Pendeteksian debu ini dapat menggunakan metode mineralogi, geokimia dan radiogenic isotopic yang dapat mendeteksi komposisi mineralogi dan kimiawinya. Kuarsa yang di wilayah Asia sangat kontras dengan Amerika Selatan yang kaya mineral dari gunung api.
Debu yang berpengaruh bagi kesehatan manusia adalah ukuran <10 micron dan berpotensi terhirup, dan debu yang berukuran <4 micron diperkirakan dapat menembus ke dalam paru-paru. Debu berukuran sub-mikron (<1), khususnya berasal dari batuan berlumpur/ lempung mempunyai penyebaran sangat luas karena sangat mudah tertranspor. Silika (kuarsasi) mendominasi paling banyak kandunganya dalam debu. Si mengakibatkan silicosis, yang sudah lama diakui merupakan sumber penyakit paru-paru (desert lung). Silicosis biasanya muncul dalam bentuk nodular yang mempengaruhi trafik paru- paru. Hubungan antara silicosis dan tuberculosis (TBC) sangat dipahami dengan baik; silicosis yang mempunyai risiko tinggi penyakit TBC.
Beberapa batuan yang mengandung asbes dapat juga mengeluarkan debu-debu hasil pelapukan. Risiko terpapar debu asbes terjadi secara alami belum sepenuhnya dilakukan penyelidikan, namun hubungan debu kaya serat telah diketahui dengan meningkatnya angka Mesotelioma (Tumor kanker paru-paru dari lapisan/Pleural rongga).
Logam dan metalloids termasuk toksin yang mungkin terdapat dalam, atau terserap dalam partikel debu. Partikel palls juga sering mengandung bakteri, jamur dan alergen tanaman dan binatang. Namun radiasi UV dan proses pengeringan kadangkala juga menghancurkan banyak banyak mikroorgnisme parasit tersebut. Diperlukan penelitian secara lebih mendetil apakah jenis-jenis debu beserta kandungannya menimbulkan dampak langsung/maupun tak langsung terhadap kesehatan.
Kasus: Debu Mineral di Barat Daya Amerika
Lingkungan yang gersang selayaknya di lingkungan seperti Amerika Barat Daya, badai menyebabkan proses erosi tanah, debu mineral tertransportasi. Debu di sini selain dapat memberikan manfaat kesuburan tanah (depositnya) tetapi badainya sering mengganggu visibilitas dan penerbangan. Semua ini efek ini ternyata berbeda di setiap daerah dan musim, dan rezim hari ini mungkin berbeda dari yang signifikan dari sejarah dan masa prasejarah.
Debu Mineral sebagai pembangun tanah dan nutrien tanaman
Mineral adalah sumber utama dan mempengaruhi kesuburan tanah di banyak tempat. Tanaman dapat mengambil pecahan besar dari mereka untuk membangun jaringan-nutrien langsung Eolian dusts adalah sumber utama dari banyak mineral yang diturunkan untuk nutrien tertentu tanamant. Kalsium dan elemen lainnya dapat menambah nutrient tana- man. Foto oleh Warren Hamilton.
W a r t a G e o l o g i . M a r e t 0 0 9
Debu naik ke ketinggian 1500 m di San Joaquin Valley, California. se dari Bakersield, Desember 1977. Angin yang membawanya berkecepatan melebihi 300 km/ jam. Erosi dpt menyebabkan kerusakan ekstrim, dan panjangnya ratusan km ke utara, debu yang berisi jamur yang menyebabkan penyakit, foto oleh Sam Chase
dari mineral yang jatuh ke tanah dan permukaan kanopinya (Graustein dan Armstrong, 1983), dan mungkin tergantung pada kandungan debu untuk alasan ini. Jika tanah tersebut kehilangan vegetasi oleh alam atau perubahan iklim yang terganggu oleh aktivitas manusia, mereka menjadi rentan terhadap erosi angin. Penyelidikan modern terakhir dari endapan debu mempertimbangkan (a) latar belakang debu dari ketinggian dan mekanisme penyebarannya, dan (b) kandungan nutrien. Dampaknya pada Visibilitas
Layanan Taman Nasional dan bekerjasama instansi terkait telah meneliti penyebab, status, dan kemajuan dari degradasi visibilitas di wilayah ini. Beberapa penelitian memonitor total pemadaman dari sinar matahari masuk dan jendela loteng yang disebabkan oleh debu dalam atmosfera.
Efek dari debu atmosfera
Mineral yang berbeda-beda memiliki berbagai kemampuan untuk menyerap radiasi yang datang langsung dari matahari, atau yang tercermin dari kembali ke atas permukaan bumi. Berbagai jenis mineral yang berbeda juga memiliki kemampuan untuk menyerap berbagai band spektral (“warna”) dari radiasi yang menyerang mereka. Secara teknis, energi ini dijelaskan secara fisika dengan
teori molecular orbital and ligand field. Praktis, mereka menentukan berapa banyak sinar matahari yang masuk mencapai bumi dan yang dicegah dari permukaan bumi dan bukan untuk digunakan udara panas melalui energi diserap oleh mineral butir debu. Pekerja lain yang tertarik dengan penyebaran mineral debu ini untuk relevansi model iklim. Besi dan logam lain dari unsur transisi memiliki grup yang paling istimewa sifat penyerapannya. Mineral oksida besi (bijih besi, Limonit, magnetite) dan beberapa jenis mica dan lempung kaya logam juga merupakan memberikan keistimewaan sifat penyerapnnya. Daerah barat daya Amerika diperkirakan menjadi sumber mineral-mineral tersebut.
Musim endapan debu
Beban dan endapan flux debu mineral bervariasi musiman, di hampir semua tempat. Sumber daerah dan komposisi debu juga berbeda-beda menurut musim. Berdasarkan pengaruhnya terhadapa visibilitas dan kualitas udara, pasokan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman masyarakat, dan pengaruhnya pada iklim, cuaca, dan insolasi, pengetahuan tentang musiman rezim debu mineral menjadi penting. Data dari Program Pemantauan Udara NOAA, dan dari Endapan kering terdapat informasi kimia yang memberikan informasi
tentang rezim musim. Kihl (1966) menemukan bahwa debu badai dalam Desert Mojave yang paling umum selama musim dingin dan musim semi; ini juga berlaku untuk Danau Owens (kering) di bagian utara dari Mojave. Namun, badai musim panas juga umum membawa debu di Colorado Desert di tenggara California.
Rezim lampau
Beberapa studi yang telah ditentukan rezim transportasi debu dan endapan telah berubah pada skala waktu ribuan tahun, abad, dan decade. Intensitas yang sangat besar dari endapan debu (100 kali hadir) selama glasial es, umur sekitar 14.000 tahun [BP] telah didokumentasikan dalam inti es dari Latitudes di belahan utara. Studi oleh Dekan (1997) dari Minnesota, sediments deposit dalam danau 10.000 tahun terakhir telah menunjukkan perubahan besar dalam kandungan debunya. Selain itu, studi oleh Matsumoto dan Hinkley (1994) menunjukkan bahwa perubahan besar dalam jumlah dan komposisi dari selama periode 6-9 kyBP mencerminkan sebuah perubahan di seluruh dunia saat rezim debu (sejak tahun 6000-9000 BP), yang lebih mengandung kapur, sedikit potassium, dan garam.
Sebuah studi baru-baru ini oleh Moulin dkk. (1997) telah menunjukkan bahwa massa debu mineral sangat besar diekspor dari Sahara Afrika ke Atlantik Utara dan Mediterania serta sangat bervariasi dari tahun ke tahun karena variabilitas iklim (curah hujan dan daerah sirkulasi atmosfera) yang dipengaruhi oleh badai Atlantik Utara (El Niño).
Perbedaan yang sangat besar dalam siklus dari beberapa tahun rezim ini bermanfaat, namun masihsulit untuk menilai pentingnya pengaruh anthropogenic (desertifikasi dan perubahan pemanfaatan lahan).
Fenomena asal debu
Sudah diusulkan bahwa ada konsentrasi rendah atmosfera berdasar latar belakang debu yang memiliki kandungan dan distribusi ukuran partikel dan mineral. Ukuran distribusi, dan mungkin komposisi bahan kimia dan mineral berbeda di setiap wilayah.
Studi Debu di Southwestern US
USGS sedang mengembangkan rencana untuk mempelajari debu mineral di Southwest poin dari pandangan uptake dan pembentukannya (termasuk model), aliran massa dan laju endapan, sumber, dan komposisi (terutama mineralogi) dan interaksi dengan influx surya, dan efek radiasi. Penelitian ini menekankan (a) palaeoclimate (rezim dalam sejarah dan prasejarah), (b) proses (mekanisme dari uptake, transportasi, dan endapan), dan (c) pemantauan modern-per hari: fluxes, Komposisi, dan sumber daerah asal dari debu.
Danau Owens Sumber Mineral Garam Kelas Dunia
Owens Lake, di Owens Valley, sebelah timur dari Sierra Nevada, menunjukkan terdapat pengaruh besar dari mineral debu. Danau Owens menjadi sumber konsentrasi tinggi badai debu, yang terdiri dari alkalin partikel luar biasa halus. Debu dari
}
}
SPECIAL HIGHLY-SILICEOUS ROCKS
AVERAGE C RUSTAL ROCKS
SPECIAL CARBONATE ROCKS
H
H
H
1 0,5 0,2 0K
Ca
ANTARC- TICA GREEN- LAND ALASKA (COAST) PAMIRLOCAL ASIAN DUSTS
RANGE OF INFERRED REGIONAL ATMOSPHERIO BACKGROUND DUST
LOCAL ASIAN DUSTS
Angka yg menunjukkan salah satu karakteristik kimia (rasio kalsium potasium ke, K/Ca) dari luas wilayah atmosfera asal debu. Debu ini telah mengidentiikasi tidak hanya di daerah-daerah bebas dari debu khusus lokal di mana sumber-sumber lokal yang jauh atau pelosok (daerah kutub, pantai Alaska, gunung tinggi), tetapi pada ketinggian
W a r t a G e o l o g i . M a r e t 0 0 9
Tata Ruang dan sejauh mana besarnya anomaly presipitasi untuk 1932-1939. Yang ditampilkan adalah data dari Jaringan Klimatologi Global dan data output dari dua model percobaan GISS.
Sebuah badai debu menyerang Kuasa County, Colorado, pada April 1935. Gambar: Perpustakaan Kongres, Koleksi FSA-OWI, Repro.
danau mengubah visibilitas atas kawasan yang luas pada musim badai, dan telah mengubah properti tanah. Informasi mengenai rezim debu di Danau Owens dapat ditemukan di Reheis, 1997. Gill (1996) merangkum masalah scr luas di seluruh dunia mengenai generasi debu yang berasal dari endapan danau.
Pemodelan “mangkuk debu“
Periode kekeringan berulang adalah fitur umum dari iklim Amerika Utara, menghasilkan hawa sejuk dari suhu permukaan laut (SSTs) di timur tropis Pasifik (sehingga disebut kondisi -La Nina). Salah satu kekeringan, “Dust Bowl” pada 1930, berdampak luas mengakibatkan kegagalan panen, badai debu, dan ribuan orang menderita.
“The Dust Bowl” adalah fenomena kekeringan
tipikal untuk Amerika Utara. Kekeringan berpusat di Great Plains dan disertai oleh badai debu skala besar yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam catatan sejarah. Debu yang dihasilkan dari badai menghasilkan kombinasi dari kondisi udara kering menyebabkan sulitnya praktik pemanfaatan lahan, dan kegagalan panen skala besar selama musim angin yang kencang dari Great Plains. Debu dalam suasana tersebut mencerminkan sinar matahari kembali ke ruang angkasa, menurunkan suhu di permukaan serta penguapan. Jika pengasapan ini cukup dikurangi, maka pasokan uap air untuk pembentukan awan dan hujan juga dapat sangat dikurangi, sehingga turun
hujan. Dengan demikian, ada potensi yang kuat debu yang ditambahkan dalam suasana selama kekeringan yang intensif ini dapat mengurangi kekeringan oleh hujan di dataran atas.
Ketika efek dari debu termasuk dalam model iklim, kami mendapatkan hasil lebih realistis simulasi dari kekeringan. Bila efek debu ditambahkan, pengeringan lebih intensif dan pusat dari kekeringan bergerak ke utara lebih dari luas dari Great Plains. Hal ini menunjukkan bahwa degradasi lahan daerah tsb adalah bagian integral dari efek “The Dust Bowl”.
Sejak itu, Amerika Serikat telah mengembangkan langkah-langkah ketat, konservasi tanah dan erosi di bawah naungan dari Badan Layanan Tanah Konservasi untuk mencegah peristiwa seperti tersebut. Di negara berkembang, sebagai akibat tekanan penduduk dan perubahan iklim membawa dampak ke petani dengan semakin banyaknya lahan marjinal. Wilayah rentan meliputi daerah pedalaman Cina dan wilayah semi-gersang Afrika, di mana lansekap khususnya memang mempunyai kerentanan tinggi.n
Diterjemahkan dan diolah oleh: Joko Parwata Fungsional Perencana
0 W a r t a G e o l o g i . M a r e t 0 0 9