I.
Perkembangan – perkembangan perkembangan teori Geotektonik 1. Teori Geosinklin Teori ini dikonsep oleh Hall pada tahun1859 yang kemudian dipublikasikan oleh Dana pada tahun 1873. Teori ini bertujuan untuk menjelaskan terjadinya endapan batuan sedimen yang sangat tebal, ribuan meter dan memanjang seperti pada Pegunungan Himalaya, Alpina dan Andes. Konsep tersebut menyatakan bahwa geosinklin terbentuk memanjang atau seperti cekungan dalam skala ribuan meter, yang terus menurun akibat dari akumulasi batuan sedimen dan volkanik.Sedangkan geosinklin adalah suatu daerah sempit pada kerak bumi mengalami depresi selama beberapa waktu sehingga terendapkan secara ekstrim sedimen yang tebal. Proses pengendapan ini menyebabkan subsidence (penurunan) pada dasar cekungan. Endapan sedimen yang tebal dianggap berasal dari sedimen akibat proses orogenesa yang membentuk pengunungan lipatan dan selama proses ini endapan sedimen yang telah terbentuk akan mengalami metamorfosa. Terdeformasinya batuan di dalamnya dapat dijelaskan sebagai akibat dari menyempitnya cekungan, sehingga batuan di dalamnya terlipat dan tersesarkan. Pergerakan ini terjadi akibat adanya gaya penyeimbang atau isostasi. i sostasi. Kelemahan dari teori yakni tidak bisanya menjelaskan asal-usul vulkanik. Pada intinya, golongan ilmuwan menganggap bahwa gaya yang bekerja pada bumi merupakan gaya vertical. Artinya, semua deformasi yang terjadi diakibatkan oleh gaya utama yang berarah tegak lurus dengan bidang yang terdeformasi.
2. Teori Catastrophists vs. Uniformists Istilah-istilah katasrofisme dan uniformitarianisme diciptakan oleh William Whewell pada tahun 1832. Tokoh utama katastrofisme pada awal abad ke-19 adalah para ilmuwan Prancis : Georges Cuvier dan Leonce Elie de Beaumont. Teori katastrofisme mereka didasarkan atas pekerjaan stratigrafi Tersier di Cekungan Paris. Cuvier melihat urutan stratigrafi tersebut sebagai akibat peristiwa-peristiwa bencana besar atau malapetaka (katastrofi) yang tak hanya mengganggu urutan lapisan dan menyebabkan perubahan muka laut yang dramatik tetapi juga menyebabkan kepunahan massa fauna. Elie de Beaumont mengikuti Cuvier bahwa lapisan-lapisan yang miring dan terlipat yang diamatinya mengartikan suatu gangguan yang mendadak, bukan akibat proses yang lambat dan berangsur (gradual). Di pihak lain, berdiri Charles Lyell, seorang pengikut James Hutton, yang membela membela perubahan lambat lambat dan gradual dalam prosesproses-
1
proses geologi yang disebut prinsip uniformitarianisme. Perdebatan sengit pun terjadi di Inggris selama selama tahun 1820-an dan 1830-an. Di pihak katastrofisme ada William Buckland dan Adam Sedgwick yang mengajukan teori katastrofik bernama teori diluvial, yaitu bahwa banyak fenonema geologi terjadi sebagai akibat banjir zaman Nuh. Meskipun teori diluvial tak bertahan lama, para pembela katastrofik mengatakan bahwa sejarah Bumi itu punya arah, “direction” tertentu, semakin maju; bukan keadaan yang tetap sama di semua zaman, “steady state” seperti yang dibela Charles Lyell. Begitulah ringkasan perdebatan tersebut, seperti ditulis Hallam (1989, 2000). Kini, kita melihat bahwa proses-proses dalam sejarah Bumi terjadi baik melalui uniformitarianisme maupun katastrofisme. Gejala sedimentasi yang kini terjadi di muara sungai atau pantai membentuk struktur-struktur sedimen yang persis sama yang kita amati terdapat di batuan-batuan berumur Kapur atau Miosen misalnya. Proses modern ternyata sama dengan proses puluhan juta tahun yang lalu – uniform uniform atau seragam. Kita juga melihat proses kompaksi dan litifikasi sedimen menjadi batuan yang lama, berangsur atau gradual. Tetapi, kita melihat juga bahwa terdapat “directionalism” dalam perkembangan makhluk hidup dari masa yang lebih lama ke masa yang lebih baru berdasarkan peninggalan-peninggalan fosil. Alam tak tinggal tetap, tidak steady state. Bencana-bencana besar yang memunahkan massa fauna dan flora pun rutin terjadi, yang terbesar misalnya pada akhir Perem dan akhir Kapur. Kombinasi konsep-konsep uniformists dan catasthropists-lah yang terjadi. 3. Teori Ketetapan Benua dan Samudra Teori ini diajukan oleh James Dwight Dana yang menyatakan bahwa bumi pada saat pembentukannya bersifat cair, kemudian secara perlahan-lahan mengalami penurunan suhu kemudian terbentuklah kulit bumi. Tetapi penurunan suhu terus berlanjut sehingga bumi semakin menciut. Akibat penciutan ini bumi mengalami perlipatan dan pengangkatan sebagai kompensasi dari penciutan sehingga terbentuklah rantai pegunungan. 4. Teori Continental Drift Teori Continental Drift menyatakan bahawa permukaan Bumi terletak di atas kerak bumi yang tipis. Kerak bumi ini senantiasa bergerak disebabkan pergerakan magma dibawah kerak bumi. Segmen kerak bumi ini dikenali sebagai plat tektonik. Hipotesa utama dari continental drift (pengapungan benua) bahwa adanya satu “super continent” yang
2
dinamakan pangea dan dikelilingi panthlasa lalu sekitar 200 juta tahun yang lalu super kontinen ini pecah menjadi benua yang lebih kecilyang kemudian bergerak ke tempatnya. Sedangkan hipotesa lainnya menyatakan bahwa pada mulanya ada dua super kontinen , yaitu pangea utara yang disebut juga Laurasia, dan pangea selatan yang disebut juga Gondwanaland. Kedua benua ini dipisahkan samudra Tethys. Ahli- ahli yang mendukung 1. Antonio Snider-Pelligrini, Snider-Pelligrini, ahli paleontologi Prancis “Creation and Its Mysteries Revealed” (1858) - menunjukkan bentuk Afrika dan Amerika Selatan yang sesuai bila digabungkan - mencatat adanya bukti fosil di Amerika Utara dan Eropa. 2. Frank B. Taylor (1908), ahli geologi Amerika - Mengemukakan beberapa fakta yang dapat dijelaskan dengan apungan benua. 3. Alfred Wegener, ahli meterologi Jerman “The Origin of the Continent and Ocean” (1915) - Menunjukkan bukti geologi; kemiripan fosil yang dijumpai di Brazil dan Afrika. Membuat seri peta dengan tiga tahap pemisahan dari benua asal “Pangea”. - Menganggap benua mempunyai komposisi granitik yang ringan, mengapung di atas lantai samudra yang berkomposisi lebih padat, bergerak akibat rotasi bumi Beberapa ahli geologi dan geofisika menolak dan beberapa penelitian mendukung teori ini, diantaranya : 1. Alexander L. du Toit, Afrika Selatan “Our Wandering Continents” (1973) - Membandingkan bentuk bentang alam dan fosil di Afrika dan amerika Selatan dalam buku “Principles of Physical Geology 2. Arthur Holmes, Inggris Menerbitkan “Principles (1944). - Arus konveksi di dalam mantel bumi dan benua dianggap sebagai bongkah-bongkah pasif yang menumpang di atas arus konveksi tersebut dan bergerak secara bebas. - Punggung tengah samudera (Mid Oceanic Ridge) merupakan tempat naiknya arus konveksi dari mantel ke permukaan. Palung samudera (trench) merupakan arus konveksi masuk ke dalam mantel.
3
Beberapa bukti apungan benua a. Bukti Paleontologi 1. Bukti kemiripan fosil yang ditemukan pada kontinen pada kedua sisi Atlantik sulit dijelaskan kecuali kedua itu bersatu. 2. Fauna Glossopteris, ditemukan pada batuan yang berumur sama di Amerika Selatan, afrika Selatan, Australia dan India. 3. Distribusi reptil Paleozoik dan Mesozoik, Lystrosaurus yang terdapat di afrika Selatan, Amerika Selatan dan Asia. b. Bukti-bukti Struktur dan Jenis batuan : Beberapa gambaran struktur berakhir pada batas kontinen dan muncul kembali pada kontinen diseberang Atlantik ; 1. Cape of Good Hope, Afrika., sejenis dengan struktur dekat Buenos Aires, Argentina. 2. Pegunungan Apalachian identik dengan pantai Ireland dan Brittany.
5. Teori Sea Floor Spreading Teori ini dikembangkan oleh H. H. Hess (1961), Princeton University. Teori ini menjelaskan tentang mekanisme apungan benua Prosesnya: a. Lantai samudera memisah, oleh arus konveksi pada mentel, bergerak saling menjauh dari punggungan samudera. b. Magma keluar melalui rekahan yang terbentuk terb entuk pada “rift valley”, kerak samudera yang baru terbentuk. Paleomagnetisme a. Batuan (mengandung bahan yang dapat) dipengaruhi oleh medan magnet bumi, butiran mineral akan menjadi magnet fosil, terhadap medan magnet pada saat dia terbentuk. b. Studi dari batuan yang berbeda umurnya pada suatu wilayah perubahan kutub utara magnet secara sistematis sejalan dengan waktu. Pola pembalikan magnet (Magnetic Reversal) pada lantai samudera. Terjadi pembalikan medan magnet selama 70-80 juta terakhir. Terdiri atas : - Normal polarity (sama dengan sekarang) - Reversed polarity (berlawanan dengan sekarang)
4
6. Teori Tektonik Lempeng Pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para geolog berasumsi bahwa kenampakan-kenampakan utama bumi berkedudukan tetap. Kebanyakan Kebanyakan kenampakan geologis seperti pegunungan pegunungan bisa dijelaskan dengan pergerakan vertikal kerak seperti dijelaskan dalam teori geosinklin. Sejak tahun 1596, telah diamati bahwa pantai Samudera Atlantik yang berhadaphadapan 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 merahpijar, 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 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
5
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 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. II. Teori plutonis dan neptunis neptunis dalam geology Seorang pionir geologi Jerman, Abraham Gottlob Werner, pada abad akhir ke-18 mengeluarkan teori bernama neptunisme saat ia menafsirkan sebuah urutan batuan yang ditemukannya yang disusun dari bawah ke atas oleh batuan beku, batuan metamorf dan batuan sedimen. Menurutnya, Bumi dulu pernah ditutupi oleh lautan asal (primeval ocean) yang mengatasi seluruh permukaannya bahkan pegunungan-pegunungan tertinggi. Teorinya ini disebut neptunisme, mengambil nama dewa lautan bangsa Latin : Neptunus. Batuan-batuan beku dan metamorf juga ditafsirkannya sebagai
6
hasil pengendapan dari air laut. Teorinya ini diterima secara luas saat itu, tetapi kesulitan pun segera muncul ketika harus menjelaskan asal lava basal dan gunungapi. Akhirnya, Werner mengatakan bahwa aktivitas volkanik dan lava basal itu sebagai akibat pembakaran lapisan batubara di tambangtambang bawah tanah. Tetapi jawaban Werner ini tak memuaskan ketika dilakukan penelitian penelitian di banyak tempat di Eropa. Maka, Maka, pandangan berlawanan pun segera diajukan James Hutton yang mengatakan bahwa tak semua granit itu primordial sebab ia menemukan banyak intrusi granit di Skotlandia yang menerobos batuan sedimen yang menutupinya. Artinya, intrusi granit ini lebih muda daripada batuan sekelilingnya. Teori Hutton ini disebut plutonisme. Neptunisme Werner kehilangan penganut, memasuki abad ke-19 plutonisme banyak dianut orang. Demikian, tulis Hallam (1989, 2000). Kini, kita tahu neptunisme hanya benar untuk sedimen karbonat insitu; sisanya semua batuan adalah plutonisme dan modifikasinya melalui proses-proses daur batuan. Meskipun demikian, masih ada masalah tentang granitisasi batuan sedimen yaitu bahwa granit tak semuanya dihasilkan oleh plutonisme, ada proses migmatisasi dan magmatisasi batuan sedimen yang akan mengubahnya mengubahnya menjadi granit, lahirlah I-type dan S-type granite.
7
