Teori lempeng tektonik diyakini oleh banyak ahli sebagai teori yang menerangkan proses dinamika bumi, antara lain gempa bumi dan pembentukan jalur pegunungan. Menurut teori ini kulit bumi (kerak bumi) yang disebut litosfer terdiri dari lempengan yang mengambang di atas lapisan yang lebih padat yang disebut astenosfer. Ada dua jenis kerak bumi, yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra tersusun atas batuan yang bersifat basa, sedangkan kerak benua tersusun atas batuan yang bersifat asam.
Teori lempeng tektonik dikemukakan oleh ahli geofisika Inggris, Mc Kenzie dan Robert Parker (1967). Kedua ahli itu menjadikan teori-teori sebelumnya sebagai satu kesatuan konsep yang lebih sempurna sehingga diterima oleh para ahli geologi.
Kerak bumi menutupi seluruh permukaan bumi. Namun, akibat adanya aliran panas yang mengalir di astenosfer menyebabkan kerak bumi pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Bagian-bagian itulah yang disebut lempeng kerak bumi (lempeng tektonik). Aliran panas tersebut untuk selanjutnya menjadi sumber kekuatan terjadinya pergerakan lempeng. Lempeng tektonik; merupakan dasar dari “terbangunnya” system kejadian gempa bumi, peristiwa gunung berapi, pemunculan gunung api bawah laut, dan peristiwa geologi lainnya.
Teori Tektonik Lempeng (Plate Tectonic) juga suatu teori dalam bidang geologi yang menjelaskan tentang sifat-sifat bumi yang mobil/dinamis karena adanya gaya endogen dari dalam bumi. Teori ini dikembangkan untuk memberikan penjelasan terhadap adanya bukti-bukti pergerakan skala besar yang dilakukan oleh litosfer bumi.
Teori ini menggantikan teori lama yaitu: Teori Continental Drift yang lebih dahulu dikemukakan pada pertengahan pertama abad ke – 20 dan konsep Seafloor Spreading yang dikembangkan pada tahun 1960 – an.
Menurut Teori Lempeng Tektonik, lapisan terluar bumi terbuat dari suatu lempengan tipis dan keras yang masing-masing saling bergerak relatif terhadap yang lain. Gerakan ini terjadi secara terus-menerus sejak bumi ini tercipta hingga sekarang.
Teori Lempeng Tektonik muncul sejak tahun 1960-an, dan hingga kini teori ini telah berhasil menjelaskan berbagai peristiwa geologis, seperti gempa bumi, tsunami, dan meletusnya gunung berapi, juga tentang bagaimana terbentuknya gunung, benua, dan samudra.
Lempeng tektonik terbentuk oleh kerak benua (continental crust) ataupun kerak samudra (oceanic crust), dan lapisan batuan teratas dari mantel bumi (earth’s mantle). Kerak benua dan kerak samudra, beserta lapisan teratas mantel ini dinamakan litosfer yang terpecah ke dalam beberapa lempeng tektonik yang saling bersinggungan satu dengan lainnya.
Kepadatan material pada kerak samudra lebih tinggi dibanding kepadatan pada kerak benua. Demikian pula, elemen-elemen zat pada kerak samudra (mafik) lebih berat dibanding elemen-elemen pada kerak benua (felsik).
Di bawah litosfer terdapat lapisan batuan cair yang dinamakan astenosfer. Karena suhu dan tekanan di lapisan astenosfer ini sangat tinggi, batu-batuan di lapisan ini bergerak mengalir seperti cairan (fluid).
Pergerakan lempeng tektonik dibedakan menjadi tiga macam, yaitu pergerakan lempeng yang saling mendekat, saling menjauh, dan saling melewati.
a. Pergerakan lempeng saling mendekat
Pergerakan lempeng yang saling mendekat dapat menyebabkan terjadinya tumbukan yang salah satu lempengnya akan menunjam ke bawah tepi lempeng yang lain. Daerah penunjaman tersebut membentuk palung yang dalam dan merupakan jalur gempa bumi yang kuat. Sementara itu di belakang jalur penunjaman akan terjadi aktivitas vulkanisme dan terbentuknya cekungan pengendapan. Contoh pergerakan lempeng ini di Indonesia adalah pertemuan Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia. Pertemuan kedua lempeng tersebut menghasilkan jalur penunjaman di selatan Pulau Jawa, jalur gunung api di Sumatra, Jawa, dan Nusa Tenggara, serta berbagai cekungan di Sumatra dan Jawa. Batas antar lempeng yang saling mendekat hingga mengakibatkan tumbukan dan salah satu lempengnya menunjam ke bawah lempeng yang lain (subduct) disebut batas konvergen atau batas lempeng destruktif.
b. Pergerakan lempeng saling menjauh
Pergerakan lempeng yang saling menjauh akan menyebabkan penipisan dan peregangan kerak bumi hingga terjadi aktivitas keluarnya material baru yang membentuk jalur vulkanisme. Meskipun saling menjauh, kedua lempeng ini tidak terpisah karena di belakang masing-masing lempeng terbentuk kerak lempeng yang baru. Proses ini berlangsung secara kontinu. Contoh hasil dari pergerakan lempeng ini adalah terbentuknya gunung api di punggung tengah samudra di Samudra Pasifik dan Benua Afrika. Batas antar lempeng yang saling menjauh hingga mengakibatkan terjadinya perluasan punggung samudra disebut batas divergen atau batas lempeng konstruktif.
c. Pergerakan lempeng saling melewati
Pergerakan lempeng yang saling melewati terjadi karena gerak lempeng sejajar dengan arah yang berlawanan sepanjang perbatasan antarlempeng. Pada pergerakan ini kedua perbatasan lempeng hanya bergesekan. Oleh karena itu, tidak terjadi penambahan atau pengurangan luas permukaan. Namun, gesekan antarlempeng ini kadang-kadang dengan kekuatan dan tegangan yang besar sehingga dapat menimbulkan gempa yang besar. Contoh hasil dari pergerakan lempeng ini adalah patahan San Andreas di Kalifornia. Patahan tersebut terbentuk karena Lempeng Amerika utara bergerak ke arah selatan, sedangkan Lempeng Pasifik bergerak ke arah utara. Batas antar lempeng yang saling melewati dengan gerakan yang sejajar disebut batas menggunting (shear boundaries).
Berlandaskan pada teori lempeng tektonik, kerak bumi terpecah-pecah menjadi lempengan-lempengan yang mengapung di atas lapisan yang lebih cair. Lempeng tektonik tebalnya dapat mencapai 80 km, tetapi ada juga yang lebih tipis dengan luas yang beragam. Jika lempeng-lempeng tersebut bergerak saling bertumbukan, maka akan terjadi penunjaman. Sesuai dengan hukum fisika sederhana, lempengan yang berat jenis atau massanya lebih besar akan menunjam dan menyusup ke bawah lempeng yang lebih ringan. Pergerakan lempeng tektonik tersebut sangat lambat, yaitu antara 1 dan 10 cm per tahun. Namun, pergerakan yang sangat lambat tersebut ternyata mengumpulkan energi yang sangat kuat secara pelan-pelan di kedalaman sekitar 80 km. Apabila tekanan dan regangan tumbukan lempeng mencapai titik jenuh, biasanya akan terjadi gerakan lempeng tektonik secara tiba-tiba. Gerakan tersebut menimbulkan getaran di muka bumi yang disebut gempa.
Jika lempeng tektonik saling memisah, maka terjadi aktivitas magmatis yang mengakibatkan penambahan landas samudra. Di daerah pemisahan tersebut terdapat rekahan-rekahan yang menjadi jalan untuk keluarnya cairan dari dalam bumi. Cairan yang keluar dari dalam bumi tersebut kemudian mendingin menjadi batuan basalt. Banyaknya basalt yang terus terbentuk mendorong lempeng tektonik ke arah yang saling berlawanan. Akibatnya, lempeng tektonik terpisah dengan jarak yang makin jauh.
Pada setiap daerah penunjaman, kira-kira pada kedalaman 150 km, terjadi pelelehan batuan yang disebut pelelehan sebagian (partial melting). Pelelehan terjadi karena adanya gesekan batuan dengan massa yang sangat padat dan berat secara terus menerus. Melalui rekahan atau celah yang ada, lelehan tersebut akan menyusup dan berusaha menembus kerak bumi. Jika lelehan tersebut berhasil menembus kerak bumi berarti di tempat tersbut muncul gunung api. Oleh karena itu, dapat diketahui bahwa gunung api dapat muncul di daerah terjadinya gesekan lempeng tektonik.
Lempeng kerak bumi dibagi menjadi dua kelompok, yaitu lempeng mayor (lempeng besar) dan lempeng minor (lempeng kecil).
7 Lempeng Utama yaitu:
- Lempeng Pasific (Pasific Plate), Ini merupakan Lempeng Samudera yang meliputi Seluruh Samudera Pasifik.
- Lempeng Eurasia (Eurasian Plate), Lempeng ini merupakan lempeng benua, meliputi Asia dan Eropa.
- Lempeng India-Australia (Indian-Australian Plate), Lempeng ini merupakan lempeng benua meliputi Australia (tergabung dengan Lempeng India antara 50 sampai 55 juta tahun yang lalu).
- Lempeng Afrika (African Plate),Ini merupakan lempeng benua, meliputi seluruh Afrika.
- Lempeng Amerika Utara (North American Plate), Lempeng ini merupakan lempeng benua, meliputi Amerika Utara dan Siberia timur laut.
- Lempeng Amerika Selatan (South American Plate), Ini merupakan lempeng benua yang meliputi Amerika Utara.
- Antartika (Antartic Plate), Lempeng ini merupakan lempeng benua yang meliputi seluruh Antartika.
Beberapa Lempeng Minor yaitu:
- Lempeng Nasca (Nasca plate), diapit oleh Pacific Plate, Cocos Plate, South American Plate, Antartic Plate.
- Lempeng Arab (Arabian Plate), diapit oleh oleh African Plate, Iranian Plate dan Turkish Plate
- Lempeng Karibia (Caribian Plate), diapit oleh South American Plate, North American Plate dan Cocos Plate
- Lempeng Philippines (Phillippines Plate), diapit oleh Pacific Plate, Indian – Australian Plate dan Eurasian Plate .
- Lempeng Scotia (Scotia Plate), Lempeng ini terletak di antara Antartica plate dan South American Plate .
- Lempeng Cocos (Cocosa Plate), diapit oleh Nazca Plate, Rivera Plat, Caribbean Plate dan North American Plate.
Zona subduksi lempeng tektonik yang terkenal berada di Sirkum Pasifik. Kawasan ini dikenal dengan sebutan lingkaaran api Pacific (Ring of Fire) karena di sepanjang kawasan ini muncul serangkaian gunung api. Lingkaran api Pasifik membentang di antara subduksi dan pemisahan lempeng Pasifik dengan lempeng-lempeng India-Australia, Eurasia, dan Amerika Utara, serta tumbukan lempeng Nazca dengan lempeng Amerika Selatan.
Zona lingkaran api Pasifik ini sangat luas, yaitu membentang mulai dari pantai barat Amerika Selatan, berlanjut ke pantai barat Amerika Utara, melingkar ke Kanada, semenanjung Kamchatka, Kepulauan Jepang, Indonesia, Selandia Baru, dan Kepulauan Pasifik Selatan.
Selain menjadi tempat munculnya gunung api, zona subduksi di lingkaran api Pasifik juga merupakan tempat terjadinya gempa bumi. Menurut United State Geological Survey (USGS), sekitar 90% gempa bumi di dunia terjadi di sepanjang jalur lingkaran api Pasifik. Gempa bumi yang terjadi di lingkaran api Pasifik lebih sering diakibatkan oleh gerakan lempeng tektonik daripada aktivitas gunung apinya
Pada awalnya hanya terbentuk satu benua besar yang disebut Pangaea dan dikelilingi satu samudera Panthalassa. Sekitar 200 juta tahun yang lalu benua ini terbelah menjadi dua yakni Gondwanaland dan Laurasia. Gondwanaland kemudian terbelah membentuk benua afrika, antartika, australia, Amerika Selatan, dan sub benua India.
Sedangkan Laurasia terbelah menjadi Eurasia dan Amerika Utara. Pada saat benua ini terbelah-belah beberapa samudera baru muncul di sela-selanya. Diperlukan waktu berjuta-juta tahun untuk membentuk posisi daratan yang seperti sekarang ini.Pada awalnya hanya terbentuk satu benua besar yang disebut Pangaea dan dikelilingi satu samudera Panthalassa. Sekitar 200 juta tahun yang lalu benua ini terbelah menjadi dua yakni Gondwanaland dan Laurasia. Gondwanaland kemudian terbelah membentuk benua afrika, antartika, australia, Amerika Selatan, dan sub benua India.
Sedangkan Laurasia terbelah menjadi Eurasia dan Amerika Utara. Pada saat benua ini terbelah-belah beberapa samudera baru muncul di sela-selanya. Diperlukan waktu berjuta-juta tahun untuk membentuk posisi daratan yang seperti sekarang ini.
