Vulkanisme

TENAGA ENDOGEN

Tenaga endogen adalah tenaga yang berasal dari dalam bumi dan biasanya bersifat membangun.
Tenaga endogen dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

• Tektonik
• Vulkanisme

Tektonik

Tektonisme adalah tenaga yang bekerja dari dalam bumi dengan arah vertikal maupun mendatar (lateral) yang mengakibatkan perubahan lokasi atau letak lapisan batuan yang membentu bumi atau bisa juga disebut dislokasi yang terjadi pada batuan di dalam bumi. Dislokasi adalah perubahan posisi atau letak dari komplek batuan, baik yang mengakibatkan putusnya hubungan antar batuan atau tidak.
Tenaga tektonik terdiri dari dua macam yaitu:

• Epirogenesa : pengangkatan atau penurunan benua oleh tenada endogen yang bekerja pada daerahluas dan kecepatannya lambat. Misalnya pergerakan benua Gondwana.
• Orogenesa : Proses pembentukan pegunungan yang bekerja pada daerah yang relatif sempit dandengan kecepatan yang relatif cepat yang bisa menyebabkan terjadinya;
Lipatan dan atau Patahan tergantung besarnya dan dari mana tenaga tersebut bergerak.

Lipatan

Bentuk lipatan terjadi karena adanya gerak tenaga endogen ke arah lateral dari dua arah yang berlawanan yang bisa berbentuk Antiklinal atau Sinklinal. Jenis lipatan berdasarkan posisi sumbu dan bentuk perlipatannya dapat dibedakan menjadi;

• Lipatan tegak
• Lipatan miring.
  
• Lipatan menggantung.
• Lipatan isoklin.
• Lipatan rebah.
  
• Lipatan kelopak.

Patahan

Patahan adalah bentukan alam sebagai akibat adanya proses patahnya lapisan pembebtuk kulit bumi. Proses patahan umumnya relatif cepat sehingga batuan yang terkena tekanan tidak melipat melainkan timbul rekahan yang akhirnya membentuk patahan Berdasarkan arah datangnya tekanan patahan dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu;

• Patahan akibat tekanan dengan arah horizontal saling menjauh sehingga menyebabkan terjadinya apa yang disebut Horst atau Graben.
  
• Patahan akibat tekanan yang berarah vertikal.
  
• Patahan akibat tekanan dengan arah horizontal yang berlawanan arah sehingga menyebabkan terjadinya sesar mendatar.

Vulkanisme

Vulkanisme atau pembentukan gunung api adalah aktivitas magma yang bergerak dari lapisan dalam lithosfer yang menyusup ke lapisan yang lebih atas atau sampai ke permukaan.

Kedalaman, besar, dan sifat magma sangat bervariasi. Ada magma yang letaknya sangat dalam, ada pula yang dekat dengan permukaan bumi. Perbedaan kedalaman tersebut merupakan penyebab perbedaan letusan. Dan umumnya magama yang letaknya lebih dalam menimbulkan letusan yang lebih kuat dari pada magma yang terletak lebih dangkal.

Magma dapat diartikan sebagai bahan silikat pijar yang terdiri dari bahan padatan, cairan dan gas yang berada didalam lapisan kulit bumi.

Vulkanisme Magma

Batasan dan Hipotesa

Magma adalah cairan atau larutan Silika (SiO) pijar yang terbentuk secara alamiah, bersifat mobil, bersuhu antara 900 ‑ 1000 C dan terbentuk atau berasal dari kerak bumi bagian bawah atau bagian atas selubung (upper mantle).

Dari segi kimia fisika, magma dapat juga berarti sebagai sistem berkomponen ganda (multi component system) yang terdiri dari fasa cairan sebagai komponen utama dengan sejumlah kristal mengapung serta dapat pula mengandung fasa gas pada kondisi tertentu.

Asal Usul Panas dan Hubungannya dengan Pembentukan Magma

Anggapan konvensional (kuno) :

• Panas berasal dari sisa‑ sisa panas bumi saat pembentukannya, yang berasal dari pelepasan bola gas matahari.

• Panas yang berasal dari radiasi sinar matahari (external heat) adalah 10 kilo kalori, tidak menembus hingga 60 ‑ 180 kilometer, pada musim panas dan dingin terdapat fluktuasi panas.

• Panas dalam bumi (internal heat), dimana fluktuasi berkurang pada kedalaman tertentu (zone suhu konstan).

• Panas eksotermik.

Anggapan maju :
Panas berasal dari pembusukan mineral radioaktif, dimana mineral radioaktif sewaktu berdisintegrasi mengeluarkan panas sehingga mampu melelehkan batuan di sekitarnya.

1gram U akan menghasilkan 0.94 erg/sec atau sekitar 0.03 kalori/tahun. 1 gram K akan menghasilkan 0.28 erg/sec. Evaluasi Magma Genesa batuan beku volkanik maupun plutonik harus ditinjau dari tiga segi :

1. Faktor dimana larutan bergenerasi di dalam selubung atau pada kerak bumi bagian bawah,
   
2. Kondisi yang berpengaruh terhadap liquids sewaktu naik ke permukaan dan
   
3. Proses didekat permukaan yang menyempurnakan generasi

Mekasisme evolusi magma ini dapat dikelompokkan dalam pengertian :

• Diferensisasi,
  
• Assimilasi dan Percampuran magma.

Diferensiasi magmtik aadalah semua proses yang mengubah magma dari keadaan awal yang homogen dalam skala besar menjadi massa batuan beku dengan komposisi yang bervariasi. Di dalam waduk magma yang besar pada kerak benua berbagai proses cenderung mengubah komposisi magma. Proses itu antara lain : vesiculation, crystal flotation, crystal setting, gravitational settling dan assimilasi dengan batuan samping, vesiculation , adalah proses dimana magma yang mengandung komponen seperti CO, SO, S, Cl dan H O sewaktu naik kepermukaan membentuk gelembung ‑ gelembung gas dan membawa serta komponen volatil sodium dan potasium.

• Crystal flotation adalah pengambangan kristal ringan dari sodium dan potasium yang memperkaya magma pada bagian atas dari waduk magma.

• Crystal settling/gravitational settling adalah pengendapan kristal oleh gravitasi dari kristal‑kristal berat seperti Ca, Mg, Fe yang akan memperkaya magma pada bagian bawah waduk, mineral silikat berat akan berada di bawah mineral silikat ringan.

• Diffusion adalah pertukaran percampuran yang berjalan lambat dari magma dengan material batuan samping pada waduk magma. Mekanisme diffusion ini tidak seefektif mekanisme diferensiasi lainnya.

Assimilasi adalah percampuran dengan batuan samping, dimana batuan dinding akan bereaksi dengan magma sehingga mengubah susunan atau komposisinya. Bila batuan samping kaya akan sodium, potasium dan silika maka magma akan berubah kekomposisi granitik. Sedangkan bila batuan sinding kaya akan Ca, Mg dan Fe maka magma akan berubah kesusunan gabroik.
Gejala volkanisme dalam (internal volcanism) dimanifestasikan sebagai tubuh pluton, antara lain:

1. Batholith adalah tubuh pluton yang sangat besar, dimana kemiringannya curam sekali dengan luas lebih dari ribuan kilometer persegi, mempunyai komposisi asam (granit granodiorit).
2. Sill adalah tubuh pluton tabular, yang selaras hubungannya dengan struktur regional, biasanya berada diantara dua lapisan sedimen. Tubuh sill yang besar mencapai tebal ratusan meter dan lusa beberapa kilometer. komposisi batuan basa.
3. Lacolith adalah tubuh pluton yang besar dengan bentuk dasar pipih dan bentuk atap seperti kubah, konkordan terhadap struktur regional. Pada kebanyakan lacolith, komposisi batuannya adalah asam.
   
4. Lapolith adalah tubuh pluton berbentuk lensa dengan permukaan dan bagian bawah cembung ke atas dengan komposisi basa.
   
5. Phacolith adalah tubuh pluton berbentuk lensa yang cekung ke bawah dan konkordan dengan struktur regional.
   
6. Dike adalah tubuh pluton yang tabular dengan kemiringan curam memotong struktur regional, mempunyai komposisi basa sampai intermediate.
   
7. Ring dikes adalah Dike yang curam dengan pola singkapan yang membusur, terbentuk oleh magma yang naik sepanjang rekahan yang terbentuk silindris. Kompleks ringdikes adalah suatu daerah yang mempunyai luas beberapa kilometer, sebagai hasil erosi pada pusat volkanik.

Kerangka Tektonik dan Volkanisme

• Proses geologi (fisika atau kimia) antara lain bermula dari adanya gangguan dalam kesetimbangan dimana selanjutnya mengarah kepada pemulihan kesetimbangan baru. Perubahan ‑ perubahan dalam kesetimbangan (equilibrum) dan akibat ‑ akibat yang terjadi akan merupakan kausal yang saling bertautan.

• Kesetimbangan yang terganggu pada magma di bawah kulit bumi, antara lain akan menimbulkan arus konveksi (Vening Meinesz) dimana akan diikuti oleh proses ‑ proses selanjutnya seperti pembentukan palung ‑ palung (geosinklin ‑ geosinklin), tegangan pada benua yang menyebabkan terjadinya graben, retakan dan sesar ‑ sesar, orogen dan tektogenesa gejala penerobosan magma ke permukaan bumi (volkanisme). Sehingga jelas disini bahwa tektonik dan volkanisma merupakan suatu ekspresi dari gaya ‑gaya dalam bumi yang diasosiasikan sebagai pemindahan (transfer) energi ke arah permukaan.

• Tektonik sebagai aspek mekanik, sedangkan volkanisma adalah manifestasi dari gejala yang ditimbulkan sebagai aspek kimiawi dari proses penimbunan energi tersebut (van Bermmelan 1954).

Lingkungan tektonik gunungapi Sekitar 600 buah gunungapi aktif di dunia sekarang, kebanyakan diantaranya berderet di sepanjang tepian samudra dan lebih dari mengelilingi Samudra Pasifik. Beberapa buah gunungapi menempati busur kepulauan yang berdekatan dengan benua, sedang yang lainnya merangkai kepulauan pada samudra yang dalam. Gunungapi cenderung mengelompok sepanjang jalur pegunungan yang sempit, dimana perlipatan dan pensesaran pada batuan (kerak) akan berfungsi sebagai saluran bagi magma untuk mencapai permukaan. Selain itu daerah bergempa juga terdapat disepanjang jalur gunungapi, dimana hal ini menunjukkan bahwa gejala volkanisma dan aktifitas seismik (kegempaan) berhubungan sangat erat.
Skema kerangka tektonik yang menunjukkan lingkungan terdapat gunungapi;

1. Lingkungan Tipe Busur Kepulauan : Gunungapi terjadi di puncak pegunungan‑ pegunungan yang membusur. Magma basaltik bergenerasi pada mantel di bawah suatu punggung (ridge) dan naik sepanjang rekahan yang memotong lapisan granitik. Magma tersebut umumnya terubah oleh proses diferensiasi sewaktu malalui lapisan granitik serta muncul di permukaan sebagai gunungapi andesitik.
2. Lingkungan Tipe Samudra : Gunungapi terdapat di sepanjang puncak dari punggungan dimana terdapat sistem rekahan pada kerak samudra. Magma basaltik bergenerasi di dalam selubung (mantle) di bawah suatu pegunungan dan naik ke atas melalui rekahan yang memotong lapisan basaltik. Karena kerak granitik tidak terdapat, maka magma tidak terpengaruh oleh perubahan karena proses diferensiasi, dan muncul dipermukaan sebagai gunungapi basaltik.
3. Lingkungan Tipe Kontinen : Gunungapi terdapat di daerah jalur pegunungan yang tidak stabil, dimana terdapat kerak granit yang tebal. Magma bergenerasi dekat dengan akar pegunungan, naik perlahan - lahan atau terhenti sementara waktu melalui rekahan pada kerak granitik dan muncul di permukaan sebagai gunungapi andesitik dan riolitik.

Erupsi Gunung Api
Asal mula gejala :

• Gaya yang berasal dari dalam bumi, terjadi akibat gangguan kesetibangan pada magma (thermal, thermodinamik dan hidrostatik) serta geologi (gravitasi, hidrostatik, kimia fisika dan geothermal).

• Erupsi gunungapi adalah manifestasi gejala volkanisma ke arah permukaan, atau suatu aspek kimiawi dari perpindahan energi ke arah permukaan, yang tergantung pada kandungan energi dalam dapur magma yang mencakup panas waktu pendinginan magma dan tekanan gas selama pembekuan (pendinginan).

Mekanisme Erupsi mekanisme erupsi sentral, mekanisme erupsi rekahan kontinen, kepundan tersumbat, freatik, celah (fissure) dan lain sebagainya.

1. Mekanisme Erupsi Sentral : Selama tekanan di dalam (internal pressure) dari magma lebih kecil dari kekuatan atau reservoir maka tidak akan terbentuk gunungapi. Oleh difusi, gas akan terkonsentrasi pada bagian atas dapur magma yaitu sewaktu pendinginan dan kristalisasi magma. Segera setelah keadaan itu, bilamana ketahanan atap waduk berkurang (menjadi lemah) karena naiknya tekanan gas akan menyebabkan terjadinya peletusan melalui suatu jalur yang berbentuk silinder, dimana keadaan ini disebut sebagai erupsi sentral (central vent eruption). Disini ada hubungan antara kandungan gas dan viskositas magma dengan jenis kegiatan erupsi sentral.
2. Mekanisme Erupsi Celah : Magma basa umumnya menghasilkan lava cair bersusun basal olivin, yang melalui rekahan abisal naik ke atas dan berasal dari pyromagma. Hipomagma berusaha menghasilkan pyromagma selama proses kristalisasi. Volatil yang terbentuk akan menyebabkan adanya semburan. Akumulasi lava basal yang luas disebut basalt plateau (Geike) atau Flood basalt (Tyrell), adalah merupakan hasil erupsi celah yang sangat besar. Bila kandungan gas berkurang maka permukaan lava akan menurun dan terjadi pembekuan yang dimulai dari atas ke bawah, dimana magma yang tertinggal dalam rekahan akan membentuk dike. Contoh : Columbia Plateau (Afrika Selatan) mempunyai luas sekitar 400.000 km (Tersier akhir), Iceland yang mempunyai luas 50.000 km tersier ‑ Jura), Parana Plateau (Brasilia) seluas 2750.000 km. Sedangkan di Indonesia adalah plateau basalt Sukadana.
3. Mekanisme Erupsi Kepundan tersumbat : Umumnya merupakan ledakan yang kuat dengan disertai gempa volkanik, guruh, lemparan gumpalan awan debu, diikuti ledakan keras dan hembusan batuan apung sebagai klimaksnya. Contoh : Krakatau (1883), Tambora (1815) dan Cosiquin (Nikaraguan) pada tahun 1835.(Gb.14-13).
4. Mekanisme Erupsi Freatik : Erupsi ini disebabkan oleh mengumpulnya uap air fumarol dari gunungapi yang bersangkutan ditambah dengan uap air hasil pemanasan. Jika tekanan telah cukup kuat dan atap reservoir lemah maka letusan freatik dapat terjadi. Lemahnya atap reservoir dapat karena oleh pelapukan, kohesi yang berkurang, gempa bumi dan lain sebagainya. Uap air yang terkumpul dapat pula terjadi karena lava mengalir diatas rawa atau lautan, sehingga akhirnya juga akan mengakibatkan erupsi freatik. Contoh : Bandai San (Jepang) pada tanggal 15 Juli 1888, Azuma San (Jepang) 1893, Pematang Bata (depresi Suoh Sumatra) 1933, Taal Filipina 1949.

Klasifikasi Erupsi

Didasarkan atas bentuk dan lokasi kegiatan, ESCHER yang mengadakan klasifikasi tipe ‑ tipe gunungapi berdasarkan tekanan gas, derajat kecairan magma dan kedalaman waduk magma menyebutkan tipe ‑ tipe gunungapi antara lain : 1. Tipe Hawaii :

• Dicirikan dengan lavanya yang cair tipis, dimana dalam perkembangan selanjutnya akan membentuk tipe gunungapi perisai.
  
• Karena sifat magma yang cair biasanya membentuk "lava mancur" hal mana disebabkan adanya arus konveksi pada danau lava.
  
• Lava mengandung banyak gas (ringan) akan terlempar ke atas, sedang yang berat (setelah gas hilang) akan tenggelam kembali.

Tipe Hawaii tidak hanya dijumpai di Hawaii saja, tetapi juga di Islandia.

• Perbedaan tipe Hawaii di kedua tempat ini terletak pada ketinggian gunungapi yang dibentuk dan besarnya sudut lereng.
• Di Islandia tipe ini membnetuk suatu gunungapi yang ketinggiannya relatif rendah yaitu antara 100 ‑ 1000 meter, dengan sudut lereng yang tidak begitu besar serta membentuk suatu plateau.
  
• Sedangkan di Hawaii terbentuk gunungapi dengan ketinggian lebih dari 1000 meter dengan harga sudut lereng yang besar.

2. Tipe Stromboli :

• Dijumpai pada gunungapi dimana stadia sedang meningkat, meskipun hal ini jarang didapatkan.
  
• Magmanya sangat cair, dimana kearah permukaan dijumpai erupsi pendek yang disertai dengan ledakan.
• Material yang dikeluarkan antara lain debu gunungapi, bom, lapili, bongkah lava dalam bentuk setengah padat.
  

3. Tipe Volkano dibedakan menjadi dua: a. Volcano kuat, misalnya visuvius, Etna b. Volcano lemah, misalnya Bromo, Raung.

• Tentu saja dijumpai bentuk peralihannya (antara volcano kuat dan lemah) seperti misalnya di Kelud dan Anak Bromo.
• Sangat khas dari tipe ini adalah pembentukan awan debu berbentuk bunga kol, yang disebabkan karena gas ditembakan keluar berekspansi jauh di atas kawah.

5. Tipe Merapi :

• Dicirikan dengan lava yang cair tebal, dapur magma yang relatif dangkal serta tekanan gas yang agak rendah.
  
• Lavanya bersifat agak kental, maka pada saat sampai di permukaan akan mambentuk sumbat lava (kubah lava). Bila sumbat lava ini gugur, maka akan ternentuk awan panas (avalance).
  
• Bila tekanan gas telah cukup kuat, maka pada saat terjadi peletusan sumbat lava akan ikut hancur dan akan membentuk awan panas pila (nuee ardante).

6. Tipe Pele :

• Viskositas lavanya hampir sama dengan tipe Merapi, hanya saja tekanan gas disini cukup besar.
  
• Ciri khas dari tipe ini adalah peledakan gas yang berarah mendatar. Tipe ini banyak diselidiki oleh La Croix di Mt. Pelee, yang terletak di St. Martinique yang termasuk dalam salah satu pulau Antila kecil.
  
• Selain itu pada volkan ini dijumpai pula sumbat lava berbentuk jarum lava yang berfungsi sebagai "pentil".
  
• Letusan gunung ini terjadi pada 8 Mei 1902 dengan menelan korban 30.000 jiwa, karena terkena awan panas yang mempunyai suhu 210‑230 C dengan kecepatan sampai 150 meters.

7. Tipe Vincent :

• Lava agak kental sedangkan tekanan gasnya moderat.
  
• Didalam kawah dicirikan adanya danau kawah.
  
• Sewaktu terjadi peletusan, air danau kawah dimuntahkan keluar sebagai lahar letusan, kemudian disusul aktifitas pelemparan material lepas seperti bomb, lapili, awan pijar setelah danau kawah kosong, suhu lahar letusan sekitar 100 C.
  
• Contoh : gunung kelud yang meletus tahun 1906 ‑ 1909.

8. Tipe Perret ( Plinian ) :

• Tipe ini dicirikan dengan tekanan gas yang sangat kuat dan lavanya yang cair.
  
• Sangat berbeda dengan tipe yang lainnya, sehingga jenis ini dimasukkkan dalam tipe merusak, serta ada hubungannya dengan evolusi suatu gunungapi dalam perkembangannya membentuk kaldera.

Studi tentang tipe ini banyak dilakukan oleh PLINIAN (99 SM), dengan mengambil contoh gunung Visuvius Perret. Contoh tipe ini :

• Visuvius yang meletus tahun 1906, dimana sebelum terjadi erupsi ketinggiannya adalah 1335 meter, tetapi setelah erupsi ketinggiannya hanya 1186 meter.
  
• Krakatau yang meletus tahun 1883 dengan menelan korban 36.000 jiwa.
  
• Gunung Krakatau ini sebenarnya masih diragukan apakah bisa dimasukkan dalam tipe Perret. Akan tetapi tentunya dengan melihat magmanya, gunung ini bisa digolongkan dalam tipe Perret.