Post on 21-Jan-2016
Mengenal Proses Pelapukan Mekanik dan
Pelapukan KimiaProses pelapukan adalah mengubah batuan di permukaan bumi dan memecahnya sepanjang waktu menjadi
partikel-partikel berbutir halus sediman dan tanah. Pelapukan adalah hasil dari interaksi udara, air, dan suhu pada
permukaan batuan dan mempersiapkan batuan untuk proses erosi. Erosi adalah gerakan partikel-partikel oleh es,
angin, dan air. Partikel-partikelnya kemudian diangkut oleh agen tersebut sampai diendapkan untuk membentuk
endapan sedimen yang nantinya dapat tererosi kembali atau diubah menjadi batuan sedimen. Pelapukan butiran
sedimen berlanjut selama erosi dan pengangkutan. Pelapukan pada umumnya merupakan proses yang panjang dan
lambat yang terus menerus aktif di permukaan bumi.
Terdapat dua jenis pelapukan, yaitu mekanik dan kimia. Pelapukan mekanik adalah proses batuan dipecahkan ke
dalam pecahan-pecahan lebih kecil melalui kondisi eksternal seperti pembekuan air di retakan batuan. Batuan akan
tererosi secara kimia ketika berekasi dengan hujan, air dan atmosfer untuk menghancurkan ikatan kimia dan
mineraloginya dan membentuk mineral-mineral baru. Sebagai contoh, kristal felspar dalam tuff vulkanik pada
umumnnya untuk membentuk mineral tanah liat. Mineral lainnya seperti kalsit, larut. Kuarsa, di sisi lain, sangat tahan
cuaca.
Pelapukan kimia melemahkan ikatan dalam batuan dan membuatnya lebih rentan terhadap dekomposisi dan erosi.
Dengan demikian, kondisi permukaan batuan, apakah singkapan batuan di lapangan atau pada dinding batuan pada
bangunan di kota, terlihat berbeda dari interior batuan yang “segar”. Efek yang paling mencolok adalah perubahan
warna permukaan yang dihasilkan dari pemecahan berbagai mineral.
Sebuah pelapukan bongkahan batuan berbentuk bola terbentuk ketika sisi-sisi batuan bersudut dipecahkan lebih
cepat dibandingkan permukaan datar hingga membentuk bentuk-bentuk bundar. Pelapukan diferensial dihasilkan
ketika beberapa batuan menolak pelapukan lebih dibandingkan batuan lain, menciptakan tingkat pelapukan dan erosi
yang tidak merata. Fenomena ini sering membentuk jembatan melengkung alami atau formasi batuan berbentuk
jamur, di mana batu pasir lebih tahan berada pada kolom yang sempit dibandingkan batu serpih yang mudah terkikis
lebih cepat.
Proses Pelapukan Mekanik
Es
Pembentukan es di dalam retakan-retakan dan sendi-sendi kecil di permukaan batuan secara perlahan merusak
bagian tersebut selama ribuan tahun. Penjejalan beku dihasilkan ketika formasi es melebar dan memperdalam
retakan, mematahkan potongan, serta lempengan batuan. Penjejelan beku lebih efektif pada daerah yang memiliki
siklus iklim banyak terjadi pembekuan dan pencairan. Turun-naik pembekuan merupakan proses dimana batuan
diangkat secara vertikal dari tanah melalui formasi es. Awalnya air membeku di bawah fragmen-fragmen batuan dan
bongkahan besar di dalam tanah; pembekuan dan pencairan es yang terus berulang-ulang secara bertahap
mendorong batuan ke permukaan.
Eksfoliasi
Apabila intrusi besar dibawa ke permukaan melalui pengangkatan tektonik dan erosi batuan di atasnya, tekanan
pembatas di atas intrusi telah dilepaskan, tetapi tekanan di bawahnya masih terus dikerahkan, memaksa batuan
untuk berkembang. Proses ini disebut pembongkaran (unloading). Karena lapisan terluar lebih mengembang, retakan
atau lembaran sambungan berkembang melengkung sejajar dengan batuan di permukaan luarnya.
Lembaran sambungan menjadi permukaan di sepanjang lengkungan pecahan batuan, memperlihatkan permukaan
baru. Proses ini disebut dengan eksfoliasi (pengelupasan); bentuk lahan bundar (biasanya batuan intrusif) yang
dihasilkan dari proses ini disebut dengan kubah eksfoliasi. Contoh dari kubah eksfoliasi adalah Stone Mountain,
Georgia, dan Half Dome di Yosemite National Park.
Gesekan dan Tumbukan
Batuan juga terpecah oleh gesekan dan tumbukan berulang dengan fragmen batuan lainnya selama pengangkutan.
Contohnya, fragmen batuan dibawa sepanjang arus sungai terus menerus memantul melawan fragmen lain dan
dasar sungai dan akhirnya dipecah ke dalam pecahan-pecahan kecil. Proses ini berlangsung juga selama 5
pengangkutan melalui angin dan es glasial.
Proses Lain
Agen yang tidak begitu penting dari pelapukan mekanik mencakup hewan penggali, akar tanaman yang tumbuh di
retakan permukaan, dan pencernaan mineral-mineral tertentu seperti logam sulfida oleh bakteria. Perubahan suhu
harian, terutama di daerah-daerah dimana suhu bisa bervariasi hingga 30 derajat Celcius mengakibatkan perluasan
dan kontraksi mineral-mineral yang melemahkan batuan. Perubahan suhu yang ekstrem seperti kebakaran hutan,
bisa memaksa batuan hancur.
Proses Pelapukan Kimia
Ketika batuan dibawa ke permukaan jutaan atau miliaran tahun yang lalu setelah terbentuk, mineral asli yang telah
mengkristal di dalam kerak di bawah tekanan dan suhu yang tinggi menjadi tidak stabil di lingkungan permukaan dan
akhirnya menjadi rusak. Agen primer dalam pelapukan kimia adalah air, oksigen, dan asam. Agen-agen ini bereaksi
dengan permukaan batuan untuk membentuk mineral-mineral baru yang stabil, atau dalam kesetimbangan, dengan
kondisi fisik dan kimia yang ada di permukaan bumi. Setiap kelebihan ion-ion yang tersisa dari reaksi kimia di bawa
oleh air asam. Contohnya, mineral feldpar dengan kandungan mineral tanah liar, melepaskan silika, potasium,
hidrogen, sodium, dan kalsium.
Elemen-elemen ini tetap berada dalam larutan dan biasanya ditemukan di air permukaan atau air bawah tanah.
Sedimen yang paru diendapkan sering dierkuat oleh kalsit atau kuarsa yang diendapkan antara butir sedimen dari air
kalsium dan silika. Kecepatan pelapukan kimia memecah batuan berbanding lurus dengan wilayah permukaan
batuan yang terekspos. Dengan demikian, hal tersebut juga berkaitan dengan pelapukan kimia yang menghasilkan
lebih banyak permukaan terbuka dengan memecahkan batuan ke dalam potongan-potongan, dan potongan yang
lebih kecil lagi. Semakin besar potongan, semakin besar pula jumlah wilayah permukaan yang terkespos terkena
pelapukan kimia.
Air
Pelapukan kimia paling kuat di daerah yang memiliki air berlimpah. Perbedaan kandungan mineral pada tingkat
berbeda bergantung pada iklim. Mineral feromagnesium pecah dengan cepat, sedangkan kuarsa sangat tahan pada
pelapukan. Di iklim tropis, batuan dilapukan lebih lanjut untuk membentuk tanah, butiran kuarsa biasanya satu-
satunya komponen batuan yang tetap tidak berubah. Di iklim kering gurun, mineral biasanya rentan terhadap
pelapukan di lingkungan basah (seperti kalsit) bisa jauh lebih tahan.
Asam
Asam adalah senyawa kimia yang terurai dalam air untuk melepaskan atom-atom hidrogen. Atom hidrogen sering
menggantikan unsur-unsur lain dalam struktur mineral,memecahnya untuk membentuk mineral baru yang
mengandung atom hidrogen. Asam alami yang paling melimpah adalah asam karbonat, asam lemah yang terdiri atas
karbon dioksida yang larut dalam air. Air hujan biasanya berisi beberapa karbon dioksida terlarut. Pembakaran batu
bara, minyak dan bensin melepaskan karbon dioksida, nitrogen, dan sulfur ke atmosfer, yang bereaksi dengan
airhujan untuk membentuk karbonat, nitrat, dan asal sulfur yang lebih kuat yang merusak lingkungan (hujan asam).
Asam lainnya yang bisa berpengaruh pada pembentukan minaral di lingkungan pelapukan dekat permukaan adalah
asam organik yang berasal dari material tanaman dan humus. Asam kuat yang secara alami dilingkungan jarang
ditemui. Asal kuat tersebut termasuk asam sulfur dan asam hidrofluorida yang dilepaskan selama aktivitas vulkanik
dan air panas.
Pelapukan Larutan
Pelapukan larutan adalah proses dimana mineral tertentu dilarutkan dalam larutan asam. Contohnya, kalsit dalam
batuan kapur dilarutkan dengan mudah oleh asam karbon. Hujan yang merembes melalui retakan dan rekahan pada
dasar batuan kapur melarutkan kasit, membuat retakan yang lebih besar dan pada akhirnya berkembang menjadi
sistem perguaan.
Oksigen
Oksigen berada di udara dan air dan merupakan bagian penting dari berbagai reaksi kimia. Salah satu reaksi
pelapukan kimia yang paling umum dan terlihat adalah gabungan besi dan oksigen untuk membentuk oksida besi
(karat). Oksigen bereaksi dengan bantalan mineral besi untuk membentuk mineral hematit (Fe2O3), cokelat berkarat.
Jika air ditambahkan pada reaksi, mineral yang dihasilkan disebut Iiomnite Fe2O3 nH2O, yang berwarna cokelat
kuning. Mineral ini sering menodai permukaan batuan dengan warna kokelat kemerahan sampai kekuningan.
Tanah
Lapisan partikel-partikel pelapukan material bumi yang mengandung materi organik dan bisa mendukung vegetasi
dikenal sebagai tanah. Tanah dapat menjadi semua atau hanya sebagian material sedimen yang menutupi batuan
dasar. Tanah sebagian besar mengandung kuarsa dan partikel-partikel tanah liat yang ukurannya bervariasi. Butir
pasir kuarsa membantu tanah berpori dan partikel tanah liat menahan air dan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman.
Lempung mengandung pasir, debu, dan tanah liat dengan bahan organik berlimpah. Tanah atas adalah bagian atas
lempung, yang memiliki kandungan organik tertinggi dan dianggap sebagai lapisan yang paling subur. Sub tanah
yang berbatu terletak di bawah tanah atas dan mengandung sedikit material organik.
Tanah Residu dan Tanah Pemindahan
Ketika tanah dikembangkan dari pelapukan batuan dasar maka disebut tanah residu. Tanah pemindahan diendapkan
oleh agen seperti es dan air dan tidak berasal dari batuan induk. Contoh pasir yang ditinggalkan oleh gletser dan
lumpur yang tersisa seteah banjir.
Horizon Tanah
Tanah yang telah berkembang penuh atau tanah matang terdiri atas tiga lapisan atau horizon tanah (Gambar 1).
Lapisan teratas di sebut horizon A. Air meteorik turun melalui horizon dan biasanya melarutkan mineral tanah liat,
besi, dan kalsit dari tanah. Bagian atas dari horizon A berwarna gelap, tanah atas berlempung organik (lapisan tipis
humus dan sampah tanaman pada permukaan yang biasanya bagian dari horizon A kadang-kadang disebut horizon
O). Sisa horizon berwarna pucat kekuningan.
Gambar 1: Profil Tanah.
Keterangan Gambar: Horizon A: pencucian, Horizon B: pengendapan, Horizon C: pelapukan fragmen-fragmen
batuan induk.
Lapisan tengah adalah horizon B atau zona akumuasi. Pencucian material dari horizon A sering mengendap di zona
tanah liat yang kaya berwarna cokelat yang berasal dari mineral besi. Horizon ini juga diebut dengan subsoil.
Kombinasi bagian O-A-B terkadang disebut dengan solum. Terkenal sebagai “tanah sesungguhnya,” adalah solum
dimana sebagian besar aktivitas biologi di dalam tanah dibatasi.
Horizon C adalah lapisan tanah terendah dan berada tepat di atas batuan dasar. Lapisan ini merupakan bagian
tanah dan tempat penguraian fragmen-fragen batuan dasar. Horizon C mengandung sangat sedikit material organik.
Batas antara permukaan batuan dasar dan material sedimen disebut dengan regolit dan terdiri atas batuan dasar
yang pecah karena pelapukan dan penguraian. Tanah belum matang tidak memiiki profil komplit O-A-B-C dan pada
umumnya ditemukan pada lereng terjal, dimana hasil pelapukan dibawa menuruni lereng bukannya berakumulasi di
satu tempat.
Jenis Tanah
Jenis tanah yang berkembang dan seberapa cepat tanah berkembang bergantung pada besarnya batuan induk dan
iklim. Batuan felsik dengan jumlah kuarsa tinggi adalah tanah berwarna terang yang terdiri tasa pasir dan tanah liat
dengan butiran kuarsa. Basal yang memiliki persentase tinggi mineral feromagnesium, tanahnya berwarna lebih
gelap karena tingginya kandungan tanah liat dan rendahnya kuarsa.
Batuan induk membentuk tanah dengan cepat di iklim basah lembab di mana pelapukan kimia meningkat. Pedalfer
adalah horizon B yang tinggi aluminium dan besi. Pedalfer berkembang merespon curah hujan yang berlimpah, asam
organik dan pencucian yang kuat. Pedocal terbentuk di iklim kering dimana air menguap melalui penguapan bawah
perukaan dan tindakan kapiler yang terkadang mengkristalisasi garam kalsium keras di tanah. Pedocal tipis dan
banyak tercuci dan hanya memiliki humus dalam jumlah kecil. Tanah alkali, meruakan pedocal yang beracun bagi
tanaman karena kandungan garamnya yang tinggi. Hardpan adaah lapisan tanah, biasanya horizon B, yang begitu
kuat (biasanya direkatkan oleh kalsit atau kuarsa) yang terkadang bisa hancur.
Laterit adalah jenis tanah yang tercuci tinggi, residu tanah yang terbentuk di wilayah tropus. Suhu dan curah hujan
yang tinggi menghasilkan pelapukan yang dalam dan terus menerus. Tanah laterit berwarna merah terang dan
mengandung oksida besi dan aluminium yang sebagian besar tahan pada pencucian. Logam bergarha seperti
aluminium, tembaga, perak, emas, nikel, dan besi terkonsentrasi pada tanah laterit melalui pengayaan sekunder dan
terkadang bisa ditambang secara ekonomis. Pengayaan sekunder berkerja dalam dua cara: bisa memindagkan
banyak mineral lain dari batuan, yang memperkaya elemen-elemen berharga di tempat tersebut, atau bisa mencuci
elemen berharga seperti tembaga dan emas dan mengendapkannya pada lapisan bawah laterit.