Proses internal bumi diaktifkan oleh panas radiogenik, dan juga oleh kelenturan pasang surut, yang akan menyebabkan kerak berubah bentuk, sebagai massa dari dimensi kontinental dipisahkan oleh pusat- tabrakan. Bentuk-bentuk usaha yang dilakukan pada kerak dijelaskan oleh sifat tektonik. Karena adanya sifat tektonik itu, batuan beku dan batuan sedimen yang sebelumnya terkubur “diremas “seolah-olah seperti adonan yang lembut. Salah satu hasil proses tektonik merupakan sepertiga hal penting dari terbentuknya batuan-batuan metamorf. Mineral dibentuk oleh tekanan dan panas metamorfosis. Seperti dalam kasus batuan beku, batuan metamorf secara bertahap terjadi akibat erosi batuan. Sebuah fase baru dari perubahan batuan yaitu mulai dihasilkannya batu sedimen sampai pembentukan batuan sedimen lebih. Salah satu tujuan bab ini adalah untuk melengkapi analisis proses batuan-pertanian sebagai fenomena siklik yang melibatkan transformasi dan transportasi bahan mineral dengan disipasi energi atas pada skala yang besar.

Dugaan tentang asal-usul kerak benua yaitu melalui proses tektonik yang hebat pada lempeng litosfer, segmen besar dari litosfer padat, yang ditarik terpisah atau dibawa bersama-sama pada proses tekanan. Aktivitas tektonik menyebabkan gempa, sebuah bahaya yang ditakuti oleh manusia sejak jaman dahulu karena menyebabkan kematian dan kerusakan kota-kota atau daerah potensial. Kami menemukan juga, bahwa beberapa kegiatan manusia dapat menjadi penyebab terjadinya gempa bumi. Ini masalah lingkungan yang serius sehingga patut untuk dipelajari secara seksama. Apakah Gempa bisa diprediksi dan bahkan dikendalikan? Untuk melengkapi klasifikasi dan deskripsi landform, asal-usul gunung berapi yang dibahas dalam bab 7 akan ditambahkan deskripsi landform yang disebabkan langsung oleh pergerakan tektonik, juga arti penting kehidupan di tanah. Yang lebih penting landform erosi dikendalikan oleh struktur batuan pada peristiwa Tektonik.

Karena pola aktivitas tektonik telah terjadi berkali-kali sejak bumi itu terbentuk, batuan yang tetap utuh dari setiap periode tersusun oleh urutan waktu. Skala waktu geologi dan penentuan umur batuan kini menjadi topik penelitian yang bermanfaat, terutama karena kehidupan berkembang secara teratur selama kurun waktu ini. Tapi untuk memahami bagaimana usia batuan ditentukan, maka pertama-tama perlu mempelajari radioaktivitas alami dari unsur-unsur tertentu yang ditemukan pada bebatuan. Radioaktivitas merupakan komponen terpenting dalam pembentukan lingkungan, karena merupakan sumber radiasi yang mempengaruhi evolusi kehidupan.

Pembahasan

  1. Siklus Transformasi Batuan

Diagram segitiga pada gambar 9.1 menunjukkan tiga kelompok batuan utarna, dengan arah transformasinya, kemungkinan masing-masing batuan merupakan perubahan dari batuan yang lain. Label sepanjang tiga sisi menjelaskan perubahan yang terjadi pada arah perubahan

Karena pada diagram segitiga tidak meliputi kerja lingkungan, maka dalam gambar 9.2 dibedakan antara tekanan dengan temperatur rendah atau tinggi. Disini kita dapat membedakan antara lingkungan yang memiliki tekanan dan suhu rendah dengan lingkungan yang memiliki tekanan dan suhu tinggi. Kita telah mengetahui kedua jenis lingkungan: lingkungan yang mendalam dalam studi batuan beku dan magma, bab 7; lingkungan permukaan pada studi batuan alterasi dan pengendapan sedimen, bab 8.

 

Secara keseluruhan, perubahan batuan merupakan akibat tekanan lingkungan yang merupakan siklus transformasi batuan. Siklus batuan bukan merupakan sistem energi itu sendiri, melainkan urutan hasil material dari interaksi dua sistem energi besar secara global. Materi mineral menyediakan jalur di mana energi radiasi elektromagnetik dan panas radiogenik ditransformasikan, disimpan dan akhirnya dihamburkan ke angkasa luar.

 

  1. Akumulasi Sedimen Melalui Waktu Geologi

Sungai-sungai kecil mengangkut sedimen ke tepi benua, sehingga mengakibatkan akumulasi atau pengendapan yang tebal. Sedimen diangkut dari massa gunung ke daerah yang rendah dan disimpan dalam lapisan-lapisan (gambar 9.3), hal ini yang menyebabkan kerak. Adanya pengangkutan kerak oleh pemindahan sedimen mengakibatkan kerak tenggelam. Pada gambar 9.3 pemindahan massa beberapa astenosfer terlihat pada anak panah.

Penumpukan sedimen yang cukup lama sehingga terjadi penyempitan sabuk pada kerak akibat kekuatan tektonik yang sangat dalam menyebabkan lengkungan terjadi secara perlahan dalam struktur geologi dikenal sebagai geosyncline (Gambar 9.4). Sedimen klastik dibawa dari benua yang berdekatan, dan juga dari lengkung pulau yang terdapat gunung aktif yang terletak pada batas geosyncline di sisi samudera. Endapan ini tersebar oleh arus sepanjang dasar geosyncline untuk membentuk lapisan batuan sedimen klastik-serpih, batupasir, dan kadang lapisan konglomerat. Endapan Karbonat dipercepat pada saat dasar geosyncline dangkal untuk menumpuk sebagai lapisan batuan kapur. Penumpukan Endapan terus berpacu dengan penurunan kerak secara lambat, sehingga air tetap dangkal selama masa geosyncline tersebut. Bagian dari endapan geosynclinal berbentuk delta besar yang dibangun oleh sungai kering di daerah benua yang luas.

Setelah beberapa puluh juta tahun mengendap, lapisan dari geosyncline telah mencapai ketebalan total yang dapat diukur sampai puluhan ribu kaki di sumbu pusat geosyncline, tetapi massa Endapan miring ke tepi irisan. Panjang geosyncline adalah pada urutan 1000-3000 mil (1.500-5000 km), lebarnya mungkin 300 sampai 500 mil (500 sampai 800 km).

Contoh akibat dari geosyncline geologi muda yang masih tetap mengalami endapan adalah pantai Teluk geosyncline yang terletak di bawah dataran pantai Louisiana dan Texas serta landas kontinen dari Teluk Meksiko. Sedimentasi pada daerah ini dimulai sejak Era Mesozoikum 150 juta tahun yang lalu, namun pada Era Kenozoikum mencakup 65 jutaan tahun lalu. Pada titik paling tebal, kira-kira di bawah garis pantai, lapisan batuan zaman Kenozoikum memiliki ketebalan total lebih dari 40.000 atau sekitar 7 ½ mil (12 km)! Kebetulan, sebagian besar Endapan mengandung kekayaan besar yaitu minyak bumi, gas alam, garam, dan belerang.

Suatu kenyataan sejarah geologi yang berulang kali bahwa deposisi (endapan) geosiklin diakhiri dengan perubahan bentuk kerak, dikenal sebagai ’orogeny ’(oros = gunung, geneia = asal). Gambar 9.4 menunjukkan pengendapan geosynclinal yang terjadi selama kurun waktu tertentu. Lempeng litosfer di bawah geosyncline terputus dan membungkuk di bawah tekanan. Saat tepi lempeng tenggelam ke bawah”membungkuk” ke astenosfer terdapat gerakan relatif dari dua lempeng litosfer yang terjadi disepanjang permukaan pemisah dikenal sebagai rekahan(fault), dalam hal ini lempeng cenderung menurun di bawah batas kontinental. Bidang rekahan mencapai permukaan pada sisi ruang lengkung samudera dan letaknya ditandai dengan parit samudera yang dalam memanjang, sempit dan terjal, seolah-olah merupakan lembah di dasar laut yang disebut dengan palung laut/trench. Dilihat dari segi gerak lempeng litosfer, geosyncline adalah lapisan yang membungkuk dari kerak yang disebabkan oleh tekanan dari lempeng turun ke atas lempeng kontinental terdekat, sedangkan busur pulau vulkanik merupakan kenaikan magma yang mencair sepanjang daerah rekahan.

Gambar  9.4 orogeny digambarkan lebih rendah yang ditafsirkan sebagai suatu perubahan yang bersamaan dengan perpindahan atau pergerakan litosfer. Dua plat tertekan bersama-sama mengumpulkan sabuk geosiklin. Lapisan yang lebih atau kurang horizontal terlempar ke lipatan seperti gelombang pada gambar 9.5.

Tekanan juga menyebabkan rekahan-rekahan baru yang membagi lapisan kecil yang mendorong salah satu ke atas yang lain, rekahan seperti ini disebut rekahan overthrust (gambar 9.6).

Gambar 9.7 menunjukkan secara detail, efek-efek orogeny yaitu daerah lipatan, penumpukan membentuk sabuk lipatan terbuka di sisi benua. Di bawah permukaan yang mengalami defermesi paling tinggi, batuan sedimen dengan tekanan dan temperatur tinggi telah diubah menjadi batuan metamorf, sementara pencairan batuan metamorf menghasilkan magma baru dan menjadi batolit granit. Disni menunjukkan siklus penuh transformasi batuan dan kembali ke batuan beku.

  1. Batuan Metamorf

Batuan metemorf (malihan) merupakan perubahan dalam salah satu struktur atau dalam komposisi mineral, atau berubah akibat keduanya. Subjek sangat kompleks dan kita tidak akan membahas secara mendetail tentang batuan metamorf, kita hanya melihat dari sudut pandang ilmu lingkungan. Karena setiap batuan beku atau sedimen tergantung pada metamorfosis/perubahannya, serta jumlah jenis batu malihan. Kami hanya akan menyebutkan beberapa jenis batuan metamorf yang umum.

Salah satu batuan metamorf yang dikenal secara umum adalah gneiss, berasal dari batuan sedimen (Gambar 9,8). Sebagian besar lapisannya terdiri dari kuarsa atau feldspar.

Dalam beberapa gneisses, lapisan komposisi beku menunjukkan adanya “penyuntikan” magma granitik pada lapisan sedimen. Pengadukan terus menerus dari sedimen klastik khususnya batu tulis menghasilkan formasi pecah-pecahan atau schist, merupakan batuan metamorf yang bercirikan pecahan tak teratur di permukaan yang terlapisi serpih mika (gambar 9.9) Tingkat derajat metamorfosis yang intensitisnya kurang menghasilkan sabuk hitam atau batu tulis merah. Batu pasir diubah menjadi kwarsa, batu gamping dan dolomit menghasilkan marmer yang berwarna kelabu atau putih.

Terjadinya batuan metamorf sebagian besar terletak pada landforms  yang dihasilkan dari pelapukan dan erosi, setelah kurun waktu lama terangkat ke permukaan kerak. Gambar 9.10 adalah gambar ideal yang menunjukkan kumpulan khas batuan metamorf yang dihasilkan landforms. Gneiss dan sekis adalah batuan kuat yang membentuk pegunungan dan dataran tinggi, batu tulis adalah bentuk intermediate dari sabuk bukit, kuarsit adalah batuan yang menonjol di pegunungan yang sempit sedangkan marmer dihasilkan dari iklim yang lembab yang cepat hilang dalam lembah menonjol dan dataran rendah. Dari sudut pandang sumber daya alam, batuan metamorf banyak digunakan sebagai bahan struktural, misalnya, batu tulis sebagai bahan atap, dan gneiss sebagai batu bangunan. Marmer terkenal dengan kualitas hias dalam interior dan eksterior baik permukaan dinding dan lantai. Beberapa mineral metamorfos bernilai industri.

 

  1. Plat Tektonik

Sekarang kita kembali ke tinjauan umum dari sistem global tektonik, di mana litosfer bergerak terdorong oleh kekuatan di atas astenosfer lembut dengan menghubungkan radiogenic akumulasi panas di dalam mantel atas.

Dalam dua puluh tahun terakhir, eksplorasi dasar kerak samudra dan kelautan telah membawa bukti pergerakan litosfer pada skala besar. Penemuan baru ini merupakan sebuah revolusi besar dalam bidang geologi, dan menyebabkan teori proses geologi disatukan dalam skala besar. Semuanya dimulai tidak lama setelah Perang Dunia II dengan penemuan yang luar biasa yaitu banyaknya fitur laut, dasar-fitur yang tampaknya tidak memiliki pasangan di benua. Pegunungan ditengah samudera (Mid-Ocean Ridge) yaitu pegunungan bawah laut sempit ditelusuri berjarak sekitar 40.000 mil (64.000 km). Hal ini pertama kali dipetakan secara rinci di laut Atlantik Utara, yang dikenal dengan pegunungan ditengah Atlantik (Mid-Atlantic Ridge) (Gambar 9.11).

Punggung bukit merupakan sebuah sabuk yang lebar naik dari daerah rendah ke daerah lebih tinggi dan daerah puncaknya ditandai dengan celah yang disebut renggangan axial.

Pemetaan berikutnya adalah memetakan punggung bukit lautan tengah melalui Attantik Selatan, India dan Samudra Pasifik (gambar 9.12). Ditemukan renggangan ini terbenam pada titik-titik yang banyak dari kelompok retakan.

Mid-Ocean-Ridge berpotensi terjadi gempa bumi  dan terdapat gunung berapi di pulau-pulau sepanjang punggung tersebut. Mid-Ocean-Ridge memberikan bukti-bukti bahwa kerak lautan berada dalam proses pemisahan pada kedua sisi pusat renggangan. Pemisahan kerak diketahui terjadi pada kecepatan 1-2 inchi (2-5 cm) pertahun.

Penelitian selanjutnya membawa ke teori plat tektonik, yang diilustrasikan secara skema pada gambar 9.13. Seluruh litosfer bumi dianggap terbagi 6 plat utama dan banyak blok yang lebih kecil. Mid-Ocean-Ridge tengah menunjukkan zona pemisah plat tektonik sehingga plat litosfer bergerak pelan-pelan di atas astenosfer.

Bila kedua plat litosfer saling mendekati keduanya bertabrakan salah satunya menekuk ke bawah, melewati yang lain disebut subduksi. Melalui waktu geologi, plat-plat sebagian litosfer terpisah sehingga terbentuklah daerah cekungan lautan yang luas dengan kerak tipis.

Secara perlahan kerak benua juga terbentuk, sehingga potongan-potongan kecil batuan yang sangat lama merupakan batuan metamorf.  Wilayah ini adalah pelindung-pelindung benua seperti gambar 9.14. Usia batuan tersebut 3,5 – 3,7 milyar tahun merupakan inti benua, yang dikelilingi zona-zona batuan yang lebih muda dengan usia 0,8 – 2,7 milyar tahun, semua terlihat pada rentangan zaman precambrian.

Terdapat pendapat bahwa benua Amerika Utara dan Selatan, Eropa, Afrika, Australia dan Antartika serta sub benua India (selatan Himalaya) berasal dari benua tunggal yang disebut ‘Pangaea’ (gambar 9.14).

Pangaea terbelah menjadi dua bagian yang masing-masingnya bergerak ke arah yang berbeda. Salah satu daratan atau benua raksasa ini adalah Gondwana, yang meliputi Afrika, Australia, Antartika dan India. Benua raksasa kedua adalah Laurasia, yang terdiri dari Eropa, Amerika Utara dan Asia, kecuali India. Selama 150 tahun setelah pemisahan ini, Gondwana dan Laurasia terbagi menjadi daratan-daratan yang lebih kecil. Gambar 9.15 menunjukkan tahap-tahap terakhir berdasarkan postulasi pemisahan benua. Benua-benua yang terbentuk menyusul terbelahnya Pangaea telah bergerak pada permukaan Bumi secara terus-menerus sejauh beberapa sentimeter per tahun. Peristiwa ini juga menyebabkan perubahan perbandingan luas antara wilayah daratan dan lautan di Bumi.

 

 

Pada teori plat tektonik, Amerika Utara dan Selatan adalah bagian dari plat Amerika yang bergerak mendekati arah barat Mid-Atlantic Ridge Tengah, akibatnya ujung-ujung bagian barat plat ini terdorong mendekati plat-plat yang berdampingan di sebelah barat. Tabrakan plat-plat menghasilkan rantai-rantai pegunungan Cordilleran dan Andean. Sebuah parit dasar laut terletak di selat barat Amerika Utara dan yang lain terletak di kepulauan ‘Aleutian’ Alaska. Parit-parit ini ditafsirkan sebagai kemunculan subduksi plat litosfer ke barat.