9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
1
SEJARAH LAUTAN
Eko Efendi
BDI 207
2
BDI 207
3
Teori Pembentukan • Teori “Big Bang”, paling
banyak diterima para astronomi. • Teori diusulkan pada dekade tahun 1920 dan 1930. • 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
Dasar Teori “Big Bang” • 3 pengamatan mendukung Teori “Big Bang” Pengamatan 1929, jarak galaksi menjauh dari bumi. 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 o o
1
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
4
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 207
5
Pembentukan Tata Surya
Eko Efendi
BDI 207
6
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
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
7
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 207
8
Penyatuan awan gas dan debu
Eko Efendi
BDI 207
9
Kondensasi Protomatahari dan Protoplanet
3
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
10
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 10-10 - 10-6 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 207
11
Awal Pembentukan Atmosfir (1) • Kegiatan vulkanik diduga menjadi sumber utama
pembentukan atmosfir awal. • Emisi gas: H2O, CO2, N2, SO2, SO3, H2, dan Cl2
terjadi dalam jumlah yang sangat besar (gas O2 tidak ada) • Pada saat yang bersamaan lahar padat juga membentuk daratan dengan laju 1-3 km2 per tahun • Dominasi gas di atmosfir awal adalah CO2 adalah mirip dengan yang ditemui di planet Venus dan Mars
Eko Efendi
BDI 207
12
Awal Pembentukan Atmosfir (2) Bagaimana dari atmosfir dengan dominasi CO2 BISA BERUBAH menjadi atmosfir sekarang (dominasi N 2 - O2) ?
Ini merupakan pertanyaan inti tentang teori evolusi atmosfir bumi
4
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
13
Awal Pembentukan Atmosfir (3) • Dari mana asal gas O2 tersebut, dan bagaimana CO2
bisa menghilang dari atmosfir bumi? • Pada atmosfir awal diduga Oksigen ada karena
penguraian senyawa H2O oleh sinar uv, seperti H2O + uv H + OH H + OH + uv 2H2 + O O + O O2
Eko Efendi
BDI 207
14
Awal Pembentukan Atmosfir (4) • Proses awal tersebut akan menghasilkan kosentrasi
O2 sekitar 10-4 dari kandungan O2 di atmosfir kini • Tapi ini sangat sedikit • Kemungkinan lain dari meningkatnya O2 hanya dari
proses fotosintesis, yaitu 6H2O + 6CO2 + uv C6H12O6 + 6O2 • O2 ini akan teroksidasi oleh lingkungan sekeliling • Hanya jika produksi > konsumsi O2 itu bisa ber +
Eko Efendi
BDI 207
15
Awal Pembentukan Atmosfir (5) • Begitu kosentrasi O2 mencapai 10 % dari kandungan
O2 di atmosfir kini Lapisan Ozone dapat terbentuk
5
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
16
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 H2O dapat hadir di alam dalam bentuk cair • Di suhu dan tekanan tinggi (seperti di Venus), H 2O hanya hadir dalam bentuk uap. • Di suhu dan tekanan rendah (seperti di Mars), H 2O juga tidak dapat hadir dalam bentuk cair.
Eko Efendi
BDI 207
17
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 109 tahun
Eko Efendi
BDI 207
18
• As a result of density
stratification, water for the oceans is outgassed from inside Earth
6
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
19
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 207
20
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
9/17/2012
A. Pangaea • • 1. 2. 3. 4.
240 mya Evidence: puzzle like fit of continents Fossils Glacial deposits Mountain belts
B. Separation of Pangaea • 2.
2 land masses Laurasia Gondwana
•
Rift forms to create the Atlantic Ocean
1.
II. Plate tectonics • •
Various plates comprise ocean floor and land masses Seven major plates
7.
Pacific African Antarctic Indian-Australian Eurasian N. American S. American
•
Plates in motion
1. 2. 3. 4. 5. 6.
8
9/17/2012
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) Oceanic-continental: ocean plate subducts under continental, forms trench, earthquakes and volcanoes Continental-continental: friction causes rocks to bend, fold, mountain chains form
b.
c.
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
9/17/2012
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. 2. 3.
Seamounts - Volcanic islands which have sunk below the surface Trenches – dip in the ocean floor from plates colliding Ridges – rises in the ocean floor from plates colliding
10
9/17/2012
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
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 A.
Eko Efendi
BDI 207
33
11
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
34
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 207
35
Eko Efendi
BDI 207
36
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
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
37
Gerakan Convection Cell • Terbentuk gunung api (menembus litosfir) • Terbentuk gerakan lateral (bergerak di bawah
litosfir)
Eko Efendi
BDI 207
38
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 207
39
13
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
40
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 1960. • continental drift (keberadaan satu daratan benua). • seafloor spreading (pergerakan lateral).
Eko Efendi
BDI 207
41
Permulaan Plate Tektonik • Continental drift bergerak lambat tapi pasti dalam skala waktu 10-
100 million years.
• Kerak bumi tipis (tebal 10 km di daratan, < 10 km di laut). Kerak
dan mantel jadi bagian lithosphere (tebal 50-100 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 207
42
Struktur 100-200 km Interior Bumi
14
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
43
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 207
44
Eko Efendi
BDI 207
45
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
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
46
Eko Efendi
BDI 207
47
Eko Efendi
BDI 207
48
16
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
49
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 207
50
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 207
51
17
9/17/2012
Eko Efendi
BDI 207
52
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 207
53
Eko Efendi
BDI 207
54
TUGAS I IS NOW AVAILABLE
18
