Geologi Dinamik

Geologi Dinamik = Ilmu Pengetahuan Alam kebumian mempelajari/membahas DINAMIKA kerak bumi …… (suatu cabang Geologi).

Ø  Cakupan :

F Dinamika EKSOGEN

-          Pelapukan ß Fenomena Troposfer

-          Erosi dan Gerak Tanah

-          Dinamika Air Permukaan dan Air Tanah

F Dinamika ENDOGEN

-          Tektonik

-          Orogenik

-          Vulkanik

-          Seismik

Ø  Fenomena Troposfer à Pelapukan

F Fluktuasi suhu udara à Pelapukan FISIK terutama di zona beriklim SEDANG.

F Hujan à Pelapuk FISIK dan KIMIA di kawasan beriklim tropis dan sedang.

              à Pengikis à Erosi *)

F + Angin à Pengikis à KORASI dan Deplasi *)

& Petir   à (?)

Hujan, sungai dan angin =  Pengikis  dan Pengangkut

DINAMIKA EKSOGEN                PELAPUKAN

                                                   Pelapuk                  ?

Apakah yang dimaksud dengan        Pelapukan               ?

                                              Lapukan                  ?

Apakah bedanya DESINTEGRASI dan DEKOMPOSISI dari aspek Kareakteristik produknya ?

Pada dasarnya Pelapukan ada 2 macam, yaitu :

   Pelapukan Fisik (Pelapukan Mekanis)

        # Mengakibatkan desintegrasi MINERAL/BATUAN.

 Pelapukan Kimia

   # Mengakibatkan dekomposisi Mineral.

dalam hal ini PELAPUKAN ORGANIK adalah BAGIAN dari kedua Pelapukan tersebut: Pelapukan BIOMEKANIK = Bagian dari PELAPUKAN MEKANIS

&

Pelapukan BIOKIMIA = Bagian dari PELAPUKAN KIMIA

PELAPUKAN MEKANIS (FISIK)

Ø  KEKUATAN PELAPUK

1. Pembekuan air.

Pembentukan ES dalam poribatuan dan rekahan batuna àmengakibatkan volume pori/rekahan tersebut bertambah 9% è batuan itu pecah.

v  Akibat Pembekuan air à terjadi DESINEGRASI M/B.

2. Energi kinetik gerakan AIR (terutama hujan dan sungai) dan angin.
3. Pemanasan dan pendinginan (cuaca/iklim) perubahan suhu udara (Panas à dingin atau sebaliknya) akan mengakibatkan batuan menjadi retak à pecah (terlebih lagi kalau perubahan suhu tersebut terjadi secara tiba-tiba).

Keajdian seprti ini dapat berlangsung pada :

                           i.                Daerah geografis beriklim sedang.

             ii.       Tempat yang tinggi, misalnya : puncak/lereng gunung yang gundul dant idak  ditutupi es. Batuannya retak/pecah dan oleh beratnya sendiri (Gravitasi) batuan tersebut runtuh à membentuk TALUS (= tumpukan sedimen di kaki  gunung atau di lembah).

4. Pertumbuhan Kristal Adanya pengaruh O₂, H₂O dan CO₂  pada MPB à menghasilkan mineral baru à berarti memperbesar volume batuan à akibatnya batu tersebut pecah.

5. Gangguan organik (Biotik).

Ø  Akar tumbuhan – membesar àmeretakkan batuan.

(Pertumbuhan akar (Pelapukan kimia)

Ø  Cacing, semut, binatang pengerat àmenggerogoti MPB à batuan rusak.

Ø  Injakan Hewan besar àmemecahkan batuan.

Ø  Manusia : Penambanga, Peledakan, Pengolahan Lahan, Pembangunan Fisik (Gedung, Terowongan, Jalan Raya & KA, Perambahan hutan, dll).

à merubah keseimbangan lingkungan à mempercepat erosi.

v  à mahluk à mengakibatkan DESINTEGRASI.

+?  Pemecahan Batuan terjadi pula oleh :

ü  Tabrakan dan pergesekan Lempeng Teknik, terutama pada Tepi Lempeng.

ü  Gempa Bumi, tertama Gempa Tektonik

TERJADINYA PELAPUKAN FISIK

     EXFLOITATION

Batuan kompak yang permukaannya terbuka, bagian luarnya akan terlepas (mengelupas) berpa lembaran tipis – terus berulang.

     SPHEROIDAL

ü  Terjadinya pada blok-blok kekar (joint)

ü  Batuan pada tepi blok Kekar àakan pecah menjadi/berbentuk butiran sep3rti spheroid.

è terus berulang à lempung, lanau, …..

     GRANULAR DESINTEGRATION

ü  Perenggangan danpemisahan butiran (x-tal) MPB (terutama yang kasar), a.l. : MPB granit. MPB yang berbeda warna akan berbeda pula responnya terhadap gangguan luar, misalnya : MPB gelap lebih cepat menyerap dan melepaskan panas dari pada MPB terang. Kejadian ini mengakibatkan perenggangan – akhirnya pemisahan MPB tersebut.

à Produknya : butiran pecahan batuan (Pasir, …..)

v  Dari uraian di atas ini akan dapat dijawab pertanyaan berikut ini :

Ø  Apakah produk pelapukan MEKANIS (FISIK) ?

Ø  Apakah karakteristik produk pelapukan mekanik ?

Ø  Dimanakah produk tersebut diendapkan ?

TERJADINYA (PROSES) PELAPUKAN KIMIA

1. HIDROLISIS

Air alam selain terurai : H₂O                H⁺ + OH^-  juga mengandung =

{HCO₃^-, SO₄^-2, Cl^-,  Ca⁺²,  Mg⁺², Na⁺,  K⁺ }.

Ion-ion ini dapt bereaksi/merusak X-tal MPB.

Ø  { Ca⁺²,  Mg⁺², Na⁺, K⁺} àlarut àberkarbonat

Ø  Garam (Al, Fe) àterhidrolisis à hidroksida.

Ø  Silika (SiO₂) terlepas dari Silikat àSilika gel (koloidal) atau asam silikat.

Ø  à Feldspar teridrolisis sbb :

2KalSi₃O₈, 11H₂O + 2CO₂ à Al₂Si₂O₅(OH)₄+4H₄SiO₄+ 2KHCO₃

ortoklas                                     Kaolinit

CaAl₂Si₂O₈+ 3H₂O + 2CO₂ à Al₂Si₂O₇, 2H₂O + Ca(HCO₃)₂

  Anortit                              Kaolinit

Tanpa CO₂ : CaAl₂Si₂O₈ + 3H₂O à Ca(OH)₂ + Al₂Si₂O₇2H₂O         

2. HIDRASI (hidratisasi) à  Pertumbuhan Mineral.

= Terjadi air kristal pada MPB tertentu àMineral baru

Ø  Mineral silikat   à      Silikat hidrat

Feldspar           à      Kaolin (Lih. Hidrolisis)

Ø  (Al, Fe) Oksida à      Oksida Hidrat

        Alumina              à          Bauksit

        Besi Oksida         à      Laterit

Ø  Mineral Sulfat    à      Sulfat hidrat

               Anhidrit            à         Gypsum

3. KARBONATISASI

Kristal dari mineral Ca/Mg/Na/K bereaksi dengan

(H₂O + CO₂) àBikarbonat àKarbonat

Lih. Hidrolisis : Ca Al, Si₂O₈ + 2H₂O + CO₂  à ……. + CaCO₃

Selain Hidrolisis, Hidrasi dan Karbonatisasi à air alam adalah pelarut mineral Alkali dan alkali tanah. Misalnya pada pembntukan STALAKTIT dan STALAGNIT

CaCO₃+H₂O + CO₂ àCa₊₂ + HCO_3- à   CaCO₃+ H₂O + CO₂

Gamping  Ca(HCO₃)₂      Gamping dalam bentuk

                                                                        Stalaktit/Stalakmit

4. OKSIDASI

Pada kondisi tertentu MPB dapat teroksidasi oleh udara (oksigen bebas) à Mineral baru (oksida/hidrat). Oksida ini umumnya dibantu oleh air/asam.

Misal :

Oksidasi Olivin :

2MgFeSiO₄+ 2H₂O + ½O₂ + 4H₂CO₃ àFeSO₃ + 2Mg(HCO₃)₂ + SiO₂2H₂O

                                                                    Fe₂O₃H₂O  atau FeO.n.H₂O

Oksidasi Pirit

      FeS₂  + H₂O + 3½O₂  à FeSC₄  +  H₂SO₄ *)

5. AKTIVITAS ORGANIK

Ø  Lumut yang menempel pada batuan àmerusak MPB tertentu & à mineral baru.

Ø  Pertumbuhan akar à zat organik tambahan.

Ø  Pembusukan organisme à Asam Organik + CO₂

Asam Organik ini dapat meningkatkan kelarutan Silika, Besi dan Aluminium Oksida

Ø  Bakteri à Amoniak, Asam Nitrat, CO₂, dll.

*) H₂SO₄   à bereaksi dengan oksida logam/hidroksidanya.

              à Batuan ber-Pirit cepat rusak (lapuk).

              à Mengotori permukaan batuan.

v  Pelapukan Mekanik dan Kimia dipengaruhi oleh IKLIM.

à Iklim Kutub àPM lebih banyak dari pada PK

à Iklim Sedang/iklim Gurun à ?

à Iklim Tropis àPM ≈ PK

v  JELASKAN/DICARI PENJELASANNYA!

1. Jika produk pelapukan mekanik berkaraktristik Detrital (Granular) yang ukurannya menurut Skala Wentworth, maka apakah karakteristik produk pelapukan kimia?

DINAMIKA EKSOGEN

GERAKAN TANAH    

Ä  Apakah bedanya EROSI dan Gerak Tanah ?

Ä  Apakah peran AIR pada kedua fenomena tersebut?

Ä  Apakah bedanya EARTH FLOW dan LANDSLIDES!

à EROSI = PENGIKISAN PERMUKAAN BATUAN (TANAH) *)

               = Pelapukan dan pemindahan lapukan sedikit demi sedikit – terus-menerus.

¨      Pengikisan dapat terjadi oleh :

Ø  Air yang bergerak (sungai, hujan dan air tanah).

Ø  Larutan kimiawi

Ø  Angin

Ø  Gletzer

Ø  Gelombang/ombak laut.

¨      PENGIKISAN oleh AIR (+ Larutan).

Ø  Mengapa air yang cair/lunak dapat mengikis batuan yang padat dan keras?

 FISIK

Air merupakan PELAPUK                     dan PENGANGKUT,

                                                 KIMIA

Karena :

o   Air yang bergerak memiliki Energi Mekanik

(Ek & Ep)   ~ masa air x Beda Potensial

o   Air adalah pelarut dan reagent.

*) Tanah adalah suatu jenis batuan, yaitu Batuan Sedimen.

Pengikisan Fisik oleh air = Erosi

Pengikisan kimia oleh air/larutan = Korosi

Pengikisan oleh material yang terbawa air (Slury) = Korasi = Abrasi

Erosi pada lereng Bukit/Gunung api/Pegunungan membentuk struktur Diatropisma/ Barranco.

Erosi di DAS : ...............  àEndapan BG Sekunder.

          Di hulu lebih kuat/cepat daripada di hilir

          Di hulu & tengah àJeram/riam

          Di hilir à pengendapan àDelta.

          Pada sungai yang berkelok àMeander.

Denudasi = pengerjaan mekanis air, yaitu :

perataan/pelandaian relief daratan àPeneplain

v  PINGIKISAN DI DAS mengakibatkan/menimbulkan :

Ø  Pengerukan dasar dan tepi sungai.

Ø  Jeram / riam

Ø  Perubahan arah aliran sungai

Ø  Pendangkalan dan Delta

Ø  .................

Ø  Endapan Bahan Galian (Endapan Sekunder).

PENGIKISAN OLEH ANGIN (DEFLASI, KORASI/ABRASI)

Ä  Mempunyai energi Kinetik : àPengikis dan Pengangkut :

                                                     Penumpuk à Dome

                                           Penyebar         

Ä  Pengangkutan : a. Suspensi : butiran harlus < 0,2 mm

b. Bed Load = Saltation Load

     = Butiran kasar menggelinding.

       [ material yang terangkut mengikis batuan yang di lewati = korasi/abrasi]

PENGIKISAN oleh GESTZER (Scouring/Eksarasi)

Ä  Mempunyai Ek dan Ep

Ä  Plucking (Sapping) : Gletzer masuk ke dalam rekahan àbatuan tepi rekahan tersebut

Ä  Gouging : Pengikisan batuan dasar

           à Batuan dasar terkeruk, sehingga lereng semakin curam à menggantung

PENGIKISAN oleh OMBAK dan ARUS LAUT (ABRASI)

= Pengikisan oleh material (pasir) yang terbawa OMBAK/ARUS.

Ä  Mempunyai Energi Kenitik

Ä  Mengikis (merusak) pantai dan memecahkan Karang.

Ä  Mengangkut material kikisan ke :

1. arah dalam/arah tengah
2. Sejajar pantai

Apakah yang terjadi bila dilanda STUNAMI ?

GERAK TANAH (gerak massa batuan)

=  Gejala geologis yang dapat terjadi diberbagai tempat pada kerak Bumi, terutama di lapisan sedimen yang permukaannya miring atau menggantung.

v  FAKTOR UTAMA PEMICU GERAK TANAH

Ä  Gravitasi (Gaya Berat)

= Energi penggerak lapisan tanah ke arah bawah melalui lereng.

    [Pelajari Gerak pada Bidang Miring dan Jatuh]

Ä  AIR (air meterorit dan air tanah)

Peran air :

Ø  Pengerukan dasar dan tepi sungai.

Ø  Mengurangi Kohesi dan tahanan geser.

Ø  Momentum gerakan air menimbulkan Impuls dan momentum pada lapisan tanah.

Pengaruh gerakan air tanah :

Ø  Menekan butiran tanah àmelemahkan kemantapan lereng.

Ø  Melarutkan dan menghanyutkan bahan perekat à melemahkan ikatan antar butir tanah.

Ø  Melepasi dan menghanyutkan butiran halus à memperbesar pori tanah.

v  PEMICU LAINNYA.

Ä  Iklim / Perubahan Cuaca

Ä  Gempa / Getaran.

Ä  Perubahan keadaan vegetasi.

Ä  Kekuatan pengikis lainnya.

Ä  Kultur (?).

MACAM GERAKAN TANAH

                                      Solifluction

A. EARTH FLOW               Creep

                                      Rapit Flows

                                      Debris Slides & Slump

B.  LANDSLIDES                Rock Slides

                                      Rock falls

                                      Plastic out flows

C.  SUBSIDENCE                Compaction

                                      Collapse

EARTH FLOW (RAYAPAN TANAH)

= Gerak tanah berbutir halus (basah atau kering) lambat (perlahan-lahan / merayap).

Penggerak : Gravitasi dan Air

v  Solifluction :

Ä  Gerakan perlahan lapisan tanah pada lereng.

Ä  Tanahnya berair : basah à seperti bubur

Ä  Terutama di daerah dingin (Permafrost)

v  Creep :

Ä  Gerakkan sangat perlahan (lebih lambat dari solifluction). Sukar diamati dalam waktu singkat.

Ä  Tanahnya relatif kering.

Ä  Terutama di daerah tropis.

v  Rapid Flows :

Ä  Gerakan sekikit lebih cepat dari solifluction.

Ä  Terjadi pada saat hujan lebat.

Ä  Lapisan tanah permeabel berselingan dengan tanah yang kurang permeabel (lapisan pasir / pasir kerikilan berselingan dengan lempung).

óJalan Raya dan KA pada Earth flow àakan bergeser secara perlahan-lahn.

óGedung dan Bangunan lainnya àakan retak / miring.

LAND SLIDES (Longsor)

=   Gerak lapisan tanah permukaan (bisa juga bersama batuan dasarnya) yang terletak di bagan atas lereng / tebing; gerakan relatif cepat.

       * Penggerak : Gravitasi & Hujan dan Gempa

v  Debris Slides & Slump

Ä  Gerakan lapisan batuan pada tebing yang curam, dapat juga terjadi pada lereng yang agak landai jika : kadar air tertambah atau susunan butir berubah atau beban di atasnya bertambah.

Ä  Debris = runtuh; Slump = melorot

v  Rock Slides

Ä  Gerakan batuan dasar pada lereng yang berlapis, atau bidang sesar, atau kekar yang searah lereng.

Ä  Umumnya terjadi karena :

Ø  Terputusnya bidang (Lereng) tersebut oleh penggalian dibagian bawah, misal : galian pembuatan jalan.

Ø  Lereng menjadi lebih curam oleh orogenik.

Ø  Proses pelapukan yang berlanjut.

Land Slides = A movement ofamass of soil or rock wich is usually visibly swift.

v  ROCK FALLS

Ø  Runtuhnya (jatuh) batuan dasar pada tebing yang curam.

Ø  Berhubungan erat dengan system Kekar (diaklas) dan air yang masuk ke dalam rekahnnya.

v  SUBSIDENCE

= Gerak turun lapisan tanah permukaan (bagian atas) karena di bawahnya :

Ø  Lapisan bersifat plastis (liat) atau

Ø  Kurang kompak atau

Ø  Berongga / ruang kosong (Gua).

v  PLASTIC out flows

Ø  Lapisan bawah permukaan bersifat plastik (a.l : lempung) – karena pembebanan (tertekan) bergerak kesamping/keluar dari bawah beban à lapisan di atasnya turun.

v  Compaction:

Ø  Lapisan bawah permukaan yang berporositas tinggi akan mengompak (memepat/menipis) karena beban dari atasnya àlapisan atas turun.

Ø  Lapisan tanah yang berporositas tinggi sebagin besar berisi air tanah. Jika air tanah tersebut di ambil secara berlebihan – terjadi juga kompaksi àsubsidensi.

v  COLLAPSE

Ø  Terjadi pelarutan *) lapisan tanah bawah permukaan à Gua / Rongga bawah permukaan èAtap Gua (bagian atasnya) runtuh.

Ø  Runtuhnya (amblas) bagian atas (atap) dapat juga terjadi pada PENAMBANGAN BAWAH PERMUKAAN.

v  SISTEM LERENG ????

*) MPB / Batuan yang mudah larut adalah :

     - Halit (Salt), fluorit dan garam Alkali lainnya.

     - Kalsit (Gamping) dan garam Alkali tanah lainnya.

     - Batuan yang dominan Feldspar.