Hubungan Deformasi Permukaan terhadap Bentuklahan dan Struktur Geologi

Dalam mengidentifikasi deformasi permukaan akibat gempabumi diperlukan kemampuan dalam menginterpretasi struktur bentuklahan di kawasan yang terkena gempabumi untuk menghasilkan informasi yang dapat dikaitkan dengan deformasi permukaan. Pernyataan Zhang (2010) dalam Monghaddam et al (2013), bahwa kasus seperti gempabumi dan longsor yang menimbulkan deformasi permukaan dipengaruhi oleh struktur bawah permukaan seperti sesar.

Faktor awal yang menyebabkan deformasi yaitu aktivitas tektonik yang terjadi secara masif dan meninggalkan hasil berupa bentanglahan dan kenampakan struktural. Perubahan lingkungan maupun komponen kecil dari bentanglahan menjadi pemicu terhadap perubahan elemen bentanglahan melalui deformasi permukaan. Energi yang menyebabkan deformasi permukaan pada wilayah bentanglahan yang aktif secara tektonik terakumulasi melalui gempabumi yang terjadi secara berulang sehingga menghasilkan stress dan menyebabkan strain.

Bentanglahan merupakan hasil dari efek yang melibatkan proses endogen seperti aktivitas tektonik maupun volkanik yang menghasilkan kenampakan topografi dan proses eksogen (erosi dan sedimentasi) (Gutiérrez & Gutiérrez, 2016). Bentukan permukaan bumi hasil aktivitas tektonik hampir sebagian besar ditemukan hanya pada kenampakan bentanglahan. Efek yang ditimbulkan dari pelepasan energi pada litosfer saat gempabumi (aftershock) menimbulkan ketidakstabilan topografi dan menyebabkan pengangkatan batuan yang melawan gaya gravitasi atau penurunan yang dapat merubah komponen bentanglahan sehingga dapat menciptakan sebuah bentukan baru di permukaan (Jain, 2014).

Gambar 1. Kenampakan bentuklahan Hogback akibat deformai permukaan oleh sesar bawah permukaan

Bentanglahan yang terbentuk di suatu wilayah aktif secara tektonik berasal dari integrasi kompleks terhadap pengaruh pergerakan kerak bumi atau permukaan yang terakmulasi dari sesar dan lipatan secara horizontal dan vertikal yang disebut proses permukaan (surface process) (Burbank & Anderson, 2000). Wilayah dengan aktivitas deformasi aktif atau aktivitas permukaan lainnya memiliki hubungan timbal balik dalam mempengaruhi pergerakan tektonik dan proses permukaan untuk menghasilkan susunan bentuklahan (Hugget, 2017).

Bentuklahan adalah susunan permukaan bumi yang dihasilkan dari proses alami yang memiliki bentuk khas dan dapat dikenali (Strahler, 1996). Bentuklahan menjadi parameter dalam mendeskripsikan hubungan bentanglahan dengan bentukan permukaan seperti deformasi permukaan. Faktor ekstrinsik dan intrinsik berperan dalam menciptakan dan mengubah bentuklahan di permukaan bumi.

Perubahan bentuklahan berkaitan dengan proses yang melebihi critical treshold seperti gempabumi. Perubahan yang terjadi karena pengaruh tektonik ini bersifat gradual dan katastrof yaitu sedikit demi sedikit dan secara tiba-tiba dalam periode waktu tertentu sehingga tercipta pola-pola bentuklahan yang dapat dikenali (Gutierrez & Gutierrez, 2016). Bentuk, pola dan asosiasi dari bentuklahan berperan penting sebagai dasar dalam mengidentifikasi karakteristik geologinya. Seperti yang diungkapkan Steiger & Corenblit (2012), shape dan modify menjadi penghubung dalam proses pembentukan permukaan bumi.

Bentuklahan merupakan produk akhir yang dihasilkan dari interaksi permukaan alami dengan batuan. (Gupta, 2018). Bentuklahan dapat dikenali melalui sifat dari karaketer medan yang dapat memberikan gambaran mengenai proses alami. Seperti yang dikemukakan Bates & Jackson (1987) bahwa semua kenampakan fisik di permukaan bumi yang dikatakan sebagai bentuklahan yaitu dengan memiliki karakterisitik dan juga bentuk yang dapat dikenali.

Bentuklahan memiliki keterkaitan terhadap geomorfologi struktural yang terdapat karakteristik dan aktivitas dari permukaan bumi.  Bentuklahan yang terbentuk dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu struktur, proses dan waktu. Struktur menjadi faktor utama dalam pembentukan pola deformasi karena ketergantungan terhadap struktur litologi batuan sehingga dikatakan sebagai bentuklahan struktural.  Bentuklahan struktural (sensu lato) terbagi dalam dua jenis:

  1. Bentuklahan tektonik, yang secara langsung disebabkan oleh aktivitas dari kerak bumi tanpa campuran dari denudasional atau aktivitas manusia
  2. Bentuklahan struktural (sensu stricto), disebabkan oleh pelapukan dan erosi pada singkapan struktur geologi di permukaan (Twidale, 1971).

Proses deformasi permukaan berkaitan dengan struktur tektonik aktif yang berinteraksi dengan proses geomorfik sehingga menghasilkan topografi di suatu wilayah atau disebut bentuklahan tektonik. Bentuklahan tektonik diciptakan melalui sesar, lipatan atau kombinasi keduanya. Gempabumi menghasilkan proses deformasi permukaan dan menyebabkan displacement. Elemen-elemen dari bentuklahan tektonik menjadi penting dalam mengidentifikasi dan memetakan struktur tektonik aktif yang dapat menunjukkan gejala strain pada deformasi yang terjadi seperti pola aliran (drainage) dan kelurusan (lineament).

Struktur geologi dihasilkan dari aktivitas tektonik pada masa lampau yang di dalamnya termasuk struktur relatif yaitu sesar dan lipatan, struktur kompleks yaitu batuan beku dan struktur yang lebih kompleks yaitu bentanglahan pegunungan. Struktur dalam skala regional berhubungan dengan tatanan geologi dan pengaruhnya terhadap bentanglahan serta pengaruhnya terhadap material dalam proses permukaan (Harvey, 2012). Terdapat tiga jenis struktur geologi yang dapat diidentifikasi di lapangan yaitu bidang kontak berupa batas antar batuan, struktur primer yang merupakan struktur dalam batuan yang berkembang seiring dengan proses pembentukannya dan struktur sekunder yang terbentuk akibat gaya setelah proses pembentukan pada batuan tersebut (Sapiie & Harsolumakso, 2006).

Struktur geologi seperti lipatan, sesar, kekar, pola aliran dan kelurusan merupakan bukti dari bentuklahan struktural yang dapat menjadi indikasi awal terhadap deformasi. Material pada suatu lapisan yang bersifat ductile akan menimbulkan perlipatan antar bidang perlapisan batuan karena sifat material yang tidak mudah patah atau disebut dengan lipatan/fold, akan tetapi ketika lapisan batuan tersusun atas material yang bersifat brittle maka akan terjadi rekahan yang memisahkan batuan menjadi dua bagian yang disebut dengan sesar/fault.

Fold merupakan lipatan di dalam lapisan batuan yang terjadi ketika batuan terdeformasi dalam keadaan plastis. Batuan yang mengalami lipatan menunjukkan beberapa retakan (fracture) yang berasal dari kombinasi plastic dan brittle. Indikasi lipatan dalam menghasilkan deformasi biasanya disebabkan oleh sesar di dalam permukaan. Sistem geometri pada lipatan terdiri dari dua bagian yaitu Single Folded Surface (dibatasi oleh hanya satu lapisan) dan Folded Layers and Multilayers (lapisan tersusun dari dua atau lebih lipatan) (Twiss & Moores, 1992).

Gambar 2. Jenis lipatan secara umum (Thompson & Turk, 1997)

Fault merupakan zona lemah hasil pergeseran struktur batuan yang menimbulkan fraktur antara dua sisi bidang karena gaya stress pada kerak bumi. (Twidale, 1997). Pergerakan yang ditimbulkan sesar bersifat relatif ke arah permukaan (Twiss & Moores, 1992). Secara umum sesar dibagi dalam tiga kategori sesuai arah pergeserannya yaitu dip-slip (bergerak paralel terhadap dip dari permukaan), strike-slip (bergerak horizontal dan paralel terhadap arah strike dari permukaan) dan oblique-slip (bergerak miring membentuk sudut di permukaan). Berikut gambar karakteristik pergeseran blok sesar :

Gambar 3. Karaktersitik Pergeseran Blok Sesar (Twiss & Moores, 1992)

            Gambar 3 dapat memberikan penjelasan bahwa pergerakan sesar ke permukaan dapat menghasilkan berbagai kenampakan topografi baru seperti pembentukan fault scarp hasil pergeseran dip-slip maupun pembentukan pola aliran (drainage) dan kelurusan (lineament) hasil dari pergeseran strike-slip.

Dalam mengidentifikasi kelurusan dapat melalui beberapa gejala yang terbentuk seperti aliran lurus, lembah, depresi permukaan sejajar, perubahan kecerahan tanah, deretan dan jenis vegetasi, perubahan ketinggian dan topografi (Hung et al, 2005). Major lineaments berhubungan dengan zona pergeseran, sesar,  fracture dan struktur tektonik utama sedangkan minor lineaments yaitu sesar minor atau kekar, fractures, bedding traces dan lainnya (Gupta, 2018).

            Pola aliran yang dihasilkan melalui erosi dapat merepresentasikan karakteristik jenis batuan dan struktur geologi di suatu bentanglahan. Pola aliran dapat menunjukkan kekuatan dari topografi yang tersusun dari berbagai material batuan dan kemiringan tanah. Secara umum, pola aliran terbagi menjadi empat :

  • Pola dendritic; terbentuk pada material yang homogen terhadap erosi. Aliran cabang tidak beraturan, lapisan horizontal dan lereng agak landai.  
  • Pola rectangular; terbentuk pada permukaan yang tererosi serangkaian kekar/joint. Anak sungainya membentuk sudut 90o, batuan tersusun dari batupasir, kuarsit dan lain-lain.
  • Pola radial; terbentuk dari satu area yang mengalami pengangkatan yang umumnya berasal dari titik tengah seperti gunungapi, kubah dan lain-lain.
  • Pola trellis; terbentuk pada wilayah dengan zona yang berselang-seling, mulai dari zona lemah dan resistan seperti pada zona lipatan dan sesar sehingga alirannya mengarah secara paralel mengikuti strike / garis lurus.
  • Pola parallel; terbentuk pada lereng-lereng yang sangat curam dan memiliki pola aliran sungai yang hampir sejajar. (Gupta, 2018).
Pola Aliran (Tarbuck & Lutgens, 2013)

Reference:

Burbank, D.W., & Anderson, R. S. (2001). Tectonic Geomorphology (pp. viii, 1-2, 105-158). USA : Blackwell Science Ltd

Gutierrez, F., & Gutierrez, M. (2016). Landforms of the Earth. (pp. 1, 3). Switzerland : Springer International Publishing Switzerland.

Hugget, R.J. (2017). Fundamentals of Geomorphology 4th Edition (pp. 22, 144). London and New York : Routledge Taylor & Francis Group

Jain, S. (2014). Fundamentals of Physical Geology (pp. 160). New Delhi : Springer

Monghaddam, N.F., Rudiger, C., Samsonov, S., J.P Walker., & Hall, M. (2013). An Assessment of DInSAR Potential for Simulating Geological Subsurface Structure. International Congress on Modelling and Simulation. Adelaide.

Tarbuck, E.J., Lutgens, F.K. (2013). Earth : An Introduction to Physical Geology 11th Edition (pp. 541). United States of America : Pearson Education, Inc.

Twiss, R.J., & Moores, E.M. (1992). Structural Geology (pp. 51-52, 220-221). New York : W.H. Freeman and Company.

Leave a Reply