2.1 Kondisi Kota Balikpapan

(1)

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kondisi Kota Balikpapan

Kondisi Kota Balikpapan 85% merupakan lahan yang berbukit-bukit dan 15%

dataran yang biasanya dijumpai sepanjang daerah pantai. Garis pantai yang ada di Kota Balikpapan adalah 45 km, dengan tipe tanah podsolik merah, posdolik merah kuning dan pasir kuarsa yang merupakan jenis tanah rawan longsor. Secara umum permukaan tanahnya berada di ketinggian 0 sampai 100 meter di atas permukaan laut. Topografi tersebut terbesar berada pada ketinggian 10-20 mdpl seluas 17.260 ha (34,17% dari luas wilayah) sedangkan ketinggian 0-10 mdpl seluas 2.980 Ha (13 % dari luas wilayah) (Balikpapan, 2019). Secara geomorfologi wilayah Balikpapan dibagi menjadi 3 yaitu satuan dataran daerah pantai yang menempati wilayah di sekitar pantai, satuan lembah sungai yag berada di wilayah sekitar sungai, dan lipatan perbukitan. Menurut struktur geologi, wilayah Balikpapan dan sekitarnya merupakan perbukitan yang dikontrol oleh lipatan (Balikpapan, 2019).

Berdasarkan peta geologi pada gambar 2.1, lokasi penelitian terdapat formasi Kampungbaru, formasi aluvial, dan formasi Balikpapan. Lapisan dari Formasi Kampungbaru adalah batulempung pasiran, batupasir kuarsa, batalanau sisipan, napal, batugamping dan lignit. Ketebalan dari formasi ini adalah 700 meter sampai 800 meter, dan umur dari formasi ini adalah Miosen Akhir - pliosen (Zetri, 2020). Jenis batuan dari formasi aluvial adalah kerakal, karikil, pasir, lempung, dan lumpur yang berumur holosen. Formasi Balikpapan memiliki jenis batuan perselingan batupasir kuarsa, batulempung lanau dan serpihan napan, batugamping, dan batubara yang berumur miosen tengah.

Formasi Kampung-baru terdiri dari endapan delta yang membentuk batuan sedimen klastik dan siklus endapan laut dangkal yang membentuk batuan sdimen

(2)

8 biokimiawi. Partikel batuan desimen klastik dalam pasir, lempung, serpih dan lanau diangkut oleh air membentuk lapisan ke tempat yang rendah. Batuan sedimen biokimiawi seperti gamping dan batu-bara terbentuk dari akibat organisme yang mati di lingkungan yang miskin dengan oksigen. Bagian paling bawah formasi Kampungbaru terdapat gamping yang diendapkan di lingkungan laut dangkal. Disusul dengan endapan dataran delta yang terdiri atas pasir hasil endapan channel dengan lempung serpih dan lanau serta batubara (Zetri, 2020).

Gambar 2. 1 Geologi Daerah Penelitian (Hidayat, 1994)

Formasi Balikpapan berumur Miosen Akhir bawah sampai Miosen Tengah.

Formasi ini terdiri dari siklus endapan laut dangkal yang membentuk batuan sedimen klastik dan batuan sedimen biokimiawi. Pada lingkungan pengendapan laut dangkal saat persediaan sedimen di daratan diangkut menuju laut makan perselingan pasir, lempung dan lanau akan diendapkan. Endapan inilah yang menjadi batuan sedimen klastik yang berupa gamping (Zetri, 2020). Satuan batugamping Balikpapan dan Satuan batulempung pembawa lapisan batubara diendapkan di lingkungan

(3)

9 pengendapan litoral-laut. Satuan batugamping Kampungbaru dan satuan batulempung sisipan batupasir batubara Kampungbaru diendapkan pada daerah peralihan dan marine dengan lingkungan pengendapan delta dan laut dangkal yang terletak pada interaksi antara sungai dan laut dangkal (Zetri, 2020). Berdasarkan kedudukan stratigrafi Kota Balikpapan batuan gamping pada formasi Balikpapan maka diperoleh umur satuan betulempung Balikpapan adalah Miosen Tengah bagian atas dan Miosen Tengah Bagian Akhir. Formasi Kampungbaru berumur Miosen Akhir hingga Pliosen (Zetri., 2020).

2.2 Tanah Longsor

Tanah longsor adalah suatu peristiwa alam dimana massa tanah atau bebatuan bergerak menuruni kemiringan lereng karena adanya gaya gravitasi (Subekti, 2016).

Definisi ini dapat menunjukkan bahwa material yang bergerak dapat berupa material tanah, batuan, ataupun campuran dari keduanya. Tanah longsor merupakan salah satu proses geologi yang terjadi akibat interaksi beberapa kondisi antara lain geomorfologi, struktur geologi, hidrogeologi dan tata guna lahan. Kondisi Faktor internal yang menyebabkan gerakan ini adalah daya ikat (kohesi) dari tanah sehingga partikel tenah dapat terlepas dari ikatannya, bergerak ke bawah dengan menyeret partikel lain yang dilaluinya membentuk massa yang lebih besar. Faktor eksternal yang dapat memicu terjadinya pergerakan tanah tersebut ada beberapa sebab seperti kemiringan lahan, curah hujan yang tinggi, pengelolaan lahan, dan faktor ulah manusia. Beberapa faktor eksternal penyebab tanah longsor, yaitu (Priyono, 2018):

1. Jenis tanah

Tanah lempung atau tanah liat dapat menyebabkan longsoran. Hal ini disebabkan karena ketebalan tanah tidak lebih dari 2.5 meter dengan sudut lereng 22 derajat. Selain itu tanah lempung memiliki sifat mudah pecah ketika udara terlalu panas dan menjadi lembek ketika terkena air yang mengakibatkan rentan mengalami pergerakan tanah.

2. Curah hujan

(4)

10 Ancaman tanah longsor biasanya dimulai pada musim penghujan karena meningkatnya intensitas curah hujan. Apabila terdapat pepohonan pada permukaan, maka tanah longsor dapat dicegah karena air akan diserap oleh akar dari pepohonan tersebut. Akar pepohonan dapat berfungsi sebagai pengikat dari lapisan tanah.

3. Topografi

Lereng yang terjal terbentuk karena pengikisan air sungai, mata air, air laut, dan angin. Kemiringan lereng dapat dinyatakan dalam derajat atau persen. Kecuraman lereng 100% sama dengan kecuraman 45⁰. Selain memperbesar jumlah aliran permukaan, semakin curam lereng juga memperbesar kecepatan aliran permukaan yang dapat memperbesar energi pengangkutan air.

4. Penggunaan Lahan

Definisinya adalah modifikasi yang dilakukan oleh manusia terhadap lingkungan menjadi lingkungan terbangun seperti lahan pertanian, lahan permukiman, lahan peternakan atau yang lain. Permukiman yag ada di daerah lereng dapat mempengaruhi kestabilan tanah, sehingga pepohonan disekitarnya tidak dapat menopang air yang menyebabkan kohesi tanah.

Proses dari terjadinya tanah longsor adalah air yang meresap dari permukaan ke dalam tanah akan menambah massa tanah. Jika air tersebut menembus sampai tanah yang memiliki sifat kedap air (berperan sebagai bidang gelincir), maka tanah akan menjadi licin. Tanah yang mengalami pelapukan di atasnya akan bergerak mengikuti lereng atau keluar lereng, yang menyebabkan tanah longsor. Bidang gelincir adalah bidang yang menjadi landasan bergeraknya massa tanah. Kebanyakan material tanah longsor adalah lempung atau pasir karena material-material ini mudah meresapkan air (Hendri, 2019). Lapisan yang memiliki kerentanan terhadap tanah longsor adalah batuan yang memiliki porositas tinggi dan memiliki sifat impermeable. Porositas merupakan sifat yang menunjukkan perbandingan pori-pori dalam suatu batuan dengan kesuluruhan volume batuan. Permeabilitas adalah suatu sifat batuan yang dapat meloloskan fluida melalui pori-pori yang terdapat pada batuan tersebut. Sebelum terjadinya pergerakan tanah, air yang merembes sampai ke lapisan bidang gelincir akan

(5)

11 berhenti mengalir. Air yang menumpuk pada batas atas bidang gelincir akan membuat lapisan di atas bidang gelincir rentan dengan pergerakan tanah yang akan membuat potensi dari tanah longsor menjadi tinggi. Lapisan yang menjadi bidang gelincir biasanya ditemukan pada bedrock atau lapisan yang memiliki sifat sangat pejal dan tidak dapat mengalami pelapukan. Lapisan ini biasanya berwarna kemerah-merahan atau kelabu. Lapisan bedrock meliputi endapan halus, batu pasir, kerikil, batu pasir, lanau, dan lempung.

2.3 Kelistrikan Bumi

Sifat kelistrikan bumi yang dibahas kali ini merupakan kelistrikan kerak bumi.

Pada tubuh bumi bentuk arus listrik adalah elektron, tetapi dalam batuan sedimen tersaturasi air, di laut, dan atmosfer kebanyakan berupa ion. Derajat ionisasi di udara bervariasi, bergantung pada elevasi, waktu, dan latitude (Nengga, 2018). Konduktivitas batuan di dekat permukaan bumi kebanyakan ditentukan oleh jumlah distribusi air garam (elektrolit) pada batuan berpori. Pada bawah lapisan sedimen, tekanan begitu besarnya sehingga pori-pori tertutup dan hanya konduktivitas batuan keras yang membawa arus listrik. Konduktivitas batuan beku dan metamorf lebih rendah dari rata- rata sedimen. Beberapa nilai resistivitas batuan yang umum pada tabel 2.1.

Tabel 2. 1 Nilai Resistivitas Mineral dan Batuan (Nengga, 2018) Bahan Resistivitas (Ωm)

Pirit 0,01 – 100

Kuarsa 500 – 800.000

Kalsit 1x10¹²– 1x10¹³ Rock Salt (garam batu) 30 – 1x10¹³

Granit 200 – 100.000

Andesite 1,7x10²– 45x10⁴ Basalt 200 sampai 100.000

(6)

12 Bahan Resistivitas (Ωm)

Batu Gamping 50 – 10⁷

Batupasir 200 – 8.000

Pasir 1 sampai 1.000

Air Tanah 0,5 sampai 300

Air Asin 0,2

2.3.1 Metode Resistivitas

Metode resistivitas merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat listrik pada bumi agar mengetahui jenis lapisan bawah permukaan bumi. Hal ini meliputi pengukuran potensial, dan arus yang terjadi baik secara alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada beberapa macam metode geolisitrik antara lain metode self potensial, induksi polarisasi, resistivitas, dan lain-lain (Hakim, 2016).

Pada metode geolistrik resistivitas, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda arus, dan beda potensial diukur melalui elektroda potensial. Hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga resistivitas masing-masing lapisan di bawah titik ukur (sounding point). Metode ini lebih efektif apabila digunakan untuk eksplorasi dangkal, karenanya metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian batuan reservoir dan untuk penentuan geothermal (Hakim, 2016).

Metode resistivitas didasari oleh anggapan bahwa bumi mempunyai sifat homogen isotropis seperti gambar 2.3. Asumsi ini menyatakan bahwa resistivitas yang terukur merupakan resistivitas yang sebenarnya dan tidak bergantung dengan spasi elektroda. Namun pada kenyataannya bumi tersusun atas lapisan-lapisan dengan resistivitas yang berbeda-beda, sehingga potensial yang terukur merupakan pengaruh

(7)

13 dari lapisan-lapisan tersebut. Resistivitas yang terukur pada daerah penelitian sebenarnya adalah resistivitas semu dengan rumus pada persamaan 2.1 di bawah.

𝜌 =V

I. 𝐾 (2. 1)

I adalah besar arus yang diinjeksikan ke bawah permukaan, V adalah beda potensial yang dihasilkan akibat mengalirnya arus, dan K adalah faktor geometri yang besarnya ditentukan oleh susunan serta spasi elektroda (Rahmania, 2020).

Gambar 2. 2 Konsep Resistivitas Semu Medium Berlapis (Loke, 2000)

Resistivitas batuan adalah hambatan dari batuan terhadap aliran listrik.

Resistivitas batuan dipengaruhi oleh porositas, kadar air, dan jenis mineral. Resistivitas adalah suatu parameter yang digunakan dalam pengolahan data geolistrik untuk mengetahui keadaan bawah permukaan bumi dengan menggunakan sifat sifat kelistrikan pada batuan bawah permukaan bumi (Hendri, 2019). Konsep dasar dari metode resistivitas adalah Hukum Pertama Ohm yang dicetuskan oleh George Simon Ohm. George Simon Ohm menyatakan bahwa arus yang mengalir melalui kabel berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujungnya, sementara kondisi fisik kabel seperti temperatur, regangan, dan lainnya akan tetap konstan. Hubungan linier ini diekspresikan oleh persamaan:

𝐼 = 𝑉

𝑅 (2. 2)

Dimana R adalah resistansi dari kabel dengan satuan Ohm (Ω). Pengamatan eksperimen pada kabel yang berbeda dari bahan yang sama menunjukkan bahwa kawat

(8)

14 yang panjang memiliki resistansi yang lebih besar daripada kawat yang lebih pendek serta kawat yang tipis memiliki resistansi yang lebih besar daripada kawat yang tebal.

Jika ditinjau suatu kawat diberikan hambatan sebanding dengan panjang L meter dan berbanding dengan luas penampang A m² dari kabel, dan resistivitas ρ (Ωm) seperti gambar 2.4 di bawah maka resistansi R dapat dirumuskan sebagai:

𝑅 = 𝜌 𝐿

𝐴 (2. 3)

Konstanta sebanding ρ adalah resistivitas kabel yang berupakan sifat fisik dari bahan kabel yang mendefinisikan kemampuan bahan untuk menghambat aliran listrik, dengan memasukkan persamaan 2.1 maka resistivitas menjadi:

ρ = V I

A

L (2. 4)

Gambar 2. 3 Kabel dengan Panjang L, luas penampang A yang dialiri arus listrik I (Hakim, 2016)

2.3.2 Distribusi Arus Pada Bawah Permukaan Bumi

Kawat yang dialiri arus diasumsikan sebagai permukaan medium homogen isotropis seperti pada gambar 2.4. Misal akan diinjeksikan arus sebesar I pada titik A yang akan mengalir secara radial setengah bola pada bawah permukaan bumi, sehingga titik ekuipotensial pada setengah lingkaran tadi akan berpusat pada titik A. Pendekatan yang dilakukan adalah lapisan bumi dianggap bersifat homogen isotropis dimana nilai resistivitas yang terukur bukan merupakan nilai sebenarnya melainkan resistivitas semu (apparent resistivity).

(9)

15 Berdasarkan gambar 2.5 persamaan 2.4 dapat dirubah, L sama dengan dr kulit bola, A sama dengan luas permukaan setengah bola menjadi 2𝜋r^2,dan beda potensial diubah menjadi dV, sehingga persamaan yang didapatkan adalah:

I = −2𝜋𝑟² dV 𝜌 𝑑𝑟

(2. 5)

atau

dV = −I 𝜌 𝑑𝑟 2𝜋𝑟²

(2. 6)

Sehingga potensial pada suatu titik sejauh ∞ dari pusat arus adalah:

∫ 𝑑𝑉 = −I 𝜌

2𝜋 ∫ 1 𝑟² 𝑑𝑟

𝑟=∞

𝑟

(2. 7) 𝑉 = I 𝜌

2𝜋𝑟

Gambar 2. 4 Sumber Arus Tunggal Pada Permukaan Medium Homogan Isotropis (Everett, 2013)

(10)

16 Ketika ada dua elektroda arus pada permukaan sumber +I pada titik A dan –I pada titik B (gambar 2.6) maka memungkinkan jumlah distribusi potensial dari kombinasi sumber ditemukan pada setiap titik.

Gambar 2. 5 Dua Elektroda Arus dan Potensial Pada Permukaan Homogen Isotopis (Everett, 2013)

Maka potensial pada titik P1 adalah:

V

𝑝

₁ =

^{I 𝜌}

2𝜋

¹

𝑟1

A

tau

V

𝑝

₁ =

^{I 𝜌}

2𝜋

¹

𝑟2

(2. 8)

Potensial pada titik P2 adalah:

V𝑝₂ =

^{I 𝜌}

2𝜋

¹

𝑟3

Atau

V𝑝₂ =

^{I 𝜌}

2𝜋

¹

𝑟4

(2. 9) Beda potensial yang terjadi antara titik P1 dan P2 akibat injeksi arus pada titik C1 dan C2 adalah:

∆𝑉 = 𝑉𝑝₁ − 𝑉𝑝₂ = I 𝜌 2𝜋 ^[(

1 𝑟₁− 1

𝑟₂⁾−(1 𝑟₃− 1

𝑟₄^)]

(2. 10)

∆𝑉 =I 𝜌 2𝜋 ^[(

1 𝑟₁− 1

𝑟₂− 1 𝑟₃+ 1

𝑟₄^)]

(11)

17 Persamaan 2.10 di atas memberikan gubungan antara ρ dengan (∆V/I). Faktor yang menghubungkan antara keduanya mempunyai harga yang bergantung dari konfigurasi dari elektroda-elektroda arus dan potensial. Faktor tersebut biasa disebut dengan faktor geometri, yang mana pengertiannya adalah koreksi antar spasi elektroda. Simbol dari faktor geometri adalah K, sehingga persamaan di atas menjadi:

∆V = I 𝜌 2𝜋 1

𝑟

(2. 11)

Sehingga didapatkan rumus resistivitas semu pada persamaan 2.1.

2.3.3 Konfigurasi Wenner

Konfigurasi Wenner merupakan salah satu konfigurasi dalam eksplorasi geofisika dengan susanan elektroda terletak dalam satu garis lurus terhadap titik tengah. Konfigurasi Wenner memiliki resolusi vertikal yang bagus, sensitivitas terhadap perubahan lateral yang tinggi tapi lemah terhadap penetrasi arus untuk kedalaman (Hakim, 2016). Susunan elektroda konfigurasi Wenner dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2. 6 Konfigurasi Wenner

(12)

18 Jarak antar elektroda pada gambar 2.6 adalah sama. Nilai dari jarak masing-masing elektroda di subtitusikan ke persamaan 2.10 menjadi:

𝐾 =2𝑎𝜋 𝑟 (1

𝑟₁− 1 𝑟²− 1

𝑟³+ 1

𝑟₄) (2. 12)

Ketika r diganti menjadi a, maka 𝐾 = 2𝜋 (1

𝑎− 1 2𝑎− 1

2𝑎+1 𝑎) ¯¹ K

= 2𝜋 (

^2−1−1+2

2𝑎

) ¯¹

^{(2. 13)}

𝐾 = ( 2

2𝑎) ¯¹ = 2𝜋2𝑎

2 = 2𝜋𝑎

Penurunan persamaan 2.2 sampai persamaan 2.13 dapat dilihat pada lampiran B

2.4 Difraksi Sinar-X (XRD)

Sinar X merupakan salah satu bentuk dari radiasi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang pendek berkisar antara 10 nm sampai 100 pm dan energi tinggi berkisar 100 eV – 100 K eV. Sinar X memiliki energi yang lebih tinggi dari cahaya tampak maka sinar X dapat menembus tubuh manusia. Difraksi adalah modifikasi sinar berupa gelombang yang berinteraksi dengan suatu objek. Difraksi sinar X merupakan suatu metode yang memanfaatkan interaksi antara sinar-x dengan atom yang tersusun dalam sebuah sistem kristal (Setiabudi, 2012). Analisa XRD merupakan salah satu analisa yang digunakan untuk mengidentifikasikan keberadaan suatu senyawa dengan mengamati pola pembiasan cahaya akibat berkas cahaya yang dibiaskan oleh material yang memiliki susunan atom pada kisi kristalnya (Setiabudi, 2012). XRD memanfaatkan sinar-X yang ditembakkan pada suatu material yang membentuk spektrum difraksi sinar-X untuk menganalisa struktur kristal, ukuran kristal dengan menentukan parameter kisi. Data dari XRD berupa grafik peak intensitas, hasil rekaman spektrum difraksi sinar-X yang dideteksi oleh detektor akan membentuk suatu pola yang akan di analisa dengan mencocokkan pola difraksi sinar-

(13)

19 X dari sampel yang tidak diketahui dengan sampel yang sudah diketahui agar sampel yang tidak diketahui menjadi teridentifikasi.

2.4.1 Prinsip Kerja XRD

Gambar 2. 7 Hukum Bragg Pada Kisi Kristal (Leng, 2013)

Hukum Bragg merupakan perumusan matematis dari proses difraksi yang terjadi sebagai hasil interaksi antara sinar-X yang dipantulkan oleh suatu bidang. Pantulan tersebut terjadi tanpa mengalami kehilangan energi sehingga menghasilkan pantulan elastis (elastic scarring). Hukum Bragg menunjukkan bidang yang berisi atom dalam kristal akan memantulkan radiasi dengan cara yang sama persis dengan peristiwa pemantulan cahaya di bidang cermin. Jika sinar datang mengenai bidang yang tersusun secara paralel dan berjarak d satu sama lain maka terdapat kemungkinan bahwa sinar- sinar datang akan dipantulkan kembali oleh bidang dan saling berinterferensi secara konstruktif sehingga menghasilkan penguatan terhadap sinar pantul dan menyebabkan terjadinya difraksi (Setiabudi, 2012).

Setiap senyawa terdiri atas susunan dari beberapa atom yang membentuk bidang tertentu. Apabila sebuah bidang memiliki bentuk maka partikel foton yang datang dengan sudut tertentu hanya akan menghasilkan pola pantulan maupun pembiasan yang

(14)

20 khas. Sebagai gambaran, bayangan sebuah objek akan membentuk pola yang sama ketika cahaya berasal dari sudut datang yang sama. Kekhasan pola difraksi yang tercipta inilah yang dijadikan landasan dalam analisa kualitatif untuk membedakan suatu senyawa dengan senyawa yang lain menggunakan XRD. Pola unik yang terbentuk untuk setiap difraksi cahaya pada suatu material seperti halnya fingerprint yang dapat dibedakan mengidentifikasi senyawa yang berbeda-beda (Setiabudi, 2012).

Pada XRD, pola difraksi dinyatakan dengan besar sudut-sudut yang terbentuk sebagai hasil dari difraksi berkas cahaya oleh kristal pada material. Nilai sudut tersebut dinyatakan dalam 2θ, dimana θ merepresentasikan sudut datangnya cahaya. Nilai 2θ merupakan besar sudut datang dengan sudut difraksi yang terdeteksi dengan detektor (Setiabudi, 2012).

2.4.2 Cara Kerja XRD

Sinar-X adalah sinar radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang pendek dan energi tinggi (Setiabudi, 2012). Rontgen adalah akibat dari elektron berkecepatan tinggi yang dipercepat oleh tegangan yang tinggi dan bertabrakan dengan target logam.

Sinar-X dihasilkan dari tabung sinar-X (gambar 2.8). Gambar 2.8 merupakan struktur tabung sinar-X yang mengandung sumber elektron dan dua logam elektroda dalam tabung vakum. Tegangan tinggi dipertahankan pada elektroda akan mempercepat penarikan elektron pada target. Sinar-X dihasilkan pada titik permukaan target dan terpancar ke segala arah. Pada tabung sinar-X terdapat jendela yang memandu sinar-X akan keluar dari tabung. Pendinginan ekstensif diperlukan untuk tabung sinar-X karena sebagian besar energi kinetik elektron akan berubah menjadi energi panas, dan sisanya (kurang dari 1%) dirubah menjadi sinar-X (Leng, 2013). Tabung Sinar-X menghasilkan radiasi sinar-X dengan kisaran panjang gelombang dari minimum yang disebut sinar-X kontinu, tetapi energi radiasi maksimum dari sinar-X kontinu ditentukan oleh maksimum tegangan percepatan elektron dalam tabung sinar-X.

Difraksi Sinar-X umumnya membutuhkan sumber dengan panjang gelombang tunggal

(15)

21 (monokromatik). Radiasi monokromatik harus berasal dari karakteristik sinar-X yang dihasilkan dengan menyaring radiasi lain dari spektrum (Leng, 2013).

Gambar 2. 8 Struktur Tabung X-Ray (Leng, 2013)

2.5 Tanah Lempung

Tanah lempung adalah tanah yang memiliki partikel mineral tertentu yang menghasilkan sifat plastis pada tanah bila dicampur dengan air (Grim, 1953). Partikel tanah yang berukuran lebih kecil dari 2 mikro atau <5 mikro menurut sistem klasifikasi lain disebut sebagai partikel berukuran lempung. Partikel-partikel dari mineral lempung berukuran koloid (<1 mikro) dan 2 mikro merupakan ukuran yang paling besar dari ukuran mineral lempung. Sifat yang dimiliki tanah lempung adalah ukuran butir halus, permeabilitas rendah, kenaikan air kapiler tinggi, sangat kohesif, kadar kembang susut yang tinggi, dan proses konsolidasi yang lambat (Grim, 1953).

Menurut Chen (1975) mineral lempung terdiri dari tiga komponen penting yaitu mineral montmorillonite, illite dan kaolinite. Mineral montmorillonite mempunyai luas permukaan lebih besar dan mudah menyerap air dalam jumlah yang banyak bila dibandingkan dengan mineral lainnya, sehingga tanah yang mempunyai kepekaan terhadap pengaruh air ini sangat mudah mengembang. Struktur kaolinite terdiri dari unit lapisan silika dan aluminium yang diikat oleh ion hidrogen. Kaolinite membentuk

(16)

22 tanah yang stabil karena strukturnya terikat dan mampu menahan molekul air sehingga tidak masuk kedalamnya. Struktur illite mirip dengan struktur montmorillonite tetapi ion pemidahnya berupa ion H2O, yang mudah lepas. Mineral illite dapat dikatakan sangat tidak stabil pada kondisi tergenang air karena air dengan mudah dapat masuk ke dalam sela-sela antar lapisan sehingga mineral akan mengembang. Pada waktu kering, air diantara lapisan juga mengering sehingga mineral menyusut. Karena sifat ini mineral montmorillonite sangat sering menimbulkan masalah pada bangunan (Chen, 1975). Konsistensi dari tanah lempung dan tanah kohesif lainnya sangat dipengaruhi oleh kadar air. Indeks platisitas dan batas cair dapat digunakan untuk menentukan karakteristik pengembangan. Karakteristrik pengembangan hanya dapat diperkirakan dengan menggunakan indeks plastisitas (Holtz, 1962). Sifat plastis dari suatu tanah disebabkan oleh air yang terserap di sekeliling permukaan partikel lempung, maka dapat diharapkan bahwa tipe dan jumlah mineral lempung yang dikandung pada suatu tanah akan mempengaruhi batas plastis dan batas cair tanah yang bersangkutan.

2.6 Penelitian Terdahulu

Berikut merupakan hasil penelitian terdahulu yang telah dirangkum dalam tabel 2.2 Tabel 2. 2 Penelitian Terdahulu

No Nama & Tahun

Publikasi Hasil

1 Rahmaniah, 2019

Metode: Analisis Mineral Tanah Rawan Longsor Menggunakan XRD. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui mineral tanah rawan longsor menggunakan XRD.

Hasil: Adanya mineral lempung illite, Feldspar dan Bobtraillite di lokasi penelitian, yang mana mineral tersebut merupakan jenis endapan yang tidak terkonsolidasi dengan baik sehingga berakibat adanya potensi tanah longsor. Pada sampel pertama ditemukan mineral illite 69,3%, albit 25,6%, dan kaolinite 5%. Pada sampel kedua ditemukan mineral illite 67,2%, feldspar

(17)

23 No Nama & Tahun

23,9%, dan merillite sebesar 8,9%. Sampel ketiga ditemukan adanya mineral illite 55,9%, bobtraillite sebesar 22,2%, dan feldspar sebesar 21,9%.

2 Intan Maharani, 2018

Metode: Metode Resistivitas Konfigurasi Wenner- Schlumberger untuk mengidentifikasi daerah rawan longsor. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui struktur bawah permukaan berdasarkan nilai resistivitas yang terukur.

Hasil: Penampang Model 2D resistivitas pada kedua lintasan mengindikasikan adanya bidang gelincir yang dapat memicu terjadinya tanah longsor. Bidang gelincir tersebut terdapat pada sepanjang lintasan mengikuti kemiringan lintasan. Nilai resistivitas dari bidang gelincir ini berkisar antara 35 Ωm sampai 98 Ωm dengan ketebalan berkisar 7 meter.

3 Evi D. Yanti, 2018

Metode: Analisis XRD dan SEM untuk karakteristik mineral lempung. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik mineral lempung yang terkandung dalam keempat sampel yang berbeda.

Hasil: Kehadiran mineral lempung halloysite, illite, dan kaolinite di lokasi penelitian berpotensi longsor pada musim penghujan. Mineral kaolinite pada lokasi penelitian memiliki presentase 13-14%, mineral ini memiliki bentuk triklin dan berlembar. Mineral illite pada pengujian XRD tidak muncul tetapi hadir pada pengujian SEM. Analisis XRD menunjukkan mineral halloysite merupakan mineral yang domanan dengan presentase 50-70%.

4 Regina Seran dan Eduardus

Edi, 2021

Metode: Kajian Geofisika dan Geokimia Mangan.

Metode yang digunakan adalah metode resistivitas konfigurasi Schlumberger dan Metode karakterisasi secara geokimia menggunakan XRD. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi penyebaran mangan dan melakukan karakterisasi mineral mangan.

Hasil: Pada penelitian ini diperoleh penyebaran mineral mangan di desa Oetalus dengan nilai tahanan jenis antara 9-30 Ωm dan kedalaman lapisan antara 1-20 meter.

(18)

24 No Nama & Tahun

Mineral mangan yang terdapat di lokasi penelitian memiliki kadar mangan yang cukup tinggi yaitu 94,2%

dan sangat layak digunakan dalam industri. Jenis mineral di lokasi penelitian adalah pirolusite (MnO2). Senyawa bijih mangan pada lokasi penelitian dijumpai dalam bentuk serat, gumpalan atau adonan menyerupai lumpur.

5 Meta

Widyayanti, 2013

Metode: Analisa Potensil Kedalaman Batubesi dengan Metode Resistivitas 3D dan analisa sampel menggunakan XRD. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis potensi kedalaman batubesi, dan menganalisa komposisi batubesi dengan XRD dan SEM.

Hasil: Pada lokasi penelitian, didapatkan batubesi di kedalaman 3.20 m - 10.1 m dan 27.1 - 63.4 meter dengan nilai resistivitas 3267 Ωm - 3847 Ωm menyebar tidak merata dan berupa bongkahan besar. Hasil dari XRD menunjukkan bahwa sampel 1 lebih tua memiliki kandungan Fe yang lebih besar daripada sampel 2 yang umurnya lebih muda.