BAB I
SAMUDERA DI DUNIA
Dari sekian banyak planet yang terdapat di dalam sistem tata-surya kita ini hanya bumi satu-satunya planet yang memiliki air, bahkan dua per tiga permukaan bumi ini tertutupi oleh air (samudra), sehingga sangat wajar jika dalam makalah ini dibahas mengenai air yang sangat banyak jumlahnya yang menutupi dua per tiga bagian dari bumi kita ini.
1.1. Samudera Pasifik
Samudra Pasifik atau Lautan Teduh (dari bahasa Spanyol Pacifico, artinya tenang) adalah kumpulan air terbesar di dunia. Ia mencakup kira-kira sepertiga permukaan Bumi, dengan luas sebesar 179,7 juta km² (69,4 juta mi²). Panjangnya sekitar 15.500 km (9.600 mil) dari Laut Bering di Arktik hingga batasan es di Laut Ross di Antartika di selatan. Samudra Pasifik mencapai lebar timur-barat terbesarnya pada sekitar 5 derajat U garis lintang, di mana ia terbentang sekitar 19.800 km (12.300 mi) dari Indonesia hingga pesisir Kolombia. Batas sebelah barat samudra ini biasanya diletakkan di Selat Malaka. Titik terendah permukaan Bumi—Palung Mariana—berada di Samudra Pasifik. Samudra ini terletak di antara Asia dan Australia di sebelah barat, Amerika di sebelah timur, Antartika di sebelah selatan dan Samudra Arktik di sebelah utara.
Samudra Pasifik berisi sekitar 25.000 kepulauan (lebih dari jumlah kepulauan yang berada di lautan dunia lainnya jika digabung), yang mayoritas terletak di selatan khatulistiwa. (Lihat: Kepulauan Pasifik.)
Di batasan ireguler Samudra Pasifik terdapat banyak lautan, yang terbesar adalah Laut Sulawesi, Laut Koral, Laut China Timur, Laut Jepang, Laut China Selatan, Laut Sulu, Laut Tasman dan Laut Kuning. Selat Malaka menghubungkan Samudra Pasifik dengan Samudra Hindia di sebelah barat, dan Selat Magelhaens menghubungkan Samudra Pasifik dengan Samudra Atlantik di sebelah timur.
Penjelajah Portugis Fernando de Magelhaens adalah orang yang menamakan Samudra Pasifik. Untuk sebagian besar perjalanannya dari Selat Magelhaens menuju Filipina, Magellan memang merasakan ketenangan lautan tersebut. Tetapi, Samudra Pasifik tidaklah selalu tenang. Di mana Samudra Atlantik melebar, Samudra Pasifik menciut. Hal ini menyebabkan banyak terjadinya gempa bumi. Banyak angin puyuh dan badai yang merusak pulau-pulau di bagian Pasifik dan tanah di sekitar Pasifik dipenuhi gunung berapi dan sering diguncang gempa bumi. Tsunami, yang disebabkan oleh gempa bumi di dasar laut, telah menghancurkan banyak pulau dan menghapuskan seluruh kota.
Titik Tertinggi dan Terendah
• titik terendah: -10.924 m (-35.840 kaki). di dasar Palung Mariana
• titik tertinggi: permukaan laut 0 m
Ciri khas perairan Pasifik
• merupakan samudera terluas di dunia
• dasar samuderanya merupakan pusat gempa bagi Jepang dan pantai barat benua Amerika
• banyak terdapat gunung-gunung laut
• terdapat arus panas kurosyiwo dan arus dingin oyashio
• terdapat gejala iklim global yaitu el nino dan la nina
Cuaca
Di samudera Pasifik sering terjadi badai karena merupakan pusat badai tropis
Geologi
Samudera ini merupakan daerah divergensi lempeng samudera bergerak saling menjauh
1.2. Samudera Atlantik
Samudra Atlantik adalah samudra terbesar kedua di dunia, meliputi sekitar 1/5 permukaan Bumi. Kata Atlantik berasal dari mitologi Yunani yang berarti "Laut Atlas". Samudra ini berbentuk huruf S, memanjang dari belahan bumi utara ke belahan bumi selatan, terbagi dua oleh garis khatulistiwa menjadi Atlantik Utara dan Atlantik Selatan. Dibatasi oleh Amerika Utara and Amerika Selatan di bagian barat samudera dan Eropa dan Afrika dibagian timur samudra.
Samudra Atlantik berhubungan dengan Samudra Pasifik, di bagian utara bumi melalui Samudra Arktik dan dibagian selatan bumi melalui Lintasan Drake. Hubungan bikinan manusia antara Samudra Atlantik dengan Samudra Pasifik dibuat melalui Terusan Panama. Batas antara Samudra Atlantik dengan Samudera Hindia di bagian timur, dibatasi pada garis 20° Bujur Timur. Batas antara Samudra Atlantik dengan Samudra Arktik adalah garis dari Greenland ke Svalbard di sebelah utara Norwegia.
Mencakupi sekitar 20% permukaan Bumi, Samudra Atlantik berada di urutan kedua terbesar dalam segi ukurannya setelah Samudra Pasifik. Bersama dengan lautan di sekitarnya ia mempunyai luas sebesar 106.450.000 km²; jika lautan di sekitarnya tidak dihitung, luasnya 82.362.000 km². Jumlah wilayah yang mengalir ke Samudra Atlantik lebih besar empat kali daripada Samudra Pasifik maupun Samudra Hindia. Volume Samudra Atlantik dengan lautan sekitarnya adalah 354.700.000 km³ dan tanpanya adalah 323.600.000 km³.
Kedalaman rata-rata Samudra Atlantik, dengan lautan di sekitarnya adalah 3.332 m (10.932 kaki); tanpanya adalah 3.926 m (12.877 kaki). Kedalaman terbesar, 8.605 m (28.232 kaki), berada di Palung Puerto Riko. Lebar Samudra Atlantik beragam, dari 2.848 km (1.769 mil) di antara Brasil dan Liberia hingga sekitar 4.830 km (3.000 mil) antara Amerika Serikat dan sebelah utara Afrika.
Samudra Atlantik mempunyai pesisir pantai yang tak beraturan (ireguler) yang dibatasi berbagai teluk dan lautan, termasuk Laut Karibia, Teluk Meksiko, Teluk St. Lawrence, Laut Mediterania, Laut Hitam, Laut Utara, Laut Baltik, dan Laut Norwegia-Greenland. Pulau-pulau di Samudra Atlantik termasuk Svalbard, Greenland, Islandia, Rockall, Britania Raya, Irlandia, Fernando de Noronha, Azores, Kepulauan Madeira, Kepulauan Canary, Tanjung Verde, Bermuda, Hindia Barat, Ascension, St. Helena, Tristan da Cunha, Kepulauan Falkland, dan Georgia Selatan dan Kepulauan Sandwich Selatan.
Lokasi: kumpulan air antara Afrika, Eropa, Samudra Selatan, dan benua Amerika
Koordinat Geografi: 0 00 U, 25 00 B
Referensi peta: Dunia
Wilayah:
total: 76,762 juta km²
catatan: termasuk Laut Baltik, Laut Hitam, Laut Karibia, Selat Davis, Selat Denmark, bagian dari Lintasan Drake, Teluk Meksiko, Laut Mediterania, Laut Utara, Laut Norwegia, hampir seluruh dari Laut Scotia, dan kumpulan air tributer lainnya
Wilayah - perbandingan: sedikit lebih kecil dari 6.5 kali ukuran AS
Garis pantai: 111.866 km
Cuaca:
badai tropis berkembang di sekitar pesisir pantai Afrika dekat Tanjung Verde dan bergerak ke arah barat menuju Laut Karibia; badai bisa terjadi dari Mei hingga Desember, namun paling sering terjadi dari Agustus hingga November. Angin ribut merupakan hal yang biasa di Atlantik Utara pada masa musim dingin di utara, menyebabkan perlintasan samudra menjadi lebih sulit dan berbahaya.
• titik terendah: Lembah Milwaukee di Palung Puerto Riko -8.605 m
• titik tertinggi: permukaan laut 0 m
1.3. Samudera Hindia
Samudra Hindia, Samudra India, atau Samudra Indonesia adalah kumpulan air terbesar ketiga di dunia, meliputi sekitar 20% permukaan air Bumi. Di utara dibatasi oleh selatan Asia; di barat oleh Jazirah Arabia dan Afrika; di timur oleh Semenanjung Malaka, Indonesia, dan Australia; di selatan oleh Samudra Selatan. Dia dipisahkan dengan Samudra Atlantik oleh 20° timur meridian, dan dengan Samudra Pasifik oleh 147° timur meridian.
Area
• total: 68.556 juta km²
• seas: termasuk Laut Andaman, Laut Arab, Teluk Bengal, Great Australian Bight, Teluk Aden, Teluk Oman, Saluran Mozambique, Teluk Persia, Laut Merah, Selat Malaka, dan sebagainya.
Panjang Pantai: 66.526 km
Titik ketinggian:
• titik terendah: Palung Jawa -7.258 m
• titik tertinggi: permukaan laut 0 m
Pelabuhan: Calcutta (India), Chennai (Madras; India), Colombo (Sri Lanka), Durban (Afrika Selatan), Jakarta (Indonesia), Karachi (Pakistan), Fremantle (Australia), Mumbai (Mumbai; India), Teluk Richards (Afrika Selatan).
1.4. Samudera Antartika
Samudra Antarktika atau Lautan Selatan adalah massa air laut yang mengelilingi benua Antartika. Ia merupakan samudra terbesar keempat dan telah disepakati untuk disebut sebagai samudra oleh Organisasi Hidrografik Internasional (IHO) pada 2000. Sebelum itu, pandangan umum adalah Samudra Atlantik, Samudra Hindia dan Samudra Pasifik langsung berbatasan dengan bibir pantai Antartika.
Koordinat Geografi
65 00 LS, 0 00 BT (secara nominal), tetapi Samudra Selatan mempunyai beda karakter unik sebagai massa air laut yang besar yang mengelilingi benua Antartika sepenuhnya; samudra ini terletak antara 60° lintang selatan sampai bibir pantai benua Antartika, dan melingkupi 360° bujur bumi.
Definisi untuk Samudra Selatan masih belum sama sepenuhnya untuk seluruh dunia. Australia memberikan definisi Samudra Selatan serupa dengan definisi IHO namun memasukkan juga seluruh massa air laut yang berada di antara pantai selatan Australia, Tasmania dan Selandia Baru sebagai Samudra Selatan, bukan sebagai Samudra Hindia.
Data
• Luas: 20.327.000 km²
o Catatan: termasuk Laut Amundsen, Laut Bellingshausen, sebagian dari Drake Passage, Laut Ross, sebagian kecil dari Laut Scotia, Laut Weddell, dan massa air laut tributer lainnya
• Garis pantai: 17.968 km
Iklim
Temperatur air laut bervariasi antara 10 dan -2°C. Badai siklon berjalan dari arah timur mengelilingi benua dan sering sekali merupakan badai kuat karena adanya perbedaan temperatur yang nyata antara dataran es dengan laut terbuka. Wilayah samudra dari lintang 40 LS sampai ke Lingkar Antartika merupakan wilayah dengan kecepatan angin rata-rata paling kuat dibandingkan tempat manapun di permukaan bumi. Pada musim dingin, samudra membeku hingga mencapai 65° LS di sektor Pasifik dan sampai 55° LS di sektor Atlantik, temperatur permukaan turun hingga di bawah 0°C. Pada beberapa titik di pantai benua, masih ditemukan daerah bebas es, hal ini disebabkan adanya angin yang kuat yang terus menerus berhembus dari dalam benua ke arah samudra.
Dataran
Samudra Selatan dalam, rata-rata kedalaman 4.000 - 5.000 m pada hampir semua penjuru samudra, hanya sedikit tempat yang mempunyai kedalaman yang dangkal. Dangkalan benua Antartika umumnya sempit dan lebih dalam (400 - 800 m) dibanding rata-rata kedalaman dangkalan di benua lainnya (133 m). Selimut es Antartika membesar dari minimum 2,6 juta km² pada bulan Maret mencapai 18,8 juta km² pada bulan September, berarti luasnya meningkat hampir 7 kali lipat. Arus Sirkumpolar Antartika (sepanjang 21.000 km) bergerak ke arah timur; merupakan arus samudra terbesar di dunia, mengalirkan 130 juta m³ air per detik, berarti 100 kali lipat seluruh aliran air sungai yang ada di dunia.
1.5. Samudera Arktik
Samudra Arktik, berlokasi di belahan utara bumi dan kebanyakan berada di wilayah Arktik Kutub Utara, adalah samudra terkecil dan terdangkal di antara lima samudra di dunia[1]. Meskipun Organisasi Hidrografik Internasional (IHO) menganggapnya sebagai samudra, para ahli samudra menyebutnya Laut Mediteranian Arktik atau Laut Arktik, mengklasifikasikannya sebagai satu dari Laut Mediteranian yang tergabung dalam Samudra Atlantik.
Banyak bagian dari samudra Arktik yang tertutup oleh es, baik pada musim dingin atau sepanjang tahun. Suhu dan kadar garam di samudra Arktik bervariasi tergantung musim tergantung dari es yang menutupinya sedang mencair atau meleleh;[2] kadar garamnya adalah yang terendah dari rata-rata lima samudra lainnya, dikarenakan rendahnya penguapan, juga dikarenakan terbatasnya keluarnya air dari samudra ke daerah sekitarnya dengan masukan air tawar ke samudra dalam jumlah yang besar. Jumlah es-es yang mencair pada musim panas mencapai 50%.
Geografi
Samudra Arktik mengisi sebuah basin bundar dan memiliki luas sekitar 14.056.000 kilometer persegi, hanya kurang sedikit dari 1.5 kali luas Amerika Serikat[3]. Panjang garis pantainya adalah 45.389 kilometer [3]. Hampir dikelilingi oleh daratan sepenuhnya, Samudra Arktik mencakup Tanjung Baffin, Laut Barents, Laut Beaufort, Laut Chukchi, Laut Siberia Timur, Laut Greenland, Tanjung Hudson, Teluk Hudson, Laut Kara, Laut Laptev, Laut Putih dan badan-badan air lainnya. Terhubung dengan Samudra Pasifik oleh Teluk Bering dan ke Samudra Atlantik melalui Laut Greenland[1] dan Laut Labrador. Letak geografisnya adalah 90°00′ LU 0°00′ BT.
Sebuah palung samudra, Palung Lomonosov, membagi Samudra Arktik yang mengisi basin Kutub Utara menjadi dua basin: Eurasia, atau Nansen, Basin, (dinamakan setelah Fridtjof Nansen) yang dimana kedalamannya 4.000 dan 4.500 meter, dan Amerika Utara, atau Hyperborean, Basin, yang kedalamannya sekitar 4.000 meter. Bathymetry dari dasar samudra ditandai dengan fault-block ridge (seperti bukit), plains of the abyssal zone (seperti kawasan berlubang-lubang), laut-laut dalam, dan basin-basin. Rata-rata kedalaman Samudra Arktik adalah 1.038 meter [4]. Titik terdalamnya terdapat di Basin Eurasia yaitu 5.450 meter.
Samudra Arktik terdiri atas sebuah chokepoint (aliran air yang sempit karena diapit oleh dua daratan) utama di selatan Laut Chukchi [5] yang menyediakan akses utara ke Samudra Pasifik melalui Teluk Bering antara Amerika Utara dan Rusia. Samudra Arktik juga menyediakan link (penghubung) laut terpendek antara barat dan timur Rusia yang ekstrim. Ada beberapa stasiun penelitian terapung di Arktik, dioperasikan oleh A.S. dan Rusia.
Masukan air terbesar berasal dari Atlantik melalui jalur Aliran Norwegia, yang kemudian mengalir sepanjang pantai Eurasia. Air juga masuk dari Pasifik melalui Teluk Bering. Aliran Greenland Timur membawa sebagian besar air yang keluar. Es menutupi sebgaian besar samudra sepanjang tahun, menyebabkan suhu yang mendekati beku sepanjang waktu. Arktik adalah sumber udara dingin yang bergerak ke arah ekuator, bertemu dengan udara hangat di garis lintang bagian tengah dan menyebabkan hujan dan salju. Kehidupan laut banyak terdapat di daerah terbuka, khususnya daerah yang lebih dekat dengan air di sebelah selatan. Pelabuhan-pelabuhan utama di Samudra Arktik adalah (Rusia) Murmansk dan Arkhangelsk, (Canada) Churchill, Manitoba dan (A.S.)Prudhoe Bay, Alaska
Iklim
[[Berkas:SeaIce 2002-05 cmp 1979-2000.png|thumb|200px|Berkurangnya es dimusim panas dari tahun 1979-2000 hingga 2002-05.[6] Samudra Arktik memiliki iklim kutub yang ditandai dengan dingin sepanjang tahun dan sempitnya kisaran suhu tahunan. Musim dingin ditandai dengan gelap yang berkelanjutan, dingin dan kondisi cuaca yang stabil dan langit yang cerah; musim panas ditandai dengan sinar matahari yang berkelanjutan, lembab dan berkabut dan angin-angin puyuh lemah dengan hujan dan salju.
Suhu
Suhu rata-rata adalah -2° celsius.
BAB II
TEKTONIK LEMPENG
2.1. Pengertian Tektonik Lempeng
Gambar 1.1.
Lempeng-lempeng tektonik di Dunia
Tektonik lempeng adalah suatu teori yang menerangkan proses dinamika bumi tentang pembentukan jalur pegunungan, jalur gunung api, jalur gempa bumi, dan cekungan endapan di muka bumi yang diakibatkan oleh pergerakan lempeng.Lempeng tektonik adalah segmen keras kerak bumi yang disokong oleh magma di bawahnya sehingga lempeng tektonik ini dengan bebas bergerak untuk menggesek satu sama lain.
Pergerakan antara lempeng tektonik ini tidak berjalan secara perlahan-lahan. Sebaliknya pergeseran antara tanah dan batu yang membentuk lempeng tektonik menyebabkan pergeseran itu berjalan tersentak-sentak. Pergerakan inilah yang menyebabkan terjadinya gempa bumi. Daratan dan juga dasar lautan akan secara perlahan-lahan dibawa ke arah kedudukan baru apabila lempeng beralih. Batas lempeng ditandai oleh lingkaran gempa bumi dan rangkaian gunung berapi.
2.2. Teori dan Perkembangannya
Tektonik lempeng adalah suatu teori yang menerangkan proses dinamika bumi tentang pembentukan jalur pegunungan, jalur gunung api, jalur gempa bumi, dan cekungan endapan di muka bumi yang diakibatkan oleh pergerakan lempeng. Teori Tektonik 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 Continental Drift 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 lama karena 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 di daerah sepanjang batas lempeng. Pergerakan lateral lempeng lazimnya berkecepatan 50-100 mm/a.
Perkembangan Teori
Gambar 1.2.
Lempeng tektonik dan arah vektor gerakannya
Pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, geolog berasumsi bahwa kenampakan-kenampakan utama bumi berkedudukan tetap. Kebanyakan kenampakan geologis seperti pegunungan bisa dijelaskan dengan pergerakan vertikal kerak seperti dijelaskan dalam teori geosinklin. Sejak tahun 1596, telah diamati bahwa pantai Samudera Atlantik yang berhadap-hadapan antara benua Afrika dan Eropa dengan Amerika Utara dan Amerika Selatan memiliki kemiripan bentuk dan nampaknya pernah menjadi satu. Ketepatan ini akan semakin jelas jika kita melihat tepi-tepi dari paparan benua di sana. Sejak saat itu banyak teori telah dikemukakan untuk menjelaskan hal ini, tetapi semuanya menemui jalan buntu karena asumsi bahwa bumi adalah sepenuhnya padat menyulitkan penemuan penjelasan yang sesuai.
Penemuan radium dan sifat-sifat pemanasnya pada tahun 1896 mendorong pengkajian ulang umur bumi, karena sebelumnya perkiraan didapatkan dari laju pendinginannya dan dengan asumsi permukaan bumi beradiasi seperti benda hitam. Dari perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwa bahkan jika pada awalnya bumi adalah sebuah benda yang 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 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 justeru 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 tentang hubungan 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 sisi mid-oceanic ridge, tektonik lempeng menjadi diterima secara luas. Kemajuan pesat dalam teknik pencitraan seismik mula-mula di dalam dan sekitar zona Wadati-Benioff dan beragam observasi geologis lainnya tak lama kemudian mengukuhkan tektonik lempeng sebagai 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.
2.3. Prinsip Utama
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 bisa 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 kuku jari) seperti di Mid-Atlantic Ridge, ataupun mencapai 160 mm/a (secepat pertumbuhan rambut) seperti di Lempeng Nazca. 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 di mana 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 di mana 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 lebih padat 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.
2.4. Jenis-jenis Batas Lempeng
Gambar 1.3.
Tiga jenis batas lempeng (plate boundary).
Berdasarkan arah pergerakannya, perbatasan antara lempeng tektonik yang satu dengan lainnya (plate boundaries) terbagi dalam 3 jenis, yaitu transform, divergen, dan konvergen. Selain itu ada jenis lain yang cukup kompleks namun jarang, yaitu pertemuan simpang tiga (triple junction) dimana tiga lempeng kerak bertemu 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), namun berlainan arah. 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.
Gambar 1.4.
Batas transform
Batas transform umumnya berada di dasar laut, namun ada juga yang berada di daratan, salah satunya adalah Sesar San Andreas (San Andreas Fault) di California, USA. Sesar ini merupakan pertemuan antara Lempeng Amerika Utara yang bergerak ke arah tenggara, dengan Lempeng Pasifik yang bergerak ke arah barat laut.
2. Batas divergen / konstruktif (divergent/constructive boundaries)
Terjadi ketika dua lempeng bergerak menjauh satu sama lain. Mid-oceanic ridge dan zona retakan (rifting) yang aktif adalah contoh batas divergen. Pada lempeng samudra, proses ini menyebabkan pemekaran dasar laut (seafloor spreading). Sedangkan pada lempeng benua, proses ini menyebabkan terbentuknya lembah retakan (rift valley) akibat adanya celah antara kedua lempeng yang saling menjauh tersebut.
Pematang Tengah-Atlantik (Mid-Atlantic Ridge) adalah salah satu contoh divergensi yang paling terkenal, membujur dari utara ke selatan di sepanjang Samudra Atlantik, membatasi Benua Eropa dan Afrika dengan Benua Amerika.
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. Wilayah dimana suatu lempeng samudra terdorong ke bawah lempeng benua atau lempeng samudra lain disebut dengan zona tunjaman (subduction zones). Di zona tunjaman inilah sering terjadi gempa. Pematang gunung-api (volcanic ridges) dan parit samudra (oceanic trenches) juga terbentuk di wilayah ini.
Palung laut yang dalam biasanya berada di zona subduksi, di mana potongan lempeng 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).
Batas Konvergen
Batas konvergen ada 3 macam, yaitu 1) antara lempeng benua dengan lempeng samudra, 2) antara dua lempeng samudra, dan 3) antara dua lempeng benua.
Gambar 1.5.
Konvergen lempeng benua—samudra (Oceanic—Continental)
Ketika suatu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng benua, lempeng ini masuk ke lapisan astenosfer yang suhunya lebih tinggi, kemudian meleleh. Pada lapisan litosfer tepat di atasnya, terbentuklah deretan gunung berapi (volcanic mountain range). Sementara di dasar laut tepat di bagian terjadi penunjaman, terbentuklah parit samudra (oceanic trench).
Pegunungan Andes di Amerika Selatan adalah salah satu pegunungan yang terbentuk dari proses ini. Pegunungan ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Nazka dan Lempeng Amerika Selatan.
Gambar 1.6.
Konvergen lempeng samudra—samudra (Oceanic—Oceanic)
Salah satu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng samudra lainnya, menyebabkan terbentuknya parit di dasar laut, dan deretan gunung berapi yang pararel terhadap parit tersebut, juga di dasar laut. Puncak sebagian gunung berapi ini ada yang timbul sampai ke permukaan, membentuk gugusan pulau vulkanik (volcanic island chain). Pulau Aleutian di Alaska adalah salah satu contoh pulau vulkanik dari proses ini. Pulau ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Pasifik dan Lempeng Amerika Utara.
Gambar 1.7.
Konvergen lempeng benua—benua (Continental—Continental)
Salah satu lempeng benua menunjam ke bawah lempeng benua lainnya. Karena keduanya adalah lempeng benua, materialnya tidak terlalu padat dan tidak cukup berat untuk tenggelam masuk ke astenosfer dan meleleh. Wilayah di bagian yang bertumbukan mengeras dan menebal, membentuk deretan pegunungan non vulkanik (mountain range). Pegunungan Himalaya dan Plato Tibet adalah salah satu contoh pegunungan yang terbentuk dari proses ini. Pegunungan ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng India dan Lempeng Eurasia.
2.5. Kekuatan Penggerak Pergerakan Lempeng
Pergerakan lempeng tektonik bisa terjadi karena kepadatan relatif litosfer samudera dan karakter astenosfer yang relatif lemah. Pelepasan panas dari mantel telah didapati sebagai sumber asli dari energi yang menggerakkan tektonik lempeng. Pandangan yang disetujui sekarang, meskipun masih cukup diperdebatkan, adalah bahwa kelebihan kepadatan litosfer 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 di sekitarnya, 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 [19] 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 di manapun. 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) [20] 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.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pergerakan lempeng antara lain :
1. 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 di mana 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
2. 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 ke dalam mantel untuk mengkompensasikan beratnya, menghasilkan sedikit inklinasi lateral proporsional dengan jarak dari sumbu ini. :Dalam teks-teks geologi pada pendidikan dasar, proses ini sering disebut sebagai sebuah doronga. Namun, sebenarnya sebutan yang lebih tepat adalah runtuhan karena topografi sebuah lempeng bisa jadi sangat berbeda-beda dan 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 bisa mempengaruhi 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.[21] 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. Slab pull 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 seperti juga Lempeng Afrika, Eurasia, dan Antarktika. Kekuatan penggerak utama untuk pergerakan lempeng dan sumber energinya itu sendiri masih menjadi bahan riset yang sedang berlangsung.
3. Gaya dari luar
Dalam studi yang dipublikasikan pada edisi Januari - Februari 2006 dari buletin Geological Society of America Bulletin, sebuah tim ilmuwan dari Italia dan Amerika Serikat berpendapat bahwa komponen lempeng yang mengarah ke barat berasal dari rotasi 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 kontroversial 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.[22] 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 oasang 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 ke timur. Dikatakan juga bahwa relatif dengan mantel bawah, ada sedikit komponen yang mengarah ke barat pada pergerakan semua lempeng.
2.6. Lempeng Utama
Lempeng-lempeng tektonik utama yaitu:
• Lempeng Afrika, meliputi Afrika - Lempeng benua
• Lempeng Antarktika, meliputi Antarktika - Lempeng benua
• Lempeng Australia, meliputi Australia (tergabung dengan Lempeng India antara 50 sampai 55 juta tahun yang lalu)- Lempeng benua
• Lempeng Eurasia, meliputi Asia dan Eropa - Lempeng benua
• Lempeng Amerika Utara, meliputi Amerika Utara dan Siberia timur laut - Lempeng benua
• Lempeng Amerika Selatan, meliputi Amerika Selatan - Lempeng benua
• 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 menjadi delapan 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).
BAB III
TSUNAMI
]
Teringat akan dahsyatnya peristiwa tanggal 26 desember ditahun 2006 di kota Aceh saat terjadinya musibah tsunami, maka penyusun berusaha untuk menyajikan materi tentang tsunami itu sendiri,
3.1. Pengertian Tsunami
Istilah tsunami berasal dari bahasa Jepang. Tsu berarti "pelabuhan", dan nami berarti "gelombang", sehingga tsunami dapat diartikan sebagai "gelombang pelabuhan".
Istilah ini pertama kali muncul di kalangan nelayan Jepang. Karena panjang gelombang tsunami sangat besar, pada saat berada di tengah laut, para nelayan tidak merasakan adanya gelombang ini. Namun setibanya kembali ke pelabuhan, mereka mendapati wilayah di sekitar pelabuhan tersebut rusak parah. Karena itulah mereka menyimpulkan bahwa gelombang tsunami hanya timbul di wilayah sekitar pelabuhan, dan tidak di tengah lautan yang dalam.
Tsunami adalah gelombang air yang sangat besar yang dibangkitkan oleh macam-macam gangguan di dasar samudra. Gangguan ini dapat berupa gempa bumi, pergeseran lempeng, atau gunung meletus. Tsunami tidak kelihatan saat masih berada jauh di tengah lautan, namun begitu mencapai wilayah dangkal, gelombangnya yang bergerak cepat ini akan semakin membesar.
Tsunami juga sering disangka sebagai gelombang air pasang. Ini karena saat mencapai daratan, gelombang ini memang lebih menyerupai air pasang yang tinggi daripada menyerupai ombak biasa yang mencapai pantai secara alami oleh tiupan angin. Namun sebenarnya gelombang tsunami sama sekali tidak berkaitan dengan peristiwa pasang surut air laut. Karena itu untuk menghindari pemahaman yang salah, para ahli oseanografi sering menggunakan istilah gelombang laut seismik (seismic sea wave) untuk menyebut tsunami, yang secara ilmiah lebih akurat.
Tsunami adalah rangkaian gelombang laut yang mampu menjalar dengan kecepatan hingga lebih 900 km per jam, terutama diakibatkan oleh gempa bumi yang terjadi di dasar laut.
3.2. Penyebab Terjadinya Tsunami
Tsunami terjadi karena adanya gangguan impulsif terhadap air laut akibat terjadinya perubahan bentuk dasar laut secara tiba-tiba. Ini terjadi karena tiga sebab, yaitu : gempa bumi, letusan gunung api dan longsoran (land slide) yang terjadi di dasar laut. Dari ketiga penyebab tsunami, gempa bumi merupakan penyebab utama. Besar kecilnya gelombang tsunami sangat ditentukan oleh karakteristik gempa bumi yang menyebabkannya.
Bagian terbesar sumber gangguan implusif yang menimbulkan tsunami dahsyat adalah gempa bumi yang terjadi di dasar laut. Walaupun erupsi vulkanik juga dapat menimbulkan tsunami dahsyat, seperti letusan gunung Krakatau pada tahun 1883. Gempa bumi di dasar laut ini menimbulkan gangguan air laut, yang disebabkan berubahnya profil dasar laut. Profil dasar laut iniumumnya disebabkan karena adanya gempa bumi tektonik yang bisa menyebabkan gerakan tanah tegak lurus dengan permukaan air laut atau permukaan bumi. Apabila gerakan tanah horizontal dengan permukaan laut, maka tidak akan terjadi tsunami.
Apabila gempa terjadi didasar laut, walaupun gerakan tanah akibat gempa ini horizontal, tetapi karena energi gempa besar, maka dapat meruntuhkan tebing-tebing (bukit-bukit) di laut, yang dengan sendirinya gerakan dari runtuhan in adalah tegak lurus dengan permukaan laut. Sehingga walaupun tidak terjadi gempa bumi tetapi karena keadaan bukit/tebing laut sudah labil, maka gaya gravitasi dan arus laut sudah bisa menimbulkan tanah longsor dan akhirnya terjadi tsunami.
Hal ini pernah terjadi di Larantuka tahun 1976 dan di Padang tahun 1980.Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Tsunami dapat dipicu oleh bermacam-macam gangguan (disturbance) berskala besar terhadap air laut, misalnya gempa bumi, pergeseran lempeng, meletusnya gunung berapi di bawah laut, atau tumbukan benda langit. Tsunami dapat terjadi apabila dasar laut bergerak secara tiba-tiba dan mengalami perpindahan vertikal.
• Longsoran Lempeng Bawah Laut (Undersea landslides)
Gerakan yang besar pada kerak bumi biasanya terjadi di perbatasan antar lempeng tektonik. Celah retakan antara kedua lempeng tektonik ini disebut dengan sesar (fault). Sebagai contoh, di sekeliling tepian Samudra Pasifik yang biasa disebut dengan Lingkaran Api (Ring of Fire), lempeng samudra yang lebih padat menunjam masuk ke bawah lempeng benua. Proses ini dinamakan dengan penunjaman (subduction). Gempa subduksi sangat efektif membangkitkan gelombang tsunami.
• Gempabumi Bawah Laut (Undersea Earthquake)
Gempa tektonik merupakan salah satu gempa yang diakibatkan oleh pergerakan lempeng bumi. Jika gempa semacam ini terjadi di bawah laut, air di atas wilayah lempeng yang bergerak tersebut berpindah dari posisi ekuilibriumnya. Gelombang muncul ketika air ini bergerak oleh pengaruh gravitasi kembali ke posisi ekuilibriumnya. Bila wilayah yang luas pada dasar laut bergerak naik ataupun turun, tsunami dapat terjadi.
• Aktivitas Vulkanik (Volcanic Activities)
Pergeseran lempeng di dasar laut, selain dapat mengakibatkan gempa juga seringkali menyebabkan peningkatan aktivitas vulkanik pada gunung berapi. Kedua hal ini dapat menggoncangkan air laut di atas lempeng tersebut. Demikian pula, meletusnya gunung berapi yang terletak di dasar samudra juga dapat menaikkan air dan membangkitkan gelombang tsunami.
• Tumbukan Benda Luar Angkasa (Cosmic-body Impacts)
Tumbukan dari benda luar angkasa seperti meteor merupakan gangguan terhadap air laut yang datang dari arah permukaan. Boleh dibilang tsunami yang timbul karena sebab ini umumnya terjadi sangat cepat dan jarang mempengaruhi wilayah pesisir yang jauh dari sumber gelombang. Sekalipun begitu, bila pergerakan lempeng dan tabrakan benda angkasa luar cukup dahsyat, kedua peristiwa ini dapat menciptakan megatsunami.
3.3. Karakteristik Tsunami
Perilaku gelombang tsunami sangat berbeda dari ombak laut biasa. Gelombang tsunami bergerak dengan kecepatan tinggi dan dapat merambat lintas-samudra dengan sedikit energi berkurang. Tsunami dapat menerjang wilayah yang berjarak ribuan kilometer dari sumbernya, sehingga mungkin ada selisih waktu beberapa jam antara terciptanya gelombang ini dengan bencana yang ditimbulkannya di pantai. Waktu perambatan gelombang tsunami lebih lama dari waktu yang diperlukan oleh gelombang seismik untuk mencapai tempat yang sama.
Periode tsunami cukup bervariasi, mulai dari 2 menit hingga lebih dari 1 jam. Panjang gelombangnya sangat besar, antara 100-200 km. Bandingkan dengan ombak laut biasa di pantai selancar (surfing) yang mungkin hanya memiliki periode 10 detik dan panjang gelombang 150 meter. Karena itulah pada saat masih di tengah laut, gelombang tsunami hampir tidak nampak dan hanya terasa seperti ayunan air saja.
Perbandingan Gelombang Tsunami dan Ombak Laut Biasa
Parameter Gelombang Tsunami Ombak Biasa
Periode gelombang 2 menit — > 1 jam ± 10 detik
Panjang gelombang 100 — 200 km 150 m
Bila lempeng samudra pada sesar bergerak naik (raising), terjadi air pasang di wilayah pantai hingga wilayah tersebut akan mengalami banjir sebelum kemudian gelombang air yang lebih tinggi datang menerjang. Bila lempeng samudra bergerak naik, wilayah pantai akan mengalami banjir air pasang sebelum datangnya tsunami.
Bila lempeng samudra pada sesar bergerak turun (sinking), kurang lebih pada separuh waktu sebelum gelombang tsunami sampai di pantai, air laut di pantai tersebut surut. Pada pantai yang landai, surutnya air bisa mencapai lebih dari 800 meter menjauhi pantai. Masyarakat yang tidak sadar akan datangnya bahaya mungkin akan tetap tinggal di pantai karena ingin tahu apa yang sedang terjadi. Atau bagi para nelayan mereka justru memanfaatkan momen saat air laut surut tersebut untuk mengumpulkan ikan-ikan yang banyak bertebaran.
Bila lempeng samudra bergerak turun, di wilayah pantai air laut akan surut sebelum datangnya tsunami. Pada suatu gelombang, bila rasio antara kedalaman air dan panjang gelombang menjadi sangat kecil, gelombang tersebut dinamakan gelombang air-dangkal. Karena gelombang tsunami memiliki panjang gelombang yang sangat besar, gelombang tsunami berperan sebagai gelombang air-dangkal, bahkan di samudra yang dalam.
Gelombang air-dangkal bergerak dengan kecepatan yang setara dengan akar kuadrat hasil perkalian antara percepatan gravitasi (9,8 m/s2) dan kedalaman air laut.
Dimana: v = velocity (kecepatan)
g = gravitation (9,8 m/s2)
d = depth (kedalaman)
Sebagai contoh, di Samudra Pasifik, dimana kedalaman air rata-rata adalah 4000 meter, gelombang tsunami merambat dengan kecepatan ± 200 m/s (kira-kira 712 km/jam) dengan hanya sedikit energi yang hilang, bahkan untuk jarak yang jauh. Sementara pada kedalaman 40 meter, kecepatannya mencapai ± 20 m/s (sekitar 71 km/jam), lebih lambat namun tetap sulit dilampaui. Energi dari gelombang tsunami merupakan fungsi perkalian antara tinggi gelombang dan kecepatannya. Nilai energi ini selalu konstan, yang berarti tinggi gelombang berbanding terbalik dengan kecepatan merambat gelombang. Oleh sebab itu, ketika gelombang mencapai daratan, tingginya meningkat sementara kecepatannya menurun.
Saat memasuki wilayah dangkal, kecepatan gelombang tsunami menurun sedangkan tingginya meningkat, menciptakan gelombang mengerikan yang sangat merusak.
Kedalaman (m) Kecepatan (mph) Panjang Gelombang (km)
7000 586 282
4000 443 213
2000 313 151
200 99 48
50 49 23
10 22 10.6
Selagi orang-orang yang berada di tengah laut bahkan tidak menyadari adanya tsunami, gelombang tsunami dapat mencapai ketinggian hingga 30 meter atau lebih ketika mencapai wilayah pantai dan daerah padat. Tsunami dapat menimbulkan kerusakan yang sangat parah di wilayah yang jauh dari sumber pembangkitan gelombang, meskipun peristiwa pembangkitan gelombang itu sendiri mungkin tidak dapat dirasakan tanpa alat bantu.
Tsunami bergerak maju ke satu arah dari sumbernya, sehingga wilayah yang berada di daerah "bayangan" relatif dalam kondisi aman. Namun demikian, gelombang tsunami dapat saja berbelok di sekitar daratan. Gelombang ini juga bisa saja tidak simetris. Gelombang ke satu arah mungkin lebih kuat dibanding gelombang ke arah lainnya, tergantung dari peristiwa alam yang memicunya dan kondisi geografis wilayah sekitarnya.
Megatsunami dan Seiche
Bukti-bukti menunjukkan bahwa megatsunami, yaitu tsunami yang mencapai ketinggian hingga 100 meter, memang mungkin terjadi. Peristiwa yang langka ini biasanya disebabkan oleh sebuah pulau yang cukup besar amblas ke dasar samudra. Megatsunami juga bisa disebabkan oleh sebongkah besar es yang jatuh ke air dari ketinggian ratusan meter. Gelombang ini dapat menyebabkan kerusakan yang sangat dahsyat pada cakupan wilayah pantai yang sangat luas.
Satu hal yang berkaitan dengan tsunami antara lain adalah seiche, yaitu fluktuasi atau pengalunan permukaan danau atau badan air yang kecil yang disebabkan oleh gempa-bumi kecil, angin, atau oleh keragaman tekanan udara. Seringkali gempa yang besar menyebabkan tsunami dan seiche sekaligus, atau sebagian seiche justru terjadi karena tsunami.
Tsunami Dengan Gelombang Tertinggi
Gelombang tsunami tertinggi yang tercatat sampai saat ini adalah tsunami di Alaska pada tahun 1958 yang disebabkan oleh amblasnya lempeng tektonik di Teluk Lituya. Tsunami ini memiliki ketinggian lebih dari 500 meter dan menghancurkan pohon-pohon dan tanah pada dinding fjord. Saat gelombang tsunami kembali ke laut, gelombang tersebut langsung menyebar dan tingginya menurun dengan cepat. Tingginya gelombang saat berada di pantai lebih disebabkan karena topografi wilayahnya, daripada karena energi yang dikeluarkan oleh peristiwa amblasnya lempeng.
Fjord, suatu teluk sempit (inlet) di antara tebing-tebing atau lahan terjal. Biasa djumpai di Norwegia, Alaska, Selandia Baru, dll. Sebelumnya fjord ini merupakan sungai gletser yang terbentuk di wilayah pegunungan di kawasan pantai. Saat suhu menjadi hangat, sungai gletser ini mencair, akibatnya permukaan air laut naik dan membanjiri lembah di sela-sela pegunungan tersebut.
3.4. Tsunami di Indonesia
Berdasarkan katalog gempa (1629 - 2002) di Indonesia pernah terjadi tsunami sebanyak 109 kali, yakni 1 kali akibat longsoran (landslide), 9 kali akibat gunung berapi dan 98 kali akibat gempa tektonik. Hal-hal yang paling berpotensi menimbulkan tsunami adalah:
• Gempa yang terjadi di dasar laut
• Kedalaman pusat gempa kurang dari 60 km
• Kekuatan gempa lebih besar dari 6,0 Skala Richter
• Jenis pensesaran gempa tergolong sesar naik atau sesar turun. Gaya-gaya semacam ini biasanya terjadi pada zona bukaan dan zona sesar.
Lida (1970) berdasarkan data tsunami di Jepang menunjukkan bahwa gempa yang menimbulkan tsunami sebagian besar merupakan gempa yang mempunyai mekanisme fokus dengan komponen dip-slip, yang terbanyak adalah tipe thrust (sesar naik) misalnya tsunami Japan Sea 1983 dan Flores 1992 dan sebagian kecil tipe normal (sesar turun) misalnya sanriku Jepang 1993 dan Sumba 1977. gempa dengan mekanisme fokus strike slip (sesar mendatar) kecil sekali kemungkinan untuk menimbulkan tsunami
Tsunami di Samudra Hindia - 26 Desember 2004
2004, Banda Aceh, Indonesia
(DigitalGlobe QuickBird satellite imagery, US Navy photo)
Peristiwa 26 Desember 2004 merupakan hari yang sangat bersejarah bagi bangsa Indonesia. Ya, setelah sekian lama, kita mengalami musibah besar yang bukan hanya melanda negeri kita, tapi juga negeri-negeri lain seperti Thailand, Bangladesh, India, Sri Landa, bahkan Maladewa, Somalia, Kenya, dan Tanzania yang berada di Afrika. Tsunami yang melanda Aceh dan sebagian Sumatera Utara, sebelumnya ditandai dengan gempa berkekuatan 9,15 magnitudo momen. Ratusan ribu orang tewas, belum lagi korban luka-luka dan korban materi. Jumlah korban yang sangat besar membuat tsunami ini merupakan tsunami paling mematikan sepanjang sejarah dunia.
Sayangnya, kita tidak memiliki sistem peringatan dini seperti halnya yang ada di Samudra Pasifik. Ini karena kita memang jarang mengalami musibah tsunami. Tsunami terakhir yang cukup besar di Indonesia terjadi pada tahun 1883, yang disebabkan oleh meletusnya Gunung Krakatau di Selat Sunda. Itu berarti sudah lebih dari seabad yang lalu. Setelah ada tsunami ini, UNESCO dan lembaga-lembaga lainnya di dunia mulai merintis pengembangan sistem pengawasan tsunami global untuk wilayah di sekitar Samudra Hindia.
3.5. Tsunami dalam Sejarah
• 1 November 1755 - Tsunami menghancurkan Lisboa, ibu kota Portugal, dan menelan 60.000 korban jiwa.
• 1883 - Pada tanggal 26 Agustus, letusan gunung Krakatau dan tsunami menewaskan lebih dari 36.000 jiwa.
• 2004 - Pada tanggal 25-26 Desember 2004, gempa besar yang menimbulkan tsunami menelan korban jiwa lebih dari 250.000 di Asia Selatan, Asia Tenggara dan Afrika. Ketinggian tsunami 35 m,
• 2006 - 17 Juli, Gempa yang menyebabkan tsunami terjadi di selatan pulau Jawa, Indonesia, dan setinggi maksimum ditemukan 21 meter di Pulau Nusakambangan. Memakan korban jiwa lebih dari 500 orang.
• 2007 - 12 September, Bengkulu, M8.4, Memakan korban jiwa 3 orang. Ketinggian tsunami 3-4 m.
BAB IV
GEMPA BUMI DAN KEKUATANNYA
4.1. Pengertian Gempa Bumi
Gempa bumi adalah berguncangnya bumi yang disebabkan oleh tumbukan antar lempeng bumi, patahan aktif aktivitas gunung api atau dapat pula disebabkan oleh faktor luar seperti runtuhan batuan, ledakan bom, ataupun jatuhnya benda yang sangat berat. Gempa adalah pergeseran tiba-tiba dari lapisan tanah di bawah permukaan bumi. Ketika pergeseran ini terjadi, timbul getaran yang disebut gelombang seismic yaitu getaran gempa yang menjalar di dalam dan di permukaan bumi dengan cara longitudinal dan transversal.
Dari faktor-faktor penyebab terjadinya, gempa bumi dapat digolongkan menjadi dua yaitu :
1. Gempa Tektonik. Gempa Tektonik, terjadi karena lapisan kerak bumi yang keras menjadi genting (lunak) dan akhirnya bergerak. Lapisan tersebut begerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan bertabrakan satu sama lainnya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya Gempa Tektonik.
2. Gempa Vulkanik , jarang terjadi bila dibandingkan dengan gempa tektonik. Gempa vulkanik terjadi karena adanya letusan gunung berapi yang sangat dahsyat. Ketika gunung berapi meletus maka getaran dan goncangan letusannya bisa terasa sampai dengan sejauh 20 mil.
4.2. Klasifikasi Pengukuran Gempa
Seismograf menggunakan dua klasifikasi yang berbeda untuk mengukur gelombang seismik yang dihasilkan gempa, yaitu besaran gempa dan intensitas gempa. Kedua klasifikasi pengukuran ini menggunakan skala pengukuran yang berbeda pula. Skala pengukuran gempa tersebut terdiri dari Skala Richter dan Skala Mercalli. Skala Richter digunakan untuk menggambarkan besaran gempa sedangkan Skala Mercalli digunakan untuk menunjukkan intensitas gempa, atau pengaruh gempa terhadap tanah, gedung, dan manusia.
Kekuatan atau magnitudo gempa biasa dinyatakan dalam skala Richter atau skala lain yang merupakan pengembangan skala Richter. Gempa diukur dengan alat yang disebut seismograf. Alat ini mencatat getaran yang ditimbulkan oleh pergerakan permukaan tanah dalam bentuk garis-garis zig-zag yang menunjukkan variasi amplitudo gelombang yang ditimbulkan oleh gempa. Kenaikan satu unit magnitudo (misalnya dari 4.6 ke 5.6) menunjukkan 10 kali lipat kenaikan besar gerakan yang terjadi di permukaan tanah atau 30 kali lipat energi yang dilepaskan. Jadi gempa berkekuatan 6.7 skala Richter menghasilkan 100 kali lipat lebih besar gerakan permukaan tanah atau 900 kali lipat energi yang dilepaskan pada gempa berskala 4.7. Gempa besar berskala 8 atau lebih secara statistik terjadi rata-rata satu kali tiap tahun di dunia. Gempa berskala sedang (5-5.9) terjadi rata-rata 1319 kali dalam setahun di dunia. Gempa berskala 2.5 atau kurang terjadi jutaan kali dan biasanya tidak dapat dirasakan oleh manusia.
Selain dinyatakan dalam magnitudo besaran gempa juga sering dinyatakan dalam intensitas. Intensitas gempa adalah ukuran efek gempa di suatu tempat terhadap manusia, tanah dan struktur atau bangunan. Standar intensitas yangs ering digunakan adalah Modified Mercalli. Dalam standar ini skala I adalah gempa yang tidak terasa, skala II gempa yang dirasakan oleh beberapa orang yang sedang dalam posisi istirahat, terutama di bangunan tinggi, demikian seterusnya sampai meningkat ke skala VII untuk gempa yang merusakkan bangunan yang tidak dibangun dengan struktur yang baik tetapi hanya sedikit merusakaan bangunan yang dibangun dengan baik, dan skala XII untuk gempa yang menyebabkan kerusakan total, dan melemparkan benda-benda ke udara.
4.3. Klasifikasi Besaran Gempa
Pada 1935, seorang Geophysics Amerika bernama Charles Francis Richter (1900-1985) bersama dengan Geophysics lain bernama Beno Gutenberg (1889-1960) mengembangkan skala yang pada prinsipnya dapat membandingkan semua seismogram sehingga mendapatkan gambaran tremors kekuatan yang serupa. Skala tersebut bernama Skala Richter dan sampai sekarang diakui sebagai standar umum skala kekuatan gempa.
Ukuran
Skala Richter Dampaknya
1,0 - 3,0 Tidak diberi label oleh manusia.
3,0 - 3,9 Dirasakan oleh masyarakat di sekitar pusat gempa. Lampu gantung mulai goyang.
4,0 - 4,9 Terasa sekali getarannya. Jendela bergetar san bergeruruk, permukaan air beriak-riak, daun pintu terbuka-tutup sendiri.
5,0 - 5,9 Sangat sulit untuk berdiri tegak. Porselin dan kaca pecah, dinding yang lemah pecah, lepas dari batu bata, dan permukaan air di daratan terbentuk gelombang air.
6,0 - 6,9 Batu runtuh bersama-sama, runtuhnya bangunan bertingkat tinggi, rubuhnya bangunan lemah, ketekan di dalam tanah.
7,0 - 7,9 Tanah longsor, jembatan roboh, bendungan rusak dan hancur. Beberapa bangunan tetap, keretakan besar di tanah, trek kereta api bengkok. Terjadi kerusakan total di daerah gempa.
8,0 - … Dapat menyebabkan kerusakan serius di beberapa daerah dalam radius seratus kilometer dari wilayah gempa.
Skala Richter dirancang dengan logaritma, yang berarti bahwa setiap langkah menunjukkan kekuatan yang 10 kali lebih hebat dari para pendahulunya. 5 Skala Richter menunjukkan benturan keras, yang 10 kali lebih kuat dari satu di 4 dan 100 kali lebih kuat dari satu di 3 Skala Richter. Perhitungan ini sering disebut sebagai Skala Richter terbuka, karena tidak beroperasi tanpa batas atas. Ukuran Skala Richter dapat dilihat pada tabel berikut:
4.4. Klasifikasi Intensitas Gempa
Pada 1902, seorang Vulkanolog Italia bernama Giuseppe Mercalli (1850-1914) mengklasifikasi skala intensitas gempa bumi dan pengaruhnya terhadap manusia, bangunan (gedung), dan alam (tanah). Klasifikasi tersebut bernama Skala Mercalli yang ditentukan berdasarkan kerusakan akibat gempa dan wawancara kepada para korban, sehingga bersifat sangat subyektif. Oleh karena itu, pada tahun 1931 seorang ilmuwan dari Amerika memodifikasi Skala Mercalli ini dan sampai sekarang digunakan di banyak wilayah gempa. Klasifikasi intensitas gempa dengan Skala Mercalli dapat dilihat di tabel berikut :
Ukuran Keterangan
I Direkam hanya oleh seismograf.
II Getaran hanya dirasakan oleh masyarakat di sekitar pusat gempa.
III Getaran dirasakan oleh beberapa orang.
IV Getaran akan dirasakan oleh banyak orang. Porselin dan barang pecah belah berkerincing dan pintu berderak.
V Binatang merasa kesulitan dan ketakutan. Bangunan mulai bergoyang. Banyak orang akan bangun dari tidurnya.
VI Benda-benda mulai berjatuhan dari rak.
VII Banyak orang cemas, keretakan pada dinding dan jalan.
VIII Pergeseran barang-barang dirumah.
IX Kepanikan meluas, tanah longsor, banyak atap dan dinding yang roboh.
X Banyak bangunan rusak, lebar keretakan di dalam tanah mencapai hingga 1 meter.
XI Keretakan dalam tanah makin melebar, banyak tanah longsor dan batu yang jatuh.
XII Hampir sebagian besar bangunan hancur, permukaan tanah perubahan menjadi radikal.
