PENGERTIAN VULKANOLOGI (ILMU GUNUNGAPI)

Download Mengapa harus ada Vulkanologi ? ▫. Banyaknya letusan gunungapi dengan bencana alam yang ditimbulkannya. ▫. Sejak jaman dulu, di lingkungan ...

0 downloads 400 Views 995KB Size
MODUL II

PENGERTIAN VULKANOLOGI (ILMU GUNUNGAPI)

Mengapa harus ada Vulkanologi ? „

Banyaknya letusan gunungapi dengan bencana alam yang ditimbulkannya

„

Sejak jaman dulu, di lingkungan geologi gunungapi selalu padat penduduknya

„

Jadi, di samping bencana juga terdapat sumber daya alam

„

Tahun 1980an vulkanologi mengalami kemajuan pesat akibat letusan St. Helens

„

Sebelumnya, letusanletusan-letusan besar gunungapi terrekam dalam sejarah, seperti letusan G. Tambora (1815), Krakatau (1883) dll

„

Indonesia memiliki 500an gunungapi, 128 buah di antaranya aktif, sisanya tidak menunjukkan aktivitasnya sejak 100 tahun terakhir

„

Organisasi seprofesi para ahli vulkanologi sedunia bernaung di bawah bawah IVCEI (International Volcanologists, Chemistrists and Earth Interior) Interior)

„

Anggota organisasi seprofesi tersebut meliputi para ahli vulkanologi, vulkanologi, geokimia (kimia bumi) dan geofisika (Earth Interior)

1

Letusan-letusan besar gunungapi di dunia yang banyak memakan korban jiwa (sumber: Oppenheimer (2003), dan Smithsonian Global Volcanism Program; ILG: indeks letusan gunungapi) Erupsi Vesuvius Taupo

tahun

Tinggi kolom letusan (km)

ILG

N. hemishemis-phere (°C)

Korban

79

?

7

?

?

181

51

7

?

~

Baekdu

969

25

6 –7

?

?

Kuwae

1452

?

6

−0.5

?

Huaynaputina

1600

46

6

−0.8

≈1400

Tambora

1815

43

7

−0.5

> 71,000

Krakatau

1883

25

6

−0.3

36,600

Santamarí Santamaría

1902

34

6

Tanpa anomali

Katmai

1912

32

6

−0.4

2

Mt. St. Helens

1980

19

5

Tanpa anomali

57

?

> 2,000 23,000

El Chichó Chichón

1982

32

4 –5

Nevado del Ruiz

1985

27

3

Tanpa anomali

Pinatubo

1991

34

6

−0.5

7,000– 7,000–13,000

1202

2

Bencana letusan G. Vesuvius pada 79 M telah meruntuhkan kota Pompeii, Stabei dan Herculaneum

VULKANOLOGI VS. VOLKANOLOGI „

Kata Volcano (gunungapi) pertama kali berasal dari pulau kecil yang bernama Volcano, Volcano, yang terletak di Laut Mediterania, Sicily.

„

Berasal dari bahasa Italia yaitu kata “vulcano” vulcano” yang berarti Dewa Api (penjaga pada tubuh gunungapi)

„

Dalam bahasa Belanda “vulkaan” vulkaan” yang berarti gunungapi

„

Dalam bahasa Inggris: volkanologi berasal dari kata “volcanology” volcanology”, yaitu volcano (= gunungapi) dan logos (ilmu)

„

Jadi: di Indonesia dapat menyebutnya ilmu gunungapi, gunungapi, vulkanologi atau volkanologi

„

Penyebutan harus secara konsisten

3

Definisi Vulkanologi / Ilmu Gunungapi / Volkanologi „

„

„

Menurut Alzwar dkk (1988), gunungapi adalah: • Timbulan di permukaan bumi, yang tersusun atas timbunan rempah gunungapi • Tempat dengan jenis dan kegiatan magma yang sedang berlangsung • Tempat keluarnya batuan leleran dan rempah lepas gunungapi dari dalam bumi Menurut MacDonald (1972): – Tempat / bukaan berasalnya batuan pijar (gas) dan umumnya keduanya, keduanya, keluar ke permukaan bumi, sehingga bahan batuan tersebut berakumulasi membentuk bukit atau gunung Menurut Bronto (2006): • Setiap proses alam yang berhubungan dengan kegiatan gunungapi, meliputi asalasal-usul pembentukan magma di dalam bumi hingga kemunculannya di permukaan bumi dalam berbagai bentuk dan kegiatannya • Setiap magma yang muncul ke permukaan bumi adalah gunungapi

KELEMAHAN definisi Alzwar dkk (1988) „

„

„

Jika gunungapi harus berbentuk timbulan, maka tipe gunungapi perisai tidak termasuk di dalamnya Jika gunungapi tersebut adalah aktivitas magma yang sedang berlangsung, maka gunungapi yang telah mati (tidak aktif) tidak termasuk di dalamnya Kontroversi: morfologi kerucut gunungapi seperti Gunung Ungaran, Merbabu, Muria, Lawu dll ---- maka bukan termasuk gunungapi

4

KELEMAHAN definisi MacDonald dkk (1972) „

Jika gunungapi harus membentuk bukit/gunung, maka tipe gunungapi ini tidak termasuk di dalamnya: – Gunungapi perisai --- berbentuk perisai – Gunungapi maar --- membentuk lembah yang kadang-kadang terisi air

PRINSIP DAN TEORI DASAR PEMBELAJARAN VULKANOLOGI „

„

Prinsip “The present is the key to the past” past” – Kini: ribuan gunungapi tersebar di seluruh dunia dengan berbagai tatanan tektoniknya; menghasilkan batuan asal gunungapi yang proses pembentukannya dapat kita lihat secara langsung --- the present – Kini: banyak sekali singkapan batuan asal gunungapi yang proses pembentukannya tidak diketahui secara langsung --the past „ Dari mana asal batuan gunungapi tersebut? „ Dengan mengetahui kejadian gunungapi pada masa kini, maka dapat direknostruksi kejadian gunungapi pada masa lalu Teori Tektonik Lempeng --- proses geologi yang mengontrol pembentukan gunungapi

5

Teori Tektonik Lempeng „

Tektonik lempeng (plate tectonics) adalah teori tentang lapisan kaku bagian terluar bumi (lithosphere) yang terpecah-pecah hingga menjadi lusinan lempeng yang satu sama lain saling bergerak, seperti serpihan-serpihan / lempengan-lempengan papan kayu yang terapung di atas perairan

„

Mengapa kerak bumi mengapung?

Susunan / Struktur Bagian Dalam Bumi

6

Material Penyusun Bagian Dalam Bumi dan Sifat-Sifatnya (sumber: Mason & Moore, 1982)

Kerak bumi

Ketebalan

Densitas (gr/cm3) Atas (top)

Bawah (bottom)

30

2,2

-

Batuan silisik

-

2,9

Andesit, basalt pada bagian dasar

3,4

-

Peridotit, eklogit, olivin, spinel, garnet, piroksen

-

4,4

Peroksit, oksida

4,4

-

Magnesium dan SiO2

-

5,6

9,9

-

-

12,2

Selubung (mantel) atas

720

Selubung bawah

2.171

Inti luar

2.259

Inti dalam Total ketebalan

1221

12,8

-

-

13,1

Ditemukan pada tipe batuan

Fe+oksigen, sulfur, bijih nikel Fe+oksigen, sulfur, bijih nikel

6.371

ARUS KONVEKSI YANG MENDASARI PERGERAKAN LEMPENG-LEMPENG





Kerak bumi bersifat kaku, mengambang di atas mantel caircair-plastis.



Pada awalnya hanya ada lempeng benua Pangea



Pengambangan tersebut memecah lempeng Pangea menjadi Gondwana dan Laurasia



LempengLempeng-lempeng benua bergerak saling menjauh dan mendekat bertumbukan



Hal itu menyebabkan lempenglempeng-lempeng benua pecah menjadi lempenglempenglempeng yang lebih kecil

Menyebabkan pelelehan sebagian lempeng dan melahirkan lempeng samudra samudra yang lebih tipis

7

Tektonik Lempeng Vs. Aktivitas Gunungapi „

Proses pelelehan sebagian pada proses penunjaman tektonik lempeng menghasilkan magma

„

Magma bersifat selalu bergerak

„

Dalam tektonik lempeng: ada lempeng yang saling mendekat (gaya kompresi) dan saling menjauh (gaya ekstensi)

„

Proses kompresi dan ekstensi membentuk rekahan dan rifting pada bagian lempeng yang lain

„

Jika ada rekahan yang membuka hingga di permukaan, maka akan dilalui magma

„

Akumulasi aliran magma ke permukaan membangun tubuh gunungapi

„

Untuk mekanisme pergerakannya: Kunjungi http://emvc.geol.ucsb.edu/animations/quicktime/sm09mesozoicsubducti on.mov

Sumber: ………………

8

Bagian-bagian pada tektonik lempeng „ „ „ „ „ „ „ „ „

Dua / lebih lempeng yang berbeda dan saling bertumbukan Batuan bancuh (melange (melange)) Volcanic arch (busur magmatik) dan gunungapi hotspots Zona pemekaran dan mid oceanic ridge basalts Transform fault Palung (trench (trench)) Tinggian (through (through)) Cekungan muka busur (fore (fore arch basin) basin) Cekungan belakang busur (back (back arch basin) basin)

Skematika tatanan tektonik gunungapi busur kepulauan

9

RING OF FIRE (CINCIN API) „

Proses kompresi pada tektonik lempeng menghasilkan jalur penunjaman (subduksi)

„

Subduksi membentuk pelelehan sebagian di sepanjang zona benni off membentuk magma

„

Magma selanjutnya terakumulasi di bawah permukaan bumi di depan jalur subduksi

„

Sebagian magma yang menjangkau sampai ke permukaan membentuk gugusan gunungapi

„

Jalur di sepanjang zona subduksi dan jalur gunungapi disebut ring of fire (cincin api)

10

GUGUSAN GUNUNGAPI PUNGGUNGAN TENGAH SAMUDRA (MID OCEANIC RIDGES) „

Proses ekstensi lempeng yang saling menjauh membentuk zona pemekaran di lantai samudra

„

Magma yang muncul ke permukaan melalui zona pemekaran tersebut membentuk gugusan gunungapi

„

Jalur gugusan gunungapi ini dapat dijumpai di tengah samudra Atlantik, Pasifik dan India

„

Kecepatan pemekaran bervariasi tergantung dari posisinya di sepanjang punggungan dan lamanya pemekaran (waktu)

„

Kecepatan pemekaran lambat : < 3 cm/th; dan cepat: > 4 cm/th

Pemekaran lantai samudra akibat gaya ekstensi menghasilkan gugusan gunungapi tengah samudra (mid oceanic ridges)

11

Salah satu contoh gugusan gunungapi hasil pemekaran lantai samudra di Iceland •

Pada awalnya, lempeng Eurasia dan Amerika Utara bersatu sebagai lempeng Laurasia



Lempeng Laurasia mekar hingga terbentuk celah, memisahkan Eurasia di bagian timur dan Amerika Utara di bagian barat.



Celah tersebut selanjutnya dilalui magma membentuk punggungan tengah samudra Atlantik (Mid (Mid--Atlantic Ridge) Ridge)



Pemekaran di MidMid-Atlantic Ridge dimulai sejak 200 jtl dengan kecepatan 2,5 cm/th atau 25 km per juta tahun (Uyeda, 1978).

Model Magmatisme (Vulkanisme) Oseanik: model konseptual asalasal-usul berbagai jenis magma oseanik dan reservoir asal magma

12

Afinitas tektonik seri batuan gunungapi Sifat-sifat Model tepian Jenis lempeng lempeng Seri konvergen divergen samudra benua batuan Alkalin



Tholeitik Ca-Alkalin

√ √











Didasarkan atas Kandungan SiO2 dalam magma, tipe / kelompok batuan gunungapi dan keterdapatannya terhadap tatanan tektoniknya adalah: SiO2

Tipe Magma

Batuan Gunungapi

Keterdapatan/ tatanan tektoniknya

~50%

Mafik

Basal

~60%

Intermediet

Andesit

Busur kepulauan dan busur magmatik dangkal

~65%

Felsik (rendah Si)

Dasit

Busur magmatik: lempeng benua dengan dapur magma tengah (B)

~70%

Felsik (tinggi Si)

Riolit

Busur magmatik: segregasi pada lempeng benua dengan dapur magma dalam (A)

MOR

Beberapa magma muncul sebagai batuan ultramafik, ultramafik, karbonatan, dan lava yang bersifat sangat alkalin

13

TIGA TIPE SERI MAGMATIK BATUAN GUNUNGAPI DIKONTROL OLEH TATANAN TEKTONIKNYA Seri magmatik Tipe Toleitik

Tipe CaCa-alkalin

Tipe Alkalin

Norms

Ortopiroksen

Ortopiroksen

Tanpa Ortopiroksen

Piroksen rendah Ca

Sebagai fenokris dan massa dasar

Sebagai fenokris

Jarang

Magnetit

Terbentuk di akhir

Terbentuk di awal

Bervariasi

Oksida FeFe-Ti

Biasanya ilmenit

Magnetit dan ilmenit

Bervariasi

Amfibol

Hanya berasal dari diferensiasi silika

Melimpah, Melimpah, kecuali dari magma primitif

Dijumpai di semua jenis

Sifat kimia

Mg > Ca (Mg untuk Ol, Ol, OPX dan CPX)

Ca > Mg (Ca pada augit, augit, amfibol, amfibol, titanit) titanit)

Ca+Na > Mg (Ca+Na pd CPX, amfibol, amfibol, aegirin, aegirin, dll) dll)

MOR

Ya

Tidak

Tidak

Busur kepulauan Ya

Tidak

Ya

Busur magmatik

Ya

Ya

Ya

14

Rangkuman Pengelompokan Tatanan Tektonik dengan Tipe Batuan Gunungapi yang Dihasilkan

„

„ „ „ „

Orange: batuan volkanik andesitik, dan ekuivalensinya dengan batuan sedimen dan metamorf penciri zona tumbukan Pink: batuan beku dan metamorf yang berasal dari kerak bumi bagian dalam Magenta: magma granitik Abu-abu: penunjaman lempeng samudra Biru: korok gabro dan sumber magma basaltis

Sumber: Pitcher, 1983, in K. J. Hsü, ed., Mountain Building Processes, Academic Press, London; Pitcher, 1993, The Nature and Origin of Granite, Blackie, London; Barbarin, 1990, Geol. Journal, v. 25, p. 227-238. Winter, 2001, An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice Hall.

Latihan Soal-Soal „

„

Jelaskan mengapa ada gunungapi di permukaan bumi! Apa pentingnya vulkanologi bagi manusia dan bagi perkembangan ilmu pengetahuan?

„

Apa hubungan gunungapi dengan manusia?

„

Apa hubungan gunungapi dan komponen fisik bumi?

„

Apa hubungan gunungapi dan tektonika?

„

Mengapa dalam perkumpulan / organisasi ahliahli-ahli vulkanologi sedunia, terdapat juga di dalamnya para ahli kimia dan interior bumi?

15