FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN (2)

UNIVERSITAS INDONESIA

Depok, 18 September 2015
Mata Kuliah Pengantar Geofisika
Tim Dosen :
Dr. Syamsu Rosid
Dr. Yunus Daud
Dr. Supriyanto
Reza Syahputra S. T., M. Si.
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA
Kampus UI Depok, Depok 16424

OUTLINE GEODINAMIKA









PENDAHULUAN
TEORI TEKTONIK LEMPENG
ARUS KONVEKSI
GAYA PENGGERAK LEMPENG
WILSON CYCLE

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

2
2014

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA
Kampus UI Depok, Depok 16424

3


PENDAHULUAN





Merupakan studi tentang proses-proses dasar fisika
untuk memahami lempengan tektonik dan berbagai
macam fenomena geologi (Turcotte dan Schubert, 2002).
Geodinamika menggabungkan aspek-aspek geologi,
geofisika, geodesi, dan geokimia.
Teori dinamika yang sangat terkenal adalah teori
tektonik lempeng (Plate Tectonics) yang menyatakan
bahwa Bumi selalu bergerak dinamis.

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA


4
2014

PENDAHULUAN



Ilmu sistem Bumi berkembang sejak 1996 dan
mendukung teori lempeng tektonik.
Mitigasi kebencanaan mulai diteliti untuk mengetahui
pergerakan Bumi yang dinamis.

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

5
2014


PENDAHULUAN
Ruang lingkup geodinamika:
Atmosfer

Hidrosfer
Biosfer

Litosfer

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

6
2014

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA

Kampus UI Depok, Depok 16424

7

TEORI TEKTONIK LEMPENG





Hipotesis radikal tentang
Continental Drift (Apungan Benua).
Dulunya ada sebuah superkontinen
ya g ke udia disebut Pangea
(berarti benua secara keseluruhan),
berada dalam satu kesatuan.
Buktinya adalah kesesuaian
kontinen, bukti-bukti fosil,
kesamaan tipe dan struktur batuan,
kesamaan paleoklimatik.


PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

“The Origin of
Continents and Oceans”
Alfred Wegener (1912)

UNIVERSITAS INDONESIA

8
2014

TEORI TEKTONIK LEMPENG
Pangea

Permian 225 mya

Triassic 200 mya


Jurassic 135 mya

Cretaceous 65 mya

Present Day
PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

9
2014

TEORI TEKTONIK LEMPENG

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA


10
2014

TEORI TEKTONIK LEMPENG

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

11
2014

TEORI TEKTONIK LEMPENG





Sampai dengan tahun 1968, teknologi berkembang dan

muncul teori Tektonik Lempeng, menyatakan bahwa
bagian luar dari bumi, yaitu pada bagian litosfer,
terdapat sekitar 20 segmen yang padat yang dinamakan
lempeng.
Setiap lempeng bergerak-gerak sebagai satu unit
terhadap unit lempeng lainnya.
Karena setiap lempeng bergerak sebagai satu unit, maka
banyak interaksi yang dapat terjadi antara satu lempeng
dengan lempeng lainnya di sepanjang batas-batas dari
lempeng-lempeng tersebut

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

12
2014

INTERIOR BUMI

Kerak Benua
 Densitas rata-rata 2.7 g/cm3
 Tebal rata-rata 35-40 km.
 Komposisi Felsic (Granite)
 kaya akan Si, Al, Na, K
Kerak Samudera
 Densitas rata-rata 3.0 g/cm3
 Ketebalan rata-rata 7-10 km
 Komposisi Mafic
(Basalt/Gabro)
 Kaya akan Si, Mg, Ca dan Fe
PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

13
2014

INTERIOR BUMI


Spherical Earth Model PREM (Dziwonski and Anderson,
1981). Kecepatan seismic Vp, Vs dan densitas p diplot
bersama dengan fungsi kedalaman

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

14
2014

INTERIOR BUMI








PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

Penampang ideal dari kerak samudera.
Lapisan 1 terdiri dari sedimen yang
terendapakan pada lapisan batuan
beku nomor 2 dan 3.
Lapisan 2 dan 3 memiliki komposisi
basal yang sama. Lapisan 2 terbuat
dari ektrusi pillow lava bersifat basa
dan intrusi sheet dike complex.
Kedua lapisan tersebut memiliki
struktur fine-grained dikarenakan
pendinginan yang cepat.
Lapisan 3 merupakan gabro dengan
struktur coarse-grained dikarenakan
pendinginan yang lambat.
UNIVERSITAS INDONESIA

15
2014

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA
Kampus UI Depok, Depok 16424

16

ARUS KONVEKSI





Konveksi adalah tipe transfer panas yang melibatkan
pergerakan material.
Jumlah panas yang keluar melalui permukaan Bumi saat
ini dikarenakan peluruhan isotop radioaktif di dalam
Bumi dan pendinginan Bumi.
Model konveksi mantel ada 3:
 Model konveksi satu lapis (whole mantle convection)
 Model konveksi dua lapis (layered mantle convection)
 Model konveksi campuran (hybrid mantle convection)

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

17
2014

ARUS KONVEKSI

Air yang terpanaskan menjadi less dense
(more bouyant), sehingga air naik ke atas.
Kemudian air yang dingin

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

18
2014

ARUS KONVEKSI
Model konveksi satu lapis (whole mantle convection)
 Terjadi pada seluruh lapisan mantel.
 Didasarkan oleh observasi dimensi lempeng besar
dengan dimensi horizontal 2000 – 5000 km, dimensi
vertikal kemungkinan sebanding.
 Diasumsikan mantel adalah material seragam yang
memungkinkan adanya transfer panas dan transfer
materi.
 Adanya bukti tomografi slab yang menunjam hingga
kedalaman 2900 km dari permukaan.
PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

19
2014

ARUS KONVEKSI

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

20
2014

ARUS KONVEKSI
Model konveksi berlapis (layered mantle convection)
 Pemodelan geokimia menunjukkan tidak adanya transfer
materi melalui batas mantel atas dan mantel bawah (660
km di bawah permukaan).
 Mantel atas dan mantel bawah dianggap terpisah dan
memiliki aliran konveksi sendiri-sendiri.
 Didukung
kuat oleh pencitraan tomografi yang
mengindikasikan adanya slab yang tertahan pada
kedalaman 660 km.

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

21
2014

ARUS KONVEKSI

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

22
2014

ARUS KONVEKSI
Model konveksi campuran (hybrid mantle convection)
 Dikemukakan Ringwood & Irifune (1988), penumpukan
massa pada kedalaman 660 km dapat menyebabkan slab
menembus batas antara mantel atas dan mantel bawah.
 Batas mantel atas dan mantel bawah dianggap hanya
sebagai penahan, bukan barrier yang tak dapat
ditembus.

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

23
2014

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA
Kampus UI Depok, Depok 16424

24

GAYA PENGGERAK LEMPENG
Plate Boundary

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

25
2014

GAYA PENGGERAK LEMPENG

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

26
2014

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS INDONESIA
Kampus UI Depok, Depok 16424

27

WILSON CYCLE




J. Tuzo Wilson (1966) mengajukan sebuah teori yang
menyatakan bahwa pengapungan samudera adalah
sebuah siklus. Konsepnya adalah bahwa laut terbuka dan
tertutup dalam satu siklus.
1 siklus supercontinent penuh membutuhkan waktu 300
– 500 juta tahun.

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

28
2014

WILSON CYCLE
a)

b)

c)

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

Hot spot muncul di bawah
kerak sehingga
menyebabkan lempeng
terpecah dua dan
membentuk batas
lempeng divergen yang
baru.
Terbentuk cekungan
samudera baru. Cekungan
tersebut melebar dan
meregang, menjadi lebih
padat dan tenggelam di
bawah permukaan laut.
Cekungan samudera
semakin lebar bahkan
dengan jarak ribuan mil.

UNIVERSITAS INDONESIA

29
2014

WILSON CYCLE
d)

e)

Foreland

Hinterland

f)

g)

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

Tahap penutupan dimulai ketika zona
subduksi terbentuk. Ketika terjadi
subduksi cekungan samudera
menunjam dan hilang.
Sisa dari cekungan samudera telah
tersubduksi dan dua benua akan
bertabrakan. Pada even ini banyak
peristiwa terjadi misalnya
terbentuknya gunung berapi,
munculnya metamorfisme serta
patahan dan lipatan.
Kerak samudera tersubduksi
seluruhnya, kerak benua saling
bertemu.
Pegunungan tererosi ke bawah muka
air laut – peneplained.

UNIVERSITAS INDONESIA

30
2014

WILSON CYCLE

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

31
2014

TUGAS MANDIRI

1.
2.
3.

Jelaskan mengenai paleomagnetism! Mengapa bisa terjadi reversed magnet
polarity?
Sebelum muncul Teori Tektonik Lempeng, berkembang faham Fixistis dan
Mobilistis. Jelaskan salah satu hipotesa dari masing-masing faham tersebut
Sebutkan salah satu contoh Triple Jucntion! Jelaskan contoh tersebut!

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

32
2014

Terima Kasih
PENGANTAR GEOFISIKA
Geodinamika
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PENGANTAR GEOFISIKA – GEODINAMIKA
18 SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS INDONESIA

33
2014