1740622350296 1740546885077 02 Pelapukan dan Pembentukan Tanah AS

02 PELAPUKAN DAN PEMBENTUKAN TANAH

ILMU TANAH SA 3203 Dr. Ir. Aep Supriyadi, MP.

PENDAHULUAN :

PELAPUKAN BATUAN DAN MINERAL

Di alam kita dapat menemukan

berbagai fenomena pelapukan, yaitu

pemecahan partikel secara

fisik dan kimiawi.

Proses pelapukan ini memodifikasi dan

menghancurkan karakteristik fisik dan kimia dari

batuan dan

mineral dan menghilangkan partikel halus dan larut.

Proses pelapukan ini menghasilkan mineral baru yang penting bagi tanah.

KARAKTERISTIK BATUAN DAN MINERAL

Metamorph (metamorphic)

03

Sedimen (sedimentary)

02

Beku (igneous)

01

KLASIFIKASI BATUAN (Geologist)

Dibentuk dari magma yang membeku.

Dibentuk ketika mineral hasil pelapukan terlarut pada air dan diendapkan menjadi batuan.

Dibentuk dari batuan lain melalui proses

“metamorphosis”.

• Batuan beku dibentuk dari magma yang membeku.

• Batuan beku tersusun dari mineral-mineral utama seperti quartz, muscovite, dan feldspars (yang berwarna cerah) serta biotite, augite, dan hornblende (yang berwarna gelap).

• Mineral pada batuan beku saling berikatan rapat dan memberikan warna seperti campuran garam dan merica bila mineral tersebut cukup besar untuk dapat dilihat mata.

• Warna gelap pada umumnya banyak mengandung Fe dan Mg yang mudah untuk melapuk.

batuan beku

BATUAN BEKU (IGNEOUS)

Cerah: quartz, muscovite, dan feldspars.

Gelap: biotite, augite, dan hornblende.

• Batuan sedimen dibentuk ketika mineral hasil pelapukan terlarut pada air dan diendapkan menjadi batuan.

• Sebagai contoh pasir kuarsa yang menjadi dasar dari lautan purba saling melekat dengan bantuan kalsium dan besi terlarut sehingga menghasilkan batuan baru, yaitu: sandstone.

• Kekuatan batuan ini ditentukan dengan mineral penyusunnya dan agen yang menyatukannya.

• Merupakan batuan paling umum (75% dari batuan di bumi).

BATUAN SEDIMEN

(SEDIMENTARY)

Dibentuk ketika mineral hasil pelapukan terlarut pada air dan diendapkan menjadi batuan.

• Batuan metamorph dibentuk dari batuan lain melalui proses “metamorphosis”.

• Proses ini melibatkan suhu dan tekanan tinggi.

• Pada proses metamorphosis juga dapat terjadi proses rekristalisasi yang dapat menghasilkan kristal baru (biasanya lebih besar) dari mineral yang sama atau unsur dari mineral awal dikombinasikan kembali untuk membentuk mineral baru.

• Batuan metamorph biasanya lebih keras dan memiliki kandungan mineral lebih kuat dibandingkan batuan sedimen yang menjadi asalnya.

batuan metamorph

BATUAN METAMORPH

Dibentuk dari batuan lain melalui proses

“metamorphosis”

Selected Primary and Secondry Minerals Fund in Soils Listed in Order of Decreasing Resistence to Weathering Under Conditions Common in Humid Temperarate Regions

Pathways of weathering that occur under moderately acid conditions common in humid temperate regions.

PROSES

PELAPUKAN

PELAPUKAN

Faktor Fisik Faktor Kimia

Temperatur Abrasi oleh air, es, dan

angin Dekomposisi

• Panas pada siang hari dan dingin pada malam hari menyebabkan terjadinya peluasan dan kontraksi dari mineral penyusun batuan → batuan pecah/lapuk.

• Setiap mineral memiliki kemampuan mengembang yang berbeda sehingga perubahan temperatur dapat menyebabkan tekanan berbeda yang memecahkan batuan.

• Kadang kala lapisan luar batu mengelupas (exfoliation).

PELAPUKAN OLEH FAKTOR FISIK ^a

Temperatur

• Air memiliki kemampuan untuk memotong batuan.

Dapat dilihat pada bentuk pinggiran bantaran sungai dan pantai yang mengikuti pola pergerakan air.

• Tiupan angin yang mengandung debu dan pasir dapat menghasilkan batu seperti yang tampak pada daerah-daerah gurun.

• Es yang mengembang pada retakan batuan (Cat. es dapat mengembang dengan kekuatan 1.465 Mg/m²) dapat memecahkan batuan.

b

Abrasi oleh air, es, dan angin

• Pelapukan secara kimia lebih sering terjadi pada kondisi cuaca basah dan panas.

• Proses ini ditingkatkan dengan bantuan agen geologis seperti air dan oksigen serta agen biologis seperti asam yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan metabolisme pada akar tumbuhan.

• Terdapat 6 jenis reaksi kimia yang sangat mempengaruhi proses dekomposisi:

➢ Hydration → pengikatan air oleh mineral

➢ Hydrolisis → pelepasan hidrogen dan hidroksil dari molekul air yang disertai penggatian kation oleh hidrogen pada struktur mineral.

➢ Dissolution → pelarutan mineral oleh air

➢ Reaksi asam

➢ Oksidasi dan reduksi

➢ Complexation “as a reaction that forms a "complex". For instance, in adding a cobalt salt, such as CoCl_{2 (s)}, to water, we form [Co(H₂O)₆]²⁺ _(aq).

PELAPUKAN OLEH FAKTOR KIMIA

(DEKOMPOSISI)

Terdapat 5 faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah

1. Parent materials (batuan dan bahan organik).

2. Climate (terutama curah hujan dan temperatur).

3. Biota (organisme hidup terutama vegetasi, mikroba, hewan tanah, dan manusia).

4. Topografi (kemiringan, aspek, dan posisi dan bentang alam).

5. Time (waktu dimana parent material mulai berubah menjadi tanah).

FAKTOR MEMENGARUHI

PEMBENTUKAN TANAH

✓ Pelapukan batuan dan

pembentukan lapisan tanah lapisan atas terjadi secara bersamaan.

▪ Kedua, evolusi lapisan tanah

▪ Pertama adalah pembentukan bahan induk

Pembentukan tanah, atau pengembangan tanah yang merupakan benda alami, meliputi dua proses:

Top soil

Lapisan Batuan

Dok: Aos (2020)

PARENT MATERIALS (BAHAN

DASAR) TANAH 01

• Proses geologis telah membawa ke permukaan tanah berbagai material dasar pembentukan tanah.

• Sifat dari material dasar tersebut mempengaruhi karakteristik tanah (tanah dapat memiliki karakter berpasir bila dibentuk dari material dasar yang kaya akan kuarsa

• Komposisi kimia dan mineral dari material dasar dapat mempengaruhi proses dekomposisi kimiawi dan vegetasi pada tanah.

Berbagai

macam/jenis bahan induk dibentuk,

diangkut, dan disimpan

Klasifikasi Bahan Induk

• Residual parent material terbentuk dari pelapukan batuan terdedah.

• Pada daerah yang hangat dan lembab, material ini mengalami pencucian dan teroksidasi → berwarna merah dan kuning.

• Pada daerah dingin terutama kering warna material ini lebih mendekati warna batuan pembentuknya.

Residual Parent Material

Material ini memiliki banyak rongga dan mudah untuk diaerasi walaupun mudah longsor.

• Terbentuk dari fragmen batuan yang terlepas dari ketinggian dan dibawa melalui lereng dengan proses gravitasi.

• Contoh dari debris ini adalah rock fragmen (talus) debris dan cliff rock debris (detritus).

• Material ini pada umumnya kasar dan berbatu karena proses fisik lebih banyak bekerja pada material ini.

• Batu, kerikil, dan material halus lainnya

tersebar. Dok: Aos (2020)

Colluvial Debris (Colluvium)

a) Floodplain (Bantaran Banjir)

• Bagian dari lembah sungai yang berkembang saat banjir.

• Sedimen dibawa oleh aliran air yang membesar dideposit saat banjir dimana material kasar dideposit dekat aliran utama sungai dan material halus berada pada daerah aliran lebih lambat.

• Setiap banjir menghasilkan lapisan-lapisan baru yang menjadi ciri khas dari tanah alluvial.

• Tanah ini dikenal sebagai tanah yang sangat baik untuk produksi hutan dan pertanian.

Alluvial Stream Deposits (Floodplain,

Alluvial Fans, and Deltas)

b) Alluvial Steam Deposit

(1) Alluvial Fans

• Aliran air yang meninggalkan lembah sempit di dataran tinggi dan memasuki lembah yang luas akan meninggalkan deposit yang berbentuk seperti kipas.

• Deposit ini umum ditemukan pada daerah pegunungan dan perbukitan.

• Baik untuk pertanian walaupun banyak memiliki partikel kasar.

https://www.google.co.id/search?q=gambar+delta+sungai&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=NOhGuCTW5mix7M%253A

%252CAvDWD_V8yBHokM%252C_&usg=AI4_-

kQNPscd9M0lg3Y7mKa_zew4l9ufcQ&sa=X&ved=2ahUKEwiH6o6Vzo_gAhUKT48KHf8CDi8Q9QEwBnoECAQQEA#imgrc=N OhGuCTW5mix7M:

 Daerah ini merupakan daerah utama untuk lahan basah. Pada beberapa lokasi di bangun menjadi lahan pertanian dengan mengembangkan sistem drainase.

Ex: wilayah pantura sebagai sentra pangan di Indonesia

(2) Delta

• Partikel yang sangat halus akan dibawa oleh aliran alir dan

diendapkan di danau,

penampungan air, atau lautan yang menjadi ujung dari aliran ini.

• Sebagian partikel akan mengendap pada mulut aliran air ini dan membentuk delta.

• Deposit ini banyak mengandung tanah liat sehingga tidak dapat terdrainase dengan baik.

a. Glacial Outwash dan Lacustrine Sediment

• Aliran air dari glasier yang meleleh membawa banyak sedimen.

• Pada lembah dan dataran dimana air lelehan ini mengalir bebas akan terbentuk suatu outwash plain.

• Pada saat aliran air ini terhenti, maka akan terbentuk danau besar dimana deposit ini akan membentuk lacustrine deposit.

• Pada saat danau mengering, endapan ini baik untuk pertanian walaupun kadang kurang terdrainase.

Parent Materials Transported by

Glacial Ice and Meltwaters

• Sepanjang pantai di seluruh dunia, danau- danau besar, dan gurun angin yang kuat membawa pasir dan menumpuk mereka menjadi bukit pasir.

• Bukit pasir ini secara perlahan mengalami perubahan posisi sesuai dengan aliran angin.

b. Dune Sand (Bukit Pasir)

Selain pasir, angin juga membawa materi lain yang memungkinkan vegetasi untuk tumbuh dan memulai proses pembentukan tanah.

• Materi yang dibawa oleh angin ini sebagian besar terdiri dari lempung, pasir yang sangat halus, dan tanah liat kasar.

• Di China Tengah dan Barat, tebal dari endapan loess mencapai 30 hingga 100 m.

c. Loess (the windblown materials)

• Partikel yang sangat halus (berukuran antara 1-10 mikro meter) dapat terbawa oleh angin hingga ribuan kilometer sebelum diendapkan, biasanya bersama air hujan.

• Partikel ini disebut aerosolic dust karena tetap tersuspensi di udara karena ukuran mereka yang sangat kecil.

d. Aerosolic Dust (fine particles)

Partikel ini tidak sebanyak loess dalam membentuk endapan akan tetapi dapat memberikan jumlah endapan yang signifikan.

• Pada saat terjadi letusan gunung berapi, debu halus, seringkali mengandung kaca terbawa angin dan menyelimuti daerah yang luas.

• Tanah yang terbentuk dari materi ini biasanya ringan, berpori, dan memiliki kemampuan untuk mengakumulasi materi organik lebih cepat dibandingkan tanah jenis lain.

e. Volcanic Ash

• Materi organik terakumulasi pada tempat basah ketika pertumbuhan tanaman melebihi laju dekomposisi residu.

• Materi ini terakumulasi di bawah air dimana proses dekomposisi mereka dibatasi oleh keberadaan oksigen.

• Secara keseluruhan tumpukan materi ini dikenal dengan istilah peat (gambut).

Deposit Organik

Tanah Gambut Tanah Mineral

Deposit

Organik/GAMBUT

Bor Tanah Gambut, (a) Bor Tusuk, (b) Bor Parang

(a) (b)

▪ Peraturan Pemerintah (PP 71/2014 dan PP 57/2016

Tentang: Perlindungan dan pengelolaan ekosistem gambut.

Gambut adalah material organik yang terbentuk secara alami dari sisa-sisa tumbuhan yang terdekomposisi tidak sempurna dengan ketebalan 50 (lima puluh) cm atau lebih dan terakumulasi pada rawa.

▪ Badan Standarisasi Nasional-SNI No 7925:2013

Lahan gambut adalah lahan dengan tanah jenuh air, terbentuk dari endapan yang berasal dari penumpukan sisa-sisa (residu) jaringan tmbuhan masa lampau yang melapuk dengan ketebalan lebih dari 50 cm

▪ Badan Litbang Pertanian, Kementan (2012)

Lahan gambut sebagai lahan dengan tanah jenuh air, yang terbentuk dari endapan yang berasal dari penumpukan sisa-sisa tumbuhan yang sebagian belum melapuk sempurna dengan ketebalan 50 cm atau lebih, dan kandungan karbon organik (C- Organik content) sekurang-kurangnya 12 % (berdasarkan berat kering).

Pengertian/Definisi Gambut

• Iklim yang penting dalam pembentukan tanah adalah curah hujan efektif dan temperatur.

• Jumlah air yang memasuki tanah ditentukan oleh 4 faktor yaitu:

IKLIM 02

Distribusi musiman

01

Topografi

03

Temperatur dan evaporasi

02

Permeabilitas

04

A site that receives an average 600 mm of rainfall per year

Clay Sand

Seasonal distribution a) Evaporative demand b) Site topography

c) Soil permeability

d) Interact to determine how effectively precipitation can influence soil formation

• Vegetasi alami mempengaruhi jenis tanah yang terbentuk dari bahan induk.

BIOTA (ROLE of

VEGETATION) 03

Bekas lubang hewan dalm satu lapisan tanah dapat terisi tanah dari lapisan lainnya disebut

“crotovinas.”

BIOTA (ROLE of ANIMALS) 03

(a) (b)

Topography influences soil properties , including soil depth

TOPOGRAFI 04

Parent Materials Interaction

The soil on the summit, to slope and floodplain in this idealized landscape had formed from residual, colluvial, and alluvial parent material

• Terdapat 4 proses dasar pembentukan tanah, yaitu:

A schematic illustration of additions, losses, translocation,and transformation as the fundamental processes driving soil-profile

development. (Diagram courtessy of R. Weil).

Empat proses dasar dari pembentukan tanah

TIME 05

Addition

03

Losses

04

Transformation

01

Translocations

02

Proses pembentukan tanah

Pembentukan tanah sekitar 2 m pada area berkapur calcareous di daerah dengan iklim subhumid yang hangat sangat mendukung untuk vegetasi padang rumput rumput tinggi.

REFERENSI

• http://www.macaulay.ac.uk/soilquality/An%20introducti on%20to%20soils,%20soil%20formation%20and%20ter minology.pdf

▪ http://eagri.org/eagri50/SSAC121/lec01.pdf

▪ Brady and Weil. 2008. The Nature and Properties of Soil. Pearson Education Ltd.