Dinamika Bumi

Oleh :

Saptono Budi Samodra

Bahan Pembinaan

Persiapan Olimpiade Sains Nasional

tingkat Propinsi Tahun 2012

Bagian Internal Bumi

Mengenal bagian dalam bumi

Ketebalan Penyusun Bumi

PENAMPANG BUMI

Teori Tektonik Lempeng

Teori yang menyatakan bahwa bagian terluar bumi (litosfer) tersusun oleh lempeng-lempeng yang rigid (kaku) dan bergerak satu terhadap lainnya karena adanya energi yang berasal dari transfer panas dari bagian bawahnya.

Interaksi antar lempeng ini dikenal dengan istilah batas divergen, konvergen, dan transform yang mengotrol proses-proses di permukaan

PENYEBARAN LEMPENG KERAK BUMI

PENYEBARAN LEMPENG KERAK BUMI

Teori tektonik lempeng / tektonik global merupakan perkembangan dari teori sebelumnya, yaitu teori pengapungan benua (continental drift) dan teori pemekaran dasar samudera (sea-floor spreading)

Teori Pengapungan Benua dikemukaan oleh Alfred Wegener pada awal abad ke-20 (tahun 1912?) yang menyatakan adanya supercontinent Pangaea. Pangaea ini kemudian pecah dan masing-masing pecahannya bergerak hingga mencapai posisinya sekarang.

What Is the Evidence for Continental Drift?

Continental Fit

In 1965 Sir Edward Bullard demonstrated that a better fit between the continents could be made if the continental shelf/slope boundary was used

Similarity of Rock Sequences and Mountain Ranges

Marine, nonmarine, and glacial rock sequences are nearly identical for Gondwana continents

Trends of several major mountain ranges on separate continents match when the continents are repositioned

Glacial Evidence

Striations and glacial deposits of the same age in the five southern continents suggest this reconstruction of Gondwana

Fossil Evidence Glossopteris

Cynognathus

Mesosaurus

Lystrosaurus

Paleomagnetism

remnant magnetism in ancient rocks recording the direction of Earth’s magnetic poles at the time of the rock’s formation

documents continental movement over time

Teori Pemekaran Dasar Samudera dikemukakan oleh Hess pada tahun 1950-an yang menyatakan adanya Punggungan Tengah Samudera (mid-oceanic ridge), tempat dimana terjadi pemekaran dasar samudera.

Teori ini merupakan efek positif adanya

Perang Dunia II yang mengembangkan kapal selam untuk memetakan dasar samudera. Dari peta dasar samudera ini diketahui adanya kemiripan morfologi dasar samudera di kiri dan kanan punggungan tengah samudera.

Exploring the Deep

Digital Bathymetric/Topographic Model of Planet

RELIEF PERMUKAAN BUMI

Relationship between Magnetic Reversals and Seafloor Spreading

Newly formed seafloor basalts record Earth’s magnetic field at the time of crystallization

Patterns of magnetic reversal correlate on either side of ridges

Ocean basins are relatively young features

Sepanjang waktu geologi posisi tempat-tempat di bumi mengalami perubahan akibat pergerakan lempeng.

Jenis-jenis lempeng litosfer lempeng benua : granitik lempeng samudera : basaltik

Lempeng litosfer bergerak pada arah : - Saling menjauhi (Divergen): Rifting, Spreading - Saling mendekati (Konvergen) : Subduction, Collision - Berpapasan (Shearing/ Transform)

TEKTONIK LEMPENG

Divergent

Spreading ridges occur where plates are separating

may occur under oceanic or continental crust

rift valleys may lengthen and deepen, fill with sea water, basalts, and sediment to become a new sea

RIFTING

RIFTING

RIFTING

RIFTING UMUMNYA TERJADI PADA BAGIAN TENGAH BENUA, MEMBENTUK LEMBAH MEMANJANG DENGAN

TEBING YANG CURAM

ZONA RIFTING

PEMEKARAN SAMUDERA

Convergent Boundaries

Oceanic-oceanic

Subducting plate bends downward forming an oceanic trench

Volcanic island arc forms on the overlying plate

Back-arc basin fills with volcanoclastic sediment

Convergent Boundaries

Oceanic-continental

The denser oceanic plate is subducted under the continental plate

A subduction complex forms on the continent side of the trench

Partial melting of the descending oceanic plate forms an andesitic volcano mountain range

Convergent Boundaries

Continental-continental

Low density continental crust is not subducted, but may partially underlie the other continental plate

Mountain ranges are formed in the interior of a new and larger continent

Transform Boundaries

Transform faults mark fractures in the crust where plates slide laterally past each other

The San Andreas fault separates the Pacific plate from the North American plate

Plate tectonics - basics

Akibat adanya pergerakan lempeng bumi, maka akan dihasilkan bentuk-bentuk arsitektural bumi yang disebut sebagai struktur geologi

GEOLOGI STRUKTUR

Geologi struktur

adalah ilmu yang mempelajari bentuk arsitektorat kulit bumi serta gejala-gejala yang menyebabkan pembentuknya

Sinonim : geologi tektonik, atau geotektonik

geotektonik berasal dari bahasa Yunani, yaitu dari kata geo yang berarti earth (bumi) dan tekton yang berarti builder (pembangun/pembentuk)

Jenis-jenis struktur geologi

Rekahan (kekar / joint)

Patahan (fault)

Lipatan (fold)

Kekar

adalah rekahan pada batuan yang belum mengalami pergeseran

Jenis-jenis Kekar

Kekar pengkerutan (shrinkage joint)

Kekar lembaran (sheet joint)

Kekar tektonik (tectonic joint)

Kekar pengkerutan (shrinkage joint)

disebabkan oleh gaya pengkerutan yang

timbul karena proses pendinginan,

lazim terjadi pada batuan beku yang akanmenghasilkan kekar tiang (columnar joint)

proses pengeringan pada batuan sedimen menghasilkan bentuk retakan poligonal

Kekar lembaran (sheet joint)

yaitu bidang kekar yang kira-kira sejajar dengan permukaan tanah

terbentuk akibat penghilangan beban batuan karena erosi

Kekar tektonik (tectonic joint)

terbentuk karena gaya tektonik, umumnya berupa bidang yang relatif lurus

gaya tektonik kompresif menghasilkan:

a. Kekar gerus (shear joint): terbentuk relatif menyudut lancip terhadap arah gaya tekan, memiliki kecenderungan untuk bergerak menjadi sesar

b. Kekar ekstensi (extension joint): terbentuk sejajar terhadap arah gaya tekan

c. Kekar rilis (release joint): terbentuk tegaklurus terhadap arah gaya tekan, terjadi akibat penghilangan gaya tekan yaitu ketika sesaat setelah gaya tekan berhenti bekerja

kekar gerus

Kekar ekstensi

kekar rilis

hubungannya terhadap perlapisan batuan

a. Dip joint: kekar yang jurusnya sejajar dengan arah kemiringan lapisan batuan.

b. Strike joint: kekar yang jurusnya sejajar dengan arah jurus lapisan batuan.

c. Bedding joint: kekar yang bidangnya sejajar dengan bidang perlapisan batuan.

d. Diagonal joint: kekar yang jurusnya memotong miring terhadap jurus perlapisan batuan

Pola kekar yang berkembang pada suatu lipatan (McClay, 1987).

Pola kekar sistematik

Sesar

adalah bidang rekahan atau zona rekahan pada batuan yang sudah mengalami pergeseran.

Beberapa pengertian dalam sesar

Jurus sesar (strike of fault): arah garis perpotongan bidang sesar dengan bidang horisontal, biasanya diukur dari arah utara.

• Kemiringan sesar (dip of fault): adalah sudut yang dibentuk antara bidang sesar dengan bidang horisontal, diukur tegak lurus strike.

• Net slip : pergeseran relatif suatu titik yang semula berimpit pada bidang sesar akibat adanya sesar.

• Rake : sudut yang dibentuk oleh net slip dengan strike slip (pergeseran horisontal searah jurus) pada bidang sesar.

Klasifikasi geometris

a. Berdasarkan rake dari net slip, dibedakan menjadi: • strike slip fault (rake = 0) • diagonal slip fault (0 < rake < 90) • dip slip fault (rake = 90). b. Berdasarkan kedudukan relatif bidang sesar terhadap bidang

perlapisan atau struktur regional: • strike fault (jurus sesar sejajar jurus lapisan) • bedding fault (sesar sejajar lapisan) • dip fault (jurus sesar tegak lurus jurus lapisan) • oblique/diagonal fault (menyudut terhadap jurus lapisan) • longitudinal fault (sejajar struktur regional) • transversal fault (menyudut struktur regional).

c. Berdasarkan besar sudut bidang sesar: • high angle fault (lebih dari 45 derajat) • low angle fault (kurang dari 45 derajat). d. Berdasarkan pergerakan semu: • normal fault (sesar turun) • reverse fault (sesar naik). e. Berdasarkan pola sesar: • paralel fault (sesar saling sejajar) • en echelon fault (aesar saling overlap,

sejajar) • peripheral fault (sesar melingkar, konsentris) • radier fault (sesar menyebar dari satu pusat).

Klasifikasi genetis

a. sesar anjak (thrust fault) bila tegasan maksimum dan menengah mendatar,

b. sesar normal bila tegasan utama vertikal, c. strike slip fault atau wrench fault (high dip,

transverse to regional structure) bila tegasan utama maksimum dan minimum

mendatar, terdiri atas: • sinistral atau left-handed strike-slip fault • dextral atau right-handed strike-slip fault.

Istilah thrust fault menurut Billings (1977) digunakan untuk sesar naik dengan dip sesar kurang dari 45,

bila lebih dari 45 disebut reverse fault.

Istilah overthrust dipakai untuk sesar naik dengan dip landai atau hampir datar.

Lipatan

adalah hasil perubahan bentuk atau volume dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan atau kumpulan lengkungan pada unsur garis atau bidang dalam bahan tersebut.

Klasifikasi Lipatan

- Lipatan simetris: bidang sumbu vertikal - Lipatan asimetris: bidang sumbu miring - Lipatan overturned atau overfold: bidang

sumbu miring namun kedua sayap telah miring kearah yang sama dengan besar sudut yang berbeda

- Lipatan rebah atau recumbent fold: bidang sumbu horisontal

- Lipatan isoklinal:kedua sayap memiliki besar dip yang sama dan miring kearah yang sama

- Lipatan chevron: hinge bersifat menyudut tajam

- Lipatan kotak: crest bersifat lebar dan datar sehingga memiliki dua hinge pada kedua ujung crest

- Lipatan kipas: kedua sayap bersifat overturned; pada antiklin kipas kedua sayap akan saling mendekat sedangkan pada sinklin kipas kedua sayap akan saling menjauh

- Kink band: varian dari lipatan chevron dengan panjang kedua limb yang saling berbeda

- Monoklin: terbentuk pada lapisan horisontal yang secara lokal memiliki kemiringan

- Teras struktural: terbentuk pada lapisan miring yang secara lokal memiliki lapisan horisontal

Mekanisme Perlipatan

1. Buckling (melipat), disebabkan oleh gaya tekan yang arahnya sejajar dengan permukaan lempeng

2. Bending (pelengkungan), disebabkan oleh gaya tekan yang arahnya tegak lurus permukaan lempeng

Sekian, Terima Kasih