Gaya Gaya Geologi Penyebab Deformasi Batuan

Batuan yang terdapat di bumi merupakan subyek yang secara terus menerus mendapat gaya yang berakibat tubuh batuan dapat mengalami pelengkungan ataupun keretakan. Ketika tubuh batuan melengkung atau retak, maka kita akan menyebut batuan tersebut terdeformasi (berubah bentuk dan ukurannya). Penyebab deformasi pada batuan adalah gaya tegasan (stress). Oleh karena itu, sebelum membahas lebih jauh mengenai gaya tegasan (stress) sebagai penyebab utama deformasi batuan, sebaiknya kita memahami terlebih dahulu konsep dasar tentang gaya gaya geologi yang bekerja pada batuan. Apa saja gaya-gaya tersebut ? simak contoh gaya tersebut pada pembahasan dibawah ini.

Pengertian Gaya (Force)

Gaya adalah suatu vektor yang dapat merubah gerak dan arah pergerakan suatu benda. Gaya dapat bekerja secara seimbang terhadap suatu benda (seperti gaya gravitasi dan elektromagnetik) atau bekerja hanya pada bagian tertentu dari suatu benda (misalnya gaya-gaya yang bekerja di sepanjang suatu sesar di permukaan bumi). Gaya gravitasi adalah gaya utama yang bekerja terhadap semua obyek/materi yang ada di sekeliling kita. Besaran (magnitud) suatu gaya gravitasi adalah berbanding lurus dengan jumlah materi yang ada, akan tetapi magnitud gaya di permukaan tidak tergantung pada luas kawasan yang terlibat.

Satu gaya dapat diurai menjadi 2 komponen gaya yang bekerja dengan arah tertentu, dimana diagonalnya mewakili jumlah gaya tersebut. Gaya yang bekerja diatas permukaan dapat dibagi menjadi 2 komponen yaitu: satu tegak lurus dengan bidang permukaan dan satu lagi searah dengan permukaan. Pada kondisi 3-dimensi, setiap komponen gaya dapat dibagi lagi menjadi dua komponen membentuk sudut tegak lurus antara satu dengan lainnya. Setiap gaya, dapat dipisahkan menjadi tiga komponen gaya, yaitu komponen gaya X, Y dan Z.

Tekanan Litostatik

Tekanan yang terjadi pada suatu benda yang berada di dalam air dikenal sebagai tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik yang dialami oleh suatu benda yang berada di dalam air adalah berbanding lurus dengan berat volume air yang bergerak ke atas atau volume air yang dipindahkannya.

Batuan yang terdapat di dalam bumi juga mendapat tekanan yang sama seperti benda yang berada dalam air. Akan tetapi tekanannya jauh lebih besar ketimbang benda yang ada di dalam air. Hal ini disebabkan karena adanya tekanan litostatik. Tekanan litostatik ini menekan kesegala arah dan akan meningkat ke arah dalam bumi.

Gaya Tegasan (Stress Forces)

Tegasan adalah gaya yang bekerja pada suatu luasan permukaan dari suatu benda. Tegasan juga dapat didefinisikan sebagai suatu kondisi yang terjadi pada batuan sebagai respon dari gaya-gaya yang berasal dari luar. Tegasan dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada luasan suatu permukaan benda dibagi dengan luas permukaan benda tersebut: Tegasan (P)= Daya (F)/luas (A). Tegasan yang bekerja pada salah satu permukaan yang mempunyai komponen disebut tegasan prinsipal atau tegasan utama.

Dalam geologi struktur ada istilah "Tegasan Pembeda" untuk membedakan antara tegasan maksimal dan tegasan minimal. Sekiranya perbedaan gaya telah melampaui kekuatan batuan maka retakan/rekahan akan terjadi pada batuan tersebut. Kekuatan suatu batuan sangat tergantung pada besarnya tegasan yang diperlukan untuk menghasilkan retakan/rekahan.

Gambar gaya tegasan sebagai penyebab deformasi batuan.

Gaya Tegangan (Tensional Force)

Gaya Tegangan merupakan gaya yang dihasilkan oleh tegasan, dan melibatkan perubahan panjang, bentuk (distortion) atau dilatasi (dilation) atau ketiga-tiganya. Bila terdapat perubahan tekanan litostatik, suatu benda (homogen) akan berubah volumenya (dilatasi) tetapi bukan bentuknya. Misalnya, batuan gabro akan mengembang bila gaya hidrostatiknya diturunkan.

Perubahan bentuk biasanya terjadi pada saat gaya terpusat pada suatu benda. Bila suatu benda dikenai gaya, maka biasanya akan dilampaui ketiga fasa, yaitu fasa elastisitas, fasa plastisitas, dan fasa pecah. Bahan yang rapuh biasanya pecah sebelum fase plastisitas dilampaui, sementara bahan yang plastis akan mempunyai selang yang besar antara sifat elastis dan sifat untuk pecah. Hubungan ini dalam mekanika batuan ditunjukkan oleh tegasan dan tarikan.

Kekuatan batuan, biasanya mengacu pada gaya yang diperlukan untuk pecah pada suhu dan tekanan permukaan tertentu. Setiap batuan mempunyai kekuatan yang berbeda-beda, walaupun terdiri dari jenis yang sama. Hal ini dikarenakan kondisi pembentukannya juga berbeda-beda. Batuan sedimen seperti batupasir, batugamping, batulempung kurang kuat dibandingkan dengan batuan metamorf (kuarsit, marmer, batusabak) dan batuan beku (basalt, andesit, gabro).

Diharapkan dengan pembahasan ini anda bisa mengerti konsep dasar gaya gaya geologi penyebab deformasi batuan. Pemahaman tentang Gaya (Force), Gaya Tegasan (Stress Forces), Tekanan Litostatik, dan Gaya Tegangan (Tensional Forces) akan sangat membantu anda dalam memahami mekanisme terbentuknya struktur geologi (Kekar, Lipatan, dan Sesar).