Geomorfologi A. Definisi dan Ruang Lingkup Geomorfologi
Geomorfologi sebenarnya berasal dari bahasa Yunani yang lebih kurang dapat diartikan “perubahan-perubahan pada bentuk muka bumi”. Akan tetapi secara umum didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang alam, yaitu meliputi bentuk-bentuk umum roman muka bumi serta perubahanperubahan yang terjadi sepanjang evolusinya dan hubungannya dengan keadaan struktur di bawahnya, serta sejarah perubahan geologi yang diperlihatkan atau tergambar pada bentuk permukaan itu (American Geological Institute, 1973). Dalam bahasa Indonesia banyak orang memakai kata bentangalam sebagai terjemahan geomorfologi, sehingga kata geomorfologi sebagai ilmu dapat diterjemahkan menjadi Ilmu Bentangalam.
Selain itu, kata geomorfologi dipakai pula untuk menyatakan roman muka bumi, umpamanya bila orang menceriterakan keadaan muka bumi suatu daerah dapat dikatakan pula orang menceritakan geomorfologi daerah itu atau bentangalam daerah itu
B. Sejarah Geomorfologi
Pengetahuan tentang geomorfologi, sebagaimana juga dengan ilmu-ilmu yang lain, dimulai dengan munculnya ahli-ahli filsfat Yunani dan Itali. Sebegitu jauh, HERODUTUS (485 – 425S.M.) yang dianggap sebagai “bapak sejarah” dikenal pula mempunyai pikiran-pikiran tentang geologi, termasuk juga tentang perubahan muka air laut, salah satu gejala geomorfologi yang ia perhatikan di Mesir. Kemudian banyak pula ahli filsafat lainnya yang menyinggung tentang geomorfologi ini. Dapat disebutkan di sini antara lain ARISTOTLE, STRABO dan SANECA yang kesemuanya pada akhirnya menerangkan gejala-gejala alam sebagai suatu kutukan Tuhan atau dikenal dengan nama Teori Malapetaka. Berabad-abad kemudian, konsep ini sedikit demi sedikit berubah. Orang mulai mengenal filsafat katatrofisma yang mengatakan bahwa semua gejala alam itu sebagai akibat pembentukan dan perusakan yang relatif terjadi dengan tiba-tiba, sehingga menyebabkan perubahan bentuk muka bumi.
JAMES HUTTON (1726 – 1797) dikenal sebagai “bapak geologi modern” yang menerangkan gejala-gejala geologi sebagai gejala-gejala alam yang dapat kita kenal sehari-hari, sangat bertentangan dengan teori katatrofisma yang menganggap bahwa kejadian geologi relatif mengambil waktu yang amat singkat. Atas dasar itu kemudian teori yang dikemukakan HUTTON disebut orang sebagai teori uniformitarianisma, dan terkenal dengan dalilnya yang menyatakan bahwa “hari ini adalah kunci dari kejadian pada masa lampau” atau istilah asingnya adalah the present is the key to the past. Pada masa sekarang geomorfologi bukan saja meliputi bidang yang statis, yang hanya mempelajari bentuk-bentuk roman muka bumi, akan tetapi juga merupakan ilmu yang dinamis yang dapat meramalkan kejadian alam sebagai hasil interpolasi. Selain itu pemerian bentuk roman muka bumi dapat dinyatakan dengan besaran-besaran matematika seperti kita kenal dengan nama geomorfologi kuantitatif. Sebagai pemukanya dapat dicatat STRAHLER yang membuat analisa pengaliran sungai secara matematika. Di Indonesia, beberapa hasil penyelidikan geomorfologi dapat dijumpai terutama yang ditulis oleh ahli-ahli Belanda pada zaman sebelum perang. Di antara karya-karya geomorfologi itu patut dikemukakan di sini penyelidikan geomorfologi Kulon Progo yang dilakukan oleh PANNEKOEK (1939). Selain itu, sesudah perang pun ahli-ahli geologi Belanda banyak pula menulis tentang geomorfologi Indonesia.VERSTAPPEN (1973) menulis tentang geomorfologi Pulau Sumatera secara luas dan menyeluruh.
C. Hubungan Geomorfologi dengan Ilmu Ilmu Lain
Ilmu-ilmu yang yang erat hubungannya dengan geomorfologi terutama adalah Ilmu Kebumian,
Gambar 1.1. Hubungan antara Geomorfologi dengan ilmu-ilmu lain dan daerah gerak Geomorfologi
a. Fisiografi. Pada awalnya fisiografi mencakup studi tentang atmosfir, hidrologi dan bentang alam dan studi yang mempelajari ketiga ketiga objek tersebut umumnya berkembang di benua Eropa, sedangkan geomorfologi merupakan salah satu cabang dari Fisiografi. Dengan semakin majunya perkembangan studi tentang atmosfir(meteorologi) dan hidrologi di Amerika menyebabkan objek studi Fisiografi menjadi lebih terbatas, yaitu hanya mempelajari bentangalam saja, sehingga di Amerika istilah Fisiografi identik dengan Geomorfologi.
b. Geologi mempunyai objek studi yang lebih luas dari geomorfologi, karena mencangkup studi tentang seluruh kerak bumi, sedangkan geomorfologi hanya terbatas pada studi permukaan dari pada kerak bumi. Oleh karena itu maka geomorfologi dianggap sebagai cabang dari geologi dan kemudian dalam perkembangannya geomorfologi menjadi suatu ilmu tersendiri, terlepas dari geologi. Geologi struktur dan geologi dinamis adalah cabang-cabang ilmu geologi yang sangat membantu dalam mempelajari geomorfologi. Dengan geologi dinamis dapat membantu untuk menjelaskan evolusi permukaan bumi, sedangkan geologi struktur membantu dalam menjelaskan jenis-jenis dari bentuk-bentuk bentangalam. Banyak bentuk bentangalam dicerminkan oleh struktur geologinya. Oleh karena itu untuk mempelajari geomorfologi maka diperlukan pengetahuan dari ilmu-ilmu tersebut.
c. Meteorologi dan Klimatologi, yang mempelajari keadaan fisik dari atmosfir dan iklim. Ilmu ini mempunyai pengaruh, baik langsung maupun tidak langsung terhadap proses perubahan roman muka bumi. Kondisi cuaca seperti terjadinya angin, petir, kelembaban udara dan pengaruh perubahan iklim dapat membawa perubahanperubahan yang besar terhadap bentuk roman muka bumi yang ada. Oleh karena itu, untuk mempelajari perubahan-perubahan yang terjadi di permukaan bumi, diperlukan pengetahuan tentang ilmu-ilmu tersebut.
d. Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang segala sesuatu mengenai air yang ada di bumi (the science of the waters of the earth), termasuk dalam hal ini air yang ada di sungai-sungai, danau-danau, lautan dan air bawah tanah. Pengetahuan mengenai hidrologi juga akan pembantu dalam mempelajari geomorfologi. Sama halnya dengan atmosfir, air dapat juga menyebabkan perubahan-perubahan atas roman muka bumi yang ada dan dapat meninggalkan bekas-bekasnya.
e. Geografi mempunyai objek studi yang lebih luas dari pada geomorfologi, sebab mencakup aspek-aspek fisik dan sosial dari pada permukaan bumi. Sedangkan geomorfologi menekankan pada bentuk-bentuk yang terdapat pada permukaan bumi. Geografi menekankan kajiannya pada .Space Oriented. yang dapat menunjukkan dimana dan bagaimana penyebaran dari pada bentuk bentangalam serta mengapa penyebarannya demikian. Mengingat sifat dari geografi yang . Anthropocentris., dan dalam hubungannya dengan studi geomorfologi, maka muncullah suatu sub disiplin ilmu yaitu .Geography of landform.. Dimana didalamnya juga mencakup, bagaimana meng-aplikasikan setiap jenis bentangalam untuk aktivitas dan kehidupan manusia. Dengan kata lain dapat menjalin suatu hubungan timbal balik antara manusia dengan bentangalam yang ada.
D. Konsep Dasar Geomorfologi
Untuk mempelajari geomorfologi diperlukan dasar pengetahuan yang baik dalam bidang klimatologi, geografi, geologi serta sebagian ilmu fisika dan kimia
yang mana berkaitan erat dengan proses dan pembentukan muka bumi. Secara garis besar proses pembentukan muka bumi menganut azas berkelanjutan dalam bentuk daur geomorfik (geomorphic cycles), yang meliputi pembentukan daratan oleh gaya dari dalam bumi (endogen), proses penghancuran/pelapukan karena pengaruh luar atau gaya eksogen, proses pengendapan dari hasil pengahncuran muka bumi (agradasi), dan kembali terangkat karena tenaga endogen, demikian seterusnya merupakan siklus geomorfologi yang ada dalam skala waktu sangat lama.
1. Proses-proses dan hukum fisik yang sama bekerja saat ini, bekerja pula pada waktu geologi yang lalu, walaupun intensitasnya tidak sama seperti sekarang. 2. Struktur geologi merupakan faktor pengontrol yang dominan dalam evolusi
bentangalam/bentuklahan dan struktur geologi dicerminkan oleh bentuklahannya.
3. Relief muka bumi yang berbeda antara satu dengan yang lainnya boleh jadi karena derajat pembentukannya juga berbeda.
4. Proses-proses geomorfologi meninggalkan bekas-bekas yang nyata pada bentuklahan dan setiap proses geomorfologi akan membentuk bentuklahan dengan karakteristik tertentu.(meninggalkan jejak yang spesifik dan dapat dibedakan dengan proses lain secara jelas).
5. Akibat adanya intensitas erosi yang berbeda yang terjadi di permukaan bumi, maka akan dihasilkan suatu urutan bentuklahan dengan karakteristik tertentu disetiap tahap perkembangannya.
6. Evolusi geomorfik yang kompleks lebih umum terjadi dibandingkan dengan evolusi geomorfik yang sederhana (perkembangan bentuk muka bumi umumnya sangat kompleks/rumit, jarang yang disebabkan oleh proses yang sederhana).
7. Hanya sedikit saja dari topografi permukaan bumi adalah lebih tua dari zaman Tersier, dan kebanyakan daripadanya tidak lebih dari zaman Pleistosen. 8. Interpretasi secara tepat terhadap bentanglahan sekarang tidak mungkin
selama masa Pleistosen (Pengenalan bentanglahan saat sekarang harus memperhatikan proses yang berlangsung pada zaman Pleistosen).
9. Apresiasi iklim-iklim dunia amat perlu untuk mengetahui secara benar dari berbagai kepentingan di dalam proses-proses geomorfologi yang berbeda (dalam mempelajari bentanglahan secara global/skala dunia, pengetahuan tentang iklim global perlu diperhatikan).
10. Walaupun geomorfologi menekankan terutama pada bentanglahan sekarang, namun untuk mempelajarinya secara maksimal perlu mempelajari sejarah perkembangannya.
E. Klasifikasi Bentangalam
Sehubungan dengan stadia geomorfologi yang dikenal juga sebagai Siklus Geomorfik (Geomorphic cycle) yang pada mulanya diajukan Davis dengan istilah Geomorphic cycle. Siklus dapat diartikan sebagai suatu peristiwa yang mempunyai gejala yang berlangsung secara terus menerus (kontinyu), dimana gejala yang pertama sama dengan gejala yang terakhir. Siklus geomorfologi dapat diartikan sebagai rangkaian gejala geomorfologi yang sifatnya menerus. Misalnya, suatu bentangalam dikatakan telah mengalami satu siklus geomorfologi apabila telah melalui tahapan perkembangan mulai tahap muda, dewasa dan tua (gambar 1.2).
Gambar 1.2 Satu siklus geomorfologi : Muda, Dewasa, dan Tua
Stadium tua dapat kembali menjadi muda apabila terjadi peremajaan (rejuvenation) atas suatu bentangalam. Dengan kembali ke stadia muda, maka berarti bahwa siklus geomorfologi yang kedua mulai berlangsung. Untuk ini dipakai formula n + 1 cycle, dimana n adalah jumlah siklus yang mendahului dari satu siklus yang terakhir. Istilah lain yang sering dipakai untuk hal yang sama dengan siklus geomorfologi adalah siklus erosi (cycle of erosion). Dengan adanya kemungkinan terjadi beberapa siklus geomorfologi, maka dikenal pula istilah : the first cycle of
erosion, the second cycle of erosion, the third cycle of erosion, etc. Misalnya suatu plateau yang mencapai tingkat dewasa pada siklus yang kedua, maka disebut sebagai maturely dissected plateau in the second cycle of erosion..
Tabel 1 Klasifikasi Bentangalam (Lobeck, 1939)
F. PROSES GEOMORFOLOGI
Proses geomorfologi adalah perubahan-perubahan baik secara fisik maupun kimiawi yang dialami permukaan bumi. Penyebab proses tersebut yaitu benda-benda alam yang kita kenal dengan nama geomorphic agent, berupa air dan angin. Termasuk di dalam golongan geomorphic agent air ialah air permukaan, air bawah tanah, glacier, gelombang, arus, dan air hujan. Sedangkan angin terutama mengambil peranan yang penting di tempat-tempat terbuka seperti di padang pasir
atau di tepi pantai. Kedua penyebab ini dibantu dengan adanya gaya berat, dan kesemuanya bekerja bersama-sama dalam melakukan perubahan terhadap roman muka bumi. Tenaga-tenaga perusak ini dapat kita golongkan dalam tenaga asal luar (eksogen), yaitu yang datang dari luar atau dari permukaan bumi, sebagai lawan dari tenaga asal dalam (endogen) yang berasal dari dalam bumi. Tenaga asal luar pada umumnya bekerja sebagai perusak, sedangkan tenaga asal dalam sebagai pembentuk. Kedua tenaga inipun bekerja bersama-sama dalam mengubah bentuk roman muka bumi ini. Proses geomorfologi yang kita kenal dapat diintisarikan seperti terlihat pada bagan di Gambar 2.1.
PEMBENTUKAN PENGRUSAKAN PENGANGKUTAN
PEMBENTUKAN Tenaga Asal dalam Pembentukan struktur Pembentukan gunungapi PENGRUSAKAN Tenaga Asal luar Gradasi (perataan) Pelapukan
Tenaga dari luar bumi Jatuhan Meteorit
PENGANGKUTAN Tenaga Asal luar
Pengangkutan bahan (mass wasting) Erosi oleh: Air permukaan Air bawahtanah Gelombang Arus Angin Es
Pengrusakan dan pengangkutan oleh organisma, termasuk manusia
Gambar 1.3. Bagan proses pembentukan roman muka bumi
Gradasi (gradation) adalah proses permukaan bumi menuju perataan. Perataan pada bidang yang lebih tinggi letaknya daripada bidang mula asalnya misalnya dengan adanya penumpukkan bahan-bahan dinamakan dengan proses agradasi (agradation). Sedangkan sebaliknya yaitu pemindahan bahan-bahan dari bidang permukaan itu dinamakan degradasi (degradation).
1. Degradasi
Proses degradasi yang telah kita kenal dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu pelapukan, pengangkutan bahan, dan erosi. Berikut ini ketiga proses tersebut dibahas secara umum.
a. Pelapukan
Berdasarkan beberapa definisi dari para pakar (Strahler & Strahler, 1984; Thornburry, 1969; Cargo & Mallory, 1974; Von Engeln, 1960; dll.) dapat disimpulkan bahwa pelapukan adalah proses penghancuran batuan atau permukaan bumi oleh proses kimia, fisika, dan biologi. Pelapukan sering disebut pula sebagai proses desintegrasi atau dekomposisi. Dari ketiga macam proses degradasi yang telah disebutkan, pelapukan dianggap sangat penting karena dapat mempercepat kedua proses lainnya. Pelapukan adalah perubahan fisik atau kimiawi batuan yang disebabkan karena berhubungan dengan udara, air, dan organisma. Pelapukan digolongkan sebagai pelapukan fisika, pelapukan kimiawi, dan pelapukan biologis tergantung kepada penyebab utamanya. Pada pelapukan fisik, tenaga yang berupa tekanan dan temperatur memegang peranan yang sangat penting, sedangkan pada pelapukan kimiawi reaksi kimia menyebabkan perubahan pada komposisi kimia batuan. Pelapukan fisik menyebabkan batuan berubah ukuran menjadi lebih kecil yaitu dengan pemecahan atau desintegrasi. Penyebab terjadinya desintegrasi dapat berupa pengembangan karena berkurangnya tekanan, pertumbuhan kristal, pengembangan dan pengerutan karena pemanasan dan pendinginan, serta pengisian koloid. Batuan sangat sering pecah melalui bidang pelapisannya. Oleh karena bidang ini lemah, proses ini dinamakan exfoliation. Gambar 1.4 memperlihatkan proses pelapukan batuan yang dikenal dengan pelapukan mengulit bawang.
Gambar 1.4. Proses pelapukan pada fragmen breksi vulkanik yang tersingkap di tepi jalan Majalaya – Pacet, Kabupaten Bandung, Jawa Barat.
Pelapukan kimiawi dapat disebabkan karena oksidasi, hidrasi, dan karbonisasi. Dengan proses oksidasi batuan kemudian mempunyai volume yang lebih besar atau mengembang dan berat jenisnya menjadi kecil. Oksidasi pada batuan yang mengandung besi menghasilkanhematite yang berwarna coklat kekuning-kuningan. Hidrasi menghasilkan perubahan volume pada tiap molekul batuan yang disebabkan oleh masuknya air. Akibat perubahan volume ini maka batuan mengelupas menghasilkan keratan-keratan yang tipis-tipis. Pada proses karbonisasi, terbentuk karbonat sebagai hasil reaksi asam karbonat dengan mineral pada batuan. Batuan yang mudah larut seperti batugamping akan mengalami proses karbonisasi ini. Asam karbonat terbentuk karena udara yang mempunyai kandungan CO2 bereaksi dengan adanya air. Gambar 2.3 berikut ini menggambarkan reaksi yang terjadi dalam pelarutan batugamping. Dengan reaksi ini pelapukan kimia berlangsung yang mengakibatkan proses pelarutan pada batugamping terjadi.
CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca(HCO3)2 (batugamping) (air) (udara) (larut) Gambar 1.5. Reaksi kimia pada proses pelarutan batugamping
Pelapukan batuan di satu sisi memiliki peran yang menguntungkan bagi umat manusia. Akibat proses pelapukan, batuan yang keras menjadi lunak sehingga memudahkan umat manusia untuk mengelola suatu bentang alam tertentu menjadi lahan budidaya (misalnya lahan pertanian).
Gambar 1.6 menunjukkan proses pembentukan tanah akibat adanya pelapukan batuan
Gambar 1.6. Pembentukan tanah akibat proses pelapukan batuan (Strahler & Strahler, 1984)
b. Pengangkutan (mass wasting)
Pengangkutan bahan-bahan (mass wasting) adalah pengangkutan material hasil proses pelapukan oleh agent-agent tertentu. Pada proses pengangkutan, gaya berat dan air memegang peranan yang sangat penting. Pengerahan bahan-bahan
ini dapat berlangsung dengan cepat ataupun lambat. Berdasarkan kecepatannya dan jumlah air yang mengangkutnya orang mengenal tanah longsor, debris avalanches, aliran tanah, aliran lumpur, sheetfloods, dan slopewash.
Berikut ditampilkan bagan yang menjelaskan jenis-jenis pengangkutan yang terjadi di permukaan bumi.
M E N G A L I R MENGALIR PERLAHAN RAYAPAN - Rayapan tanah - Rayapan talus - Rayapan batuan
- Rayapan batuan karena glacier BANJIR
LUMPUR (Solifluction) MENGALIR CEPAT ALIRAN TANAH ALIRAN LUMPUR
LONGSOR/ RUNTUHAN SALJU (debris avalanche)
LONGSOR
NENDATAN (slump) LONGSORAN (slide) JATUHAN (debris fall)
LONGSOR BATUAN (rock slide) JATUHAN BATUAN (rock fall) RUNTUH
Gambar 1.7. Fenomena longsor di Cililin, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. c. Erosi
Erosi berasal dari kata Latin erodere, artinya mengerkah atau mengampelas. Seperti arti asalnya, erosi adalah proses pengerkahan atau pengumpulan bahan-bahan terutama oleh air. Proses pelapukan dapat mempercepat proses erosi. Orang awam sehari-hari mengartikan erosi sebagai pengrusakan dan pengangkutan bahan-bahan dari tanah penutup. Dalam arti geologi erosi lebih tepat untuk dipakai sebagai proses pengampelasan baik batuan segar maupun lapukan atau tanah penutup.
Definisi erosi cukup beragam, namun dapat disimpulkan bahwa erosi merupakan proses di permukaan bumi yang berlangsung secara gradual yang diakibatkan oleh aktivitas air, angin, salju maupun media geologik lainnya (SCSA, 1976, dalam El-Swaify et. al., 1982; Strahler & Strahler, 1984; Field & Engel, 2004). Arnoldus (1974, dalam El-Swaify et. al., 1982) mengusulkan klasifikasi erosi secara umum menjadi erosi geologi (geological erosion) dan erosi yang dipercepat (accelerated erosion). Erosi geologi terjadi secara alami, umumnya berlangsung dalam jutaan tahun dan seimbang dengan perubahan-perubahan di alam. Erosi yang dipercepat diakibatkan oleh aktivitas manusia, umumnya bersifat mengubah kondisi alami secara drastis. Erosi yang diakibatkan oleh pengerjaan air dapat dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu (Van Zuidam, 1983), yaitu erosi percikan (splash erosion), erosi lembaran (sheet erosion), erosi alur (rill erosion), dan erosi selokan (gully erosion). Erosi percikan disebabkan oleh energi yang ditimbulkan ketika tetes-tetes hujan jatuh ke permukaan batuan/tanah. Besarnya material yang tererosi
akan setara dengan besarnya energi yang dihasilkan oleh percikan air hujan tersebut. Erosi lembaran didefinisikan sebagai perpindahan serentak material batuan/tanah membentuk lapisan tipis mengikuti arah kemiringan lahan. Erosi alur merupakan bentuk erosi yang paling umum, terjadi ketika material batuan/tanah dipindahkan oleh air yang menyisakan bentuk alur di permukaan. Erosi selokan merupakan pengembangan lebih lanjut dari tahapan erosi alur, berukuran lebih besar dibandingkan alur yang terbentuk akibat erosi alur.
Gambar 1.8. Ilustrasi bentuk-bentuk utama erosi oleh air, A. gully erosion dan B. rill and interrillerosion (El-Swaify et. al., 1982)
2. Agradasi
Agradasi yaitu penumpukan bahan-bahan yang terjadi oleh karena gaya angkut berhenti, misalkan karena lereng tempat berlangsungnya pengangkutan tidak lagi berlanjut melainkan berubah menjadi datar. Maka pada tempat tersebut akan terjadi penumpukan bahan dan permukaan tanah menjadi lebih tinggi
Gambar 1.9. Bentuk lahan erosional dan deposisional (Strahler & Strahler, 1984) Contoh yang paling baik dari agradasi adalah pengendapan aluvium dan endapan glacier. Endapan alluvium dapat dikenal bermacam-macam pula, sebagai contoh endapan talus, kipas aluvium (aluvial fan) dan kolovium (Gambar 1.9 dan 1.10).
Gambar 1.10. Profil ideal kipas aluvial, menunjukkan lapisan-lapisan mudflow (aquicludes) berselingan dengan lapisan-lapisan pasir (aquifers) (Strahler &
