Bermula dari René Descartes (1596–1650) naturalis asal Prancis adalah ilmuwan pertama yang mempelajari komposisi interior bumi. Dalam bukunya "Principia philosophiae" (1644) menjelaskan bumi memiliki inti yang berupa cairan panas yang mirip dengan matahari dan terbungkus oleh lapisan batuan, material logam, air dan udara (Bonatti, 1994). Naturalis Denmark Niels Stensen, alias Nicolaus Steno (1638–1686), menemukan batuan dapat terdeformasi dan kemudian dapat direkonstruksi untuk mengetahui posisi atau bentuk awal batuan tersebut (Steno, 1669).
Peter Simon Pallas (1777), James Hutton (1795), dan Leopold von Buch (1824), mereka adalah ilmuan yang menganggap gaya intrusi magma sebagai penyebab utama dari pembentukan gunung, dan kemudian mencetus tektonik sebagai cabang ilmu pengetahuan yang independen. Mereka mencatat batuan jenis granit adalah yang umum ditemukan di sepanjang poros tengah dari deretan pegunungan. Teori tersebut berlawanan dengan konsep gaya horizontal, yang menyatakan gunung-gunung terbentuk dari kompresi dan pelipatan kerak bumi, yang dipahami oleh banyak ahli geologi. De Saussure (1796) dan Hall (1815) adalah yang pertama mengusulkan gaya horizontal adalah pendorong utama dari pembentukan gunung. Konsep ini kemudian dikuatkan dengan ditemukannya sesar anjak (Nappe) di Pegunungan Alpen.
"Nappe, in Geology. A sheetlike, allochthonous rock unit that is formed by thrust faulting or recumbent folding or both." (McGraw Hill, 2003)
 |
| Nappe - Sesar Anjak (sumber: common.wikimedia.org) |
Konsep gaya horisontal umumnya dianggap sebagai bentuk dari kontraksi yang menghasilkan kompresi kerak bumi (Élie de Beaumont, 1852). Hipotesis kontraksi ini didasarkan pada konsep bumi yang awalnya terdiri dari magma, kemudian mendingin dan menyusut secara perlahan. Kontraksi tektonik dimanifestasikan dalam teori geosinklin (Dana, 1873), yang mengasumsikan batuan sedimen, yang sekarang terlipat di deretan pegunungan, semula diendapkan dalam palung laut yang luas dan merata. Endapan sedimen geosinklin biasanya lebih tebal jika dibandingkan dengan endapan sedimen kraton pada umur geologi yang sama. Dana (1873) menganggap amblesnya palung laut, pelipatan sedimen dan pembentukan gunung adalah sebagai akibat dari kontraksi bumi. Teori geosinklin pun tersebar luas di kalangan peneliti dunia (mis., Stille, 1913), kemudian dikembangkan dengan munculnya definisi-definisi baru dan berbeda tentang geosinklin. Konsep kontraksi bumi hanya bertahan sampai pada abad ke-20, dan mulai tidak diterima hingga sekarang karena konsep ini bertentangan dengan sebagian besar penemuan terbaru yang berkaitan dengan asal usul dan sejarah bumi. Bahkan malah sebaliknya, bumi bukannya menyusut, diameter sebenarnya meningkat perlahan karena gesekan pasang surut yang memperlambat kecepatan rotasi bumi, yang saat ini, sekitar 16 juta per detik per tahun. Pada awal Kambrium sekitar setengah miliar tahun yang lalu, satu hari hanya berdurasi dua puluh satu jam empat puluh lima menit, atau dua seperempat jam lebih pendek dari durasi sekarang, dan satu tahun bisa mencapai 400 hari lamanya.
 |
| Teori Geosinklin (Dana, 1873) |
Konsep pembentukan pegunungan terjadi secara bertahap dan bersifat global pada saat yang sama, didukung oleh Élie de Beaumont (1852) meskipun Lyell (1833) sebelumnya pernah berargumen dengan tegas menentangnya. Teori ini mengasumsikan peristiwa tektonik yang menyebabkan pelipatan di deretan pegunungan terjadi secara global dalam fase temporal yang sangat terbatas. Teori ini terus-menerus dikembangkan dan didiskusikan oleh Stille (1913 dan publikasi setelahnya). Namun kemudian konsep fase tektonik ini mulai tidak diterima, banyak peneliti dunia sepakat bahwa proses tektonik cenderung menciptakan peristiwa pembentukan deretan pegunungan yang relatif luas dan sinkron.
Perdebatan ilmiah tentang apakah gaya vertikal ataukah gaya horizontal sebagai pendorong utama pembentukan pegunungan perlahan diselesaikan dengan banyaknya laporan penelitian berikutnya yang cenderung membuktikan gaya horizontal adalah yang dominan. Namun perlu dipahami, gaya-gaya ini berasal dari dinamika lempeng tektonik dan bukan dari konsep kontraksi bumi. Pengangkatan deretan pegunungan merupakan proses sekunder yang diinduksi oleh gaya horizontal kerak bumi.
Pada awal abad ke-20, kemajuan signifikan teori tektonik dikembangkan melalui penelitian struktur geologi dari singkapan-singkapan sesar anjakan dan pola batuan di Pegunungan Alpen (Lugeon, 1902; Termier, 1904). Sesar anjak ini disebut “nappe” dan merupakan karakteristik dari hampir semua pegunungan. Hal ini memperkuat bahwa pegunungan adalah zona kompresi dan pemendekan kerak bumi, lebih jauh lagi, hasil dari penyelidikan geofisika menunjukkan bahwa kerak benua di daerah pegunungan secara signifikan menebal dan memendek. Kerak benua yang menebal di daerah pegunungan ini jauh lebih ringan daripada lapisan mantel yang ada di bawahnya, menurut prinsip isostasi, gaya apung (buoyancy) relatif meningkat mengikuti ketinggian topografi. Hubungan antara pemendekan dan penebalan kerak bumi sangat kompleks dan penting untuk memahami peristiwa tektonik dari pembentukan deretan pegunungan.
 |
| Tiga jenis isostasi. a) Pratt isostasy b) Airy isostasy c) Flexural isostasy. |
Referensi:
- Bonatti E (1994) The Earth’s mantle below the oceans. Scientific American 270/3: 26–33
- Buch LC von (1824) Über geognostische Erscheinungen im Fassathal. Von Leonard’s Mineralogisches Taschenbuch 1824: 396–437
- Dana JD (1873) On some results on the Earth’s contraction from cooling, including a discussion of the origin of mountains and the nature of the Earth’s interior. Am J Sci, Ser 3, 5: 423–443
- Descartes R (1644) Principia philosophiae
- Élie de Beaumont JB (1852) Notice sur les systèmes des montagnes. 3 vol, Paris
- Hall J (1815) On the vertical position and the convolutions of certain strata and their relation with granite. Trans R Soc Edinburgh 7: 79–85
- Hutton J (1795) Theory of the Earth with Proofs and Illustrations. 2nd vol, Cadell, Davies and Creech, London-Edinburgh
- Lugeon M (1902) Les grandes nappes de recouvrement des Alpes du Chablais et de la Suisse. Bull Soc Géol France, 4ème Sér, 1: 723–823
- Lyell C (1833) Principles of Geology. Bd 3, John Murray, London, 398 pp
- McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms (2003) New York: McGraw-Hill
- Pallas PS (1777) Observation sur la Formation des Montagnes. St Petersburg
- Saussure HB de (1796) Voyages dans les Alpes. Bd. 4, Fauche-Borel, Neuchâtel
- Steno N (Stensen N) (1669) De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus. Florence
- Stille H (1913) Tektonische Evolution und Revolution in der Erdrinde. Veit, Leipzig
- Termier P (1904) Les nappes des Alpes orientales et la synthèse des Alpes. Bull Soc Géol France, 4ème Sér, 3: 711–765
