SISTIM ALAM SEMESTA-17-Dinamika Bumi Dan Siklus Batuan

SISTIM ALAM SEMESTA (SAS)Dinamika Bumi dan Siklus Batuan

The Dynamic EarthPLATE TECTONICS (TEKTONIK LEMPENG)

Seismology: Exploring Earths Interior with Earthquakes

Komposisi BumiKerak Bumi

Kerak Mantel Inti

Bumi selalu mengalami perubahan disebabkan oleh : Dinamika Eksogen yaitu gaya yang berasal dari luar (angin, badai, air, gelombang, es ,dsb.), bersifat merusak/mengerosi mengakibatkan permukaan bumi semakin rendah Dinamika Endogen yaitu gaya yang berasal dari dalam bumi (pengangkatan, perlipatan, aktifitas gunungapi dsb.) bersifat membangun membentuk permukaan bumi semakin tinggi

DINAMIKA EKSOGENProses perubahan muka bumi oleh gaya dari luar (bumi) klimatologis: pelapukan,erosi oleh angin atau air. Siklus Hidrologi : Air yang menguap oleh energi panas matahari akan menjadi gumpalan awan yang menuju ke daratan, pada daerah pegunungan akan mengalami kondensasi menjadi hujan. Sebagian air akan terserap oleh tanah, namun sebagian besar akan kembali ke laut sambil mengerosi dan membawa hasil pelapukan batuan yang dilewatinya.

Pelapukan (Weathering)Pelapukan secara:- Mekanis (physical), - Kimia dan - Biologi

Pelapukan mekanis : Freeze-thaw air masuk ke rekah, membeku dan mengembang batuan pecah

Exfoliation rekah-rekah yang terbentuk sejajar dengan permukaan tanah akibat berkurangnya tekanan akibat pengangkatan dan erosi

Pelapukan Mekanis

Pelapukan Kimiawi Pelapukan kimiawi terjadi akibat reaksi air hujan dan mineral dalam batuan yang membentuk mineral baru dan garam. Rekasi tersebut terjadi bila air hujan bersifat asam. Hidrolisis : dekompaksi/penghancuran batuan akibat pelarutan air asam yang menghasilkan lempung dan garam Oksidasi : dekompaksi/penghancuran batuan akibat oksigen dan air sering memberikan batuan yang kaya akan besi (oksida besi)

Hidrolisis

Solution

http://www.geolsoc.org.uk/gsl/education/resources/rockcycle/page3564.html

Pelapukan Biologi Pelapukan biologi terjadi akibat akitifitas makluk hidup

pohon yang tumbuh pada batu, bila membesar akar2nya dapat memecah batuan

Piddock shells, membor batuan untuk proteksi diri, salah satunya dengan cara mengeluarkan asam untuk melarutkan batuan

Products of Weathering Lithic (Rock) Fragments(granite, basalt, schist, etc.)

Dissolved Ions(Calcium, Potassium, Sodium, etc.) Rust Minerals (Hematite, Goetite, etc.)

Clay Minerals(Bentonite, Montmorillonite, etc.)

Residual Minerals(Quartz, Orthoclase, Muscovite, etc..)

Rock Cycle (Siklus Batuan) Magma bila membeku akan menjadi batuan beku Batuan yang muncul ke permukaan bumi akan mengalami pelapukan Hasil pelapukan tertransport ke cekungan menjadi batuan sedimen Perubahan tekanan & temperatur bumi dapat merubah menjadi batuan metamorf Tekanan dan temperatur yang tinggi dapat melelehkan batuan menjadi magma kembaliSee animation chapter 3, 4, 5, 6

Rock cycleDeposition

Sediment

Lithification

TransportErosion

Sedimentary RocksMetamorphism

Weathering

Igneous Rocks

Metamorphic Rocks

Crystallization

Magma

Melting

Gaya-gaya yang berasal dari dalam bumi mampu merubah laut dalam menjadi daratan bahkan Pegunungan yang tinggi. Contoh: Puncak Pegunungan Himalaya yang mempunyai ketinggian >8000 meter terdiri atas batuan sedimen yang diendapkan di laut dengan kedalaman sekitar 3000 meter.

Perlipatan akibat gaya endogen

Kerak Bumi terdiri atas : Kerak Benua dan Kerak Samudra Kerak Benua dan Kerak Samdera merupakan massa batuan yang mempunyai dimensi vertikal (tebal) yang tipis dibandingkan dimensi lateralnya, maka disebut Lempeng Plate. Lempeng-lempeng tidak diam, tetapi bergerak secara dinamis (Geodinamika) yang menimbulkan deformasi, disebut Tektonik.Dalam Geodinamika, pergerakan lempeng-lempeng yang menimbulkan deformasi disebut TEKTONIK LEMPENG (PLATE TECTONICS )

TEKTONIK LEMPENG

Ada 6 Lempeng utama di dunia : 1. Lempeng Indo-Australia 2. Lempeng Pasifik 3. Lempeng Eurasia 4. Lempeng Afrika 5. Lempeng Amerika Utara 6. Lempeng Amerika Selatan

Pergerakan lempeng dapat saling menjauhi seperti di Pematang Tengah Samudera (Mid Oceanic Ridge) atau saling bertemu. Jika lempeng saling bertemu : a. Subduksi (Subduction): Jalur Sumatera-Jawa-Nusa Tenggara b. Obduksi (Obduction): Sulawesi Timur c. Kolisi (Collision): Himalaya Benturan India dengan Asia

Konsep Dasar Tektonik LempengDua jenis kerak : Kerak Benua (Si - Al) dan (Si - Mg) Kerak Samudera

Bagian luar dari kulit bumi secara fisik dapat dibagi menjadi Litosfir dan Astenosfir Litosfir terdiri dari kerak dan mantel atas bagian atas Secara umum, litosfir bersifat brittle dengan ketebalan rata-rata 100 km Astenosfir adalah mantel bagian atas yang lunak dan bersifat lentur (ductile) , dapat mencapai sampai kedalaman 700 km

Struktur Internal Bumi

Kerak Bumi-Kerak Benua : * Ketebalan mencapai 100 km * Komposisi granitis: Si (Silika) dan Al (Alumina) * Bersifat getas * Berat jenis lebih kecil.

-Kerak Samudera : * Ketebalan : 8-10km * Komposisi : basaltis: Si (Silika) dan Mg (Magnesium) * Bersifat lentur, lebih berat.

Batas LempengA. DivergenB. KonvergenA

C. Transform

CB

Batas Divergen Ciri-ciri : Gunungapi Rangkaian pegunungan

Gempa bumi

Pemekaran samudera- Lempeng-lempeng bergerak saling menjauhi - Ada punggung tengah samudera (pusat pemekaran purba) - MuncuL pusat-pusat pemekaran baru

Batas Lempeng Konvergen Beberapa tipe : Samudera Samudera (Hawai) Lajur subduksi (Subduction) Palung laut dalam Busur Kepulauan

Benua Benua (Himalaya) Kolisi (Collision) Rangkaian pegunungan yg tinggi,berkelok-kelok

Benua Samudera (Selatan Jawa) Lajur subduksi (Subduction) - Palung laut dalam- Busur gunung api

Batas Lempeng Transform Dua lempeng saling berpapasan; menjauhi satu sama lain Gempabumi sebagai hasil pergerakan iniSesar San Andreas - Amerika

See animation chapter 12

Batas Lempeng 3 Tipe Divergen Konvergen Transform

Peta Interaksi Lempeng

BERTEMU (subduksi)

MEMISAH DIRI

BERPAPASAN

Peta lempeng- lempeng tektonik

Pantai Timur Amerika Selatan mempunyai bentuk yang berlawanan dengan Pantai Barat Afrika , kalau digabungkan seakan-akan pernah menjadi satu. Benarkah? Bukti Geologi (jenis dan umur batuan serta fosil) mendukung dugaan tersebut Ditemukannya Punggung Tengah Samudra (Mid Oceanic Ridge) melengkapi bukti yang telah ada sebelumnya. Bagaimana mengetahui pergerakan tersebut?

Mid Oceanic Ridge

Lempeng bergerak dinamis, pergerakan relatifnya dapat diketahui melalui:

- Paleomagnetisme - Volkanisme - Pengukuran geodetik (GPS) - Studi mekanisme fokus gempa

PALEOMAGNETISME

Perubahan pola risasi magnet di sebabkan penga ruh medan mag net bumi, yang terjadi setiap sekitar 200 ribu tahun

PEMBALIKAN MEDAN MAGNIT SEJALAN DENGAN PERGESERAN BATUAN YANG DIHASILKAN DI PERMUKAAN PADA TEPI-TEPI MID-OCEANIC RIDGE

Magnetic Reversals Earths magnetic field Changes periodically

Magnetite Crystals in lava align to magnetic field

Paleomagnetism Seafloor Spreading New rock comes to surface

Magnetic Reversals

Rock Ages : Radioactive Isotopes Rocks near Mid-Atlantic Ridge younger Rocks farther away older

Contoh : Pemekaran yang terjadi di Laut Merah

The Convecting Mantle Mantle convection Motion driven by Earths interior heat energy

Sources of energy Gravitational potential energy Decay of radioactive elements

Movement Heat moves to cooler regions Convection cells in mantle Very slow 200 million years for one cycle

Menghasilkan Arus Konveksi

TEKTONIK DIVERGEN

ARUS KONVEKSI

Volcanoes and EarthquakesEvidence of Earths Inner Forces Volcano Magma breaks through surface

Earthquake Rocks breaks along fault Energy transmitted as wave Richter scale

Plate Tectonic dan Gunung Api Tumbukan antara dua lempeng mengakibatkan lelehnya batuan pada kedalaman tertentu Masa batuan yang leleh tersebut akan menjadi magma (cairan silikat pijar bercampur gas dan bersifat mobile) yang berada di dalam bumi Magma akan mencoba menerobos ke permukaan bumi. Yang mencapai permukaan membentuk gunung api, yang membeku sebelum mencapai permukaan membentuk dyke, lakolith, sill dsb.

Fenomena lain Hotspot : lempeng bergerak, sumber tetap.

Seismisitas (Seismicity)Sebagai Sumber Gempa

GEMPAGempa : suatu pelepasan energi yang terkumpul yang berasal dari kerak bumi dan menimbulkan getaran2 baik di dalam kerak bumi maupun di permukaan bumi Pusat Gempa = Fokus Gempa = Hiposenter : titik awal sentakan yang mendadak ketika energi yang terkumpul dilepaskan Episenter = titik proyeksi hiposenter di permukaan bumi Gelombang : P (primer) mempunyai gerakan searah dengan arah geraknya, sedangkan gelombang S (sekunder) mempunyai gerakan tegak lurus terhadap arah geraknya Alat pencatat gempa disebut Seismograph, hasil grafiknya

Seismogram

Jenis Gempa :1. 2. 3. 4. Gempa Gempa Gempa Gempa Volkanik Tektonik Robohan Akibat Senjata (Bom Nuklir/Atom dll)

Skala Gempa : Suatu satuan untuk mengukur besar dan kuatnya gempa yang terjadi Dasarnya antara lain adalah kedalaman fokus gempa dan pengaruh getaran gempa terhadap manusia atau kerusakan terhadap bangunan a. Skala Richter b. Skala Mercalli c. Skala Omori d. Skala Cancani

Gempa bumi Volkanik Gempa bumi yang disebabkan oleh letusan gunung berapi, mencakup daerah yang tidak terlalu luas/lokal Gempa bumi Tektonik Gempa bumi yang disebabkan oleh pergerakan lempeng, mencakup daerah yang relatif luas

GEMPA BUMI TEKTONIK Gempabumi Tektonik adalah gempabumi yang disebabkan oleh peristiwa tektonik seperti pergerakan lempeng ataupun sesar/patahan Jalur penunjaman lempeng (Benioff Zone) merupakan tempat pusat-pusat gempa (fokus) Proyeksi tegaklurus fokus ke permukaan bumi disebut Episenter

Tektonik Indonesia

Positioning/Kedudukan

Definition Positioning is a process of defining spatial relation of an object with respect to another object or reference by distance (horizontal or vertical and angle) Contoh : Titik 0 Bandung sebagai reference jarak untuk suatu tempat di dalam maupun luar Bandung

QP SPQ

Copyright: [email protected]

Reference In 2-dimensional space, position of an object is usually referred to Cartesian coordinate system P is located y in xP and yP

yPxP

P (xP,yP) x


Position on EarthPosition of an object on Earth is expressed in geographic coordinate

Satellite PositioningModern technique in positioning employs Global Positioning System (GPS) satellite


GPS Receivers Users receive position data anytime and anywhere on a GPS receiver

Performance of GPS receivers range from simple handheld gadgets to geodetic types

Positioning Application Navigation: Aircraft, marine vessel, land traffic, etc.

Survey: Field sampling, etc.

Mapping: Road, river, parcel boundary, etc.

Monitoring: Plate movement, land slide, etc.


Global Positioning System (GPS)

Jaringan GPSCopyright: [email protected]

Regional Motion from GPS

Stasiun GPS di Asia Tenggara: Malaysia (MASS) :18, Thailand (Game-T) :3, Indonesia (Sugar+FORSGC+IGS) : 11, ITB-Nagoya :1 Total continue:33 and 4 newly constructed GPS by Nagoya Univ. Time : 2004-2006






Horizontal displacement due to the 2004 Sumatra Earthquake


Horizontal displacement due to the 2009 Manokwari Earthquake


Global Plate Motion from GPS

BERTEMU (subduksi)

MEMISAH DIRI

BERPAPASAN

Peta Interaksi dan Arah Gerak Lempeng

BERTEMU

MEMISAH DIRI

BERPAPASAN

BENUA PANGEA

BENUA EURASIA DAN BENUA GONDWANA

BENUA SEKARANG

THE END

http://www.earth.ox.ac.uk/~oesis/micro/medium/gabbro_pm18-33.jpg

Probability of earthquake occurrence versus GPS Observation Strain (Regangan)Critical stress

Stress drop (~1MPa)

Stress build-up (~30 Pa/day or ~10 kPa/yr)

timeRecurrence interval (~100 yr)Copyright: [email protected]

SISTIM ALAM SEMESTA-17-Dinamika Bumi Dan Siklus Batuan

Documents

Transcript of SISTIM ALAM SEMESTA-17-Dinamika Bumi Dan Siklus Batuan