• Berdasarkan perhitungan perhitungan unsur unsur yang terkandung di dalam bumi, para ahli ilmu kebumian dapat memperkirakan bahwa umur bumi yang sekarang kita pijak ini sekitar 4,6 milyar tahun. • Perkiraan umur ini berdasarkan hasil dating atau atau penanggalan terhadap batuan yang mengandung unsur radioaktif.
• Bumi merupakan sebuah planet yang dinamis yang telah mengalami perubahan dari waktu ke waktu. • Ukuran, bentuk dan distribusi dari benua dan samudera juga mengalami perubahan seperti halnya kehidupan yang kita jalani ini. • Kehidupan sendiri diperkirakan telah dimulai sekitar 550 juta tahun yang lalu yang disebut dengan zaman kambrium
Asal usul bumi • Beberapa ahli menduga bahwa waktu pembentukan bumi bersamaan dengan pembentukan planet-planet yang lain di dalam tata surya. • Salah satu teori yang terkenal yang menjelaskan tentang proses pembentukan bumi adalah teori Nebula.
• Teori ini menjelaskan bahwa pada awalnya bumi dibentuk oleh sekumpulan awan yang berkumpul dan berotasi dengan komposisi hidrogen dan helium yang disebut dengan solar nebula. nebula.
• Kumpulan ini mulai bergerak sekitar 5 milyar tahun yang diasumsikan berbentuk seperti piring datar dengan proto matahari ditengah-tengah gumpalan awan ini. • Kemudian planet planet luar mulai terbentuk dari unsur unsur logam dan batuan, sementara planet planet luar terutama yang jauh dari pusat terbentuk oleh unsur unsur cair seperti H 2O, CO2 dan lainnya.
• Proses pembentukan planet bumi sendiri dimulai dengan tenggelamnya unsur unsur logam ke bagian pusat bumi, kemudian unsur unsur tersebut membentuk lelehan magma yang membentuk batuan dan naik kepermukaan untuk kemudian menghasilkan kerak primitif ( primitive ). primitive crust ). • Setelah itu terjadi proses segregasi kimia yang membentuk tiga bagian dasar interior bumi. Selanjutnya terjadi pembentukan atmosfer primitif yang berasal dari gas gas yang terkandung di dalam interior bumi.
Struktur Lapisan interior Bumi • Lapisan lapisan bumi dapat dibagi berdasarkan antara lain : • 1.
Lapisan yang dibedakan berdasarkan berdasark an komposisi
• Lapisan bumi ini terdiri dari : • Kerak bumi (terbagi menjadi dua : kerak kontinen dan oseanik; ketebalan sekitar 0-200 km). • -
Mantel (ketebalan mencapai 2900 km)
• Inti (terbagi menjadi dua ; inti dalam dan inti luar dengan kedalaman dari permukaan bumi 6370 km).
• Lapisan yang dibedakan berdasarkan kandungan • Litosfer (lapisan bumi yang terdiri dari kerak kontinen (continental ( continental crust ) dan kerak oseanik (oceanic crust) dan crust) dan mantel bumi bagian atas, bersifat dingin dan padat serta brittle, brittle, mempunyai ketebalan sekitar 100 km).
• -
Astenosfer (lapisan (lapisan bumi yang berwujud cairan pijar yang panas,bersuhu 3000 – 3000 – 4000 4000 0 bersifat plastis, dengan ketebalan sekitar 660 km)
• Mesosfer (lapisan bumi yang mempunyai suhu sangat tinggi, merupakan bagian dari dari mantel mantel bagian bagian bawah, ketebalan sekitar 2240 km). Inti dalam dan Inti luar (Inti dalam merupakan • bagian bumi yang bersifat solid, dengan ketebalan 1216 km ; sedangkan inti luar bersifat liquid , dengan ketebalan sekitar 2270 km). •
• Bagian bumi yang kita diami sekarang ini adalah bagian terluar yaitu kerak bumi atau permukaan bumi yang terbagi menjadi dua yaitu ; kerak kontinen dan kerak oseanik atau samudera. Kerak kontinen merupakan kerak yang menyusun benua atau daratan dengan komposisi kimia relatif asam, sedangkan kerak oseanik merupakan kerak yang menyusun lantai lautan atau samudera dengan komposisi basa sampai ultrabasa.
• Kerak tersebut disusun lagi oleh beberapa fragmen fragmen yang dikenal dengan sebutan lempeng ( plate) plate) kontinen dan lempeng oseanik atau samudera.
• Sumber energi bumi. • Apabila kita membandingkan membandingkan wajah wajah bumi saat ini dengan pada saat terbentuknya maka kita akan mendapatkan perbedaan yang sangat menyolok, baik dari segi morfologi maupun dari segi posisinya sekarang. • Perbedaan itu tentu saja dipengaruhi oleh proses proses geologi yang bekerja pada bumi pada skala waktu geologi.
• Hal ini didukung oleh beberapa fakta antara lain bahwa berdasarkan data paleomagnetisme dan data geologi serta geofisika, Amerika bagian selatan ternyata dulunya pernah bersatu dengan benua Afrika. • Bumi pada awalnya hanya disusun oleh satu benua besar yang disebut dengan pangea dengan pangea,, kemudian terbagi menjadi dua fragmen besar, gondwana untuk gondwana untuk fragmen yang berada di bagian utara dari garis khatulistiwa dan laurasia untuk laurasia untuk fragmen yang berada di bagian selatannya.
Dinamika bumi • Dinamika dari bumi dipicu oleh adanya sumber energi bumi yang berasal dari dua sistem panas antara lain ; panas yang diterima dari matahari atau sun heat yang yang merupakan sumber energi bagi proses proses ekternal bumi dan panas dari dalam bumi itu sendiri atau internal heat yang menjadi sumber energi internal dalam bumi.
• Panas yang berasal dari matahari akan mempengaruhi atmosfer, hidrosfer dan permukaan bumi yang kita tinggali, menjadi sumber energi bagi kehidupan yang ada dipermukaan bumi sehingga akan timbul perubahan iklim, perubahan cuaca dan lain sebagainya, sedangkan internal heat akan akan bekerja dibagian bawah permukaan bumi atau subsurface yang subsurface yang nantinya akan mempengaruhi keseimbangan sistem bawah permukaan bumi.
inilah yang bertindak sebagai the • Internal heat inilah driving mechanism bagi mechanism bagi pergerakan pergerakan kerak atau yang dikenal sebagai lempeng ( plate ( plate)) bumi seperti yang dijelaskan diatas. • Pergerakan pergerakan tersebut dibagi menjadi tiga jenis, ada yang disebut dengan konvergen apabila dua lempeng saling bertumbukan satu sama lain, divergen apabila dua lempeng saling menjauhi satu sama lain dan transform apabila dua lempeng saling bersinggungan. ber singgungan.
• Konvergensi pada lempeng bumi akan mengakibatkan terbentuknya busur atau barisan gunungapi, seperti yang ada di Kepulauan Indonesia (Sumatera – (Sumatera – Jawa Jawa – – Kep. Maluku – Maluku – Ternate Ternate dan Kep. Filipina), palung atau parit di laut yang dalam seperti di depan Kep. Sumatera – Sumatera – Jawa Jawa – – Laut Banda dan Laut Sulawesi).
• Contoh lain dari proses ini adalah pembentukan gunung Himalaya sebagai gunung tertinggi di dunia. • Divergensi lempeng akan menghasilkan pembentukan lantai samudera baru yang akan memperlebar jarak antara dua buah lempeng, sedangkan transform akan menghasilkan zona zona gempa bumi regional yang bisa menimbulkan bencana tsunami yang sangat dahsyat.
• Bumi merupakan planet yang sangat dinamis. • Jika kita dapat kembali ke waktu satu milyar tahun yang lalu atau lebih, kita akan mendapatkan sebuah planet yang permukaannya sangat jauh berbeda dengan keadaannya sekarang.
• Selain itu kita juga akan mendapatkan bentuk dari benua (kontinen) yang berbeda dan berada pada posisi yang berbeda dengan sekarang ini. • Perubahan tersebut disebabkan oleh proses-proses yang bekerja pada bumi ini.
• Proses-proses yang merubah bentuk permukaan bumi itu dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu proses yang merusak dan membangun permukaan bumi. • Proses yang pertama merupakan proses yang terjadi pada permukaan bumi yaitu proses pelapukan dan erosi. • Proses tersebut walaupun berjalan sangat lambat tetapi berlangsung terus menerus, dapat menyebabkan permukaaan bumi secara perlahan menjadi rata.
• Sedangkan proses-proses yang membangun permukaan bumi umumnya disebabkan oleh gaya-gaya yang berasal dari dalam bumi seperti aktivitas gunungapi dan pernbentukan pegunungan. • Proses tersebut menyebabkan permukaan bumi menjadi bertambah tinggi.
• Hubungan antara proses-proses tersebut dan sifat kedinamisan dari bumi ini, walaupun 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 ke 20 muncullah suatu pendapat yang mengatakan tentang pemisahan atau pemekaran dari daratan (kontinen) di permukaan bumi.
• Setelah lebih dari 50 tahun dengan terkumpulnya data-data yang mendukung hipotesa tersebut untuk beralih menjadi suatu teori. Teori tersebut disebut teori tektonik lempeng (plate tectonic). • Teori yang akhirnya meluas tersebut merupakan sebuah model yang konprehensif tentang kegiatan yang terjadi di dalam bumi.
• Model tektonik lempeng ini menyebutkan bahwa kerak bumi ini disusun oleh lempeng-lempeng lempeng -lempeng yang besar dan kaku. • Lempeng-lempeng yang menyusun kerak bumi tersebut dapat dibedakan menjadi lempeng kerak benua (continental crust), yaitu lempeng yang menyusun daratan atau benua (kontinen), dan kerak samudera (oceanic crust), yaitu lempeng yang menyusun lantai dasar samudera.
• Lempeng-lempeng tersebut selalu bergerak walaupun sangat lambat. • Pergerakan ini disebabkan karena, adanya perbedaan distribusi panas di bawah kerak bumi (mantel bumi).
• Panas yang sangat tinggi yang terdapat pada tempat yang lebih dalam akan bergerak naik ke tempat yang temperatumya lebih rendah dan akan menyebar secara lateral. • Penyebaran panas secara lateral inilah yang mengakibatkan bergeraknya lempeng-lempeng penyusun kerak bumi. • Pergerakan dari lempeng-lempeng kerak bumi ini menyebabkan terjadinya gempabumi, aktivitas gunungapi, dan deformasi batuan penyusun kerak bumi yang membentuk pegunungan.
• Karena setiap lempeng bergerak sebagai unit yang berbeda, maka interaksi yang sangat besar terjadi pada pertemuan antara lempeng-lempeng tersebut. • Batas-batas antara lempeng-lempeng penyusun kerak bumi merupakan jalur aktivitas gunungapi (vulkanik) dan gempa bumi.
• Ada tiga macam macam batas pertemuan lernpeng-lempeng tersebut yang dipisahkan berdasarkan jenis pergerakannya dan setiap lempeng akan dibatasi oleh kombinasi ketiga macam batas tersebut. • Ke tiga macam batas pertemuan lempeng-lempeng penyusun kerak bumi tersebut adalah:
• Batas divergen, zona dimana lempenglempeng saling memisahkan diri (saling menjauh), meninggalkan ruang diantaranya. • Batas konvergen zona dimana lempenglempeng bergerak saling mendekati sehingga terjadi tumbukan antara keduanya. Kejadian ini dapat menyebabkan lempeng yang satu menunjam di bawah lempeng lainnya atau hanya tumbukan yang menyebabkan bagian ini akan terangkat bersama-sama.
• Batas transform fault, zona dimana, lempeng-lempeng bergerak saling melewati antara satu lempeng dengan lempeng lainnya (bergeseran).
• Pemisahan lempeng (divergen) terutama. terjadi pada lempeng samudera (oseanik), karena lempeng ini relatif lebih tipis daripada lempeng benua (kontinen). • Pada saat lempeng tersebut mengalami pemisahan, celah yang terbentuk di antara keduanya akan diisi oleh material cair yang panas yang berasal dari astenosfer. • Material tersebut perlahan-lahan akan mendingin dan membentuk potongan baru dari lantai dasar samudera.
• Proses tersebut di atas, berlangsung terus menerus sehingga terjadi penambahan kerak samudera di antara lempeng-lempeng yang bergerak saling menjauh tersebut. Mekanisme pergerakan ini disebut pemekaran lantai dasar samudera (sea floor spreading).
• Lantai dasar Samudera atlantik terbentuk sejak 200 juta tahun yang lalu dengan pergerakan rata-rata sekitar 5 sentimeter setiap tahun, walaupun pergerakannya antara satu tempat dengan tempat lainnya sangat bervariasi. • Pergerakan tersebut sepertinya sangat perlahan, tetapi bila dibandingkan dengan umur bumi, maka pergerakan yang hanya sekitar 5 % dari sekala waktu geologi, pembentukan Samudera atlantik tersebut relatif cepat.
• Walaupun terjadi penambahan dari kerak samudera, tetapi luas dari kerak bumi relatif tetap (konstan), karena disisi lain terjadi proses penghancuran dari kerak tersebut. • Proses penghancuran kerak bumi terjadi pada batas lempeng yang konvergen. • Pada saat terjadi pergerakan bersama-sarna pada batas yang konvergen ini, ujung atau tepi yang satu dari lempeng tersebut akan menunjam di bawah lempeng lainnya.. lainnya. .
• Peristiwa ini terjadi apabila kerak benua bertemu dengan kerak samudera. Kerak samudera yang disusun oleh batuan yang berat jenisnya lebih besar daripada berat jenis kerak benua akan akan menunjam menunjam di bawah kerak benua. Zona penunjaman ini disebut zona subduksi (subduction zone). zone). Selain itu pada pertemuan kedua lempeng tersebut akan membentuk bagian laut yang sangat dalam yang disebut palung laut
• Konsep dari siklus batuan yang dianggap sebagai kerangka dasar dalam geologi fisik, secara langsung diungkapkan oleh James Hutton. • Siklus batuan memperlihatkan proses-proses dan material yang membentuk batuan-batuan penyusun kerak bumi. • Dengan mempelajari siklus batuan berarti kita mengamati banyak hubungan antara proses-proses geologi yang sangat bervariasi, yang mengubah satu jenis batuan menjadi jenis batuan lainnya.
• Jenis batuan yang pertama yaitu batuan beku, terbentuk dari proses pendinginan hingga mengalami pembekuan dari magma. Magma merupakan material cair yang panas yang terdapat di dalam bumi. • Proses pembekuan magma disebut juga kristalisasi, karena pada proses inilah terbentuknya kristal-kristal dari mineral penyusun batuan. • Proses ini dapat terbentuk baik di dalam bumi maupun di permukaan bumi bersamaan dengan aktivitas gunung api.
• Jika batuan beku tersebut dan batuan-batuan lain penyusun kerak bumi tersingkap atau muncul ke permukaan bumi, batuan-batuan tersebut akan mengalami proses pelapukan (weathering). • Proses ini disebabkan oleh pengaruh yang terus menerus dari atmosfer dan hidrosfer yang secara perlahan-lahan merubah batuan tersebut menjadi bagian-bagian yang kecil, dan atau komposisi kirnianya.
• Materialmaterial yang dihasilkan oleh proses tersebut akan mengalami pengikisan (erosi), kemudian mengalami proses pengangkutan (transportasi), dan selanjutnya mengalami proses pengendapan pada cekungan-cekungan atau tempat-tempat yang rendah pada permukaan bumi. • Proses-proses tersebut yang telah disebutkan dilakukan oleh agen (media) geologi yaitu gravitasi, air, angin, dan es (salju).
• edangkan material hasil dari proses-proses tersebut disebut sedimen. Tempat-tempat diendapkannya sedimen antara lain berupa sungai, lembah, danau dan laut. • Bentuk tubuh endapannya pada umumnya mengikuti bentuk cekungan pengendapannya dan biasanya mendatar (horisontal). • Setelah mengalami pengendapan, material sedimen tersebut akan mengalami proses pemadatan yaitu perubahan dari material sedimen lepas menjadi batuan dan disebut batuan sedimen.
• Proses perubahan tersebut disebut juga proses litifiliasi. • Proses litifikasi dapat teijadi karena pembebanan oleh material yang ada di atasnya atau oleh pengisian rongga antar butiran yang disebut proses penyemenan (sementasi).
• Selanjutnya apabila batuan yang sudah ada (batuan beku dan batuan sedimen) tertutup di bawah permukaan bumi, batuan tersebut dapat mengalami gaya-gaya yang terdapat di dalam bumi yang membentuk pegunungan. • Gaya-gaya tersebut biasanya diikuti oleh perubahan temperatur dan tekanan yang besar.
• Akibat perubahan perubahan kondisi kondisi lingkungan lingkungan tersebut maka batuan akan mengalami perubahan yang membentuk batuan ubahan atau batuan metamorf. • Sedangkan proses perubahan temperatur dan tekanan yang besar sehingga membentuk batuan metamorf disebut dengan proses metamorfisme. • Jika perubahan temperatur dan tekanan ini melampaui titik lebur.
• Struktur Bumi • Jika bumi dibelah, bentuknya mirip telur. Secara fisik struktur bumi dibagi menjadi beberapa lapisan sebagai berikut : • Lapisan kerak bumi ( crust ) • Mantel • Inti bumi
• Mantel Mantel bumi terdiri dari dua bagian : Mantel luar ketebalan 40 - 400 km. memiliki densitas antara 3,3 sampai 4,3 gm/ cm3 Mantel dalam ketebalan 900 - 2700 km. mengandung senyawa padat MgO dan SiO2 -
• Struktur Lapisan Mantel dan Inti Bumi. • cold, rigid, brittle hot, plastic hot, high pressure, rigid, brittle liquid solid rocks ultrabasic igneous rocks Fe, Ni Depth (km) • Moho (1909) CMB (1914) (1936) Lehmann discontinuity • Mantle convection provides the primary drive for plate tectonics
• What drives plate motions • Deep-layer model – “ Lava lamp model” model” – Two layers swell and shrink in a complex fashion in response to heat from the Earth’s interior
• What drives plate motions • Deep-layer model – “ Lava lamp model” model” – Two layers swell and shrink in a complex fashion in response to heat from the Earth’s interior
• What drives plate motions • Whole-mantle convection – Would mix the entire mantle in the space of a few hundred million years, removing heterogeneities • What drives plate motions • Models of plate-mantle convection • Any model must be consistent consistent with observed physical and chemical properties of the mantle • Horizontal movement of plates causes mantle upwelling
• Models – Layering at 660 km – Explains why basalts erupted at midocean ridges are different (more evolved, relatively shallow source) compared to those erupted at hot-spots (more primitive, deeper source). – We know that subducting slabs descend beneath 660 km
• What drives plate motions • Whole-mantle convection – Would mix the entire mantle in the space of a few hundred million years, removing heterogeneities
• Kerak bumi merupakan lapisan paling luar: keras, padat, relatif dingin, ketebalan 70 - 100 km, tersusun dari batuan beku, batuan sedimen, dan batuan ubahan. Kerak bumi dibedakan menjadi dua: Kerak Samudra dan Kerak Benua • KERAK BUMI
• Inti Luar ( outer core ) bersifat cairan pekat (liquid) , ketebalan antara 2.900 km - 5.100 km. kaya akan Besi dan Nikel, suhunya berkisar 4.500 ºC. • Inti Dalam yaitu bagian yang mempunyai sifat padatan (solid) . • Kerak bumi dan lapisan litosfer, karena bentuknya pipih, keras, dan kaku, maka disebut “lempeng” Lapisan litosfer mengapung diatas lapisan astenosfer, retakretak, dan selalu bergerak, ada yang saling meregang dan ada yang saling menekan.
• Gerakan dan Batas-batas Lempeng Batas tumbukan (konvergen) - Batas pergeseran mendatar (transformal) - Batas pemekaran (divergen) • Pertemuan Lepeng Benua dan Lempeng Samudera • Pemekaran Lantai Samudera • Patahan (Sesar) Transformal
• TATANAN LEMPENG DI INDONESIA • Secara geografis, indonesia terletak pada pertemuan 3 lempeng besar, yaitu • Lempeng Indo-Australia (kerak samudrabenua) • Lempeng Eurasia (kerak benua) • Lempeng Pasifik (kerak samudra) • Eurasia 9 cm / tahun Indo-australia 7 cm / tahun Pasific 11 cm / tahun
• Batas-batas lempeng di muka bumi. • Indonesia memiliki banyak sekali jalur gempa: pada umumnya pada batas-batas Lempeng: di sebelah barat Sumatra, selatan Jawa dan Nusa Tenggara, Sulawesi, Papua. • JALUR GEMPA • Peta jalur kegempaan *seismisitas) dunia. Perhatikan wilayah Indonesia
JALUR GUNUNGAPI
• Tumbukan antara Lempeng Indo-Australia dengan Lempeng Eurasia membentuk jalur gunungapi gunungapi Busur Busur Banda • Tumbukan Lempeng Pasifik dan Lempeng Eurasia menghasilkan jalur gunungapi di sulawesi dan indonesia bagian timur
