Teori Pembentukan dan Pergerakan Lempeng Bumi

Teori Pembentukan dan Pergerakan Lempeng Bumi

Contraction and Expansion (kontraksi dan pemuaian)

Penyusutan Bumi terjadi karena adanya proses pendinginan. Analogi ini diadopsi dari peristiwa mengkerutnya kulit apel yang mengering. Teori ini dapat menjelaskan daerah-daerah yang tertekan seperti deretan gunung api tetapi tidak tapat menjelaskan cekungan, celah serta lembah. Teori ini pertama kali dikemukakan oleh Descretes (1596-1650) dan juga di sukung oleh James Dana dan Elie de Baumant. Pengembangan Bumi terjadi karena proses pemanasan. Teori ini didapat setelah radioaktivitas diketahui. Ia dapat menjelaskan bagaimana Benua bisa hancur dan dengan mudahnya menjelaskan pembentukan lipatan tetapi belum bisa menjelaskan daerah-daerah tekanan.

Continental Drift (pengapungan benua)

Pada awal abad ke-20 ilmuan menyadari bahwa mereka tidak bisa menjelaskan struktur Bumi dan prosesnya dengan satu teori saja. Banyak hipotesis ilmuan yang dikembangkan untuk mencoba dan menunjang konflik observasi. Alfred Wegner seorang meteorologis Jerman yang mempelajari tentang iklim kuno mengemukakan teori pergeseran benua. Hipotesisnya adalah Continental Drift  yang dikemukakan pada tahun 1910. Seperti kebanyakan orang, amerika selatan dan afrika cocok bersama-sama seperti jigsaw puzzle dan menarik perhatiannya.
Pengapungan Benua
Gambar 1. Pengapungan benua
Dia menggabungkan fakta-fakta dan distribusi fosil untuk memformulasikan teori bahwa benua bergerak dipermukaan bumi. Dia mengemukakan bahwa sebelum 200 juta tahun yang lalu, seluruh benua membentuk satu daratan yang besar dan berat yang disebuat Pangea. Prinsip dari teori ini adalah benua diposisikan pada sebuah lempeng atau batuan, dan mereka mengapung sepanjang permukaan bumi setiap waktu. Kelemahan teori Wegner dan alasannya tidak diterima oleh gelogist adalah dia mengemukakan bahwa benua menggelincir diatas dasar laut, padahal dasar laut tidak cukup kuat untuk menopang benua.

Laurasia-Gondwana

Alexander Du Toit merupakan geologist Afrika Selatan. Setelah kunjungannya ke Amerika Selatan, ia menjadi pendukung teori Wegener. Dia mempubllikasikan observasinya dalam A Geological Comparison of South America with South Africa dan kemudian dia mengembangkan pemikirannya dalam Our Wondering Contonents (1937). Dia menyatakan pemisahan dari pangea membentuk dua benua super yaitu Laurasia (disekitar kutub utara) dan Gondwana (disekitar kutub selatan).

Paleomagnetism (pola magnetik purba batuan)

Selama perang dunia kedua, geologis yang dipekerjakan oleh militer bernama Harry Hass dari Universitas Princeton mengemukakan penelitian tentang dasar laut. Tujuan penelitian ini untuk memahami topografi dasar laut termasuk mengukur kedalaman dasar laut dari permukaan dan menemukan tempat tersembunyi musuh-musuh di kapal selam. Tipe penelitian lainnya menggunakan magnetometer (untuk mengukur benda-benda magnet) yang diletakkan dibelakang kapal untuk mendeteksi kapal selam. Penelitian ini juga menunjukkan adanya anomali magnetic dibawah laut, dengan kemagnetan yang tinggi di punggung laut dan kemagnetan yang rendah di sisi lainnya. Penelitian ini menyatakan 2 topografi penting yaitu punggung samudra dan palung samudra. Harry juga menyatakan bahwa benua tidak bergerak sepanjang kerak samudra, tetapi benua dan kerak samudra bergerak bersama-sama. Jika kerak samudra yang baru dan litosfer terus menerus terbentuk pada punggung laut, samudra akan bertambah luas, kecuali jika ada sebuah mekanisme yang menghancurkan litosfer samudra. Zona Benioff dan palung samudra membuktikan bahwa litosfer samudra kembali ke mantel dengan menyusup ke bawah pada palung laut (zona subduksi). Karena lempeng samudra dingin dan rapuh, ia akan pecah dan kembali bercampur dengan matel dan menghasilkan gempa bumi yang sangat dalam.

Pada tahun 1950 dan 1960, penelitian tentang medan magnet bumi dan perubahannya seiring waktu (paleomagnetism) membuktikan fakta terbaru bahwa benua mengapung. Kesimpulan dari konsep medan magnet adalah (1) Bumi memiliki lebih dari satu kutub yang berubah seiring waktu di masa lalu. (2) benua yang berbeda telah bergerak relatif satu sama lain seiring waktu geologi. Penelitian ini mengkonfirmasi hipotesis terakhir dan juga menkonfirmasi teori Continental Drift.

Convection Current (arus konveksi)

Perpecahan benua dan pergerakan lempeng disebabkan oleh adanya energi yang menggerakkannya. Energi tersebut berasal dari arus konveksi di dalam astenosfer bumi. Arus konveksi adalah perpindahan energi panas pada fluida, yang disebabkan oleh :
Peluruhan unsur radioaktif
Gradien Geometris
Karena adanya serangan benda asing
Panas yang tersimpan pada saat pembentukan planet

Sea Floor Spreading

Pergerakan lempeng yang saling menjauh tertangkap oleh peneliti. Pergerakan ini mengakibatkan terbentuknya punggungan yang memanjang di daerah yang menjauh. Vine, Matthews dan Morely mengumpulkan informasi-informasi penting dan menemukan bahwa lenmpeng samudra yang baru terbentuk diantara dua lempeng yang saling menjauh. Penyusupan magma antar lempeng ini menyebabkan adanya punggung laut. Teori ini dinamakan Sea Floor Spreading dan menjawab pertanyaan terbesar tentang Continental Drift “ Bagaimana bisa benua bergerak diatas kerak samudra?” faktanya, benua bergerak bersama kerak samudra  sebagai bagian dari sistem litosfer. Fenomena ini disebabkan konveksi arus panas dari mantel atas bumi atau astenosfer.

Tektonik Lempeng

Dengan mengkombinasikan Sea Floor Spreading dengan Continental Drift dan informasi seismik global, teori terbaru dari Tektonik lempeng yang dicetuskan oleh Mc. Kenzie dan Robert Parker menjadi teori yang paling masuk akal untuk menjelaskan pergerakan lempeng.
Bentuk pergerakan lempeng
Gambar 2. Bentuk pergerakan lempeng
Teori tektonik lempeng berdasarkan model sederhana Bumi.  Litosfer yang padat tersusun atas kerak samudra dan kerak benua dan terletak di atas mantel, dan terdiri dari beberapa lembar dengan ukuran yang berbeda yang disebut lempeng.

Lempeng tersusun dari kerak samudra dengan ketebalan 100 km dan 250 km ketebalan kerak benua dan mengapung diatas astenosfer. Ketika benua dan samudra dapat melayang karena mereka adalah bagian dari lempeng besar yang mengapung dan bergerak horizontal pada bagian teratas astenosfer. Lempeng ini bersifat rigid (padat) dengan kemampuan elastis, tetapi deformasinya tampak sepanjang batas antar lempeng. Dan ada kalanya lempeng samudra yang menyusup kembali ke dalam mantel karena perbedaan ketebalan dan kepadatan. Juga peristiwa pelebaran lempeng akibat adanya arus konveksi. Peristiwa penyusupan maupun pelebaran ini menyebabkan adanya batas antar lempeng.  Ada tiga jenis tiga batas lempeng yaitu Batas Lempeng Divergen di mana lempeng bergerak menjauh satu sama lainnya, Batas Lempeng Konvergen di mana lempeng bergerak mendekati satu sama lainnya, dan yang terakhir Batas Lempeng Transform di mana lempeng terdorong berselisihan satu sama lain. Batas lempeng inilah yang menyebabkan adanya peristiwa tektonik maupun vulkanik yang terjadi di Bumi.
Daerah lempeng berdasarkan teori tektonik lempeng
Gambar 3. Daerah lempeng berdasarkan teori tektonik lempeng
Tektonik lempeng adalah teori yang dikembangkan pada akhir tahun 1960, teori ini menjelaskan bagaimana proses pergerakan dan pembentukan lempeng terluar Bumi. Teori ini menyebabkan revolusi pemikiran manusia tentang Bumi. Sejak berkembangnya teori ini, para geologis telah menguji kembali hampir setiap aspek geologi. Teori tektonik lempeng telah terbukti sangat berguna karena dapat memprediksikan kejadian geologi dan menjelaskan hampir seluruh aspek dari apa yang kita lihat di Bumi. Seperti pembentukan gunung, gempa bumi, dan gunung merapi.  Astenosfer merupakan suatu lapisan yang cair (kental) dan sangat panas. Panasnya cairan astenosfer senantiasa memberikan kekuatan besar dari dalam bumi untuk menggerakkan lempeng-lempeng secara tidak beraturan. Kekuatan ini dinamakan tenaga endogen yang telah menghasilkan berbagai bentuk di permukaan bumi. Di bumi ini litosfer terpecah-pecah menjadi sekitar 12 lempeng. 

Teori lempeng tektonik banyak didukung oleh fakta ilmiah, terutama dari data penelitian geologi, geologi kelautan, kemagnetan purba, kegempaan, pendugaan paleontologi, dan pemboran laut dalam. Lahirnya teori lempeng tektonik sebenarnya merupakan jalinan dari berbagai konsep dan teori lama seperti Teori Apungan Benua, Teori Arus Konveksi, Teori Pemekaran Lantai samudera, dan Teori Sesar Mendatar, sebagaimana telah dijelaskan pada teori-teori di atas. Berdasarkan kajian para ahli, lempeng tektonik yang tersebar di permukaan bumi.Lempeng-lempeng tersebut selalu bergerak dan mendesak satu sama lain. Lempeng tektonik bagian atas disebut lempeng samudera, sedangkan lempeng tektonik pada bagian atas terdapat masa kontinen disebut lempeng benua. Kedua lempeng ini memiliki sifat yang berbeda. Apabila dua lempeng yang berbeda sifat tersebut saling mendekat, umumnya lempeng samudera akan ditekuk ke bawah lempeng benua hingga jauh ke dalam lapisan astenosfer.

Bertemunya antara dua lempeng seperti ini dinamakan gerakan bertumbukan (subduction), sedangkan daerah yang menjadi tempat tumbukan lempenglempeng disebut subduction zone. Selain saling mendekat kemudian bertumbukan, gerakan lempeng juga ada yang saling menjauh dengan lempeng lainnya, dinamakan gerak divergent atau disebut juga sebagai proses pemekaran. Hasil pemekaran lempeng yang berada di atas benua disebut rifting, sedangkan pemekaran yang berada di samudera disebut spreading. Contoh proses ini adalah pecahnya Benua Pangea pada Zaman Trias dengan membentuk celah sepanjang pinggiran Atlantik yang memisahkan Afrika dan Amerika Latin. Coba kamu perhatikan kedua benua tersebut! Pasti nampak seperti sebuah sobekan kertas yang keduanya menunjukkan ciri-ciri bekas sobekan yang berpasangan. Selain itu, ada juga gerakan lempeng yang hanya bersinggungan atau berpapasan, disebut juga transcurrent fault. Setiap gerakan lempeng yang berbeda tersebut, akan mempengaruhi gejala dan fenomena alam di atas permukaan bumi. Secara lengkap, prinsip pergerakan lempeng-lempeng tektonik adalah sebagai berikut :

a) Konvergensi

Konvergensi, yaitu gerakan yang timbul pada saat terjadi tumbukan antar lempeng tekton Tumbukan antar lempeng tektonik dapat berupa tumbukan antara lempeng benua dengan benua atau antara lempeng benua dengan lempeng dasar samudera.
Proses Konvergensi
Gambar 4. Kovergensi
Zone atau tempat terjadinya tumbukan antara lempeng tektonik benua dengan benua disebut Zone Konvergen. Contohnya tumbukan antara lempeng India dengan lempeng Benua Eurasia yang menghasilkan terbentuknya pegunungan lipatan muda Himalaya yang merupakan pegunungan tertinggi di dunia dengan puncak tertingginya, yaitu Mount Everest. Contoh lainnya, tumbukan lempeng Italia dengan Benua Eropa yang menghasilkan terbentuknya Pegunungan Alpen. Zone berupa jalur tumbukan antarlempeng benua dengan lempeng dasar samudera, disebut Zone Subduksi atau zone tunjam, contohnya tumbukan antara lempeng benua Amerika dengan lempeng dasar Samudera Pasifik yang menghasilkan terbentuknya pegunungan Rocky dan pegunungan Andes. Fenomena yang dihasilkan :
1) Lempeng samudera menghujam ke bawah lempeng benua.
2) Terbentuknya palung laut ditempat tumbukan tersebut.
3) Pembengkakan tepi lempeng benua yang merupakan deretan pengunungan.
4) Terdapat aktivitas vulkanisme, instrusi dan ekstrusi.
5) Daerah hiposentra gempa dangkal dan dalam
6) Penghancuran lempeng akibat pergeseran lempeng.
7) Timbunan sedimen campuran atau melange.
Contoh:
Pegunungan di pantai barat Amerika, deretan Pulau Sumatera, Jawa dan Nusa Tenggara, merupakan akibat pembengkakan lempeng benua. Bermunculan puncak gunungapi dan terjadi gempa di sepanjang pulau dan pegunungan tersebut. Ingatlah bahaya gempa yang menimbulkan Tsunami di Aceh dan Sumatera Utara pada akhir Desember 2004, gempa tersebut timbul akibat adanya tumbukanantara lempeng samudera Australia terhadap lempeng benua Asia.

b) Divergensi  

Divergensi yaitu gerakan saling menjauh antarlempeng tektonik contohnya gerakan saling menjauh antara lempeng Afrika dengan Amerika bagian selatan. 
Proses Divergensi
Gambar 5. Divergensi
Zone berupa jalur tempat berpisahnya lempeng-lempeng tektonik disebut Zone Divergen (zone sebar pisah). Fenomena yang terjadi, sebagai berikut:
  1. Peregangan lempeng yang disertai pertumbukan kedua tepinya.
  2. Pembentukan tanggul dasar samudera ( med ocean ridge ) disepanjang tempat peregangan lempeng-lempeng tersebut.
  3. Aktivitas vulkanisme laut dalam yang menghasilkan lava basa berstruktur bantal ( lava bantal ) dan hamparan lelehan lava encer.
  4. Aktivitas gempa.

Contoh:
Di Lautan Atlantik, tanggul dasar samudera memanjang dari dekat Kutub Utara sampai mendekati Kutub Selatan. Celah ini menjadikan benua Amerika bergerak saling menjauh dengan benua Eropa dan Afrika.

c) Sesar mendatar ( Transform )

Sesar mendatar (Transform), yaitu gerakan saling bergesekan (berlawanan arah) antarlempeng tektonik. 
Gambar 6. Tranform
Contohnya, gesekan antara lempeng Samudera Pasifik dengan lempeng daratan Amerika Utara yang mengakibatkan terbentuknya Sesar San Andreas yang membentang sepanjang kurang lebih 1.200 km dari San Francisco di utara sampai Los Angeles di selatan Amerika Serikat. Zone berupa jalur tempat bergesekan lempeng-lempeng tektonik disebut Zone Sesar Mendatar (Zone Transform). Bentukan alam yang dihasilkan antara lain patahan atau sesar mendatar. Gerak patahan atau sesar ini dapat menimbulkan gempa bumi. Contoh: Sesar Sam Andreas di California. Tenaga endogen yang telah mengakibatkan adanya variasi bentuk muka bumi, tidak hanya terjadi di daratan melainkan juga di dasar laut.

Demikian artikel tentang Teori Pembentukan dan Pergerakan Lempeng Bumi, semoga bermanfaat bagi pembaca baik itu kalangan akademisi yang menggeluti bidang ilmu fisika ataupun kalangan masyarakat umum untuk menambah wawasan akan bidang ilmu lain.