BAB I STRUKTUR BUMI

Geologi adalah suatu bidang Ilmu Pengetahuan Kebumian yang mempelajari segala sesuatu mengenai planet bumi beserta isinya yang pernah ada. Merupakan kelompok ilmu yang membahas tentang sifat-sifat dan bahan-bahan yang membentuk bumi, struktur, proses-proses yang bekerja baik di dalam maupun di atas permukaan bumi, kedudukannya di Alam Semesta serta sejarah perkembangannya sejak bumi ini lahir di alam semesta hingga sekarang

Geologi rekayasa adalah penerapan ilmu geologi dalam praktek rekayasa untuk tujuan menjamin faktor-faktor geologi yang mempengaruhi lokasi desain, konstruksi, operasi dan perawatan pekerjaan rekayasa telah dikenali dan diperhitungkan dengan matang. Penelitian geologi rekayasa dapat dilakukan pada waktu perencanaan, analisa dampak lingkungan, desain rekayasa sipil dan rekayasa optimasi. Penelitian geologi rekayasa dapat dilakukan oleh seorang ahli geologi atau ahli geologi rekayasa terdidik, tenaga profesional yang terlatih dan memiliki kemampuan untuk mengenali dan menganalisa bahaya geologi serta kondisi geologi yang merugikan.

Ahli geologi rekayasa menyelidiki dan memberikan pertimbangan, analisa dan desain dari sudut pandang geologi dan geoteknik. Pekerjaan yang dilakukan oleh ahli geologi rekayasa mencakup ; penyelidikan bahaya geologi, geoteknik, sifat-sifat materi, stabilitas longsoran dan lereng, erosi, banjir, kekeringan, seismik, dll. Keseluruhan tujuan tersebut adalah untuk melindungi jiwa dan harta benda dari kerusakan serta untuk mencari solusi bagi masalah-masalah geologi.

1.1 Susunan Kulit Bumi Menurut teori yang telah diterima secara umum, bumi terbentuk 4.5milyar tahun yang lalu dari suatu bola api pijar yang terdiri dari gas kosmis dan debu luar angkasa. Mendinginnya massa ini membentuk atmosfer, hidrosfer dan litosfer. Atmosfer adalah selubung gas yang mengelilingi hidrosfer (zona air seperti lautan dan danau) dan litosfer (kerak bumi dan massa bagian dalam)

Ditinjau dari geologi, struktur bumi terdiri dari beberapa lapisan, seperti terlihat pada gambar 1, yaitu : Inti, yang terdiri dari dua bagian. Inti bagian (inner core) dalam yang bersifat padat dan ditafsirkan terdiri terutama dari unsur besi, dengan jari-jari 1216 km, dan inti bagian luar (outer core) berupa lelehan (cair), dengan unsur-unsur metal mempunyai ketebalan 2270 km. Mantel bumi (mantle) setebal 2885 km, terdiri dari batuan padat. Kerak bumi (crust/litosphere), yang relatif ringan dan merupakan kulit luar dari bumi dengan ketebalan berkisar antara 5 – 40 km. Pada bagian ini terdapat tectonic plate. Lithosphere bumi terpecah-pecah dalam bagian yang disebut tectonic plate. Pergerakan plate-plate ini di sebabkan oleh bagian lithosphere yang lebih keras dan berat jenis yang rendah dibandingkan asthenosphere. Dengan adanya dissipasi (pelepasan) energi mantle bumi, maka plate-plate ini dapat bergerak.

Dengan adanya dissipasi (pelepasan) energi mantle bumi, maka plate-plate ini dapat bergerak. Perbedaan kepadatan pada mantle bumi mengakibatkan adanya konveksi yakni pelepasan energi dari mantle ke plate tektonik. Pola pergerakan plate ini sama dengan pola konveksi dalam mantle bumi. Pergerakan plate-plate ini antara 50 – 100 mm per tahun. Plate Cocos memiliki pergerakan paling cepat sekitar 75 mm pertahun, kemudian Plate Pasific sekitar 59 – 62 mm per tahun. Sebaliknya pergerakan plate yang paling lambat adalah plate Eurasia dengan 12 mm per tahun.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, terdapat plate tektonik utama, yaitu: Plate Afrika yang meliputi Afrika (Plate Continent) Plate Antartika meliputi Antartika (Plate continent) Plate Australia India meliputi anak benua India dan sebagian samudera India (Plate Continent) Plate Eurasia meliputi Asia dan Eropa (Plate Continent) Plate Amerika Utara meliputi Amerika Utara dan Timur Laut Siberia (plate continent) Plate Amerika Selatan meliputi Amerika Selatan (Plate Continent) Plate Pasifik meliputi Samudera Pasifik (Plate Oceanic Plate tektonik yang kecil adalah: Plate Arabia, Plate Carribia, Plate Nazca di lepas pantai barat Amerika Selatan, Plate Filipino di Filipina dan Plate Scotia di Selatan Samudera Atlantik.

1.2. Pergerakan Tectonic Plate Tectonic plate bergerak satu sama lain pada garis pertemuan (boundaries). Ada tiga jenis boundary, yakni: Convergent boundary, yaitu dua plate bergerak saling bertabrakan pada boundary. Bentuk dari convergent boundary ditentukan oleh jenis lithosophere pada plate yang bertabrakan. Jika plate oceanic yang padat bertemu dengan plate continent yang kurang padat, maka plate oceanic akan menyusup ke bawah plate continent dan membentuk zona subduksi,lihat Gambar 3. Fenomena ini nampak sebagai palung laut (Ocean trench) pada plate oceanic, dan pegunungan pada plate continent.

Contoh dari zona subduksi adalah subduksi antara Plate Australia yang oceanic dengan Plate Eurasia yang continent, dimana terjadi pegunungan dengan beberapa gunung dengan aktifitas vulkanik di sepanjang pesisir barat Sumatera, Selatan Jawa, Bali dan Nusa Tenggara Barat,serta adanya palung laut di selatan Pulau Jawa Ketika dua plate continent bertabrakan sehingga salah satunya tertekan, menyusup ke bawah plate lainnya, maka akan menciptakan barisan pegunungan yang besar (Gambar 4). Contohnya adalah pegunungan Himalaya dan Plate Tibet yang terbentuk dari Plate India yang menyusup ke Bawah Plate Eurasia.

Ketika dua plate oceanic bertabrakan dimana plate satu menyusup ke bawah plate lain, maka akan tercipta barisan pulau-pulau (Gambar 5). Contoh kepulauan Jepang yang terbentuk dari Plate Oceanic Filipino yang membentur Plate Oceanic Eurasia.

Divergent boundary : dua plate bergerak saling menjauh Divergent boundary : dua plate bergerak saling menjauh. Ruang tercipta diantara kedua plate ini akan terisi oleh material baru hasil dari magma. Fenomena ini adalah juga penyebab mengapa dasar samudra mengembang. Contoh: Great Rift Valley di Afrika Timur yang diakibatkan oleh Plate Arab dan Plate Afrika bergerak saling menjauh. Lainnya adalah Alfagja rift Valley di Barat Daya Islandia yang merupakan divergent boundary antara Plate Eurasi dan Plate Amerika Utara. Lihat Gambar 7.

Transform boundary, yaitu dua plate bergerak lateral satu sama lain, bergeser satu sama lain. Dikarenakan friksi, kedua plate ini tidak secara mudah bergeser. Tegangan yang terjadi satu sama mengakibatkan adanya pelepasan energi jika regangan yang dihasilkan melewati ambang batas regangan batuan pada plate-plate tersebut. Ketika ini terjadi, energi yang terlepas menjadi penyebab terjadinya earthquake (gempa). Fenomena gempa adalah hal yang biasa terjadi di sepanjang boundary ini. Contoh dari transform boundary, seperti ditunjukkan pada Gambar 8, adalah San Andreas Fault yang terletak di pantai barat Amerika Utara. Plate Pasifik dan Plate Amerika Utara saling bergesekan. Contoh lain adalah Fault Alpine di Selandia Baru, dan Fault Anatolia Utara di Turki.

Pada umumnya, plate boundary ini menjadi sumber terjadinya gempa, aktifitas vulkanik, pembentukan gunung, dan palung samudera (ocean trench), lihat Gambar 9.

1.3. Plate Tectonic di Indonesia

Pada gambar 10, Terdapat boundary-boundary tectonic yang tentunya menjadi sumber terjadinya gempa, aktifitas vulkanik, pertumbuhan gunung, dan palung laut. Subduksi Plate Australia terhadap Plate Eurasia menghasilkan barisan gunung api di pesisir barat Sumatera, memanjang hingga Selatan Jawa, Bali, dan Nusa Tenggara Barat. Peristiwa meletusnya Krakatau pada tahun 1883, dan disusul oleh pertumbuhan gunung baru (Anak Krakatau) di Selat Sunda menjadi tanda begitu aktifnya subduksi yang terjadi. Gempa bumi di Andaman dan Aceh disusul Tsunami pada tahun 2004, Gempa di Mentawai kemudian Tsunami Pangandaran (2005), Meletusnya Gunung Merapi dan Gempa Jogjakarta (2006), dan Gempa Jawa tahun 2009, adalah fenomena subduksi dari dua plate ini

Adanya tectonic boundary antara plate Australia, Filipino, Pasifik, pada daerah Laut Maluku dan Timur Sulawesi Utara juga tercatat paling aktif menghasilkan gempa. Selain itu, Gunung-Gunung Api tersebar di daerah ini, mulai di Sulawesi Utara, Sangihe Talaud, Ternate, dan Halmahera (Segitiga Gamkonora). Pertemuan Plate Australia dan Eurasi di daerah Laut Banda telah menghasilkan palung laut yang sangat dalam (Palung Banda--kedua terdalam setelah Palung Mariana di Filipina). Pulau-pulau di kepulauan Maluku juga merupakan fenomena tectonic boundary ini.

Ketika Plate Pasific bertemu dengan Plate Australia, fenomena gempa dan barisan pegunungan menghampar di daerah Kepala Burung dan Utara Papua. Gempa di Manokwari, Nabire, serta pegunungan Jayawijaya adalah hasil dari subduksi. Oleh karena itu, memahami prilaku plate tectonic yang memiliki boundary di Indonesia dengan segala konsekuensinya, utamanya gempa bumi,maka perencanaan konstruksi harus didasarkan pada pertimbangan ketahanan gempa yang dibutuhkan. SNI 2002 mengenai Perencanaan Bangunan Tahan Gempa telah memuat peta gempa di Indonesia, gambar 11. Lokasi yang akan dijadikan lokasi bangunan dan konstruksi sipil harus memperhitungkan pengaruh gempa dan mendesain konstruksi yang adaptif terhadap gempa.