STUDI SEDIMEN DASAR LAUT (SEDIMENTOLOGI DAN MIKROPALEONTOLOGI) DI WILAYAH LKI DAN PERAIRAN TIMUR INDONESIA (UTARA PAPUA DAN LAUT HALMAHERA)

(1)

STUDI SEDIMEN DASAR LAUT (SEDIMENTOLOGI

DAN MIKROPALEONTOLOGI) DI WILAYAH LKI DAN

PERAIRAN TIMUR INDONESIA (UTARA PAPUA DAN

LAUT HALMAHERA)

1_{Luli Gustiantini,}1_{Catur Purwanto,}1_{F.X. Harkins Prabowo,}1_{Mustafa Hanafi,}1_{Yuli Yulianah,}2_Rainer 2_{Arief Troa,}2_{Eko Triarso,}3_{Rina Zuraida}

1_{Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral} 2_{Pusat Riset Kelautan, Kementerian Kelautan dan Perikanan}

3_{Pusat Survey Geologi, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral}

(2)

Ucapan Terima Kasih

Kami ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada berbagai pihak atas

terlaksananya penelitian ini, antara lain:

Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral

Pusriskel - Kementerian Kelautan dan Perikanan

Campus France dan LSCE Prancis

Seluruh Anggota Tim Penelitian LKI Utara Papua

Seluruh anggota Tim Monocir 2

Seluruh anggota Tim Survey P3GL

Kapten dan Kru Kapal Marion Dufresne

Kapten dan Kru Kapal Geomarin III.

(3)

PENDAHULUAN

Bagaimana sedimen dasar laut terbentuk (Sverdrup

et al.,

1942; Pinet, 2016):

• Material berasal dari sungai/darat (

terrigenous sediment)

• Hasil gunungapi baik subaerial maupun gunungapi bawah laut (

volcanous sediment

)

• Sisa-sisa organisme dan material organik (

Biogenic sediment

)

• hasil proses-proses kimia dan biokimia yang terjadi di laut (

Hydrous sediment

)

(4)



Komponen abiotik

, analisis dilakukan dengan memanfaatkan:



Komposisi mineral



sifat-sifat fluorescencenya (Analisis XRF)



sifat-sifat kemagnetan dalam material-material magnetik



sifat konduktifitas (Particle Size Analyzer)



tingkat absorpsi atom (AAS)



Komponen biotik:



Identifikasi jenis spesies



Analisis kelimpahan



Geokimia cangkang

(5)

Database contoh sedimen dasar laut

(6)

Koleksi sedimen dasar laut di

Cold storage

P3GL:

(7)

Tujuan Penelitian

• Rekonstruksi paleoseanografi

• Rekonstruksi paleoklimatologi

(8)

METODE

• X-Ray Fluorescence (XRF) scanning

Untuk mengestimasi komposisi kimia dalam sedimen. Analisis ini berdasarkan karakteristik fluorescence unsur-unsur yang dikenai pancaran X-Ray energi tinggi (Lyle et al., 2012)

Aplikasi:

 Mengetahui gambaran umum komposisi unsur yang terkandung dalam sedimen  Memahami sumber detritus utama

 memahami proses sedimentasi dan proses sesudah sedimentasi (pelapukan, run of berkaitan dengan presipitasi, dll)

(9)

Kelebihan:



lebih mudah, cepat, non-destructive



Pengukuran

high-resolution

(bisa setiap 1 cm pengukuran)

Kelemahan:



Hanya menampilkan nilai relatif dari setiap unsur, sehingga tidak bisa dipakai

sebagai referensi untuk menentukan nilai absolut kandungan unsur-unsur tsb



Intensitas elemen bisa dibiaskan oleh beberapa faktor antara lain interaksi antar

elemen, ketidakhomogenan spesies, efek matrix, densitas, dan efek volume

Ditampilkan dalam bentuk log ratio (Log Ratio Calibration

Equation, LRCE) (Weltje & Tjalingii, 2008; Chen

et al.,

(10)

Tahapan analisis XRF

• Sedimen bor dibelah 2

• Permukaan bor ditutupi oleh film tipis (untuk menghindari kontaminasi dan

meminimalisasi kehilangan intensitas radiasi yang dipancarkan unsur

• Sensor XRF langsung ditempatkan di permukaan sampel

• Pengukuran langsung dilakukan (interval sampel bisa ditentukan sendiri, bisa

high

resolution,

pengukuran setiap 1 cm)

Pengukuran XRF

1. CNRS 5805 EPOC Prancis, menggunakan AVAATECH XRF core scanner

2. P3GL, menggunakan Innov-X Delta XRF Handheld analyzers dari Olympus

3. P3GL, menggunakan Innov-X Delta XRF Handheld analyzers dari Olympus yang

terpasang di MSCL (Multi Sensor Core Logger)

(11)

XRF scanner

(12)

Analisis besar butir lanau (

sortable silt

)

mengukur ukuran butiran lanau. Analisis ini terutama dilakukan untuk memperkirakan

kecepatan arus dasar laut. Dalam studi oseanografi dan klimatologi bisa dikaitkan dengan

variabilitas Arlindo.

Gaya geser terhadap besar butir, menunjukkan batas kohesif dan non kohesif (McCave et al., 1995)

(13)

Estimasi kecepatan arus dasar laut

Nilai ukuran butir lanau diterjemahkan menjadi kecepatan arus berdasarkan pengukuran dengan current metter di Vema Channel (McCave and Hall, 2006), dimodifikasi dari Ledbetter (1986)

(14)

Analisis mikropaleontologi (foraminifera)



Foraminifera adalah organisme bersel tunggal termasuk ke dalam

Kingdom Protista dan sub kingdom Protozoa.



Jenis ini sangat berlimpah ditemukan dalam sedimen dasar laut,

menempati perairan mulai dari laut dalam sampai laut dangkal.



Memiliki respon cukup tinggi terhadap berbagai perubahan lingkungan

sehingga

dianggap

sebagai

bioindikator

lingkungan

yang

sangat

potensial.



Preparasi sampel relatif mudah dan murah



Karena sangat berlimpah, membutuhkan volume sampel yang tidak

terlalu besar



Bisa dianalisis baik melalui kelimpahannya, maupun melalui komposisi

kimia cangkangnya (δ

18

O, Mg/Ca, δ

13

C, unsur radioaktif

14

C)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

Parameter iklim

Glasial Interglasial Deglasiasi La Niña El Niño Musim hangat Musim dingin Periode hangat Periode dingin

(20)

1. Rekonstruksi paleoklimatologi dan paleoseanografi

di L. Halmahera

Teridentifikasi 24 unsur, yaitu Al, Si, P, Cl, K, S, Ca, Rh, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Ga,

Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Pb, dan Bi.

Unsur Fe, Ti dan Rb (normalisasi Ca) dipakai sebagai proksi

terrigenous input

Rasio Rb/Sr dan Rb/K dipakai sebagai proksi tingkat pelapukan

Sebelumnya telah dilakukan analisis radiocarbon dating dianalisis dari cangkang foraminifera, menunjukkan sedimen bor MD10-3339 dari L. Halmahera telah diendapkan sejak sekitar 70 rb th yang lalu

(21)

Interglasial

Deglasiasi

Glasial

Tidak menunjukkan siklus

glasial-interglasial

Keempat unsur menunjukkan

korelasi yang cukup tinggi,

menunjukkan dipengaruhi

faktor yang relatif sama

(22)

EASM kuat EASM lemah La Niña El Niño H4 H5 H5a H6 YD

Sebelum 40 rb th, terrigenous input di L. Halmahera sangat berkorelasi terhadap monsun Asia (saat ini monsun musim dingin Asia menguat)

Sesudah 40 rb th hingga sekarang ENSO menguat, dan dinamika di L. Halmahera sangat berkorelasi dengan NINO3 index

Parameter iklim di tropis sangat mempengaruhi kondisi L. Halmahera, lebih besar pengaruhnya dibandingkan dinamika di lintang tinggi

YD = Younger Dryars H = Heinrich Event

(23)

Analisis besar butir lanau

Current velocity glasial: 13,6 cm.s Current velocity interglasial: 9,7 cm/s

Pengukuran arus oleh Creswell & Luick (2001): 9 cm/s

(24)



Ukuran butir lanau lebih kasar saat glasial dibandingkan ketika interglasial,

menunjukkan kekuatan arus dasar laut lebih tinggi saat glasial dibandingkan

interglasial



Intensitas Arlindo lebih tinggi saat glasial dibandingkan interglasial



Saat Holosen, ketika curah hujan meningkat, aliran Arlindo terhalangi oleh suplai

air tawar yang memasuki lautan sehingga intensitasnya melemah



Menunjukkan besarnya pengaruh dari bumi bagian selatan terhadap dinamika di L.

Halmahera

(25)

Analisis mikrofauna (foraminifera)

Teridentifikasi 35 spesies planktonik dan lebih dari 70 spesies bentik dalam bor sedimen MD10-3339. Jenis planktonik > 96,7%.

Bentik: Uvigerina, Bulimina, Bolivina, Quinqueloculina, Cibicides, (Cassidulina carinata, Ceratobulimina pacifica, Bulimina marginata), umumnya merupakan spesies yang hidup pada kondisi dysoxic

Planktonik: Pulleniatina obliqueloculata, Neogloboquadrina dutertrei Globigerinoides ruber, Globigerina bulloides, Globorotalia menardii

Selain G. ruber, jenis-jenis tersebut merupakan penciri lingkungan eutropik, hidup pada lapisan termoklin

(26)

Kelimpahan spesies penciri lapisan termoklin dan

mixed layer,

nilai indeks diversitas dan dominansi

Perbandingan kelimpahan foraminifera planktonik yang hidup di lapisan permukaan (G. ruber, G. sacculifer,

garis orange) dengan jenis yang hidup pada lapisan termoklin (P. obliqueloculata, N. dutertrei, garis biru) memperlihatkan perbedaan signifikan antara glasial-interglasial

Indeks diversitas dan dominansi memperlihatkan beberapa periode-periode iklim ekstrim LGM

Glasial Interglasial

(27)

Interglasial

Glasial

Analisis kluster:

Cluster 2: Interglasial/periode hangat

 Spesies penciri lapisan termoklin (G. bulloides, N. dutertrei, N. pseudopima, N. acostaensis, P. obliqueloculata, P. primalis, Hastigerina spp.) persentasenya 21,95% (rendah)

 jenis-jenis shallow dweller (semua Globigerinoides: G. ruber, G. sacculifer, G. trilobus, G. immaturus, G. conglobatus, G. elongatus, G. obliquus, G. piramidalis, dan G. tosaensis) lebih dominan yaitu 40,85% (lebih tinggi)

 PB ratio 98%

Cluster 1: Glasial/periode dingin

 Spesies penciri lapisan termoklin lebih dominan (G. bulloides, N. dutertrei, N. pseudopima, N. acostaensis, P. obliqueloculata, P. primalis, Hastigerina spp.) yaitu 65,05%

 jenis-jenis shallow dweller (semua Globigerinoides: G. ruber, G. sacculifer, G. trilobus, G. immaturus, G. conglobatus, G. elongatus, G. obliquus, G. piramidalis, dan G. tosaensis) lebih rendah yaitu 25.44%

(28)

2. Penelitian untuk mendukung LKI di Utara Papua

Terdeteksi 21 unsur, termasuk unsur-unsur ekonomis seperti Fe, Zr, Ni, Th, Ti, Au, dan V.

(29)

Nilai korelasi antara Ln Fe/Ca, Ln K/Ca dan Ln V/Ca terhadap Ln Ti/Ca yang menunjukkan nilai korelasi tinggi (R2 > 0,7).

(30)

Analisis mikrofauna foraminifera

Terdiri dari 46 spesies foraminifera plangtonik, dan 20 spesies jenis bentik. Jenis plangtonik sangat dominan, yaitu rata-rata persentase 98,22%.

Foraminifera yang dominan, foraminifera plangtonik: 1. G. menardii, 2. G. sacculifer, 3. G. ruber, 4. Globigerinita glutinata, 5. G. bulloides.

6. P. obliqueloculata. Foraminifera bentik: 7. C. laevigata, 8. P. murrhina, 9. U. auberiana, 10. B. marginata.

(31)

Grup 1 Grup 2 Grup 3 In te rva l s amp el (c m)

Analisis biofasies (kluster dan SHEBI)

Grup 1 Grup 2 Grup 3

Analisis kluster

Analisis SHEBI

(0 – 80 cm)

(100 cm)

(120 - 220 cm)

G. ruber dan G. glutinatadominan

P. Obliqueloculata dan G.

menardii dominan, G. sacculifer meningkat, G. ruber menurun, upwelling intensified

G. menardii , G. glutinata, dan G. sacculifer meningkat, G. ruber menurun

(32)

Kelimpahan foraminifera

(33)

KESIMPULAN

• Analisis XRF scanning, sortable silt dan mikropaleontologi yang telah dilakukan bisa mengungkapkan proses perubahan kondisi oseanografi dan iklim. Serta mengetahui parameter iklim apa yang sangat berpengaruh terhadap suatu perairan. Namun untuk bisa merekonstruksi perubahan iklim dan oseanografi, kedua analisis harus dilakukan dengan resolusi yang tinggi, dan perlunya dilakukan analisis kuantitatif mikrofauna.

• Berdasarkan analisis mikropaleontologi yang telah dilakukan, di Perairan Indonesia timur umumnya menunjukkan pola yang relatif mirip, seperti sangat tingginya dominansi jenis foraminifera plangtonik dengan nilai PB ratio >90%. Spesies plangtonik yang dominan umumnya

G. ruber, G. sacculifer saat periode interglasial, dan P. obliqueloculata, N. dutertrei, G. menardii,

serta G. bulloides yang merupakan indikator lingkungan eutropik pada periode glasial. Sementara jenis bentik yang dominan adalah jenis-jenis yang biasa hidup dalam kondisi dysoxic, seperti

Bolivina, Bulimina, Uvigerina, Hoeglundina elegans, dan Laticarinina.

(34)