Sedimen Laut dan Karakter Kimiawinya

10/2/2012
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
1
10/2/2012
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
2
10/2/2012
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:




Eko Efendi
Ukuran patikel
Laju akumulasi
Pengantar Oseanografi
9
3
10/2/2012
Fraksi < 2 μm Sedimen
Tipe sedimen
Lokasi
Persen berat
fraksi < 2 μm
Sedimen Pelagis
Atlantik
58
Pasifik
61
India
64
Pantai Atlantik
2
Teluk Meksiko
27
Teluk Kalifornia
19
Paparan Sahul Barat Daya
Australia
72
Sejumlah 33 Sungai di AS
37
Sedimen Paparan benua
Partikel suspensi di
Sungai
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
4
10/2/2012
Mekanisme Transport
Arus
Permukaan
Arus
Gravitasi
Arus
Pertengahan
Arus
Geostropik
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
5
10/2/2012
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
6
10/2/2012
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
7
10/2/2012
Klasifikasi Ukuran
(Folk, 1980)
(Shepard, 1954)
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
Lithogenous
Hidrogenous
Siliceous Oozes
Eko Efendi
Pengantar Oseanografi
23
Calcareous Oozes
Glasial
24
8
10/2/2012
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:


Mekanisme transport:



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.
Sungai bentuk terlarut atau partikel.
Angin bentuk debu
Banyak diendapkan di nearshore, hanya fraksi
halus yang sampai ke lautan.
Eko Efendi
Pengantar Oseanografi
27
9
10/2/2012
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:


Eko Efendi
Pengantar Oseanografi
Asal dan
transport
Weathering dan
hidrolysis
30
10
10/2/2012
Prinsip Dasar Mineral Clay
Eko Efendi
Pengantar Oseanografi
31
Struktur Mineral Clay
Eko Efendi
Montmorilonite
Pengantar Oseanografi
Chlorite
32
Mineral Clay

Terdapat empat kelompok khususnya fraksi < 2
μm bebas karbonat:




Eko Efendi
Kaolinite (dari daratan, lintang rendah)
Chlorite (dari daratan, lintang tinggi)
Illite (dari daratan, tetapi tidak punya kekhasan
wilayah endapan)
Montmorillonite (dari gunung api)
Pengantar Oseanografi
33
11
10/2/2012
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
12
10/2/2012
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
13
10/2/2012
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
14
10/2/2012
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
15
10/2/2012
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 nonopal.
Eko Efendi
Pengantar Oseanografi
46
Komponen Hidrogenous
Komponen terbentuk dari senyawa terlarut
melalui reaksi anorganik (proses nonbiologi).
 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
Klasifikasi Hidrogenous

Elderfield (1976):



Presipitate (primer)
Halmyrolysate (sekunder)
Elderfield (1976) kemudian membagi 4:




Eko Efendi
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)
Pengantar Oseanografi
48
16
10/2/2012
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:



Eko Efendi
Sperul besi (magnet hitam kecil)
Sperul batuan (silika halus)
Pengantar Oseanografi
51
17
10/2/2012
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
18