Tanah A. Pengertian Tanah
D. Mineral Primer dan Fungsinya dalam Lingkungan
Kuarsa, 7 mohs
Dijumpai sebagai mineral primer dan sekunder disebut sebagai kuarsa pedogenik. Kuarsa primer menyusun fraksi pasir, kuarsa pedogenik umumnya berakumulasi sebagai fraksi liat. Kepentingan dalam lingkungan dan industry; Kuarsa membuat tanah menjadi lepas dan gembur, memperbaiki drainase dan aerasi tanah, akan tetapi tidak meningkatkan kesuburan kimia. Kuarsa baik untuk sifat fisika tanah tetapi jelek untuk sifat kimia tanah. Kuarsa baik untuk bahan hidriofonik. Kuarsa selain dapat dijadikan batu hias, penting untuk pembuatan lumpang, beton, porselin kristal dan hampelas. Karena jernihnya penting untuk pembuatan lensa.
Feldspar, kekerasan 6 mohs
Tergolong tektosilikat, namun lebih lemah karena ada ruang kosong yang dapat diimasuk K+. Ini merupakan titik lemah karena bukan framework. Jenis ini dibedakan atas Potash feldspar (orthoklas dan mikrolin) dan plagioklas (albit dan anorthit). Mineral ini sama kerasnya dengan kuarsa, akan tetapi karena adanya K, Na dan Ca di dalam kristal maka lebih mudah hancur. Kepentingan dalam industry; Potash feldspar banyak dijumpai di dalam batuan asam seperti granit, granidiorit. Plagioklas umum di jumpai di dalam batuan basa seperti basalt.
Dekomposisi mineral ini menghasilkan banyak unsur sodium (Na). Akibat buruk dari hasil dekomposisi mineral ini adalah terhadap sifat fisika tanah, karena tanah mudah mengalami dispersi, mengakibatkan liat mudah dibawa hanyut. Pada kondisi setengah kering tanah mudah menjadi tidak berstruktur dan hancur. Pada kondisi kering, mineral liatnya mudah menjadi padat sehingga pori tidak terbentuk. Hal ini mengakibatkan permukaan tanah akan timbul kerak dan selanjutnya perkolasi air ke dalam tanah menjadi lambat. Batuan atau mineral ini penting untuk menyumbangkan unsur K ke dalam tanah, akan tetapi karena prosesnya sangat lambat, maka hanya tanaman tahunan saja yang dapat menarik K atau membebaskan K tersebut.
Di dalam industry, potash feldspar merupakan bahan utama di dalam produksi porselin. Bila digiling dan dicampur dengan kaolinit, feldspar melebur (fuse) menghasilkan lapisan berkilau (glaze) pada
porselin. Albit dikenal secara komersil sebagai soda feldspar, juga digunakan dalam industri keramik. Mineral kasar dari feldspar Na atau K jika dipolish maka menghasilkan batu permata yang bernilai.
Mika
Mika ada 2 jenis mika yaitu muskovit dan biotit, karena berstruktur lembaran (sheet) maka ia memiliki cleavage (pembelahan yang sempurna). Kandungan Fe dan Mg di dalam biotit membuat mineral biotit lebih lemah dibandingkan muskovit. Pentingnya di dalam lingkungan dan industry, Muskovit merupakan mineral penting dalam batuan granit. Biotit banyak dijumpai di berbagai batuan. Biotit lebih lunak sehingga lebih cepat pembebasan unsur hara. Konstanta dielektrik dan daya tahan panas yang tinggi, muskovit dijadikan sebagai bahan insulasi alat listrik. Sheet mika atau mika lembaran sering digunakan untuk furnace dan pintu pemanggang. Mika giling digunakan untuk kertas dinding (wall paper) karena berkilau, juga pengisi sebagai bahan anti api. Jika dicampur minyak bisa sebagai pelumas.
Ferromagnesian
Mineral ini berwarna gelap, warna yang gelap disebabkan oleh adanya kandungan Fe dan Mg yang tinggi. Ada 2 golongan yang penting dari mineral ini adalah pyroxene, dengan rantai tunggal Si tetrahedaria. Amphibole dengan rantai ganda Si tetrahedaria. Mineral yang masuk golongan pyroxene adalah augite, hypersthenes, sedangkan golongan amphibole adalah hornblende dan olivine.
Penting di dalam lingkungan dan industry, banyak di jumpai dalam batuan beku seperti gabro, basalt, lava basaltik, andesit, dan peridotit. Adanya bahan non framework Ca-O, Mg-O, dan Fe-O, merupakan titik lemah dalam struktur kristal. Mineral ini melapuk cepat dan mampu menyuburkan tanah karena membebaskan Ca, Mg dan Fe. Si dan Al merupakan penyusun mineral liat. Bila diasah mineral ini menjadi batu yang indah. Salah satu piroxene terkenal yang mengandung Na adalah Jade atau batu giok. Di Cina digunakan sebagai batu perhiasan yang bernilai tinggi. Chemical composition: nephrite, a calcium- magnesium silicate, and jadeite, a silicate of sodium and aluminum.
Magnesium Silikat
Mineral ini juga disebut mineral Serpentin. Mineral utama ada 2 kelompok yaitu antigorit dan christolit, dengan komposisi H4Mg3Si2O9. Nama serpentin menunjukkan pada hijau, sepent- seperti awan. Antigorit berasal dari antigorio bhs Itali, dan chrystolit berasal dari bahasa Yunani yang artinya golden dan fiber.
Kepentingan mineral ini dalam lingkungan. Banyak dijumpai dalam batuan beku dan metamorf. Mineral ini ditandai dengan warna hijau berkilau dengan struktur berserat, sering digunakan sebagai perhiasan. Digunakan untu bahan bangunan karena hijau dan indah. Chrystolit berserat digunakan untuk asbes. Sifatnya tidak mudah terbakar digunakan sebagai bahan-bahan yang berhubungan dengan api atau tahan panas dan insulasi listrik (Tan, 2009).
Mineral Fosfat
Dari golongan mineral ini yang umum dijumpai di tanah adalah apatit. Tipe dari mineral apatit adalah fluorapatit, chlor apatit, hydarioksi apatit. Pentingnya mineral apatit di lingkungan dan industri. Apatit merupakan mineral asesori pada bermacam2 batuan, batuan beku, sedimen dan metamorp. Apatit menyuburkan tanah. Mineral ini tidak membentuk mineral liat. Fosfat dijumpai dalam tulang dan gigi berupa Ca-hidarioksiapatit. Penggunaan odol gigi mengandung F menghasilkan substitusi grup OH dengan F, membentuk fluorapatit, lebih tahan. Tulang hewan yang digiling digunakan sbg nutrisi suplemen untuk manusia. Apatit sangat lunak untuk dijadikan permata. Di alam mineral ini mudah melapuk. Apatit yang digiling digunakan sebagai pupuk. Turquoise CuAl6(PO4)4(OH)8.4H2O, warna biru karena ada kandungan Cu, digunakan sbg batu perhiasan.
Carbonat
Carbonat digol.atas 3; calcit, aragonit, dolomit. Tidak mengandung Si. Pentingnya dalam industri dan lingkungan. Calcit dan dolomit dijumpai dalam batuan sedimen, khususnya batu kapur. batu kapur diubah menjadi marbel tergolong batuan metamorf. Batuan kapur biasanya merupakan endapan bawah laut dari sisa-sisa tulang dan cangkang hewan laut. Stalagtit dan stalagmit merupakan CaCO3 yang larut dan jatuh dari atap gua.
Calcit dan dolomit sumber Ca dan Mg. calcit adalah mineral murni penting untuk alat optik prisma nicol, potongan dari calcit, merupakan bagian penting dari mikroskop petrografi, yang menghasilkan cahaya polari. Calcit memiliki kekerasan Mohs sekitar 3, dengan specific gravity of 2.71, dan kristal membentuk kilau. Warna putih atau tidak berwarna, walaupun ada kelabu berawan, merah, kuning, hijau biru, ungu, coklat atau hitam merata dapat terjadi bila mineral berubah kemurniannya.
Magnesite
Magnesite adalah magnesium carbonate, MgCO3. Iron (sebagai ion
Fe2+) bertukar dengan magnesium (Mg) bisa terjadi juga sejumlah kecil membentuk larutan komplek dengan siderite, FeCO3. Calcium, manganese, cobalt, dan nickel. Dolomite, (Mg,Ca)CO3, adalah hampir bisa dibedakan dengan magnesite.
Magnesite dapat terbentuk melalui talc carbonate metasomatism dari peridotite dan batuan ultrabasic lainnya. Magnesite terbentuk melalui karbonasi dari olivine yang mengandung air dan CO2, dan menguntungkan pada suhu sedang dan tekanan khusus dari greenschist facies; Magnesite dapat juga terbentuk melalui karbonasi dari magnesian serpentine (lizardite) melalui reaksi berikut ini:
Serpentine + CO2 → Talc + magnesite + air
2Mg3Si2O5(OH)4 + 3CO2 → Mg3Si4O10(OH)2 + 3MgCO3 + H2O
Forsterite merupakan magnesia yang kaya komposisi olivine merupakan produk yang menguntungkan dari magnesite yang berasal dari peridotite. Fayalitic (iron-rich) olivine merupakan produksi yang menguntungkan dari produksi komposisi magnetite-magnesite-silica.
CaO yang dicampur air menjadi (Ca(OH)2, yang disebut slaked lime, atau hydariate lime. Quick lime berupa CaO, berasal dari pemanasan batuan kapur pada suhu 900oC.
CaCO3 CaO + CO2
Quick lime bercampur pasir digunakan untuk pembuatan mortar. Batu kapur digunakan untuk pembuatan semen. Kalsium karbonat digunakan dalam industri baja dalam proses wet limestone scrubbing, untuk membuang S dan SO2 dari pembakaran batu bara (Tan, 2009).
Pelapukan mineral primer
1. Pelapukan fisik (Physical weathering). Batu atau mineral pecah menjadi ukuran yang lebih kecil tanpa bantuan faktor biotik. Pelapukan ini juga disebut pelapukan mekanik (fisika) atau disintegrasi. Faktor utama yang mempengaruhi antara lain; suhu, air es, angin.
2. Suhu
3. Menghasilkan stres diferensial, membuat batu bisa terbelah. 4. Air dan es yang masuk kedalam celah batu membeku meningkatkan
volume 9% memaksa batu terbelah.
5. Angin membawa partikel lebih kecil dan memukulkan pada batu yang lebih besar. Peristiwa letusan gunung api mengakibatkan adanya sand blasting (pengikisan), Stres lateral, dimana batu sbg penghantar panas yang lambat, menghasilkan batu mengelupas (eksfoliasi).
Chemical weathering ( pelapukan secara kimia)
2.1 Hidariolisis, KAlSi3O8 + H+ HAlSi3O8 + K+
Ortoklas liat
NaAlSi3O8 + 2H+ HAlSi3O8 + Na+ Albit liat
MgFeSiO4 + 2H2O H4Mg3Si2O9 + SiO2 + 3FeO Olivin serpentin
2.2 Oksidasi-reduksi
Ion Fe3+ lebih kecil dari Fe2+, Fe3+ + e- Fe2+
4FeO + O2 2Fe2O3
Ferro oksida hematit 2.3 Hidariasi dan dehidariasi
2Fe2O3 + H2O 2Fe2O3.3H2O Hematit limonit (kuning) 2.4 karbonasi
CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 Limestone Ca-bikarbonat
Pelapukan biologi (biologycal weathering) contohnya adalah; Ekstraselular polisakarida. Pelapukan secara biologi dapat berhubungan
dengan pelapukan yang disebabkan oleh keberadaan fauna atau flora makro dan fauna atau flora mikro. Beberapa contoh flora makro adalah tumbuhan tingkat tinggi, fauna makro meliputi tikus, anjing priari, cacing tanah, kumbang, semut, dan lain-lain.
Penetapan klasifikasi tanah di lapang, perlu mengidentifikasi horizon, dan horizon penciri sebagai penciri khas untuk ordo tanah.
Ada 6 group utama horizon yang disebut sebagai master horizon, yang ditandai dengan simbol O, A, E, B, C dan R.
1. Horizon O, endapan organik, dibagi menjadi Oi, Oe dan Oa.
2. Horizon A, horizon Mineral ter atas yang berada di bawah lapisan horizon O, tersusun sebagian besar bahan anorganik yang berasosasi dengan bahan organik terhumifikasi. Horizon Ini biasanya lebih gelap dibanding horizon di bawahnya. Jika horizon A sering diolah maka disebut Horizon Ap (plow). Pada soil taxonomy US, sejumlah horizon A dianggap sbg horizon diagnostik untuk klassifikasi tanah, yang disebut Epipedon. Akan tetapi epipedon tidak sinonim dengan horizon A, karena juga bisa sebagian horizon B. Epipedon diagnostic utama antara lain; epipedon mollik, umbric, ochric, histic, plaggen, antropik, melanik.
3. Horizon E, horizon mineral di bawah horizon A, mempunyai zone pencucian maksimum atau eluviasi, yang terangkut humus, liat, senyawa Al, Fe. Biasanya horizon ini berwarna lebih terang, putih atau pucat. Horizon E yang putih disebut Albik. Dijumpai juga horizon AE yaitu peralihan antara horizon A dan E, ada juga horizon EB.
4. Horizon B, di bawah horizon E, jika tidak ada horizon E, maka langsung di bawah horizon A. horizon Ini sering disebut, sebagai sub surface horizon atau zone illuviasi, dari bahan yang diangkut dari atas. Banyak horizon B juga digunakan sebagai penciri bawah permukaan (diagnostic sub surface horizon). Antara lain; horizon Argillik (Bt), Horizon spodik (Bh atau Bhs) yang kaya humus dan Fe atau Al-oksida, Cambic (Bw) yaitu horizon B muda,Oksik yaitu horizon B yang terlapuk lanjut mengandung oksida Al dan Fe serta liat tipe 1:1. horizon kandik, memiliki liat yang aktivitasnya rendah. 5. Horizon C, tempatnya di bawah horizon B dan sebagai bahan induk.
dipengaruhi oleh proses pembentukan tanah berada di atas batuan.
6. Horizon R, di bawah lapisan pembentukan batu padat dengan sedikit terjadi pelapukan.