Selamat Datang
Lapisan tanah di bawah kaki Anda terasa padat. Tetap. Tidak dapat diubah.
Tentu tidak.
Saat ini, saat Anda membaca ini, lapisan tanah di bawah Anda sedang bergerak: perlahan, tidak pernah berhenti, sekitar kecepatan pertumbuhan kuku jari Anda.
Selama jutaan tahun, gerakan perlahan itu telah memisahkan benua, membangun gunung tertinggi di Bumi, & memicu gempa bumi yang menghancurkan kota.
Hari ini kita akan memahami mesin yang menggerakkan semuanya.
Pengamatan Aneh
Manusia yang Tidak Dibeli
Pada tahun 1912, seorang meteorolog Jerman bernama Alfred Wegener melihat sesuatu yang aneh: pantai timur Amerika Selatan & pantai barat Afrika pas dengan potongan-potongan seperti puzzle.
Dia mengusulkan bahwa semua benua pernah terhubung dalam satu superbenua yang dia sebut Pangaea (bahasa Yunani untuk 'semua daratan'), & bahwa mereka telah perlahan berpisah.
Ilmuwan menertawainya. Mereka tidak bisa membayakan kekuatan yang cukup untuk menggerakkan seluruh benua. Wegener meninggal pada tahun 1930 dalam ekspedisi di Greenland, tidak pernah melihat ideanya diterima.
Membutuhkan 30 tahun lagi: dan teknologi baru yang memetakan dasar laut: sebelum dunia menyadari Wegener benar.
Apa yang Ada di Dalam Bumi?
Melonggarkan Lapisan
Jika Anda bisa memotong Bumi menjadi dua, Anda akan melihat empat lapisan utama:
Lapisan Kulit: lapisan terluar. Ini tipis: proporsionalnya lebih tipis dari kulit pir. Kulit samudra hanya sekitar 7 km tebal. Kulit benua rata-rata 35 km. Itu terdengar banyak, tapi Bumi 12.742 km.
Pangkal: terletak di bawah kerak, sekitar 2.900 km tebal. Terbuat dari batu panas dan padat. Bagian atas pangkal bumi ini sebagian cair dan mengalir sangat perlahan: seperti madu yang dihangatkan di atas kompor. Lapisan yang mengalir ini disebut asthenosphere.
Inti luar: lapisan cair dari besi dan nikel, sekitar 2.200 km tebal. Suhunya sangat tinggi (4.500–5.500°C) sehingga logam menjadi meleleh. Aliran logam ini menghasilkan medan magnet Bumi.
Inti dalam: bola padat dari besi dan nikel di bagian tengah, sekitar 1.220 km radius. Ini adalah bagian terpanas dari Bumi: lebih dari 5.400°C, lebih panas dari permukaan Matahari.
Kuping yang Retak
Telur yang Retak
Kerak bumi bukanlah cangkang yang terus menerus. Ini terpisah menjadi sekitar 15 lempeng tektonik utama (dan banyak yang lebih kecil) yang saling pasang seperti kuping telur yang retak.
Lempeng-lempeng ini tidak tipis: mereka mencakup kerak dan bagian atas dari mantel, yang disebut bersama lithosphere. Lithosphere ini keras, 70–150 km tebal, dan terapung di atas asthenosphere yang lebih lembut dan sebagian meleleh bawahnya.
Beberapa lempeng membawa benua (lempeng benua). Beberapa membawa lantai lautan (lempeng lautan). Banyak yang membawa keduanya.
Lempeng terbesar adalah Lempeng Pasifik, yang hampir seluruhnya lautan. Anda mungkin sedang berdiri di Lempeng Amerika Utara, yang mencakup dari Kepulauan Mid-Atlantic hingga pesisir barat Amerika Serikat.
Apa yang Membuatnya Bergerak?
Konveksi: Mesin
Di dalam mantel, batu yang dekat dengan inti sangat panas. Batu panas lebih ringan, sehingga naik. Saat mendekati permukaan, batu tersebut mendingin, menjadi lebih padat, dan kembali turun. Hal ini menciptakan aliran sejalan yang perlahan dan melingkar yang disebut aliran konveksi.
Pikirkan sebuah panci air yang dihangatkan di atas kompor: air di bagian bawah menjadi panas, naik, mendingin di permukaan, dan kembali turun. Mantel melakukan hal yang sama: kecuali dengan batu, dan sangat lambat.
Aliran konveksi ini menarik piringan tektonik seperti objek yang terapung di atas sabuk gerak yang perlahan.
Proses ini lambat: piringan bergerak antara 2 hingga 15 sentimeter per tahun: tetapi selama jutaan tahun, hal ini mengubah seluruh permukaan planet.
Tiga Jenis Batas
Dimana Piringan Bertemu
Geologi yang paling dramatis di Bumi terjadi di mana piringan bertemu: di batas-batasnya. Ada tiga jenis:
Batas Divergen: piringan bergerak terpisah. Magna naik dari mantel untuk mengisi celah, menciptakan kerak baru. Ridge Mid-Atlantic adalah batas divergen yang mengalir di tengah Lautan Atlantik. Islandia berdiri di atasnya: Anda bisa berdiri di batas antara Piringan Amerika Utara dan Piringan Eropa.
Batas Konvergen: piringan bergerak menuju satu sama lain. Saat piringan samudra bertemu piringan benua, piringan samudra yang lebih padat tenggelam di bawah dalam proses yang disebut subduksi. Saat dua piringan benua bertabrakan, tidak ada yang subduksi: mereka menggulung ke atas menjadi pegunungan. Himalaya terbentuk demikian, di mana Piringan India bertabrakan dengan Piringan Eurasia.
Batas Transform: piringan bergeser lewat satu sama lain secara horizontal. Fault San Andreas di California adalah batas transform di mana Piringan Pasifik dan Piringan Amerika Utara bergeser satu sama lain. Hal ini menghasilkan gempa bumi yang sering.
Mengembangkan Pegunungan
Gunung Himalaya: Tabrakan dalam Gerakan Lambat
Sekitar 50 juta tahun yang lalu, Lempeng India: yang sedang berlari ke utara dengan kecepatan geologis cepat: menabrak Lempeng Eurasia.
Tidak satu pun lempeng yang dapat subduksi di bawah yang lain karena keduanya memiliki kerak benua: tebal, mengapung, dan terlalu ringan untuk tenggelam.
Jadi kerak itu bergelombang, bergoyang, dan dinaikkan. Tabrakan tersebut menciptakan Gunung Himalaya, termasuk Gunung Everest: titik tertinggi di Bumi pada ketinggian 8.849 meter.
Dan tabrakan tersebut belum selesai. Lempeng India masih menekan ke Asia sekitar 1 sentimeter per tahun dan Gunung Himalaya masih tumbuh.
Sabuk Api
Dimana Bencana Terjadi
Jika Anda menggarisbawahi setiap gempa bumi dan letusan gunung api pada peta, pola akan langsung muncul: mereka berkumpul di batas lempeng.
Contoh yang paling dramatis adalah Sabuk Api: sabuk berbentuk cincin di sekitar Samudra Pasifik di mana Lempeng Pasifik bertemu beberapa lempeng lain. Sekitar 75% gunung api aktif di dunia dan 90% gempa bumi di dunia terjadi di Sabuk Api.
Ini bukan kebetulan. Gempa bumi terjadi ketika lempeng-lempeng itu tiba-tiba bergeser, melepaskan tekanan yang terakumulasi. Gunung api terbentuk di tempat magma menemukan jalan ke permukaan: sering kali di zona subduksi, di mana lempeng tenggelam meluruh dan batuan yang panas naik.
Skala Richter mengukur magnitudo gempa bumi: energi yang dilepaskan. Setiap peningkatan bilangan bulat mewakili sekitar 32 kali lebih banyak energi. Gempa bumi magnitudo 7 melepaskan sekitar 1.000 kali lebih banyak energi daripada gempa bumi magnitudo 5.
Mengapa Batas-batas?
Menghubungkan Titik-titik
Bagian dalam lempeng tektonik relatif stabil. Batuan padat, lempeng tersebut bergerak sebagai satu unit, dan tidak ada alasan untuk lapisan kulit bumi retak atau meleleh.
Tapi di batas-batasnya, lempeng tersebut saling menggosok, terpisah, atau bertabrakan. Itulah di mana tekanan terbangun, kulit bumi retak, dan magma menemukan jalur keluar.
Bayangkan seperti kaca: bagian tengahnya kuat, tetapi sisi dan sudutnya di mana retakan terbentuk.
Bagaimana Kita Tahu?
Bukti Ada Di Mana-Mana
Wegener mengusulkan adanya pergerakan benua pada tahun 1912, tetapi ia tidak dapat menjelaskan mekanismenya. Bukti modern telah membuktikan kebenarannya banyak kali:
Penyebaran fosil: fosil identik Mesosaurus (reptil air tawar) ditemukan di Brasil dan Afrika Barat, tetapi tidak ditemukan di tempat lain. Mesosaurus tidak dapat berenang melintasi Atlantik. Benua harus bersatu.
Jenis batuan yang cocok: rantai gunung di Skotlandia cocok dengan Pegunungan Appalachian di timur Amerika Serikat jika Anda menaruh benua kembali bersama. Batuan yang sama, usia yang sama, pembentukan yang sama: terpisah oleh samudra.
Garis geseran es: bekas geseran es kuno ditemukan di Afrika, India, Amerika Selatan, dan Australia semuanya mengarah ke satu bongkahan es yang berpusat di Antartika: tepat di mana benua-benua tersebut akan berada dalam Pangaea.
Pengukuran GPS: saat ini, kita dapat mengukur pergerakan lempeng secara langsung menggunakan satelit GPS. Amerika Serikat bergerak menjauhi Eropa sekitar 2,5 cm per tahun. Kita dapat melihatnya terjadi secara real time.
Bumi Masa Depan
Di Mana Kita Berada?
Jika lempeng-lempeng tersebut terus bergerak dengan kecepatan saat ini, geolog dapat memprediksi di mana benua-benua tersebut akan berada di masa depan.
Dalam sekitar 250 juta tahun, benua diharapkan akan saling bertabrakan lagi menjadi superbenua baru. Ilmuwan telah memberikan berbagai nama untuk hal ini: Pangaea Ultima, Amasia, atau Novopangaea: tergantung pada model yang mereka gunakan.
Laut Atlantik akan tertutup. Afrika akan bercampur dengan Eropa. Australia akan berlayar ke utara ke Asia Tenggara.
Ini telah terjadi sebelumnya. Pangaea bukanlah superbenua pertama: ada beberapa yang telah ada, kembali miliaran tahun. Siklus pembagian dan penyusunan kembali memakan waktu sekitar 400-500 juta tahun. Geolog menyebutnya siklus superbenua.
Apa yang Anda Ingat?
Gambaran Umum
Bumi tidak statis. Ia adalah planet yang dinamis, bergolak: lapisan tipis kulitnya terapung di lautan batu yang sedikit bergerak.
Semua terhubung: aliran konveksi menggerakkan piringan benua; batas piring menghasilkan gempa bumi, gunung berapi, & gunung; bukti tertulis dalam fosil, batu, & data GPS.
Alfred Wegener melihat potongan-potongan puzle seratus tahun lalu. Membutuhkan dunia beberapa dasawarsa untuk menangkapnya. Hari ini, tektonik lempeng adalah kerangka kerja yang paling kuat di antara semua ilmu pengetahuan: ia menjelaskan segala sesuatu dari mengapa Jepang mengalami gempa bumi hingga mengapa Anda bisa menemukan cangkang kerang di puncak gunung.