TUGAS

SISTEM FISIS BUMI

MODEL UMUM PERGERAKAN LEMPENG SEKARANG DAN PERGERAKAN BATAS LEMPENG

EL BASTHOH / 1021220004

MELI MUCHLIAN / 1021220005

PROGRAM STUDI FISIKA

PASCASARJANA UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2011

MODEL UMUM PERGERAKAN LEMPENG SEKARANG DAN PERGERAKAN BATAS LEMPENG

Penelitian ini memodelkan pergerakan pada batas lempeng dunia

menggunakan data kecepatan gelombang permukaan, tegangan pada batas lempeng.

Data-data tersebut diperoleh dari Global Positioning Syistem (GPS), very long

baseline interferometry baseline (VLBI) dan Doppler orbitography and

radiopositioning integrated by satellite (Doris). Daerah tinjauan terdiri dari Pasifik

dengan Amerika Utara, Caribia Amerika Utara dengan Caribia Amerika Selatan,

Amerika Utara dengan Amerika Selatan, Nazca Amerika Selatan dengan Nazca

Pasifik, Australia dengan Pasifik, India dengan Eurasia, India dengan Australia, Arab

Eurasia dengan Anatolia Eurasia, Pergerakan blok ditengah dan selatan Asia terhadap

Eurasia, dan Nubia Somalia dengan Nubia Eurasia. Posisi daerah tinjauan dapat

dilihat pada Gambar 1.

Pergerakan Lempeng dan Perpindahan Batas Lempeng

Gerakan utama lempeng sebagian besar adalah model kecepatan yang

diperoleh di lapangan. Gambar 2 menyajikan geometri dari batas lempeng. Gambar. 3

menunjukkan lokasi penelitian yang dianggap berada di lempeng /blok yang stabil.

Gambar 1. Lokasi daerah Tinjauan. Lingkaran adalah data regional, segiempat adalah stasiun GPSVEL, segitiga adalah stasiun VLBI dan segitiga terbalik adalah

stasiun Doris.

Gambar 2. Geometri dari batas lempeng

Gambar 3. lokasi yang berada di lempeng /blok yang stabil

1. Pasifik-Amerika Utara (PA-NA)

Pergerakan PA-NA dalam kecepatan model ini dapat dilihat pada Gambar 4 yaitu

sebesar 53,3±1,0 mm/tahun menuju 56o U dan ±1o B. Gerakan PA-NA sepanjang

selatan California dan Baja California yaitu sekitar 2-3 mm/tahun dengan model

kecepatan berlawanan arah jarum jam. Model pergerakan lempeng Pasifik-Amerika

Utara dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Model vektor kecepatan di Amerika Serikat barat dengan AmerikaUtara ditentukan dengan titik-titik teratur. Juga ditampilkan untuk dua lokasi lepas

pantai California yang diperkirakan titik kecepatan Lempeng Pasifik- Amerika Utara

2. Karibia –Amerika Utara dan Karibia Amerika Selatan (CA-NA)

Pulau San Andres, Pulau Aves dan St Croix (Pulau Virgin Amerika Serikat)

terletak di Lempeng stabil Karibia (CA) seperti terlihat pada Gambar 5. Data

penelitian menunjukkan pergerakan lempeng Karibia terhadap Amerika Selatan

berpusat pada 53,8◦ U, 71,0◦ B dengan tingkat kemiringan 0,26◦ M/tahun.

Gambar 5. Data hasil pemodelan (vektor hitam) dan kecepatan seismik (vektor putih) di Karibia. Kecepatan di lokasi ini ditandai bintang untuk menentukan vektor

kecepatan sudut dari Lempeng Karibia.

3. Amerika Utara danAmerika Selatan (SA-NA)

Meskipun Lempeng Amerika Utara berpisah dengan Lempeng Amerika

Selatan, vektor kecepatan sudut pergerakan Lempeng Amerika Utara dengan Selatan

(SA-NA) dalam model (13,9◦S, 126.2◦T, 0,15◦ M/tahun). Zona batas lempeng ini

menimbulkan sekitar 50-20 zona sesar dengan aktivitas kegempaan yang rendah

dibandingkan daerah lain di Samudera Atlantik. Hasil pemodelan memperkirakan arah

pergerakan NA-SA relatif konsisten tidak melebihi 2 mm/ tahun.

4. Nazca-Amerika Selatan dan Nazca Pasifik (NZ-PA)

Pergerakan lempeng dasar laut Nazca (NZ) telah melambat secara bertahap

sejak 20-25 Ma. Sudut vektor kecepatan NZ- SA (53.1◦U, 92,1◦B, 0,61◦ M/tahun) dan

Selandia Baru-PA (55,2◦ U, 89,6◦B, 1,27◦ M/tahun). Konvergensi pergerakan lempeng

sekitar 58±2 mm/tahun di Ekuador dan 67±2mm/tahun di Chile. Melambatnya

pergerakan lempeng Nazca kemungkinan akibat dari aktivitas subduksi antara Nazca

dengan lempeng Amerika Selatan yang mengakibatkan penebalan pada pegunungan

Andes.

5. Australian-Pasifik (AU-PA)

Pada batas antara lempeng Australia dengan Pasifik ada zona pergerakan

subduksi di Tonga-Kermadec yang merupakan daerah sumber gempa besar di patahan

Alpen Selandia Baru, dan pegunungan di sepanjang Macquarie dengan kekuatan (Mw

= 8.2). Vektor kecepatan gerak PA-AU adalah 62,2◦S, 175,6◦B, 1,06◦M/tahun.

6. India – Eurasia (IN-EU)

Pergerakan Lempeng India sekarang sangat penting untuk studi deformasi

kontinental di pusat dan Asia Tenggara. Gambar 6 menerangkan model kecepatan

pergerakan lempeng di Bangalore, Bhopal dan Delhi. Kecepatan IN-EU berpusat di

25,9◦U dan 15,0◦T dengan tingkat rotasi 0,36◦ M/tahun. Hasil pemodelan menunjukkan

kecepatan pergerakan lempeng di Bangalore terhadap Eurasia adalah 34,1±1,2

mm/tahun dengan arah 23◦TL ± 2◦. Untuk tingkat konvergeni lempeng EU-IN sekitar

14-15 mm/tahun.

Gambar 6.(atas) vektor hitam menunjukkan arah kecepatan pergerakan lempeng berdasarkan model, vektor putih menunjukkan arah kecepatan berdasarkan data seismik. (bawah) arah pergerakan sesar.

Tegangan dan kecepatan seismik di Asia Tengah

Asia Tengah adalah wilayah dengan tingkat tegangan dihasilkan dari slip

sesar. Gambar 6 (atas) menerangkan arah kecepatan berdasarkan model dan data

pengamatan. Gambar 6 (bawah) menerangkan hasil pemodelan laju regangan (hitam)

dan data seismik tegangan (putih). Berdasarkan hasil pemodelan terdapat zona geser

di Tibet arah timur laut dan tengah utara (antara 85◦T dan 90◦T) dan sejajar dengan

patahan Tagh Altyn. Laju slip di sepanjang sesar Tagh Altyn adalah sekitar 9 mm/

tahun dengan kecepatan tegangan 25 mm/tahun untuk arah gerak menuju timur Tibet.

Hal ini berkaitan dengan adanya cekungan Tarim yang mana disana pernah terjadi

gempa tahun 1997=7,6 Mw dan 2001 di Manyi = 7,8 MW.

7. India – Australia (IN-AU)

Wilayah India Australia termasuk daerah yang penting untuk diteliti karena

merupakan derah dengan seismisitas yang tinggi. Pusat pergerakan seismik di daerah

ini adalah di 5,2◦ S dan 70,5◦ T dengan tingkat rotasi 0,40◦ M/tahun.

Wilayah tegangan di Samudra Hindia dan Laut Andaman

Daerah ini meliputi batas zona lempeng Capricorn (CP), yang terdiri dari

pegunungan Chagos, cekungan India Tengah, pegunungan Ninetyeast, Teluk

Benggala Selatan dan cekungan Wharton seperti yang terlihat pada Gambar 7a. Model

regangan antar lempeng dapat dilihat pada Gambar 7b, dimana besarnya pergerakan

sekitar 3 mm/tahun ke arah timur laut dekat pegunungan Chagos antara lempeng India

dan Capricon. Di cekungan tengah India besarnya tegangan sekitar 5 mm/tahun

dengan pergerakan dari TL-Tenggara di wilayah barat cekungan dan menuju BL-

Tenggara di timur cekungan. Di timur laut Samudra India, yaitu Teluk Bengala

selatan, pegunungan Ninetyeast utara, dan cekungan Wharton, arah tekanan bergerak

dari BL-Tenggara ke BL-Tenggara dan pergerakan antara lempeng India-Australia

sekitar 11 mm/tahun.

Daerah cekungan Wharton dan pegunungan Ninetyeast adalah daerah tegangan

dengan arah BL–Tenggara dan disana pernah terjadi gempabumi dengan magnitudo

7,8 Mw dan tipe patahan sesar mendatar di cekungan Wharton dekat Pulau Cocos.

Gambar 7b adalah model tegangan di Laut Andaman dengan adanya kompresi di

palung Burma dan perpanjangan busur belakang Andaman.

Gambar 7a. Model dan arah tegangan di Samudra India

Gambar 7a. Model dan arah tegangan di Laut Andaman

8. Arab-Eurasia dan Anatolia-Eurasia

Model kecepatan sudut di AR-EU adalah 0,44oM/ tahun, dengan arah 26,2oU

dan 20,4oT. Besar kecepatan AR-EU sekitar 22,1 mm/tahun di Bahrain. Kecepatan

sudut di Anatolia (AT-EU) (32,0 oU, 33,4oT, 1,35oM/tahun. Pergerakan AT-EU terjadi

di sepanjang patahan Anatolia utara dengan kecepatan pergerakan 22-23 mm/tahun.

Besar patahan sesar di Aegean

Daerah Aegean adalah daerah dengan seismistas aktif dan komplek. Gambar

8a menunjukkan model patahan sesar di Aegean dan Gambar 8b menampilkan

kecepatan pergerakan di Aegean.

Gambar 8a. Model patahan sesar di Aegean. Vektor hitam adalah pemodelankompresi dan vektor dengan arah panah keluar menunjukkan pemodelan arah terbuka

meluas.

Gambar 8b. Vektor hitam adalah data pemodelan dan vektor putih merupakan data GPS

9. Pergerakan Sesar di Tengah dan Selatan Asia Terhadap Eurasia

Pergerakan lempeng India arah utara terhadap Eurasia mengakibatkan adanya

lipatan pegunungan ke arah timur dan selatan Asia. Pergerakan lempeng Sunda, Cina

Selatan dan lempeng Amurian relatif terhadap Lempeng Eurasia seperti terlihat pada

Gambar 9. Vektor kecepatan sudut di AM-EU berada di pusat pergerakan 58,8oU,

157,5oT dengan rata-rata rotasi 0,03 oM/tahun. Pergerakan pada daerah ini

menimbulkan regangan sebesar 2 mm/tahun.

Kecepatan sudut di Cina Selatan (SC) terhadap Eurasia (EU) dengan model

patahan sesar mendatar sepanjang pantai Cina Selatan dekat Shanghai memberikan

data rotasi SC-EU sekitar 0,22M/tahun dengan pusat koordinat 47,3oU dan 126,8oT

dan kecepatan pergerakannya 12 mm/tahun.

Untuk Lempeng Sunda yang bergerak terhadap Eurasia seperti terlihat pada

Gambar 10 besanya 0,13oM/tahun dengan pusat rotasi 26,0oU dan 80,4oB. Kecepatan

penujaman lempeng tersebut adalah sekitar 10 ± 1 mm/tahun mendekati titik 78o

Tenggara ±9o sepanjang batas utara blok sunda dan sekitar 6±2 mm/tahun mendekati

61o Selatan ±12o sepanjang selatan blok sunda seperti terlihat pada Gambar 10.

Pergerakan blok sunda terhadap blok Cina Selatan adalah sekitar 12 mm/tahun

dengan model pergerakan mendatar.

Gambar 9. Titik-titik pertemuan dan arah pergerakan batas lempeng India terhadap Eurasia

Gambar 10. Data model (vektor hitam) dan data kecepatan seismik (abu-abu)

10. Nubia-Somalia dan Nubia Eurasia

Daerah Nubia (NU) sebelah barat dan Somalia (SO) di sebelah timur memiiki

tingkat seismisitas yang tinggi di Afrika Timur. Kecepatan sudut NU-SO sekitar

0,33oM/tahun pada titik 23,3oS dan 21,9oT. Besarnya pergerakan sesar tersebut 6-7

mm/tahun. Untuk kecepatan pergerakan pada batas lempeng NU-EU 4±1 mm/tahun

dekat Azires dan 5-6 mm/tahun di sebelah timur Mediterania. Jenis pergerakan

lempeng NU-EU adalah konvergen.