Geodinamika
GEODINAMIKA
GEODINAMIKA
A. Pengertian
Apakah geodinamika itu,
Geodinamika adalah studi tentang proses-proses dasar fisika untuk memahami
lempeng tektonik dan berbagai fenomena geologi (Turcotte dan Schubert, 2002).
Melalui pendekana-pendekatan di dalam geodinamika, dapat diketahui segala aspek
yang berkaitan dengan proses dinamis pada lapisan lapisan bumi. Terutama
menyangkut tentang lempeng litosfer. Proses-proses yang berkaitan dengan
lempeng litosfer sangat penting untuk diketahui agar teori-teori mengenai
proses dinamis pada kerak bumi dapat selaras dan dengan pendekatan-pendekatan
yang ada, dapat pula dipahami tentang proses pembentukan berbagai bentuk
topografi di kerak bumi.
Lempeng tektonik menjadi
pembahasan yang cukup masif di dalam geodinamika. Lempeng tektonik merupakan
suatu medel dimana kulit luar dari bumi dibagi menjadi beberapa lempeng tipis
dan rigid yang bergerak relatif antara satu dan yang lain. Pergerakan relatif
ini memiliki kecepatan dengan derajat puluhan milimeter per tahun.
B. Teori
Lempeng Tektonik
Kata tektonik berasal dari
bahasa Yunani ‘tektonikos’ yang berarti bangunan atau konstruksi. Teori lempeng
tektonik adalah teori yang menjelaskan struktur kerak bumi sebagai hasil
pemisahan litosfer ke dalam beberapa lempeng semi-tegar (semi-rigid), yang
bergerak didorong oleh arus konveksi di dalam astenosfer. Gerakan lempeng
litosfer ini mengakibatkan proses geodinamik, misalnya : terjadinya gempabumi,
pembentukan pegunungan, proses metamorfosis batuan dan aktivitas vulkanik.
Definisi dari teori lempeng tektonik menurut Microsoft Encarta adalah teori tentang
gerakan hipotesis lempeng kerak bumi, suatu teori yang menjelaskan pergeseran
benua, aktivitas seismik dan vulkanik, pembentukan jalur pegunungan hingga
gerakan lempeng kerak bumi di atas bantuan mantel yang kurang rigid. Sedangkan
lempeng tektonik merupakan suatu medel dimana kulit luar dari bumi dibagi
menjadi beberapa lempeng tipis dan rigid yang bergerak relatif antara satu dan
yang lain. Pergerakan relatif ini memiliki kecepatan dengan derajat puluhan
milimeter per tahun. (Turcotte dan Schubert, 2002).
C. Sejarah
Teori Lempeng Tektonik
Teori lempeng tektonik diawali oleh
hipotesa pengapungan benua (continental drift) yang sudah diusulkan sejak tahun
1915. Namun pada waktu itu masih banyak yang meragukan kebenaran dari teori
pengapungan benua. Salah satu penyebabnya adalah bahwa ketika itu semua bukti
u=yang mendukung hipotesa pengapungan benua hanya berasal dari data daratan
saja. Padahal, di kemudian hari terbukti bahwa sumber penggerak utama
pergeseran benua berada di dasar samudra. Secara komprehensif teori pergeseran
benua pertama kali disampaikan oleh Alfred Wegener, seorang ahli meteorologi
bangsa Jerman, dalam bukunya tahun 1915 : The Origin of Continents and Ocean (
Asal-usul Benua dan Samudera). Wegener mendasarkan teorinya tidak hanya pada
bentuk benua, tetapi juga pada bukti geologi, misalnya kemiripan fosil-fosil
yang ditemukan di Brazil dan Afrika. Wegener menggambar sejumlah peta yang
memperlihatkan tahapan-tahapan proses pergeseran benua. Diawali dengan sebuah
massa daratan yang sangat besar, yang disebutnya Pangea ( artinya ‘samudera
daratan’ ). Diyakininya bahwa benua-benua yang terdiri atas batuan granit yang
relatif ringan ‘mengapung’ di atas batuan dasar samudera (basalt) yang lebih
berat.
Dalam buku Our Wondering Continents, Du
Toit (1937) menyatakan bahwa asal-usul super benua bukan satu, melainkan dua :
Laurasia di bagian utara dan Gondwanaland di bagian selatan. Kedua benua
tersebut dipisahkan oleh samudera Tethys. Herry Hess (1962) membuat hipotesa
bahwa dasar samudera terbentuk pada poros punggung samudera dan bergerak
menjauhi poros tersebut untuk membentuk suatu dasar samudera baru dalam proses
yang disebut pemekaran dasar samudera ( sea floor spreading). 4
Teori lempeng tektonik baru berkembang
setelah 1960-an, ketika survei oseanografi telah cukup banyak memiliki data
untuk membuat peta topografi regional dasar samudera. Data ini menunjukkan
bahwa dasar samudera itu tidak datar, juga tidak mirip dengan permukaan
daratan. Di dasar samudera ada suatu sistem retakan di sepanjang punggung
samudera, dan ada sistem palung laut dalam di sepanjang pinggiran batas
samudera. Kedua bentuk struktur ini merupakan daerah yang aktifitas seismiknya
paling tinggi di dunia. T.J. Wilson pada 1965 menemukan gagasan baru dari transform
fault yang melengkapi jenis patahan yang dibutuhkan untuk menjelaskan
mobilitas dari lempeng tektonik. Setahun setelah itu, T.J. Wilson
mempublikasikan pemutakhiran mengenai teori lempeng tektoniknya serta
mengenalkan konsepnya mengenai siklus lempeng tektonik yang dikenal sebagai
siklus Wilson.
D. Bukti-bukti
Pendukung Hipotesa Pergeseran Benua
Untuk membuktikan kebenaran dari teori
pergeseran benua, maka juga diperlukan untuk menyusun teori mengenai
rekronstruksi dari benua yang bergeser itu sendiri. Agar dapat merekronstruksi
secara akurat dan logis, diperlukan suatu model matematis yang dapat diterapkan
dalam menjelaskan pergerakan dari lempeng tektonik. Hal ini dapat dipenuhi
dengan menerapkan teorema Euler, yang dapat menjelaskan pergerakan suatu bidang
pada permukaan bola. Setelah didapatkan suatu pendekatan dari rekronstruksi
suatu benua, maka perlu dibuktikan bahwa mekanisme pergerakan benua memang
benar-benar terjadi dan sesuai dengan teori-teori yang ada. Beberapa cakupan
yang dapat memberikan bukti dari hipotesa pergeseran benua antara lain :
1. Paleontologi
2. Struktur dan jenis batuan
3. Paleoglasiasi
4. Paleoklimatik
E. Bukti
Paleontologi
Pergeseran benua telah memberikan dampak
pada distribusi dari binatang dan tanaman purba (Briggs, 1987) dengan membuat
batas untuk memisahkan antar populasi. Salah satu contoh yang jelas adalah
pertumbuhan pemekaran antara dua pecahan superkontinen yang mencegah migrasi
antara kedua sisi kontinen yang terpisah. Distribusi masa lampau dari tetrapoda
menandakan bahwa ada suatu hubungan antara Gondwana dan Laurasia. Sisa dari
reptil Mesosaurus ditemukan di Brazil dan Afrika selatan. Walaupun hewan ini
dapat beradaptasi dengan berenang, namun sangat tidak mungkin Mesosaurus dapat
menjelajahi samudera Atlantik untuk dapat bermigrasi dari selatan Afrika menuju
Brazil atau sebaliknya. Tentu saja hal ini dapat terjadi dan sangat mudah untuk
dijelaskan jika kedua bagian tersebut dulunya merupakan satu kesatuan.
Contoh lain adalah reptil mirip mamalia yg termasuk dlm
genus Lystrosaurus yang hanya dapat hidup di daratan. Ternyata
fosilnya ditemukan dlm jumlah besar di Afrika Selatan, Amerika Selatan dan
Asia, serta pd tahun 1969 tim ekspedisi Amerika Serikat menemukannya juga di
Antartika. Jadi genus tersebut menghuni semua benua bagian selatan. Ada
pendapat yang menyatakan kemungkinan dulu ada daratan yang menjadi jembatan
penghubung benua-benua tersebut sehingga memungkinkan penyebaran Lystrosaurus di
berbagai bagian dunia yang berjauhan. Pendapat ini terbantah oleh kenyataan
bahwa survei dasar samudera menunjuk-kan tidak pernah ada bekas jembatan
daratan yang telah tenggelam.
Paleobotani juga menunjukkan pola yang
mirip dari pemisahan benua. Fosil biji-bijian pakis Glossopteris telah
ditemukan dlm batuan-batuan yg berumur sama di Amerika Selatan, Afrika Selatan,
Australia dan India, serta di Antartika sekitar 480 km dari Kutub Selatan.
Biji-bijian matang tanaman pakis tersebut berdiameter beberapa milimeter,
terlalu besar untuk dapat disebarluaskan oleh angin menyeberangi samudera
Atlantik.
Sedikit bukti yang jelas lainnya adalah
keterkaitan suatu populasi makhluk hidup dengan iklim. Sebagai dampak dari
pergeseran benua secara latitudinal akan menyebabkan kondisi iklim yang tidak
sesuai untuk organisme tertentu. Dan juga proses dari lempeng tektonik dapat
menyebabkan perubahan topografi dan merubah habitat yang tersedia untuk organisme
tertentu.
Gambar 2 : Fosil ikan
F. Struktur
dan Jenis Batuan
Rekronstruksi dari benua yang terpisah
berdasarkan pada kecocokan geometri pada pinggir dangkalan benua. Jika hal
tersebut sesuai dengan keadaan masa lampau, maka sangat mungkin untuk
menelusuri jejak-jejak geologi yang sesuai sepanjang jalur pemisah antara
bentuk geometri yang cocok. Namun tidak semua lokasi dapat ditelusuri dengan
baik. Jejak-jejak geologi yang diperkirakan akan muncul akibat pergeseran benua
dapat menghilang atau tidak ditemukan akibat adanya proses gelogi yang juga
mempengaruhi struktur batuan di suatu tempat. Beberapa contoh yang dapat ditelusuri
antara lain :
1. Jalur lipatan, lipatan Appalacian di Amerika Utara yang
berkesinambungan dengan lipatan Caledonian di Eropa utara. Dalam endapan
sedimen pada jalur lipatan, terdapat bukti-bukti pergeseran benua. Ukuran
butiran, komposisi, serta penyebaran umur mineral dalam sedimen dapat digunakan
untuk mengidentifikasi sumber dari sedimen tersebut. Sumber dari sedimen
Caledonian di Utara Eropa berada di sebelah Barat di lokasi yang sekarang
ditempati samudera Atlantik, menandakan bahwa pada masa lampau lokasi tersebut
ditempati oleh lempeng benua. (Rainbird et al, 2001; Cawood et al., 2003).
2. Umur batuan. Hubungan pola umur batuan sepanjang selatan
Atlantik menandakan adanya kecocokan struktur pada bagian barat Afrika dengan
bagian Timur Amerika Selatan (Hallam, 1975).
3. Irisan stratigrafi. Jalur stratigrafi khusus juga dapat
dikorelasikan dengan pergeseran benua. Seperti yang terlihat pada gambar
dibawah ini menunjukkan irisan stratigrafi pada benua Gondwana. Adanya kesamaan
pada fosil yang terdapat di lapisan batuan menunjukkan bahwa batuan tersebut
dulunya merupakan satu bagian.
4. Struktur metalogenic. Wilayah yang memiliki material
seperti magnese, besi, dan emas, dan perak memiliki kemiripan sepanjang jalur
pantai dari rekronstruksi benua sebelum terjadinya pemisahan. (Evans, 1987).
G. Paleoglasiasi
Selama akhir era Paleozoikum (~300 juta
tahun lalu), lapisan es menutup sebagian besar benua-benua di bumi bagian
selatan. Endapan yang ditinggalkan oleh lapisan es purba ini masih dapat
dikenali, alur-alur dan lekuk-lekuk batuan yang ada di bawahnya menunjukkan
arah pergerakan lapisan es purba tersebut. Kecuali Antartika, semua benua di
bumi bagian selatan sekarang terletak di dekat ekuator. Sebaliknya, benua-benua
di bumi bagian utara tidak menunjukkan bekas-bekas jejak glasiasi purba
tersebut. Justru sebaliknya, fosil-fosil tanaman di tempat tersebut menunjukkan
adanya sisa-sisa tanaman iklim tropis. Padahal, wilayah iklim ditentukan oleh
garis lintang setempat. Hail ini merupakan indikasi bahwa benua-benua di bumi
bagian utara dahulu berada di dekat ekuator, sesuai dengan bukti-bukti
paleoklimatik. Yang lebih sulit dijelaskna adalah arah aliran es
purba tersebut. Pemetaan regional alur-alur dan lekuk-lekuk glasisai
menunjukkan bahwa di Amerika Selatan, India dan Australia, aliran es mengarah ke
daratan dari lautan. Arah aliran seperti ini tidakmungkin terjadi, kecuali
dahulu ada daratan di tempat-tempat yang sekarang berwujud lautan. Jika
benua-benua digabungkan seperti yang diusulkan Wegener, wilayah glasiasi akan
menyatu dengan rapi di dekat Kutub Selata, dan arah aliran es purba dapat
dijelaskan dengan mudah. Pola glasisai purba dipertimbangkan sebagai bukti kuat
pergeseran benua, dan para ahli geologi yang bekerja di bumi bagian selatan
sangat mendukung teori pergeseran benua. Karena mereka dapat melihat
buktinyalangsung dengan mata sendiri.
H. Paleoklimatik
Distribusi wilayah klimatik pada permukaan
bumi dipengaruhi oleh interaksi kompleks dari beberapa fenomena, seperti
penyinaran matahari, arah angin, arus samudera, ketinggian , dan batas topografi.
Sebagian besar fenomena ini hanya sedikit yang diketahui dalam rekaman geologi.
Secara umum, posisi lintang merupakan faktor yang paling dominan untuk
mempengaruhi kondisi iklim di suatu wilayah, dengan mengabaikan wilayah mikro
klimatik yang bergantung pada kombinasi fenomena lain yang langka, sehingga
studi mengenai iklim purba dapat menjadikan indikator dimana dulunya batuan
purba berada. Maka dari itu, paleoklimatik, yang merupakan studi mengenai iklim
dimasa lampau (Frakes, 1979), dapat digunakan untuk menyelidiki bahwa benua
mengalami pergeseran setidaknya dalam arah utara selatan.
Bukti-bukti tentang perubahan iklim yang
mecolok, mendukung teori pergeseran benua. Endapan batu bara yang sangat besar
di Antartika menunjukkan bahwa dahuu daerah ini ditumbuhi oleh tanaman berkayu
dari daerah tropis, dan sekarang sebagian besar tertutup es. Di benua-benua
lain, endapan garam, formasi batuan pasir (sandstone) dan terumbu karang,
memberikan putunjuk tambahan yang memungkinkan untuk merekronstruksi zona iklim
purba. Pola iklim purba sangat mengherankan jika diandang dari posisi
benua-benua saat ini, tetapi bila benua-benua tersebut dikelompokkan seperti
sebelum terjadinya pergeseran, maka pola iklim tersebutdapat dijelaskan dengan
mudah.Contoh lainnya adalah endapan karbonat dan
terumbu karang yang dibatasi pada perariran hangat (sekitar 300 c) dari
ekuator, saat ini temperatur berada di batas yang lebih luas antar 25-300 c.
Evaporite yang terbentuk dalam kondisi yang panas dan kering pada region dimana
evaporasi melewati arus air laut dan/atau presipitasi, dan biasanya berada pada
cekungan yang berbatasan dengan laut, saat ini tidak terbentuk di dekat
ekuator, tetapi lebih ke daerah subtropis yang kering dengan tekanan yang
tinggi dimana kondisi yang seharusnya berlaku. Diyakini bahwa fosil evaporite
terbentuk pada wilayah dengna garis lintang yang serupa (Windley, 1984).
Komentar
Posting Komentar