Dinamika Bumi

Bumi merupakan planet yang sangat dinamis. Jika kita dapat kembali ke waktu satu milyar tahun yang lalu atau lebih, kita akan mendapatkan sebuah planet yang permukaannya sangat jauh berbeda dengan keadaannya sekarang. Selain itu kita juga akan mendapatkan bentuk dari benua (kontinen) yang berbeda dan berada pada posisi yang berbeda dengan sekarang ini. Perubahan tersebut disebabkan oleh proses-proses yang bekerja pada bumi ini.

Proses-proses yang merubah bentuk permukaan bumi itu dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu proses yang merusak dan membangun permukaan bumi. Proses yang pertama merupakan proses yang terjadi pada permukaan bumi yaitu proses pelapukan dan erosi. Proses tersebut walaupun berjalan sangat lambat tetapi berlangsung terus menerus, dapat menyebabkan permukaaan bumi secara perlahan menjadi rata. Sedangkan proses-proses yang membangun permukaan bumi umumnya disebabkan oleh gaya-gaya yang berasal dari dalam bumi seperti aktivitas gunungapi dan pembentukan pegunungan. Proses tersebut menyebabkan permukaan bumi menjadi bertambah tinggi.

Hubungan antara proses-proses tersebut dan sifat kedinamisan dari bumi ini, walaupun sudah diketahui sejak lama, tetapi belum ditemukan suatu hipotesa yang masuk akal untuk menceritakan tentang perubahan-perubahan yang terjadi pada bumi. Sampai pada awal abad ke 20 muncullah suatu pendapat yang mengatakan tentang pemisahan atau pemekaran dari daratan (kontinen) di permukaan bumi. Setelah lebih dari 50 tahun dengan terkumpulnya data-data yang mendukung hipotesa tersebut untuk beralih menjadi suatu teori. Teori tersebut disebut teori tektonik lempeng (plate tectonic). Teori yang akhirnya meluas tersebut merupakan sebuah model yang konprehensif tentang kegiatan yang terjadi di dalam bumi.

Model tektonik lempeng ini menyebutkan bahwa kerak bumi ini disusun oleh lempeng-lempeng yang besar dan kaku. Lempeng-lempeng yang menyusun kerak bumi tersebut dapat dibedakan menjadi lempeng kerak benua (continental crust), yaitu lempeng yang menyusun daratan atau benua (kontinen), dan kerak samudera (oceanic crust), yaitu lempeng yang menyusun lantai dasar samudera. Lempeng-lempeng tersebut selalu bergerak walaupun sangat lambat. Pergerakan ini disebabkan karena adanya perbedaan distribusi panas di bawah kerak bumi (mantel bumi). Panas yang sangat tinggi yang terdapat pada tempat yang lebih dalam akan bergerak naik ke tempat yang temperaturnya lebih rendah dan akan menyebar secara lateral. Penyebaran panas secara lateral inilah yang mengakibatkan bergeraknya lempeng-lempeng penyusun kerak bumi. Pergerakan dari lempeng-lempeng kerak bumi ini menyebabkan terjadinya gempa bumi, aktivitas gunungapi, dan deformasi batuan penyusun kerak bumi yang menbentuk pegunungan.

Karena setiap lempeng bergerak sebagai unit yang berbeda, maka interaksi yang sangat besar terjadi pada pertemuan antara lempeng-lempeng tersebut. Batas-batas antara lempeng-lempeng penyusun kerak bumi merupakan jalur aktivitas gunungapi (vulkanik) dan gempa bumi. Ada tiga macam batas pertemuan lempeng-lempeng tersebut yang dipisahkan berdasarkan jenis pergerakannya dan setiap lempeng akan dibatasi oleh kombinasi ketiga macam batas tersebut. Ke tiga macam batas pertemuan lempeng-lempeng penyusun kerak bumi tersebut adalah (Gambar 1):

1. Batas divergen, zona dimana lempeng-lempeng saling memisahkan diri (saling menjauh), meninggalkan ruang diantaranya.
2. Batas konvergen, zona dimana lempeng-lempeng bergerak saling mendekati sehingga terjadi tumbukan antara keduanya. Kejadian ini dapat menyebabkan lempeng yang satu menunjam di bawah lempeng lainnya atau hanya tumbukan yang menyebabkan bagian ini akan terangkat bersama-sama. Batas konvergen dapat dibagi menjadi dua, yaitu: (a) Zona Subduksi (Subduction Zone), yaitu batas pertemuan lempeng dimana terjadi interaksi antara lempeng benua dengan lempeng samudera. Pada batas pertemuan lempeng ini, lempeng samudera menujam kebawah lempeng benua. Hal ini disebabkan karena berat jenis lempeng benua lebih kecil daripada lempeng samudera. (b) Collision, yaitu batas lempeng samudera dengan lempeng samudera dan lempeng benua dengan lempeng benua. Contoh Pegunungan Himalaya.
3. Batas transform fault, zona dimana lempeng-lempeng bergerak saling melewati antara satu lempeng dengan lempeng lainnya (bergeseran).

Gambar 1.  Batas-batas pertemuan lempeng tektonik

Pemisahan lempeng (divergen) terutama terjadi pada lempeng samudera (oseanik), karena lempeng ini relatif lebih tipis daripada lempeng benua (kontinen). Pada saat lempeng tersebut mengalami pemisahan, celah yang terbentuk di antara keduanya akan diisi oleh material cair yang panas yang berasal dari astenosfer (gambar 1.5). Material tersebut perlahan-lahan akan mendingin dan membentuk potongan baru dari lantai dasar samudera. 

Proses tersebut di atas berlangsung terus menerus sehingga terjadi penambahan kerak samudera di antara lempeng-lempeng yang bergerak saling menjauh tersebut. Mekanisme pergerakan ini disebut pemekaran lantai dasar samudera (sea floor spreading). Lantai dasar Samudera atlantik terbentuk sejak 200 juta tahun yang lalu dengan pergerakan rata-rata sekitar 5 sentimeter setiap tahun, walaupun pergerakannya antara satu tempat dengan tempat lainnya sangat bervariasi. Pergerakan tersebut sepertinya sangat perlahan, tetapi bila dibandingkan dengan umur bumi, maka pergerakan yang hanya sekitar 5 % dari sekala waktu geologi, pembentukan Samudera atlantik tersebut relatif cepat.

Walaupun terjadi penambahan dari kerak samudera, tetapi luas dari kerak bumi relatif tetap (konstan), karena disisi lain terjadi proses penghancuran dari kerak tersebut. Proses penghancuran kerak bumi terjadi pada batas lempeng yang konvergen. Pada saat terjadi pergerakan bersama-sama pada batas yang konvergen ini, ujung atau tepi yang satu dari lempeng tersebut akan menunjam di bawah lempeng lainnya. Peristiwa ini terjadi apabila kerak benua bertemu dengan kerak samudera. Kerak samudera yang disusun oleh batuan yang berat jenisnya lebih besar daripada berat jenis kerak benua akan menunjam di bawah kerak benua. Zona penunjaman ini disebut zona subduksi (subduction zone) (gambar 3). Selain itu pada pertemuan kedua lempeng tersebut akan membentuk bagian laut yang sangat dalam yang disebut palung laut.

Gambar 2.  Pembentukan kerak samudera pada pemekaran lantai dasar samudera

Gambar 3. Batas Konvergen Antar Lempeng

Pada zona subduksi, bagian dari kerak samudera yang menunjam ke bawah akan memasuki suatu zona dengan lingkungan tekanan dan temperatur yang tinggi. Hal ini mengakibatkan batuan penyusunnya akan mengalami peleburan atau pencairan dan membentuk magma. Magma yang terbentuk akan bermigrasi ke atas dan masuk ke dalam kerak yang bertekuk. Magma yang bermigrasi tersebut dapat juga mencapai permukaan bumi, sehingga mengakibatkan terjadinya erupsi gunungapi. 

Batas transform fault, batas lempeng-lempeng yang saling bergeseran, tidak menghasilkan atau menghancurkan bagian kerak bumi. Pergeseran tersebut akan membentuk sesar-sesar di sekitarnya. Sesar-sesar yang terbentuk tersebut searah dengan pergerakan lempeng-lempeng yang bergeseran yang pada awalnya diketahui berasosiasi dengan pergeseran pada punggungan lantai dasar samudera. Meskipun kebanyakan transform fault terjadi pada kerak samudera, tetapi ada pula yang terjadi pada pertemuan antara kerak samudera dengan kerak benua. Sesar San Anderson di California, merupakan contoh yang sangat terkenal dari pertemuan lempeng jenis ini. Lempeng samudera Pasifik bergerak ke arah utara bergeseran dengan lempeng benua amerika Utara. Pergerakan ini biasanya tidak dapat dipantau tetapi setelah proses tersebut, terjadilah pelepasan tenaga yang besar dengan tiba-tiba pada kedua sisinya, sehingga mengakibatkan terjadinya gempa bumi. Oleh sebab itu pantai barat Amerika Serikat terutama di Kalifornia sering terjadi gempa bumi dan gempa bumi terakhir yang hebat terjadi pada tahun 1989 yang merusakkan daerah San Fransisco. 

Dengan data-data yang ditemukan sekarang ini telah diketahui bahwa interaksi antara lempeng-lempeng tektonik di sepanjang batas pertemuannya berhubungan erat dengan aktivitas gunungapi, gempa bumi dan proses pembentukan pegunungan. Selanjutnya pergerakan batas-batas lempeng ini tidak tetap sepanjang masa. Bila terjadi pemekaran kembali pada kerak benua yang sekarang stabil, maka akan terbentuk suatu cekungan laut yang baru. Sebaliknya pada lempeng-lempeng yang saling bertemu, akan dapat membentuk lempeng superkontinen yang baru pula. Pada pertemuan kerak benua dan kerak benua, batuan dan batuan sedimen yang terakumulasi sangat tebal pada batas lempeng-lempeng tersebut akan mengalami pengangkatan dan membentuk suatu deretan pegunungan yang sangat tinggi.

Selama temperatur di bumi bagian dalam masih tetap lebih tinggi daripada temperatur di bagian bumi yang dekat permukaan, maka material cair di dalam bumi akan terus bergerak. Selanjutnya pergerakan di dalam bumi ini akan menyebabkan kerak bumi akan terus bergerak. Jadi sepanjang bagian bumi masih tetap panas, posisi dan bentuk dari samudera dan benua akan terus mengalami perubahan, dan bumi masih merupakan planet yang dinamis.

Gambar 4. Peta sebaran lempeng tektonik