GEOLOGI DASAR 05 AKTIVITAS MAGMA
AKTIVITAS MAGMA
Indonesia
merupakan salah satu negara dengan jumlah gunung apinya yang terbesar di dunia.
Kira-kira 179 gunung api yang terdapat di negeri ini dan 129 diantaranya masih
aktif sampai sekarang. Karena hal inilah maka hampir setiap tahun paling sedikit satu gunung api
melakukan erupsinya. Aktivitas gunung merupakan pencerminan dari aktivitas
magma yang terdapat di dalam bumi.
Aktivitas Volkanik
Aktivitas
volkanik pada umumnya digambarkan sebagai proses yang menghasilkan gambaran
yang menakjubkan, atau kadang menakutkan dari suatu bentuk struktur kerucut
yang secara periodik melakukan erupsinya. Erupsi dari gunung api ini kadang
–kadang merupakan letusan yang sangat gebat (eksplosif), tetapi kadang-kadang
berlangsung dengan tenang. Faktor utama yang mengontrol macam erupsi gunung api
adalah komposisi magma, temperatur magma dan kandungan gas yang terdapat dalam
magma. Faktor-faktor tersebut sangat mempengaruhi mobilitas dari magma , atau
sering disebut viskositas (kekentalan) magma. Semakin kental magma, semakin
sulit magma untuk mengalir.
Komposisi
kimia magma telah diuraikan pada bab sebelumnya dengan klasifikasi batuan beku.
Satu faktor utama yang membedakan antara bermacam-macam batuan beku dan juga
antara macam magma asala ialah kandungan unsur silika (SiO2). Magma pembentuk
batuan beku basaltik mengandung kira-kira 50% silika. Batuan beku granitik
mengandung sekitar 70% silika, sedang batuan beku menengah mengandung sekitar
60% silika. Jadi dapat dikatakan bahwa viskositas magma sangat berhubungan
dengan kandungan silikanya. Semakin tinggi kandungan silikanya, maka magma
semakin viskos dan aliran magma akan semakin lambat. Hal ini disebabkan karena
molekul-molekul silika terangkai dalam bentuk rantai yang panjang, walaupun
belum mengalami kristalisasi. Akibatnya, karena lava basaltik mengandung silika
yang rendah, maka lava basaltik cenderung bersifat encer dan mudah mengalir,
sedangkan lava granitik relatif sangat kental dan sulit mengalir walaupun pada
temperatur tinggi.
|
Sifat
Magma |
Basaltik
|
Andesitik
|
Granitik
|
|
Kandungan silika |
Kecil (+50%) |
Menengah (+60%) |
Tinggi (+70%) |
|
Viskositas |
Rendah |
Menengah |
Tinggi |
|
Kecenderungan Membentuk Lava |
Tinggi |
Menengah |
Rendah |
|
Kecenderungan Membentuk Piroklastik |
Rendah |
Menengah |
Tinggi |
|
Titik Lebur |
Tinggi |
Menengah |
Rendah |
Kandungan
gas dalam magma juga akan berpengaruh terhadap mobilitas dari magma. Keluarnya
gas dari magma menyebabkan magma menjadi semakin kental. Keluarnya gas ini
dapat pula menyebabkan tekanan yang cukup kuat untuk keluarnya magma melalui
lubang kepundan. Pada waktu magma bergerak naik ke atas mendekati permukaan
pada gunung api, tekanan pada bagian magma yang paling atas akan berkurang. Berkurangnya tekanan akan
mengakibatkan lepasnya gas dari magma dengan cepat. Pada temperatur tinggi dan
tekanan yang rendah, memungkinkan gas untuk mengembangkan volumenya sampai
beberapa kali dari volumenya mula-mula. Magma basaltik yang kandungan gasnya cukup
besar, memungkinkan gas tersebut untuk keluar melalui lubang kepundan gunung
api dengan relatif mudah. Keluarnya gas tersebut dapat membawa lava yang
disemburkan sampai bermeter-meter tingginya. Sedangkan pada magma yang kental,
keluarnya gas tidak mudah, tetapi gas tersebut akan berkumpul pada
kantong-kantong dalam magma yang menyebabkan tekanan meningkat besar sekali.
Tekanan yang besar ini akan dikeluarkan dengan letusan yang hebat dengan
membawa material yang setengah padat dan padat melalui lubang kawah gunung api.
Jadi besarnya gas yang keluar dari magma akan sangat mempengaruhi sifat erupsi
gunung api.
Material Erupsi Gunung Api
Material
yang dikeluarkan oleh gunung api pada waktu erupsi bisa berupa lava, gas
ataupun material piroklastik. Tiap gunung api mempunyai karakteristik
tersendiri mengenai material yang dikeluarkan selama erupsinya.
Pada
umumnya aliran lava terjadi pada lava basaltik yang bersifat cair karena
kandungan silikanya relatif kecil. Lava basaltik akan mengalir dengan mudah
pada daerah yang luas atau kadang-kadang menyerupai bentuk lidah. Adakalanya
aliran lava basaltik bisa mencapai puluhan kilimeter dengan kecepatan aliran
antara 10 sampai 300 meter per jam. Sebaliknya aliran lava yang kaya silika
sangat lambat sekali.
Aliran
lava basaltik, kadang-kadang menghasilkan permukaan yang halus, tetapi juga
kadang-kadang menghasilkan permukaan yang berkerut seperti bentuk tali. Bentuk
lava yang demikian disebut dengan pahoehoe lava atau ropy lava. Bentuk lain yang
juga umum terjadi adalah permukaan yang kasar, berbentuk blok-blok dengan tepi
yang tajam, disebut dengan blok lava atau aa lava. Aliran dari aa lava biasanya tebal dan dingin, dengan
kecepatan aliran sekitar 5 sampai 50 meter per jam. Blok lava ini terjadi
karena bagian luar lava yang relatif cepat membeku, tetapi di bagian dalamnya
relatif masih cair dan terus mengalir. Akibat aliran lava di bagian dalam ini
akan menyebabkan bagian luar yang sudah membeku terpengaruh oleh aliran ini
sehingga mengalami retakan dan membentuk blok-blok. Selain pada permukaannya
juga terbentuk lubang-lubang bekas keluarnya gas.
Gas
Magma
mengandung bermacam gas yang jumlahnya kira-kira 1 sampai 5% dari berat total,
dan sebagian besar merupakan uap air. Meskipun
persentasenya kecil, tetapi jumlah gas yang dikeluarkan bisa mencapai
ribuan ton per hari. Komposisi gas yang dikeluarkan dalam aktivitas gunung api
mengandung 70% uap air, 15% karbon diosida, 5% nitrogen, 5% sulfur dan sisanya
terdiri dari klorida, hidrogen dan argon.
Material Piroklastik
Material
padat dan setengah padat yang dikeluarkan oleh gunung api pada waktu erupsinya
disebut material piroklastik. Material fragmental ini mempunyai ukuran dari
sangat halus sampai diameter beberapa meter. Sebagian besar material yang
dikeluarkan ini diendapkan disekitar kawah, sehingga membentuk struktur kerucut
gunung api.
Karena
material piroklastik mempunyai ukuran fragmen yang sangat bervariasi, maka
material piroklastik dapat dikelompokkan berdasarkan ukurannya. Partikel-partikel
yang berukuran sangat halus disebut debu vulkanik (volcanic ash). Material ini terbentuk bila lava banyak
mengandung banyak gas di dalamnya. Bila gas yang panas ini dieksplosifkan
keluar, maka lava akan terurai menjadi partikel-partikel yang halus. Hal
semacam ini bila dikeluarkan dalam ukuran yang relatif besar akan membentuk
pumis. Bila debu volkanik yang panas ini jatuh di permukaan bumi, akan
membentuk welded tuff, yang dicirikan adanya glass shard.
Partikel
yang berukuran seperti kacang disebut lapilli, sedang partikel atau material
piroklastik yang berukuran lebih besar dari lapilli disebut block bila
dikeluarkan dari gunung api dalam keadaan padat, sehingga bentuknya meruncing.
Sedang bila dikeluarkan dalam keadaan setengah padat sehingga bentuknya relatif
membundar disebut bomb.
Gunung
Api dan Erupsi Gunung Api
Erupsi
gunung api yang berkelanjutan, akan menghasilkan material-material yang
terkumpul di sekitar pusat erupsinya dan membentuk gunung api (volkano). Pusat
erupsi gunung api yang biasanya terletak pada puncaknya disebut crater (kawaH0,
berhubungan dengan dapur magma melalui semacam pipa. Beberapa gunung api
mempunyai kawah yang sangat besar sampai beberapa kilometer diameternya yang
disebut kaldera. Tidak semua gunung api mengeluarkan hasil erupsinya melalui
lubang yang terpusat, tetapi kadang-kadang melalui suatu celah yang memanjang
pada lerang gunung api tersebut. Aktivitas magma pada lereng gunung api
membentuk parasitik cone.
Setiap
gunung api mempunyai sifat dan tipe erupsi yang berbeda-beda, sehingga
masing-masing mempunyai bentuk yang berbeda pula. Berdasarkan sifat dan
tipenya, maka gunung api dapat dibedakan menjadi tiga yaitu gunung api shield,
cinder cone dan composit cone.
Kaldera
diperkirakan terbentuk pada waktu terjadi erupsi yang sangat besar, sehingga
dapur magma kosong. Kemudian karena kosongnya dapur magma, puncak gunung api
tersebut runtuh ke dalam dapur magma sehingga membentuk lubang kawah yang
sangat besar.
Erupsi celah (Fissure Erupsions)
Aktivitas
erupsi gunung api melalui celah yang memanjang disebut fissure. Erupsi yang demikian akan
menyebabkan penyebaran material volkanik sangat luas. Apabila material yang
dikeluarkan merupakan lava basalt yang encer, akan membentuk flood basalt, yang
dapat mengalir sampai berkilometer jauhnya.
Apabila
lava yang dikeluarkan banyak mengandung silika, maka akan menghasilkan aliran
piroklastik (pyroclastic flows) yang terdiri dari debu volkanik dan pumis.
JANGAN LUPA BACA JUGA YA GEOLOGI DASAR 1, 2, 3 DAN 4
Aktivitas Magma Dalam Bumi
Seperti
telah diketahui dan dipercaya oleh sebagian besar orang, bahwa sebagian besar
magma berada pada tempat yang sangat dalam. Mempelajari aktivitas magma di
dalam bumi merupakan hal yang penting bagi ahli geologi seperti mempelajari
aktivitas gunung api. Ada beberapa tipe dari bentuk tubuh batuan beku instrusif
yang terbentuk pada waktu magma mengkristal di dalam bumi. Bentuk-bentuk tubuh tersebut ada yang
tabular, dan ada pula yang masif. Selain itu sebagian tubuh batuan beku
tersebut ada yang memotong perlapisan batuan sedimen dan ada pula yang
menerobos diantara perlapisan batuan sedimen. Mengacu pada perbedaan-perbedaan
tersebut, maka tubuh batuan beku dalam dapat digolongkan berdasarkan bentuknya
apakah tabular atau masif, dan orientasinya terhadap batuan disekitarnya.
Batuan beku dalam yang memotong batuan sedimen disebut diskordan, sedang yang
sejajar dengan perlapisan batuan sedimen disebut konkordan.
Batuan
beku intrusif mempunyai variasi ukuran dan bentuk yang sangat besar. Dike adalah batuan beku diskordan yang
dibentuk oleh magma yang menerobos melalui retakan yang memotong perlapisan
batuan sedimen. Tubuh batuan yang berbentuk tabular ini mempunyai ketebalan
dari beberapa sentimeter sampai lebih dari satu kilometer, dengan panjang dapat
sampai beberapa kilometer. Umumnya dike lebih resisten terhadap proses
pelapukan daripada batuan disekitarnya.
Sill adalah batuan beku yang tabular
yang berbentuk ketika magma menerobos melalui bidang perlapisan batuan sedimen.
Pada umumnya batuan beku sill mendatar, tetapi sebenarnya kedudukan sill sangat
tergantung pada kedudukan perlapisan batuan sedimen disekitarnya. Dari
ketebalannya yang seragam dan penyebarannya yang luas, maka sill dipercaya
bahwa terbentuk dari magma yang sangat encer. Jadi pada umumnya sill disusun
oleh magma basaltik. Selain itu sill pada umumnya terbentuk pada tempat yang
relatif dangkal dimana tekanan yang dibentuk oleh batuan sedimen yang
diterobosnya relatif kecil.
Lakolit merupakan batuan beku konkordan seperti sill yang terbentuk pada lingkungan dekat
permukaan. Tetapi magma yang membentuk lakolit lebih kental. Tubuh lakolit
terbentuk seperti lensa cembung ke atas. Lakolit pada umumnya merupakan inti
dari struktur kubah yang akan tersingkap apabila batuan sedimen yang menutupi
diatasnya tererosi.
Batolit merupakan tubuh batuan
beku diskordan yang sangat besar, dengan diameter lebih dari 40.000 km2. Batuan
yang menyusun batolit biasanya mempunyai komposisi mineral yang mendekati tipe
granitik. Batolit yang besar merupakan hasil dari kejadian yang berlangsung
sangat lama lebih dari jutaan tahun, tetapi tubuh batolit yang relatif kecil
umumnya disusun oleh satu tipe batuan beku. Batolit biasanya merupakan inti
dari suatu sistem pegunungan. Atap batolit bentuknya tidak teratur. Bagian atap batolit yang cekung dinamakan
roof pendant.
Aktivitas
Magma dan Plate Tectonic
Asal
magma merupakan topik yang sangat kontroversial dalam geologi.
Pertanyaan-pertanyaan yang selalu muncul adalah bagaimana magma yang mempunyai
komposisi berbeda terbentuk ? Mengapa gunung api yang berada di dasar samudera
mengeluarkan lava basaltik, sedang yang berhubungan dengan palung laut
menghasilkan lava andesitik ? Masih banyak lagi pertanyaan yang berkaitan
dengan aktivitas magma terutama yang muncul ke permukaan. Untuk menjawab semua pertanyaan
tersebut akan dibahas pertama kali asal-usul dari magma.
Asal Usul Magma
Seperti
yang telah diketahui bahwa magma terbentuk apabila batuan dipanaskan hingga
mencapai titik leburnya. Pada kondisi permukaan, batuan dengan komposisi
granitik mulai melebur pada temperatur sekitar 750oC, sedangkan batuan basaltik
mencapai temperatur 1000oC. Karena batuan mempunyai komposisi mineral yang
sangat bervariasi, maka batuan akan melembur dengan sempurna dengan perbedaan
temperatur sampai beberapa ratus derajat dari pertama kali batuan mulai
melebur. Cairan yang pertama terbentuk pada waktu batuan mengalami pemanasan
yang tinggi adalah mineral yang mempunyai titik lebur terendah. Bila pemanasan
berlangsung terus, maka proses peleburan akan berlangsung terus mengikuti
masing-masing titik lebur mineral yang menyusun batuan tersebut, sampai
komposisi cairan mendekati komposisi batuan asalnya. Tetapi kadang-kadang
proses peleburan ini tidak berlangsung sempurna. Proses peleburan yang bertahap
ini disebut partial melting. Hasil yang signifikan dari proses partial melting
adalah dihasilkannya cairan magma dengan kandungan silika yang lebih tinggi
daripada batuan asalnya.
Darimana sumber panas yang melebur batuan ?
Salah satu sumber panas yang berasal dari peluruhan mineral radioaktif yang
terkonsentrasi pada mantel bumi bagian atas dan kerak bumi. Pekerja-pekerja
tambang bawah tanah juga sudah lama mengetahui bahwa temperatur meningkat
dengan bertambahnya kedalaman.
Jika
temperatur merupakan satu-satunya yang menentukan apakah batuan akan meleleh
atau tidak, maka bumi merupakan suatu bola pijar yang dilapisi oleh lapisan
padat yang tipis. Tetapi ternyata tekanan juga bertambah besar sesuai dengan
kedalaman. Karena batuan mengembang pada waktu dipanaskan, maka diperlukan
tambahan panas untuk melelehkan batuan yang ditutupinya untuk mengatasi efek
dari tekanan disekitarnya. Titik lebur batuan akan meningkat dengan
meningkatnya tekanan.
Di
alam, batuan yang dalam akan melebur oleh salah satu sebab dari dua faktor,
yaitu pertama, batuan akan melebur karena temperatur naik melebihi titik lebur
batuan tersebut. Kedua tanpa kenaikan temperatur, pengurangan tekanan disekitar batuan akan
menyebabkan titik lebur batuan turun. Kedua proses tersebut merupakan faktor yang memegang peranan penting
dalam proses pembentukan magma.
Penyebaran Aktivitas Magma
Sebagian
besar dari lebih 600 gunung api aktif yang telah diketahui terletak disepanjang
busur pertemuan lempeng konvergen. Beberapa gunung api aktif terletak
disepanjang pemekaran samudera. Ada tiga jalur gunung api aktif yang
berhubungan dengan aktivitas tektonik global, yaitu disepanjang pematang
oceanic, palung oceanic dan pada kerak oceanicnya sendiri.
Volkanisme
pada sperading center.
Batuan voklanik sebagian besar terbentuk disepanjang pematang benua dan
pemekaran benua sangat aktif. Karena adanya pemisahan kerak samudera, maka tekanan pada
mantel bagian atas berkurang. Berkurangnya tekanan ini menyebabkan turunnya
titik lebur batuan. Partial melting batuan ini menghasilkan magma basaltik yang
mengalir keluar melalui rekahan tadi.
Volkanisme pada zona subduksi. Aktivitas volkanisme pada
daerah ini menghasilkan batuan yang berkomposisi andesitik sampai granitik, dan
terbentuk disepanjang tepi kerak samudera. Sebagian besar volkanisme yang
menghasilkan magma andesitik dijumpai di daratan atau pulau-pulau dekat dengan
jalur palung laut. Jalur gunung api Meriterane dan Pasifik merupakan jalur
gunung api yang dihasilkan pada zona subduksi.
Volkanisme pada kerak bumi. Proses aktivitas volkanik pada
kerak yang tegar biasanya sangat sulit terjadi. Aktivitas volkanisme ini dapat
menghasilkan lava basaltik, maupun lava granitik. Lava basaltik dapat terbentuk
baik pada kerak benua maupun oseanik. Lava basaltik kemungkinan berasal dari
partial melting batuan mantel bagian atas.
Lava granitik dan debu volkanik
dengan komposisi granitik umumnya terbentuk pada daratan tepi benua. Lava jenis
ini kemungkinan berasal dari pelelehan kerak benua.