PENGERTIAN VULKANOLOGI (ILMU GUNUNGAPI)

Transkripsi

1 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 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 b IVCEI (International Volcanologists, Chemistrists and Earth Interior) Anggota organisasi seprofesi tersebut meliputi para ahli vulkanologi, logi, geokimia (kimia bumi) dan geofisika (Earth Interior) 1

2 Letusanletusan besar gunungapi di dunia yang banyak memakan korban jiwa (sumber: Oppenheimer (2003), dan Smithsonian Global Volcanism Program; ILG: indeks letusan gunungapi) Taupo Baekdu Kuwae Katmai Erupsi Vesuvius Huaynaputina Tambora Krakatau Santamaría Mt. St. Helens El Chichón Nevado del Ruiz Pinatubo tahun Tinggi kolom letusan (km) ILG N. hemisphere ( C) Tanpa anomali 0.4 Tanpa anomali Tanpa anomali 0.5 Korban ~ 1400 > 71,000 36,600 7,000 13, > 2,000 23,

3 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,, yang terletak di Laut Mediterania, Sicily. Berasal dari bahasa Italia yaitu kata vulcano yang berarti Dewa Api (penjaga pada tubuh gunungapi) Dalam bahasa Belanda vulkaan yang berarti gunungapi Dalam bahasa Inggris: volkanologi berasal dari kata volcanology,, yaitu volcano (= gunungapi) dan logos (ilmu) Jadi: di Indonesia dapat menyebutnya ilmu gunungapi, vulkanologi atau volkanologi Penyebutan harus secara konsisten 3

4 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, 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 asalusul 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

5 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 kadangkadang terisi air PRINSIP DAN TEORI DASAR PEMBELAJARAN VULKANOLOGI Prinsip The present is the key to the 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

6 Teori Tektonik Lempeng Tektonik lempeng (plate( tectonics) ) adalah teori tentang lapisan kaku bagian terluar bumi (lithosphere)) yang terpecahpecah hingga menjadi lusinan lempeng yang satu sama lain saling bergerak, seperti serpihanserpihan / lempenganlempengan papan kayu yang terapung di atas perairan Mengapa kerak bumi mengapung Susunan / Struktur Bagian Dalam Bumi 6

7 Material Penyusun Bagian Dalam Bumi dan SifatSifatnya Sifatnya (sumber: Mason & Moore, 1982) Ketebalan Densitas (gr/cm 3 ) Atas (top) Bawah (bottom) Ditemukan pada tipe batuan Kerak bumi 30 2,2 Batuan silisik Selubung (mantel) atas Selubung bawah Inti luar Inti dalam Total ketebalan ,4 4,4 9,9 12,8 2,9 4,4 5,6 12,2 13,1 Andesit, basalt pada bagian dasar Peridotit, eklogit, olivin, spinel, garnet, piroksen Peroksit, oksida Magnesium dan SiO 2 Fe+oksigen, sulfur, bijih nikel Fe+oksigen, sulfur, bijih nikel ARUS KONVEKSI YANG MENDASARI PERGERAKAN LEMPENGLEMPENG Kerak bumi bersifat kaku, mengambang di atas mantel cairplastis. Pada awalnya hanya ada lempeng benua Pangea Pengambangan tersebut memecah lempeng Pangea menjadi Gondwana dan Laurasia Lempenglempeng benua bergerak saling menjauh dan mendekat bertumbukan Hal itu menyebabkan lempenglempeng benua pecah menjadi lempeng lempeng yang lebih kecil Menyebabkan pelelehan sebagian lempeng dan melahirkan lempeng samudra yang lebih tipis 7

8 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 on.mov Sumber: 8

9 Bagianbagian 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( arch basin) Cekungan belakang busur (back( arch basin) Skematika tatanan tektonik gunungapi busur kepulauan 9

10 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

11 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

12 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( MidAtlantic Ridge) Pemekaran di MidAtlantic 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 asalusul berbagai jenis magma oseanik dan reservoir asal magma 12

13 Afinitas tektonik seri batuan gunungapi Sifatsifat Seri batuan Alkalin Tholeitik CaAlkalin Model tepian lempeng konvergen divergen Jenis lempeng samudra benua Didasarkan atas Kandungan SiO 2 dalam magma, tipe / kelompok batuan gunungapi dan keterdapatannya terhadap tatanan tektoniknya adalah: SiO 2 ~50% ~60% ~65% ~70% Tipe Magma Mafik Intermediet Felsik (rendah Si) Felsik (tinggi Si) Batuan Gunungapi Basal Andesit Dasit Riolit Keterdapatan/ tatanan tektoniknya MOR Busur kepulauan dan busur magmatik dangkal Busur magmatik: lempeng benua dengan dapur magma tengah (B) Busur magmatik: segregasi pada lempeng benua dengan dapur magma dalam (A) Beberapa magma muncul sebagai batuan ultramafik, karbonatan, dan lava yang bersifat sangat alkalin 13

14 Norms Amfibol MOR TIGA TIPE SERI MAGMATIK BATUAN GUNUNGAPI DIKONTROL OLEH TATANAN TEKTONIKNYA Piroksen rendah Ca Magnetit Oksida FeTi Sifat kimia Busur kepulauan Busur magmatik Tipe Toleitik Ortopiroksen Sebagai fenokris dan massa dasar Terbentuk di akhir Biasanya ilmenit Hanya berasal dari diferensiasi silika Mg > Ca (Mg untuk Ol,, OPX dan CPX) Ya Ya Ya Tipe Caalkalin alkalin Sebagai fenokris Terbentuk di awal Magnetit dan ilmenit Melimpah, kecuali dari magma primitif Ca > Mg (Ca pada augit, amfibol, titanit) Tidak Tidak Ya Seri magmatik Ortopiroksen Tipe Alkalin Tanpa Ortopiroksen Jarang Bervariasi Bervariasi Dijumpai di semua jenis Ca+Na > Mg (Ca+Na pd CPX, amfibol, aegirin, dll) Tidak Ya Ya 14

15 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 Abuabu: 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 Winter, 2001, An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice Hall. Latihan SoalSoal 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 vulkanologi sedunia, terdapat juga di dalamnya para ahli kimia dan interior bumi 15