Sedimen Laut dan Karakter Kimiawinya · PDF filePartikel suspensi di Sungai Sejumlah 33 Sungai...
Transcript of Sedimen Laut dan Karakter Kimiawinya · PDF filePartikel suspensi di Sungai Sejumlah 33 Sungai...
10/2/2012
1
Sedimen Laut dan Karakter
Kimiawinya
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 1
Pengertian
Merupakan materi yang diendapkan dari
kolom air laut.
Dalam kaitan dengan siklus materi,
sedimen laut mencerminkan endapan
(sink) utama bagi materi yang
meninggalkan sistem kolom air.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 2
Kondisi Umum Sedimen Laut
Sedimen menutupi hampir di sebagian dasar lautan.
Ketebalan lapisan bervariasi (rata-rata > 1 km untuk Atlantik dan < 1 km di Pasifik, dan secara keseluruhan rata-rata ~ 500m).
Materi sedimen merupakan proses “sink” dari bagian dari pertikel yang survive dari proses distruksi dalam kolom air dan juga unsur-unsur terlarut.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 3
10/2/2012
2
Ketebalan Sedimen
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 4
Proses Umum Pembentukan Sedimen
Sedimen awal diendapkan di dasar basalt di ridge/parit lautan.
Dapat berupa endapan hidrotermal yang kaya logam.
Saat posisi ridge di atas lapisan carbonate compensation depth (CCD), senyawa karbonat mengendap dan mulai terakumulasi.
Endapan selanjutnya akan mengalami perubahan karena proses interaksi secara kimiawi, fisik dan biologi.
Pengaruh ketiga faktor ini menimbulkan perubahan komposisi dan karena setiap wilayah kondisi ketiga faktor berbeda.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 5
Faktor Perubahan
Faktor yang dapat merubah pola sebaran
dan komposisi sedimen adalah:
Produktivitas laut
Pergerakan geology dasar laut (merubah
ukuran dan bentuk, sebaran longtudinal, pola
sirkulasi arus dan kedalaman).
Variasi iklim global (mempengaruhi
mekanisme input).
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 6
10/2/2012
3
Lokasi Pengendapan Materi
Secara umum terdapat lokasi
pengendapan utama yaitu:
Sedimen dekat pantai (Nearshore Sediment).
Sedimen Laut dalam (Deep-sea Sediment).
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 7
Neashore Sediment
Endapan terutama di wilayah paparan
benua yang sangat dipengaruhi oleh input
daratan.
Wilayah termasuk estuari, fjord, teluk,
laguna, delta, dataran pasut, batas benua.
Variabilitas kondisi wilayah sangat tinggi
dibandingkan dengan laut dalam.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 8
Deep-sea Sediment
Endapan pada kedalaman > 500 m.
Karakter sangat unik karena jauh dari
daratan, reaktivitas materi dalam kolom
air, dan perbedaan biomasa lautan.
Terdapat dua karakter utama
berdasarkan:
Ukuran patikel
Laju akumulasi
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 9
10/2/2012
4
Fraksi < 2 μm Sedimen
Tipe sedimen Lokasi Persen berat
fraksi < 2 μm
Sedimen Pelagis Atlantik 58
Pasifik 61
India 64
Sedimen Paparan benua Pantai Atlantik 2
Teluk Meksiko 27
Teluk Kalifornia 19
Paparan Sahul Barat Daya
Australia
72
Partikel suspensi di
Sungai
Sejumlah 33 Sungai di AS 37
Griffin et al. (1968) Eko Efendi Pengantar Oseanografi 10
Laju Akumulasi Fraksi Daratan
Wilayah Lautan Laju Akumulasi (mm/103 tahun)
a b
Pasifik Selatan 0,45 1,0
Pasifik Utara 1,5 5,8
Atlantik Selatan 1,9 6,0
Atlantik Utara 1,8 5,7
India - 4,4
a: Golberg & Koide (1962), Golberg et al (1963), Golberg & Griffin (1964)
b: Ku et al (1968) Eko Efendi Pengantar Oseanografi 11
Mekanisme Transport Sedimen
Arus Gravitasi (arus turbiditas); dari paparan benua melalui submarine canyon.
Arus Geostrofik laut dalam atau dasar; ukuran material lebih halus
Arus Pertengahan Kedalaman; adveksi melalui pola sirkulasi lautan lapisan tengah.
Arus permukaan/dekat permukaan
Transport vertikal/down-column.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 12
10/2/2012
5
Mekanisme Transport
Arus
Gravitasi
Arus
Geostropik
Arus
Permukaan
Arus
Pertengahan
Down-column
Transport
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 13
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 14
Klasifikasi Umum Sedimen Laut
Neashore Sediment (sifat sangat beragam baik fisik ukuran
sedimen, kimiawi oxic-anoxic)
Deep-sea Sediment:
Hemipelgic (arus dasar, clay, 1-5 % karbon organik)
Pelagic: (arus dasar)
Inorganic (< 30 % biogenik, 0,1 – 0,2% karbon
organik)
Biogenic (> 30% biogenik
Calcareous Oozes (>30% karbonat, foraminifera,
cocolithophora, pteropoda)
Siliceous Oozes (> 30% silika, diatom dan
radiolaria)
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 15
10/2/2012
6
Sedimen Laut Dalam
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 16
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 17
Sedimen Laut Dangkal
Terrigenous Sediment (sedimen dari hasil
erosi permukaan daratan).
Endapan laut dangkal, endapan delta di
batas benua atau longsoran di lereng
benua.
Ditransportkan ke laut dalam melalui
debris flows atau turbidity currents
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 18
10/2/2012
7
Hub Transport vs Kecepatan
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 19
Klasifikasi Umum
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 20
Udden-wentworth US Std
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 21
10/2/2012
8
Klasifikasi Ukuran
(Shepard, 1954) (Folk, 1980)
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 22
Karakter Sebaran Sedimen Laut
Lempung laut dalam dan calcareous ooze sebagai tipe utama endapan sedimen laut dalam.
Calcareous banyak diendapkan pada perairan dengan kedalaman <3-4 km.
Siliceous oozes di lintang tinggi antartika dan pasifik utara (diatom), di tropis (radiolaria).
Endapan glasial diwilayah antartika dan Atlantik Utara lintang tinggi).
Pasifik Utara litogenous clays, pasifik selatan hidrogenous.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 23
Calcareous Oozes
Siliceous Oozes Glasial
Hidrogenous Lithogenous
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 24
10/2/2012
9
Komposisi Kimiawi Sedimen Laut
Unsur Utama:
Al dominan di lempung (clay), Ca dalam
karbonat dan Si dalam siliceous, Mn dan Fe.
Unsur Trace (kelumit):
Sangat sedikit di deep-sea sedimen,
Tinggi di nearshore sedimen,
Di pasifik lebih tinggi dari Atlantik
Tinggi di wilayah ridge.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 25
Komponen Sedimen Laut
Upaya pemahaman sifat sedimen atas
dasar asal dan formasi sedimen:
Lithogenous
Biogenous
Hydrogenous
Cosmogenous
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 26
Komponen Lithogenous
Asal:
Sebagian besar erosi batuan daratan melalui proses
weathering (terrigenous particles), Sebagian kecil
materi gunung api (vulcanogenic particles) khususnya
daerah aktif (parit laut), dan subduction zone.
Mekanisme transport:
Sungai bentuk terlarut atau partikel.
Angin bentuk debu
Banyak diendapkan di nearshore, hanya fraksi
halus yang sampai ke lautan.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 27
10/2/2012
10
Transport - Sungai
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 28
Transport - Udara
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 29
Komposisi Mineral
Clay (50%),
Quartz,
Sedikit feldspar.
Analisis Sebaran
Clay (kualitatif &
kuantitatif)
deskripsikan:
Asal dan
transport
Weathering dan
hidrolysis
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 30
10/2/2012
11
Prinsip Dasar Mineral Clay
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 31
Struktur Mineral Clay
Montmorilonite Chlorite Eko Efendi Pengantar Oseanografi 32
Mineral Clay
Terdapat empat kelompok khususnya fraksi < 2 μm bebas karbonat: Kaolinite (dari daratan, lintang rendah)
Chlorite (dari daratan, lintang tinggi)
Illite (dari daratan, tetapi tidak punya kekhasan wilayah endapan)
Montmorillonite (dari gunung api)
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 33
10/2/2012
12
Fraksi mineral Clay < 2μm
Wilayah laut Persentase Rata-rata Mineral Clay
Kaolinite Chlorite Illite Montmoeillonite
Atlantik Utara 20 10 55 16
Atlantik Sleatan 17 11 47 26
Pasifik Utara 8 18 40 35
Pasifik Selatan 8 13 26 53
India 17 12 33 41
Griffin et al (1968)
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 34
Sebaran Kaolinite
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 35
Sebaran - Illite
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 36
10/2/2012
13
Sebaran Smectite
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 37
Sebaran - Chlorite
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 38
Komponen Biogenous
Berasal dari organisme hidup.
Materi utama karbonat dan silika opal.
Sedikit materi fosfat (apatite) dan sulfat (barite).
Materi kabonat (Foraminifera, cocolithofora dan pteropoda).
Materi silika opal (diatom dan radiolaria).
Produksi bergantung pada produktivitas lautan.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 39
10/2/2012
14
Materi Biogenik
C = Cocolithophore; f = foraminifera; q = quartz; m = mica
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 40
Aragonite di Sedimen Calsium
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 41
Komposisi Mineral Biogenik
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 42
10/2/2012
15
Proses Disolusi - Presipitasi
Shell Karbonat dan silika opal mengalami
disolusi pada saat tenggelam karena kondisi
fisika kimia air laut.
Proses disolusi dan presipitasi tergantung pada
kandungan karbonat dan silika dalam air laut.
Kondungan karbonat bervariasi, beberapa
bersifat jenuh dan lainnya tak jenuh karbonat.
Kandungan silika selalu dalam kondisi tak jenuh,
sehingga opal silika mudah terlarut.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 43
Sinking Materi
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 44
Karbonate
Terdapat kedalaman membentuk batas antara deposisi karbonat dan non-karbonat sediment, (calcium carbonate compensation depth – CCD).
Di atas CCD, kalsium akan diendapkan, dibawah CCD, kalsium terlarut.
Posisi kedalaman Calcite-CD; 4.5-5 km di Atlantik, 5 km di India Tropis, 3-5 km di Pasifik.
Posisi kedalaman Aragonite-CD; 3 km di Atlantik tropis sebelah barat, 1-2 km di Pasifik tropis sebelah barat dan hanya beberapa ratus meter di Pasifik Utara tropis.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 45
10/2/2012
16
Silika
Produksi sangat tergantung pada produksi silika
yang dihasilkan organisme.
Lebih banyak mengalami disolusi, sehingga
preservasi silika disedimen dipengaruhi:
Termodinamika (fungsi dari suhu, tekanan dan
kandungan silika di dasar),
Laju produksi organisme penghasil silika,
Level silika tersisa yang terlarut dengan materi non-
opal.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 46
Komponen Hidrogenous
Komponen terbentuk dari senyawa terlarut
melalui reaksi anorganik (proses non-
biologi).
Terdapat pembagian komponen
hirogenous (Chester dan Hughes, 1967):
Materi hidrogenous primer (terbentuk
langsung dari materi terlarut).
Materi hidrogenous sekunder (karena
perubahan dari minerala yang ada).
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 47
Elderfield (1976):
Presipitate (primer)
Halmyrolysate (sekunder)
Elderfield (1976) kemudian membagi 4:
Presipitate vulkanis (unsur dari vulkanis)
Presipitate supergene (air laut atau air antara atau
non-vulkanis)
Halmyrolysate litogenous (litogenos dan air laut)
Halmyrolysate vulkanis (reaksi air laut dan basalt)
Klasifikasi Hidrogenous
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 48
10/2/2012
17
Klasifikasi Hidrogenous
Menurut asal usul unsur terlibat (Chester,
1993):
Berasal langsung dari air laut (hidrogenous
dan hidrotermal)
Berasal dari diagenesa oxic
Berasal dari diagenesa sub-oxic.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 49
Komponen Mineral
Komponen Primer (presipitate); oksihidroksida, karbonate, fosfta, sulfida, sulfat dan mineral evaporite.
Komponen Sekunder (halmyrolisate); glauconite, chamosite, palagonite, montmorilonite dan zeolite.
Berdasarkan proses kimiawi: feromanganese nodule, ferromanganese oxyhydroksida, dan sedimen kaya logam.
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 50
Komponen Cosmogenous
Terbentuk di ruang angkasa dan masuk
melalui atmosfer.
Kontribusi kecil di sedimen laut seperti
sperul cosmic dan mikrotektit (gelas hitam
hijau).
Ada dua sperul cosmic:
Sperul besi (magnet hitam kecil)
Sperul batuan (silika halus)
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 51
10/2/2012
18
Tugas 2
Dapat dilihat minggu depan
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 52
KALAU DA SUMUR DI LADANG
BOLEH KITA MENUMPANG MANDI
KALAU ADA UMUR PANJANG
JANGAN SAMPAI MENGULANG
OSEANOGRAFI LAGI
Eko Efendi Pengantar Oseanografi 53