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.