Tenaga Endogen : Pengertian, Jenis/Macam, dan Proses Pembentukan Muka Bumi
Daftar Materi Geografi
1. Bentuk Muka Bumi
Bentuk muka bumi itu tidak rata atau bergelombang, terdiri dari daratan dan dasar lautan. Dasar lautan adalah muka bumi yang lebih rendah daripada daratan. Dasar lautan menjadi tempat menggenangnya air laut. Amati gambar bentuk bumi di daratan dan lautan berikut ini!
Daratan adalah bentuk muka bumi yang timbul di atas permukaan lautatau lautan. Daratan tersebut berupa benua dan pulau. Ketinggiannya 0 meter– 9.000 meter dari permukaan laut. Bentuk muka bumi di daratan menurut ketinggiannya terdiri atas berikut ini.
a) Dataran rendah pantai, tingginya antara 0 m – 200 m di atas permukaan laut.
b) Dataran tinggi, meliputi berikut ini.
(1) Pegunungan rendah, tingginya antara 201 m – 500 m di atas permukaan laut.
(2) Pegunungan menengah, tingginya antara 501 m – 1.500 m di atas permukaan laut.
(3) Pegunungan tinggi, tingginya lebih dari 1.500 m di atas permukaan laut.
(4) Gunung, yaitu bagian dari puncak pegunungan yang tingginya beragam. Gunung –gunung berpuncak tinggi umumnya dijumpai di daerah pegunungan tinggi dan pegunungan menengah.
(5) Lembah, ngarai, bukit, dan plato. Lembah adalah bagian permukaan bumi yang rendah, letaknya di antara lereng –lereng kaki pegunungan, gunung, atau bukit. Lembah yang curam, dalam, dan memanjang disebut ngarai atau canyon.
Bukita dalah gunung kecil disebut juga perbukitan. Umumnya terdapat di sekitar lokasi pegunungan rendah dan pegunungan menengah. Plato (plateau) adalah bagian muka bumi yang relatif datar dan tingginya melebihi 700 m di atas permukaan laut.
Berikut ini adalah gambaran (sketsa) bentuk daratan yang beragam.
Keterangan gambar:
1. Gunung
2. Keseluruhan bentuk pegunungan
3. Keseluruhan bentuk dataran rendah
4. Lembah –lembah di sela lereng –lereng kaki pegunungan
5. Ngarai di sepanjang bentukan graben
6. Perbukitan
7. Plato
Setiap ragam bentuk daratan mempunyai fungsi atau potensi menopang kehidupan manusia. Lebih –lebih jika bentang daratan itu memiliki iklim yang baik, seperti di bumi Nusantara kita. Iklim dikatakan baik apabila curah hujannya cukup banyak dan temperatur udara sedang.
Dengan demikian, memungkinkan tumbuh suburnya aneka jenis tumbuhan –tumbuhan serta hidupnya aneka jenis hewan. Iklim dikatakan kurang baik jika temperatur udara terlampau rendah (sangat dingin) atau terlampau tinggi dan jarang sekali turun hujan. Jika temperatur terlampau rendah maka vegetasinya akan jarang dan populasinya kecil.
Contohnya, daerah di lingkar Kutub Utara dan Kutub Selatan. Di Benua Antartika yang luasnya kurang lebih 14 juta km2, tumbuh –tumbuhan tidak tumbuh karena daratan seluruhnya tertutup es abadi. Jika temperatur udara terlampau tinggi dan jarang sekali turun hujan, daratan berbentuk bentangan gurun pasir yang gersang.
2. Tenaga Endogen
Endogen berasal dari suku kata endos yang berarti dalam, dan genos artinya asal. Tenaga endogen adalah tenaga yang berasal dari dalam perut bumi.
Proses endogen merupakan dinamika di dalam litosfer sebagai akibat proses fisika dan kimia, berupa tekanan terhadap lapisan –lapisan batuan pembentuk litosfer atau aktivitas magma.
Tenaga endogen berupa tekanan yang arahnya vertikal dapat mengakibatkan tonjolan di permukaan Bumi seperti kubah, sedangkan yang arahnya mendatar mengakibatkan lipatan –lipatan muka Bumi (jalur pegunungan lipatan), retakan bahkan pematahan lapisan –lapisan litosfer sehingga terbentuk sesar.
Secara umum, proses endogen dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu tektonisme, vulkanisme, dan gempa. Sebenarnya ketiga tenaga tersebut merupakan rangkaian proses alamiah yang saling berhubungan satu sama lain, yang dapat dijelaskan oleh salah satu teori dinamika Bumi yang dikenal dengan Teori Tektonik Lempeng (Plate Tectonic Theory).
a. Tektonisme
Tektonisme atau tenaga tektonik adalah tenaga geologi yang berasal dari dalam bumi dengan arah vertikal atau horizontal yang mengakibatkan perubahan letak lapisan batuan yang membentuk permukaan bumi. Proses ini menghasilkan lipatan dan patahan, baik dalam ukuran besar maupun ukuran kecil.
Gerakan tektonisme juga disebut dengan istilah dislokasi. Berdasarkan kecepatan gerak dan luas daerahnya, tektonisme dibedakan menjadi dua yaitu gerak epirogenetik dan orogenetik.
1) Gerak Epirogenetik
Gerak epirogenetik (gerak pembentuk kontinen atau benua) adalah gerakan yang mengakibatkan turun naiknya lapisan kulit bumi yang relatif lambat dan berlangsung lama di suatu daerah yang luas. Gerak epirogenetik dibedakan menjadi dua yaitu epirogenetik positif dan epirogenetik negatif.
Epirogenetik positif, yaitu gerak penurunan suatu daratan, sehingga kelihatannya permukaan air laut naik. Misalnya, turunnya pulau –pulau di Indonesia bagian timur (Kepulauan Maluku Barat Daya sampai ke Pulau Banda).
Epirogenetik negatif, yaitu gerak naiknya suatu daratan, sehingga kelihatannya permukaan air laut turun. Misalnya, naiknya Pulau Buton dan Pulau Timor.
2) Gerak Orogenetik
Gerak orogenetik adalah gerakan kulit bumi yang lebih cepat dan mencakup wilayah yang lebih sempit. Proses ini dapat menghasilkan pegunungan lipatan dan pegunungan patahan. Misalnya, pembentukan pegunungan –pegunungan yang ada di bumi, seperti Pegunungan Andes, Rocky Mountain, Sirkum Mediterania, dan Pegunungan Alpen.
Gerak orogenetik menyebabkan tekanan horizontal dan vertikal di kulit bumi, yang menyebabkan terjadinya dislokasi atau perpindahan letak lapisan kulit bumi. Peristiwa ini dapat menimbulkan lipatan dan patahan.
Lipatan (Fold)
Lipatan adalah suatu ketampakan yang diakibatkan oleh tekanan horizontal dan tekanan vertikal pada kulit bumi yang sifatnya elastis. Pada lipatan terdapat bagian yang turun dinamakan sinklinal dan yang terangkat dinamakan antiklinal.
Perbedaan tingkat keplastisan dan kekuatan tenaga tektonik menjadikan batuan terlipat dengan berbagai bentuk. Berikut ini jenis lipatan dilengkapi dengan gambar dan hasil proses lipatan :
a) Lipatan Tegak
Dihasilkan dari kekuatan yang sama yang mendorong dua sisi dengan seimbang.
b) Lipatan Miring
Ketika kekuatan tenaga pendorong di salah satunya sisi lebih kuat, maka akan menghasilkan kenampakan yang salah satu sisinya lebih curam.
c) Overfold
Saat tekanan bekerja pada salah satu sisi dengan lebih kuat, sisi tersebut akan terlipat sesuai arah lipatan.
d) Lipatan Recumbent Fold
Terbentuk pada saat lipatan yang satu menekan sisi yang lain, menyebabkan sumbu lipat hampir datar.
e) Lipatan Overthrust
Terbentuk ketika tenaga tekan menekan satu sisi dengan kuatnya hingga menyebabkan lipatan menjadi retak.
f) Nappe
Terbentuk setelah lipatan overthrust rusak sepanjang garis retakan.
Dalam perkembangannya, wilayah sinklinal maupun antiklinal mengalami proses perombakan oleh tenaga yang berasal dari luar Bumi. Contohnya, wilayah sinklinal mengalami perombakan sampai membentuk rangkaian pegunungan dan lembah berselang –seling yang selanjutnya disebut sinklinorium.
Begitu pula dengan antiklinal yang terombak hingga terbentuk rangkaian pegunungan dan lembah yang selanjutnya disebut antiklinorium.
Patahan/Sesar (Faoult)
Patahan adalah kulit bumi yang patah atau retak karena adanya pengaruh tenaga horizontal atau tenaga vertikal pada kulit bumi yang tidak elastis. Bidang yang mengalami keretakan atau patahnya kulit bumi disebut bidang patahan. Bidang patahan yang telah mengalami pergeseran disebut faoult atau sesar. Pergeseran tersebut terjadi secara vertikal atau horizontal.
Macam –macam sesar berdasarkan arah geraknya adalah sebagai berikut.
(1) Sesar Naik dan Sesar Turun
Bidang patahan yang atap sesarnya bergeser turun terhadap alas sesar disebut sesar turun, sedangkan yang atap sesarnya seakan –akan bergerak ke atas disebut sesar naik. Sesar naik disebut sesar sungkup apabila jarak pergeserannya sampai beberapa km dan bagian yang satu menutup bagian yang lain.
Contoh sesar di Indonesia adalah sistem patahan di Bukit Barisan (dari Sumatra Utara sampai ke Teluk Semangko di Sumatra Selatan). Daerah patahan ini dikenal dengan nama zone patahan Semangko.
(2) Graben dan Horst
Graben/slenk adalah sebuah jalur batuan yang terletak di antara dua bidang sesar yang hampir sejajar, sempit, dan panjang. Bagian yang meninggi atau muncul terhadap daerah sekitarnya disebut horst. Step faulting ialah sesar bentuk tangga.
Gambar di bawah ini adalah bagan graben, horst dan sesar bentuk tangga. Sebuah pegunungan yang mengandung banyak patahan disebut kompleks pegunungan patahan.
(3) Sesar Mendatar
Sesar mendatar adalah sesar yang tegak lurus dan bergeser secara horizontal walaupun ada sedikit gerak vertikal. Sesar jenis ini umumnya ditemui di daerah –daerah yang mengalami perlipatan dan pensesaran naik.
Sesar mendatar yang ukurannya besar terdapat di San Andreas (California), Filipina, dan Taiwan. Di Indonesia, sesar mendatar terdapat dalam lapisan neogen muda di daerah Kefamenanu, Timor.
b. Vulkanisme
Vulkanisme adalah semua peristiwa yang berhubungan dengan magma yang keluar mencapai permukaan bumi melalui retakan dalam kerak bumi atau melalui sebuah pita sentral yang disebut terusan kepundan atau diatrema. Magma yang keluar sampai ke permukaan bumi disebut lava.
Magma dapat diartikan sebagai bahan –bahan silikat pijar yang terdiri atas bahan padat (batuan), cairan, dan gas di dalam lapisan kulit bumi (litosfer). Berbagai macam gas yang terkandung dalam magma, antara lain uap air, oksida belerang (SO2), gas hidrokarbon atau asam klorida (HCL), dan gas hidrosulfat atau asam sulfat (H2SO4).
Salah satu akibat kegiatan vulkanisme adalah gunung api, yang mempunyai bentuk kerucut. Pada sisi lerengnya terdapat jurang –jurang yang merupakan jalan air atau lava menuju lembah. Kebanyakan gunung di Indonesia berupa gunung api.
Ada dua bentuk gerakan magma yang berhubungan dengan vulkanisme, yaitu intrusi dan ekstrusi magma.
1. Intrusi Magma
Magma dari dalam Bumi dapat mengalir menyusup di antara lapisan batuan tetapi tidak mencapai permukaan Bumi. Setelah membeku, penyusupan magma ini membentuk kenampakan sebagai berikut.
(1) Intrusi Datar (sill atau lempeng intrusi), yaitu magma menyusup di antara dua lapisan batuan, mendatar dan pararel dengan lapisan batuan tersebut.
(2) Lakolit, yaitu magma yang menerobos di antara lapisan bumi paling atas. Bentuknya seperti lensa cembung atau kue serabi.
(3) Gang (korok), yaitu batuan hasil intrusi magma yang menyusup dan membeku di sela –sela lipatan (korok).
(4) Diaterma adalah lubang (pipa) di antara dapur magma dan kepundan gunung api, bentuknya seperti silinder memanjang.
Bentukan hasil intrusi magma merupakan sumber mineral yang memiliki arti penting secara ekonomi. Di daerah intrusi tersebut, sering kali ditemukan berbagai mineral, seperti intan, tembaga, besi, emas, perak, mineral logam serta mineral lainnya.
2. Ekstrusi Magma
Ekstrusi magma terjadi bila magma keluar kepermukaan Bumi akibat tekanan dari dalam Bumi. Aktivitas ini bisa menimbulkan letusan (erupsi) pada gunung api. Materi hasil ekstrusi magma dapat berupa:
(1) Lava, yaitu magma yang keluar sampai ke permukaan bumi dan mengalir ke permukaan bumi.
(2) Lahar, yaitu material campuran antara lava dengan materi –materi yang ada di permukaan bumi berupa pasir, kerikil, debu, dan lain –lain dengan air sehingga membentuk lumpur.
(3) Eflata dan piroklastika yaitu material padat berupa bom, lapili, kerikil, dan debu vulkanik.
(4) Ekhalasi (gas) yaitu material berupa gas asam arang seperti fumarola (sumber uap air dan zat lemas), solfatar (sumber gas belereng), dan mofel (gas asam arang).
Ekstrusi identik dengan erupsi atau letusan gunung api yang dapat dibedakan menjadi dua, yaitu erupsi efusif dan eksplosif.
(1) Erupsi efusif, yaitu erupsi berupa lelehan lava melalui retakan atau rekahan atau lubang kawah suatu gunung api’
(2) Erupsi eksplosif, yaitu erupsi berupa ledakan dengan mengeluarkan bahan –bahan padat (Eflata/Piroklastika) berupa bom, lapili, kerikil, dan debu vulkanik bersama –sama dengan gas dan fluida.
Berdasarkan tempat keluarnya magma, erupsi dapat dibedakan menjadi empat, yaitu sebagai berikut:
(1) Erupsi linear, yaitu peristiwa keluarnya magma melalui celah atau retakan yang memanjang, sehingga membentuk deretan gunung api.
(2) Erupsi areal, yaitu letusan yang terjadi jika letak magma dekat dengan permukaan bumi, kemudian magma membakar dan melelehkan lapisan batuan yang berada di atasnya sehingga membentuk lubang yang besardi permukaan bumi.
(3) Erupsi sentral, jika letusan yang terjadi keluar melalui sebuah lubang yang membentuk gunung api yang terpisah –pisah. Erupsi sentral menghasilkan tiga bentuk gunung api, yaitu sebagai berikut.
(a) Gunung api perisai (Shield Volcanoes), yaitu sebuah gunung api yang beralas luas dan berlereng landai, merupakan hasil erupsi efusif magma yang cair. Contohnya, gunung api yang tersebar di kepulauan Hawaii.
(b) Gunung api maar, merupakan hasil erupsi eksplosif yang tidak terlalu kuat dan hanya sekali saja. Contohnya, Gunung Lamongan JawaTimur dengan kawahnya Klakah.
(c) Gunung api strato atau kerucut, merupakan hasil campuran, efusif dan eksplosif yang berulang kali. Gunung api ini berbentuk kerucut dan badannya berlapis –lapis. Akibat erupsi yang berpindah –pindah pusatnya, menyebabkan di sana sini terbentuk kerucut –kerucut gunung api, sehingga bentuk gunung api tersebut tidak teratur.
Sebagian besar gunung api di Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara dan Maluku termasuk gunung api kerucut. Misalnya Gunung Kerinci, Merapi, Ciremai, Semeru, Batur, Tangkuban Perahu, dan Gunung Fujiyama di Jepang.
(d) Erupsi freatik, yaitu letusan yang berasal dari dalam lapisan litosfer akibat meningkatnya tekanan uap air.
c. Gempa Bumi
Gempa adalah suatu sentakan asli yang terjadi di bumi, bersumber dari dalam bumi yang kemudian merambat ke permukaan (Katilli, 1966). Pada saat gempa bumi terjadi, yang dapat kita rasakan adalah getaran bumi di tempat kita berpijak. Ilmu yang mempelajari gempa bumi dinamakan seismologi.
Menurut jenisnya gempa bumi ada empat macam, sebagai berikut.
1) Gempa Bumi Runtuhan/Terban
Gempa bumi runtuhan terjadi akibat jatuhnya massa tanah di bagian atas rongga dalam bumi, biasanya terjadi di gua, di daerah pertambangan, lereng tebing yang curam, dan di daerah karst. Runtuhan yang terjadi di daerah –daerah tersebut sering menimbulkan getaran gempa yang dikelompokkan ke dalam gempa bumi runtuhan.
2) Gempa Bumi Tektonik
Gempa bumi tektonik disebabkan adanya pergeseran –pergeseran di dalam bumi secara tiba –tiba. Gejala ini sangat erat hubungannya dengan pembentukan pegunungan yang biasanya diikuti dengan pembentukan sesar –sesar baru.
Ketegangan –ketegangan yang terjadi di dalam bumi akan mengaktifkan kembali sesar –sesar lama yang sudah tidak aktif. Apabila pergerakan tersebut cukup besar dan terekam oleh seismograf akan menyebabkan terjadinya gempa bumi tektonik.
3) Gempa Bumi Vulkanik
Gempa bumi vulkanik adalah gempa yang disebabkan adanya aktivitasvulkanisme atau letusan gunung api. Gempa ini hanya terasa di sekitar gunungapi itu saja, dan dapat terjadi sebelum, selama atau sesudah letusan gunung api.
Gempa ini terjadi karena adanya getaran dalam bumi yang disebabkan oleh gesekan magma dengan dinding batuan yang diterobos pada saat magma naik ke permukaan, di samping adanya tekanan gas pada saat terjadinya peledakan hebat.
4) Gempa Bumi Tumbukan
Gempa ini terutama disebabkan oleh meteor besar yang jatuh ke bumi. Gempa seperti ini jarang terjadi.
Pusat gempa di bawah permukaan bumi disebut hiposentrum, dari hiposentrum, gelombang menjalar ke segala arah. Ada dua bentuk hiposentrum, yaitu hiposentrum garis dan titik. Hiposentrum berbentuk garis jika penyebabnya patahan kerak bumi dan hiposentrum berbentuk titik jika penyebabnya gunung api atau tanah longsor.
Berdasarkan kedalaman hiposentrumnya gempa bumi dibedakan menjadi 3 sebagai berikut.
1) Gempa bumi dalam, gempa ini memiliki kedalaman hiposentrum lebih dari 300 km. Letak hiposentrum yang dalam mengakibatkan gempa ini tidak begitu mengguncang permukaan bumi. Contohnya adalah gempa yang pernah terjadi di bawah Laut Jawa, Laut Flores, dan Laut Sulawesi.
2) Gempa bumi menengah, gempa ini memiliki kedalaman hiposentrum antara 100 -300 km. Contoh gempa ini pernah terjadi di selatan Jawa, Nusa Tenggara, Maluku, dan Teluk Tomini. Gempa bumi ini biasanya menimbulkan kerusakan ringan.
3) Gempa bumi dangkal, gempa ini memiliki kedalaman hiposentrum kurang dari 100 km. Gempa bumi ini berbahaya sebab dapat menimbulkan kerusakan besar, seperti yang terjadi di Yogyakarta dan sebagian Jawa tengah pada bulan Mei tahun 2006.
Getaran yang disebabkan oleh gempa bumi dapat merambat melalui 3 macam gelombang gempa, sebagai berikut.
1) Gelombang longitudinal yaitu gelombang gempa yang merambat dari sumber gempa ke segala arah, dengan kecepatan 7 -14 km per detik. Gelombang inilah yang pertama dicatat oleh seismograf dan yang pertama kali dirasakan orang di daerah gempa, sehingga dinamakan gelombang primer.
2) Gelombang transversal, yaitu gelombang yang sejalan dengan gelombang primer dengan kecepatan 4-7 km per detik, dinamakan juga gelombang sekunder.
3) Gelombang panjang atau gelombang permukaan, yaitu gelombang gempa yang merambat di permukaan bumi dengan kecepatan sekitar 3,5-3,9 km per detik. Gelombang inilah yang paling banyak menimbulkan kerusakan.
Dalam seismogram, gelombang longitudinal dicatat sebagai fase pelopor pertama, sedangkan gelombang transversal yang datang kemudian dicatat sebagai pelopor kedua. Fase dari gangguan utama dimulai dengan tibanya gelombang –gelombang permukaan.
Perbedaan waktu antara tibanya pelopor pertama dan kedua serta gangguan utama dipakai sebagai dasar menentukan jarak episentrum yang dapat dihitung dengan menggunakan rumus Laska sebagai berikut.
D Δ = ((S – P) – 1)) x megameter |
Keterangan:
D = jarak episentral dalam megameter
S – P = perbedaan waktu tibanya gelombang pertama dan kedua dalam menit
1= satu menit merupakan pengurangan tetap
1 megameter = 1.000 kilometer
Contoh:
Di stasiun gempa, pelopor pertama tercatat pada pukul 10.02 dan pelopor kedua tercatat pada pukul 10.08. Berdasarkan rumus Laska, berapa jarak episentrumnya?
Jawab :
S –P = 6 menit
D = (6 – 1) × 1 megameter = 5 megameter = 5.000 kilometer
Jadi, jarak episentrum gempa adalah 5.000 km.
Getaran gempa ada yang arahnya horizontal dan ada yang vertikal. Alat pencatat gempa juga ada dua macam, yaitu seismograf horizontal dan seismograf vertikal.
1) Seismograf Horizontal
Seismograf horizontal terdiri atas massa stasioner yang digantungkan pada tiang dan dilengkapi engsel ditempat massa itu digantungkan serta jarum di bagian bawah massa tersebut. Apabila terjadi gempa massa itu tetap diam (stationer), dan tiang serta silinder di bawahnya bergetar denganbumi. Akibatnya, terdapat goresan pada silinder berlapis jelaga. Goresan pada silinder itu berbentuk garis patah yang dinamakan seismogram.
2) Seismograf Vertikal
Pada seismograf vertikal, massa stasioner digantung pada pegas, gunanya untuk meramalkan gravitasi bumi. Pada waktu getaran vertical berlangsung, tempat massa itu digantung serta silinder alat pencatat ikut bergoyang, namun massa tetap stasioner, sehingga terdapat seismogram pada alat pencatat.
