SEJARAH LAUTAN 9/17/2012. Teori Pembentukan. Dasar Teori Big Bang. 3 pengamatan mendukung Teori Big Bang

Transkripsi

1 Eko Efendi BDI SEJARAH LAUTAN Eko Efendi BDI Teori Pembentukan Teori Big Bang, paling banyak diterima para astronomi. Teori diusulkan pada dekade tahun 1920 dan Dengan dasar sifat-sifat fisik alam, alam terbentuk antara 12 dan 15 milyar tahun lalu. Teori Big Bang ledakan materi ukuran sangat-sangat kecil dan padat. Eko Efendi BDI Dasar Teori Big Bang 3 pengamatan mendukung Teori Big Bang o Pengamatan 1929, jarak galaksi menjauh dari bumi. o Tahun 1948, George Gamow prediksi deteksi level radiasi microwave sisa dari Big Bang o Tahun 1965, A.A. Penzias dan RW Wilson membuktikan/mendeteksi radiasi microwave tsb 1

2 Eko Efendi BDI Pengamatan Kedua Terkait dengan kelimpahan unsur-unsur kimiawi benda angkasa. Model Big Bang memprediksi kira-kira 75% Hidrogen (H), 25% Helium (He), dan sebagian kecil unsur-unsur lebih berat. Walaupun sangat tergantung pada kondisi awal benda angkasa yang sulit dihitung secara tepat, umumnya komposisi mencapai 3/4 Hidrogen and 1/4 Helium, termasuk sejumlah kecil unsur-unsur berat. Eko Efendi BDI Pembentukan Tata Surya Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Matahari Didasarkan teori gravitational collapse atau teori nebular atau teori dust-cloud (terjadi dalam puluhan juta tahun pada 4,6 milyar tahun lalu) A. Ruang angkasa yang mengandung sejumlah gas (hydrogen dan helium) membentuk awan (nebula) B. Awan berkontraksi dan membentuk cakram, kontraksi 99% massanya di pusat dan sisanya memutar berlawanan arah jarum jam membentuk piringan mendatar. C. Saat cakram berputar, terjadi turbulensi yang menyebabkan pemadatan piringan ke arah eddies tubular kecil. Kondisi terus membesar saat bersamaan membentuk protoplanet. 2

3 Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Matahari D. Protoplanet terus membesar membentuk planet dalam tata surya Matahari membesar dan menarik sebagian besar massanya. Saat proses akumulasi ini terjadi, suhu dan tekanan menyebabkan permulaan fusi termonuklir yang menyediakan sumber energi di kehidupan bumi. Saat akresi panas planetesimal, unsur-unsur kaya besi akan memadat lebih dahulu, membentuk inti (inti bagian dalam dan luar). Selanjutnya silikat berdensitas rendah memadat dan menyatu membentuk mantel dan kerak. Pemisahan lanjut kerak karena output energi dari peluruhan radioaktif dalam bumi. Eko Efendi BDI Penyatuan awan gas dan debu Eko Efendi BDI Kondensasi Protomatahari dan Protoplanet 3

4 Eko Efendi BDI Pembentukan Bumi Diduga Bumi berevolusi dari kecil hingga sebesar sekarang, sehingga tidak bisa mempertahankan atmosfir awalnya. BUKTINYA: Komposisi atmosfir bumi berbeda dibanding dengan atmosfir planet lain, dan komposisi kosmik Senyawa rare gases atmosfir bumi sekitar atmosfir kosmik Gas He dan H di (Surya dan Planet2 besar) relatif > planet2 dalam. Artinya, planet2 dalam kehilangan senyawa2 gas tersebut lebih banyak Bukti2 ini menunjukkan bahwa atmosfir bumi berasal dari sumber lain Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Atmosfir (1) Kegiatan vulkanik diduga menjadi sumber utama pembentukan atmosfir awal. Emisi gas: H 2 O, CO 2, N 2, SO 2, SO 3, H 2, dan Cl 2 terjadi dalam jumlah yang sangat besar (gas O 2 tidak ada) Pada saat yang bersamaan lahar padat juga membentuk daratan dengan laju 1-3 km 2 per tahun Dominasi gas di atmosfir awal adalah CO2 adalah mirip dengan yang ditemui di planet Venus dan Mars Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Atmosfir (2) Bagaimana dari atmosfir dengan dominasi CO 2 BISA BERUBAH menjadi atmosfir sekarang (dominasi N 2 - O 2 )? Ini merupakan pertanyaan inti tentang teori evolusi atmosfir bumi 4

5 Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Atmosfir (3) Dari mana asal gas O 2 tersebut, dan bagaimana CO 2 bisa menghilang dari atmosfir bumi? Pada atmosfir awal diduga Oksigen ada karena penguraian senyawa H2O oleh sinar uv, seperti H 2 O + uv H + OH H + OH + uv 2H 2 + O O + O O 2 Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Atmosfir (4) Proses awal tersebut akan menghasilkan kosentrasi O 2 sekitar 10-4 dari kandungan O 2 di atmosfir kini Tapi ini sangat sedikit Kemungkinan lain dari meningkatnya O2 hanya dari proses fotosintesis, yaitu 6H 2 O + 6CO 2 + uv C 6 H 12 O 6 + 6O 2 O2 ini akan teroksidasi oleh lingkungan sekeliling Hanya jika produksi > konsumsi O 2 itu bisa ber + Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Atmosfir (5) Begitu kosentrasi O 2 mencapai 10 % dari kandungan O 2 di atmosfir kini Lapisan Ozone dapat terbentuk 5

6 Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Lautan (1) Proses pembentukan Lautan erat kaitanya dengan evolusi atmosfir Ini disebabkan karena posisi bumi terhadap matahari yang unik, sehingga mempunyai tekanan dan suhu tertentu, yang menyebabkan H 2 O dapat hadir di alam dalam bentuk cair Di suhu dan tekanan tinggi (seperti di Venus), H 2 O hanya hadir dalam bentuk uap. Di suhu dan tekanan rendah (seperti di Mars), H 2 O juga tidak dapat hadir dalam bentuk cair. Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Lautan (2) Darimana air itu berasal?? Diduga ini berasal dari proses kristalisasi dari magma yang membeku menjadi batuan. Volumenya diperkirakan sebanyak dengan volume lautan yang sekarang ini. Dari mata air panas yang disemburkan oleh sumber air panas dan vulkanik, diperkirakan diperlukan hanya sekitar 1 % dari jumlah tersebut masuk menjadi air tanah dan lautan. Waktu yang diperlukan sekitar 4 x 10 9 tahun Eko Efendi BDI As a result of density stratification, water for the oceans is outgassed from inside Earth 6

7 Eko Efendi BDI Awal Pembentukan Lautan (3) Umur cekungan lautan relatif muda dibanding dengan umur bumi (4.6m tahun) Sedimen di cekungan laut berumur 190jt tahun. 50 % berumur < 75jt tahun Janin lautan diduga berada di Laut Merah dan Teluk Aden yang mulai terbentuk sekitar 20jt tahun Eko Efendi BDI Continental Drift Continental drift salah satu gagasan tentang tektonik yang diusulkan akhir abad 19 dan awal abad 20. Alfred Wegener (1915): benua satu daratan Pangea Akibat rotasi bumi Pangea terpisah Lurasia (bagian utara) dan Gondwanaland (bagian selatan) Teori ini masih menjadi catatan dalam bidang geologi I. Continental Drift Theory proposed by Alfred Wegener 1912 super-continent named Pangaea Continents drifted across oceans No evidence for 7

8 A. Pangaea 240 mya Evidence: 1. puzzle like fit of continents 2. Fossils 3. Glacial deposits 4. Mountain belts B. Separation of Pangaea 2 land masses 1. Laurasia 2. Gondwana Rift forms to create the Atlantic Ocean II. Plate tectonics Various plates comprise ocean floor and land masses Seven major plates 1. Pacific 2. African 3. Antarctic 4. Indian-Australian 5. Eurasian 6. N. American 7. S. American Plates in motion 8

9 Plate Boundaries There are 3 types of Plate Boundaries: 1. Convergent 2. Divergent 3. Transform 1. Convergent Colliding a. Oceanic-oceanic: subduction occurs, earthquakes occur due to friction, deep trenches form, subducting plate melts and magma rises to surface (volcano) b. Oceanic-continental: ocean plate subducts under continental, forms trench, earthquakes and volcanoes c. Continental-continental: friction causes rocks to bend, fold, mountain chains form 2. Divergent Moving in opposite directions Causes sea floor spreading Growth of the plates Forms ridges Forms hydrothermal vents Can form entire ocean basins 9

10 3. Transform Plates sliding past each other Occur at regions between ridge sediments with motion in opposite directions Forms faults Cause friction and earthquakes B. Hot spots Other places which earthquakes and volcanoes occur (not always at plate boundaries) Huge chamber of melted rock deep within mantle Hot, solid rock rises to the hot spot from greater depths. Due to the lower pressure at the shallower depth, the rock begins to melt, forming magma. The magma rises through the Pacific Plate to supply the active volcanoes. The older islands were once located above the stationary hot spot but were carried away as the Pacific Plate drifted to the northwest. C. Other changes 1. Seamounts - Volcanic islands which have sunk below the surface 2. Trenches dip in the ocean floor from plates colliding 3. Ridges rises in the ocean floor from plates colliding 10

11 D. Driving forces for these changes Thermal convection hypothesis High temperature from the core heats the mantle; decreased density causes movement closer to the crust (lower density above is heated and starts moving due to heat below); circular motion occurs called thermal convection cells III. SC Ocean Basin Changes Coastline is thought to have moved over time A. Blue ridge region may once have been a coast; piedmont an island B. Ice age coast line 100 miles out from Charleston, sea level falls, higher salinity C. Non-ice-age coast line at boundary of Sandhills and Piedmont, sea level rises, lower salinity D. Evidence marine fossils and land fossils Eko Efendi BDI

12 Eko Efendi BDI Covenction Cells Teori baru ttg gaya penyebab Continental Drift: o Gerakan memutar di mantel bumi, akibat pemanasan material oleh radioaktive bumi. o Gerakan menghasilkan gunung, palung laut (trench), perluasan dasar laut, pusat-pusat sebaran, dan zona subduksi (subduction zones) Eko Efendi BDI Eko Efendi BDI Teori Pemanasan material dalam bumi yang lebur menimbulkan suatu aliran. Jika aliran lapisan bergerak ke atas mencapai litosfir, aliran membelok di bawah lapisan tersebut dan selanjutnya mengalami pendinginan. Material dingin menjadi pekat dan menurun ke arah pusat bumi. Selanjutnya material terangkat kembali ke atas karena proses pemanasan 12

13 Eko Efendi BDI Gerakan Convection Cell Terbentuk gunung api (menembus litosfir) Terbentuk gerakan lateral (bergerak di bawah litosfir) Eko Efendi BDI Bukti Gerakan Kerak Bumi Adanya gradien panas dari parit laut (mid-ocean ridge) Dasar laut di bawah lapisan sediment: bukan berupa granite seperti umumnya di daratan Ketebalan sedimen di kerak muda dekat parit laut lebih tipis dibandingkan sedimen di kerak tua Hasil interpretasi medan magnetik bumi (misalnya pola sama dengan bentuk parit bumi) Eko Efendi BDI

14 Eko Efendi BDI Pengertian Plate Tectonic Teori geologi dikembangkan untuk menerangkan kejadian gerakan kerak bumi berskala luas. Teori ini mencakup dan menggantikan teori lama continental drift (pertengahan awal abad 20) dan konsep seafloor spreading selama dekade continental drift (keberadaan satu daratan benua). seafloor spreading (pergerakan lateral). Eko Efendi BDI Permulaan Plate Tektonik Continental drift bergerak lambat tapi pasti dalam skala waktu million years. Kerak bumi tipis (tebal 10 km di daratan, < 10 km di laut). Kerak dan mantel jadi bagian lithosphere (tebal km dan terpisah sebagai lempeng besar di atas aesthenosphere. Aesthenosphere relatif lembek karena panas dari peluruhan radioaktif (khususnya, isotop radioaktif unsur ringan, Al dan Mg. Sumber panas ini kecil (1/6000 energy matahari di permukaan bumi), namun cukup membuat kondisinya lembek karena sifat batuan bumi. Eko Efendi BDI Struktur km Interior Bumi 14

15 Eko Efendi BDI Plate Tectonic Ada 7 lempeng utama: Lempeng Pasifik, Lempeng Eurasia, Lempeng Afrika, Lempeng Australia, lempeng Amerika Utara, Lempeng Amerika Selatan dan Lempeng Antartika). Sejumlah lempeng kecil: lepas Amerika Selatan dan Tengah, Laut Tengah, Hindia Timur (East Indies), sepanjang Amerika barat laut, Filipina. Eko Efendi BDI Eko Efendi BDI Batas Lempeng Lempeng bagian litosfir berupa kerak benua/laut atau kepingan-kepingan. Batas lempeng trenches, ridges dan faults. Arah gerakan: menjauh (ridges); menyatu (trenches); sejajar berlawanan (sesar/faults) Wilayah mid-ocean ridges dan rise bergerak lateral pada sesar/faults yang dikenal dengan transform faults 15

16 Eko Efendi BDI Eko Efendi BDI Eko Efendi BDI

17 Eko Efendi BDI Rift Zone Gerakan tektonik dari dua lempeng bergerak memisah, lelehan batu naik ke permukaan, mendingin dan membeku (padat). Rift Zone, lokasi batuan terbentuk dari pembekuan batuan magma. Apabila batuan muda dari lava muncul, batuan ini akan mengeras akan dideposit pada batuan magma yang sudah mengeras sebelumnya. Rift zone utama: mid-oceanic ridges dan rise Eko Efendi BDI Subduction Zone Zona Subduksi, dimana dua lempeng kerak berbeturan, yang menimbulkan satu lempeng turun di bawah lempeng lainnya Dapat meningkatkan aktivitas gunung api: o Karena pemanasan di dalam mantel, terjadi pengeluaran air dan menyebabkan batuan di atasnya meleleh. o Lelehan magma menjadi lebih ringan dari batuan sekitarnya dan bergerak ke permukaan jika berada di ruang magma. o Letusan terjadi jika magma ke permukaan berulang kali tertumpuk di atas lempeng. Eko Efendi BDI

18 Eko Efendi BDI Hot Spot Akibat pergeseran kerak bumi dapat terbentuk island arch (gugusan/rakaian pulau gunung). Gugusan pulau gunung berasal dari satu sumber magma, secara berulang-ulang akibat pergeseran bagian lapisan litosfer, dimana endapan berada. Eko Efendi BDI Eko Efendi BDI TUGAS I IS NOW AVAILABLE 18