ANIMASI GEOGRAFI-24

Zona subduksi terjadi ketika lempeng samudra bertabrakan dengan lempeng benua, dan menelusup ke bawah lempeng benua tersebut ke dalam astenosfer. Lempeng litosfer samudra mengalami subduksi karena memiliki densitas yang lebih tinggi. Lempeng ini kemudian mencair dan menjadi magma.
Subduksi menyebabkan terbentuknya palung laut, misalnya palung Mariana, serta menyebabkan terbentuknya pegunungan. Gunung berapi yang terjadi sepanjang zona perbatasan ini, seperti misalnya Puncak Saint Helens dan Krakatau, disebut sebagai gunung berapi zona subduksi.

Zone kegempaan dunia
Gempa bumi tektonik hebat, biasanya terjadi di sepanjang kawasan penujaman lempeng tektonik yang disebut kawasan subduksi. Puluhan lempeng tektonik setebal sampai 80 km, mengapung di atas inti Bumi dan bergerak saling menabrak atau menjauh. Inilah zone gempa bumi risiko tinggi. Gempa tektonik di Aceh yang disusul Tsunami dahsyat, kembali mengingatkan seluruh warga Indonesia, bahwa mereka hidup di kawasan kegempaan risiko tinggi. Artinya, bahaya gempa tektonik kuat, tsunami atau juga letusan gunung api tetap mengancam setiap waktu. Gempa bumi tektonik hebat, biasanya terjadi di sepanjang kawasan penujaman lempeng tektonik yang disebut kawasan subduksi. Ciri khas dari kawasan subduksi, antara lain terbentuknya palung laut dalam serta rangkaian pegunungan di sepanjang zone subduksi. Di Indonesia, zone subduksi di sepanjang palung Jawa di samudra Hindia yang membentang dari Aceh hingga Flores, tetap merupakan kawasan kegempaan aktif. Tentu saja orang awam sulit membayangkan, bagaimana zone gempa bumi atau aktivitas gunung api dapat muncul di sebagian besar wilayah Indonesia. Juga para ahli geologi baru menegaskan keberadaan kawasan gempa, zone subduksi dan keberadaan lempeng tektonik pada tahun 1960 yang lalu. Landasannya adalah teori lempeng tektonik yang diperkenalkan oleh ahli meteorologi dan geologi Jerman, Alfred Wegener pada tahun 1912. Inti dari teorinya, kerak Bumi sebetulnya terdiri dari lempengan-lempengan besar, yang seolah mengapung dan bergerak pada lapisan inti Bumi yang lebih cair. Untuk membuktikan teori Wegener tsb, para pakar geologi di seluruh dunia memerlukan waktu hampir setengah abad. Mula-mula, teori mengenai lempengan kerak Bumi yang terus bergerak amat sulit diterima. Sejak berabad-abad diyakini, posisi benua-benua di Bumi adalah tetap. Baru sesudah teori lempeng tektonik dari Wegener terbukti, bahwa kerak Bumi memang terpecah-pecah dalam lempengan-lempengan tektonik yang saling menjauh, bertabrakan atau bergesekan satu sama lainnya, dikembangkan teori zone kegempaan, zone gunung api aktif serta ancaman bahaya di sekitarnya.

Ring of Fire

Zone subduksi maupun pemisahan lempeng tektonik yang paling aktif dan terkenal adalah yang disebut kawasan Circum Pasifik. Kawasan yang disebut cincin api Pasifik tsb, paling sering memicu gempa bumi hebat dan juga tsunami dahsyat. Cincin api Pasifik membentang diantara subduksi maupun pemisahan lempeng Pasifik dengan lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia, lempeng Amerika Utara dan lempeng Nazca yang bertabrakan dengan lempeng Amerika Selatan. Jadi cakupannya amat luas, membentang dari mulai pantai barat Amerika Selatan, berlanjut ke pantai barat Amerika Utara, melingkar ke Kanada, semenanjung Kamsatschka, Jepang, Indonesia, Selandia baru dan kepulauan di Pasifik Selatan. Zone kegempaan dan gunung api aktif Circum Pasifik amat terkenal, karena setiap gempa hebat atau tsunami dahsyat di kawasan tsb, dipastikan menelan korban jiwa manusia amat banyak. Contoh paling akhir adalah gempa hebat berkuatan 9.0 pada Skala Richter di Samudra Hindia di lepas pantai sejauh 160 km dari Aceh pada tanggal 26 Desember lalu. Gelombang tsunami yang dipicu gempa hebat itu, melanda 12 negara di Asia dan Afrika hanya dalam waktu sekitar lima jam. Jumlah korban tewas juga amat luar biasa, yakni sekitar 200.000 orang, lebih dari separuhnya di Aceh. Bagi Indonesia, ini merupakan gempa dan tsunami terhebat kedua setelah meletusnya gunung api Kratakatu pada tahun 1883 lalu, yang menewaskan lebih dari 36.000 orang. Tentu muncul pertanyaan selanjutnya, bagaimana mekanisme gempa di kawasan subduksi tsb? Mengapa gempa atau aktivitas gunung api, justru muncul di kawasan tsb? Mengacu pada teori tektonik lempeng dari Wegener, sejak beberapa ratus juta tahun lalu kerak Bumi terpecah-pecah menjadi lempengan-lempengan yang mengapung di atas inti yang lebih cair. Ketebalan kerak Bumi ini dapat mencapai 80 kilometer, namun banyak yang lebih tipis lagi. Para ahli geologi mencatat terdapatnya beberapa lempengan tektonik yang ukurannya amat besar, antara lain lempeng Pasifik, lempeng Indo-Australia, Lempeng Amerika Selatan dan Utara, lempeng Eurasia, Lempeng Afrika, lempeng Antartika dan lempeng Arab. Jika lempeng tektonik raksasa itu saling bertumbukan akan terjadi penujaman. Berdasarkan hukum fisika sederhana, lempengan yang berat jenisnya lebih tinggi atau massanya lebih besar, akan menujam ke bawah lempengan yang lebih ringan. Karena mengapung di atas cairan inti Bumi, setiap lempengan juga bergerak amat lambat saling mendesak. Atau saling terpisah, seperti di patahan Pasifik timur. Di kawasan pemisahan lempeng tektonik, terjadi aktivitas magmatis berupa penambahan landas samudra. Pergerakan tektonik ini memang amat lambat, rata-rata hanya satu sampai 10 sentimeter per tahun, atau setara dengan kecepatan tumbuhnya kuku manusia. Misalnya saja di kawasan pusat gempa Aceh, lempeng Indo-Australia bergerak sekitar enam sentimeter per tahun ke arah utara mendesak lempeng Eurasia.

Bergerak lambat

Akan tetapi, pergerakan amat lambat itu, menimbun energi amat dahsyat secara pelan-pelan, di kedalaman sampai 80 km. Jika dua lempeng tektonik bertumbukan, di sepanjang zone tumbukannya biasanya juga muncul aktivitas gunung api. Ini merupakan mekanisme yang logis, karena kerak Bumi di zone itu juga terangkat, sehingga magma dari inti Bumi dapat naik melalui patahan-patahan raksasa. Dengan mekanisme itu pula, dapat diterangkan mengapa di Indonesia terdapat sedikitnya 128 gunung api aktif yang sewaktu-waktu dapat menjadi ancaman bencana alam. Alam bergerak sangat lambat, dan manusia tidak merasakannya. Namun jangan dilupakan, di balik kelambatan gerak itu, terhimpun energi mahabesar. Jika tekanan dan regangan tumbukan dua lempeng tektonik mencapai titik jenuh, biasanya akan terjadi gerakan kerak bumi secara tiba-tiba. Inilah yang disebut gempa bumi. Dalam kejadian gempa Aceh misalnya, zone subduksi sepanjang seribu kilometer tiba-tiba bergerak beberapa meter, dan melepaskan energi setara dengan letusan 10.000 bom atom. Untuk mengukur kekuatan gempa bumi, banyak standar yang digunakan, namun yang paling populer adalah yang disebut skala Richter. Gempa Aceh tanggal 26 Desember 2004 berkekuatan 9.0 pada skala Richter, yang berarti munculnya kerusakan total di kawasan sekitar gempa. Kapan akan terjadinya gempa, amat sulit diramalkan. Sebab, gempa dapat terjadi kapanpun dan dimanapun di seluruh zone kegempaan dunia. Para pakar kegempaan menyusun berbagai teori baru, menyangkut kemungkinan terjadinya gempa bumi. Yang paling aktual adalah teori domino gempa Bumi, yakni satu gempa di kawasan tertentu dapat memicu gempa di kawasan lainnya. Namun tidak selalu pola terjadinya gempa Bumi mengikuti teori tsb. Banyak gempa yang tiba-tiba mengguncang dengan kekuatan luar biasa. Memang gempa hebat di dasar laut, yang memicu tsunami dahsyat seperti yang terjadi di Samudra Hindia amat jarang terjadi. Namun tentu saja semua itu tidak boleh mengendurkan kewaspadaan. Walaupun dihadapi berbagai keterbatasan, tapi sistem peringatan dini baik untuk gempa maupun tsunami tetap penting.
Dampak tumbukan lempeng tektonik

Setengah abad lalu, para ahli geologi dan geofisik membuktikan bahwa lapisan kerak Bumi atau litosfir terdiri dari puluhan lempengan besar dan kecil yang mengambang pada cairan magma. Lapisan kerak Bumi yang ketebalannya rata-rata 100 kilometer itu bergerak saling menjauh, atau saling mendekat dan tidak jarang bertabrakan. Apa yang terjadi jika dua atau lebih lempeng tektonik bertumbukan ?. Dalam waktu singkat memang sulit melihat dampaknya. Karena lempeng tektonik itu bergerak dalam kecepatan amat lambat, yakin hanya beberapa sentimeter setahunnya. Para ahli geologi dari pusat penelitian Geomar di Universitas Kiel Jerman, yang meneliti tumbukan lempeng Cocos dan lempeng Karibia di Costa Rica melaporkan beberapa bukti baru. Dengan metode pengukuran geofisik, untuk pertama kalinya dibuktikan, bahwa lempengen tektonik ketika menumbuk lempeng kontinen, mengikis material dari lapisan bawah lempeng kontinen. Lempeng tektonik Cocos yang berat jenisnya lebih kecil dari lempeng kontinen Karibia, menyusup miring ke bawah lempeng kontinen. Tumbukan ini disebut subduksi. Dampak timbal balik dari subduksi pada kedalaman lebih dari 100 kilometer itu, terlihat sepanjang puluhan kilometer di atas permukaan. Yakni dalam bentuk rangkaian pegunungan berapi, akibat meleburnya batuan, cairan dan gas di zone subduksi tadi. Juga kawasan tumbukan semacam itu merupakan kawasan pusat kegempaan dunia. Yang lebih dramatis lagi pada zone subduksi di Costa Rica, adalah munculnya palung sedalam rata-rata 4.000 meter dan pegunungan di laut dalam. Lempeng tektonik Cocos menabrak frontal lempeng kontinen Karibia dengan kecepatan 9 sentimeter per tahun. Kapal penelitian Jerman, Sonne berhasil mengukur kontur pegunungan di laut dalam itu. Lebarnya antara 10 sampai 20 kilometer dan tinggi pegunungannya antara 1000 sampai 2500 meter. Semuanya berada di bawah permukaan laut, dan menunjukan aktifitas subduksi lempeng tektonik. Di pinggiran zone tumbukan, para ahli menemukan sedimen batuan lunak. Namun ketika tumbukan mencapai zone inti kontinen, yang terdiri dari batuan keras, tidak ditemukan kondisi dramatis seperti diperkirakan semula. Akibat tekanan amat besar di zone tumbukan itu, muncul cairan yang berfungsi seperti pelumas. Dengan demikian deformasi dan erosi batuan tidak sehebat yang diduga, karena adanya efek pelumasan tadi. Akan tetapi sedimen dari dasar lautan ditekan naik sampai ke puncak gunung di bawah laut dan pecah di sana. Juga lapisan di bawah lempeng kontinen, digerus hebat oleh subduksi lempeng Cocos tsb. Hasil erosinya tertekan ke atas permukaan membentuk sedimen batuan muda di sepanjang zone subduksi. Yang lebih menarik lagi, pengukuran menggunakan sonar di kawasan subduksi ini menemukan lensa batuan raksasa sepanjang 15 kilometer selebar 1,5 kilometer. Para ahli bertanya-tanya dari mana asal lensa raksasa ini. Banyak teori subduksi yang tidak cocok diterapkan untuk menerangkan fenomena tsb.
Secara umum, penelitian zone subduksi di Costa Rica berhasil menghimpun data perubahan sifat material akibat penujaman dua lempeng tektonik, serta mekanisme perpindahan fluida di dalam inti Bumi. Yang lebih penting lagi adalah diperolehnya pengetahuan mengenai gerakan material di kawasan subduksi, yang mempengaruhi munculnya gempa besar. Sejak lama para ahli geofisik memang meneliti fenomena gempa hebat di kawasan Pasifik dan Laut Tengah. Mengapa di kedua kawasan itu seringkali dilepaskan energi seismik amat dahsyat. Selain itu para ahli juga hendak meneliti fenomena Tsunami. Karena tidak semua gempa hebat di zone subduksi memicu munculnya tsunami atau gelombang pasang akibat gempa. Semakin tinggi resolusi data refleksi seismiknya, ditunjang semakin tinggi kinerja komputer untuk menganalisisnya, semakin banyak rincian data yang diperoleh para ahli. Tujuan para ahli terus meneliti sifat pergerakan lempeng tektonik ini adalah untuk mengenal mekanismenya. Sasarannya adalah untuk membuat pra-kiraan terjadinya bencana alam, khususnya gempa bumi dan aktivitas gunung api. Namun penelitian ilmiah semacam itu memang tidak menarik secara ekonomis. Para peneliti geofisik pergerakan lempeng tektonik menyebutkan, peralatan standar maupun metode yang diterapkan, amat jauh ketinggalan dibanding metode dan peralatan yang digunakan industri minyak multinasional.
Konfigurasi tektonik pulau jawa yang terlihat saat sekarang adalah akibat adanya pergerakan dua lempeng yang bergerak saling mendekat dan mengalami tabrakan, dimana proses tersebut relatif bergerak menyerong (oblique) antara lempeng samudra hindia pada bagian barat daya dan lempeng Benua Asia bagian tenggara (eurasian), dimana lempeng samudra hindia akan menyusup ke lempeng asia tenggara. Pada zone subduksi akan dihasilkan palung jawa (Java trench) dengan pergerakan relatif 7 cm/a. Pada zone subduksi terdiri dari “Acctionary Complex ” yang materialnya secara garis besar dari lantai samudra india pada busur muka jawa. Pertemuan kedua lempeng tektonik tersebut akan menghasilkan beberapa elemen regional, berikut dijelaskan berturut-turut dari java trench dibarat daya sampai timur laut adalah :

1. Outer arc, dimana pada pulau jawa tidak terbentuk pulau-pulau lepas pantai nemun berupa punggungan pada permukaan laut, hal ini dapat terjadi karena adanya pengaruh kecepatan lempeng yang akan mempengaruhi tektenik, pola sedimentasinya serta struktur pada daerah atas zone subduksinya.

2. Fore arc basin terbentuk sepanjang batas tumbukan lempeng yang letaknya dekat dengan zone penunjaman dan letaknya antara busur luar non vulkanik (outer arc) dan busur vulkanik. Pada pulau jawa, fore arc basin membentang luas pada lempeng benua dan terbentuk pada akhir palageogen berupa sedimen recent dan terjadi karena proses pemekaran lantai samudra pada oligecen dan diikuti dengan uplift dan erosi secara regional.

3. Adanya busur vulkanik aktiv (Vulcanic active arc), terbentuk akibat adanya perpanjangan zone subduksi “sunda arc system”. Akibat tumbukan dua lempeng tersebut akan mengakibatkan berkurangnya gerak lempeng hindia-australia ke utara, sehingga akan mengakibatkan adanya adanya gerak berlawanan jarum jam (gerak rotasi) dari lempeng datarnn sunda sehingga akan terbentuk jalur sesar naik (thrust) dari sebelah barat jawa dan bergerak relatif ke utara (Babaris sampai Kendeng Thrust) dan diperpanjang hingga bali (Bali Thrust) dan sampai Flores (flores trhust). Pada miosen tengah lempeng mengalami percepatan hingga akan terjadi pembentukan busur magma di sebelah selatan jawa dan pengaktifan kembali sesar-sesar disertai dengan kegiatan volkanisme (berupa intrusi dan pembentukan gunung api).

4. Disebelah utara busur jawa dan pada laut jawa cekungan busur belakng ., pada lempeng benua dihasilkan pada paparan sunda dan lempeng samudtra padasebelah utara bali dan flores> Cekungan pada paparan sunda dibentuk pada palageogen akhir sebagai “rift basin” dan kemudian pada Neogen akhir prosesnya dipengaruhi oleh tekanan pada sunda orogency dan selanjutnya terdeformasi menjadi tight hingga lipatannya membentuk isoclinal. Yang termasuk pada Cekungan busur dalam (back arc basin) ialah Cekungan Jawa barat (meliputi Cekungan sunda di sebelah barat, Cekungan belintang di timur laut, dan Cekungan cirebon di bagian timur) dan Cekungan Jawa timur (meliputi Cekungan jawa tengah bagian utara dan Cekungan madura.