Sediment Gravity Flow

SEDIMENT GRAVITY FLOW

1. DEFINISI Sediment gravity flow : fluida yg tersusun oleh sejumlah besar sedimen (20-70%) sehingga alirannya dikontrol oleh sifatsifat campuran air-sedimen. Aliran bergerak karena gaya (tarikan) gravitasional terhadap butiran-butiran sedimen.

2. KLASIFIKASI Berdsrkan cara pergerakan dpt dibedakan 1. Fluidal (Newtonian) Flow  Sediment gravity flow yg mempunyai

→

sifat seperti fluida. Cara pergerakan : liquified flow, fluidized flow dan turbidity current. Sedimen terakumulasi oleh pengendapan bed load dan suspended load. Mekanisme sama dg aliran air.

2. Mass (non-Newtonian) Flow  Sediment gravity flow yg bersifat plastis

→

Cara pergerakan : mud flow/debris flow dan grain flow. Mekanisme deposisi : sedimen terendap kan pada saat aliran terhenti.

A. Grain Flow - Dapat dijumpai pd lereng gumuk pasir - Gerakan terjadi krn adanya interaksi antar individu butiran yg menghasilkan disper – sive pressure, shg jika friksi antar butiran yg bergerak mengatasi inertia, aliran akan terhenti. - Terjadi pd saat akumulasi sedimen di atas angle of repose (di lingkungan darat seki – tar 30 dan di lingkungan air sekitar 18 ). °

°

- Membentuk sedimen yg well sorted. - Membentuk struktur sedimen inverse graded bedding yg terjadi krn adanya migrasi butiran berukuran besar ke atas atau krn adanya mekanisme penyaringan kinetik.

- Endapan yg terbentuk tipis (tdk lebih dari pada 5 cm).

B. Debris Flow dan Mud Flow - Tergantung pd kekuatan kohesiv matriks - Kompetensi aliran tergantung pd kekuatan dan densitas campuran fluida dan sedimen yg membentuk material plastis dan kental. - Dpt terjadi di lingkungan darat dan air. - Tekstur deposit bervariasi (matrix atau grain supported) tergantung pd konsen – trasi butiran berukuran kasar. - Deposit masiv krn tdk ada atau sedikit turbulensi dan deposisi traksi. Inverse grading sering dijumpai. - Dpt mentranspor boulder besar (2 – 3 m) krn densitas matriks hampir sama dengan densitas boulder dan matriks mempunyai kekuatan kohesiv. - Aliran dpt terjadi pd daerah dg slope 1 - 2

°

(di lingkungan darat).

- Pengendapan terjadi pd saat internal stress diatasi oleh kohesi matriks. - Di daerah vulkanik membentuk lahar.

C. Fluidized Flow - Dlm sistem aliran ini sedimen terdukung oleh aliran fluida ke atas melalui sedimen yg membuat butiran mengapung. - Terjadi pada saat massa sedimen yg tidak stabil digoncang oleh gempa. - Aliran air ke atas menyebabkan pengurangan kekuatan massa karena butiran tdk terdukung lagi oleh kontak antar butir shg aliran dpt bergerak pd lereng landai (3 - 10 ). °

°

- Dpt terjadi di lingkungan darat atau air dg kecepatan tinggi. - Durasi dari aliran tergantung pd jumlah kandungan air. - Hanya terjadi di daerah dekat sumber krn tdk mempunyai cukup waktu utk menempuh ja – rak jauh. - Gerakan air ke atas membentuk dish dan

pillar structures (yg terbentuk sbg kolom air yg melalui sedimen selama dewatering).

Liqified Flow - Sama dg fluidized flow ttp hanya sebagian butir yg terdukung oleh gerakan fluida ke atas. - Terjadi selama tahap akhir dr deposisi high density turbidite atau sedimen terairkan krn proses luar (seperti gempa) dimana sedimen bergerak menuruni lereng dan air yg dikandungnya bergerak ke atas, - Jika lereng cukup curam aliran dpt berubah menjadi arus turbid pd saat turbulensi me – ningkat dan dpt berubah kembali menjadi liquified flow pd saat aliran bergerak lambat - Membentuk dish dan pillar structures. - Deposit masiv, kadang-kadang membentuk planar laminae yg tdk jelas. - Tdk dpt mengerosi lapisan di bawahnya krn alirannya lambat.

D. Turbidity Currents - Terjadi jika turbulensi di dalam aliran mrpk mekanisme utama yg menahan butiran sa – ling mendukung. - Terjadi pd daerah-daerah dimana sedimen terakumulasi di lingkungan air di atas atau slope shg sedimen akan tercampur dg air pd saat terjadi turbulensi berkecepatan tinggi. - Komposisi bervariasi dan terbentuk endapan dg bermacam struktur sedimen tergantung pd konsentrasi dan ukuran butir sedimen. - Populasi ukuran butir sedimen yg dapat tertransport : 1] Lumpur hingga pasir sedang 2] Pasir kasar – small pebbles  3] Pebbles –  cobbles  - Sedimen berukuran lumpur – pasir sedang dpt tersuspensi oleh turbulensi dlm berbagai konsentrasi sedimen. - Turbulensi tdk dpt menahan sedimen beru kuran pasir kasar – berangkal dlm suspensi, kecuali densitas aliran sangat tinggi.

- Jenis :  Low density turbidity current (konsentrasi

●

sedimen terlarut < 20%), hanya dpt men transport sedimen berbutir lumpur hingga pasir.  High density turbidity current (konsentrasi

●

sedimen terlarut > 20%), dpt mentransport butiran lebih kasar dari pada pasir.

●

 Low Density Turbidity Current

- Cara transport : suspensi dan bed load. - Mekanisme deposisi : Pada saat kecepatan berkurang material – material kasar yg tertransport secara sus – pensi oleh turbulensi akan bergerak ke dasar dan dideposisikan oleh arus traksi yg berjalan pd kecepatan tinggi dan membentuk plane bed. Penurunan kecepatan lebih lanjut akan terbentuk bedform lower flow regime (ripple) , diikuti pengendapan lanau dg struktur laminasi paralel. Pada saat kecepatan berhenti sedimen yg tersuspensi teren-

dapkan membentuk endapan lanau dan lempung yg bergradasi membentuk endapan hemipelagic.

●

 High Density Turbidity Current

- Mekanisme sedimentasi : traction load, trac –  tion carpet dan suspensi. - Aliran dpt mengerosi bagian dasar endapannya. - Jika penurunan kecepatan terjadi sangat cepat, air bergerak ke atas dan sedimen akan terairkan (liquified flow ) dan terbentuk dish dan pillar structures. - Deposit masiv dan tak tersortasi.

2. PROSES BIOLOGIS

A. Aktivitas metabolisme organisme yg memicu terjadinya sekresi skeleton kalsium karbonat : - Beberapa organisme menghasilkan CaCO3 sbg kerangka luar (cangkang) utk melin dungi bagian tubuh yg lunak dr serangan predator dan kondisi ekologis. - Organisme laut dangkal (koral) mrpk pa – brik CaCO3 dg cara melakukan katalisa ion kalsium dan karbonat yg terlarut dlm air samodra menjadi cangkang CaCO3 padat. - Fotosintesa pd alga merah dan hijau mempercepat sekresi CaCO3.

B. Degradasi cangkang CaCO3 menjadi skeletal debris. - Degradasi krn aktivitas konsumsi pd organisme bercangkang oleh vertebrata (ikan) & invertebrata (holothuroida, gastropoda)

- Degradasi krn burrowing oleh organisme benthos pd sedimen tak terkonsolidasi utk perlindungan atau mencari makan, - Degradasi krn boring oleh organisme (bakteri, moluska, echinodermata, tanaman) pd substrat keras.

C. Peletisasi - Aktivitas metabolisme organisme (cacing, moluska, echinoid) menghasilkan pelet. - Ukuran dan bentuk bervariasi tergantung

D. Sediment trapping - Terjadi di lingkungan laut dangkal. - Alga mengeluarkan film yg mengandung material organik bergetah (mucilage) yg dpt menjebak partikel sedimen, proses – nya dpt terjadi berulang-ulang. - Membentuk stromatolit (endapan ber

-

struktur laminasi terlitifikasi yg tersusun oleh perselingan lapisan yg terbentuk oleh mikroorganisme, biasanya alga dan

partikel-partikel luar yg tersementasi).

E. Sediment Baffling Beberapa tumbuhan laut (thalasia) dan tumbuhan marsh (spartina) dpt membentuk karpet di atas substrat yg secara fisis dpt menjebak partikel atau memperlambat arus shg kompetensinya berkurang dan sedimen yg ditransport mengendap.