Belajar Lempeng di Dunia

“Dan Dia menancapkan gunung-gunung di bumi supaya bumi itu tidak goncang bersama kamu, (dan Dia menciptakan) sungai-sungai dan jalan-jalan agar kamu mendapat petunjuk”

An-Nahl 16:15

“Dan kamu lihat gunung-gunung itu, kamu sangka dia tetap di tempatnya, padahal ia berjalan sebagai jalannya awan. (Begitulah) perbuatan Allah yang membuat dengan kokoh tiap-tiap sesuatu; sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan”

An-Naml 27:88

Bagian luar interior bumi dibagi menjadi litosfer dan astenosfer berdasarkan perbedaan mekanis  dan  cara  terjadinya  perpindahan  panas.  Litosfer  lebih  dingin  dan kaku sedangkan astenosfer  lebih  panas  dan  secara  mekanik  lemah.  Selain  itu, litosfer kehilangan panasnya melalui proses konduksi, sedangkan astenosfer juga memindahkan panas melalui konveksi dan memiliki gradien suhu yang hampir adiabatik. Pembagian ini sangat berbeda dengan pembagian bumi secara kimia menjadi inti, mantel, dan kerak. Litosfer sendiri mencakup kerak dan juga sebagian dari mantel. Suatu bagian mantel bias saja menjadi bagian dari litosfer atau astenosfer pada waktu yang berbeda, tergantung dari suhu, tekanan, dan kekuatan gesernya. Prinsip kunci tektonik lempeng adalah bahwa litosfer terpisah menjadi lempeng-lempeng tektonik yang berbeda-beda. Lempeng ini bergerak menumpang di atas astenosfer yang mempunyai viskoelastisitas sehingga bersifat seperti fluida. Pergerakan lempeng biasanya bisa mencapai 10-40 mm/a (secepat pertumbuhan.

Lempeng-lempeng ini tebalnya sekitar 100 km dan terdiri atas mantel litosferik yang di atasnya dilapisi dengan hamparan salah satu dari dua jenis material kerak. Yang pertama adalah kerak samudera atau yang sering disebut dengan "sima", gabungan dari silikon dan magnesium. Jenis yang kedua yaitu  kerak benua yang sering disebut "sial", gabungan dari  silikon dan aluminium. Kedua jenis kerak ini berbeda dari segi ketebalan dimana kerak benua memiliki  ketebalan yang jauh lebih tinggi dibandingkan  dengan  kerak  samudera. Ketebalan kerak benua mencapai 30-50 km sedangkan kerak samudera hanya 5-10 km. Dua lempeng akan bertemu di sepanjang batas lempeng (plate boundary), yaitu daerah dimana aktivitas geologis umumnya terjadi seperti gempa bumi dan pembentukan kenampakan topografis seperti gunung, gunung  berapi, dan palung samudera. Kebanyakan gunung berapi yang aktif di dunia berada di atas batas lempeng, seperti Cincin Api Pasifik (Pacific Ring of Fire) di Lempeng Pasifik yang paling aktif dan dikenal luas.

Lempeng tektonik bisa merupakan kerak benua atau samudera, tetapi biasanya satu lempeng terdiri atas keduanya. Misalnya, Lempeng Afrika mencakup benua itu sendiri dan sebagian dasar Samudera Atlantik dan Hindia. Perbedaan antara kerak benua dan samudera ialah berdasarkan kepadatan material pembentuknya. Kerak samudera lebihpadat daripada  kerak  benua dikarenakan  perbedaan perbandingan  jumlah berbagai elemen, khususnya silikon. Kerak samudera lebih padat karena komposisinya yang mengandung lebih sedikit silikon dan lebih banyak materi yang berat. Dalam hal ini, kerak  samudera  dikatakan  lebih  bersifat  mafik ketimbang  felsik. Maka, kerak samudera umumnya berada di bawah permukaan laut seperti sebagian besar Lempeng Pasifik, sedangkan kerak benua timbul ke atas permukaan laut, mengikuti sebuah prinsip yang dikenal dengan isostasi.

Jenis-jenis Batas Lempeng 

Tiga jenis batas lempeng (plate boundary). Ada tiga jenis batas lempeng yang berbeda dari cara lempengan tersebut bergerak relatif terhadap satu sama lain. Tiga jenis ini masing-masing berhubungan dengan fenomenayang berbeda di permukaan. Tiga jenis batas lempeng tersebut adalah:

1.  Batas transform (transform boundaries) terjadi jika lempeng bergerak dan mengalami gesekan satu sama lain secara menyamping  di sepanjang sesar transform (transform fault). Gerakan relatif kedua lempeng bisa sinistral (ke kiri di sisi yang berlawanan dengan pengamat) ataupun dekstral (ke kanan di sisi yang berlawanan dengan pengamat). Contoh sesar jenis ini adalah Sesar San Andreas di California.
2. Batas divergen/konstruktif (divergent/constructive boundaries) terjadi ketika dua lempeng bergerak menjauh satu sama lain.Mid-oceanic ridgedan zona retakan (rifting) yang aktif adalah contoh batas divergen
3. Batas konvergen/destruktif (convergent/destructive boundaries) terjadi jika dua lempeng bergesekan  mendekati  satu  sama  lain  sehingga  membentuk  zona subduksi jika salah satu lempeng bergerak di bawah yang lain, atau tabrakan benua (continental collision) jika kedua lempeng mengandung kerak benua. Palung laut yang dalam biasanya berada di zona subduksi, di mana potonganlempeng yang terhunjam mengandung banyak bersifat hidrat (mengandung air), sehingga kandungan air ini dilepaskan saat pemanasan terjadi bercampur dengan mantel dan menyebabkan pencairan sehingga menyebabkan aktivitas vulkanik. Contoh kasus ini dapat kita lihat di Pegunungan Andes di Amerika Selatan dan busur pulau Jepang (Japanese island arc).

Kekuatan Penggerak Pergerakan Lempeng 

Pergerakan lempeng tektonik bisa terjadi karena kepadatan relatif litosfer samudera dankarakter astenosfer yang relatif lemah. Pelepasan panas dari mantel telah didapati sebagaisumber asli dari energi yang menggerakkan tektonik lempeng. Pandangan yang disetujuisekarang, meskipun masih cukup diperdebatkan, adalah bahwa kelebihan kepadatanlitosfer samudera yang membuatnya menyusup ke bawah di zona subduksi adalah sumber terkuat pergerakan lempeng. Pada waktu pembentukannya di mid ocean ridge, litosfer samudera pada mulanya memiliki kepadatan yang lebih rendah dari astenosfer disekitarnya, tetapi kepadatan ini meningkat seiring dengan penuaan karena terjadinya pendinginan dan penebalan. Besarnya kepadatan litosfer yang lama relatif terhadap astenosfer di bawahnya memungkinkan terjadinya penyusupan ke mantel yang dalam di zona subduksi sehingga menjadi sumber sebagian besar kekuatan penggerak pergerakan lempeng. Kelemahan astenosfer memungkinkan lempeng untuk bergerak secara mudah menuju ke arah zona subduksi

Meskipun subduksi dipercaya sebagai kekuatan terkuat penggerak pergerakan lempeng, masih ada gaya penggerak lain yang dibuktikan dengan adanya lempeng seperti lempeng Amerika Utara, juga lempeng Eurasia yang bergerak tetapi tidak mengalami subduksi dimanapun. Sumber penggerak ini masih menjadi topik penelitian intensif dan diskusi di kalangan ilmuwan ilmu bumi. Pencitraan dua dan tiga dimensi interior bumi (tomografi seismik) menunjukkan adanya distribusi kepadatan yang heterogen secara lateral di seluruh mantel. Variasi dalam kepadatan ini bisa bersifat material (dari kimia batuan), mineral (dari variasi struktur mineral), atau termal (melalui ekspansi dan  kontraksi termal dari energi panas).  Manifestasi  dari  keheterogenan kepadatan secara lateral adalah konveksi mantel dari gaya apung (buoyancy forces)

Bagaimana konveksi mantel berhubungan secara langsung dan tidak dengan pergerakan planet  masih  menjadi  bidang  yang  sedang  dipelajari  dan  dibincangkan dalam geodinamika. Dengan satu atau lain cara, energi ini harus dipindahkan ke litosfer supaya lempeng tektonik bisa bergerak. Ada dua jenis gaya yang utama dalam pengaruhnya ke pergerakan planet, yaitu friksi dan gravitasi.

Gaya Gesek

Basal drag

Arus konveksi berskala besar di mantel atas disalurkan melalui astenosfer, sehingga pergerakan didorong oleh gesekan antara astenosfer dan litosfer.

Slab suction

Arus konveksi lokal memberikan tarikan ke bawah pada lempeng di zona subduksi di palung samudera. Penyerotan lempengan (slab suction) ini bisa terjadi dalam kondisi geodinamik dimana tarikan basal terus bekerja pada lempeng ini pada saat ia masuk ke dalam mantel, meskipun sebetulnya tarikan lebih banyak bekerja pada kedua sisi lempengan, atas dan bawah.

Gravitasi

Runtuhan gravitasi

Pergerakan lempeng terjadi karena lebih tingginya lempeng di oceanic ridge. Litosfer samudera yang dingin menjadi lebih padat daripada mantel panas yang merupakan sumbernya, maka dengan ketebalan yang semakin meningkat lempeng ini tenggelam kedalam mantel untuk mengkompensasikanberatnya, menghasilkan sedikit inklinasi lateral proporsional dengan jarak darisumbu ini. Dalam teks-teks geologi pada pendidikan dasar, proses ini sering disebut sebagai sebuah dorongan. Namun, sebenarnya sebutan yang lebih tepat adalah runtuhan karena topografi sebuah lempeng bisa jadi sangat berbeda-bedadan topografi pematang (ridge) yang melakukan pemekaran hanyalah fitur yang paling dominan. Sebagai contoh, pembengkakan litosfer sebelum ia turun ke bawah  lempeng  yang  bersebelahan menghasilkan kenampakan  yang  bisamempengaruhi topografi. Lalu, mantel plume yang menekan sisi bawah lempeng tektonik bisa juga mengubah topografi dasar samudera.

Slab-pull (tarikan lempengan).

Pergerakan lempeng sebagian disebabkan juga oleh berat lempeng yang dingin dan padat yang turun ke mantel di palung samudera. Ada bukti yang cukup banyak bahwa konveksi juga terjadi di mantel dengan skala cukup besar.Pergerakan ke atas materi di mid-oceanic ridge mungkin sekali adalah bagian dari konveksi ini. Beberapa model awal Tektonik Lempeng menggambarkan bahwa lempeng-lempeng ini menumpang di atas sel-sel seperti ban berjalan. Namun, kebanyakan ilmuwan sekarang percaya bahwa astenosfer tidaklah cukup kuat untuk secara langsung menyebabkan pergerakan oleh gesekan gaya-gaya itu. Slabpull sendiri sangat mungkin menjadi gaya terbesar yang bekerja pada lempeng.Model yang lebih baru juga memberi peranan yang penting pada penyerotan(suction) di palung,  tetapi  lempeng seperti Lempeng  Amerika  Utara tidak mengalami subduksi di manapun juga, tetapi juga mengalami pergerakan sepertijuga Lempeng Afrika, Eurasia, dan Antarktika. Kekuatan penggerak utama untuk pergerakan lempeng dan sumber energinya itu sendiri masih menjadi bahan risetyang sedang berlangsung.

Gaya dari luar 

Dalam  studi  yang  dipublikasikan  pada  edisi  Januari-Februari  2006  dari  bulletin Geological  Society of America Bulletin, sebuah tim ilmuwan dari Italia dan AmerikaSerikat berpendapat bahwa komponen lempeng yang mengarah ke barat berasal darirotasi Bumi dan gesekan pasang bulan yang mengikutinya. Mereka berkata karena Bumi berputar ke timur di bawah bulan, gravitasi bulan meskipun sangat kecil menarik lapisan permuikaan bumi kembali ke barat. Beberapa juga mengemukakan ide controversial bahwa hasil ini mungkin juga menjelaskan mengapa Venus dan Mars tidak memiliki lempeng tektonik, yaitu karena ketiadaan bulan di Venus dan kecilnya ukuran bulan Mars untuk memberi efek seperti pasang di bumi. Pemikiran ini sendiri sebetulnya tidaklah baru. Hal ini sendiri aslinya dikemukakan oleh bapak dari hipotesis ini sendiri, Alfred Wegener, dan kemudian ditentang fisikawan Harold Jeffreys yang menghitung bahwa besarnya gaya gesek yang diperlukan akan dengan cepat membawa rotasi bumi untuk berhenti sejak waktu lama. Banyak lempeng juga bergerak ke utara dan barat,bahkan banyaknya pergerakan ke barat dasar Samudera Pasifik adalah jika dilihat dari sudut pandang pusat pemekaran (spreading) di Samudera Pasifik yang mengarah ketimur. Dikatakan juga bahwa relatif dengan mantel bawah, ada sedikit komponen yang mengarah ke barat pada pergerakan semua lempeng.

Signifikansi relatif masing-masing mekanisme

Pergerakan  lempeng  berdasar  pada  data  satelit  GPS  NASA  JPL.  Vektor  disini menunjukkan arah dan magnitudo gerakan. Vektor yang sebenarnya pada pergerakan sebuah planet harusnya menjadi fungsi semua gaya yang bekerja pada lempeng itu. Namun, masalahnya adalah seberapa besar setiap proses ambil bagian dalam pergerakan setiap lempeng. Keragaman kondisi geodinamik dan sifat setiap lempeng seharusnya menghasilkan perbedaan dalam seberapa proses-proses tersebut secara aktif menggerakkan lempeng. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan melihat laju di mana setiap lempeng bergerak dan mempertimbangkan bukti yang ada untuk setiap kekuatan penggerakan dari lempeng ini sejauh mungkin. Salah satu hubungan terpenting yang ditemukan adalah bahwa lempeng litosferik yang lengket pada lempeng yang tersubduksi bergerak jauh lebih cepat daripada lempeng yang tidak.

 

Misalnya, Lempeng Pasifik dikelilingi zona subduksi (Ring of Fire) sehingga bergerak jauh lebih cepat dari pada lempeng di Atlantik yang lengket pada benua yang berdekatan dan bukan lempeng tersubduksi. Maka, gaya yang berhubungkan dengan lempeng yangbergerak ke bawah (slab pull dan slab suction) adalah kekuatan penggerak yang menentukan pergerakan lempeng kecuali untuk lempeng yang tidak disubduksikan. Walau bagaimanapun juga, kekuatan penggerak pergerakan lempeng itu sendiri masih menjadi bahan perdebatan dan riset para ilmuwan.

Lempeng-lempeng utama

Ø  Peta lempeng-lempeng tektonik Lempeng-lempeng tektonik utama yaitu:

Ø  Lempeng Afrika, meliputi Afrika - Lempeng benua

Ø  Lempeng Antarktika, meliputi Antarktika - Lempeng benua

Ø  Lempeng Australia, meliputi Australia (tergabung dengan Lempeng India antara50 sampai 55 juta tahun yang lalu)- Lempeng benua

Ø  Lempeng Eurasia, meliputi Asia dan Eropa - Lempeng benua

Ø  Lempeng Amerika Utara, meliputi  Amerika Utara dan  Siberia timur laut - Lempeng benua

Ø  Lempeng Amerika Selatan, meliputi Amerika Selatan - Lempeng benua

Ø  Lempeng Pasifik, meliputi Samudera Pasifik - Lempeng samudera

Lempeng-lempeng penting lain yang lebih kecil mencakup  Lempeng India,  Lempeng Arabia, Lempeng Karibia, Lempeng Juan de Fuca, Lempeng Cocos, Lempeng Nazca,Lempeng Filipina, dan Lempeng Scotia. Pergerakan lempeng telah menyebabkan pembentukan dan pemecahan benua seiring berjalannya waktu, termasuk juga pembentukan superkontinen yang mencakup hampir semua atau semua benua. Superkontinen Rodinia diperkirakan terbentuk 1 miliar tahun yang lalu dan mencakup hampir semua atau semua benua di Bumi dan terpecah menjadidelapan benua sekitar 600 juta tahun yang lalu. Delapan benua ini selanjutnya tersusun kembali menjadi superkontinen lain yang disebut Pangaea yang pada akhirnya juga terpecah menjadi Laurasia (yang menjadi Amerika Utara dan Eurasia), dan Gondwana (yang menjadi benua sisanya).


Perairan Indonesia

Pengetahuan tentang topografi dasar laut di dapat bermula dari adanya pemetaan laut secara sederhana, yaitu berupa pengukuran kedalaman dasar laut dengan mengulur tali atau kabel yang diberi bandul pemberat ke dalam laut hingga menyentuh dasar laut,namun  teknik  ini  banyak  kekurangan dan  kelemahannya

 

Pengetahuan tentang hal ini baru mengalami kemajuan setelah ditemukan alat perumgema (Echo Sounder).  Cara kerja alat ini berdasarkan pada prinsip perambatan dan pemantulan bunyi dalam air. Isyarat bunyi dipancarkan dari kapal merambat dengan kecepatan rata-rata 1.600 meter/detik, hingga menyentuh dasar laut dan gema yang dipantulkan kemudian ditangkap kembali. Jarak  waktu  yang diperlukan  untuk perambatan  bolak-balik  diterjemahkan  menjadi  kedalaman  laut  di  tempat  itu. Berdasarkan  kedalaman  lautnya,  perairan  Indonesia  terbagi  menjadi  dua,  yaitu  :

1.      Perairan dangkal berupa paparan (Shelf), adalah zone di laut terhitung mulai dari garissurut terendah hingga kedalaman sekitar 200 meter, yang kemudian biasanya disusuldengan  lereng yang lebih  curam  ke  arah  laut  dalam. Di Indonesia terdapat 2 paparan luas, yaitu Paparan Sunda di sebelah barat dan paparan Arafura-Sahul  di  sebelah  timur. Paparan Sunda merupakan paparan benua (Continental Shelf) yang terluas di dunia. Paparan ini menghubungkan pulau Jawa, Kalimantan, Sumatera, dengan daratan Asia, mencakup laut Cina, teluk Thailand, selat Malaka, dan laut Jawa. Paparan ini diduga merupakan daratan utuh yang menyatu dengan Jawa, Kalimantan, Sumatera dan daratan Asia. Hal ini dibuktikan dengan adanya jejak dua system aliran sungai yang kini terbenam dalam laut (drowned river system), yaitu (1) sungai Sunda utara , dengan daerah hulu di Sumatera dan Kalimantan serta bermuara di laut Cina, (2) sungai Sunda Selatan, dengan daerah hulu di Jawa, Kalimantan selatan serta bermuara di selat Makasar.Paparan Arafura – Sahul terletak di sebelah utara Australia, karenanya paparan inidisebut  juga  paparan  Australia  utara  (  Northern Australian  Shelves).

2.      Perairan laut dalam, terletak di antara kedua paparan dengan topografi yang kompleks. Seperti adanya basin dan palung, baik yang termasuk “trench” atau “trough”. Bentukan berupa  basin  dan palung  tersebut  terbagi  menjadi  dua  kelompok,  yaitu  :

Kelompok Basin  dan  palung  Maluku- Basin  Morotai-  Basin  Bacan-  Basin  Mangole-  Basin- Basin Gorontalo-  Palung Ternate

Kelompok  basin  dan  palung  Banda-  Basin  Buru-  Basin  Banda  Utara-  Basin  Banda  selatan- Basin  Manipa-  Basin  Ambalau-  Basin  Aru-  Basin  Flores-  Basin  Sawu-  Basin  Wetar -  Palung Weber -  Palung  Butung


Topografi  dasar  laut

Adapun gambaran relie (topografi secara umum pada dasar laut, diantaranya:

1.      Bentuk  elevasi berupa  punggungan- Ridge, adalah bentukan hasil proses peninggian di atas lautan (serupa dengan gunung didaratan)  dengan  lereng  yang  terjal  dan  curam.-  Rise,  sama dengan  ridge,  hanya  kemiringan  lerengnya  landai.

2.      Trench, yaitu bagian laut terdalam berbentuk seperti saluran yang seolah terpisahsangat dalam yang terdapat di perbatasan benua dengan kepulauan.

3.      Continental Island (pulau-pulau benua), yaitu pulau yang menurut sifat geologinya merupakan bagian dari massa tanah daratan benua besar yang kemudian menjadi terpisah. Contohnya pulau Madagaskar.

4.      Island Arc, yaitu kumpulan pulau yang terdiri dari batuan vulkanik dan sisa sedimen pada  bagian permukaan dasar  lautan

5.      Mid – Oceanic- Volcanic Island, yaitu daerah yang terdiri dari pulau-pulau kecil yang terletak  di tengah  lautan,  letaknya  sangat  jauh  dari  massa  daratan.

6.      Atol-atol,  yaitu daerah  yang  terdiri  dari kumpulan  pulau-pulau  yang  sebagian tenggelam  di bawah permukaan  air.

7.      Seamount  dan  Guyot- Seamount, adalah gunungapi yang muncul dari dasar lautan, tapi tidak dapat mencapaipermukaan  laut,  mempunyai  lereng  curam  dan  puncak  runcing.-  Guyot,  sama  dengan  Seamount,  hanya  lerengnya  landai  dan  puncaknya  datar.

Peta Tektonik dan Gunung Berapi di Indonesia. Garis biru melambangkan batas antar lempeng tektonik, dan segitiga merah melambangkan kumpulan gunung berapi.

 

Topografi dasar laut yang kompleks di Indonesia disebabkan karena kawasan ini merupakan pertemuan dari empat lempeng lithosfer, yaitu:

1. Lempeng Eurasia

2. Lempeng Filipina

3. Lempeng Pasifik

4. Lempeng samudera Hindia - Australia

Source : Materi Kuliah..

Bersambung........

  

  

Belajar Ocenografi part 1

Dari pada bengong ayo membaca........heee

Oseanografi terdiri dari dua kata: oceanos yang berarti laut dan graphos yang berarti gambaran atau deskripsi (bahasa Yunani). Secara sederhana kita dapat mengartikan oseanografi sebagai gambaran atau deskripsi tentang laut. Dalam bahasa lain yang lebih lengkap, oseanografi dapat diartikan sebagai studi dan penjelajahan (eksplorasi) ilmiah mengenai laut dan segala fenomenanya. Laut sendiri adalah bagian dari hidrosfer. Seperti kita ketahui bahwa bumi terdiri dari bagian padat yang disebut litosfer, bagian cair yang disebut hidrosfer dan bagian gas yang disebut atmosfer. Sementara itu bagian yang berkaitan dengan sistem ekologi seluruh makhluk hidup penghuni planet Bumi dikelompokkan ke dalam biosfer.

Secara umum, oseanografi dapat dikelompokkan ke dalam 4 (empat) bidang ilmu utama yaitu: geologi oseanografi yang mempelajari lantai samudera atau litosfer di bawah laut; fisika oseanografi yang mempelajari masalah-masalah fisis laut seperti arus, gelombang, pasang surut dan temperatur air laut; kimia oseanografi yang mempelajari masalah-masalah kimiawi air laut dan yang terakhir biologi oseanografi yang mempelajari masalah-masalah yang berkaitan dengan flora dan fauna di laut.

Sejarah Terbentuknya Laut

Bumi dilahirkan sekitar 4,5 milyar tahun yang lalu. Menurut ceritanya, tata surya kita yang bernama Bima Sakti, terbentuk dari kumpulan debu (nebula) di angkasa raya yang dalam proses selanjutnya tumbuh menjadi gumpalan bebatuan dari mulai yang berukuran kecil hingga seukuran asteroid dengan radius ratusan kilometer. Bebatuan angkasa tersebut selanjutnya saling bertabrakan, dimana awalnya tabrakan yang terjadi masih lambat. Akibat adanya gaya gravitasi, bebatuan angkasa yang saling bertabrakan itu saling menyatu dan membentuk suatu massa batuan yang kemudian menjadi cikal bakal (embrio) bumi. Lama kelamaan dengan semakin banyaknya bebatuan yang menjadi satu tersebut, embrio bumi tumbuh semakin besar. Sejalan dengan semakin berkembangnya embrio bumi tersebut, semakin besar pula gaya tarik gravitasinya sehingga bebatuan angkasa yang ada mulai semakin cepat menabrak permukaan embrio bumi yang sudah tumbuh semakin besar itu. Akibat tumbukan2 yang sangat dahsyat tersebut timbulah ledakan2 yang sudah pasti sangat dahsyat pula yang mengakibatkan terbentuknya kawah2 yang sangat besar dan pelepasan panas secara besar2an pula.

Laut sendiri menurut teori sejarahnya terbentuk 4,4 milyar tahun yang lalu, dimana awalnya bersifat sangat asam dengan air yang mendidih (dengan suhu sekitar 100C) karena panasnya bumi pada saat itu. Asamnya air laut terjadi karena saat itu atmosfer bumi dipenuhi oleh karbon dioksida. Keasaman air inilah yang menyebabkan tingginya pelapukan yang terjadi yang menghasilkan garam-garaman yang menyebabkan air laut menjadi asin seperti sekarang ini. Pada saat itu, gelombang tsunami sering terjadi karena seringnya asteroid menghantam bumi. Pasang surut laut yang terjadi pada saat itu bertipe mamut alias 'ruar biasa' tingginya karena jarak bulan yang begitu dekat dengan bumi.

Sebelum kita lanjutkan pembahasannya, ada satu pertanyaan yang mengganjal yang perlu diajukan di sini, yaitu "dari mana air yang membentuk lautan di bumi itu berasal?" Itu pertanyaan yang sukar dijawab, dan para ahli sendiri memiliki beberapa versi tentang hal itu. Salah satu versi yang pernah saya baca adalah bahwa pada saat itu, bumi mulai mendingin akibat mulai berkurangnya aktivitas vulkanik, disamping itu atmosfer bumi pada saat itu tertutup oleh debu-debu vulkanik yang mengakibatkan terhalangnya sinar matahari untuk masuk ke bumi. Akibatnya, uap air di atmosfer mulai terkondensasi dan terbentuklah hujan. Hujan inilah (yang mungkin berupa hujan tipe mamut juga) yang mengisi cekungan-cekungan di bumi hingga terbentuklah lautan.

Secara perlahan-lahan, jumlah karbon dioksida yang ada diatmosfer mulai berkurang akibat terlarut dalam air laut dan bereaksi dengan ion karbonat membentuk kalsium karbonat. Akibatnya, langit mulai menjadi cerah sehingga sinar matahari dapat kembali masuk menyinari bumi dan mengakibatkan terjadinya proses penguapan sehingga volume air laut di bumi juga mengalami pengurangan dan bagian-bagian di bumi yang awalnya terendam air mulai kering. Proses pelapukan batuan terus berlanjut akibat hujan yang terjadi dan terbawa ke lautan, menyebabkan air laut semakin asin.

Pada 3,8 milyar tahun yang lalu, planet bumi mulai terlihat biru karena laut yang sudah terbentuk tersebut. Suhu bumi semakin dingin karena air di laut berperan dalam menyerap energi panas yang ada, namun pada saai itu diperkirakan belum ada bentuk kehidupan di bumi. Kehidupan di bumi, menurut para ahli, berawal dari lautan (life begin in the ocean). Namun demikian, masih merupakan perdebatan hangat hingga saat ini kapan tepatnya kehidupan awal itu terjadi dan di bagian lautan yang mana? apakah di dasar laut ataukah di permukaan? Hasil penemuan geologis pada tahun 1971 pada bebatuan di Afrika Selatan (yang diperkirakan berusia 3,2 s.d. 4 milyar tahun) menunjukkan adanya fosil seukuran beras dari bakteri primitif yang diperkirakan hidup di dalam lumpur mendidih di dasar laut.

bahan bacaan: Prager, Ellen J, and Sylvia A. Earle, The Oceans, 2000, McGraw-Hill.

Seperti kita ketahui, lebih dari 70% bagian dari planet Bumi ditutupi oleh air (dimana sebagian besarnya adalah lautan). Air laut bergerak secara terus-menerus mengelilingi Bumi dalam suatu sabuk aliran yang sangat besar yang biasa disebut sebagai global conveyor belt, bergerak dari permukaan ke dalam samudera dan kembali lagi ke permukaan. Angin, salinitas dan temperatur air laut mengontrol sabuk aliran global ini. Sabuk aliran inilah yang berperan memindahkan energi panas yang dipancarkan oleh Matahari ke Bumi. Pergerakan air laut mengelilingi Bumi dalam suatu sabuk aliran global memerlukan waktu yang sangat lama yaitu sekitar 1000 tahun. Pergerakan ini dapat dibagi ke dalam dua bagian yaitu:

1.       sirkulasi yang dibangkitkan oleh perbedaan densitas air laut, dimana densitas air laut bergantung pada harga temperatur dan salinitasnya. Sirkulasi ini biasa disebut sebagai sirkulasi termohalin (dari kata thermo yang berarti energi panas dan haline yang berarti garam).

2.       sirkulasi yang dibangkitkan oleh angin permukaan yang mengakibatkan adanya arus permukaan laut.   Salah satu contoh dari arus yang dibangkitkan oleh angin adalah arus Gulf Stream.

Lautan juga berperan menangkap karbon dioksida (CO2) dari atmosfer dalam jumlah yang sangat besar. Sekitar seperempat CO2 yang dihasilkan oleh manusia dari hasil pembakaran bahan bakar fosil diserap dan disimpan di lautan. Di beberapa bagian laut, CO2 dapat tersimpan hingga berabad-abad lamanya dan berperan sangat besar dalam mengurangi pemanasan global.

Oseanografi merupakan ilmu yang mempelajari tentang lautan. Mempelajari oseanografi dalam kaitannya dengan geografi, tidak semata-mata mempelajari oseanografi sebagai ilmu murni. Oseanografi merupakan ilmu yang terdiri dari beberapa ilmu pendukung, diantaranya :

1.       Fisika Oseanografi yaitu ilmu yang mempelajari tentang sifat fisikayangterjadi dalam lautan dan yang terjadi antara lautan dengan atmosfer dan daratan.

2.       Geology Oseanografi, yaitu ilmu yang mempelajari asal lautan yangtelah berubah dalam jangka waktu yang sangat lama, termasuk didalamnya penelitian tentang lapisan kerak bumi, gunung api dan terjadinya gempa bumi.

3.       Kimia Oceanography, yaitu ilmu yang berhubungan dengan reaksi kimia yang terjadi di dalam dan didasar laut serta menganalisa sifat air laut

4.       Biologi Oseanografi, yaitu ilmu yang mempelajari semua organisme yang hidup di lautan.

5.       Hidrologi , klimatologi dan ilmu lainnya.

Perkembangan Oseanografi

Perkembangan oseanografi dimulai ketika manusia mulai tertarik pada lautan diawal peradaban manusia.

1.       Abad ke 4 SM, ARISTOTELLES melakukan penelitian tentang hewandan tumbuhan laut : tentang penjelasan dan klasifikasi organisma laut.

2.       Abad ke 1 SM, orang-orang mulai mengamati gerak pasang dan letak daribulan pertama yang digunakan untuk membuat ramalan.

3.       Abad  14  M,  FERDINAND  MAGELHAENS  mengadakan  pelayarankeliling dunia, dengan maksud membuktikan bahwa bumi bulat.

4.       Abad 18 M, JAMES COOK membuat sebuah peta dari lautan pasifik dan memperlihatkan adanya sebuah daratan yang terletak pada bagian selatan kutub yang selalu tertutup es.

Penelitian oseanografi di Indonesia pertama kali dilakukan tahun 1904 oleh KONINGSBENSER, ketika mendirikan laboratorium Perikanan di Jakarta. Lab ini tahun1919 di ubah menjadi Lab. Biologi Laut, dan akhirnya sejak tahun 1970 menjadiLembaga Oseanologi Nasional.Negara kepulauan Indonesia kaya dengan beragam sumber daya laut dan pesisir.Bermacan jenis ikan, burung laut, termbu karang, mangrove, dan biota lainnya hidup dilaut  yang  terbentang  di  antara  ribuan  pulau.  Berbagai  tipe  pantai,  teluk,  angin, gelombang, mineral dan sumber daya lainnya terhampar luas di pesisir dan laut lepas.Kekayaan sumberdaya tersebut bukan saja menjadi penghidupan bagi penduduk di sekitar laut tetapi juga mendatangkan pendapatan dan devisa bagi negara. Dengan demikian laut dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan antara lain seperti yang disebutkan dibawah ini:

1. Bidang transportasi

2. Perikanan

3. Pertambangan

4. Bahan baku obat-obatan

5. Potensi energy

6. Rekreasi dan pariwisata

7. Pendidikan dan penelitian

8. Konservasi alam

9. Pertahanan dan keamanan nasional, dsb

PROSES TERBENTUKNYA  LAUTAN  DI  DUNIA

Hipotesis

Pergeseran Benua (bahasa Inggris: continental  drift ) merupakan gagasan yang dituangkan Alfred L. Wegener pada hipotesisnya yang dituangkan dalam buku berjudul The Origin of Continent and Oceans(1912). Isinya, benua tersusun dari batuan sial yang terapung pada batuan sima yang lebih besar berat jenisnya. Pergerakan benua itu menuju khatulistiwa dan juga ke arah barat. Hipotesis utamanya adalah di bumi pernah ada satu benua raksasa yang disebutPangaea (artinya "semua daratan") yang dikelilingi oleh Panthalassa ("semua lautan").Selanjutnya, 200 juta tahun yang lalu Pangaea pecah menjadi benua-benua yang lebih kecil yang kemudian bergerak menuju ke tempatnya seperti yang dijumpai saat ini. Beberapa ilmuwan dapat menerima konsep ini namun sebagian besar lainnya tidak dapat membayangkan bagaimana satu massa benua yang besar dapat mengapung di atas bumi yang padat dan mengapa ini terjadi. Pemahaman para ilmuwan pengkritik adalah bahwa gaya yang bekerja pada bumi adalah gaya vertikal. Tidaklah mungkin gaya vertikal ini mampu menyebabkan benua yang besar tersebut pecah. Pada masa itu belum dijumpai bukti-bukti yang meyakinkan. Wegener mengumpulkan bukti lainnya berupa kesamaan garis pantai, persamaaan fosil, struktur dan batuan. Namun, tetap saja usaha Wegener sia-sia karena Wagener tidak mampu menjelaskan dan meyakinkan para ahli bahwa gaya utama yang bekerja adalah gaya lateral bukan gaya vertikal.

Tektonika lempeng

Lempeng-lempeng tektonik di bumi barulah dipetakan pada paruh kedua abad ke-20. Teori Tektonika Lempeng (bahasa Inggris: Plate Tectonics) adalah teori dalam bidang geologi yang dikembangkan untuk memberi penjelasan terhadap adanya bukti-bukti pergerakan skala besar yang dilakukan oleh litosfer bumi. Teori ini telah mencakup dan juga menggantikan Teori Pergeseran Benua yang lebih dahulu dikemukakan pada  paruh pertama abad ke-20 dan konsep seafloor spreading yang dikembangkan pada tahun 1960-an. Bagian terluar dari interior bumi terbentuk dari dua lapisan. Di bagian atas terdapat litosfer yang terdiri atas kerak dan bagian teratas mantel bumi yang kaku dan padat. Di bawah lapisan litosfer terdapat  astenosfer yang berbentuk padat tetapi bisa mengalir seperti cairan dengan sangat lambat dan dalam skala waktu geologis yang sangat lamakarena viskositas dan kekuatan geser (shear strength) yang rendah. Lebih dalam lagi,bagian mantel di bawah astenosfer sifatnya menjadi lebih kaku lagi. Penyebabnya bukanlah suhu yang lebih dingin, melainkan tekanan yang tinggi. Lapisan litosfer dibagi menjadi lempeng-lempeng tektonik (tectonic plates). Di bumi,terdapat tujuh lempeng utama dan banyak lempeng-lempeng yang lebih kecil. Lempeng-lempeng litosfer ini menumpang di atas astenosfer. Mereka bergerak relatif satu dengan yang lainnya  di  batas-batas  lempeng,  baik  divergen (menjauh), konvergen (bertumbukan), ataupun  transform (menyamping). Gempa bumi, aktivitas  vulkanik, pembentukan gunung, dan pembentukan palung samudera semuanya umumnya terjadi didaerah sepanjang batas lempeng. Pergerakan lateral lempeng lazimnya berkecepatan 50-100 mm/a.

pada awalnya bumi adalah sebuah bendayang merah-pijar, suhu Bumi akan menurun menjadi seperti sekarang dalam beberapa puluh juta tahun. Dengan adanya sumber panas yang baru ditemukan ini maka para ilmuwan menganggap masuk akal bahwa Bumi sebenarnya jauh lebih tua dan intinya masih cukup panas untuk berada dalam keadaan cair. Teori Tektonik Lempeng berasal dari Hipotesis Pergeseran Benua (continental drift) yang dikemukakan Alfred Wegener tahun 1912 dan dikembangkan lagi dalam bukunya The Origin of Continents and Oceans terbitan tahun 1915. Ia mengemukakan bahwa benua-benua yang sekarang ada dulu adalah satu bentang muka yang bergerak menjauh sehingga melepaskan benua-benua tersebut dari inti bumi seperti 'bongkahan es' dari granit yang bermassa jenis rendah yang mengambang di atas lautan  basal yang lebih padat.

Namun,  tanpa adanya  bukti  terperinci  dan  perhitungan  gaya-gaya  yang dilibatkan, teori ini dipinggirkan. Mungkin saja bumi memiliki kerak yang padat dan inti yang cair, tetapi tampaknya tetap saja tidak mungkin bahwa bagian-bagian kerak tersebut dapat bergerak-gerak. Di kemudian hari, dibuktikanlah teori yang dikemukakan geolog Inggris Arthur Holmes tahun 1920 bahwa tautan bagian-bagian kerak ini kemungkinan ada di bawah laut. Terbukti juga teorinya bahwa arus konveksi di dalam mantel bumi adalah kekuatan penggeraknya.

Bukti pertama bahwa lempeng-lempeng itu memang mengalami pergerakan didapatkan dari penemuan  perbedaan arah  medan  magnet dalam batuan-batuan yang berbeda usianya. Penemuan ini dinyatakan pertama kali pada sebuah simposium di Tasmania tahun 1956. Mula-mula, penemuan ini dimasukkan ke dalam  teori ekspansi bumi, namun selanjutnya justru lebih mengarah ke pengembangan teori tektonik lempeng yang menjelaskan pemekaran (spreading) sebagai konsekuensi pergerakan vertikal (upwelling) batuan, tetapi menghindarkan keharusan adanya bumi yang ukurannya terus membesar atau berekspansi (expanding  earth)  dengan  memasukkan  zona  subduksi /hunjaman (subduction zone), dan sesar translasi (translation fault). Pada waktu itulah teori tektonik lempeng berubah dari sebuah teori yang radikal menjadi teori yang umum dipakai dan kemudian diterima secara luas di kalangan ilmuwan. Penelitian lebih lanjut tentanghubungan antara seafloor spreading dan balikan medan magnet bumi (geomagnetic reversal) oleh geolog  Harry Hammond Hess dan oseanograf  Ron G. Mason menunjukkan dengan tepat mekanisme yang menjelaskan pergerakan vertikal batuan yang baru. 

Seiring dengan diterimanya anomali magnetik bumi yang ditunjukkan dengan lajur-lajur sejajar yang simetris dengan magnetisasi yang sama di dasar laut pada kedua sisimid-oceanic ridge, tektonik lempeng menjadi diterima secara luas. Kemajuan pesat dalamteknik pencitraan seismik mula-mula di dalam dan sekitar  zona Wadati-Benioff danberagam observasi geologis lainnya tak lama kemudian mengukuhkan tektonik lempengsebagai teori yang memiliki kemampuan yang luar biasa dalam segi penjelasan dan prediksi. Penelitian tentang dasar laut dalam, sebuah cabang geologi kelautan yang berkembang pesat pada tahun 1960-an memegang peranan penting dalam pengembangan teori ini. Sejalan dengan itu, teori tektonik lempeng juga dikembangkan pada akhir 1960-an dan telah diterima secara cukup universal di semua disiplin ilmu, sekaligus juga membaharui dunia ilmu bumi dengan memberi penjelasan bagi berbagai macam fenomena geologis dan juga implikasinya di dalam bidang lain seperti paleogeografi dan paleobiologi.

Bersambung................

Source: Materi Kuliah sambil belajar.........