BAB 1PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Keadaan lingkungan merupakan faktor penting bagi kehidupan
manusia, bukan hanya manusia bahkan semua makhluk hidup. Lingkungan
yang sehat dan bersih akan memberikan ketenangan bagi kehidupan
makhluk hidup. Jika lingkungan yang merupakan lingkungan pemukiman
tercemar maka bukan hanya kehidupan manusia yang terganggu bahkan
kesehatan manusia akan terganggu. Kondisi lingkungan manusia
tergantung dengan aktivitas manusia itu sendiri, jika manusia tidak
bertanggung jawab dengan apa yang dilakukan maka akan menimbulkan
dampak yang akan mereka tanggung sendiri. Begitu penting perananan
lingkungan (keadaan alam) bagi manusia untuk bertahan hidup dan
menjaga kesehatan mereka. Faktor lingkungan juga berpengaruh
terhadap sumber daya alam yang dibutuhkan manusia misalnya air,
tanpa air manusia tidak bisa hidup. Pemahaman fungsi tanah sebagai
media tumbuh kembang peradaban manusia beralih dari manusia
pengumpul pangan tidak menetap menjadi manusia pemukim. Pada tahap
berikutnya mulai berkembang pemahaman fungsi tanah sebagai penyedia
nutrisi (kesuburan tanah). Dinamika dan evolusi alam ini terhimpun
dalam definisi tanah sebagai bahan mineral yang tidak padat,
terletak di permukaan bumi yang telah dan akan tetap mengalami
perlakuan dan dipengaruhi oleh faktor-faktor genetik dan lingkungan
yang mengikuti bahan induk, iklim (termasuk kelembaban dan suhu),
organisme(macro dan micro) dan topografi pada suatu peride
tertentu. Satu pencari beda utama adalah tanah ini secara fisik,
kimiawi dan biologis, serta ciri-ciri lainnya umumnya berbeda
dibanding bahan induknya, yang variasinya tergantung pada
faktor-faktor pembentuk tanah tersebut. Pengertian ini disebut
sebagai devinisi pedalogis (pedo=gumpal tanah). Menurut darmawijaya
(1990) lebih menitik beratkan sebagai acuan dasar dalam pengetahuan
alam murni.1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah Hukum Termodinamika 1 dan Hukum Termodinamika 2 dapat
diterapkan pada sistem tanah?
2. Bagaimana struktur litosfer bumi?
3. Apa sajakah metode-metode eksplorasi?
4. Bagaimana ciri-ciri kerusakan tanah dan cara
menanggulanginya?
1.3 Tujuan
1. Mampu menjelaskan Hukum Termodinamika 1 dan Hukum
Termodinamika 2 yang dapat diterapkan pada sistem tanah.2. Mampu
menjelaskan struktur litosfer bumi.3. Mampu menjelaskan macam-macam
metode-metode eksplorasi.4. Mampu menjelaskan ciri-ciri kerusakan
tanah dan cara menanggulanginya.BAB 2PEMBAHASAN2.1 HUKUM-HUKUM
TERMODINAMIKA2.1.1 Hukum Pertama TermodinamikaKonsep termodinamika
untuk sistem tertutup, berlaku Hukum Pertama Termodinamika tentang
konservasi energi. Secara umum, dapat dinyatakan bahwa energi tidak
dapat diciptakan ataupun dimusnahkan dalam suatu sistem yang
bermassa tetap. Hubungan Pertama Termodinamika adalah:dE = dq +
dw
dengan: E = energi dalam
q = kalor
w = usaha
Persamaan diatas mempunyai arti fisis perubahan energi dalam
(dE) suatu sistem tertutup adalah sama dengan jumlah fluks kalor
(dq) dan masukan atau keluaran usaha (dw). Atau dapat dikatakan
bahwa panas yang diserap oleh sistem apapun adalah sama dengan
usaha yang dijalankan oleh sistem ditambah dengan perubahan energi
dalam sistem, secara sistematis:
dq = dw + dE
Energi dalam suatu sistem dapat berujud sebagai energi mekanik,
energi kinetik, energi listrik, energi kimia, atau energi
materi.
Energi dalam minimum dicapai setelah terjadi keadaan setimbang
pada proses-proses tak terbalikkan yang menyebabkan terjadinya
perubahan spontan energi dalam menjadi kalor dan usaha.
Semua sistem tertutup akan bergerak ke keadaan energi bebas
minimum (entalpi maksimum), yang akhirnya akan menuju ke
ketidakteraturan. Konsep ini tidak berlaku bagi tanah sebagai
sistem hidup, yang tetap bersifat sangat beraturan dan kaya energi.
Keadaan ini hanya dimungkinkan oleh adanya impor energi dan materi
ke dalam sistem tersebut. Sehingga tanah dapat dikatagorikan
sebagai sistem alami yang merupakan sistem terbuka. Oleh karenanya
tidak dapat diberlakukan hukum pertama Thermodinamika pada
tanah.2.1.2 Hukum Kedua Termodinamika
Kita sering mendengar kata hemat energi, namun telah di jelaskan
dalam hukum termodinamika pertama bahwa energi tidak dapat di
ciptakan ataupun dimusnahkan, lalu mengapa kita harus menghemat
energi? Energi memang kekal, namun beberapa bentuk energi lebih
berguna dibanding yang lain, kemungkinan atau ketidak mungkinan
untuk membuat energi berguna adalah pokok permasalahan hukum
termodinamika yang kedua.
Kalor mengalir dari benda yang bersuhu tinggi kebenda bersuhu
rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikanya.
Dalam arti yang lain bahwa semua sistem yang terisolasi akan menuju
pada suatu keadaan yang spontan secara spontan. Hal ini mengandung
sebuah konsekwensi bahwa pengalihan kalor tidak dapat menentang
gradien suhu yaitu tidak dapat berpindah dari bahan yang lebih
dingin ke bahan yang lebih tinggi suhunya.
Perbedaan hukum termodinamika 1 dan hukum termodinamika ke 2,
yaitu:
Entropi juga dapat dikaitkan dengan tingkat keteraturan sistem
dan ketersediaan energi(energi bebas) untuk melakukan suatu usaha.
Bahkan energi bebas yang terkandung dalam besaran entropi merupakan
ukuran untuk melakukan suatu usaha. Entropi juga merupakan ukuran
pola distribusi energi total sistem dikalangan atom-atom
penyusunya.
Pada sistem yang terisolasi yang mana tidak ada perubahan
entropi, ini berarti bahwa ds=0. Sebaliknya dalam proses spontan
ds>0 yang berarti entropi meningkat terus sampai mencapai harga
maksimum pada proses kesetimbangan. Pencapaian gerakan menuju ke
entopi maksimum dan energi minimum pada suhu dan tekanan tetap
dapat di taksir dengan rumus:
dG= dH + T Ds
Persamaan ini memuat arti bahwa penurunan jumlah energi bebas
dalam suatu sistem pada suhu dan tekanan tetap akan menyebabkan
menuju pada entropi maksimum. Erosi dan segregasi zarah-zarah
sedimen menuju ke keseragaman besar zarah adalah contoh
berlangsungnya peningkatan entropi. Tetapi pada sistem tertutup, S
dapat mencapai nilai maksimum energi tetap dan sebaliknya.
Perubahan entropi dapat diartikan bahwa sebagai energi yang
diserap pada setiap satuan suhu. Persamaanya :
dS = dQ/T
atau juga dapat ditulis
dG = dH - dq
Pada proses pembentukan tanah menjadi pedon oleh peristiwa
horisonisasi dimana terjadi fluk energi dan bahan tampak ke konsep
yang mengarah pada penurunan entropi. Hal ini mengindikasikan bahwa
sistem hidup dan tanh tidak tunduk pada hukum kedua termodinamika,
karena sistem ini hanya diperuntukan oleh sistem yang
terisolir(terpencil).
Perubahan total dalam entropi sistem terbuka adalah:
Ds = dSe + dSi
Dengan dSe adalah perubahan entropi karena interaksi sistem
dengan lingkunganya, sedangkan dSe merupakan produksi entropi pada
sistem sendiri.
Proses-proses yang mengarah pada timbal balik pada arah energi
potensial tinggi untuk sistem terbuka digerakkan oleh aliran energi
kedala sistem atau degradasi bahan oleh yang memasuki sistem.2.2
STRUKTUR LITOSFER2.2.1 Raut Muka Bumi
Permukaan bumi dapat berupa gunung, pegunungan, bukit, daratan,
lembah pantai dan sebagainya.
Hamparan dari berbagai macam bentuk muka bumi itu disebut
bentang alam yang mempunyai dua unsur, yaitu kemiringan dan
ketinggian. Suatu bentang alam dikatakan miring jika kedudukannya
membuat sudut dengan bidang datar. Pada gunung bagian yang miring
disebut lereng. Lereng landai mempunyai kemiringan 5, lereng terjal
mempunyai kemiringan sekita 70, dan lereng tegak mempunyai
kemiringan 90. Bagian gunung yang tertinggi disebut puncak,
sedangkan bagian yang terendah disebut kaki. Ketinggian suatu
tempat biasanya diukur dari permukaan laut.
Dataran adalah bentang alam yang ketinggian bagian- bagiannya
hampir sama. Dataran yang terdapat didaerah pantai mempunyai
ketinggian yang rendah sehingga digolongkan sebagai dataran rendah.
Dataran dapat pula terbentuk diantara gunung-gunung, dataran
semacan inidigolongkan sebagai dataran tinggi atau plato.
Bentuk permukaan dasar laut sama dengan daratan. Ada gunung,
pegunungan, daratan, lembah atau palung, dan cekungan.Gunung, yaitu
daerah yang lebih tinggi dari daerah sekitarnya.
Lembah, yaitu daerah ledokan/lebih rendah dari daerah
sekitarnya.
Pegunungan, yaitu rangkaian dari beberapa gunung, bentuknya
memanjang.
Dataran rendah, yaitu daerah dataran yang berbeda pada
ketinggian kurang dari
200 m.
Dataran tinggi, yaitu dataran yang berbeda pada ketinggian lebih
dari 200 m.
2.2.2 Pembentukan Kerak BumiTeori kabut atau teori nebula
dikenal sebagai salah satu teori bagaimana bumi dapat terbentuk,
hal ini telah di perkirakan oleh para ahli karena terdapat
keterkaitan yang sangat erat dengan pembentukan kerak bumi. Teori
kabut (nebula) yang dikemukakan olehImmanuel Kant(1755) danPiere De
Laplace(1796).Mereka terkenal dengan Teori Kabut Kant-Laplace.
Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang
kemudian berkumpul menjadi kabut (nebula). Gaya tarik-menarik antar
gas ini membentuk kumpulan kabut yang sangat besar dan berputar
semakin cepat. Dalam proses perputaran yang sangat cepat ini,
materi kabut bagian khatulistiwa terlempar memisah dan memadat
(karena pendinginan). Bagian yang terlempar inilah yang kemudian
menjadi planet-planet dalam tata surya. Proses pembentukan bumi
tidak hanya ada teori nebula namun ada teori lain seperti Teori
Planetisimal, Tori Pasang Surut Gas(Tidal), Teori Bintang Kembar
dan Teori Big Bang.Proses sedimentasi di perkirakan sudah mulai
terjadi saat hujan pertama kali turun, hujan pertama terjadi dari
proses pendinginan lapisan bumi yang menghasilkan uap air. Uap air
tersebut bergerak keatas hingga menjadi sebuah awan yang kemudian
mengembun dan terjadilah yang namanya hujan. Hujan yang turun
diduga mampu menghapus awan yang menyelimuti bumi, pada saat itu
sinar matahari mulai menyentuh permukaan bumi. Sinar matahari yang
mulai menyentuh bumi menyebabkanmeningkatnya daur air sehingga
terjadi peningkatan sedimentasi. Gaya eksogen banyak mempengaruhi
perubahan kerak bumi terutama pada pembentukan tanah dan berbagai
lapisan tanah (gambar 1.1). Lapisan kerak bumi (gabar 1.2) tersusun
atas lapisan demi lapisan dimana setiap lapisan diduga terjadi pada
waktu yang berbeda.
Gambar 1. Lapisan Tanah
Gambar 2. Lapisan Kerak BumiTanah merupakan tampakan perbatasan
muka daratan bumi, setiap lingkungan yang berbeda pasti memiliki
tanah yang berbeda pula. Bila suatu daerah terdiri dari tanah yang
berbeda-beda dan membentuk mosaik, maka daerah tersebut disebut
pedosfir. Pedosfir dapat didefinisikan sebagai tempat faktor
lingkungan (litosfir, atmosfir, hidrosfir,dan biosfer) yang bertemu
dan saling berinteraksi. Sedangkan litosfer, atmosfer, dan
hidrosfer yang berasama-sama disebut geosfer yang merupakan faktor
lingkungan abiotik, sedangkan biosfer sebagai faktor lingkungan
biotik.Litosfer berada di bagian luar kerak bumi yang memiliki dua
peran dalam proses pembentukan tanah. Yang pertama Aspek geologi
menyediakan bahan mentah berupa batuan, mineral,kemampuan untuk
pendistribusi ulang materi. Kedua adalah aspek energi yang
didalamnya berlangsung berbagai perubahan bentuk energi. Tanah
merupakan suatu sistem ruang waktu yang terdiri dari empat dimensi,
dimana tiga dimensi sebagai sistem ruang tubuh yang statis.
Mengingat adanya faktor waktu dalam pembentukan tanah, sebagai
tubuh yang dinamik tingkat perkembangan atau umur tanah di
pengaruhi faktor waktu.Proses pembentukan tanahTanah terbentuk dari
tiga tahapan. tahapan pertama adalah pembentukan bahan induk tanah
yang berasal dari bahan litosfir dan biosfir. Tahapan yang kedua
adalah tahapan pengubahan bahan iinduk tanah menjadi bahan tanah
dan tahapan yang terakhir adalah penyusunan bahan tanah menjadi
suatu tubuh yang berdimensi ruang.Bahan induk tanah yang berasal
dari litosfir pembentukannya berlangsung dengan cara pelapukan
sedangkan bahan biosfir secara dekomposisi dan mineralisasi.
Pelapukan adalah proses perombakan dan perubahan fisik, kimia dan
hayati batuan atau mineral yang belangsung di dekat bumi (Strahler
1973). Dekomposisi adalah perombakan bahan organik menjadi senyawa
organik yang lebih sederhana. Mineralisasi adalah dekomposisi
tuntas sampai pada penguraian penyusun dasar bahan organik berupa
senyawa organik dan unsur kimia (Joffe 1953).Bahan litosfir berasal
dari dalam bumi yang bersuhu dan tekanan tinggi, serta berkadar
oksiden dan air rendah. Karena bahan litosfir berupa batuan dan
mineral maka tanah tersebut disebut tanah mineral. Bahan biosfir
berupa serasah dan longgokan bahan organik dari sisa tumbuhan dan
hewan, tanah itu disebut tabah gambut karena berasal dari bahan
biosfir. Di alam tidak ada tanah yang murni sebagai tanah mineral
maupun tanah gambut.Proses perkembangan pembentukan tubuh tanah
makro berlangsung secara horisonisasi dan haploidasi. Horisonisasi
membuat tubuh tanah bersegregasi menjadi berbagai ragam bagian yang
biasanya berbentuk lapisan-lapisan yang terletak searah dengan
permukaan tanah. Segregasi tubuh tanah berlangsung lewat
transformasi dan translokasi. Haploidasi adalah pencegahan
ataupenghambatan horisonisasi dapat juga berupa pembaruan atau
perusakan horizon. Perkembangan tanah makro juga ditunjang dengan
perkembangan tanah mikro. Proses mikro ada penambahan,
penyingkiran, serta pelindian.Morfologi tanah Pola distribusi sifat
tanah sepanjang tubuh tanah dinamakan morfologi tanah dan
pembentukaannya disebut morfogenesis. Morfologi tanah terdiri dari
watak, perilaku, sarta potensi fungsi tanah sehingga morfologi
tanah dapat dijadikan dasar untuk klasifikasi, pengharakatan dan
inventarisasi tanah. Horisonisasi mengarah ke anisotropi yang
membuat susunan tubuh tanah membuat susunan tubuh tnah menjadi
cenderung rumit. Sedangkan haploidasi mengarah ke isotrop yang
membuat susunan tubuh tanah menjadi lebih sederhana dan
simpel.Sifat morfologi tanah adalah sifatsifat tanah yang dapat
diamati dan dipelajari di lapang. Sebagian dari sifat morfologi
tanah merupakan sifat fisik dari tanah tersebut. BatasBatas Horison
Batas satu horison dengan horison lainnya dalam suatu profil tanah
dapat terlihat jelas atau baur. Pada pengamatan lapang ketajaman
peralihan horison ini dapat dibedakan beberapa tingkatan, yaitu
dikatakan :a. nyata (bila lebar peralihan kurang dari 2,5 cm), b.
jelas (lebar peralihan 2,5 6,5 cm ), c. berangsur (lebar peralihan
6,5 1,25 cm) dan d. baur (lebar peralihan > 12,5 cm). Disamping
topografi dari batas horison tersebut dapat rata, berombak, tidak
teratur atau terputus. Warna Tanah Warna merupakan petunjuk untuk
beberapa sifat tanah, karena warna tanah dipengaruhi oleh beberapa
faktor yang terdapat dalam tanah tersebut. Penyebab perbedaan warna
permukaan tanah umumnya oleh perbedaan kandungan bahan organik,
apabila kandungan bahan organik dalam tanah tinggi maka tanah akan
berwarna kelam atau gelap, bentuk dan banyaknya senyawa Fe dalam
tanah, kondisi drainase dalam tanah atau keadaan basah dan kering
yang silih berganti, pada saat kondisi tanah basah maka suasananya
reduktif besi dalam bentuk Fe++ meninggalkan bercak warna abu-abu
kebiruan, dan bila kondisi kering maka kondisinya oksidatif besi
dalam bentuk Feri (Fe+++) dan warna merah kuning. Warna tanah
ditentukan dengan menggunakan warna-warna baku yang terdapat dalam
buku Munsell Soll Color Chart.
Tekstur Tanah Tanah terdiri dari butir-butir tanah berbagai
ukuran. Bagian dari tanah yang berukuran > 2 mm disebut Bahan
kasar yaitu berupa kerikil atau kerakal. Bahan-bahan yang berukuran
lebih halus dibedakan menjadi : Pasir : 2 mm - 5 0 Debu : 50 2 Liat
: < 2 Tektur tanah adalah perbandingan relatip (dalam persen)
antara fraksi pasir, debu dan liat. Tekstur tanah sangat penting
kita ketahui karena komposisi ketiga fraksi penyusun tanah
menentukan sifat-sifat fisika, fisikokimia dan sifat kimia tanah.
Berdasarkan atas perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan
liat maka tanah dikelompokkan ke dalam beberapa macam kelas
tekstur, yaitu : a. Kasar : Pasir Pasir berlempung b. Agak Kasar :
Lempung berpasir Lempung berpasir halus c. Sedang : Lempung
berpasir sangat halus Lempung Lempung berdebu d. Agak halus : Debu
Lampung Liat Lempung Liat berpasir Lempung liat berdebu e. Halus :
Liat berpasir Liat berdebu Liat
Tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil
sehingga sulit menahan air dan unsur hara. Tanah bertekstur liat
mempunyai luas permukaan yang besar sehingga kemampuan tanah
menahan air dan mengikat unsur hara tinggi. Tanah bertekstur halus
lebih aktif dalam reaksi kimia daripada tanah bertekstur kasar.
Di lapangan (lahan) tekstur tanah dapat ditentukan dengan
memijit tanah basah diantara jari-jari, sambil dirasakan halus
kasarnya yaitu dirasakan adanya butir pasir, debu dan liat, yaitu
sbb : Pasir
: rasa kasar sangat jelas, tidak melekat dan tak dapat dibentuk
bola. Pasir berlempung : rasa kasar agak jelas , agak melekat,
dapat dibentuk bola, mudah hancur. Lempung : rasa tidak kasar dan
tidak licin, agak melekat, dapat dibentuk bola agak teguh, dapat
sedikit dibuat gulungan dengan permukaan mengkilat. Lempung berdebu
: rasa licin, agak melekat, dapat dibentuk bola agak teguh,
gulungan dengan permukaan mengkilat. Debu : rasa licin sekali, agak
melekat, dapat dibentuk bola teguh, dapat digulung dengan permukaan
mengkilat. Lempung berliat : rasa agak licin, agak melekat, dapat
dibentuk bola agak teguh, dapat dibentuk gulungan yang agak mudah
hancur. Lempung liat berpasir : rasa halus dengan sedikit bagian
agak kasar, agak melekat, dapat dibentuk bola agak teguh, dapat
dibentuk gulungan mudah hancur. Lempung liat berdebu : rasa halus
agak licin, melekat, dapat dibentuk bola teguh, gulungan mengkilat.
Liat berdebu : rasa halus, berat dan agak licin, sangat lekat,
dapat dibentuk bola teguh, mudah digulung. Liat
: rasa berat, halus, sangat lekat, dapat dibentuk bola dengan
baik, mudah digulung.
Struktur Tanah Struktur tanah adalah penyusunan
partikel-partikel tanah primer seperti pasir, debu dan liat
membentuk agregat-agregat, yang satu agregat dengan lainnya
dibatasi oleh bidang belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk
secara alami disebut ped, sedangkan bongkah tanah hasil pengolahan
tanah disebut Clod. Struktur dapat memodifikasi pengaruh tekstur
dalam hubungannya dengan kelembaban, porositas, tersedianya hara,
kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar tanaman. Struktur tanah
merupakan gumpulan kecil dari butir-butir tanah, gumpalan kecil ini
mempunyai bentuk, ukuran dan kemantapan (ketahanan) yang
berbeda-beda. Bentuk strukturMenurut bentuknya struktur dapat
dibedakan menjadi : Bentuk lempeng Prisma Tiang Gumpal bersudut
Gumpal membulat Granuler (Bulat porous) Remah (Bulat sangat porous)
UkuranUkuran struktur berbeda-beda sesuai dengan bentuknya.
Struktur lempeng mempunyai ketebalan < 1 mm - > 10 mm Prisma
dan tiang < 10 mm 00 mm Gumpal antara < 5 mm 50 mm Granuler
< 1 mm - > 10 mm Remah < 1 mm > 5 mm
Kemantapan atau tingkat perkembangan Struktur Tingkat
perkembangan struktur ditentukan berdasarkan atas kemantapan atau
ketahanan bentuk struktur tanah terhadap tekanan. Ketahanan
struktur tanah dibedakan menjadi : a) Tingkat perkembangan lemah
(butir struktur tanah mudah hancur). b) Tingkat perkembangan sedang
(butir struktur tanah sukar hancur) c) Tingkat perkembangan kuat
(butir struktur tanah sukar hancur), hal ini sesuai dengan jelas
tanah dan tingkat kelembabannya. Tanah permukaan yang banyak
mengandung humus umumnya mempunyai tingkat perkembangan kuat. Tanah
dikatakan tidak bertekstur bila butir-butir tanah tidak melekat
satu dengan yang lainnya (lepas), misalnya tanah pasir, atau saling
melekat menjadi satu kesatuan yang padu atau kompak dan disebut
massive atau pejal. Tanah dengan struktur baik (granuler) akan
mempunyai tata udara yang baik, unsur hara lebih mudah tersedia dan
tanah mudah diolah. Struktur tanah yang baik apabila bentuknya
membulat sehingga tidak dapat saling bersinggungan dengan rapat,
akibatnya pori tanah banyak terbentuk, disamping itu struktur tidak
mudah rusak (mantab) sehingga pori tanah tidak cepat tertutup. Tiga
golongan bahan koloid tanah dikenal sebagai bahan perekat di dalam
proses pembentukan agregat-agregat tanah, yaitu : a)
Mineral-mineral liatb) Oksida-oksida besi dan mangan yang bersifat
koloid c) Bahan organik koloid, termasuk gum yang dihasilkan oleh
aktivitas jasad renik.
KonsistensiKonsistensi tanah menunjukkan kekuatan daya kohesi
butir-butir tanah atau daya adhesi butir-butir tanah dengan benda
lain. Hal ini ditunjukkan oleh daya tahan tanah terhadap gaya yang
akan mengubah bentuk. Gaya tersebut misalnya pencangkulan,
pembajakkan dsb. Tanah yang mempunyai konsistensi baik umumnya
mudah diolah dan tidak melekat pada alat pengolah tanah. Karena
tanah dalam keadaan lembab, basah dan kering maka penyifatan
konsistensi tanah harus pada kondisi tersebut. Dalam keadaan
lembab, tanah dibedakan ke dalam konsistensi gembur (mudah diolah)
sampai teguh (agak sulit dicangkul), yaitu ditentukan dengan
meremas segumpal tanah bila gumpalan tanah mudah haancur maka tanah
dikatakan berkonsistensi . Gembur bila lembab dan lunak bila kering
dan bila tanah sukar hancur maka dikatakan berkonsistensi. Teguh
bila lembab dan keras bila kering. Dalam keadaan kering tanah
dibedakan ke dalam konsistensi lunak sampai keras, dalam keadaan
basah dibedakan plastisitasnya yaitu dari plastis sampai tidak
plastis atau kelekatannya yaitu lekat dan tidak lekat. Pori - Pori
Tanah Pori-pori tanah merupakan bagian dari tanah yang tidak terisi
bahan padatan tanah (terisi oleh udara dan air). Pori tanah dapat
dibedakan menjadi : a) Pori kasar (macro pore) b) Pori halus (micro
pore)Pori kasar terisi udara dan air gravitasi (air yang mudah
hilang karena gaya gravitasi) Pori halus berisi air kapiler atau
udara. Tanah pasir akan memiliki pori kasar lebih banyak dari pada
tanah liat, tanah dengan banyak pori kasarnya akan sulit menahan
air sehingga tanaman mudah kekeringan, sedang tanah liat total
porinya lebih tinggi dari tanah pasir.
Porositas tanah dipengaruhi oleh : a) Kandungan bahan organik b)
Struktur tanah c) Tekstur tanah. Apabila tanah memiliki struktur
granuler atau remah serta kandungan bahan organiknya tinggi maka
akan memiliki porositas yang tinggi, serta tanah yang massive atau
pejal porositasnya rendah. Sedangkan tanah pasir akan memiliki pori
makro yang banyak sehingga sulit menahan air. Padas merupakan
bagian dari tanah yang mengeras dan padat sehingga tidak dapat
ditembus akar tanaman ataupun air. Karena itu dalam penyifatan
tanah di lapang dalamnya padas dan kekerasannya perlu diteliti.
Kedalaman efektif adalah kedalaman tanah yang masih dapat ditembus
akar tanaman, yang dapat diamati dengan melihat penyebaran akar
tanaman. Jenis tanah Tanah aluvial= tanah yang terbentuk dari
material halus hasil pengendapan aliran sungai. Persebaran tanah
aluvial di Indonesia terdapat di1. pantai Timur Sumatra
2. pantai Utara Jawa
3. sepanjang Sungai Barito
4. sepanjang Sungai Mahakam
5. sepanjang Sungai Musi
6. sepanjang Bengawan Solo.
Tanah andosol= tanah yang berasal dari abu gunung api.
Persebarannya terdapat di: Sumatra, Jawa, Bali, Lombok, Halmahera
dan Minahasa.
Tanah regosol= tanah berbutir kasar dan berasal dari material
gunung api. Terdapat di Bengkulu, pantai Barat Sumatra, Jawa, Bali
dan NTB.
Tanah kapur= tanah yang terjadi karena hasil pelapukan batuan
kapur dan sifatnya tidak subur. Terdapat di Jawa Tengah, Aceh, dan
Sulawesi Selatan.
Tanah litosol= tanah yang terbentuk dari batuan keras yang belum
mengalami pelapukan secara sempurna.
Tanah argosol (tanah gambut)= tanah yang terbentuk dari
sisa-sisa tumbuhan yang telah mengalami pembusukan. Jenis tanah ini
berwarna hitam sampai coklat. Terdapat di Kalimantan, Sumatra dan
Papua.
Tanah grumusol= tanah yang terbentuk dari material halus
berlempung. Terdapat di Jawa Tengah, Jawa Timur, Madura, Sulawesi
Selatan dan Nusa Tenggara.
Tanah latosol= tanah yang banyak mengandung zat besi dan
aluminium. Jens tanah ini sering disebut tanah merah yang banyak
dijumpai di daerah pegunungan. Tanahnya berwarna merah sampai
kuning. Terdapat di Jawa Tengah, Jawa Timur, Bali, Lampung,
Kalimantan Tengah, Sumatra Barat.
Manfaat tanahPerspektif kemanfaatan tanah aadalah sebagai
sumberdaya, ruang dan lingkungan. Sumberdaya selalu berkaitan
dengan kebutuhan manusia. Tanah dari segi pertanian, peternakan,
dan kehutanan adalah masukan kedalam proses produksi biomassa yang
berfungsi sebagai medium tumbuh-tumbuhan. Tanah sebagai bahan
mentah dijadikan bahan kerajinan untuk barang-barang tembikan dan
bahan bangunan.Sebagai perspektif ruang, tanah digunakan untuk
pembangunan kawasan industri, perkotaan dan prasarana pengembangan
wilayah. Istilah ruang mencakup luasan, bentang lahan dan
lokalitas. Tanah sebagai perspektif lingkungan dapat dimanfaatkan
untuk sanitasi dan penanggulangan pencemaran. Tanah mempunyai
kemampuan untuk menyaring cairan menjadikannya bersih dan jernih,
membebaskan bahan tersuspensi sebalum masuk ke air bumi.Selain itu
dengan zarah-zarah penyerap ion (mineral lempung, oksida dan
hidroksida serta senyawa humik) tanah mampu menyerap ion-ion
terlarut dalam cairan. Dengan basa dan asam yang di kandungnya
tanah berkemampuan mengatur pH cairan.Beberapa manfaat tanah,
antara lain :1. Tempat tumbuh dan berkembangnya perakaran
2. Penyedia kebutuhan primer tanaman (air, udara, dan
unsur-unsur hara)
3. Penyedia kebutuhan sekunder tanaman (zat-zat pemacu tumbuh:
hormon, vitamin, dan asam-asam organik; antibiotik dan toksin anti
hama; enzim yang dapat meningkatkan kesediaan hara)
4. Sebagai habitat biota tanah, baik yang berdampak positif
karena terlibat langsung atau tak langsung dalam penyediaan
kebutuhan primer dan sekunder tanaman tersebut, maupun yang
berdampak negatif karena merupakan hama & penyakit
tanaman.2.2.3 Gaya yang Bekerja pada Kerak Bumi
Gaya yang berasal dari dalam bumi yang dapat mengakibatkan
perubahan kuit bumi adalah gaya tektonik. Tenaga yang menyebabkan
tektonik adalah tenaga endogen yang bersifat tekanan tangensial
(mendatar), gaya tarik tangensial dan gaya radial (tegak)
Berdasarkan sifat dan cakupan wilayahnya, gaya tektonik
dibedakan menjadi dua, yaitu Tektonik Epirogenesa dan Tektonik
Orogenesa.
a. Tektonik Epirogenesa (Epiros = benua)
Tektonik Epirogenesa adalah gerakan yang dapat menyebabkan
permukaan bumi bergerak secara vertikal, baik naik maupun turun.
Tektonik epirogenesa bergerak lambat dan meliputi wilayah yang
luas.Tektonik Epirogenesa terbagi dua, yaitu Epirogenesa Positif
dan Epirogenesa Negatif.
1) Epirogenesa Positif adalah gaya vertikal yang menuju kebawah
atau pegunungan. Penyebabnya adalah adanya tambahan beban, misalnya
adanya sedimen yang sangat tebal di daerah geosinklinal yang
menyebabkan terganggunya keseimbangan isostasi. Contohnya periode
Pleistosen pada zaman Es terjadi perluasan wilayah es ke arah
equator menghasilkan penurunan beberapa daerah.
Gambar 3. Epirogenesa Positif2) Epirogenesa Negatif adalah gaya
vertikal yang menuju ke atas sehingga seolah-olah permukaan laut
menjadi turun gerakan ini biasanya berkurangnya beban lapisan kerak
bumi, misalnya pantai stockholm yang naik 1meter setiap 100
tahun.Gambar 4. Epirogenesa Negatif
b. Tektonik Orogenesa
Tektonik Orogenesa adalah gaya pembentukan pegunungan dimana
terjadi peristiwa dislokasi atau beralihnya letak lapisan kulit
bumi. Pembentukkan gunung meliputi daerah yang sempit dan dalam
waktu yang relatif singkat. Gerak itu dapat menimbulkan,
1) LipatanGerakan tekanan horizontal menyebabkan lapisan kulit
bumi yang elastis berkerut, melipat, dan menyebabkan relief-relief
mukabumi berbentuk pegunungan. Contoh, pegunungan-pegunungan tua
seperti pegunungan Ural. Lipatan ini terjadi pada zaman primer.
Gambar 5. Macam Macam Lipatan
a. lipatan tegak d. lipatan menggantung
b. lipatan miring e. lipatan isoklin
c. lipatan rebah f. lipatan kelopak2) Patahan (sesar)Gerakan
tekanan horizontal dan vertikal menyebabkan lapisan kulit bumi yang
rapuh menjadi retak atau patah. Misalnya: tanah turun (Slenk),
tanah naik (Horst), dan Fleksur.Gempa BumiGempa bumi adalah getaran
atau guncangan yang terjadi pada bumi sebagai akibat tubukan antar
lempeng, patahan aktivitas gunung api dan runtuhan batuan. Ilmu
yang mempelajari gempa bumi ialah seismologi. Alat yang digunakan
untuk mendeteksi getaran gempa disebut seismograf dan hasil catatan
gempa adalah seismogram.Tiga macam gempa berdasarkan penyebabnya
:1. Gempa vulkanik, bersumber dalam tubuh gunungapi aktif, pada
umumnya berkekuatan kecil ( maksimal 2 SR ) biasanya hanya terasa
pada daerah sekitar gunung berapi.2. Gempa runtuhan, diakibatkan
oleh runtuhan batuan di daerah kapur karena adanya stalaktit yang
jatuh di dalam goa kapur, kekuatannya berkisar antara 2-3 SR,
kebanyakan terjadi di daerah kapur dan pertambangan.3. Gempa
tektonik terjadi akibat aktivitas tektonik di zona batas antara
lempeng dan patahan yan mengakibatkan sebarn getaran ke segala
arah, kekuatan gempa dapat mencapai skala 9 SR.
VulkanismeTenaga Vulkanik (Vulkanisme) adalah proses pergeseran
magma di dalam bumi.Proses terjadinya vulkanisme ( gunung berapi )
dipengaruhi oleh tekanan gas pada magma yang tedapat di dalam bumi
bertambah besar dan mencapai tingkat tertentu sehingga magmanya
menjadi aktif menerobos lapisan lapisan kerak bumi. Magma adalah
batuan cair yang pijar atau sangat panas sekali. Apabila peristiwa
menerobosnya magma ke dalam lapisan batuan dan belum mencapai
permukaan bumi disebut plutonisme ( gunung berapi tersembunyi ).
Sedangkan peristiwa meletusnya magma epermukaan bumi dengan segala
sesuatu yang menyertainya adalah erupsi dan apabila penyusupan
magma hanya sebatas kulit bumi bagian dalam maka dinamakanintrusi
magma', sedangkan apabila penyusupan magma sampai keluar ke
permukaan bumi disebutekstrusi magma.Gunung berapi adalah tempat
meletusnya magma pada permukaan bumi, sedangkan mulut tempat
memutahkan magma yang berada di puncak gunung berapi di sebut
kawah. Pada peristiwa ekstrusi magma berdasar sifat lava dan
kekuatan erupsinya akan menghasilkan berbagai bentuk gunung api,1.
Gunung Berapi MaarBentuk gunung api maar adalah gunung berapi yang
hanya meletus sekali saja dan setelah itu vulkanisme terhenti,
sehingga yang tinggal hanya kawahnya seperti danau kering. Jenis
gunung api maar tidak banyak. gunungberapi ini terbentuk karena ada
letusan besar yang membentuk lubang besar pada puncak yang di sebut
kawah. Gunung api maar memiliki corong. Contohnya Gunung Lamongan
Jawa Timur dengan kawahnya Klakah. Bentuk gunung berapi hasil
erupsi eksplosif (ledakan) yang biasanya hanya satu kali karena
dapur magmanya dangkal dan volumenya kecil.
Gambar 6. Gunung Lamongan, Jawa Timur2. Gunung Berapi
PerisaiGunung ini hanya mengeluarkan lava cair sehingga selalu
meleleh dan tidak dapat menimbun lava menjadi tinggi. Gunung lava
yang terbentuk tidak tinggi dengan lereng yang sangat landai hingga
menyerupai perisai. Di Indonesia tidak ada gunung yang berbentuk
perisai. Gunung api perisai, contohnya : Maona Loa Hawaii, Amerika
Serikat.
Gambar 7. Maona Loa Hawaii, Amerika Serikat3 Gunung Berapi
Strato
Kebanyakan gunung berapi di dunia merupakan gunung api kerucut.
Letusan pada gunung api kerucut termasuk letusan kecil, letusannya
selain berupa lelehan batuan yang panas dan cair juga bahan- bahan
padat, seperti bom ( batu lava yang cukup besar ), lapili ( batu
lava yang kecil ) dan pasir (batu lava yang agak halus ). Seringnya
terjadi lelehan menyebabkan lereng gunung berlapis lapis. Oleh
karena itu, gunung api ini disebut gunung api strato. Sebagian
besar gunung berapi di Sumatera, Jawa,Bali, Nusa Tenggara dan
Maluku termasuk gunung api kerucut. Bentuk gunung berapi yang
berbentuk kerucut terjadi karena erupsi eksplosif yang berganti -
ganti dengan efusif (lelehan).
2.3 METODE-METODE EKSPLORASIIlmu yang mempelajari mengenai
struktur dan gejala gejala yang terjadi di bumi dan sekitarnya
dengan mempergunakan hukum hukum dan metoda metoda fisika adalah
Geofisika. Namun demikian, fisika bukan satu-satunya cabang ilmu
yang dapat dipakai atau membantu dalam penyelidikan bumi, karena
kita mengenal juga Geokimia, Geologi, ataupun Geodesi. Seiring
dengan meningkatnya kebutuhan hidup manusia, geofisikawan berlomba
lomba menemukan mineral mineral, minyak, dan gas bumi. Usaha ini
dikatakan sebagai kegiatan eksplorasi. Berdasarkan tujuan
eksplorasi, geofisika masih dapat dibagi lagi menjadi 2 cabang,
antara lain :
1. Geofisika murni yang bertujuan mempelajari susunan dalam dan
sifat sifat fisik bumi berdasarkan gejala gejala yang berhubungan
seperti sifat sifat medan statik ( gravitasi, magnetik, dan listrik
) dan sifat elastik (seismik).
2. Geofisika terapan atau geofisika eksplorasi yang mempelajari
sifat sifat spesifik dan relatif berskala kecil bila dihubungkan
dengan sifat sifat yang terdapat dalam kerak bumi. Tujuan praktis
dari geofisika terapan adalah mencari endapan minyak bumi, air
tanah, dan mineral yang berhubungan dengan Geoteknik serta
mempunyai nilai nilai komersial.
Kegiatan eksplorasi itu sendiri dapat dilakukan dengan beberapa
cara atau metode, yaitu Gravitasi, Magnetik, Listrik,
Elektromagnetik, Seismik, Radioaktifitas, Log Sumur, Kimia, dan
Thermal.Diantara sifat fisis batuan yang mampu membedakan antara
satu macam batuan dengan batuan lainnya adalah massa jenis dan
suseptibilitas batuan. Distribusi massa jenis dan suseptibilitas
yang tidak merata pada batuan penyusun kulit bumi akan memberikan
variasi harga medan gravitasi dan magnetik di permukaan bumi.
Metode medan gravitasi dan magnetik adalah metode metode
penyelidikan dalam geofisika yang didasarkan pada variasi medan
gravitasi dan magnetik di permukaan bumi.
Variasi harga medan gravitasi di permukaan bumi tidak hanya
disebabkan oleh distribusi massa jenis yang tidak merata, tetapi
juga oleh posisi titik pengamat di permukaan bumi. Hal ini
disebabkan oleh adanya bentuk bumi yang tidak bulat sempurna dan
relief bumi yang beragam. Untuk itu, diperlukan metode metode
tertentu untuk mereduksi pengaruh selain karena distribusi massa
jenis.A. Metode Gravitasi
Metode gravitasi merupakan salah satu metode eksplorasi
geofisika yang memanfaatkan sifat daya tarik antar benda yang
didapat dari densitasnya. Jadi, prinsip eksplorasi dengan metode
ini yaitu mencari anomali gravitasi pada subsurface. Metode ini
dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan
perbedaan rapat massa cebakan mineral dari daerah sekeliling (rho =
gram / cm3).
Metode ini merupakan metode geofisika yang didasarkan pada
pengukuran variasi medan gravitasi bumi. Pengukuran ini dapat
dilakukan dipermukaan bumi, dikapal, maupun diudara. Teori yang
mendasari metode ini adalah hukum Newton yang menyatakan gaya tarik
antara dua titik massa m dan M dengan jarak r besarnya:
dengan: G : konstanta gravitasi universal (6,67 x 1011
m3/kg.s2)
Intensitas gravitasi adalah gaya persatuan massa.
Karena satuan intensitas medan gravitasi adalah percepatan, maka
disebut juga percepatan gravitasi. Besaran ini merupakan besaran
vector.
Berdasarkan pengukuran pengukuran geodesi, bumi mempunyai bentuk
yang spheroid dengan rapat massa material yang merupakan inti dan
mantel bumi berubah secara radial. Sisanya 2% dari massa total bumi
yang merupakan kerak bumi mempunyai sifat heterogen. Sehingga,
permukaan bumi dapat didefinisikan sebagai bentuk matematis yang
dinyatakan dalam harga harga gravitasi disemua titik di
permukaan.
Harga gravitasi disebarang titik di spheroid dapat diuraikan
dalam bentuk :
Dengan menyatakan garis lintang dan Anadalah konstanta yang
diperoleh dari hasil pencocokan pengukuran gravitasi yang diredusir
ke permukaan laut.Semua material dalam bumi mempengaruhi harga
intensitas gravitasi, tetapi karena hukum Newton berbaanding
terbalik dengan kuadrat jarak, maka batuan yang dekat dengan titik
pengamatan akan lebih besar gaya tariknya daripada yang jauh dari
titik pengamatan. Sebagian besar gravitasi disebabkan oleh massa
mantel dan inti karena bentuk regular dan rapat massanya berubah
secara teratur, begitu pula dengan gravitasinya yang berubah secara
teratur. Hanya 0,3% g berasal dari material yang terdapat pada
kerak bumi dan dari prosentase yang kecil ini kira-kira 0,05% g
berasal dari batuan 5 km bagian atas kerak bumi yang struktur
lapisannya terdiri atas berbagai jenis batuan.
Perubahan rapat massa batuan pada daerah 5 km bagian atas kerak
bumi akan menghasilkan variasi g yang umumnya tidak lebih dari
0,01% harga g dimana saja. Fluktuasi dalam harga g yang dihubungkan
dengan benda benda yang memiliki nilai mineral komersial adalah
dalam orde 10-5 g. Jadi , struktur batuan memberikan sumbangan
sangat kecil pada harga gravitasi bumi tetapi sumbangan yang kecil
masih dapat dipetakan perubahannya dari titik ke titik.
Alat yang dipakai untuk mengukur adalah gravimeter dan harus
sensitif karena harus dapat mengukur perubahan gravitasi dalam orde
10-8 medan gravitasi bumi. Selain dipakai untuk mencari mineral
secara langsung juga dapat dipakai untuk mencari air tanah maupun
minyak secara tidak langsung yaitu dengan mencari patahan atau
kubahan garam. Metode ini adalah metode geofisika yang sensitif
terhadap perubahan vertikal. Oleh karena itu, metode ini disukai
untuk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi,
endapan sungai purba, lubang didalam massa batuan, dan shaff
terpendam. Sayangnya, cara ini membutuhkan biaya yang besar dan
waktu yang lama untuk mengolah data yang didapatkan di
lapangan.
B. Metode Magnetik
Metode ini mempunyai kesamaan dengan metode gravitasi dalam hal
pengukuran perbedaan medan medan gaya. Meskipun demikian, perbedaan
mendasar antara kedua cara tersebut adalah variasi rapat massa yang
relatif lebih kecil dan uniform dibanding dengan perubahan dalam
susceptibilitas, sehingga medan gravitasi perubahannya lebih kecil
disbanding medan magnetik.
Dasar metode magnetik adalah hukum gaya Coulomb F antara 2 kutub
magnetik m1 dan m2 gr yang berjarak r cm dalam bentuk :
Dengan permeabilitas medium yang mengelilingi magnet.
Kekuatan medan magnetik H didefinisikan sebagai gaya pada satu
satuan kutub magnet :
Tetapi di alam tidak pernah dijumpai kutub kutub magnet yang
terjadi secara sendirian seperti muatan listrik. Kutub kutub
magnetik selalu berada dalam pasangan sehingga, dalam medan
magnetik besarannya adalah dwikutub (dipole) magnetik yang terdiri
dari dua kutub berkekuatan +m dan m yang terpisah pada jarak l. Dan
besaran momen magnetik M didefinisikan sebagai :
M = mlr
Jika suatu benda magnetik diletakkan dalam medan magnetik luar,
maka benda tersebut akan terimbas dan menjadi termagnetisasi.
Intensitas magnetisasi I sebanding dengan kekuatan medan dan
arahnya dalam arah medan luar :
Dengan V adalah isi benda. Magnetisasi imbas menyebabkan
dwikutub material magnet menyearah, sehingga I juga disebut
polarisasi magnetik. Jika I konstan dan mempunyai arah yang sama
diseluruh benda, maka bendanya dikatakan dimagnetisasi serba
sama.
Derajat benda dimagnetisasi ditentukan oleh besaran yang
dinamakan susceptibilitas magnetik k, yang besarnya :
I = k H
Fungsi susceptibilitas dalam metode magnetik adalah sama dengan
fungsi rapat massa dalam medan gravitasi karena respon magnetik
batuan ditentukan oleh banyaknya material magnetik didalamnya.
Benda magnetik tersebut bila kita letakkan dalam medan magnet
luar H akan menyearah kutub kutub internalnya dan terbentuk H* yang
akan menambah medan total dalam benda yang dinamakan induksi
magnetik B sebesar :
B = H + H = H + 4 = (1 + 4k) H = Karena variasi medan magnet
yang diukur mempunyai orde 10-4 kali medan magnetik bumi, maka
dalam hal ini digunakan kekuatan medan atau intensitas magnetik
dengan satuan gamma (dengan relasi 1 = 10-5Oersted.
Alat yang digunakan untuk mengukur medan magnet adalah
magnetometer dan ada beberapa macam, meliputi : Intrumen jarum
berporos, Variometer tipe Schmidt, Variometer kompensasi, Instrumen
flux-gate, dan Magnetometer presisi-bebas proton. Pengukuran medan
magnetik adalah relatif artinya harga satu atau lebih komponen
medan magnet di sebarang titik dinyatakan sebagai perbedaan dengan
harga pada suatu titik basis yang dipilih. Pada umumnya, luas
pengamatan relatif kecil (dalam beberapa kilometer persegi)
sehingga medan geomagnetik normal dalam daerah dipandang konstan
dan sama dengan titik basis. Untuk daerah yang lebih luas (lebih
dari ratusan kilometer persegi) variasi medan normal dapat
signifikan terutama dalam arah utara-selatan dan ini dapat
dikoreksi.
Perubahan struktur atau batu batuan yang terukur sebagai
perubahan medan magnetik pada kerak bumi dapat dipetakan dalam
basement karena susceptibilitas magnetik batu-batuan sedimen
(endapan) jauh lebih kecil daripada susceptibilitas magnetik
batu-batuan beku dan malihan. Basement adalah permukaan lapisan
batu yang dibawahnya tidak ditemukan batuan endapan dan merupakan
batuan beku (magma), batuan malihan atau granit.C. Metode
Seismik
Metode seismik merupakan salah satu bagian dari seismologi
eksplorasi yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana
pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik (palu,
ledakan). Setelah usikan diberikan, terjadi gerakan gelombang di
dalam medium (tanah / batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas
ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat
munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu,
gerakan partikel tersebut di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar
data rekaman inilah dapat diperkirakan bentuk lapisan/struktur di
dalam tanah.
Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan pada tahun 1845
oleh Robert Mallet, yang oleh kebanyakan orang dikenal sebagai
bapak seismologi instrumentasi. Mallet mengukur waktu transmisi
gelombang seismik, yang dikenal sebagai gelombang permukaan, yang
dibangkitkan oleh sebuah ledakan. Mallet meletakkan sebuah wadah
kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari sumber ledakan dan
mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada
tahun 1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber
gempa bumi untuk eksperimennya dan menemukan keberadaan bidang
batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang disebut sebagai
Moho. Metode ini paling banyak digunakan dalam geofisika terapan
karena memberikan hasil yang mudah ditranslasikan kedalam istilah
geologi walaupun secara intrinsik lebih ruwet pelaksanaannya. Di
lapangan dibutuhkan energi yang dimasukkan ke dalam bumi dengan
membuat suatu ledakan meskipun peledaknya dapat dikontrol. Ada dua
cara dalam metode ini yaitu refraksi dan refleksi dengan instrumen
yang dalam prinsip dan desainnya hampir sama. Dalam survey meskipun
ada beberapa perbedaan prosedur di lapangan untuk kedua teknik
tersebut namun keduanya secara prinsip operasinya sama.
Geophone (detektor, seismometer) merubah getaran seismik bumi
menjadi sinyal listrik dan hanya mencatat komponen vertikal getaran
perpindahan bumi. Dan masih diperlukan amplifier agar semua getaran
bumi (dalam orde 10-8 inci) dapat terdeteksi dan teramati. Untuk
kegiatan eksplorasi minyak, alat tersebut hanya sensitif untuk
getaran tertentu yaitu antara 5-100 cps untuk teknik refraksi dan
10-150 cps untuk refleksi.
Teknik refleksi hanya memberikan informasi geometri formasi
bawah permukaan dan tak dapat memberikan informasi komposisi
batu-batuan. Oleh karena itu, teknik ini banyak digunakan untuk
mencari minyak. Yang diamati adalah waktu yang diperlukan gelombang
seismik kembali ke permukaan setelah mengalami refleksi oleh
formasi. Kelemahan metode ini adalah lebih lambat dan lebih
mahal.
Sedangkan teknik refraksi memberikan data kecepatan seismik dan
geometrinya bermacam-macam formasi sehingga memungkinkan untuk
mengidentifikasi formasi yang dipetakan. Secara operasional, survey
refraksi lebih kompleks dari refleksi karena pekerjaan yang harus
dilakukan lebih jauh sebarannya. Dalam refleksi, jarak tembak dan
detektor tak pernah lebih jauh dari kedalaman formasi yang
dipetakan sedangkan dalam refraksi jarak pisah jauh lebih besar
daripada kedalaman formasi. Pemakaian awal observasi seismik untuk
eksplorasi minyak dan mineral dimulai pada tahun 1920-an. Teknik
seismik refraksi digunakan secara intensif di Iran untuk membatasi
struktur yang mengandung minyak. Tetapi, sekarang seismik refleksi
merupakan metode terbaik yang digunakan di dalam eksplorasi minyak
bumi. Metode ini pertama kali didemonstrasikan di Oklahoma pada
tahun 1921.
Gambar 8. Rambatan Gelombang Bola
Ada dua macam gelombang seismik yaitu gelombang dalam lapisan
bumi (body waves) dan gelombang permukaan (surface waves). Masing
masing terdiri dari gelombang transversal dan gelombang
longitudinal. Gelombang transversal mempunyai arah rambat tegak
lurus dengan arah getaran partikel sedangkan gelombang longitudinal
arah rambatnya sejajar dengan getaran partikel. Gelombang yang
menjalar pada medium, energinya menurun atau berkurang sesuai
dengan jarak tempuh. Hal ini dapat dimengerti mengingat energi yang
dibawa gelombang dalam suatu medium sebanding dengan kuadrat
amplitudo, sedangkan amplitudo menyusut disebabkan adanya absorbs
medium yang dilaluinya.
Karena energi / luas berbanding lurus dengan 1/R2 sehingga
amplitudonya sebanding dengan 1/R. Dengan demikian, dapat dikatakan
bahwa amplitudo berkurang karena menyebarnya gelombang. Sedangkan
penyusutan yang disebabkan adanya absorbsi medium (akibat disipasi
gesekan energi elastik menjadi panas) besarnya :
I = IO { exp(-gr)/r }
dengan:
I adalah amplitudo pada jarak r dari sumber
Io adalah amplitude sumber
g adalah konstanta atenuasi medium (ada hubungannya dengan
frekuensi gelombang seismik g~t2)
D : gerak dilatasiC : gerak kompresi
Gambar 9. Gerak Gelombang Longitudinal
Apabila dibandingkan dengan metode - metode geofisika lainnya,
metode seismik memiliki beberapa keunggulan dan kelemahan, yaitu :
KeunggulanKelemahan
Dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam
parameter fisis yang relevan, yaitu kecepatan seismik.Banyaknya
data yang dikumpulkan dalam sebuah survei akan sangat besar jika
diinginkan data yang baik
Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah
permukaan.Perolehan data sangat mahal baik akuisisi dan logistik
dibandingkan dengan metode geofisika lainnya.
Dapat dipergunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan
beberapa kenampakan pengendapan.Reduksi dan prosesing membutuhkan
banyak waktu, membutuhkan komputer mahal dan ahli-ahli yang
banyak.
Respon pada penjalaran gelombang seismik bergantung dari
densitas batuan dan konstanta elastisitas lainnya. Sehingga, setiap
perubahan konstanta tersebut (porositas, permeabilitas, dan
kompaksi) pada prinsipnya dapat diketahui dari metode
seismik.Peralatan yang diperlukan dalam akuisisi umumnya lebih
mahal dari metode geofisika lainnya.
Memungkinkan untuk deteksi langsung terhadap keberadaan
hidrokarbon.Deteksi langsung terhadap kontaminan, misalnya
pembuangan limbah, tidak dapat dilakukan.
Berdasar kelemahan dan keunggulannya, maka metode seismik sangat
baik digunakan jika dapat diperkirakan bahwa terdapat kontras
kecepatan pada target yang diinginkan. Namun, mengingat bahwa suatu
survei geofisika disamping keunggulan metode juga harus
memperhatikan sisi ekonomisnya, maka pemilihan metode-metode yang
cocok dari segi ekonomis dan target menjadi sangat penting.Oleh
karena survey refleksi membutuhkan biaya lebih besar daripada
survey refraksi, maka sebagai konsekuensinya survey refraksi lebih
sering digunakan untuk lingkup sempit / kecil. Misalnya, digunakan
dalam mendukung analisis lingkungan atau geologi teknik. Sedangkan
survey refleksi digunakan dalam eksplorasi minyak bumi.2.4
KERUSAKAN TANAH DAN PENANGGULANGANNYAFungsi-fungsi vital tanah
menurut Allan dkk dalam Tejoyuwono (1998), sebagai berikut:1.
Pelaku kegiatan, keanekaan, dan produktivitas hayati
Tanah merupakan suatu sistem kehidupan yang kompleks yang
mengandung berbagai jenis organisme dengan beragam fungsi untuk
menjalankan berbagai proses vital bagi kehidupan teresterial.
2. Pengatur dan pembagi aliran air dalam larutan
Lahan mengatur simpanan aliran sumberdaya air tanah dan air
permukaan serta mempengaruhi kualitasnya.
3. Penyaring, penyangga, pendegradasi, imobilisasi, dan
detoksifikasi bahan organik dan anorganik, termasuk hasil samping
industri dan kota serta endapan atmosfir.
4. Penyimpanan dan pendaur ulang hara dan unsur-unsur lain
didalam biosfir bumi
5. Penopang bagi bangunan sosioekonomi dan perlindungan bagi
khasanah arkeologi yang berhubungan dengan pemukiman manusia.
Lahan menyediakan sarana fisik untuk tempat tinggal manusia,
industri, dan aktivitas social seperti olahraga dan rekreasi.
Parameter-parameter yang mempengaruhi kualifikasi tanah, antara
lain :1. Kestabilan struktur
Tanah yang strukturnya stabil akan tahan terhadap pukulan air
hujan sehingga tidak mudah longsor.
2. Porositas
Erat hubungannya dengan lebar lubang (pori-pori) dalam tanah
sebagai ruang yang dapat menampung air sehingga kandungan air dalam
tanah dapat terdeteksi.
3. Solum
kedalam solum berhubungan dengan pertumbuhan dan perkembangan
akar-akar tumbuhan.
Salah satu akibat dari kerusakan tanah adalah erosi. Erosi
adalah peristiwa pindahnya atau terangkutnaya bagian-bagian tanah
dari satu tempat ke tempat lainnya oleh media alami dapat terjadi
secara normal ataupun secara tiba-tiba (dipercepat). A. Erosi
normal (alamiah)
Merupakan proses pengangkutan tanah dibawah keadaan vegetasi
alami dengan kelajuan yang lambat sehingga memungkingkan
terbentuknya tanah tebal yang mendukung pertumbuhan vegetasi secara
alami.
B. Erosi yang dipercepat (tiba-tiba)
Merupakan proses pengangkutan tanah secara cepat yang
mengakibatkan kerusakan tanah. Peristiwa ini terjadi karena
terganggunya keseimbangan antara proses pembentukan dan
pengangkutan tanah.Jenis - jenis erosi dapat diklasifikasikan
sebagai berikut :
1. Erosi permukaan (Sheet Erosian)
Erosi ini tidak jelas penampakannya karena yang dihanyutkan
hanya sebagian tipis lapis dan merata. Gejala yang mudah dikenali
adalah warna lapisan yang lebih muda karena menurunnya kandungan
organiksehingga produktivitasnya menurun.
2. Erosi jalur (Riil Erosian)
Erosi ini diakibatkan terkikisnya permukaan tanah oleh air yang
tidak merata sehingga timbul jalur-jalur kecil sedalam 1-4 cm dan
masih mudah dihilangkan dengan pembajakan.
3. Erosi parit (Gully Erosian)
Tingkatan lebih lanjut dari erosi jalur dimana Erosi yang
membentuk jajaran parit jalur menjadi semakin lebar dan dalam.
4. Tanah longsor (Landslides)
Erosi ini disebabkan karena adanya lapisan kedap air dibawah
tanah yang dapat mengalir setelah sampai titik jenuhnya dan membawa
seluruh tanah yang ada diatasnya.
Bahaya erosi dipengaruhi oleh beberapa faktor . yang hubungannya
dapat ditulis sebagai
E = f(i,b,v,t,m)
Keterangan :
i : iklim
b: bentuk wilayah
v : vegetasi
t : tanah
m : manusiaPengaruh dari masing-masing faktor :
1. Iklim
Faktor iklim yang berpengaruh terhadap erosi adalah hujan.
Intensitas hujan dan distribusi hujan akan menentukan kemampuan
hujan untuk menghancurkan butir-butir tanah serta jumlah dan
kecepatan limpasan permukaan. Hujan akan menimbulkan erosi jika
intensitasnya tinggi dan berlangsung lama begitu juga sebaliknya,
jika hujan terjadi secara singkat dan intensitasnya cukup singkat,
tidak menyebabkan erosi. Aning juga mempengaruhi erosi, tetapi
pengaruhnya sangat kecil.2. Bentuk wilayah (topografi)
Unsur-unsur yang topografi yang mempengaruhi terjadinya erosi
adalah kemiringan lereng. Tidak hanya itu saja, panjang lereng,
bentuk dan arah lereng juga mempengaruhi . semakin besar presentase
kemiringan pada suatu lereng akan memberikan daya erosivitas pada
hujan yang semakin besar. Sehingga berbagai material kesuburan dan
sifat fisika tanah pun akan berpengaruh dengan pelepasan yang
terjadi di permukaannya.
Panjang lereng, bentuk dan arah lereng juga mempengaruhi
terjadinya erosi yang merupakan cikal bakal pula terjadinya lahan
kritis. Semakin panjang lereng maka jumlah total erosi juga semakin
banyak.
Menurut Suripin dalam Hanipah (2005:16), Bentuk lereng ini
dilihat dari permukaan tanahnya dapat berbentuk cembung dan dapat
berbentuk cekung. Pada permukaan cekung lebih cenderung terjadi
erosi parit.
Arah lereng berdasarkan Arsyad (Kohnke dan Bertrand,1995)
dibelahan bumi bagian utara lereng yang menghadap kearah selatan
mengalami erosi yang lebih besar daripada yang mengarah keutara.hal
ini disebabkan karena tanah-tanah yang berlereng menghadap
keselatan sebagai akibat pengaruh sinar matahari secara langsung
dan lebih intensif sehingga kandungan bahan organik lebih rendah
dan tanah lebih mudah terdispersi.3. Vegetasi
Vegetasi memiliki peranan yang sangat penting dan sangat
berpengaruh terhadap erosi disuatu tempat. Dengan adnya vegetasi,
tanah dapat terlindungi dari bahaya kerusakan tanah oleh butiran
hujan. (Sarief 1985:65).4. Tanah
Tipe tanah memiliki kepekaan erosi yang berbeda-beda. Sifat
sifat tanah yang mempengaruhi kepekaan tanah adalah sebgai berikut
:
a. Sifat tanah yang mempengaruhi laju infiltrasi, permeabilitas,
dan kapasitas air.
b. Sifat tanah yang mempengaruhi ketahanan struktur tanah
terhadap dispersi dan pengikisan oleh butir-butir hujan yang jatuh
dan aliran permukaan.
5. Manusia
Kepekaan tanah terhadap erosi selain dipengaruhu faktor alam
juga dipengaruhi oleh faktor manusia. Bahkan manusialah yang
merupakan faktor penentu apakah tanh yang akan diusahakan akan
rusak atau tidak berproduksi atau sebaliknya menjadi baik akibat
pengolahan yang tepat. Kesalahan manusia dalam mengelola lahannya
akan meningkatkan terjadinya erosi.
Berbagai kerugian yang ditimbulkan akibat erosi antara lain
:
1. Hilangnaya kesuburan tanah
2. Pengendapan bahan-bahan disuatu lokasi
3. Banjir.
Untuk itu, diperlukan suatu upaya konservasi untuk
menanggulanginya
1. Secara vegetatif dengan memanfaatkan tumbuh-tumbuhan sebagai
tameng atau pelindung tanah terhadap unsur-unsur hujan .
Meliputi :
Penghutanan & Penghijauan
Penanaman rumput
Penanaman tumbuhan penutup permanen
Penanaman rumput pada saluran pembuang
2. Secara mekanik dengan upaya pengaturan aliran air
permukaan.
Memperkecil laju limpasan Permukaan dan/atau menampung limpasan
Permukaan, kemudian dialirkannya melalui bangunan atau saluran yang
telah dipersiapkan untuk tujuan ini, sehingga tidak rusak
karenanya.
3. Pemakaian bahan kimia
Bertujuan memperbaiki sifat fisik tanah, karena dengan bahan
kimia mampu memantapkan agregat tanah menjadi struktur tanah mantap
dan pori tanah dapat terjaga dengan baik.BAB 3PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas didapat kesimpulan bahwa Hukum Pertama
Termodinamika dan Hukum Kedua Termodinamika tidak dapat
diberlakukan pada sistem tanah. Dan stuktur litosfer bumi dapat
dikelompokkan menjadi raut muka bumi, pembentukan kerak bumi, dan
gaya yang bekerja pada bumi. Serta metode-metode eksplorasi yang
dapat dilakukan, antara lain : metode gravitasi, metode magnetik,
dan metode seismik. Selain itu, salah satu contoh dari kerusakan
tanah adalah erosi. Untuk menanggulangi kerusakan tanah tersebut
maka harus ditanggulangi baik itu secara vegetatif, mekanik, maupun
dengan pemakaian bahan kimia yang tidak berlebihan. DAFTAR
PUSTAKAHartantyo, Eddy. 2013. Metode Seismik : Bias dan Pantul.
http://elisa1.ugm.ac.id/page_view.php?PSGF-Geolistrik&82
(diunduh pada tanggal 18 Maret 2014).Khanafiyah, Siti. 2004. Fisika
Lingkungan. Semarang: Universitas Diponegoro.
Subowo. 2011. Penelitian dan pengembangan potensi Sumberdaya
hayati tanah untuk perbaikan Produktivitas tanah dan peningkatan
efisiensi Pemupukan. Jakarta : Balai Besar Litbang Pengembangan
Pertanian Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Kementerian
Pertanian.http://abelpetrus.files.wordpress.com/2012/09/keragaman-bentuk-muka-bumi.pdfhttp://file.upi.edu/Direktori/FPIPS/JUR._PEND._GEOGRAFI/196006151988031-JUPRI/LAHAN.pdf
(diunduh pada tanggal 11 Maret
2014).file:///C:/Users/Acer/Documents/1-Epirogenesa-Adalah-Gerakan-Yang-Dapat-Menyebabkan.html
(diunduh pada tanggal 11 Maret
2014).http://parapencariilmu.comuv.com/1_6_TENAGA-ENDOGEN.html
(diunduh pada tanggal 11 Maret
2014).http://file.upi.eduDirektoriFPIPSJUR._PEND._GEOGRAFI195901011989011-YAKUB_MALIKHANDOUT_GEMPABUMI.pdf
(diunduh pada tanggal 11 Maret
2014).http://pedosfer04.wordpress.com/tag/manfaat-tanah/ (diunduh
pada tanggal 11 Maret
2014).http://softilmu.blogspot.com/2014/01/sejarah-terbentuknya-bumi.html
(diunduh pada tanggal 11 Maret
2014).http://smakita.net/proses-pembentukan-tanah/ (diunduh pada
tanggal 11 Maret 2014).R2
Sumber
R1
Arah penjalaran gelombang
C
D
Arah gerak partikel / medium
Page 138
