Batas konvergen

Pada 9 Juni 1994, gempa bermagnitudo 8.3 terjadi 636 km di bawah Bolivia, di dalam lempeng yang telah tenggelam ke mantel.

Tempat kerak kembali turun

Ukuran Bumi hampir tidak berubah selama ratusan juta tahun, jadi kerak yang terbentuk di punggung samudra harus dihancurkan dengan laju yang sama di suatu tempat. Tempat itu adalah batas konvergen, tempat lempeng saling mendekat. Kejadiannya bergantung pada jenis litosfer yang bertemu. Kerak samudra tipis dan bermassa jenis tinggi, dengan komposisi basaltik. Kerak benua lebih tebal dan mencakup batuan yang lebih ringan seperti granit. Saat keduanya bertemu, lempeng samudra yang bermassa jenis tinggi mengalah: lempeng ini melengkung ke bawah dan tenggelam, atau menunjam, ke dalam mantel. Tempat penunjaman ini disebut zona subduksi.

Di tempat lempeng melengkung ke bawah, dasar laut membentuk palung. Menurut USGS, jika Samudra Pasifik dapat dikeringkan, kita akan melihat palung panjang yang melengkung, sepanjang ribuan kilometer dan sedalam 8 hingga 10 km. Yang terdalam, Challenger Deep di ujung selatan Palung Mariana, mencapai hampir 11 000 m. Jaraknya di bawah permukaan laut lebih besar daripada tinggi Gunung Everest di atasnya. Di lepas pantai Amerika Selatan, Lempeng Nazca yang bersifat samudra menunjam di bawah Lempeng Amerika Selatan sepanjang Palung Peru-Cile, dan tepi benua yang tertekan terangkat membentuk Andes.

Gempa makin dalam ke arah daratan

Lempeng yang menunjam tidak selalu meluncur mulus. Bagian dalamnya pecah menjadi potongan yang terkunci lalu tiba-tiba bergeser; bidang pertemuan kedua lempeng juga tersangkut lalu tersentak. BGS mencatat bahwa zona subduksi menghasilkan sebagian besar gempa bermagnitudo lebih dari 6 serta gempa terdalam. Karena gempa mengikuti lempeng yang menunjam, peta kedalamannya menunjukkan pola yang jelas: dangkal di dekat palung, lalu makin dalam ke arah daratan hingga sekitar 700 km. Gempa Bolivia tahun 1994, dengan kedalaman 636 km, merupakan salah satu gempa besar terdalam yang tercatat di Amerika Selatan. Guncangannya terasa hingga Toronto, tetapi kerusakannya kecil karena sumbernya sangat dalam. Dalam model, titik-titik membentuk garis miring yang sama.

Mengapa ada gunung api

Deretan gunung api berdiri di benua, sejajar dengan palung dan berada agak jauh ke arah daratan. Dalam model, gunung api berada di atas titik tempat bagian atas lempeng yang menunjam mencapai kedalaman sekitar 100 km. Lempeng yang tenggelam membawa air yang terikat dalam mineralnya; saat memanas, air terlepas lalu naik ke mantel panas di atasnya. Air menurunkan titik leleh batuan itu sehingga sebagian mencair. USGS mencatat bahwa para ilmuwan masih memperdebatkan batuan mana tepatnya yang mencair, lempeng yang menunjam, lempeng di atasnya, atau keduanya. Namun, gunung api tersebut jelas terbentuk akibat subduksi. Andes dan Pegunungan Cascade di wilayah barat laut Pasifik merupakan busur vulkanik jenis ini.

Dua jenis konvergensi lainnya melengkapi gambaran ini. Saat dua lempeng samudra bertemu, salah satunya menunjam di bawah yang lain. Gunung api tumbuh dari dasar laut membentuk rangkaian pulau melengkung, yaitu busur kepulauan, seperti Kepulauan Mariana dan Aleut. Saat dua benua bertemu, keduanya tidak tenggelam karena batuan benua terlalu ringan. Seperti dua gunung es yang saling mendesak, kerak terlipat dan terdorong ke atas. India bertumbukan dengan Asia sekitar 50 juta tahun lalu. Tekanan perlahan sejak itu mengangkat Himalaya, pegunungan tertinggi di daratan, dan Dataran Tinggi Tibet yang rata-rata berketinggian sekitar 4600 m.