel sebanyak sekitar 7% sampai 8%. Sehingga

diperkirakan material logam penyusun inti bumi adalah unsurbesi dan nikel.


13/122


BAB III

DINAMIKA KERAK BUMI

Bumi merupakan planet yang sangat dinamis., artinya

bumi selalu megalami perubahan. Perubahan tersebutdisebabkan oleh proses-proses yang bekerja pada bumi ini

Proses-proses yang merubah bentuk permukaan bumidapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu proses yang merusakdan membangun permukaan bumi. Proses yang pertama

merupakan proses yang terjadi pada permukaan bumi, yaituproses pelapukan dan erosi. Proses tersebut, walaupun

berjalan sangat lambat tetapi berlangsung terus menerus,menyebabkan permukaaan bumi secara perlahan menjadi rata.Sedangkan proses yang membangun permukaan bumi

umumnya disebabkan oleh gaya-gaya yang berasal dari dalambumi seperti aktivitas gunungapi dan pembentukanpegunungan. Proses tersebut menyebabkan permukaan bumimenjadi bertambah tinggi. Hubungan antara proses-prosestersebut dan sifat kedinamikan bumi, meskipun sudah

diketahui sejak lama, tetapi belum ditemukan suatu hipotesa

yang masuk akal untuk menceritakan tentang perubahan-perubahan yang terjadi pada bumi. Sampai pada awal abad ke20 muncullah suatu pendapat yang mengatakan tentang

pemisahan atau pemekaran dari daratan (kontinen) dipermukaan bumi. Setelah lebih dari 50 tahun denganterkumpulnya data-data yang mendukung hipotesa tersebut

untuk beralih menjadi suatu teori. Teori tersebut disebut teoritektonik lempeng (plate tectonic). Teori yang akhirnya

meluas tersebut merupakan sebuah model yang konprehensiftentang kegiatan yang terjadi di dalam bumi.

Model tektonik lempeng menyebutkan bahwa kerak

bumi ini disusun oleh lempeng-lempeng yang besar dan kaku.Kerak bumi sendiri dibedakan menjadi kerak benua

(continentalcrust), yaitu kerak bumi yang menyusun daratanatau benua (kontinen), dan kerak samudera (oceanic crust),yaitu kerak bumi yang menyusun lantai dasar samudera.


14/122


Kerak benua dan kerak samudera sering juga disebut lempengbenua dan lempeng samudera. Lempeng-lempeng tersebut

selalu bergerak walaupun sangat lambat. Pergerakan inidisebabkan karena adanya perbedaan distribusi panas di

bawah kerak bumi (mantel bumi). Panas yang sangat tinggiyang terdapat pada tempat yang lebih dalam akan bergeraknaik ke tempat yang temperaturnya lebih rendah dan akan

menyebar secara lateral. Penyebaran panas secara lateralinilah yang mengakibatkan bergeraknya lempeng-lempeng

penyusun kerak bumi. Pergerakan dari lempeng-lempengkerak bumi ini menyebabkan terjadinya gempa bumi, aktivitasgunungapi, dan deformasi batuan penyusun kerak bumi yang

menbentuk pegunungan.

Karena setiap lempeng bergerak sebagai unit yang

berbeda, maka interaksi yang sangat besar terjadi padapertemuan antara lempeng-lempeng tersebut. Batas-batas

antara lempeng-lempeng penyusun kerak bumi merupakanjalur aktivitas gunungapi (vulkanik) dan gempa bumi. Adatiga macam batas pertemuan lempeng-lempeng tersebut yang

dipisahkan berdasarkan jenis pergerakannya dan setiap

lempeng akan dibatasi oleh kombinasi ketiga macam batastersebut. Ke tiga macam batas pertemuan lempeng-lempeng

penyusun kerak bumi tersebut adalah (gambar 2.1):

1. Batas divergen, zona dimana lempeng-lempengsaling memisahkan dirin (saling menjauh),meninggalkan ruang diantaranya.

2. Batas konvergen, zona dimana lempeng-lempengbergerak saling mendekati sehingga terjadi tumbukan

antara keduanya. Kejadian ini dapat menyebabkanlempeng yang satu menunjam di bawah lempenglainnya atau hanya tumbukan yang menyebabkan

bagian ini akan terangkat bersama-sama.3. Batas transform fault, zona dimana lempeng-

lempeng bergerak saling melewati antara satu

lempeng dengan lempeng lainnya (bergeseran).


15/122


Pemisahan lempeng (divergen) terutama terjadi padalempeng samudera (oseanik), karena lempeng ini relatif lebih

tipis daripada lempeng benua (kontinen). Pada saat lempengsamudera mengalami pemisahan, celah yang terbentuk di

antara keduanya akan diisi oleh material cair yang panas yangberasal dari astenosfer (gambar 2.2). Material tersebutperlahan-lahan akan mendingin dan membentuk potongan

baru lantai dasar samudera.

Proses tersebut di atas berlangsung terus menerussehingga terjadi penambahan kerak samudera di antaralempeng-lempeng yang bergerak saling menjauh. Mekanisme

pergerakan ini disebut pemekaran lantai dasar samudera(sea floor spreading). Lantai dasar Samudera Atlantik

Gambar 2.1. Batas-batas pertemuanlempeng tektonik

A. Batas divergenB. Batas konvergen

C. Batas transform fault


16/122


terbentuk sejak 200 juta tahun yang lalu dengan pergerakanrata-rata sekitar 5 sentimeter setiap tahun, walaupun

pergerakannya antara satu tempat dengan tempat lainnyasangat bervariasi. Pergerakan tersebut sepertinya sangat

perlahan, tetapi bila dibandingkan dengan umur bumi, makapergerakan yang hanya sekitar 5 % dari sekala waktu geologi,pembentukan Samudera Atlantik relatif cepat.

Meskipun terjadi penambahan pada kerak samudera,tetapi luas kerak bumi relatif tetap (konstan), karena disisi lain

terjadi proses penghancuran kerak tersebut. Prosespenghancuran kerak bumi terjadi pada batas lempeng yangkonvergen. Pada saat terjadi pergerakan pada batas yang

konvergen , ujung atau tepi yang satu dari lempeng tersebutakan menunjam di bawah lempeng lainnya. Peristiwa ini

terjadi apabila kerak benua bertemu dengan kerak samudera.Kerak samudera yang disusun oleh batuan yang berat jenisnyalebih besar daripada berat jenis kerak benua akan menunjamdi bawah kerak benua. Zona penunjaman ini disebut zonasubduksi (subduction zone) (gambar 4). Selain itu pada

pertemuan kedua lempeng tersebut akan terbentuk bagian laut

yang sangat dalam yang disebut palung laut.Pada zona subduksi, bagian dari kerak samudera yangmenunjam ke bawah akan memasuki suatu zona denganlingkungan tekanan dan temperatur yang tinggi. Hal ini

mengakibatkan batuan penyusunnya akan mengalamipeleburan atau pencairan dan membentuk magma. Magmayang terbentuk akan bermigrasi ke atas dan masuk ke dalamkerak yang tertekuk. Magma yang bermigrasi tersebut dapat

juga mencapai permukaan bumi, sehingga mengakibatkan

terjadinya erupsi gunungapi.


17/122


Gambar 3.3 Pembentukan kerak

samudera pada pemekaran lantai

dasar samudera


18/122


Batas transform fault, batas lempeng-lempeng yangsaling bergesekan tidak menghasilkan atau menghancurkan

bagian kerak bumi. Pergeseran tersebut akan membentuksesar-sesar di sekitarnya. Sesar yang terbentuk tersebut searah

dengan pergerakan lempeng-lempeng yang bergesekan, yangpada awalnya diketahui berasosiasi dengan pergeseran pada

punggungan lantai dasar samudera. Meskipun kebanyakantransform fault terjadi pada kerak samudera, tetapi ada pulayang terjadi pada pertemuan antara kerak samudera dengan

kerak benua. Sesar San Andreas di California, merupakan

contoh yang sangat terkenal dari pertemuan lempeng jenis ini.Pada sesar ini lempeng Samudera Pasifik bergerak ke arahutara bergesekan dengan lempeng benua Amerika Utara.

Pergerakan ini biasanya tidak dapat dipantau, tetapi setelahproses tersebut, terjadilah pelepasan tenaga yang besar dengantiba-tiba pada kedua sisinya, sehingga mengakibatkan

terjadinya gempa bumi. Oleh sebab itu pantai barat AmerikaSerikat terutama di Kalifornia sering terjadi gempa bumi.

Gambar 3.4. Pembentukan zona subduksi dan

palung laut pada pertemuan lempeng konvergen


19/122


Gempa bumi terakhir yang hebat terjadi pada tahun 1989 yangmerusakkan daerah San Fransisco. Dengan data yang

ditemukan sekarang telah diketahui bahwa interaksi antaralempeng-lempeng tektonik di sepanjang batas pertemuannya

berhubungan erat dengan aktivitas gunungapi, gempa bumi,dan proses pembentukan pegunungan. Selanjutnya pergerakan

batas lempeng ini tidak tetap sepanjang masa. Bila terjadi

pemekaran kembali pada kerak benua yang sekarang stabil,maka akan terbentuk suatu cekungan laut yang baru.

Sebaliknya pada lempeng-lempeng yang saling bertemu, akandapat membentuk lempeng superkontinen yang baru pula.Pada pertemuan kerak benua dan kerak benua, batuan

sedimen yang terakumulasi sangat tebal pada batas lempeng-lempeng tersebut akan mengalami pengangkatan dan

membentuk suatu deretan pegunungan yang sangat tinggi.

Selama temperatur di bumi bagian dalam masih tetap

lebih tinggi daripada temperatur di bagian bumi yang dekatpermukaan, material cair di dalam bumi akan terus bergerak.Selanjutnya pergerakan di dalam bumi menyebabkan kerak

bumi terus bergerak. Jadi selama bagian bumi masih tetap

panas, posisi dan bentuk dari samudera dan benua akan terusmengalami perubahan, dan bumi masih merupakan planetyang dinamik.

Pada awal munculnya pendapat-pendapat tentang

bumi, selain dinyatakan bahwa bumi adalah bulat, jugadinyatakan bahwa bumi merupakan suatu benda yang padat

dan kaku yang tidak mudah mengalami perubahan. Sedangkanbenua atau daratan yang berada di atasnya tidak bergerak dan

tetap tinggal pada tempatnya.Konsep mengenai kerak bumi merupakan massa yangdinamik dapat dibagi menjadi tiga tahap:

1. Tahap awal oleh Owen dan Snider2. Tahap pertengahan oleh Alfred Wegener3. Tahap modern: Tektonik Lempeng


20/122


Teori Klasik mengenai dinamika kerak bumi

1. Teori Kontraksi2. Teori Aliran Konveksi

3. Teori Geosinklin4. Teori Undasi5. Teori Pengapungan Benua


21/122


BAB IV

AKTIVITAS MAGMA DAN GUNUNG BERAPI

PENDAHULUAN

Indonesia merupakan salah satu negara dengan

jumlah gunungapi yang terbesar di dunia. Lebih kurang 179gunungapi terdapat di negeri ini dan 129 diantaranya masihtetap aktif sampai sekarang. Karena hal inilah maka hampir

setiap tahun paling sedikit satu gunungapinya melakukanerupsinya.

Aktivitas gunungapi merupakan pencerminan dari

aktivitas magma yang terdapat di dalam bumi. Beberapaaktivitas magma berjalan sangat lambat sehingga dapat

membeku sebelum mencapai permukaan bumi. Hasilpembekuan magma di dalam kerak bumi ini disebut pluton

atau batuan beku intrusif. Tubuh batuan beku ini akan munculke permukaan bumi setelah batuan yang menutupinyamengalami proses erosi. Aktivitas magma yang berlangsung

sangat cepat dapat meyemburkan magma yang panas setelah

mencapai permukaan bumi. Aktivitas tersebut sering disebutaktivitas gunungapi.

AKTIVITAS GUNUNGAPI

Aktivitas gunungapi atau sering disebut juga disebutsebagai aktivitas volkanik, pada umumnya digambarkansebagai suatu proses yang menghasilkan gambaran yang

sangat menakjubkan atau kadang-kadang menakutkan darisuatu bentuk struktur kerucut yang secara periodik melakukan

erupsinya. Erupsi dari suatu gunungapi ini kadang-kadangmerupakan letusan yang sangat hebat (eksplosif), tetapi

kadang-kadang berlangsung dengan tenang (efusif). Faktorutama yang mengontrol macam erupsi gunungapi ini adalahkomposisi magma, temperatur magma dan kandungan gas

yang terkandung dalam magma. Faktor-faktor tersebut sangat


22/122


mempengaruhi mobilitas dari magma atau sering disebutviskositas (kekentalan) magma. Semakin kental magma,

semakin sulit magma untuk mengalir.Komposisi magma telah diuraikan pada bab

sebelumnya pada klasifikasi batuan beku, karena klasifikasibatuan beku sangat erat kaitannya dengan komposisi magma.Salah satu faktor utama yang membedakan bermacam batuan

beku dan juga bermacam magma asal ialah kandungan unsursilika (SiO2) dalam magma (tabel 1). Magma pembentuk

batuan beku basaltik (basa) mengandung kira-kira 50% silika.Batuan beku granitik (asam) mengandung sekitar 70% silikasedangkan batuan beku andesitik (menengah) mengandung

sekitar 60% silika. Jadi dapat dikatakan bahwa viskositasmagma sangat berhubungan dengan kandungan silikanya.

Semakin tinggi kandungan silika dalam magma, maka magmasemakin kental (viskos) dan aliran magma akan semakinlambat. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul silikaterangkai dalam bentuk rantai yang panjang, walaupun belummengalami kristalisasi. Akibatnya karena lava basaltik

kandungan silikanya rendah, maka lava basaltik cenderung

bersifat encer dan mudah mengalir, sedangkan lava granitikrelatif sangat kental dan sulit untuk mengalir walaupun padatemperatur yang tinggi.

Kandungan gas dalam magma juga akan

mempengaruhi terhadap mobilitas magma. Keluarnya gas darimagma menyebabkan magma menjadi semakin kental. Selainitu berkurangnya kandungan gas dalam magma dapat pulamenyebabkan tekanan yang cukup kuat untuk mengeluarkanmagma melalui lubang kepundan (kawah gunungapi). Pada

waktu magma bergerak naik ke atas mendekati permukaanbumi pada gunungapi, tekanan magma pada bagian palingatas akan berkurang. Berkurangnya tekanan akanmengakibatkan lepasnya gas dari magma dengan cepat. Padatemepratur tinggi dan tekanan yang rendah, memungkinkan

gas untuk mengembangkan volumenya sampai beberapa kalidari volumenya mula-mula. Magma basaltik yang kandungan

gasnya cukup besar, memungkinkan gas tersebut untuk keluar


23/122


melalui lubang kepundan gunungapi dengan relatif mudah.Keluarnya gas tersebut dapat membawa lava yang

disemburkan sampai beberapa meter tingginya seperti airmancur lava. Sedangkan pada magma yang kental, kandungan

gas kurang, akan sulit untuk mengalir.

MATERIAL YANG DIKELUARKAN PADA ERUPSI

GUNUNGAPI

Kebanyakan orang percaya bahwa lava merupakanmaterial utama yang dikeluarkan dari aktivitas gunungapi.Tetapi sebenarnya bukan hanya lava yang dikeluarkan pada

aktivitas gunungapi ini, tetapi dapat juga dalam jumlah yangbesar berupa rombakan batuan, bongkah lava, material halus

dan debu gunungapi. Selain itu hampir semua erupsigunungapi juga mengeluarkan gas dalam jumlah yang besar.Selanjutnya akan dibahas mengenai macam material yangdikeluarkan pada aktivitas gunungapi.

Tabel 1 Variasi sifat magma dengan komposisi yang berbeda

Karakteristik Basaltik Andesitik Granitik

Kandungan silika kecil ( 50%) sedang ( 60%) besar ( 70%)

Kekentalan rendah sedang tinggi

Kecenderungan membentuk lava tinggi sedang rendah

Kecenderungan membentuk piroklastik rendah sedang tinggi

Titik lebur tinggi sedang rendah

Aliran lava

Karena kandungan silikanya yang rendah, lava

basaltik pada umumnya sangat encer dan akan mengalirdengan penyebaran yang cukup luas atau membentuk sepertilidah. Di Kepulauan Hawaii, lava semacam ini dapat mengalirdengan kecepatan sampai 30 km/jam pada kemiringan yang


24/122


besar. Meskipun demikian kecepatan sebesar itu jarangterjadi, pada umumnya kecepatan alirannya berkisar antara 10

sampai 300 m/jam. Sebaliknya pergerakan dari lava yangkaya silika kadangkala sangat lambat untuk dapat diamati.

Pada waktu lava basaltik dari tipe Hawaii inimengalami pembekuan, lava ini akan membentuk permukaanyang licin dan kadang-kadang membentuk kerutan pada

permukaannya karena pada bagian dalam lava ini masih cairdan masih tetap mengalir. Kenampakan yang demikian

disebut pahoehoe lava atau sering juga disebut ropy lavakarena bentuknya seperti tali yang dipintal. Kenampakanlainnya yang dapat dibentuk oleh aliran lava basaltik adalah

lava dengan permukaan kasar, terbentuk blok-blok dengansisi-sisi yang tajam. Kenampakan yang demikian disebut aa

(diucapkan ah ah) lava atau block lava. Aliran dari lava aarelatif dingin dan tebal dan tergantung pada kemiringanlereng, kecepatannya berkisar antara 5 sampai 50 m/jam.Selain itu keluarnya gas dari lava pada waktu proses

pembekuannya akan menghasilkan lubang-lubang dan

kenampakan seperti duri yang tajam pada permukaannya.

Pada waktu bagian dalam dari lava ini mengalamipembekuan, bagian luarnya akan hancur dan memberikankenampakan blok-blok yang sejajar dengan aliran lavanya.


25/122


GasMagma mengandung bermacam gas yang terlarut

karena adanya tekanan yang besar di dalamnya. Begitu

tekanan magma berkurang, maka gas-gas tersebut akan keluardari dalam magma. Karena mengukur langsung kandungangas di dalam magma yang masih aktif sangat sulit dilakukan,maka jumlah gas yang dikandung magma hanya dapatdiperkirakan saja.

Kandungan gas di dalam kebanyakan magma

diperkirakan sekitar 1 sampai 5 % dari total berat magma dankebanyakan dari jumlah ini adalah uap air. Meskipun jumlahgas di dalam magma relatif kecil, tetapi gas yang dapat

dikeluarkan dari magma diperkirakan dapat mencapai beribu-ribu ton setiap harinya. Komposisi dari gas yang dikeluarkan

dari erupsi gunungapi sangat menarik bagi para ilmuwan,karena dari gas tersebut merupakan sumber dari material

penyusun atmosfer bumi. Analisis yang pernah dilakukanpada erupsi gunungapi di Hawaii menghasilkan komposisi gasterdiri dari 70% uap air, 15% karbon dioksida, 5% nitrogen, 5

% sulfur dan dalam jumlah sedikit adalah klor, hidrogen dan


26/122


argon. Kandungan belerang sangat mudah diketahui karenabaunya yang menyengat dan gas ini dapat dengan mudah

membentuk asam belerang yang mudah terbakar.

Material piroklastik

Pada waktu lava yang bersifat basal dikeluarkan, gas-

gas yang terlarut akan dengan mudah dilepaskan. Gas-gastersebut dapat juga menyemburkan lava sangat tinggi ke

udara. Sehingga menghasilkan semacam air mancur lava.Sebagian dari material yang dikeluarkan akan diendapkan disekitar lubang kawahnya dan membentuk struktur kerucut

pada gunungapi tersebut. Sedangkan material yang lebih halusakan terbawa oleh angin sampai jarak yang cukup jauh dari

lubang kawahnya. Sebaliknya kandungan gas pada magmayang mempunyai kekentalan yang tingggi akan sangat sulitdilepaskan dan dapat memperbesar tekanan dalam magma itusendiri, sehingga dapat menimbulkan erupsi yang eksplosif.Pada waktu gas tersebut dilepaskan, disemburkan juga

material-material padat dari batuan dan lava dengan ukuran

yang sangat bervariasi. Material yang dilepaskan pada prosesini disebut material piroklastik. Ukuran material piroklastikini mulai dari debu yang sangat halus, pasir bahkan sampai

bongkah yang sangat besar.

Partikel yang berukuran debu (ash) dihasilkan olehlava yang dikeluarkan banyak mengandung gas. Pada waktugas yang panas ini disemburkan, lava akan terikutdisemburkan menjadi partikel-partikel yang halus. Pada waktudebu yang halus ini jatuh, gelas shard yang menyusunnya

akan membentuk welded tuff. Kadang-kadang lava yangterbentuk seperti busa dikeluarkan juga pada waktu erupsi danakan membentuk pumis. Batuan ini mengandung banyakrongga, sangat ringan dan mengapung dalam air, sehinggasering disebut batuapung. Material piroklastik yang

berukuran sebesar kacang disebut lapili (batu kecil) danyang berukuran lebih besar sering disebut cinder. Cinder ini

mengandung banyak rongga.


27/122


Material hasil erupsi gunungapi yang terakumulasi dipuncak dan belum mengalami kompaksi dengan baik dapat

dengan mudah longsor ke bawah. Apabila longsoran inibercampur dengan air hujanatau air yang terdapat di dalam

kawah, maka akan menghasilkan laharatau ladu. Istilah inipertama kali digunakan oleh van Bemmellen untuk materialyang sering dihasilkan oleh aktivitas Gunung Merapi di Jawa

Tengah. Lahar yang dihasilkan dari campuran antara materialgunungapi dengan air hujan disebut lahar dingin atau lahar

hujan. Sedangkan yang bercampur dengan air yang terdapatdi kawah gunungapi disebut lahar panas. Tipe yang terakhirini merupakan karakteristik dari hasil erupsi Gunung Kelud di

Jawa Timur.

GUNUNGAPI DAN ERUPSI GUNUNGAPI

Erupsi yang terus menerus melalui suatu lubang yangterpusat akan menghasilkan akumulasi material hasil

erupsinya dan membentuk suatu bentuk kerucut yang disebut

gunungapi. Pada puncak gunungapi tersebut terdapat lubangtempat keluarnya magma yang disebut kawah (crater).Lubang ini berhubungan dengan dapur magma melalui suatusaluran. Beberapa gunungapi mempunyai kawah yang sangat

besar yang disebut kaldera. Ketika cairan magma naik keatas, cairan tersebut akan mengisi lubang kawah ataukepundan sampai penuhbaru kemudian dialirkan ke luar darikawah atau kaldera tersebut. Sebaliknya lava yang kentalkadangkala akan menutupi pipa gunungapi dan akan naik ke

atas dengan sangat lambat atau disemburkan keluar sehinggamembuat lubang kawah menjadi tambah luas. Kadang-kadangkeluarnya lava tidak selalu melalui lubang kawah yangterpusat, tetapi melalu rekahan-rekahan yang menuju kelereng-lereng gunungapi tersebut. Aktivitas yang terus

menerus dari erupsi pada lereng gunungapi akan membentukkerucut pada lerengnya yang disebut gunungapi parasit

(parasitic cone). Gunungapi Etna di Italia mempunyai lebih


28/122


dari 200 kawah sekunder. Beberapa dari kawah sekunder inihanya mengeluarkan gas pada waktu erupsinya dan disebut

fumarol.Sejarah erupsi gunungapi berbeda-beda, sehingga

setiap gunungapi akan mempunyai bentuk dan ukuran yangberbeda. Berdasarkan pada karakteristik erupsi dan bentukgunungapinya, ahli gunungapi mengelompokkan gungapi

menjadi tiga tipe, yaitu gunungapi kerucut (cinder cones),composite cones,dangunungapi perisai (shield volcanoes),

(gambar 2)

A. Cinder cones

Gunungapi cinder cones dibentuk dari fragmen-fragmen lava yang disemburkan. Gunungapi tipe ini

membentuk lereng yang cukup terjal sekitar 30 sampai 40,karena pada umumnya material piroklastik yang membentukgunungapi ini cenderung tertumpuk dengan sudut yang besar.Gunungapi tipe ini relatif rendah sampai 300 m tingginya.Kadang-kadang gunungapi ini merupakan gunungapi parasit

pada gunungapi yang besar.

Gambar 1. Aktivitas gunungapi


29/122


B. Gunungapi strato

Gunungapi strato sering juga disebut composite conesmerupakan bentuk gunungapi yang sering dijumpai di dunia.

Gunungapi tipe ini dibentuk oleh lava yang relatif kental danumumnya berkomposisi andesit. Gunungapi strato dibangunoleh semburan lava kental yang berlangsung lama. Apabila

tipe erupsi berubah maka akan terjadi erupsi yang sangateksplosif dengan mengeluarkan material piroklastik. Sebagian

besar material piroklastik yang dikeluarkan diendapkan disekitar puncaknya sehingga membentuk kerucut dengankemiringan lereng yang tajam. Selanjutnya kerucut tersebut

akan tertutup kembali oleh lava. Kadang-kadang kedua erupsitersebut terjadi bersama-sama, sehingga menghasilkan suatu

struktur batuan yang berlapis, selang-seling antara lava danpiroklastik. Dua buah gunungapi yang membentuk kerucutyang sangat ideal adalah Gunung Fujiyama di Jepang danGunung Mayon di Filipina. Kedua gunung tersebutmenunjukkan kemiringan lereng yang terjal di puncaknya dan

agak landai ke arah lereng.

Meskipun kenampakan gunungapi tipe inimemberikan pemandangan yang sangat indah, gunungapi inijuga menggambarkan erupsi yang sangat menakutkan. Erupsigunungapi ini sangat tidak diharapkan seperti yang terjadi

pada waktu erupsi gunungapi Vesuvius di Italia pada tahun 79Masehi.

C. Gunungapi perisai (shield volcanoes)

Gunungapi perisai (shield volcanoes) dibentuk olehlava yang encer yang dikeluarkan oleh gunungapi tersebut.Karena encernya, maka lava yang dikeluarkan akan menyebarluas dengan mudah. Gunungapi tipe ini disusun oleh lava

basaltik dan hanya sedikit mengandung material piroklastik,

serta dicirikan oleh kemirngan lereng yang sangat landai.Kemiringan lerengnya pada umumnya kurang dari 15.


30/122


Seperti halnya permukaan bumi lainnya, daerahgunungapi juga mengalami proses penurunan permukaan yang

terus menerus oleh proses pelapukan dan erosi. Cinder conessangat mudah mengalami erosi, karena disusun oleh material

piroklastik yang lepas.

PEMBENTUKAN KALDERA

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, beberapa

gunungapi mempunyai kawah yang sangat besar yang disebutkaldera. Beberapa kaldera diperkirakan terbentuk karenaruntuhnya dinding kawah yang disebabkan kosongnya dapur

magma setelah erupsi yang sangat hebat. (gambar 2).Beberapa kaldera terisi oleh air dan membentuk danau kawah.

Contohnya adalah danau kawah di Oregon yang mempunyaikedalaman sekitar 1300 meter dan lebar antara 8 sampai 10kilometer. Pembentukan danau kawah ini dimulai kira-kira7000 tahun lalu ketika gunungapi, yang kemudian diketahui

bernama G. Mazama, meletus dengan hebat untuk ke empat

kalinya dengan mengeluarkan debu seperti letusan G.

Vesuvius. Tetapi letusan ini lebih dahsyat denganmengeluarkan kira-kira 50-70 km3 material volkanik. Karenabanyaknya material yang dikeluarkan, maka sekitar 1500meter dari ketinggian gunung yang 3600 meter, runtuh dan

membentuk kaldera yang besar. Setelah runtuhnya puncakgunungapi ini, air hujan mengisi lubang kaldera tersebut.Aktivitas magma berikutnya membentuk gunungapi kecil ditengah danau kawah tersebut.


31/122


Gambar 2. Tipe-tipe gunung api

A. Cinder Cone, B. Composite Cone, C. Shield Volcano

Kenampakan serupa terjadi pada kaldera Tengger di

Jawa Timur. Perbedaannya, kaldera Tengger tidak terisi olehair, tetapi oleh pasir, sehingga sering disebut lautan pasir.Pada kaldera tersebut muncul beberapa gunung kecil satudiantaranya masih tetap aktif sampai sekarang yaitu G.

Bromo.

ERUPSI CELAH MEMANJANG

Erupsi melalui kawah pada puncak gunungapi

merupakan erupsi yang sangat umum terjadi. Tetapi ada jugagunungapi yang kegiatan erupsi melalui rekahan yangmemanjang yang disebut celah (fissures). Material hasilerupsi melalui celah yang memanjang ini tidak membentukkerucut tetapi akan menyebar pada area yang cukup luas dan

membentuk dataran tinggi (plateau). Contoh yang sangatterkenal adalah Columbia plateau di Amerika Serikat. Plateau

ini dihasilkan dari erupsi lava basaltik yang sangat cair


32/122


melalui rekahan yang sangat banyak. Aliran lava yang terusmenerus setebal 50 meter telah menutupi bentang alam

ditempat tersebut dan membentuk dataran lava, yangdibeberapa tempat ketebalannya dapat mencapai lebih dari

satu kilometer. Lava basaltik ini sangat encer denganditemukannya hasil pembekuan lava tersebut sampai 150kilometer dari sumber erupsinya.

Gambar 3. Proses pembentukan Kalder

Apabila magma yang dikeluarkan melalui erupsicelah banyak mengandung silika, maka akan dihasilkan aliranpiroklastik yang banyak mengandung debu volkanik dan

fragmen pumis. Material piroklastik ini akan mengalir dengankecepatan yang tinggi menyebar dan menutupi areal di sekitar

gunungapi tersebut. Setelah diendapkan material piroklastikini menyerupai aliran lava.

Endapan aliran piroklastik yang sangat besar dijumpai

di beberapa tempat di dunia dan pada umumnya berassosiasidengan kaldera. Kemungkinan yang paling terkenal dari

endapan piroklastik ini adalah dataran tinggi Yellowstone diBaratlaut Wyoming Amerika Serikat. Disini tubuh magmayang besar yang kaya silika masih dijumpai beberapa

kilometer di bawah permukaan. Beberapa kali ada 2 juta tahunterakhir, batuan penutup magma ini mengalami retakan yang

mengakibatkan terjadinya erupsi yang besar yang disertaidengan pembentukan kaldera.


33/122


GUNUNGAPI DAN IKLIM

Dugaan bahwa erupsi gunungapi yang eksplosif dapat

merubah iklim di permukaan bumi pertama kali dilontarkanbeberapa tahun yang lalu dan sampai sekarang seringdigunakan untuk menjelaskan mengenai penyebab terjadinya

perubahan iklim. Erupsi yang eksplosif dapat memancarkangas dan debu volkanik dalam jumlah yang sangat besar ke

atmosfer bumi. Erupsi yang sangat besar mempunyaikemampuan untuk menyemburkan material-materialgunungapi ke tempat yang sangat tinggi sampai ke lapisan

stratosfer, dan akan menyebar menutupi sekeliling bumi dantinggal ditempat tersebut sampai beberapa bulan bahkan

sampai bertahun-tahun. Material tersebut akan mengurangiradiasi sinar matahari terhadap permukaan bumi sehinggaakan menurunkan temperatur udara.

Erupsi gunungapi yan terbesar dalam sejarah terjadiketika gunungapi Tambora di P. Sumbawa meletus pada tahun

1915 yang mengeluarkan magma dan debu kira-kira 100 kali

dari material yang dikeluarkan oleh gunungapi St. Helena.Akibat dari letusan tersebut debu volkanik yang disemburkanmenutupi atmosfer bumi. Di belahan bumi bagian utara debuvoklanik ini mengakibatkan iklim di daerah ini menjadi tidak

normal. Hampir sepanjang tahun pada tahun 1916, suhu udararelatif lebih dingin dari tahun-tahun sebelumnya, dan matahari

jarang sekali menampakkan diri. Kejadian ini terkenal dengensebutan tahun tanpa musim panas. Fenomena ini dipercayaakibat dari letusan G. Tambora.

Kejadian serupa juga terjadi pada waktu letusangunung lainnya seperti G. St. Helena pada tahun1980. Jadi erupsi gunugapi dapat juga mempengaruhi ataumengubah iklim di bumi ini walaupun tidak berlangsungtetap,

Aktivitas gunungapi yang terbaru yangmempengaruhi iklim adalah pada waktu meletusnya G.

Pinatubo di Filipina tahun 1991. Sejak tanggal 16 Juni 1991,


34/122


Pinatubo mengeluarkan kira-kira 40 sampai 50 juta ton SO2ke atmosfer. Para ahli memperkirakan sinar matahari di

daerah tropik akan berkurang sekitar 7 sampai 15 persensetahun setelah letusan Pinatubo. Pengurangan sinar matahari

ini akan menyebabkan terjadinya pendinginan global di mukabumi. Tetapi tahun 1991 tercetat merupakan tahun terpanaskedua dalam sejarah. Kejadian ini menurut para ahli terjadi

karena adanya efek rumah kaca dan pemanasan di lautanPasifik oleh El Nino. Fenomena ini terus di monitor untuk

mengetahui perubahan yang terjadi pada tahun-tahunberikutnya.

BENTUK TUBUH BATUAN BEKU INTRUSIF

Telah diketahui bahwa magma terdapat pada tempatyang dalam di bawah permukaan bumi. Pengetahuanmengenai aktivitas magma di bawah permukaan sangatmembentu ahli gunungapi untuk mempelajari mengenai erupsigunungapi. Magma yang bergerak naik ke atas dan membeku

sebelum mencapai permukaan bumi akan membentuk batuan

beku intrusif atau sering disebut juga pluton. Pada gambar 4menunjukkan beberapa tipe tubuh batuan beku intrusif yangterbentuk akibat pembekuan magma di bawah permukaan

bumi. Beberapa dari bentuk tubuh batuan beku tersebut

tabular, sedang yang lainnya besar dan masif. Selain itubeberapa tubuh batuan tersebut memotong struktur yang telahada seperti perlapisan batuan sedimen, sedang yang lainnyasejajar dengan perlapisan batuan sedimen. Berdasarkan dari

bentuknya tersebut tubuh batuan beku intrusif dapat

diklasifikasikan menjadi bentuk masif dan tabular. Sedangkanberdasarkan orientasinya terhadap struktur batuandisekitarnya, dapat diklasifikasikan menjadi diskordan, yaitutubuh batuan beku yang memotong struktur batuan sedimen,dan konkordan, yaitu yang sejajar dengan struktur batuan

sedimen.Tubuh batuan intrusif mempunyai variasi ukuran dan

bentuk yang sangat besar. Dike adalah tubuh batuan beku


35/122


intrusif yang diskordan yang dihasilkan pada waktu magmamenerobos melalui rekahan yang memotong perlapisan batuan

sedimen di sekitarnya. Tubuh batuan beku ini mempunyaiukuran mulai dari kurang dari satu sentimeter sampai lebih

dari satu kilometer. Dike yang terbesar dijumpai panjangnyasampai lebih dari seratus kilometer. Pada umumnya dikemempunyai resistensi yang lebih besar dari batuan sekitarnya.

Sill adalah tubuh batuan beku intrusif yang tabularyang terbentuk oleh magma yang menerobos di sepanjang

bidang perlapisan batuan sedimen. Orientasi bentuk sill sangatbervariasi terutama pada daerah yang sudah mengalamiperlipatan, walaupun bentuk yang mendatar sangat umum

dijumpai. Karena ukurannya yang relatif seragam denganpenyebaran memanjang yang sangat besar, sill terutama

dibentuk oleh magma cair. Oleh sebab itu sill pada umumnyadisusun oleh batuan yang bersifat basaltik, karena magma

basaltik mempunyai sifat yang sangat encer. Karena terobosanmagma yang membentuk sill ini, menyebabkan batuansedimen yang terletak di atas tubuh sill ini akan mengalami

pengangkatan sesuai dengan ketebalan sill tersebut.

Konsekuensi dari hal tersebut adalah sill pada umumnyaterbentuk pada kedalaman yang tidak begitu besar dimanatekanan yang disebabkan oleh batuan di atasnya relatif kecil.

Kenampakan sill sering sulit dibedakan dengan aliran

lava. Perlu pengamatan yang teliti untuk dapat membedakankeduanya. Ada tiga macam kenampakan yang dapatmembedakan keduanya. Pertama, pada permukaan aliran lavasering dijumpai rongga-rongga bekas keluarnya gas padawaktu lava tersebut membeku. Sedangkan pada batuan beku

sill rongga-rongga tersebut tidak terbentuk karena prosespendinginannya yang berlangsung lambat. Kedua, pada waktucairan magma bersentuhan dengan batuan disekitarnya, akanterjadi perubahan pada batuan tersebut karena panas darimagma. Proses ini pada sill akan terjadi pada bagian bawah

dan atas dari tubuh sill. Sedangkan pada aliran lava, proses inihanya terjadi pada bagian bawah lava. Ciri yang ketiga, ketika

magma yang panas bersentuhan dengan batuan disekitarnya


36/122


yang dingin, magma yang bersentuhan dengan batuan tersebutakan membeku dengan cepat dan membentuk tekstur yang

sangat halus yang disebut chilled margin. Sill membentukchilled margin pada kedua sisinya, atas dan bawah, sedangkan

lava hanya membentuk chilled margin pada bagian bawahnyasaja.

Lakolit merupakan tubuh batuan beku seperti sill,

karena lakolit terbentuk oleh magma yang menerobos diantaraperlapisan batuan sedimen pada kondisi lingkungan yang

tidak begitu jauh dari permukaan bumi. Tetapi tidak sepertisill, magma yang membentuk lakolit lebih kental, sehinggamagma tersebut akan menghasilkan bentuk lensa yang tebal

dan akan mengangkat batuan sedimen yang ada di atasnyamenjadi cembung. Jadi batuan beku lakolit dapat dikenali

dengan mudah karena permukaan tubuhnya menunjukkankenampak seperti kubah.

Tubuh batuan beku intrusif yang terbesar adalahbatolit. Beberapa tubuh batolit yang telah dikenali ada yangukurannya mencapai lebih dari 40.000 km2. Tubuh batuan

beku yang masif dan diskordan ini biasanya disusun oleh

batuan dengan komposisi mineral hampir seperti granit.Batolit yang kecil mempunyai struktur relatif sederhana dandisusun oleh satu jenis batuan beku. Dari studi tubuh batolitdiketemukan disusun oleh bermacam jenis batuan beku yang

dihasilkan dari beberapa kali terobosan pada jangka waktuyang relatif lama (jutaan tahun). Batolit pada umumnyamerupakan inti dari suatu sistem pegunungan. Pada tempattersebut proses pengangkatan dan erosi akan memindahkan

batuan yang menutupinya sehingga tubuh batuan beku batolit

ini akan tersingkap di permukaan.Stock merupakan tubuh batuan beku intrusif yang

ukurannya lebih kecil dari batolit. Luas permukaannya kurangdari 100 km2. Stock dapat merupakan pluton yang kecil atau

bagian dari tubuh batuan beku yang sangat besar yang tidak

tersingkap oleh proses erosi sehingga menunjukkankenampakan seperti batolit.


37/122


Gambar 4. Bentuk-bentuk tubuh batuan beku dalam (pluton)

AKTIVITAS MAGMA DAN TEKTONIK LEMPENG

Asal usul magma merupakan topik yang sangat

kontroversial dari ilmu gelogi. Pertanyaan-pertanyaan yangselalu muncul adalah bagaimana magma yang mempunyaikomposisi berbeda-beda dapat terbentuk. Mengapa gunungapi

yang berada di dasar samudera mengeluarkan lava basaltik,sedang yang berhubungan dengan palung laut menghasilkan

lava yang bersifat andesitik? Masih banyak lagi pertanyaanyang berkaitan dengan aktivitas magma terutama yangmuncul ke permukaan. Untuk menjawab semua pertanyaan

tersebut akan dibahas pertama kali mengenai asal usul

magma.

Asal Usul Magma

Seperti yang telah diketahui bahwa magma terbentukapabila batuan mengalami peningkatan temperatur hingga

mencapai titik leburnya. Pada kondisi di permukaan bumi,batuan dengan komposisi granitik (asam) mulai melebur pada


38/122


temperatur sekitar 750C, sedangkan batuan basaltik (basa)mencapai temperatur 1000C. Karena batuan mempunyai

komposisi mineral yang sangat bervariasi, maka batuan akanmelebur sempurna dengan perbedaan temperatur sampai

beberapa ratus derajad dari pertama kali batuan tersebut mulaimelebur. Cairan yang pertama kali terbentuk pada waktu

batuan mengalami pemanasan yang tinggi adalah mineral

yang mempunyai titik lebur yang terendah. Bila pemanasanberlangsung terus, maka proses peleburan akan berlangsung

terus mengikuti masing-masing titik lebur mineral yangmenyusun batuan tersebut sampai komposisi cairan mendekatikomposisi batuan asalnya. Tetapi kadang-kadang proses

peleburan tidak berlangsung sempurna. Proses peleburan yangbertahap ini disebut partial melting. Hasil yang signifikan

dari proses partial melting ini adalah dihasilkannya cairanmagma dengan kandungan silika yang lebih tinggi daripada

batuan asalnya.Darimana sumber panas yang dapat meleburkan

batuan? Salah satu sumber panas berasal dari peluruhan

mineral radioaktif yang terkonsentrasi pada mantel bumi

bagian atas dan kerak bumi. Selain itu pekerja-pekerja padapertambangan bawah tanah juga sudah lama mengetahuibahwa temperatur akan meningkat dengan bertambahnyakedalaman atau sering disebut karena adanya gradient

geothermal.Bila temperatur merupakan satu-satunya faktor yang

menentukan apakah batuan akan meleleh atau tidak, makabumi merupakan suatu bola pijar yang dilapisi oleh lapisanpadat yang tipis. Tetapi ternyata tekanan juga bertambah besar

sesuai dengan kedalaman. Karena batuan mengembang padawaktu dipanaskan, maka diperlukan tambahan panas untukmelelehkan batuan yang menutupinya, untuk mengatasi efekdari tekanan di sekitarnya. Titik lebur batuan akan meningkatdengan meningkatnya tekanan.

Di alam, batuan yang dalam akan melebur oleh salahsatu sebab dari dua faktor yaitu : pertama, batuan akan

melebur karena temperatur naik melebihi titik lebur batuan


39/122


tersebut. Kedua, tanpa kenaikan temperatur, pengurangantekanan di sekitar batuan dapat menyebabkan titik lebur

batuan turun. Kedua proses tersebut merupakan faktor-faktoryang memegang peranan penting dalam proses pembentukan

magma.

Penyebaran aktivitas magma

Sebagian besar dari lebih 600 gunungapi aktif yang

telah diketahui terletak di sepanjang busur pertemuanlempeng yang konvergen. Beberapa gunungapi aktif terletakdisepanjang pemekaran lantai samudera. Ada tiga jalurgunungapi aktif yang berhubungan dengan aktivitas tektonikglobal, yaitu sepanjang pematang kerak samudera (pusat

pemekaran kerak samudera), palung laut dalam (zonasubduksi) dan pada kerak buminya sendiri (gambar 5)

Volkanisme pada pusat pemekaran kerak samudera.Volume batuan volkanik yang terbesar terdapat di sepanjang

pematang dasar samudera, dimana terjadi pemekaran kerak

samuder. Pada waktu kerak bumi saling menjauh, tekanan dibawah kerak bumi menurun. Penurunan tekanan inimenyebabkan penurunan titik lebur batuan penyusun mantel

bumi. Akibatnya terbentuklah magma basaltik dalam jumlah

yang sangat besar yang berasal dari peleburan batuanpenyusun mantel bumi. Magma ini naik ke atas dan mengisi

celah-celah baru akibat pemekaran kerak bumi.Sebagian dari magma basaltik tersebut dapat

mencapai lantai dasar samudera dan membentuk aliran lavayang sangat besar. Kadang-kadang aktivitas ini dapatmembentuk kerucut gunungapi hingga muncul ke permukaan

laut dan membentuk pulau-pulau baru. Selain itu, banyakgunungapi dan pulau-[ulau baru yang terbentuk sepanjangsistem pematang dasar samudera ini akan bergerak saling

menjauh bersamaan dengan terbentuknya kerak samuderayang baru akibat pemekaran kerak samudera.


40/122


Volkanisme pada zona subduksi.Batuan yang berkomposisiandesitik dan granitik terdapat di sepanjang tepi samudera

yang dibatasi oleh kontinen dan rantai kepulauan gunungapi.Hanya sebgaian kecil saja dijumpai sebagai bagian dari

gunungapi bawah laut. Selanjutnya kebanyakan gunungapiyang mengeluarkan magma andesitik dijumpai pada kerakkontinental atau jajaran pulau-pulau yang terletak berdekatan

dengan palung laut dalam.Pada waktu kerak bumi mencapai kedalaman sekitar

125 km, terjadi peleburan batuan yang membentuk magmadengan komposisi andesitik. Setelah terbentuk magma dalam

jumlah yang cukup banyak, magma ini akan naik ke atas

karena densitasnya yang lebih kecil dari batuan sekitarnya.Jalur gunungapi (ring of fire) yang terbentuk di dunia

berhubungan erat dengan zona subduksi. Gunungapi aktifyang terbentuk di sepanjang zona ini menghasilkan magmadengan komposisi menengah. Gunungapi yang terdapat diIndonesia pada umumnya merupakan gunugapi dengan tipeini (Gambar 6 )

Gambar 5. Penyebaran aktivitas magma pada kerak bumi


41/122


Volkanisme pada kerak benua. Sebetulnya aktivitasgunungapi pada kerak bumi yang kaku sangat sulit untuk

dijelaskan. Aktivitas semacam ini terjadi di daerahYellowstone Amerika Serikat dan daerah sekitarnya

menghasilkan lava riolitik, pumis dan aliran debu volkanik,sementara aliran lava basaltik yang cukup luas terdapat di

bagian baratnya. Batuan tersebut yang komposisinya sangat

bervariasi, saling menutupi satu dengan lainnya.Karena ekstrusi basaltik terjadi pada kerak kontinen

seperti yang terjadi pada kerak samudera, maka kemungkinansumber dari magma ini berasal dari mantel bumi bagianterluar.

Gambar 6. Jalur gunungapi di dunia yang juga merupakan

batas-batas lempeng tektonik


42/122


GUNUNG API DI INDONESIA

Seperti telah disebutkan di atas, Indonesia merupakansalah satu negara dengan jumlah gunungapi yang terbesar.

Ada sekitar 129 gungapi yang masih aktif sampai sekarang,diantaranya sangat terkenal karena letusannya danaktivitasnya yang terus menerus.

Krakatau. Gunungapi yang terletak di Selat Sunda antara P.

Sumatera dan P. Jawa, terkenal karena letusannya pada tahun1883. sebelum tahuntersebut, ketinggian gunungapi ini sekitar800 m dengan tiga kawah yang terletak pada kaldera yang

diameternya sampai 6 km. sebelum tanggal 27 Agusutus1883, terjadi beberapa letusan kecil di pulau ini. Pada tanggal

27 agustus, terjadi letusan yang snagat besar dengan energisama dengan 100 juta ton TNT. Seluruh pulau disemburkanke udara. Meskipun pulau tersebut tidak berpenghuni,letusannya mengakibatkan terjadinya gelombang laut yangsangat besar yang disebut tsunami, dengan ketinggian antara

35 sampai 40 m dan menyebabkan sekitar 35.000 orang yang

tinggal di pantai-pantai sekitarnya meninggal akibat tersapubanjir yang sangat besar. Sebagian pulau hilang akibat letusanini dan meninggalka cekungan yang sngat besar di bawah laut.

Suara letusan gunung ini terdengar sampai di

Australia yang jaraknya sekitar 4000 km. Debu yangdisemburkan ke atmosfer menyebar mengelilingi planet bumiini sehingga menutupi matahari dan menurunkan temperatursampai beberapa derajad.

Merapi. Gunungapi ini terletak di Jawa Tengah danmerupakan gunungapi yang sangat aktif. Karakteristik dariletusan gunungapi ini adalah adanya awan panas yang

bergulung-gulung turun dari puncaknya pada waktu rerjadiletusan. Letusan terakhir dengan korban akibat awan panas ini

terjadi pada tahun 1995, yang mengakibatkan meninggalnyabanyak penduduk yang tinggal di desa Turgo di selatan kawah

G. Merapi. Beberapa orang menjadi cacat akibat luka bakar


43/122


yang sngat parah. Gunungapi ini juga mengeluarkan materialpiroklastik yang bertumpuk di sekitar kawahnya. Tumpukan

material ini sering menyebabkan terjadinya banjir lahar didaerah sebelah barat Merapi, akibat bercampurnya material

piroklatik yang belum mengalami kompaksi di sekitar kawahdengan air hujan yang turun sesudah terjadi letusan.

Kelud.Terletak di Jawa Timur, gunungapi ini terkenal karenalahar panas yang dihasilkan akibat material hasil letusan yang

bercampur dengan air yang terdapat di danau kawah padapuncaknya. Untuk mengurangi besarnya lahar panas yangdikeluarkan oleh letusan gunungapi tersebut telah dibuat

terowongan yang mengontrol jumlah air di danau kawahnya.


44/122


BAB V

GEMPABUMIHari Minggu 24 Desember 2005 pagi, masyarakat

Banda Aceh dikejutkan oleh gempabumi yang cukup dahsyat,

yang menghancurkan sebagian bangunan di kota tersebut.Masyarakat berlarian ke luar rumah dan duduk-duduk di

jalanan menghindari datangnya gempa susulan. Sedang

asyiknya mereka bIndonesia merupakan salah satu negara di dunia ini

yang sering dilanda gempabumi. Pada beberapa tempat dibagian wilayah Indonesia, gempabumi merupakan kejadianalam yang sudah sangat biasa. Hal ini tidak mengherankan,

karena sebagian besar wilayah Indonesia dilalui oleh jaluryang sangat aktif kegempaannya.

Apa yang dimaksud gempabumi

Gempa bumi atau dalam bahasa inggrisnyaearthquake, merupakan getaran dari bumi yang dihasilkan

oleh pelepasan energi yang sangat cepat. Energi ini terpancarkesegala arah dari sumbernya (fokus) dalam bentukgelombang yang dapat disamakan dengan getaran udara yang

terjadi disekitar lonceng yang sedang dibunyikan. Selamaterjadi gempabumi atau beberapa waktu setelahnya, bumidapat dikatakan sebagai bel yang sedang berdentang.Meskipun energi tersebut berkurang dengan cepat dengan

bertambahnya jarak dari sumber atau pusat gempa, tetapi

instrumen pencatat gempa yang terdapat di beberapa bagian

dunia dapat mencatat getarannya.Pelepasan energi yang besar dapat juga terjadi akibat

letusan gunungapi atau ledakan bom, tetapi peristiwa inibiasanya lebih lemah dan frekuensinya lebih jarang. Jadi

mekanisme apa yang menyebabkan terjadinya gempabumiyang sangat merusak itu?. Beberapa kejadian tersebut telah

membuktikan bahwa bumi merupakan suatu planet yang tidakstatis.


45/122


GELOMBANG GEMPA

Studi yang mempelajari tentang gelombang gempadisebut seismologi. Sedangkan alat yang digunakan untuk

merekam gelombang gempa disebut seimograf, yang prinsipkerjanya sangat sederhana. Suatu pemberat yang bergerak

bebas diletakkan tergantung pada suatu tangkai yangditancapkan pada batuan dasar. Ketika terjadi getaran darisuatu gempa mencapai alat tersebut, pemberat ini akan tetap,

tetapi bumi dan penyangga pemberat ini akan bergetar.Pergerakan dari bumi yang dihubungkan dengan pemberat iniakan tercatat pada gulungan kertas yang berputar.

Catatan yang dihasilkan oleh siosmograf disebutseismogram, yang dapat memberikan gambaran atauinformasi yang lengkap mengenai gelombang seismik. Secarasederhana, gelombang seismik adalah energi yang elastis yang

pancarannya berbentuk radial ke segala arah dari pusatnya.Pada seismogram akan tampak beberapa tipe gelombang yang

dapat dikelompokkan menjadi dua. Pertama ialah gelombangpermukaan (sur face wave) yaitu gelombang yang menjalarpada permukaan bumi. Sedang lainnya adalah gelombang

dalam (body waves), yaitu gelombang yang menjalar padabatuan di dalam bumi. Tipe yang kedua ini dibedakan lagimenjadi gelombang Primer (P wave) dan gelombangsekunder (S wave).

Kedua macam gelombang tersebut dibedakan karena

cara penjalarannya di dalam bumi. Gelombang P akan

menekan dan menarik batuan sesuai dengan arahpenjalarannya. Sedang gelombang S akan mengguncangbatuan tegak lurus dengan arah penjalarannya. Penjalarangelombang P akan merubah bentuk dan volume dari media

yang dilaluinya, sedangkan gelombang S hanya akan merubahbentuk dari media yang dilaluinya. Bahan padat, cair dan gas,

semuanya akan menahan pada waktu mendapat tekanan dansecara elastis akan kembali pada kedudukan semula begitu


46/122


gaya tersebut hilang. Oleh sebab itu gelombang P menjalarmelalui semua jenis bahan. Sebaliknya gelombang S hanya

akan merubah bentuk, maka benda cair tidak dapatmenjalarkan gelombang S.

Pergerakan gelombang permukaan kadangkala lebihkompleks. Begitu gelombang permukaan menjalar disepanjang permukaan, tanah dan segala sesuatu yang berada

diatasnya akan bergerak, seperti ombak di laut yangmengombang-ambingkan kapal. Selain bergerak ke atas dan

ke bawah, gelombang permukaan ini juga bergerak kesamping seperti gelombang S bergerak pada bidang yanghorisontal. Hal ini menyebabkan banyaknya kerusakan

bangunan-bangunan konstruksi dan fondasinya. Denganmemperlihatkan catatan seismogram, perbedaan dari macam

gelombang ini dapat diketahui. Gelombang P akan datangpertama kali sebelum gelombang S, dan gelombang ini datangsebelum gelombang permukaan. P pada batugranit sekitar 6km per detik, sedangkan gelombang S pada batuan yang samasekitar 3,5 km per detik kecepatannya. Perbedaan densitas dan

elastisitas dari material yang dilalui gelombang sangat

berpengaruh terhadap kecepatan gelombang tersebut. Padamaterial padat, geolmbang P menjalar dengan kecepatan 1,7kali dari kecepatan gelombang S. Sedangkan gelombang

permukaan dapat diperkirakan menjalar dengan kecepatan

sekitar 90% dari kecepatan gelombang S yang menjalar dibawahnya.

Gelombang seismik dapat digunakan untukmenentukan lokasi dan besarnya gempa bumi. selain itu,geolombang seismik juga digunakan dalam penyelidikan

bagian dalam bumi.

LOKASI GEMPABUMI

Pusat gempabumi pada umumnya terletak di bawahpermukaan bumi yang disebut hiposenter. Sedangkan tempat


47/122


di permukaan bumi yang tepat berada di atas pusat gempatersebut disebut episenter. Perbedaan kecepatan gelombang P

dan S merupakan dasar dalam penentuan lokasi episentertersebut. semakin besar interval antara kedatangan pertama

kali gelombang P dengan gelombang S, semakin besar jarakpusat gempa dengan tempat seismogram.

Penentuan lokasi pusat gempa didasarkan pada data

seismogram. Dari data seismogram dapat digambarkan grafikwaktu penjalaran (travel time) gelombang. Dari grafik ini

akan diperoleh jarak pusat gempat dari tempat seismograf.Lokasi dari pusat gempa didapat dari 3 atau lebih dataseismogram dari tempat yang berbeda.

Sekitar 95% dari energi yang dilepaskan olehgempabumi terkonsentrasi pada zona yang dangkal atau dekat

dengan permukaan bumi. Energi yang terbesar dilepaskanterletak pada jalur di sepanajng tepi laut Pasifik, yang dikenaldengan jalur lingkar Pasifik (Circum Pacific Belt). Yangtermasuk pada jalur ini adalah daerah dengan aktivitas seismikyang sangat besar antara lain Indonesia, Filipina, epang,

Pantai Barat Amerika Serikat dan Chili dan beberapa

kepulauan gunungapi. Jalur lain yang merupakan konsentrasiaktivitas seismikdimulai dari Laut Mediteran ke KompleksPegunungan Himalaya melalui Iran, Semenanjung Malakasampai di Indonesia. Selain itu, dengan intensitas dan

magnitude yang lebih kecil aktivitas seismik jugaterkonsentrasi di tengah samudera yang merupakan pusat

pemekaran lantai dasar samudera. Dari hal ini dapat diketahuiaktivitas seismik terbesar terletak pada jalur pertemuanlempeng-lempeng penyusun kerak bumi.

INTENSITAS DAN BESARAN (MAGNITUDE)

GEMPABUMI

Pada mulanya tingkat magnitude gempabumiditentukan secara subjektif. Karena tingkat kepekaan masing-

masing orang sangat berbeda, maka timbul kesulitan untuk


48/122


klasifikasi intensitas gempabumi. Pada tahun 1902, ditentukanskala kegempaan didasarkan pada tingkat kerusakan yang

dihasilkan yang dikembangkan oleh Giuseppe Mercalli.Tetapi tingkat kerusakan yang diakibatkan oleh gempabumi

tidak dapat dijadikan sebagai dasar pengelompokan tingkatbesarnya gempabumi. Banyak sekali faktor yangmempengaruhinya, termasuk jarak dari pusat gempa, material

atau bahan konstruksi yang digunakan, bentuk atau desaindari bangunan, menyebabkan variasi kerusakan yang

diakibatkan oleh gempabumi. Konsekuensinya dicarikan suatumetoda yang dapat digunakan untuk menentukan besarnyaenergi yang dilepaskan pada waktu terjadi gempabumi.

Pengukuran tersebut disebut sebagai magnitude.Idealnya magnitude gempabumi dapat dilakukan

dengan melihat jumlah material yang longsor di sepanjangjalur sesar dan jarak pergeserannya. Tetapi pada kebanyakangempabumi, besarnya pergeseran sesar sangat sulit untukdiukur secara langsung. Pada tahum 1935, Charles Richterdari California Institute of Technology mencoba menyusun

tingkat besarnya gempabumi di California Selatan menjadi

besar, menengah dan kecil. Sistem tersebut kemudiandikembangkan, besarnya tingkat gempabumi dapat diukurdengan menggunakan alat seismogram. Besaran ataumagnitude gempabumi kemudian dinyatakan dengan skala

Richter.Sekarang Skala Richter digunakan luas di seluruh

dunia untuk menetapkan magnitude gempabumi. Denganmenggunakan skala Richter, magnitude gempabumi diketahuidari kisaran terbesar dari gelombang seismik yang terekam

dalam seismogram.Gempabumi terbesar yang pernah tercatat pada skala

Richter besar mencapai 8.6. Goncangan yang hebat akibatgempabumi ini setara dengan goncangan akibat ledakansekitar 1 milyar ton TNT. Sebaliknya gempabumi dengan

skala Richter kurang dari 2.5 kadangkala goncangannya tidakdirasakan oleh manusia. Tabel 1 dibawah ini menunjukkan


49/122


hubuingan antara besarnya gempabumi dengan akibat yangditimbulkannya.

Tabel 1 Hubungan antara besar gempabumi dengan akibat yang ditimbulkannya

Skala Richter Jumlah per tahun

< 2.5 Tercatat tetapi tidak terasa 900000

2.5 - 5.4Kadang dapat terasa, tetapi hanya

kerusakan kecil, da at dideteksi30000

5.5 - 6.0 Kerusakan pada struktur bangunan 500

6.1 - 6.9 Dapat menghancurkan daerah yangberpenghuni

100

7.0 - 7.9Gempabumi besar dengan kerusakan

yang sangat serius20

> 8.0

Gempabumi sangat besar. Kehancuran

total terutama pada daerah dekat

episenter

sekali dalam 5 - 10 tahun

Efek dari gempabumi

PENGRUSAKAN OLEH GEMPABUMI

Banyak faktor yang mengakibatkan terjadinyakerusakan akibat adanya gempabumi di suatu daerah. Faktorutama yang menyebabkan kerusakan tersebut adalah

besarnya gempabumi yang terjadi dan jumlah populasikehidupan pada lokasi tersebut. Sebagian besar gempabumi

pada umumnya terjadi pada daerah yang tidak berpenghunidan mempunyai skala yang relatif kecil. Dari sejumlah

gempabumi yang pernah terjadi ada 20 gempabumi yangmenimbulkan bencana yang sangat besar. Selanjutnya di

bawah ini akan dibahas faktor-faktor yang menyebabkankerusakan yang besar akibat adanya gempabumi.


50/122


Getaran Seismik

Energi dilepaskan pada peristiwa gempabumi akanmenjalar di permukaan bumi. Penjalaran ini akan

mengakibatkan tanah yang dilaluinya akan bergerak naikturun dan ke kanan dan kiri. Jumlah kerusakan yang

diakibatkan oleh getaran ini sangat tergantung pada beberapafaktor, termasuk :

1) intensitas dan lamanya getaran2) jenis material bangunan yang digunakan3) desain bangunan.

Semakin elastis bahan yang digunakan dalam konstruksi

semakin tahan terhadap getaran yang diakibatkan olehgempabumi.

Tsunami

Tsunami merupakan geolombang laut yang sangatbesar yang dibangkitkan oleh getaran akibat adanyagempabumi atau sering disebut seismic sea waves.

Kebanyakan tsunami dihasilkan oleh adanya pergeseran

vertikal dari dasar laut selama terjadi gempabumi. Tsunamiyang terbentuk akibat gempabumi kecepatannya dapatmencapai 500 sampai 800 km/jam. Pada laut terbuka yangdalam, tsunami ini dapat terdeteksi dengan baik karena tinggi

gelombangnya kurang dari 1 meter dan panjanggelombangnya berkisar antara 100 sampai 700 km. Tetapi ada

waktu memasuki laut dangkal, gelombang perusak inimelemah dan ketinggian gelombang ini meningkat dengan

cepat mencapai 30 m tingginya. Pada saat tsunami mencapaidaratan, terjadilah peningkatan muka laut dengan sangat cepatdengan turbulensi yang luar biasa.

Kebakaran

Walaupun kebakaran merupakan akibat kecil dari

adanya gempabumi, tetapi kerugian yang diakibatkan dapatsangat besar. Kebakaran yang terjadi dapat disebabkan oleh


51/122


pecahnya pipa gas di bawah tanah atau percikan api olehputusnya kabel listrik. Kerusakan dapat sangat besar bila hal

tersebut terjadi di daerah yang bangunannya dibuat dari bahanyang mudah terbakar.

Landslide dan penurunan permukaan

Getaran yang disebabkan oleh gempabumi

menyebabkan terjadinya longsoran-longsoran di permukaan.Longsoran ini terutama terjadi pada tempat-tempat yang tidakstabil. Kadang-kadang longsoran yang terjadi tidak

disebabkan langsung oleh getaran gempa, tetapi oleh getaranyang diakibatkan oleh runtuhnya bangunan-bangunan yangtinggi. Hal semacam ini dapat terjadi jika episenter gempadekat atau pada kota besar.

Pada waktu terjadi gempabumi di Alaska tahun 1964,

sebuah kota hancur karena longsoran akibat gempa.Kemudian kota tersebut dipindahkan kira-kira 7 km dari kota

lama yang benar-benar hancur. sedangkan di Anchorage,sebagian gedung jua hancur. Di tempat bekas gedung-gedungtersebut kemudian diratakan dengan tanah dan sekarang

dijadikan sebuah taman. Taman tersebut dinamakanEarthquake Park atau taman gempabumi.

Prediksi dan kontrol gempabumi

Gempabumi terutama yang terjadi pada atau dekatdengan daerah yang tinggi populasinya dapat menimbulkankerugian yang sangat besar. Untuk memperkecil kerugianyang diakibatkan oleh gempabumi ini diperlukan kontrol atau

prediksi yang memberi petunjuk akan terjadinya aktivitasgempabumi di suatu daerah. Telah banyak penelitiandilakukan untuk mendapatkan cara atau metoda yang dapatdigunakan untuk memprediksi terjadinya gempabumi. Tetapi

belum diperoleh suatu metode yang benar-benar akurat untuk

memprediksi aktivitas gempabumi.Di Jepang, negara dengan aktivitas gempabumi sangat

besar, telah membuat suatu kompleks jaringan seismik


52/122


sepanjang 200 km sampai ke laut. Di dasar laut dimana seringterjadi gempabumi kecil, mereka berusaha untuk memonitor

gempa kecil tersebut, diharapkan dapat digunakan untukmemprediksi kapan terjadinya suatu gempabumi yang besar

dengan lebih akurat.Di California, pengangkatan atau penurunan dari

tanah dan perubahan pergerakan dari zona sesar telah

diketahui merupakan kegiatan yang mendahului suatu gempabumi. Sehingga dianggap masuk akal untuk memonitor secara

terus menerus pergerakan sesar, perlipatan dan aktivitasseismik. Beberapa jaringan monitoring aktivitas seismik telahdipasang di beberapa tempat di daerah yang rawan

gempabumi, sedangkan di beberapa tempat lainnya sedangdalam pengusulan untuk dipasang jaringan serupa.

Meskipun belum ada metoda yang dapat memprediksigempabumi dengan baik, tetapi prediksi yang sedikitmendekati kebenaran telah dilakukan pada tahun 1966 ketikaterjadi gempabumi di Tashkent Rusia. Prediksi terjadinyagempabumi dilakukan dengan memonitor kandungan radon

dalam sumur. Radon merupakan gas mulia yang terbentuk

dari peluruhan unsur radioaktif radium, yang dijumpai dalamjumlah yang sangat sedikit pada batuan tertentu. Pada kondisinormal, gas tersebut terjebak di dalam batuan tetapi padawaktu batuan tersebut mendapatkan gaya atau tekanan,

rekahan-rekahan yang baru terbentuk memungkinkan gastersebut untuk melepaskan diri. Februari 1975, gempabumiyang terjadi di Timurlaut China diprediksi hanya beberapa

jam sebelum aktivitas gempabumi tersebut muncul. Sehinggaperingatan dapat dengan cepat disampaikan dan

memungkinkan sekitar 3 juta penduduk untuk keluar rumah.dilaporkan hampir 90% bangunan di kawasan yang terkenagempabumi ini hancur.


53/122


BAB VI

PEMBENTUKAN PEGUNUNGAN

Pegunungan merupakan suatu kenampakan yang

sangat spektakuler, yang menjulang ke atas sampai beberaparatus meter bahkan lebih, dari dataran yang ada sekelilingnya.Beberapa dari kenampakan itu merupakan suatu massa

tunggal yang terisolasi, sedang beberapa lainnya merupakansuatu rangkaian pegunungan yang sangat panjang. Beberapa

dari rangkaian tersebut merupakan rangkaian pegununganyang masih sangat muda, seperti Pegunungan Himalaya, yangmasih tumbuh sampai sekarang. Sedang lainnya merupakan

rangkaian pegunungan yang sudah tua dan sudah mengalamiproses penurunan (perataan) permukaannya.

Secara umum proses yang membentuk suatu sistempegunungan disebut dengan proses orogenesis. Kata tersebutberasal dari bahasa Yunani oros (pegunungan) dan genesis(pembentukan atau mula jadi). Sistem pegunungan akibat dari

proses tersebut menunjukkan adanya suatu gaya yang sangat

besar yang mengakibatkan terjadnya perlipatan (folded),

pensesaran (faulted) dan umumnya merubah bentuk bagiankerak bumi yang besar. Meskipun gaya yang sangat besarmerupakan faktor utama pembentukan pegunungan ini, tetapihasil kerja proses-proses eksogen oleh air ataupun es yang

mengerosi pegunungan tersebut, menyebabkan kenampakanbentang alam pegunungan tersebut lebih indah.

Proses orogenesis dapat dijelaskan dengan baik, barubeberapa waktu belum lama ini dengan teori tektoniklempeng (plate tectonic). Teori ini telah menarik para ahli

geologi untuk menerangkan mengenai proses pembentukanpegunungan. Sebelum membahas mengenai teori tersebut,akan diuraikan lebih dahulu mengenai proses pengangkatandan perubahan bentuk kerak bumi.

Pengangkatan Kerak Bumi (crustal uplif t)Fosil-fosil kerang invertebrata laut yang dijumpai di

pegunungan, menunjukkan bahwa batuan yang menyusun


54/122


pegunungan tersebut merupakan batuan sedimen yangterbentuk di laut. Kemudian setelah binatang tersebut mati

dan berubah menjadi fosil, terjadi suatu proses pengangkatan,sehingga batuan sedimen yang terbentuk di laut tersebut

membentuk pegunungan. Kejadian semacam ini(pengangkatan kerak bumi) merupakan proses geologi yangsangat umum dalam sejarah bumi ini. Tetapi muncul suatu

pertanyaan, mengapa terjadinya suatu proses pengangkatan initidak selalu dapat dengan mudah diketahui sebagai akibat dari

suatu proses pergerakan.Telah kita ketahui, gaya gravitasi memegang peranan

penting yang menentukan ketingian suatu permukaan bumi.

Litosfera yang disusun oleh material yang lebih ringan akanmengapung dan mudah mengalami deformasi (perubahan

bentuk) di atas astenosfer. Konsep mengenai pengapungankarena keseimbangan gravitasi ini disebut isostasi. Daerah

pegunungan merupakan bagian kerak bumi yang tipis.Pegunungan tidak hanya merupakan bentang alam yangtinggi, tetapi juga merupakan sumber material bagi tempat-

tempat yang rendah (gambar 17.1). Kenampakan ini dapat

dijelaskan dengan data seismik dan gravitasi.Dari ide tersebut menunjukkan bahwa litosfer dibawah samudera lebih tipis daripada litosfer yang menyusunbenua, karena elevasinya jauh lebih rendah. Meskipun telah

kita ketahui bahwa batuan penyusun kerak samudera inimempunyai spesifik grafitasi yang lebih besar daripada batuan

penyusun kerak benua. Hal tersebut merupakan faktor lainyang menunjukkan mengapa kerak samudera terletak di

bawah kerak benua.

Apabila konsep isostasi ini benar, maka apabila bebandi atas kerak bumi ditambah, akan terjadi penurunan kerak

bumi. Sebaliknya apabila beban tersebut berkurang ataudihilangkan, maka akan terjadi pengangkatan kerak bumi.Perisitiwa terjadinya pergerakan semacam ini sangat didukung

oleh teori penyesuaian isostasi.


55/122


Jadi pegunungan merupakan penebalan kerak bumiyang tidak sebenarnya yang tetap mempunyai ketinggian

diatas rata-rata daerah sekitarnya. Seiring dengan terjadinyapengikisan material oleh proses erosi, penyesuaian isostasi

akan terjadi secara bertahap pada pegunungan tersebut. Secaraberangsur pula bagian terdalam dari pegunungan tersebutakan mengalami pengangkatan sampai pada kedalaman yang

dangkal dengan kerak disekililingnya. Yang tetap menjadipertanyaan adalah bagaimana bagian yang tebal (penebalan)

dari kerak bumi tersebut terjadi???

DEFORMASI BATUAN

Apabila batuan mendapat tekanan yang besarnyamelebihi daya tahan batuan itu sendiri, maka batuan akanmengalami perubahan. Pada umumnya perubahan tersebut

membentuk struktur perlipatan (folding) atau retakan(fracturing). Hal tersebut sangat mudah untuk digambarkan

bagaiman suatu masa batuan akan pecah. Tetapi seberapabesar unit batuan dapat melengkung membentuk suatuperlipatan tanpa batuan tersabut pecah selama proses

perubahan terjadi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, paraahli geologi melakukan percobaan di laboratorium pada

batuan yang diberi gaya dengan melakukan simulasi padakondisi yang sesuai dengan kondisi di bawah permukaan

bumi. Meskipun batuan penyusun kerak bumi mempunyai

ketahanan bervariasi dalam menerima gaya, karakteristikumum dari perubahan batuan dicobakan pada percobaan

tersebut. Para ahli geologi mendapatkan bahwa apabila

tekanan (stress) diberikan perlahan dan dibawah tekanan yangrendah, batuan akan mengalami perubahan secara elastis.Perubahan ini disebut elastic deformation, seperti karet batuanakan kembali pada bentuk dan ukuran semula ketika tekanan(stress) tersebut dihilangkan. Sebaliknya apabila bataselastisitas batuan dilewati, batuan akan pecah atau mengalami

perubahan secara plastis

Buku Geologi Dinamik

Documents

Transcript of Buku Geologi Dinamik