UNIVERSITAS GADJAH MADA FAKULTAS MIPA/JURUSAN FISIKA/PRODI GEOFISIKA Sekip Utara, Po. Box. 21 Yogyakarta 55281, Indonesia
Buku 2: RKPM (Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan) Modul Pembelajaran Pertemuan ke VII
GEODINAMIKA Semester 5 /3 sks/ MFG 3919 Oleh Muhammad Darwis Umar, SSi, Msi Dr.-Ing. Ari Setiawan, MSi
Didanai dengan dana BOPTN P3-UGM Tahun Anggaran 2013 Desember 2013
BAB VII. TRIPLE JUNCTION (lanjutan) PENDAHULUAN Dalam pokok bahasan mengenai triple junction (lanjutan) mahasiswa dapat menjelaskan: Tiga tipe dasar batas lempeng, jenis triple junction RRR, TTT, RTF, penyelesaian triple junction
PENYAJIAN
Persimpangan Tiga (Triple Junctions) Sebuah batas lempeng dapat berakhir hanya dengan berpotongan dengan batas lempeng yang lain; persimpangan ini adalah persimpangan tiga. Karena ada tiga jenis batas lempeng ridges, trenches, dan transform faults - pada prinsipnya ada sepuluh jenis persimpangan tiga. Namun, beberapa persimpangan ini tiga tidak bisa terjadi. Contohnya adalah persimpangan tiga dari tiga transform faults. Kondisi yang diperlukan untuk keberadaan persimpangan tiga adalah bahwa tiga kecepatan vektor mendefinisikan gerakan relatif antara pasangan lempeng pada pada sebuah triple junction harus membentuk segitiga tertutup. Untuk banyak jenis persimpangan tiga ini memerlukan orientasi tertentu dari batas lempeng.
Gambar 1.36 (a) Skema dari punggungan-punggungan-punggungan (RRR) persimpangan tiga dari lempeng A, B, dan C. (b) Vektor kecepatan untuk gerak relatif antara lempeng.
Sebagai contoh khusus mari kita pertimbangkan punggungan-punggungan-punggungan (RRR) tiga persimpangan diilustrasikan pada Gambar 1-36a. Ridge antara pelat A dan B terletak pada arah utara-selatan (azimut sehubungan dengan persimpangan tiga dari 0◦). Karena kecepatan relatif melintasi ridge tegak lurus terhadap ridge, kecepatan vektor plat B relatif terhadap lempeng A, UBA, memiliki azimuth, diukur searah jarum jam dari utara, dari 90o, kita mengasumsikan bahwa besarnya adalah UBA = 100 mm tahun-1. Bubungan antara pelat B dan C memiliki azimut 110◦ relatif terhadap persimpangan tiga. Vektor kecepatan lempeng C relatif ke lempeng B, UCB, sehingga memiliki azimut 200◦, kita mengasumsikan bahwa besarnya UCB = 80 mm tahun-1. Masalahnya adalah menemukan azimut dari ridge antara pelat A dan C, α, dan azimut dan besarnya relatif kecepatan UAC.
Kecepatan kondisi bagi semua persimpangan tiga mengharuskan UBA + UCB + UAC = 0. Ini diilustrasikan pada Gambar 1-36b. Untuk menentukan besarnya kecepatan UAC kita menggunakan hukum cosinus: UAC = (1.002 + 802-2 • 100 • • 80 cos 70 ◦) 1/2 = 104,5 mm tahun-1. (Sudut α kemudian ditentukan dengan menggunakan hukum sinus:
. (1.22) Azimuth punggungan adalah 228,7 ◦, dan azimut UAC 318,7 ◦. Sebuah contoh persimpangan tiga RRR adalah persimpangan Nazca, Cocos, dan piring Pasifik (lihat Gambar 1-1).
Gambar 1.1 Distribusi lempeng besar. Sumbu punggungan laut (margin plate accretional), zona subduksi (margin lempeng konvergen), dan transform faults yang membentuk batas lempeng ditampilkan
Kami selanjutnya mempertimbangkan parit - parit - parit ( TTT ) persimpangan tiga . umumnya jenis persimpangan tiga tidak bisa eksis . Sebuah geometri yang terjadi diilustrasikan pada Gambar 1 - 37a . Kedua pelat A dan B sedang mensubduksi bawah pelat C sepanjang parit utara - selatan tunggal. Sebuah piring juga menjadi subduksi di bawah lempeng B sepanjang parit yang memiliki azimut 135
◦
dengan terhadap ke persimpangan tiga . Karena subduksi miring dapat
terjadi , relative kecepatan antara pelat dimana subduksi terjadi tidak perlu tegak lurus terhadap parit . Diasumsikan bahwa kecepatan lempeng A terhadap lempeng B memiliki magnitudo yang UAB = 50 mm tahun - 1 dan azimut 225 ◦ . kami juga menganggap bahwa kecepatan relatif plat B terhadap plat C memiliki berkekuatan UBC = 50 mm tahun
- 1
dan azimut 270
◦
. Dengan
menerapkan hukum cosinus untuk segitiga kecepatan Gambar 1 - 37b , kita menemukan UAC = ( 502 + 502-2 • 50 • 50 • cos 135 ◦ ) 1/2 = 92,4 mm tahun - 1 .
( 1.23
) Sudut α pada Gambar 1 - 37b ditentukan dari hukum sinus :
( 1.24 ) sehingga azimut UAC 247,5 ◦ . Kecepatan di mana subduksi adalah terjadi adalah UAC cos α = 85,4 mm tahun - 1 , dan kecepatan migrasi persimpangan tiga di sepanjang parit utara-selatan adalah UAC sinα = 35,4 mm tahun - 1
Gambar 1.37 (a) Ilustrasi parit-parit-parit (TTT) persimpangan tiga lempeng A, B, dan C. (b) Vektor kecepatan untuk gerak relatif antara lempeng.
Gambar 1.38 persimpangan lain tiga TTT
Gambar 1.39 (a) Sebuah trench–ridge–fault (TRF) persimpangan tiga dari lempeng A, B, dan C. (b) kecepatan vector untuk gerakan relatif antara pelat. Sebagai contoh terakhir kita perhatikan ridge - trench - fault ( RTF ) tiga persimpangan. Ini adalah jenis lain dari persimpangan tiga yang tidak dapat secara umum ada. Secara geometri yang dapat diterima diilustrasikan dalam Gambar 1 - 39a , parit dan transform fault yang sejajar dalam arah utara-selatan . sedang lempeng C mensubduksi di bawah lempeng B , lempeng A meluncur melewati plat B pada transformasi fault. Kecepatan lempeng B relatif terhadap lempeng A besarnya adalah UBA = 50 mm yr- 1 dan azimut 180 ◦ ( orientasi fault yang diperlukan dengan azimuth baik 0◦ atau 180 ◦ ) . Ridge memiliki azimut 225 ◦ terhadap ke persimpangan tiga . Hal ini membatasi kecepatan relatif antara lempeng A dan C memiliki azimut 315 ◦ , kita mengasumsikan bahwa UAC = 40 mm thn - 1 . Dengan menerapkan hukum cosinus untuk segitiga kecepatan pada Gambar 1 - 39b kita mendapatkan UCB = ( 502 + 402-2 • 40 • 50 cos 45 ◦ ) 1/2 = 35,7 mm yr- 1 ,
( 1.25 )
dan dari hukum sinus kita dapatkan
( 1.26 ) Kecepatan punggungan bermigrasi ke utara di sepanjang batas parit –transform adalah UCB cos α + cos 45 ◦ UAC = 50,1 mm yr- 1 . Sebuah contoh dari RTF tiga persimpangan adalah persimpangan Pasifik , Amerika Utara , dan lempeng Cocos ( lihat Gambar 1-1 ) . Perlu ditekankan bahwa gerakan lempeng relatif diberikan dalam Tabel 1-6 hanya valid sesaat. Seperti lempeng yang berkembang , sumbu rotasinya bermigrasi , dan kecepatan angular berubah . Batas lempeng dan tiga sambungan juga harus berkembang . Salah satu hasilnya adalah bahwa batas lempeng mungkin berhenti aktif atau batas lempeng baru dan persimpangan tiga bisa terbentuk . lain Konsekuensi yang lain adalah bahwa batas lempeng dapat menjadi zona yang luas dari diffuse deformasi . Bagian barat Amerika Serikat adalah contoh dari zona tersebut
, yang deformasi yang terkait dengan interaksi Pasifik , Juan de Fuca , dan piring Amerika Utara memanjang dari depan Colorado di Wyoming , Colorado, dan New Mexico , ke Pantai Pasifik.
PENUTUP 1. Andaikan sebuah ‘RRR triple junction’ pada lempeng A, B, dan C. Ridge antara lempeng A dan B terletak pada arah utara-selatan (azimuth 0o berkenaan dengan triple junction) dan mempunyai kecepatan relative 60 mm per tahun. Ridge antara plate B dan C mempunyai azimuth 120o dan Ridge antara lempeng A dan C mempunyai azimuth 270o berkenaan dengan triple junction. Tentukan azimuth dan besarnya kecepatan relative antara lempeng B dan C serta C dan A. 2. Andaikan’TTT triple junction’ digambarkan seperti gambar di bawah ini. Triple junction seperti ini dimungkinkan karena kecepatan relative antara lempeng C dan A, uCA adalah paralel terhadap trench pada lempeng B yang sedang menunjam dibawah lempeng C. Anggap uCA= 50 mm per tahun, uBA besarnya 60 mm per tahun dan azimuth 315o. Tentukan azimuth dan besarnya uBC.
A 90o
B
C
3. Andaikan “TTR triple junction digambarkan di bawah ini. Ridge dengan azimuth 135o relative pada triple junction mengalami migrasi sepanjang utara-selatan trench . Jika azimuth dan besarnya uBA adalah 270o dan 50 mm per tahun dan uBC = 40 mm per tahun, tentukan azimuth dan besarnya uCA. Juga tentukan arah dan kecepatan migrasi pada ridge relativ terhadap A.
135o
B
A
C
