Teori Tektonik Lempeng

SEJARAH PERKEMBANGAN TEORI TEKTONIK LEMPENG

1.             TEORI ALFRED LOTHAR WEGENER

Awalnya Wegener terkesan dengan kesamaan garis pantai timur Amerika  dan Afrika barat dan berspekulasi bahwa daerah tersebut pernah bersatu. Sekitar 1910 ia mulai bergagas di era Paleozoic akhir (250 juta tahun lalu) semua benua adalah satu yang kemudia rusak terpisah

. Wegener menyebutkan benua kuno ini denga Pangea. Weneger berpendapat bahwa bagian kontituen Pangea perlahan telah bergerak ribuan mil terpisah dalam skala waktu geolgi. Istilah pergerakan ini adalah Die Verschie bung der Kontinente (perpindahan benua), yang memunculkan pergeseran benua.

Wegener mengatakan bahwa konsep isotasy memberikan keberadaan benua dengan cekungan besar, seperti yang dinyatakan Sues. Dia berpendapat bahwa jika benua pernah bersatu, akibar pergerakan fragmen beberapa bagian benua tenggelam. Asumsi dari benua tunggal dapat diuji secara geologis, weneger menunjukan data yang mendukung hipotesisnya, seperti lipatan di seluruh lautan, adanya batu dan fosil identik di benua yang sekarang terpisah oleh lautan, dan catantan paleobiografi dan paleoklimatologi menunjukkan pergeseran yang dinyatakan tidak akuntabel di sabuk iklim utama bumi. Menurutnya benua bisa bergerak naik dan turun dari dalam mantel sebagai akibat dari perubahan daya apung dihasilkan oleh erosi atau deposisi yang dapat bergerak horizontal. Harold Jeffres adalah salah satu lawan terkuat dari hipotesi wneger, menyatakan bahwan pergeseran benua dikarenakan kekuatan yang mendasari harus jauh lebih besar daripada kekuatan yang mendorongnya.

2.             PENCARIAN DAN MUNCULNYA TEORI TEKTONIK LEMPENG

Setelah perang dunia II, studi relief, geologi, dan geofisika mengalami kemajuan pesat. Bruce C. Heezen dan Henry W. Menard, cekungan laut tersebar lebih dari dua pertiga bumi. Mereka menguungkapkan ada tiga kejadian penting di dasar laut. Pertama, munculnya pegunungan di dasar laut. Kedua, penemuan palung linear yang dalam dan sempit yang disebut palung samudra. Ketiga, adanya zona seismik aktif yang dikenal sebagai patahan.

a.       Penemuan cekungan laut

Tahun 1960 Harry H. Hess menulis sebuah naskah yang berisi adanya aliran arus konveksi pada model Holmes, ia berpendapat pegunungan adalah munculnya permukaan yang naik dan aliran arus konveksi pada mantel, sementara palung dan zona benioff  berhubngan dengan busur pulau. Puncak penggunungan menghasilkan kerak samudra dan kemudian terbawa secara lateral hingga mendingin yang akhirnya akan musnah di palung terdekat. Model ini menjelaskan mengapa batu tua dari 200 juta tahun lalu tidak ditemukan di lautan, sedangkan benua menyimpan batu tua yang berumur miliaran tahun.

b.      Pembalikan medan magnet bumi

Allan Cox (Stanford University) dan Brent Dalrymple (United States Geological Survey) mengumpulkan sampel magnet di seluruh dunia dan magnet menunjukan polaritas medan magnet bumi secara berkala akan terbalik. Studi ini berdasarkan urutan pembalikan waktu dengan metode isotop, berasumsi bahwa kerak samudra berasal dari basalt yang menerobos bidang geomagnetik pada peride tertentu akan terbalik. Tahun 1963, Drummond H. Matthews dan Federick J. Vine mendalilkan kerak akan memiliki magnetisasi selaras dengan bidang pembentuknya.

c.       Penetuan ketebalan lempeng

McKenzie dan Parker menunjukan dengan analisi geometri, jika lempeng bergerak dari kerak yang tebal dianggap menjadi kaku dan tetap terbentuk divergen, konvergen, dan batas transform yang diamati. Morgan menunjukan arah dan tingkat gerakan yang telah dicatat oleh pola anomali magnetik dan patahan transform. Ia menganggap lempeng memiliki ketebalan ±100 km dari dasar litosfer yang kaku, yang tepat pada puncak astenosfer lemah. Oleh karena itu, batas atas lempeng dapat berpindah. Tahun 1968 analisis komputer oleh ahli geofisika Perancis Xavier Le Pichon membuktikan bahwa lempeng memang membentuk sebuah sistem yang terintegrasi di mana jumlah dari semua kerak yang dihasilkan di pegunungan samudera seimbang dengan jumlah kumulatif hancurnya di semua zona subduksi. Pada tahun yang sama dengan ahli geofisika Amerika Bryan Isacks, Jack Oliver, dan Lynn R. Sykes menunjukkan bahwa teori tersebut diberi nama "tektonik global yang baru" yang mampu  menghitung untuk bagian yang lebih besar dari aktivitas seismik bumi

d.      Mekanisme pergerakan lempeng dan peran mantel

Tahun 1960an, rincian proses pergerakan lempeng dan boundary interaction, seiring dengan banyak sejarah lempeng Era Kenozoikum (66 juta tahun lalu) telah bergerak. Namun kekuatan pendoron menurut Wegener terus tetap misterius karena hanya ada sedikit informasi tentang apa yang terjadi di bawah lempeng.

e.       Arus konveksi mantel

Banyak sependapat bahwa pergerakan lempeng adalah hasil dari sirkulasi arus konveksi, seperti yang dikemukakan oleh Arthur Holmes tahun 1929. Sumber panas arus konveksi dianggap peluruhan unsur-unsur radioaktif dalam mantel. Bagaimana konveksi ini mendorong lempeng yang kurang dipahami. Berat dari lempengan subduksi dapat menyeret sisa lempeng ke arah palung.

Mantel panas yang keluar dari punggung samudra atau hotspot dapat mempercepat atau memperlambat gerakan lempeng yang disebut dengan mantle drag. Hubungan antara sirkulasi didalam mantel dan pergerakan lempeng litosfer masih menjadi pertama dalam pemahaman tentang mekanisme pergerakan lempeng.  Sirkulasi dalam mantel terjadi oleh konveksi termal, dimana bagian panas menaikan bahan ringan dan mendingin menjadi bahan padat.

f.       Tomografi seismik

Teknik ini mirip pada prinsipnya untuk yang dari CT (computed tomography) scan dan menciptakan gambar tiga dimensi interior bumi dengan menggabungkan informasi dari banyak gempa bumi. Gelombang seismik yang dihasilkan dari fokus gempa menyebar ke segala arah. Karena kecepatannya tergantung pada kepadatan, suhu, tekanan, kekakuan, dan fase dari bahan melalui mana gelombang seismik lewati. Energi seismik diserap oleh bahan yang panas, sehingga gelombang melambat. Akibatnya, daerah anomali panas di mantel adalah seismik lambat, jelas membedakan bahan yang dingin, lebih kaku, daerah anomali cepat.

Setelah puluhan tahun kontroversi, konsep pergeseran benua akhirnya diterima oleh mayoritas ilmuwan Barat sebagai konsekuensi dari lempeng tektonik. Sir Harold Jeffreys melanjutkan penolakan seumur hidup dari pergeseran benua  dengan alasan bahwa perkiraannya sifat dari mantel menunjukkan ketidakmungkinan gerakan lempeng. Ilmuwan Rusia, Vladimir Vladimirovich terutama Belousov, terus mendukung model bumi dengan benua stasioner didominasi oleh gerakan vertikal.

Pada tahun 1958 ahli geologi Australia S. Warren Carey mengusulkan model saingan, yang dikenal sebagai model memperluas bumi. Carey menerima keberadaan dan pecahnya Mesozoikum awal Pangea dan penyebaran selanjutnya fragmen dan pembentukan cekungan laut baru, tapi ia dikaitkan semua untuk perluasan Bumi, planet ini mungkin telah memiliki diameter lebih kecil di Paleozoic akhir. del Carey juga tidak menjelaskan mengapa proses seharusnya tidak dimulai sampai sekitar empat miliar tahun setelah Bumi terbentuk, dan tidak memiliki mekanisme yang wajar untuk begitu besar ekspansi. Akhirnya, mengabaikan bukti pergeseran benua sebelum adanya Pangea.