BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di muka bumi terdapat gejala-gejala alam yang mempengaruhi kehidupan manusia. Timbulnya gejala alam ini tidak dapat diminta dan tidak dapat ditolak oleh manusia. Gerak kehidupan manusia banyak dipengaruhi oleh gejala alam. Fenomena alam atau gejala alam ada yang mendukung dan ada juga yang membatasi aktivitas manusia. Pada batas-batas tertentu, manusia harus menyesuaikan diri dengan alam. Beberapa gejala alam yang mempengaruhi kehidupan manusia, antara lain gerakan lempeng tekonik, aktivitas vulkanisme (gunung berapi) dan gempa bumi.

Bumi memiliki struktur dalam yang hampir sama dengan telur. Kuning telurnya adalah inti, putih telumya adalah selubung, dan cangkang telurnya adalah kerak. Berdasarkan penyusunnya, lapisan bumi terbagi atas litosfer, astenosfer, dan mesosfer. Litosfer adalah lapisan paling luar bumi (tebal kira-kira 100 km) dan terdiri dari kerak bumi dan bagian atas selubung. Litosfer memiliki kemampuan menahan beban permukaan yang luas misalkan gunungapi. Litosfer bersuhu dingin dan kaku. Di bawah litosfer pada kedalaman kira-kira 700 km terdapat astenosfer. Astenosfer hampir berada dalam titik leburnya dan karena itu bersifat seperti uida. Astenosfer mengalir akibat tekanan yang terjadi sepanjang Waktu. Lapisan berikutnya mesosfer. Mesosfer lebih kaku dibandingkan astenosfer namun lebih kental dibandingkan litosfer. Mesosfer terdiri dari sebagian besar selubung hingga inti bumi.

Menurut teori tektonik lempeng, pennukaan bumi ini terbagi atas kira-kira 20 pecahan besar yang disebut lempeng. Ketebalannya sekitar 70 km. Ketebalan lempeng kira-kira hampir sama dengan litosfer yang rnerupakan kulit terluar bumi yang padat. Litosfer terdiri dari kerak dan selubung atas. Lempengnya kaku dan lempeng-lempeng itu bergerak diatas astenosfer yang lebih cair. Daerah tempat lempeng-lempeng itu berternu disebut batas lempeng. Pada batas lempeng kita dapat mengetahui cara bergerak lempeng-lcmpeng itu. Lempeng bisa saling menjauh, saling bertumbukan, atau saling menggeser ke samping.

Penyebab gerakan lempeng adalah arus konveksi yang memindahkan panas melalui zat cair atau gas. Gambaran poci kopi menunjukkan dua arus konveksi dalam zat cair. air yang dekat dengan api akan naik, saat dingin di permukaan air kembali turun. Para ilmuwan menduga arus konveksi dalam selubung itulah yang membuat lempeng-lempeng bergerak. Karena suhu selubung amat panas, bagian-bagian di selubung bisa mengalir seperti cairan yang tipis. Lempeng-lempeng iru bergerak seperti ban berjalan berukuran besar.

Berdasarkan uraian tersebut, tentunya sangat diperlukan pengkajian lebih mendalam tentang Lempeng Tektonik melalui pendekatan integrasi dengan berbagai aspek ilmu pengetahuan. Pendekatan ini dilakukan dengan menerapkan pembelajaran webbed, sehingga dapat mewujudkan suatu tema pembelajaran tentang Lempeng Tektonik dan subtema sesuai aplikasi materi pembelajaran terhadap aspek ilmu pengetahuan yang terkait, diantaranya aspek Fisika, Kimia, Biologi, Lingkungan, Teknologi, Astronomi, Geologi, serta Kesehatan dan Keselamatan.

1.1 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah yang diajukan pada penulisan ini, sebagai berikut:

1) Bagaimanakah proses terjadinya pergerakan lempek tektonik?

2) Bagaimanakah penerapan lempeng tektonik dalam berbagai aspek kehidupan manusia?

1.2 Tujuan Penulisan

Sesuai dengan latar belakang dan rumusan masalah di atas, maka tujuan dari penulisan ini sebagai berikut:

1) Menjelaskan proses terjadinya pergerakan lempeng tektonik.

2) Untuk menjelaskan lempeng tektonik dalam berbagai aspek kehidupan manusia.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Struktur Dan Komposisi Bumi

Berdasarkan gelombang seismik struktur internal bumi dapat dibedakan menjadi tiga komponen utama yaitu inti (core), mantel (mantle) dan kerak (crust).

1. Inti Bumi (Core)

Dipusat bumi terdapat inti yang berkedalaman 2900-6371 km. Terbagi menjadi dua macam yaitu inti luar dan inti dalam. Inti luar berupa zat cair yang memiliki kedalaman 2900-5100 km dan inti dalam berupa zat padat yang berkedalaman 5100-6371 km. Inti luar dan inti dalam dipisahkan oleh Lehman Discontinuity.

Gambar 1. Inti Bumi

Dari data Geofisika material inti bumi memiliki berat jenis yang sama dengan berat jenis meteorit logam yang terdiri dari besi dan nikel. Atas dasar ini para ahli percaya bahwa inti bumi tersusun oleh senyawa besi dan nikel.

2. Mantel Bumi (Mantle)

Inti bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya magnesium. Inti dan mantel dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity. Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai 400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km. Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yang dinamakan litosfer. Mantel atas bagian bawah yang bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagi asthenosfer.

3. Kerak Bumi (Crust)

Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki ketebalan 5-80 km. kerak dengan mantel dibatasi oleh Mohorovivic Discontinuity. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan mineral silikat lainnya.

Kerak bumi dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

a. Kerak samudra, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si, Fe, Mg yang disebut sima. Ketebalan kerak samudra berkisar antara 5-15 km dengan berat jenis rata-rata 3 gm/cc. Kerak samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt.

b. Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si dan Al, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar antara 30-80 km . ata-rata 35 km dengan berat jenis rata-rata sekitar 2,85 gm/cc. kerak benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit.

Lapisan teratas mantel bersama-sama kerak bumi membentuk litosfer yang bersifat kaku (keras). Di bawah litosfer adalah astenosfer yang bersifat kurang kaku (lemah) dibandingkan litosfer. Walaupun bukan berwujud cair, astenosfer bersifat plastis sehingga memungkinkan litosfer yang berada di atasnya dapat bergerak. Di bawah astenosfer adalah mesosfer2.2 Lempeng Tektonik

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 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 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).

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 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 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

2.4 Batas Lempeng

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. 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.

Gambar 2. Plate Boundary

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 fenomena yang 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 ridge dan 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 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).

2.5 Kekuatan Penggerak-Pergerakan Lempeng

Dari bukti-bukti seismik serta geofisik lainnya dan dari percobaan-percobaan yang dilakukan di laboratorium, para ilmuwan sepakat bahwa gaya /penyebab pergerakan lempeng adalah karena adanya pergerakan lambat dari mantel (astenosfer). Pergerakan di mantel sendiri menurut hipotesa adalah karena adanya arus konveksi. Arus konveksi di mantel dapat dianalogikan dengan arus konveksi pada zat cair yang bagian bawahnya dipanaskan. Bagian air yang panas akan naik. Setelah mencapai permukaan terjadi penurunan temperatur yang menyebabkan bagian air tersebut kembali turun. Setelah berada di bawah, bagian air tersebut terkena panas lagi yang menyebabkan ia naik lagi (hartini, 2009). Kerak bumi lebih tipis di dasar laut yaitu sekitar 5 kilometer. Kerak bumi terbagi kepada beberapa bagian dan bergerak melalui pergerakan tektonik lempeng (teori Continental Drift) yang menghasilkan gempa bumi.

2.6 Lempeng Tektonik Dikaji dari Berbagai Bidang

Berikut akan dikaji beberapa permasalahan yang terjadi pada lingkungan sekitar dari beberapa aspek ilmu pengetahuan seperti biologi, fisika, kimia, ilmu lingkungan, geologi, kesehatan dan teknologi

2.6.1 Lempeng Tektonik dalam Bidang Ilmu Fisika

Teori lempeng tektonik merupakan suatu teori kinematik yang menjelaskan mengenai pergerakan gempa tanpa membahas penyebab dari pergerakan itu. Sesuatu seharusnya menjadi penyebab pergerakan untuk menggerakkan massa yang sangat besar dengan tenaga yang sangat besar pula.

Penjelasan yang paling dapat diterima secara meluas tentang sumber pergerakan lempeng bersandar kepada hukum keseimbangan termomekanika material bumi. Lapis teratas dari kulit bumi bersentuhan dengan kerak bumi yang relatif dingin, sementara lapis terbawah bersentuhan dengan lapis luar inti panas. Jelas peningkatan temperatur pasti terjadi pada lapisan. Variasi kepadatan lapisan dan temperatur menghasilkan situasi tidak stabil pada ketebalan material (yang lebih dingin) di atas material lebih tipis (yang lebih panas) dibawahnya. Akhirnya, material tebal yang lebih dingin mulai tenggelam akibat gravitasi dan pemanasan, dan material yang lebih tipis mulai naik. Material yang tenggelam tersebut berangsur-angsur dipanaskan dan menjadi lebih tipis, sehingga akhirnya bergerak menyamping dan dapat naik lagi yang kemudian sebagai material didinginkan yang akan tenggelam lagi. Proses ini biasa disebut sebagai konveksi.

Gambar 3. Arus Konveksi Mantel Bumi

Arus konveksi pada batuan setengah lebur pada lapisan mengakibatkan tegangan geser di bawah lempeng, yang menggeser lempeng tersebut ke arah yang bervariasi melalui permukaan bumi. Fenomena lain, seperti tarikan bubungan atau tarikan irisan dapat juga menjadi penyebab pergerakan lempeng. Karakteristik batas lempeng juga mempengaruhi sifat dasar dari gempa yang terjadi sepanjang batas lempeng tersebut. Pada beberapa area tertentu, lempeng bergerak menjauh satu dengan lainnya pada batas lempeng, yang dikenal sebagai bubungan melebar atau celah melebar. Batuan lebur dari lapisan dasar muncul ke permukaan dimana akan mendingin dan menjadi bahagian lempeng yang merenggang. Dengan demikian, lempeng mengembang pada bubungan yang melebar. Tingkat pelebaran berkisar dari 2 hingga 18 cm/tahun ; tingkat tertinggi ditemukan pada Lautan Pasifik, dan terendah ditemukan sepanjang Bubungan Mid-Atlantic. Telah diestimasi bahwa kerak bumi yang baru di lautan terbentuk pada tingkatan sekitar 3,1 km2/tahun di seluruh dunia. Kerak bumi yang masih berusia muda ini, disebut basal baru, terbentuk tipis di sekitar bubungan yang melebar. Hal ini juga dapat terbentuk oleh pergerakan ke atas magma yang relatif lambat, atau dapat pula oleh semburan yang cepat saat terjadinya aktivitas kegempaan.

Proses tekan menekan lempeng tersebut telah menciptakan pengumpulan dan penimbunan energi di dalam bumi. Jangka waktu proses penimbunan dan pelepasan energi yang menimbulkan gempa bumi itu berlangsung antara 30-600 tahun. Terdapat variasi siklus berulang gempa antara satu kawasan dengan kawasan lain, ada siklus kejadian gempa bumi 30-50 tahunan, ada 100 tahun, 200 tahun dan 600 tahun. Energi yang terkumpul atau tersimpan di dalam bumi/massa batuan pada suatu saat tidak mampu lagi ditahan oleh massa bumi dan akhirnya bumi/batuan itu pecah/remuk/patah atau sobek (rupture). Pada saat bumi itu remuk atau pecah disaat itulah energi dilepaskan dan bergerak dalam wujud gelombang. Energi ini akan menyebabkan getaran yang akan merambat dari sumber getaran ke permukaan bumi. Getaran inilah yang disebut dengan gempa bumi.

2.6.2 Lempeng Tektonik dalam bidang Ilmu Biologi

Biosferadalah bagian luar dari planet Bumi, mencakupudara,daratan, danair, yang memungkinkankehidupandan prosesbiotikberlangsung. Dalam pengertian luas menurutgeofisiologi, biosfer adalah sistem ekologis global yang menyatukan seluruh makhluk hidup dan hubungan antarmereka, termasuk interaksinya dengan unsurlitosfer(batuan), hidrosfer(air), danatmosfer(udara) Bumi.Bumihingga sekarang adalah satu-satunya tempat yang diketahui yang mendukung kehidupan. Biosfer dianggap telah berlangsung selama sekitar 3,5 miliar tahun dari 4,5 miliar tahun usia Bumi. Bumi kita ini menurut beberapa teori dahulu terdiri atas satu benua besar dan satu samudra, namun karena adanya gaya endogen yang sangat kuat maka benua yang besar itu menjadi terpisah. Pecahan benua ini yang sering disebut sebagaipuzzleraksasa. Apabila diperhatikan peta dunia maka Benua AfrikadanAmerika Selatandapat digabungkan menjadi satu sesuai dengan pola garis pantainya. Keanekaragaman flora dan fauna di permukaan bumi ini diperkirakan sesuai dengan perkembangan bumi dalam membentuk benua (kontinen) menurut Teori Apungan dan Pergeseran Benua yang disampaikan olehAlfred Wegener(1880-1930).

Gambar 4. Pergeseran Benua

Berdasarkan zona wilayah persebaran dan karakteristiknya, fauna-fauna di dunia dapat dibedakan menjadi beberapa tipe seperti Ethiopian, Oriental, Australis, Neotropikal, Neartik, Paleartik, dan Antartik.

Gambar 5. Wilayah Persebaran Fauna

a. Fauna Ethiopian. Wilayah persebaran fauna Ethiopian meliputi seluruh Benua Afrika, Kepulauan Madagaskar, dan Semenanjung Arabia. Hewan-hewan yang terdapat di wilayah ini antara lain; gorila, gajah afrika, zebra, singa, trenggiling, kuda nil, unta, dan lain-lain.

b. Fauna Oriental. Hewan-hewan yang terdapat di wilayah ini memiliki karakteristik yang cukup mirip dengan fauna tipe Ethiopian karena sama-sama terletak di wilayah tropis. Contoh fauna tipe oriental antara lain; gajah asia, badak, harimau, beruang, orang utan, rusa, serta beberapa jenis reptil dan ikan. Wilayah perbesaran fauna tipe oriental meliputi Asia Tenggara, Indonesia Barat, Asia Selatan, dan sebagian wilayah Asia Timur.

c. Fauna Australis. Wilayah persebarannya meliputi seluruh Benua Australia, Selandia Baru, Kepulauan-Kepulauan Pasifik (Oceania), dan wilayah Indonesia Timur. Beberapa jenis hewan yang termasuk dalam tipe Australis antara lain kanguru, burung cendrawasih, kakaktua, kiwi, koala, platipus, dan beberapa jenis hewan berkantung (marsupial).

d. Fauna Neotropikal. Meliputi wilayah beriklim tropis dan sedang di Amerika Tengah dan Amerika Selatan. Fauna di wilayah neotropik terkenal akan jenis-jenis hewan vertebratanya yang sangat beragam seperti lama (sejenis unta), banteng, kukang, beberapa jenis kelelawar, jaguar, beberapa jenis reptil, burung, dan ikan endemik seperti piranha.

e. Fauna Neartik. Meliputi wilayah Amerika Utara dan Greenland yang sebagian besar beriklim sedang hingga dingin. Beberapa jenis fauna yang hidup di zona ini antara lain bison, kalkun liar, antelop, kambing gunung, tupai, salamander, rakun, dan sebagainya.

f. Fauna Paleartik. Meliputi wilayah Eropa, Eurasia, Himalaya, Afganistan, dan Persia. Contoh fauna yang terdapat di wilayah paleartik antara lain kuda, rusa, landak, serigala, beruang, ikan tuna, dan sebagainya.

g. Fauna Antartik. Sesuai namanya, zona antartik meliputi seluruh wilayah Antartika (Kutub Selatan) yang beriklim dingin. Beberapa contoh hewan yang terdapat di wilayah ini antara lain pinguin, beberapa jenis ikan, rusa kutub, anjing laut, dan lain

2.6.3 Lempeng Tektonik dalam Bidang Ilmu Kimia

Ketika bumi terbentuk, belum ada batu. Sekitar 4,5 miliar tahun lalu, pemboman besar, proses yang dibangun bumi dari nebula surya, merilis jumlah yang luar biasa energi kawanan meteorit menabrak planet tumbuh, mengubah energi potensial gravitasi menjadi panas. Bahwa panas yang dihasilkan bola cair mengorbit matahari. Tidak ada tanah, tidak ada lautan, dan tidak ada atmosfer. Ketika pemboman itu mereda, batu muncul. Pertama, karena suhu turun di bawah titik leleh batuan permukaan, kerak luar bumi secara bertahap dipadatkan seperti lapisan pertama es di kolam di musim dingin. Kemudian, ketika suhu permukaan turun di bawah titik didih air, hujan pertama jatuh. Bersama-sama, dua peristiwa mulai siklus batuan, siklus proses bumi internal dan eksternal dimana batu dibuat, dihancurkan, dan diubah.

1. Batuan Beku

Batuan beku, terbentuk dari cairan panas adalah batuan yang pertama muncul di permukaan bumi kuno, datang dalam dua jenis utama. Batuan vulkanik atau ekstrusif ify solid pada permukaan yang jauh yang paling spektakuler dari semua batu, pembentuk kejadian, letusan gunung berapi. Air mancur merah-panas dan aliran lava cairan menuruni lereng kerucut vulkanik tumbuh. Varietas yang paling umum dari batuan vulkanik adalah basalt, gelap, bahkan bertekstur batu kaya oksida silikon, magnesium, besi, kalsium, dan aluminium. Basalt membuat sebagian besar batu di Hawaii, serta sebagian dari materi baru terbentuk pada pegunungan Midocean. Gunung berapi lainnya fitur batuan kaya silikon, magma ini campuran dengan sejumlah besar air atau volatil lainnya (mudah direbus) substansi, batu vulkanik bisa menjadi batu berbusa disebut batu apung.

Gambar 6. Batuan Beku

2. Batuan Sedimen

Ketika hujan pertama mulai turun pada batuan beku pertama, proses pelapukan dimulai. Butiran kecil dicuci dari batuan vulkanik baru mengeras, mengalir turun melalui sungai dan sungai ke laut, dan diendapkan pada seafloors ketika air bergerak cepat dari sungai bertemu arus lebih lambat dari lautan. Pelapukan juga terjadi seperti air batu terlarut oleh tindakan mekanis pembekuan air di celah. Dari waktu ke waktu, lapisan sedimen terakumulasi, terutama di mulut sungai dekat tepi lautan baru bumi. Karena semakin banyak sedimen dikumpulkan, lapisan ini menjadi lebih tebal. Di banyak tempat di bumi sekarang-Sungai Mississippi Delta yang memanjang ke Teluk Meksiko, misalnya-lapisan sedimen dapat mencapai beberapa kilometer di ketebalan.

Gambar 7. Batuan Sedimen

3. Batuan Metamorf

Terjadi karena batuan sedimen yang terkubur di dalam planet kita, di mana mereka mengalami tekanan kuat dan panas. Di sana mereka akan berubah menjadi jenis lain dari batu, diubah oleh kondisi ekstrim bumi menjadi batu metamorf. Jika formasi shale atau batu lumpur dimakamkan seperti ini pada akhirnya dapat berubah menjadi rapuh, batu tulis keras. Temperatur yang lebih tinggi dan tekanan dapat mengubah batu tulis menjadi batu spektakuler banded, disebut sekis dan gneisses, yang sering membanggakan kristal halus dari garnet dan mineral tekanan tinggi lainnya. Roadcuts dan singkapan dari batuan metamorf dapat terlihat seperti kain intens dilipat atau penampang raksasa berputar-putar seperti kue marmer. Batupasir, bila terkena suhu tinggi dan tekanan, juga metamorfosis, pengrekrestalisasian ke batu tahan lama di mana butiran pasir asli sekering menjadi massa padat yang dikenal sebagai kuarsit.

4. Kisah Marmer

Dari semua batuan metamorf, tidak menceritakan kisah yang lebih mencengangkan daripada marmer, batu keindahan yang luar biasa. Jika anda pernah bepergian jalan-jalan Vermont, kemungkinan anda akan melewati sebuah singkapan atau roadcut dari khas cor kehijauan-putih, batu dengan band-band yang rumit dan berputar-putar. Batu ini memoles tinggi dan telah berharga selama berabad-abad oleh pemahat dan arsitek. Tapi tidak ada karya manusia dapat sesuai dengan proses epik yang membentuk batu.

Gambar 8. Batuan Marmer

2.6.4 Lempeng Tektonik dalam Bidang Geologi

Kerak bumi atau lithospher sebagian besar disusun oleh batuan beku dan selebihnya disusun oleh batuan sedimen dan metamorf. Walaupun batuan beku dominan sebagai penyusun kerak bumi, namun pembentukan batuan beku tidak terjadi disemua tempat dibumi ini karena batuan tersebut hanya terbentuk pada kondisi tektonik lempeng tertentu. Fraksinasi batuan beku (fractionation) umunya terjadi di dua tempat utama, yaitu: di batas lempeng divergen dan di batas lempeng konvergen.

Gambar 9. Batas Lempeng

Batas lempeng devergen umumnya berada pada bawah permukaan air laut dan kita tidak dapat melihatproses tersebut. Magma yang berasal dari dalam bumi dan keluar ke lantai samudera pada akhirnya akan membentuk kerak samudera baru. Dalam proses pembentukan batuan di interior bumi akan menghasilkan fraksi batuan beku mafik, seperti basalt dan di tempat lebih dalam akan membentuk sataun batuan gabro.Bagian batas lempeng konvergen pada kerak samudera (dihasilkan oleh pergerakan lempeng devergen) masuk kedalam bumi kembali, memanas dan meleleh kembali. Pada generasi pertama ini yang terbentuk adalah batuan beku intermedier, seperti doirit, dan mungkin terbentuk batuan felsik seperti granit. silahkan lihat kembali gambar diatas.

Dalam skala waktu geologi, fraksi batuan beku menjadi penyebab terbentuknya formasi busur volkanik dan tepi benua didunia dan implikasinya hingga sekarang. Bumi pada awalnya tanpa benua dan pada akhirnya daratan benua terbentuk dalam skala waktu geologi. Kesimpulan dari semua ini adalah bahwa batuan beku yang berbeda-beda ditemukan pula di tempat yang berbeda di bumi. Dan semua perbedaan penyebaran ini berhubungan dengan proses tektonik lempeng dan juga sejarah pembentukan bumi. Kesimpulan paling sederhana adalah kerak benua dibentuk oleh batuan beku felsik (seperti granit), sedangkan kerak samudera disusun oleh satuan batubeku mafik (seperti basalt dan gabro), dan busur vulkanik disusun oleh satuan batubeku intermedier (seperti diorit dan andesit).

2.6.5 Lempeng Tektonik dalam Bidang Ilmu Teknologi

Seismik tomografi merupakan sebuah metode geofisika untuk mengetahui kondisi bawah permukaan bumi berdasarkan data waktu tiba gelombang gempabumi (P dan S) yang terekam oleh peralatan seismik (seismometer) yang tersebar di atas permukaan bumi. Hasil pengolahan dan analisa gelombang tersebut akan memberikan gambaran struktur 3D interior bumi secara rinci. Seperti yang pernah penulis jelaskan sebelumnya bahwa metode seismik tomografi ini seperti sistem kerja CT Scan atau USG yang digunakan oleh dokter untuk melihat kondisi organ dalam dan tulang manusia tanpa melakukan operasi. Apabila gambar CT Scan dibuat dalam jumlah banyak dari berbagai arah maka akan didapatkan pencitraan/images dalam bentuk 3 Dimensi. Hal yang sama dilakukan oleh Geofisikawan namun bukan untuk melihat isi dalam tubuh manusia melainkan melihat isi dalam bumi tanpa harus melakukan pengeboran. Sumber getaran yang digunakan bisa dari sumber buatan maupun sumber alami berupa gempabumi yang sering terjadi di seluruh dunia.

Sejalan dengan perkembangan teknologi, peralatan seismometer juga mengalami perkembangan yang luar biasa dari hari kehari. Seismometer modern yang disebar di seluruh dunia saat ini bisa merekam getaran-getaran kecil gempabumi yang terjadi di seluruh penjuru dunia. Setelah sekian gempabumi terjadi, data yang terekam dari ribuan seismometer yang tersebar di seluruh dunia dalam sekiat waktu, selanjutnya diproses untuk mendapatkan resolusi tinggi pencitraan keadaan dalam bumi (images of earths interior) menggunakan teknik seismik tomografi. Gambar di bawah ini menunjukkan contoh hasil pencitraan seismik tomografi untuk melihat kondisi penunjaman lempeng tektonik di bawah Amerika.

Gambar 10. Pencitraan Seismik Tomografi

Terdapat banyak cara untuk melakukan pencitraan seismik tomografi, sama hal dengan dokter yang memilih teknik CT scan atau USG untuk melihat kondisi dalam tubuh manusia. Salah caranya adalah dengan cara melihat waktu tiba gelombang P (primer/pressure wave) pada setiap seismomoter. Berdasarkan jarak sumber gempa dengan peralatan seismometer dan berapa waktu yang diperlukan untuk sebuah gelombang merambat, para geofisikawan bisa memetakan kondisi bawah permukaan. Hal ini dikarenakan cepat atau lambatnya perambatan gelombang sangat ditentukan oleh kondisi batuan di bawah permukaan. Gambar di bawah ini mengambarkan bagaimana penjalaran gelombang gempa yang melewati berbagai batuan di bawah permukaan dan kemudian getarannya di terima oleh seismometer yang dipasang di atas permukaaan bumi. Makin banyak seismometer yang dipasang maka makin besar pula resolusi gambar bawah permukaan yang bisa didapat.

2.6. 6 Lempeng Tektonik dalam Bidang Ilmu Astronomi

Telepon Bell pada tahun 1931, telah berhasil mengembangkan astronomi radio. Deretan teleskop radio sebanyak 27 buah dibangun dekat Socorro di New Meksiko. Radio energi adalah bentuk level energielektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter.Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3Dpermukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutubdan memonitor lingkungan.

2.7.7. Lempeng Tektonik dalam Bidang Ilmu Lingkungan

Kepunahan masal merupakan suatu peristiwa musnahnya sebagian besar mahluk hidup yang ada di bumi diakibatkan suatu peristiwa yag mahadahsyat. Kepunahan masaal terjadi sekitar 95 persen kehidupan di laut dan 70 persen di daratan punah pada 250 juta tahun lalu. Akhir periode Permian ini dikenal pula sebagai Great Dying. Para ahli bertanya-tanya, apa yang menyebabkan kepunahan missal tersebut? Apakah disebabkan oleh meteor yang menabrak Bumi yang mengakhiri era dinosaurus pada 65 juta tahun lalu? Ilmuwan dari University of Calgary memberi jawaban bahwa pemicunya adalah letusan gunung berapi superbesar. Lapisan abunya ditemukan di kawasan Arktik Kanada. Ini benar-benar seperti smoking gun yang menjelaskan kepunahan era Permian terbaru, kata Steve Grasby, salah seorang peneliti, Grasby menjelaskan, penelitiannya merupakan yang pertama yang menunjukkan bukti langsung bahwa letusan gunung berapi terbesar yang pernah terjadi menyebabkan terbakarnya batu bara secara massif, sehingga mendukung model gas rumah kaca saat ini.

Gambar 11. Ledakan Gunung Berapi

Pada periode kepunahan massal itu, Bumi hanya memiliki satu daratan besar, yakni superbenua Pangea. Lingkungan ketika itu terdiri atas gurun dan hutan belantara. Penghuni benua itu adalah beragam vertebrate berkaki empat dan amfibi primitif, nenek moyang reptile serta synapsid. Lokasi gunung berapi, dikenal sebagai Siberian Traps, sekarang berada di utara Rusia. Pusatnya di sekitar Kota Tura, yang mencakup Yakutsk, Norilsk, dan Irkutsk. Mereka meliputi wilayah dua juta kilometre persegi atau seukuran Eropa. Debu vulkanik gunung berapi terbang hingga Arktik Kanada, di mana lapisan abu batu bara ditemukan. Lapisan bahan organic yang berlimpah itu adalah lapisan batu bara-abu, persis seperti yang dihasilkan oleh pembangkit listrik batu bara modern ketika terbakar. Debu vulkanik mungkin memperparah kondisi planet yang memanas, di mana hewan di lautan mati lemas karena kadar oksigen menurun.

2.6.8 Lempeng Tektonik dalam Bidang Ilmu Kesehatan dan Keselamatan

Sebagian besar orang yang meninggal pada saat terjadinya gempa bumi karena bangunan jatuh, dan bukan karena dari guncangan keras gempa bumi itu sendiri. Selama beberapa dekade terakhir, insinyur dan ahli bangunan telah belajar banyak tentang bagaimana merancang bangunan sehingga bangunan tidak runtuh selama gempa bumi terjadi.

Gambar 11. Rumah Anti Gempa

Dasar masalah yang mereka hadapi adalah bagaimana membangun sebuah bangunan yang akan mempertahankan integritasnya ketika tanah di mana bangunan itu berdiri bergerak. Ada dua solusi umum untuk masalah ini membuatnya fleksibel atau membuatnya kaku. Strategi pertama, banyak digunakan dalam merancang gedung-gedung tinggi, Pembangunan ini dilambangkan dengan pohon membungkuk akibat angin. Sebuah bangunan dengan kerangka baja yang diperkuat khusus dapat dirancang sehingga akan membungkuk dan bergetar sebagai getar tanah, tetapi kembali ke orientasi aslinya tanpa kerusakan ketika gempa berhenti. Strategi kedua ini banyak digunakan di rumah-rumah individu dan bangunan apartemen. Idenya adalah untuk membangun bangunan sehingga pada permukaan bangunan bergerak seperti kapal di laut. Sudut bangunan dipertahankan pada 90 derajat, hal ini akan mengurangi runtuhnya bangunan akibat guncangan daerah sekitar bangunan. berdasarkan penguatan sudut dan kekakuan diperoleh dari menghubungkan fondasi dan atap bangunan. Kekakuan ini dapat diperoleh hanya dengan menutupi semua dinding bangunan dengan lembar kayu lapis.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan di atas, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Berdasarkan gelombang seismik struktur internal bumi dapat dibedakan menjadi tiga komponen utama yaitu inti (core), mantel (mantle) dan kerak (crust).

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

a. Batas transform (transform boundaries)

b. Batas divergen/konstruktif (divergent/constructive boundaries)

c. Batas konvergen/destruktif (convergent/destructive boundaries)

3. Pergerakan di mantel sendiri menurut hipotesa adalah karena adanya arus konveksi. Arus konveksi di mantel dapat dianalogikan dengan arus konveksi pada zat cair yang bagian bawahnya dipanaskan. Bagian air yang panas akan naik. Setelah mencapai permukaan terjadi penurunan temperatur yang menyebabkan bagian air tersebut kembali turun. Setelah berada di bawah, bagian air tersebut terkena panas lagi yang menyebabkan ia naik lagi

1) Lempeng Tektonik dapat diterapkan dalam berbagai aspek kehidupan, diantaranya:

a. Aspek Fisika, arus konveksi pada mantel bumi

b. Aspek Kimia, proses pembentukan batuan beku secara kimiawi

c. Aspek Biologi, penyebaran hewan akibat pergeseran benua

d. Aspek Lingkungan, kepunahan masal pada 250 tahun yang lalu akibat gunung meletus

e. Aspek Teknologi, seismograf untuk mendeteksi bagian inti dalam bumi

f. Aspek Astronomi, radio astronomers digunakan untuk mengamati pemekaran samudra

g. Aspek Geologi, jenis batuan pada kerak bumi

h. Aspek Kesehatan dan Keselamatan, rumah anti gempa

3.2 Saran

Adapun saran yang diperoleh dalam penulisan makalah ini adalah diharapkan pembaca dapat mengkaji lebih lanjut tentang lempeng tektonik dan kaitannya dengan beberapa aspek ilmu pengetahuan sehingga dapat dijadikan sebagai sumber informasi bagi masyarakat khususnya bagi mahasiswa program pendidikan IPA.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, A. 2014. Apa Itu Lempeng Tektonik?. Tersedia pada. www.searchpage.com Diakses pada tanggal 25 Oktober 2014.

Ibanrose. 2014. Seismic tomography. Tersedia pada www.iris.edu. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2012

Trefil, J. & Hazen, R. 2009. The Science An Itegrated Approach. 6th Edition. United States: George Masen University