Batuan Sedimen

A.     Batuan sedimen

Material hasil rombakan batuan diatas permukaan bumi akibat proses-proses eksogen, pelapukan dan erosi, merupakan material atau bahan yang sifatnya urai. Material urai ini tertransport oleh air, angin, dan gaya gravitasi ketempat yang lebih rendah, cekungan, dan diendapkan sebagai endapan atau sedimen di bawah permukaan air. Sedimen yang terakumulasi tersebut mengalami proses litifikasi atau proses pembentukan batuan. Proses yang berlangsung adalah kompaksi atau sementasi, mengubah sedimen menjadi batuan sedimen. Setelah menjadi batuan sifatnya berubah menjadi keras dan kompak.

Sementasi adalah proses dimana butir-butiran sedimen direkat oleh material lain yang terbentuk kemudian, dapat berasal dari air tanah atau pelarut mineral - mineral dalam sedimen itu sendiri. Material semennya dapat merupakan karbonat, silikat atau oksida ( besi ).

Material sedimen dapat berupa :

1.      Fragmen dari batuan lain dan mineral - mineral, seperti kerikil di sungai, pasir di pantai dan lumpur di laut.

2.      Hasil penguapan dan proses kimia, garam didanau payau dan kasium karbonat di laut dangkal.

3.      Material organik, seperti terumbu koral di laut, vegetasi di rawa-rawa.

Dibanding batuan batuan beku dan metamorf, batuan sedimen yang paling banyak tersingkap diatas permukaan bumi, sebesar 75% luas daratan.

B.     Klasifikasi batuan sedimen

Pengelompokan yang sederhana dalam batuan sedimen adalah dua kelompok besar, diantaranya yaitu :

1.      Batuan sedimen klastik, terbentuk dari fregmen - fregmen batuan lain.

2.      Batuan sedimen nonklastik, atau kimiawi dan organik terbentuk oleh proses kimia atau proses biologi.

Batuan sedimen klastik

Batuan sedimen klastik atau disebut juga batuan sedimen detritus, dikelompokkan berdasarkan ukur butir komponen materialnya. Untuk itu diperlukan satu acuan besar butir, dan telah dibuat oleh Wentworth, dikenal sebagai skala Wentworth, diantaranya yaitu :

Boulder                                ≥256 mm

Cobble                                  64 – 256 mm

Pebble                                  4 – 64 mm

Granule                                2 – 4 mm

Sand                                     1/16 – 2 mm

Silt                                        1/256 – 1/16 mm

       Clay                                      ≤1/256 mm

Boulder dan Cobble dapat diartikan sebagai bongkah, Pebble sama dengan kerakal, Granule seukuran dengan kerikil, Sand sama dengan pasir, sedangkan Silt dan Clay adalah lempung.

Batuan sedimen klastik terdiri dari butiran-butiran. Butiran yang besar disebut fragmen dan “diikat” oleh masa butiran-butiran yang lebih halus, matriks. Batuan sedimen klastik yang dikelompokkan berdasarkan besar butir materialnya, sebagai konglomerat batu pasir, serpih dan batu lempung.

Konglomerat mempunyai fragmen pengukuran bongkah yang bentuknya membulat. Apabila fragmennya menyudut ( tidak membulat ) dinamakan breksi. Konglomerat atau breksi yang fragmennya terdiri berbagai macam dinamakan konglomerat atau breksi polimik. Sedangkan, yang terdiri dari hanya satu macam disebut monomik.

Batu pasir terdiri dari material yang berukuran pasir ( 1/16 sampai mm ).

Serpih mempinyai besar butir lebih kecil dari pasir ( 1/16 sampai 1/256 mm).

Batu lempung berbutir sangat halus, lebih kecil dari 1/16 mm.

Untuk menelitinya tidak dapat dipergunakan mikroskop biasa, tetapi dengan mikroskop elektron yang mempunyai daya pembesar sangat tinggi.

Batu sendimen nonklastik

Batu sendimen nonklastik banyak dijumpai adalah batu gamping atau limestone. Terdiri terutama dari mineral, kalsium, karbonat, CaCo₃ yang terjadi akibat proses kimia atau organik. Kalsuim karbonat diambil oleh organisme dari air dimana ia hidup untuk membuat cangkangnya atau bagian yang keras. Setelah organismenya mati tertinggal cangkangnya atau bagian yang kerasnya dan terkumpul didasar laut. Lama kelamaan membentuk endapan batu gamping yang terdiri dari cangkang dan pecahan - pecahannya. Endapan ini setelah mengalami kompaksi mengkristal kembali menjadi batu gamping mikro kristalin, dengan Kristal - Kristal sangat halus yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop pembesaran sangat tinggi.

Selain batu gamping dijumpai juga endapan garam dan Gypsum, keduanya meruakan hasil penguapan. Garam terdiri dari mineral halit, komposisinya NaCI, dam Gypsum berkomposisi CaSO₄.2H₂O. keduanya terdapat sebagai lapisan- lapisan pada tempat yang terbatas.

C.     Hukum pengedapan

Pada pertengahan abad 17 Nicolous Steno memperhatikan bahwa sedimen terkumpul oleh proses pengendapan melalui suatu medium, air atau angin.berdasarkan pengamatan ini, pada tahun 1969 ia mencetuskan tiga prinsip dasar yang dikenal dengan hukum Steno :

1.      Hukum super posisi, yang menyatakan bahwa urutan batu yang belum mengalami perubahan ( dalam keadaan normal ), batuan yang tua ada dibawah dan yang muda berada diatas.

2.      Hukum horizontalitas, pada awalnya sendimen diendapan sebagai lapisan-lapisan mendatar. Apabila dijumpai lapisan yang miring,berarti sudah mengalami deformasi, terlipat atau tesesarkan.

3.      Hukum komenerusan lateral ( lateral continuity ) menyatakan bahwa pengedapan lapisan batuan sendimen menyebar secara mendatar, sampai menipis atau menghilang pada batas cekungan dimana dia diendapkan.

D.    Struktur batuan sendimen

Kebanyakan sendimen ditransport oleh arus yang akhirnya diendapkan, sehingga cirri utama batun sendimen adalah berlapis. Batas antara lapisan dengan lapisan yang lainnya disebut bidang pelapisan. Bidang pelapisan dapat terjadi akibat adanya perbedaan : warna, besar butir dan atau jenis batuan antara dua lapisan. Struktur sendimen lain yang umum dijumpai pada batuan sendimen adalah lapisan bersusun atau graded bedding dan lapisan silang-siur atau cross bedding, gelembur gelombang ( riplemark ) dan rekah kerut ( mud cracks ).

Terjadinya struktur-struktur sendimen tersebut di sebabkan oleh mekanisme pengendapan dan kondisi serta lingkungan pengedapan tertentu.

E.     Fossil dan waktu

Sisa-sisa organisme atau tumbuhan yang terawetkan ini dinamakan fossil. Fossil adalah bukti atau sisa-sisa kehidupan zaman lampau. Dapat berupa sisa organisme atau tumbuhan, seperti cangkang kerang tulang atau gigi maupun jejak atau lubang-lubang ( burrows ) bekas kehidupan organisme dan cetakan daun atau tulang ikan dalam serpih. Proses pembentukan fossil disebut proses fossilisasi.

Proses fosilisasi dapat terjadi oleh :

1.      Proses penggantian ( replacement ), bagian yang keras organisme diganti oleh berbagai mineral, misalnya cangkang bintang laut yang semula dari kalsium karbonat diganti oleh silica.

2.      Proses petrifaction, bagian lunak batang tumbuhan diganti oleh prespitasi mineral yang terlarut dalam air sedimen.

3.      Proses karbonisasi, daun atau mineral tumbuhan yang jatuh dalam lumpur di rawa, terhindar dari eksidasi. Dan pada diagenesa, material itu diubah menjadi cetakan karbon dengan tidak mengubah bentuk asalnya.

4.      Pencetaka, pada saat diagenesis, sisa binatang atau tumbuhan terlarut, terjadilah rongga, seperti cetakan ( mold ) yang bentuk dan besarnya sesuai atau sama dengan benda aslinya. Apabila rongga ini terisi oleh mineralisasi maka terbentuklah hasil cetakan ( cast ) bintang atau tumbuhan tersebut.

Penemuan pengetahuan mengenai fossil, sangat berarti bagi penunjuk waktu ( time indicator ) dalam geologi. Orang yang mula-mula memperhatikan kahadiran fossil dalam batuan adalah William Smith, seorang teknik sipil. Ia menjumpai fossil pada lapisan-lapisan dalam paritan-paritan yang dibuat pada proyeknya. dia mengumpulkan fossil-fossil yang dijumpainya. Berdasarkan kesamaan fossil yang dikandung lapisan pada lapisan pada paritan-paritan, dia menyimpulkan bahwa setiap lapisan yang mengandung fossil yang sama merupakan satu lapisan yang menerus. Sejak penemuannya ini berkembang ilmu yang mempelajari fossil, paleontologi. Fossil-fossil tertentu yang mempunyai penyebaran geografis yang luas dan masa hidupnya pendek, dinamakan fossil petunjuk atau fossil indeks ( indexs fossil ).

Fossil , selain untuk menentukan umur lapisan batuan, juga dapat digunakan untuk menentukan lingkungan pengedapannya.

F.     Fasies dan lingkungan pengedapan

Fasies sendimentasi merupakan kenampakan atau sifat fisik umum satu bagian sebuah tubuh batuan yang berbeda dari bagian lainnya. Perbedaan karakteristik pada lapisan-lapisan batuan fasiesnya dapat diketahui mekanisme, kondisi dan tempat pengedapan sendimen sebelum menjadi batuan. Secara umum dikenal 3 lingkungan pengedapan, lingkungan darat, transisi dan laut.

Beberapa contoh lingkungan darat, misalnya endapan sungai dan endapan danau, ditransport oleh air, juga dikenal dengan endapan gurun dan gletsyer. Endapan yang ditransport angin, dinamakan endapan eolian. Endapan transisi merupakan enadapan yang terdapat di daerah antara darat dan laut, delta, lagoon dan litoral. Endapan yang termasuk dalam endapan laut adalah endapan-endapan neritk, batial dan abisal.

G.    Pengedapan dan tektonik lempeng

Energi yang memungkinkan berlangsungnya proses pengendapan adalah panas dari dalam bumi dan matahari.energi dari dalam menyebabkan bergeraknya litosfir, termasuk pengangkatan. Sendimen hasil pelapukan dan erosi batuan di daerah yang terangkat ditransport kedaerah yang lebih rendah akibat tertarik gaya gravitasi. Media transportnya, angin, air laut, gelombang laut dan gletsyer adalah bagian dari sirkulasi air, yang penggeraknya tiada lain energi matahari.

Pada beberapa tempat di bumi dijumpai pengunungan yang sangat tinggi, ribuan meter, terdiri dari batuan sendimen. Penelitian lebih lanjut membuktikan bahwa sendimen tersebut diendapkan pada laut dangkal dan terdeformasi kuat. Salah satunya adalah pegunungan Himalaya. Kenyataan ini membuat orang berpikir,bagaimana dalam cekungan dangkal, 100-200 m, dapat terakumulasi endapan setebal ribuan meter.

Akibat beban sendimen cekungannya menurun dan pengedapan terus berlanjut. Luas permukaan cekungannya tetap, tetapi kedalamannya terus bertambah, sehingga sendimen didalamnya tertekan dan terdefortasi, terlipat-lipat dan patah-patah. Kemudian terangkat dan berada diatas permukaan.

Tektonik lempeng menjelaskan dengan bergeraknya lempeng dan pengangkatan. Kecepatan pengedapan erat kaitanya dengan pengangkatan pada daerah tektonik aktif. Tektonik aktif kecepatan pengangkatan lebih besar dibandingkan kecepatan erosi, sehingga terbentuk morfologi tinggi. Mount Everest : puncaknya terdiri dari sendimen laut dangkal yang diendapkan 100 juta tahun yang lalu, ternyata lebih terangkat 9 Km. Demikian  juga umumnya dengan rangkaian pegunungan lainnya. Jadi sendimen diendapkan dilaut, diubah menjadi batuan, menempel pada benua dan terangkat sampai tinggi oleh gaya tektonik.

sumber: geologi fisik, ITB                                                                                             

arus laut di samudera pasifik

A.  Samudera Pasifik

Luas samudra pasifik meliputi hampir separuh permukaan bumi. Samudra Pasifik terletak di antara tiga benua, yaitu Asia, Amerika, dan Australia. Wilayahnya terbentang dari pantai Barat Amerika hingga pantai Timur Cina dan Australia dengan berbagai karakterstik berikut ini:

a. Samudra Pasifik merupakan samudra terluas di dunia.

b. Di Samudra Pasifik terdapat titik terendah di muka bumi, yaitu Palung Mariana   (kedalaman 11.022 m) terdapat di Filipina.

c. Di Samudra Pasifik banyak terjadi gejala alam El Nino dan La Nina, terutama di perairan yang dilintasi garis katulistiwa.

d. Di Samudra Pasifik banyak terdapat negara kepulauan (kawasan Oceania).

e. Di Samudra Pasifik terdapat pertemuan arus panas Kurosyiwo dan arus dingin Oyasyiwo di Laut Bearing (Pasifik Utara) yang menimbulkan arus hangat dan merupakan kawasan tangkapan ikan yang sangat baik.

f. Samudra Pasifik merupakan tempat pertemuan antara garis bujur Barat dan bujur Timur (180°) sebagai batas penanggalan internasional.

g. Di Samudra Pasifik banyak terdapat gunung api aktif, sehingga sering terjadi gempa.

h. Samudra Pasifik memiliki banyak palung, yaitu Palung Tonga (10.882 m), Palung Kuril (10.542 m), Palung Filipina (10.497 m), Palung Kermatec (10.047 m), Palung Tzu Bonin (9.810 m), Palung New Hebrides (9.165 m), Palung South Solomon (9.140 m), Palung Jepang (8.412 m), Palung Peru-Cile (8.066 m), Palung Akution (7.822 m), dan Palung Amerika Tengah (6.662 m).

B.  Arus bawah laut Samudera Pasifik

            Arus di kedalaman laut disebabkan oleh perbedaan densitas air laut. Perbedaan densitas massa air laut terutama disebabkan oleh perbedaan temperatur dan salinitas air laut. Berikut ini Arus bawah laut Samudera Pasifik:

§  Di sebelah utara khatulistiwa

Ø Arus Khatulistiwa utara

Arus panas yang bergerak menuju ke arah barat dan sejajar dengan garis khatulistiwa yang digerakkan oleh angin pasat timur laut.

Ø Arus Kuroshio

Merupakan lanjutan arus khatulistiwa utara karena setelah sampai di dekat kepulauan Filipina, arahnya menuju ke utara. Arus ini merupakan arus panas yang mengalir dari utara kepulauan Filipina, menyusur sebelah timur Kepulauan Jepang dan terus ke Pesisir Amerika Utara (terutama Kanada). Arus ini didorong oleh angin barat.

Ø Arus California

Mengalir di sepanjang Pesisir barat Amerika Utara ke arah selatan menuju kekhatulistiwa. Arus ini merupakan lanjutan arus Kuroshio, termasuk arus menyimpang (pengaruh daratan) dan arus dingin.

Ø Arus Oyashio

Merupakan arus dingin yang didorong oleh angin timur dan mengalir dari Selat Bering menuju ke seelatan dan berakhir di sebelah timur Kepulauan Jepang karena di tempat ini arus tersebut bertemu dengan arus Kurashio. Di tempat pertemuan arus dingin Oyashio dengan arus panas Kurashio terdapat daerah peerikanan yang kaya, sebab plankton-plakton yang terbawa oleh arus oyashio berhenti pada daerah pertemuan arus panas Korashio yang hangat dan tumbuh subur.

§  Di sebelah selatan Khatulistiwa

Ø Arus Khatulistiwa selatan

Merupakan arus panas yang mengalir menuju ke barat sejajar dengan garis khatulistiwa. Arus ini ditimbulkan atau didorong oleh Angin Pasat Tenggara.

Ø Arus Humboldt atau Arus Peru

Merupakan lanjutan dari sebagian arus Angin Barat yang mengalir di sepanjang barat Amerika Selatan menyusur ke arah utara. Arus ini merupakan arus menyimpang serta didorong oleh Angin Pasat Tenggara dan termasuk arus dingin.

Ø Arus Australia Timur

Merupakan lanjutan arus khatulistiwa selatan yang mengalir di sepanjang pesisir Australia Timur dari arah utara ke selatan (sebelah timur Great Barrier Reef).

Ø Arus Angin Barat

Merupakan lanjutan dari sebagian arus Australia Timur yang mengalir menuju ke timur (pada lintang 30°-40° LS) dan sejajar dengan garis ekuator. Arus ini didorong oleh Angin Barat.

§  Di sepanjang garis Khatulistiwa

Setelah arus khatulistiwa utara dan arus khatulistiwa selatan bergerak,meninggalkan tempat yang tinggi airnya lebih rendah dari sekitarnya, sehingga dengan segera tempat ini diisi oleh aliran air laut baru yang merupakan arus. Contohnya adalah arus Sungsang Khatulistiwa, yang mengalir di sepanjang garis Khatulistiwa ke timur dan merupakan arus panas.

C.  El Nino dan La Nina

            El Nino dan La Nina adalah merupakan dinamika atmosfer dan laut yang mempengaruhi cuaca di sekitar laut Pasifik. El Nino merupakan salah satu bentuk penyimpangan iklim di Samudera Pasifik yang ditandai dengan kenaikan suhu permukaan laut di daerah katulistiwa bagian tengah dan timur.

Faktor Penyebab

a. Anomali suhu yang mencolok di perairan Samudera Pasifik.
b. Melemahnya angin passat (trade winds) di selatan Pasifik yang menyebabkan pergerakan angin jauh dari normal.
c. Kenaikan daya tampung lapisan atmosfer yang disebabkan oleh pemanasan dari perairan panas dibawahnya. Hal ini terjadi di perairan Peru pada saat musim panas.
d. Adanya perbedaan arus laut di perairan Samudera Pasifik.

El Nino

Proses terjadinya yaitu Pada bulan desember, posisi matahari berada di titik balik selatan bumi, sehingga daerah lintang selatan mengalami musim panas. Di Peru mengalami musim panas dan arus laut dingin Humboldt tergantikan oleh arus laut panas. Karena kuatnya penyinaran oleh sinar matahari perairan di pasifik tengah dan timur, menyebabakan meningkatnya suhu dan kelembapan udara pada atmosfer. Sehingga tekanan udara di pasifik tengah dan timur rendah, yang kemudian yang diikuti awan-awan konvektif (awan yang terbentuk oleh penyinaran matahari yang kuat). Sedangkan, di bagian Pasifik barat tekanan udaranya tinggi yaitu di Indonesia (yang pada dasarnya dipengaruhi oleh angin musoon, angin passat dan angin lokal. Akan tetapi pengaruh angin musoon yang lebih kuat dari daratan Asia), menyebabkan sulit terbentuknya awan. Karena sifat dari udara yang bergerak dari tekanan udara tinggi ke tekanan udara rendah. Menyebabkan udara dari pasifik barat bergerak ke pasifik tengah dan timur. Hal ini juga yang menyebabkan awan konvektif di atas Indonesia bergeser ke pasifik tengah dan timur.

La Nina

Terjadi saat permukaan laut di pasifik tengah dan timur suhunya lebih rendah dari biasanya pada waktu-waktu tertentu. Dan tekanan udara kawasan pasifik barat menurun yang memungkinkan terbentuknya awan. Sehingga tekanan udara di pasifik tengah dan timur tinggi, yang menghambat terbentuknya awan. Sedangkan, di bagian pasifik barat tekanan udaranya rendah yaitu di Indonesia yang memudahkan terbentuknya awan cumulus nimbus, awan ini menimbulkan turun hujan lebat yang juga disertai petir. Karena sifat dari udara yang bergerak dari tekanan udara tinggi ke tekanan udara rendah. Menyebabkan udara dari pasifik tengah dan timur bergerak ke pasifik barat. Hal ini juga yang menyebabkan awan konvektif di atas pasifik tengah dan timur bergeser ke Pasifik barat.