GEOPEDOLOGI

BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang

Permukaan bumi baik di daratan maupun lautan yang tidak rata merupakan  bukti konkret dan rasional ras ional yang membuktikan bahwa di tempat yang kita tinggali ini sama sekali tidak bersifat statis, melainkan dinamis. Tidak hanya tenaga yang berasal dari dalam bumi (tenaga endogen) seperti diastropisme, vulkanisme, dan seisme saja yang menjadi faktor penyebab proses yang tentunya menimbulkan efek bagi kehidupan manusia. Namun, tidak bisa dipungkiri  bahwa tenaga yang berasal dari luar bumipun ikut andil dalam mempercantik ataupun  bahkan merusak lapisan litosfer planet yang tergolong dalam kelompok planet dalam dala m ini. tenaga geologi yang bersifat destrutif inilah yang dikenal dengan istlah tenaga eksogen. Erosi, sedimentasi, dan pelapukan merupakan beberapa contoh tenaga eksogen. Terlepas dari dampak yang diterima oleh substansi yang menempatinya abiotik sekalipun, baik tenaga endogen maupun tenaga eksogen menghasilkan keadaan muka bumi yang beragam. Pelapukan (weathering) merupakan contoh tenaga eksogen yang berperan serta menganekaragamkan muka bumi karena bersifat destruktif tenaga ini tidak bersifat membangun melainkan merusak morfologi muka bumi. Namun, proses penghancuran atau perusakan dan pelepasan partikel-partikel batuan ini menimbulkan bentuk baru, seperti stalaktit dan stalakmit. Dari faktor-faktor yang dapat menyebabkan proses pelapukan tersebut dapat  berlangsung, akan didapat produk dari hasil pelapukan pela pukan tersebut yang memiliki wujud dan sifat yang bergantung dari produk yang sebelumnya.

2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat ditarik beberapa rumusan masalah, diantaranya yaitu: 1) 2) 3) 4)

Apa yang dmaksud dengan pelapukan? Faktor apa saja yang menyebabkan pelapukan? Apa jenis-jenis dari pelapukan tersebut? Apa produk langsung dari proses pelapukan?

3. Tujuan Makalah Makalah ini dibuat dengan tujuan: 1) Pembaca dapat mengerti apa itu pelapukan serta factor yang memengaruhi nya 2) Pembaca dapat mengetahui jenis-jenis pelapukan 3) Pembaca dapat mengerti produk dari pelapukan tersebut

BAB II PEMBAHASAN 1. Pelapukan

Pelapukan adalah proses alterasi dan fragsinasi batuan dan material tanah pada dan/atau dekat permukaan bumi yang disebabkan karena proses fisik, kimia dan biologi. Hasil dari pelapukan ini merupakan asal (source) dari batuan sedimen dan tanah (soil). Kiranya penting untuk ketahui bahwa proses pelapukan akan menghacurkan batuan atau bahkan melarutkan sebagian dari mineral untuk kemudian menjadi tanah atau diangkut dan diendapkan sebagai batuan sedimen klastik. Komposisi tanah tidak hanya tergantung pada batuan induk (asal) nya, tetapi juga dipengaruhi oleh alam, intensitas, dan lama (duration) pelapukan dan proses jenis pembentukan tanah itu sendiri (Rakhman, 2013). Pelapukan sendiri juga dapat didefinisikan sebagai perubahan batuan dari masif menjadi klastik sebagai respons terhadap kondisi lokal di permukaan (Rose, Hawkes & Webb, 1979). Pelapukan merupakan penyebab utama dispersi sekunder, yang melibatkan proses: 1. Disagregasi fisik dan mekanik tanpa modifikasi kimia pada mineral, diawali dengan  proses geologi berupa pengangkatan (uplift) dan erosi 2. Dekomposisi kimia yang meliputi perubahan fase mineralogi akibat efek kimia air tanah, termasuk penguraian dan represipitasi unsur dari batuan primer dan endapan lainnya (transformasi mineral primer membentuk mineral sekunder). Menurut Rakhman (2013) beberapa hal yang menjadi faktor-faktor utama penyebab utama terjadinya pelapukan, antara lain: 

Adanya perbedaan temperatur yang tinggi

Peristiwa ini terutama terjadi di daerah yang beriklim kontinental atau beriklim Gurun di daerah gurun temperatur pada siang hari dapat mencapai 50 Celcius. Pada siang hari bersuhu tinggi atau panas. Batuan menjadi mengembang, pada malam hari saat udara menjadi dingin, batuan mengerut. Apabila hal itu terjadi secara terus menerus dapat mengakibatkan batuan pecah atau retak-retak artinya ini juga sebuah pelapukan. 

Pembekuan air di dalam batuan

Jika air membeku maka volumenya akan mengembang. Pengembangan ini menimbulkan tekanan, karena tekanan ini batu- batuan menjadi rusak atau peca  pecah. Pelapukan ini terjadi di daerah yang beriklim sedang dengan pembekuan hebat. 

Berubahnya air garam menjadi kristal.

Jika air tanah mengandung garam, maka pada siang hari airnya menguap dan garam akan mengkristal. Kristal garam ini tajam sekali dan dapat merusak batuan  pegunungan di sekitarnya, terutama batuan karang di daerah pantai. Hal ini menyebabkan pelapukan yang cukup.



Insolasi

Amplitudo suhu yang sangat tinggi (siang sangat dan malam sangat dingin) dapat menghancurkan batuan, misalnya batuan di daerah gurun pasti terjadi pelapukan. 

Perbedaan Warna Mineral

Perbedaan warna mineral pembentuk batuan meyebabkan perbedaan pemuaian  bagian-bagian batuan sehingga terjadi pelapukan.

2. Jenis-jenis Pelapukan Pelapukan Fisik (Mekanik)

Pelapukan fisik (mekanik) yaitu proses yang menghancurkan batu menjadi  bagian-bagian yang lebih kecil karena berbagai sebab, namun tidak ada perubahan signifikan dari komposisi kimia maupun mineralogi nya. Disagregasi fisik menyebabkan batuan yang semula masif dan memiliki volume besar berubah menjadi hancur . Proses pelapukan fisik atau mekanik dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain: 1. Rekahan-rekahan Sheeting Joints) Rekahan dapat terbentuk akibat hilangnya beban dari batuan di atasn ya. Erosi pada  batuan di permukan menyebabkan batuan kehilangan beban di atasnya dan seolaholah mendapat beban dari batuan dibawahnya, sehingga terbentuk rekahan-rekahan yang sejajar permukaan.

Gambar 1 Pelapukan speroidal pada granit, terlihat lapisan tipis yang terkelupas mengekspos inti

2. Pertumbuhan Kristal Presipitasi garam-garam pada celah atau rongga batuan yang dilewati air tanah menimbulkan tekanan dan dapat menyebabkan desintegasi pada batuan

3. Tekanan Es (Frost Wedging) Di daerah dingin, air yang membeku pada pori-pori batuan akan menekan dinding sekitarnya, karena volume es lebih besar 9% dari volume air.

Gambar 2 Blok batu angular & besar hasil dari pelapukan es pada erlapisan batupasir-batulempung di Formasi Canning, Alaska

4. Pengaruh Suhu Perbedaan suhu yang ekstrim antara siang dan malam akan menyebabkan batuan mengkerut pada malam hari dan memuai pada siang hari sehngga ikatan antar  butir melemah 5. Pengaruh Tumbuhan Akar tumbuhan yang membesar dan menerobos batuan dapat menghancurkan  batuan di sekitarnya. Pelapukan Kimia

Pelapukan kimia melingkupi perubahan baik komposisi kimia dan mineralogi  batuan, Dekomposisi kimia batuan sebagai respons terhadap lingkungan permukaan. Proses-proses yang terlibat dalam dekomposisi kimia antara lain: Hidrolisa Reaksi kimia antara mineral (ion asam lemah dan basa lemah) dengan air yang melibatkan aksi ion H+ dan OH- yang dapat menghasilkan mineral baru atau material terlarut , contohnya: a) Hidrolisa karbonat: CO32- + 2 H2O

HCO3- + OH-

 b) Hidrolisa dari garam seperti Fe2(SO4)3 dapat ditulis : Fe3+ + H2O

FeOH2+ + H+

SO42- dpt diabaikan karena anion dari asam kuat

c) Hidrolisa silikat yang mengandung Fe dan Al menghasilan lempung atau hidroksida besi: 2 NaAlSi3O8 + 2H++ H2O

Al2Si2O5(OH)4 + 4 SiO2 + 2Na+

Albit

Kaolinit

Catatan: reaksi ini juga melibatkan hidrasi, hidrolis a dan pelarutan Na+. Kation yang dibebaskan dapat terserap oleh permukaan partike koloid atau dilepaskan ke dalam larutan. Hidrolisa dapat t ejadi dalam air murni, namun reaksi di alam akan lebih intensif lagi dengan kehadiran asam karbonik dan asam humik Hidrasi Penambahan air ke dalam struktur molekul, contohnya transformasi anhidrit (CaSO4) menjadi gipsum (CaSO4. 2H2O) Oksidasi dan reduksi Reaksi oksidasi terjadi di lingkungan pelapukan yang banyak udara. Unsur  – unsur seperti Fe, Mn dan S yang terbentuk sebagai Fe2+, Mn2+, dan S2- pada lingkungan dalam (bawah permukaan) dan pada beberapa batuan sedimen dapat teroksidasi menjadi Fe3+, Mn4+ dan S6 pada lingkungan permukaan. Oksigen dari atmosfer  berkombinasi dengan ion logam menghasilkan oksida (atau hidroksida). Reaksi oksidasi cenderung lambat, kehadiran air menjadi katalisator reaksi yang melibatkan gas oksigen. Contohnya oksidasi pirit menghasilkan mineral baru (Oksida/hidrosida) dan komponen terlarut SO42-. Unsur lain yang dapat teroksidasi adalah: C, N, V, Cr, Cu, As, Se, Mo, Pd, Sn, Sb, W, Pt, Hg dan U. Pelarutan Kebanyakan mineral memiliki kelarutan yang rendah dalam air , namun air hujan mengandung asam karbonik, sehingga mineral lebih mudah larut, contohnya kalsit atau gamping sukar larut dalam air murni, tapi mudah larut dalam air yang mengandung CO2 menyebabkan terbentuknya gua-gua kapur (pelarutan dan karbonasi), contohnya: CaCO3 + CO2 + H2O

Ca+ + 2 HCO3-

Kalsit

asam karbonik

Air yang kaya akan mineral juga dapat melarutkan mineral silikat, melepaskan silika dan kation-kation yang umum seperti K, Mg, Na dan Ca, khususnya pada hidrolisa dari silikat primer seperti olivin berikut ini : MgSiO4 + 2H2O + 4 CO2 Olivin

air

2 MgC(CHO3)2 + SiO2 Mg-bikarbonat silika terlarut

Chelation Kondisi asam yang ekstrim yang dihasilkan di sekitar akar tanaman bersifat korosif menyebabkan dekomposisi batuan. Menurut Lovering, 1959, mobilitas yang tinggi pada silika di daerah tropis disebabkan karena vegetasi. Respirasi tanaman adalah faktor utama siklus biokimia oksigen dan karbon dioksia , yang merupakan dua reagen  penting dalam pelapukan kimia. Asam organik dan agen-agen pembentuk ion kompleks yang dihasilkan dari dekomposisi material organik pada horizon tanah atas memiliki kontribusi pada reaksi dalam zona yang lebih dalam dan pada kelarutan material dalam air .

Gambar 3 Tabel Kestabilan relative mineral primer dalam zona pelapukan (Peters, 1978)

4. Produk Pelapukan

Produk langsung dari pelapukan adalah tanah. Tanah pada umumnya mengandung empat komponen utama, yaitu: 1. Mineral residual atau fragmen batuan. Mineral residual yaitu mineral yang sulit terdekomposisi (resisten) seperti: kuarsa dan beberapa mineral asesori seperti zirkon, Ti-oksida, turmalin. Mineral bijih yang  juga termasuk kategori resisten antara lain: Au, Pt, kasiterit, kolumbit-tantalit dan khromit. Ada mineral yang tahan terhadap pelapukan kimia sehingga sering dijumpai dalam regolith, namun tidak tahan secara fisik (lunak atau rapuh) sehingga apabila kena abrasi akan hancur menjadi tepung

2. Mineral sekunder yang terbentuk selama pelapukan. Reaksi-reaksi yang terjadi selama pelapukan seperti leaching dan hidrolisa membentuk mineral sekunder yang khas, dengan ukuran butir halus dengan orde 2 μm . Mineral sekunder yang terbentuk antara lain: - Mineral lempung seperti : kaolinit, monmorilonit. - Oksida dan hidroksida besi dan alumina (sesquioxide) ukuran lempung Sesuai dengan prosesnya mineral-mineral sekunder dikenal dengan istilah : oksidat, hidrolisat, redusat, presipitat dll. 3. Material terlarut, baik dalam larutan ataupun yang mengalami presipitasi temporer dari air tanah jenuh, dan 4. Material organik

Gambar 4 Produk pelapukan dari mineral primer (Brady, 1974 )

Komponen padat tanah yang mengalami pemindahan oleh aliran air dan udara disebut sedimen. Produk pelapukan khusus yang terjadi pada pelapukan intensif endapan sulfida akan menghasilkan gossan (endapan limonitik) di permukaan. Pada zone di bawah gossan bisa terdapat zone pengkayaan sekunder . Keterdapatan gossan di permukaan sangat berguna dalam eksplorasi, sebagai indikator mineralisasi

Tanah

Secara sederhana didefinisikan sebagai campuran dari hancuran organik (humus) dan produk pelapukaan batuan. Tanah juga juga didefinisikan sebagai bagian dari regolith yang memiliki kemampuan menunjang kehidupan tumbuh-tumbuhan. Regolith adalah fragmen batuan dan mineral yang tidak terkonsolidasi yang menutupi  permukaan bumi. Regolith dapat dibedakan menjadi : residual (terbentuk dari bedrock di bawahnya) dan tertransport (terbentuk dari material yang telah berpindah dari tempat asalnya).

Sifat tanah tergantung pada material asal dan modifikasi kimia dan fisika yang  berlangsung selama pembentukannya (pedogenesisi) melalui berbagai episode  pelapukan sebagai respons terhadap berbagai faktor yang memiliki hubungan interdepedensi, antara lain iklim, gemorfologi dan aktivitas organik. Secara global, regional dan lokal, terdapat variasi iklim, material induk (batuan) maupun vegetasi, tak mengherankan jika dijumpai tipe ta nah yang bervariasi. Masingmasing memiliki keunikan, baik dalam perkembangan profil, mineralogi, dan kimia maupun hubungannya terhadap material sumber di bawahnya. Hal ini harus ikut dipertimbangkan, jika tanah atau produk turunannya (seperti stream sediment) digunakan sebagai media sample eksplorasi. Profil Tanah

Proses pembentukan tanah berlangsung melalui berbagai tahap, mulai dari tahap muda sampai dewasa, menuju tahap kesetimbangan. Pergerakan mate rial dalam bentuk larutan air dan suspensi, terutama kearah bawah dan reaksi kimia yang kompleks dapat menyebabkan berkembangnya profil tanah, yaitu lapisan-lapisan atau horizon-horizon yang terbentuk secara alami, tersusun dari permukaan bumi ke bawah. Hori zon-horizon ini dapat dibedakan berdasarkan warna, tekstur, dan strukturnya. Tanah yang berkembang baik umumnya memperlihatkan tiga horizon utama, yaitu A, B, dan C. Horizon A dan B adalah komponen tanah yang sebenarnya, sedangkan C adalah material induk yang lapuk. Horizon A dibedakan menjadi horizon A0 di permukaan., merupakan lapisan kaya organik  berasal dari akumulasi sisa vegetasi yang membentuk humus. Horizon ini biasanya berwarna gelap. Mikro-organisme seperti alga, fungi, bakteri, cacing, insekta dan lain-lain memegang peranan  penting dalam dekomposisi material organik. Di  bawah horizon A0 terdapat horizon tanah berwarna terang yang disebut horizon A1, merupakan lokasi leaching dan eluviasi maksimum. Air hujan yang kaya akan oksigen, karbon dioksida dan asam organik (humik dan fluvik) merembes perlahan ke arah bawah melalui pori, retakan dan rongga menyebabkan unsur mobile seperti K, Mg, Na mengalami leaching (larut dan berpindah tempat), Gambar 5 Profil Tanah sedangkan material halus seperti koloid lempung dan sesquioxides (oksida besi dan alumina) mengalami eluviasi atau bermigrasi dalam  bentuk suspensi ke arah profil yang lebih rendah. Di bawah horizon A terdapat horizon B yang memiliki warna khas: coklat, coklat kemerah-merahan atau coklat kekuning-kuningan, karena horizon B merupakan tempat diendapkankannya lempung dan sesquioxide (oksida besi dan alumina), Komponen terlarut yang merembes dari atas dapat diendapkan di horizon ini atau terbawa oleh aliran airtanah masuk ke dalam drain age permukaan.

Proses leaching pada horizon A dan akumulasi pada horizon B dalam studi tanah dikenal dengan istilah podzolisasi. Pada jenis tanah tertentu terkadang dijumpai  bleached zone yang berwarna abu-abu terang atau keputih-putihan terdapat diantara horizon A dan horizon B yang disebut horizon E. Di bawah horizon B terdapat zone  batuan dasar yang disebut horizon C, yaitu batuan lapuk yang lunak dan remuk, namun in situ dan masih memperlihatkan tekstur dan struktur batuan asalnya. Batuan lapuk ini dikenal juga dengan istilah saprolit. Tidak semua sekuen profil tanah dapat dijumpai di semua t empat. Penyebabnya karena profil tanah telah tererosi atau tanah tidak/belum berkembang baik (immature). Tanah yang immature biasanya tidak memiliki horizon B. Profil tanah dapat  berkembang pada batuan dasar in situ ataupun material tertransport seperti halnya aluvial, hasil erosi glasial, dan juga pada sisa-sisa profil tanah terdahulu.

BAB III KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapat dari makalah ini adalah pelapukan merupakan proses alterasi dan fragsinasi batuan dan material tanah pada dan/at au dekat permukaan bumi yang disebabkan karena proses fisik, kimia dan biologi. Menurut Rakhman (2013), faktor dari penyebab  pelapukan itu sendiri yaitu adanya perbedaan temperature yang tinggi, pembekuan air dalam  batuan, berubahnya air garam menjadi Kristal, insolasi, dan perbedaan warna mineral. Pelapukan sendiri dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu pelapukan fisik dan kimiawi. Pelapukan fisik merupakan proses pelapukan yang mengubah batuan menjadi bagian yang lebih kecil namun tidak secara signifikan merubah komposisi kimia dan mineraloginya. Sedangkan pelapukan kimiawi melingkupi perubahan baik komposisi kimia dan mineralogi  batuan, Dekomposisi kimia batuan sebagai respons terhadap lingkungan permukaan. Produk langsung dari pelapukan adalah tanah. Tanah pada umumnya mengandung 4 komponen utama yaitu mineral residual / fragmen batuan, mineral sekunder yang ternbentuk selama pelapukan, material terlarut, & material organik. Tanah secara sederhana didefinisikan sebagai campuran dari hancuran organik (humus) dan produk pelapukaan batuan. Tanah juga  juga didefinisikan sebagai bagian dari regolith yang memiliki kemampuan menunjang kehidupan tumbuh-tumbuhan.

DAFTAR PUSTAKA

Boggs, Sam Jr. 1995. Principles of Sedimentology and Stratigraphy 4 th Edition. New Jersey. Pearson Prentice-Hall. Hanafiah, A. K. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Jakarta : Raja Grasindo Persada. Hidayat, Resky. 2011. Pelapukan Geokimia. http://usu.ac.id. (Diakses pada tanggal 5 Mei 2018). Rakhman, Wirdan Aulia. Weathering. http://scribd.com. (Diakses pada tanggal 5 Mei 2018).

MAKALAH TERSTRUKTUR GEOPEDOLOGI ‘

’

PRODUK PELAPUKAN

 Dosen Pengampu: Dr. Ir. Ismangil, M.S.

Penyusun: 1. Ershad Zubair

(H1C016034)

2. Kelvin Adhia Putra

(H1C016036)

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK GEOLOGI PURBALINGGA 2018