Untitled - Repodig Untan

Susunan Bumi
Bab 1
SUSUNAN BUMI
1.1 Empat lapisan bumi
Bumi yang mempunyai peranan sebagai tempat kehidupan bagi manusia dan
makhluk lainnya, tersusun atas pedosfer (lapisan tanah), atmosfer (lapisan udara),
hidrosfer (lapisan air) dan lithosfer (lapisan batuan) dibagian permukaan kerak bumi,
serta masih ada bagian-bagian lain yang ada di bawah lapisan kerak bumi.
Penggalian lubang tambang saat ini mencapai kedalaman maksimun 4.000 m (4 km)
sedangkan lapisan kerak bumi mempunyai rerata ketebalan 15 km, dengan kisaran 0
– 35 km, bahkan tebal jari-jari bumi mencapai 6.371 km. Maka data tebal dan jenis
lapisan dalam bumi lebih banyak ditentukan dengan bantuan getaran/gelombang
seismik (pengukuran tebal dan sifat lapisan secara tidak langsung; dengan
gelombang P – tekanan dapat menembus padatan dan cairan serta gelombang S –
sigmoit/rambatan hanya dapat menembus cairan saja(Sieffermann, 1973).
Gambar 1.1. Skema susunan lapisan bumi (Huddart and Stott, 2010)
Geologi & Mineralogi Tanah
1
Susunan Bumi
Pada awal abad ke-20 ditemukan bahwa gelombang P dan S yang
ditimbulkan oleh gempa bumi dapat merambat jauh menembus kedalam bumi dan
tercatat pada beberapa stasiun pengamatan di belahan bumi lainnya (Kirkland, 2010).
Adanya perbedaan waktu rambat gelombang ini pada berbagai stasiun pengamatan
gempa menunjukkan jalur gelombang tersebut menembus lapisan-lapisan bumi
(Gambar 1). Kecepatan gelombang dapat diketahui dari jarak dibagi waktu (yang
ditentukan oleh jeda waktu rambat saat gempa bumi mulai terjadi). Pengamatan
awal ahli pencatat gelombang gempa menunjukkan bahwa gelombang P dan S dapat
merambat sejauh 11.600 km dari pusat gempa, dan pada sudut 105 o gelombang S
menghilang. Seorang ahli seismologi Inggris, Richard D. Oldman (1858-1936)
mengusulkan bahwa hilangnya gelombang S tersebut akibat adanya lapisan
berbentuk padatan (core) karena gelombang S tidak dapat merambat dalam padatan,
selanjutnya lapisan tersebut disebut lapisan inti (core). Pada tahun 1924 seismologi
berkebangsaan Jerman Beno Gutenberg menghitung berbagai data seismik dan
menemukan bahwa lapisan mantel ada pada kedalaman sekitar 2.900 km dibawah
permukaan bumi.
Inge
Lehmann,
seorang
seismologi
dari
Denmark
menemukan
ada
perbedaan
rentang waktu
rambat gelombang P pada
kedalaman 5.150 km dari
sejumlah
data
seimik.
gelombang
Berdasarkan
penemuan ini pada tahun
1936 Lehmann mengusulkan
adanya lapisan inti bumi yang
terdiri dari lapisan inti luar
dan inti dalam.
Gambar 1.2. Skema jalur rambat gelombang P
(garis hitam) dan S (garis merah) yang
ditimbulkan oleh peristiwa gempa bumi (Huddart
and Stott, 2010)
Geologi & Mineralogi Tanah
2
Susunan Bumi
Susunan perlapisan bumi
mulai dari dalam (inti bumi)
c
sampai ke permukaan sebagai
berikut :
1. Inti dalam (internal nucleus/
inner core)
b
a. batas LEHMANN
2. Inti
luar
(external
nucleus/outer core)
a
b. batas GUTENBERG
3. Magma (mantel)
c. batas MOHOROVICIC
4. Kerak bumi (crust)
Gambar 1.3. Skema susunan bumi (West, 2009)
Lapisan dalam bumi, menurut Smith (1985) dan Kevin and O’Brien (2010) dapat
dilihat satu persatu sebagai berikut:
a. Inti dalam (internal nucleus; inner core)
Inti paling dalam dari bumi mempunyai jari-jari 1.311 km, tersusun atas
campuran yang didominasi unsur besi (Fe) sebesar 85%, nikel (Ni) sebesar 5% dan
O, H dan S (10%) yang berbentuk padat, sehingga mempunyai BJ (berat jenis) paling
tinggi yaitu antara 12.000 – 12.500 kg.cm-3 (12 – 12,5 kg l-1), dibandingkan dengan
lapisan lain, karena adanya tekanan dari lapisan diatasnya, maka masa campuran Fe
dan Ni
ini mengalami tekanan antara 3.100 – 3.500 k.bar (sehingga meskipun
bersuhu sampai 6000 oC masih berbentuk padat; yang seharusnya cair bahkan
berbentuk uap). Suhu dalam inti dalam bumi berkisar pada 6000 oC di tengah inti
dalam, dan 4400 oC pada batas luar. Inti dalam bumi dengan BJ dan tekanan sangat
besar, mempunyai konsekwensi yaitu membangkitkan gaya gravitasi bumi menuju
ke pusat bumi sebesar 9,998 m detik-2 dipermukaan kerak bumi.
b. Inti Luar (external nucleus; outer core)
Inti luar bumi mempunyai ketebalan 2.170 km (3.481 – 1.311 km), tersusun
terutama atas unsur Fe sebesar 95% dan sangat sedikit (O, H dan S) 5% yang bersifat
sebagai pasta, yang mempunyai BJ antara 10.000 – 11.000 kg.cm-3 (antara 10,0
Geologi & Mineralogi Tanah
3
Susunan Bumi
sampai 11,0 kg.l-1) dan kisaran tekanan antara 1.000 – 3.000 k.bar. Suhu lapisan ini
4400 oC di batas dalam sampai 2000 oC dibatas luar. Lapisan ini menimbulkan medan
magnet bumi. Pasta external nucleus ini dapat bergerak; sehingga pada 50 juta tahun
yang lalu kutub utara ada di Jepang dan garis khatulistiwa lewat Belgia selatan dan
Perancis utara, sehingga di tempat tersebut ditemukan adanya tanah Paleosol yang
bersifat seperti latosol/tanah lateritik (ferralsol/oxisol di Indonesia); karena tanah
paleosol terbentuk pada waktu itu di wilayah ekuator dengan iklim tropika humida.
c. Magma (mantel)
Lapisan magma ini mempunyai ketebalan 2.874 km (6.355 – 3.481 km), tersusun
atas campuran unsur yang didominasi oleh unsur Fe, Si, Mg, Ca dan Al dengan BJ
antara 4.000 – 5.500 kg.cm-3 (setara 4,0 – 5,5 kg.l-1) dan kisaran tekanan antara 100 –
1.000 k.bar. Suhu lapisan mantel ini berkisar 2000 oC di batas dalam sampai 480-600
o
C di batas luar. Lapisan ini berguna sebagai bantalan/pelumas untuk bergeraknya
lempeng tektonik. Magma tersusun atas tiga jenis lapisan; lapisan AlSi yang
berwarna putih/jernih dengan BJ paling ringan bersifat kental berada paling atas; elap
diikuti oleh lapisan mafik bersifat ½ kental di tengah dan lapisan ultra mafik (basik)
berwarna hitam/gdengan BJ terbesar dan bersifat encer berada paling bawah.
d. Lapisan Kerak Bumi (crust)
Lapisan kerak bumi mempunyai ketebalan bervariasi; di bawah lantai
samudra antara 5 – 11 km, dengan rerata 7 km, sebaliknya lapisan kerak bumi di
daratan mempunyai ketebalan rerata 35 – 40 km dengan kisaran antara 20 km (di
dasar lembah California) sampai 90 km (di kawasan Himalaya). Berat jenis (BJ)
kerak bumi antara 2.500 – 3.000 kg m-3 (setara dengan 2,5 – 3,0 kg l-1 dan dengan
kisaran tekanan antara 0 – 100 k bar. Suhu lapisan kerak bumi berkisar antara 480600 oC dibatas dalam sampai dengan 30 oC di udara/atmosfer. Lapisan ini berguna
sebagai tumpuan kehidupan di muka bumi.
Beberapa catatan tambahan, bahwa lapisan inti (inti dalam dan inti luar)
menempati 18% dari volume bumi dan 33% dari masa bumi, lapisan magma 81,4%
dari volume bumi dan 66,6% dari masa bumi sedangkan lapisan kerak bumi hanya
0,6% volume bumi dan 0,4% masa bumi (West, 2009). Selain itu pada masing-
Geologi & Mineralogi Tanah
4
Susunan Bumi
masing lapisan bumi terjadi siklus yang ditimbulkan oleh suhu yang sangat tinggi
(Gambar 1.4). Pada tahun 1990-an para ilmuwan menemukan bahwa inti dalam bumi
berputar pada porosnya dengan kecepatan melebihi kecepatan rotasi bumi secara
keseluruhan. Bumi berotasi penuh (360o) selama 24 jam, sedangkan inti dalam bumi
berputar tiga derajat lebih cepat dari bumi, sehingga selama 120 tahun inti bumi
lengkap satu rotasi lebih banyak dari rotasi bumi (West, 2009).
Gambar 1.4. Siklus yang terjadi pada masing-masing lapisan bumi (West, 2009)
Diantara lapisan penyusun bumi terdapat batas-batas :
1. Batas LEHMANN antara lapisan inti dalam dan inti luar
2. Batas GUTENBERG antara lapisan inti luar dan magma
3. Batas MOHOROVICIC antara lapisan magma dan kerak bumi
Geologi & Mineralogi Tanah
5
Susunan Bumi
Menurut Smith (1985) pembagian tebal lapisan bumi sampai dengan
kedalaman 2.680 km sebagai berikut :
1. 0 – 0,01 km; lapisan pedosfer adalah lapisan tanah
2. 0 – 4 km; lapisan hidrosfer, lapisan yang mengandung air
3. 4 – 100 km; lapisan litosfer, lapisan batuan tanpa air
4. 100 – 200 km; lapisan astenosfer, berwarna putih/jernih yang merupakan lapisan
peralihan antara magma dan kerak bumi, lapisan ini bersifat sebagai lapisan
pelincir, dengan suhu 480 – 600 oC
5. 200 – 2.680 km; lapisan mesosfer, berwarna kelabu (bagian atas) sampai
hitam/gelap (bagian bawah) lapisan magma atau mantel yang bersifat seperti
pasta dengan panas 2.000 oC.
Sifat bahan penyusun bumi tersebut di atas akan diikuti oleh kandungan unsur
yang berbeda-beda antara lapis satu dengan yang lain. Makin dalam letak lapisan
dalam bumi akan mempunyai data makin tidak akurat, sehingga untuk lapisan inti
dalam dan inti luar diperkirakan mengandung unsur antara lain : Fe antara 5 – 20%;
Ni antara 3 – 10%; S antara 9 – 12%; O ± 9% dan juga unsur Si, C dan K yang
sangat kecil kadarnya serta belum ada kejelasan analisis. Kadar maupun komposisi
unsur lebih banyak diteliti dan dianalisis pada lapisan magma (mantel) dan kerak
bumi (crust) sehingga dalam bahasan berikut ini akan diuraikan dalam dua lapisan
tersebut.
1.2 Magma dan komposisi
Magma yang menempati prosentase volume maupun masa bumi terbesar
(berturut-turut 82% dan 62%) mengandung berbagai unsur yang mendekati
komposisi unsur mineral pedomagnesium yaitu:
batuan peridotit, batuan
makrokristalin yang di dominasi oleh mineral olivin dan piroksen.
Bahan ini juga mempunyai dua jenis mineral lain yaitu : Mg 2SiO4 forsterit
dan Fe2SiO4 fayalit, maupun perbandingan antara keduanya. Disamping itu
disebutkan bahwa magma juga tersusun atas unsur Al, Ca, dan S, sehingga dalam
magma mengandung unsur-unsur antara lain : Al, Fe, Mg, Ca, Si, S, dan O.
Kandungan unsur dalam magma yang berbentuk pasta akan terjadi
pemisahan/sebaran sebagai berikut : FeO, MgO dan CaO menempati bagian bawah
Geologi & Mineralogi Tanah
6
Susunan Bumi
lapisan (magma ultra basik lapisan bawah dan magma basik lapisan tengah); SiO2,
Al2O3 dan K2O menempati lapisan bagian paling atas, sehingga dapat dikatakan
unsur dengan BJ besar selalu di bawah unsur dengan BJ kecil. Uraian berikut adalah
komposisi dari lapisan magma yang berkembang menjadi 3 jenis bentuk gunung api.
1.3 Hubungan sifat lapisan magma dengan bentuk gunung
Menurut Sieffermann (1973) ada hubungan antara 3 sifat lapisan magma
(AlSi, SiMa dan ultra SiMa) dengan 3 bentuk gunung. Lapisan magma AlSi (lapisan
paling atas) bersifat kental berwarna putih, kaya akan unsur Al dan Si, miskin unsur
Fe, Mg dan Ca dengan suhu 480-600 oC. Bahan magma AlSi saat mencapai
permukaan bumi cepat membeku karena kental dan bersuhu paling rendah; sehingga
membentuk gunung runcing, contoh gunung runcing: Krakatau dan Toba.
Lapisan magma SiMa/basik (lapisan tengah) bersifat setengah kental dan
berwarna kelabu mempunyai kandungan unsur Al, Si, Fe, Mg dan Ca yang seimbang
dengan suhu 1000 oC. Bahan SiMa saat memcapai permukaan bumi agak sukar
membeku (bersuhu menengah); sehingga mengalir kesamping dulu baru membeku
dan membentuk gunung tumpul, contohnya Gunung Merapi, Sumbing dan lain-lain.
Lapisan ultra SiMa/ultra basik (lapisan paling bawah) bersifat cair dan
warnanya gelap/hitam mengandung banyak unsur Fe, Mg dan Ca, tetapi miskin Al
dan Si dengan suhu 2000 oC. Bahan magma ultra basik saat mencapai permukaan
bumi akan sukar membeku (bersuhu tinggi) dan mengalir horizontal (kesamping)
karena encer dan membentuk gunung tameng, misalnya gunung yang ada di
kepulauan Hawai.
1.4 Unsur penyusun kerak bumi
Kerak bumi hanya menempati 1% dari volume atau masa bumi tetapi dengan
data analisis unsur paling lengkap, dijumpai 8 unsur utama yaitu; O, Si, Al, Fe, Mg,
Ca, Na, K. seperti dalam Tabel 1.1. Pada persen berat tampak bahwa O menempati
urutan terbesar 47% sedangkan unsur Mg, Ca, Na, dan K berkisar antara 2 – 4%. Jika
persen berat masing-masing unsur dibagi dengan nilai BA (berat Atom) maka O
makin mendominasi persen jumlah atom sebesar 60%, sedangkan Fe, Mg, Ca,, Na
dan K berkisar antara 1,5 – 2,5%. Dengan mengalikan persen jumlah atom terhadap
Geologi & Mineralogi Tanah
7
Susunan Bumi
volume (berdasarkan nilai Avogadro bahwa 1 grl senyawa mengandung 10 23 jumlah
atom) untuk masing-masing unsur maka tampak bahwa persen volume oksigen
menempati 94% volume kerak bumi, sedangkan unsur yang lain berkisar 0,5 – 2%.
Hal tersebut di atas terlihat bahwa volume O dalam kerak bumi menempati sampai
94%, angka ini hampir 5 kali lipat dari kadar oksigen yang hanya 19% dari volume
udara; dapat dikatakan bahwa O dalam batuan (litosfer) lebih banyak daripada O
dalam udara dan dapat disimpulkan bahwa sumber O udara disamping proses
asimilasi juga dari batuan yang mengalami pelapukan.
Kerak bumi menghasilkan batuan beku yang mempunyai komposisi senyawa
bervariasi, bergantung dari famili batuan beku (ada lima famili komposisi unsur)
mulai dari batuan yang termasuk famili berwarna gelap (basalt/gabbro) dengan BJ
besar sampai batuan yang termasuk famili berwarna terang (rhiolit/granit) dengan BJ
kecil. Perbandingan komposisi kimia antara batuan basalt, rerata batuan beku dan
batuan granit tersajikan dalam Tabel 1.2.
Tabel 1.1. Kandungan unsur kimia dalam kerak bumi
Unsur Kimia
Oksigen (O)
Silikat (Si)
Aluminium (Al)
Ferum (Fe)
Magnesium (Mg)
Kalsium (Ca)
Natrium (Na)
Kalium (K)
Berat (%)
46,60
27,72
8,13
5,00
2,09
3,63
2,83
2,59
98,59
Jumlah Atom
62,55
21,22
6,47
1,92
1,84
1,94
2,64
1,42
100,00
Volume
93,77
0,80
0,47
0,40
0,29
1,03
1,32
1,83
100,00
(Sumber: Mason 1952 dalam Paton, 1978).
Unsur O selalu mendominasi di dalam tiga jenis batuan (Tabel 1.2). Batuan
basalt yang mewakili kerak bumi kawasan lautan (dasar laut) mempunyai kandungan
Fe, Mg, dan Ca lebih banyak dari batuan lain; sebaliknya pada batuan granit yang
mewakili kerak bumi kawasan benua mempunyai kandungan Si, Na, dan K lebih
tinggi dari batuan lain.
Geologi & Mineralogi Tanah
8
Susunan Bumi
Tabel 1.2. Rerata komposisi kimia, persen volume dari batuan basalt, batuan beku
dan batuan granit
Batuan Basalt
(% volume)
Oksigen (O)
91,11
Silikat (Si)
0,70
Titanium (Ti)
0,12
Aluminium (Al)
0,74
Ferum (Fe)
1,47
Magnesium (Mg)
1,09
Kalsium (Ca)
2,78
Natrium (Na)
1,28
Kalium (K)
0,70
(Sumber: Barth, 1948 dalam Paton, 1978).
Unsur Kimia
Batuan Beku
(% volume)
91,83
0,83
0,05
0,79
0,58
0,58
1,50
1,68
2,19
Batuan Granit
(% volume)
92,12
0,92
0,02
0,76
0,21
0,09
0,45
1,75
3,68
Disamping ada perbedaan komposisi antara jenis/famili batuan satu dengan
yang lain di dalam lapisan kerak bumi juga terjadi perbedaan komposisi unsur. Unsur
Fe, Ca, dan Mg lebih banyak berada dalam lapisan bawah dan tengah dari kerak
bumi. Sebaliknya unsur Si, Na dan K terbanyak berada di lapisan atas dari kerak
bumi. Hal ini karena senyawa tersebut disamping mempunyai BJ rendah juga
mempunyai titik lebur lebih tinggi.
Seperti disebutkan di atas, bahwa lapisan kerak bumi dibedakan menjadi 2
golongan, yaitu lapisan kerak bumi kawasan samudera (batuan basaltik) dan kawasan
benua (batuan granitik) masing-masing kerak bumi ini mempunyai urutan lapisan
berbeda-beda berdasarkan pada mineral penyusunnya (Smith, 1985).
Kerak bumi kawasan samudera (batuan basaltik), tebal ± 1,1 km mulai dari
atas, sebagai berikut :
1. Lapisan 1, tebal ± 200 m, tersusun atas batuan sedimen, mencapai ± 3% kerak
bumi.
2. Lapisan 2, tebal ± 1.800 m, tersusun atas batuan beku luar, Basalt menempati ±
20% kerak bumi.
3. Lapisan 3, tebal ± 7.000 m, tersusun atas batuan beku dalam, Gabbro menempati
± 77% kerak bumi.
Kerak bumi kawasan benua (batuan granitik), mempunyai ketebalan ± 70 km
mulai dari atas sebagai berikut :
Geologi & Mineralogi Tanah
9
Susunan Bumi
1. Lapisan 1, tebal 2.000 – 5.000 m, tersusun atas batuan sedimen dan sebagian
kecil batuan beku luar Rhyolit dan Dacit, menempati 7% kerak bumi.
2. Lapisan 2, tebal 12.000 – 25.000 m, tersusun atas batuan metamorf dan batuan
beku dalam Granit dan Granodiorit menempati 45% kerak bumi.
3. Lapisan 3, tebal 15.000 – 43.000 m tersusun atas batuan beku dalam dengan BJ
besar, gabbro dan diorit, menempati 48% kerak bumi.
Dari susunan mineralogi batuan terhadap jenis kerak bumi, tampak bahwa
kerak bumi benua didominasi oleh batuan famili granitik yang mempunyai BJ rendah
dan warna terang berupa batuan AlSi (dominan unsur Al dan Si) yang tidak subur;
sedang lapisan kerak bumi samudra didominasi oleh batuan famili basaltik yang
mempunyai BJ besar dan berwarna gelap berupa batuan ferromagnesian (dominan
unsur Fe, Mg dan Ca) yang subur. Kesuburan lantai laut yang tinggi dibuktikan
bahwa kandungan total C-organik dalam laut jumlahnya adalah 30x jumlah Corganik yang ada di darat. Di bawah kerak bumi masih dijumpai lapisan, yaitu
lapisan magma/mantel, inti luar dan inti dalam.
Bab 2 menguraikan tentang dinamika kerak bumi, meliputi lempang tektonik,
adanya proses ocean floor spreading dan sea floor subduction.
Ringkasan Bab 1: SUSUNAN BUMI
1. Ketebalan empat lapisan bumi mulai dari paling dalam, lapisan inti dalam (1.311
km), inti luar (2.170 km), magma/mantel (2.874 km) dan lapisan kerak bumi (16
km) sehingga jari-jari bumi = 6.371 km.
2. Komposisi kimia dalam masing-masing lapisan adalah
-
Inti dalam: didominasi oleh Fe dan Ni serta unsur lainnya; sedikit O, H, S,
dan sangat sedikit Si, C dan K.
-
Inti luar: didominasi oleh Fe dan unsur lainnya; sedikit O, H, S dan sangat
sedikit Si, C dan K.
-
Magma: Fe, Mg, Ca, Al, Si, sedikit S dan O.
-
Kerak bumi: O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na dan K, serta sedikit Ti
Geologi & Mineralogi Tanah
10
Susunan Bumi
3. Sifat dan peranan tiap lapisan
Inti dalam bersifat padat, penyebab gaya gravitasi bumi. Inti luar berbentuk pasta,
penyebab medan geomagnitik. Magma bersifat cair, bahan utama penyusun
batuan/gunung, berguna sebagai bantalan pergeseran lempeng tektonik. Magma
dibedakan atas 3 lapisan: a) lapisan AlSi (dominan unsur Al dan Si), BJ ringan,
kental, posisi paling atas membentuk gunung runcing (karena magma cepat
membeku). b) lapisan basik (imbang antara unsur Al, Si, Fe, Mg dan Ca), BJ
menengah, ½ kental posisi di tengah membentuk gunung tumpul, dan c) lapisan
ultra basik (dominan unsur Fe, Mg dan Ca), BJ berat, encer posisi paling bawah
membentuk gunung tameng (karena magma sukar membeku). Kerak bumi
bersifat padat, tempat tumpuan seluruh kehidupan biotik serta sarana dan
prasarana fisik di dunia.
4. Kerak bumi kawasan benua didominasi oleh batuan granitik yang tidak subur,
karena berasal dari pembekuan magma dari lapisan paling atas; sedangkan kerak
bumi kawasan lautan/samudera didominasi oleh batuan basaltik yang subur,
karena berasal dari pembekuan lapisan magma basik dan ultra basik dari lapisan
tengah dan lapisan paling bawah.
LATIHAN
a. Mengapa dalam meneliti susunan dan perlapisan bumi lebih banyak
memanfaatkan gelombang seismik?
b. Ada berapa lapisan bumi tersusun?
c. Lapisan paling dalam disebut lapisan apa?
d. Unsur apa saja yang menyusun lapisan terdalam; uraikan secara jelas beberapa
sifat dari lapisan paling dalam ini?
e. Bagaimanakah konsekwensi dari sifat lapisan terdalam ini?
f. Lapisan kedua disebut lapisan apa?
g. Unsur apakah yang mendominasi lapisan dan apa saja sifat dari lapisan kedua ini?
h. Sifat utama lapisan kedua ini bagi kehidupan kita adalah?
i. Lapisan ketiga disebut sebagai lapisan?
j. Lapisan ini terutama tersusun atas unsur apa saja?
Geologi & Mineralogi Tanah
11
Susunan Bumi
k. Mengapa dalam lapisan ini terjadi perubahan letak unsur, faktor apa
penyebabnya?
l. Lapisan terluar disebut lapisan apa?
m. Sebutkan 8 unsur penyusun lapisan ini?
n. Unsur apakah yang mendominasi lapisan bumi terluar ini?
o. Di kawasan manakah adanya batuan basaltik?
p. Di kawasan manakah adanya batuan granitik?
q. Sebutkan 3 batuan yang menyusun kerak bumi di kawasan samudera?
r. Sebutkan 3 batuan yang menyususn kerak bumi di kawasan benua?
TES FORMATIF
Hanya ada satu jawaban yang benar.
1. Getaran gelombang baik P (tekanan) maupun S (sigmoit atau rambatan)
digunakan untuk mengetahui perlapisan dalam bumi, hal ini karena:
a. Biaya pelaksanaan murah
b. Mampu mendeteksi tebal, berat jenis dan kepadatan lapisan sampai ribuan km
c. Dapat menembus hidrosfer dan litosfer
d. Dapat merambat kedalam 3 fase gas, cairan dan padatan
e. Mudah mengoperasikannya
2. Lapisan paling dalam dari bumi bersifat:
a. Pasta, tersusun atas unsur utama Fe dan Mg
b. Cair, tersusun atas unsur utama Fe dan Mg
c. Padat, tersusun atas unsur utama Fe dan Mg
d. Cair, tersusun atas unsur utama Fe dan Ni
e. Padat, tersusun atas unsur utama Fe dan Ni
3. Karena sifat di atas, BJ lapisan mencapai 12 g cm-3 dan menyebabkan:
a. Gaya gravitasi permukaan bumi 9.998 m detik-2
b. Gaya rotasi bumi, sehari semalam 24 jam
c. Gaya medan magnet, menunjuk kutub Utara Selatan
d. Gaya panas dalam bumi yang mencapai suhu 600oC
e. Gaya tekanan dalam bumi yang mencapai 3500 atmosfer
Geologi & Mineralogi Tanah
12
Susunan Bumi
4. Lapisan kedua (di atas lapisan paling dalam) bersifat:
a. Cair tersusun atas unsur utama Ni
b. Padat tersusun atas unsur utama Ni
c. Padat tersusun atas unsur utama Fe
d. Pasta tersusun atas unsur utama Fe
e. Cair tersusun atas unsur utama Fe
5. Sifat lapisan kedua menyebabkan :
a. Gaya gravitasi permukaan bumi 9.998 m detik-2
b. Gaya rotasi bumi, sehari semalam 24 jam
c. Gaya medan magnet, menunjuk kutub Utara Selatan
d. Gaya panas dalam bumi yang mencapai suhu 600oC
e. Gaya tekanan dalam bumi yang mencapai 10 atmosfer
6. Lapisan ketiga, atau lapisan magma mengandung:
a. Unsur Fe, Ni, Mg, Al, Ca, O, S
b. Unsur Fe, Ni, Ca, Mg, Al, S, Si
c. Unsur Fe, Mg, Al, S, Si, Ca, Ni
d. Unsur Fe, S, Si, Al, O, Ca, Ni
e. Unsur Fe, Mg, Al, Si, S, O, Ca
7. Lapisan kerak bumi (lapisan keempat) dapat di bedakan menjadi 2 kawasan:
a. Kawasan samudera dengan batuan granitik dan kawasan benua dengan batuan
basaltik
b. Kawasan samudera dengan batuan granitik dan kawasan lautan dengan batuan
basaltik
c. Kawasan benua dengan batuan granitik dan kawasan kepulauan dengan batuan
basaltik
d. Kawasan benua dengan batuan granitik dan kawasan samudera dengan batuan
basaltik
e. Kawasan benua dengan batuan basaltik dan kawasan kepulauan dengan batuan
granitik
Geologi & Mineralogi Tanah
13
Susunan Bumi
8. Delapan unsur utama penyusun kerak bumi adalah :
a. O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na
b. O, Si, Fe, Ca, Cl, Na, K, Mg
c. O, Si, Fe, Co, Ca, Na, Mg, H
d. O, Al, Ca, Mg, H, Co, Ni, Ti
e. O, Mg, Fe, S, Na, Ca, K, Ti
9. Dari kerak bumi ini akan terbentuk 5 jenis batuan, paling hitam disebut basaltik
dan paling cerah disebut granitik, ciri unsur dari kedua batuan adalah:
a. Basaltik kaya Si dan K; granitik kaya Fe, Mg dan Ca
b. Basaltik kaya Si, Al dan K; granitik kaya Fe, Mg dan Na
c. Basaltik kaya Al, K dan Na; ganitik kaya Mg, Ca dan Na
d. Basaltik kaya Fe, Mg dan K; granitik kaya Al, Ca dan Na
e. Basaltik kaya Fe, Mg dan Ca; granitik kaya Al, Si dan K
10. Karena pengaruh berat jenis, lapisan kerak bumi dari atas ke bawah dapat
dibedakan menjadi 3, yaitu:
a. Ultra basik, basik (sima), alsi
b. Alsi, sima (basik), ultra basik
c. Sima (basik), ultra basik, alsi
d. Sima (basik), alsi, ultra basik
e. Alsi, ultra basik, basik (sima)
UMPAN BALIK
Daya serap materi kuliah dapat diketahui oleh mahasiswa dengan menggunakan
rumus sebagai berikut :
Jumlah jawaban benar
Daya Serap =
X 100%
Jumlah total soal
Geologi & Mineralogi Tanah
14
Susunan Bumi
TINDAK LANJUT
Bagi mahasiswa yang mempunyai nilai daya serap di bawah 70% diharapkan
untuk mengulangi sub-bab atau materi bab ini, sedangkan yang mempunyai nilai
daya serap 70% atau lebih dapat melanjutkan membaca bab berikutnya dengan
seksama sambil memperluas cakrawala cakupan materi dan memperkaya
wawasan dengan menambah bahan pustaka dan informasi dari sumber-sumber
lain untuk melengkapi materi dan pustaka yang ada.
KUNCI JAWABAN TEST FORMATIF
1. b
2. e
3. a
4. d
5. c
6. e
7. d
8. a
9. e
10. b
Geologi & Mineralogi Tanah
15
Dinamika Kerak Bumi
Bab 2
DINAMIKA KERAK BUMI
2.1 Lempeng tektonik
Lempeng tektonik di dunia ada sejumlah 16 buah yang bertanggungjawab
terhadap perubahan permukaan bumi, setelah mengalami pemadatan 500 juta tahun
yang lalu (jtl). Empat ribu lima ratus jtl bumi berupa gas yang terpisah dari matahari,
selama empat milyar tahun itu gas mengalami pendinginan sehingga terbentuk cairan
dan terakhir terbentuk planet padatan. Saat awal terbentuk daratan, maka di muka bumi
hanya ada satu daratan tunggal yang disebut Pangaea, terletak agak ke utara (antara
kutub utara dan ekuator); yang dikelilingi oleh lautan tunggal yang disebut Panthalasa,
Gambar 2.1.
Gambar. 2.1. Pemisahan pangaea menjadi lima benua (Khan, 2012).
Geologi & Mineralogi Tanah
16
Dinamika Kerak Bumi
Pangaea (daratan tunggal) terbagi menjadi 5 benua oleh 16 lempeng tektonik,
masing-masing lempeng tektonik bergerak dengan kecepatan yang tidak sama. Ujung
India Selatan yang tadinya bersatu dengan Madagaskar bergerak ke timur laut dan ke
utara dengan kecepatan 17 cm tahun-1, dan pergeseran ke utara ini mengakibatkan
makin tingginya gunung Mount Everest (saat ini 8 km) padahal di puncaknya ditemukan
terumbu koral sebagai bukti bahwa puncak tersebut dulunya adalah laut dangkal
Sieffermann, 1983).
Lempeng tektonik yang lain bergerak dengan kecepatan antara 0 – 10 cm; contoh
pantai selatan Yogya (mulai dari Rongkop sampai Congot) dan seluruh pantai selatan
Pulau Jawa, lantai lautnya tenggelam kearah utara ke bawah daratan pulau Jawa dengan
sudut 60o, lempeng tektonik bergerak ke utara dengan kecepatan 3 – 4 cm tahun-1
(Gambar 2.2).
Gambar 2.2. Penenggelaman lantai laut di bawah daratan (Lutgens et al., 2012).
Pergeseran 16 buah lempeng tektonik di dunia berguna untuk memelihara
kesetimbangan rotasi bumi, mengingat bumi berotasi dengan kecepatan 1.667 km jam-1
sehingga kesetimbangan berat permukaan bumi sangat menentukan kestabilan rotasi
bumi. Penenggelaman lantai laut atau sea floor subduction menyebabkan penyempitan
daratan, mengingat bahwa luas permukaan bumi selalu konstan, maka terjadi proses
penyeimbangan luas bumi dengan pelebaran daratan yang disebut sebagai ocean floor
spreading, dan menghasilkan punggungan dorsal kepulauan seperti Hawai (Gambar
2.3).
Geologi & Mineralogi Tanah
17
Dinamika Kerak Bumi
Gambar 2.3. Pembentukan punggungan dorsal oleh ocean floor spreading (Lutgens et
al., 2012).
Proses pergeseran lempeng tektonik, selalu diikuti oleh selang seling antara kedua
proses tersebut. Kepulauan Hawai hasil pelebaran daratan diapit oleh penenggelaman
lantai laut di wilayah Jepang (bagian barat) dan di wilayah Florida (bagian timur).
2.2 Bukti adanya daratan tunggal (Pangaea)
Bentuk pantai timur Amerika Selatan sangat mirip dengan bentuk pantai barat
Afrika. Bentuk pantai barat ujung India Selatan mirip dengan bentuk pantai timur
Afrika Tengah.
Fosil hewan reptil Mesosaurus dan sejenis binatang buas Cynognathus ditemukan
di Amerika Selatan (Brazil) dan di Afrika Selatan. Fosil hewan reptil Lystrosaurus
dapat ditemukan di Afrika Selatan, ujung
selatan India dan
Antartika di kutub
selatan. Fosil tanaman paku-pakuan jenis
Glossopteris dapat ditemukan di bagian
selatan dari Amerika Selatan, Afrika
Selatan, pulau Madagaskar Selatan, ujung
India bagian selatan, di Antartika dan
Australia (Gambar 2.4).
Gambar 2.4. Sebaran reptil dan paku-pakuan
identik dari beberapa tempat (Tomecek, 2009).
Geologi & Mineralogi Tanah
18
Dinamika Kerak Bumi
Formasi geologi yang ada di Brazil dan Afrika Selatan mempunyai dua bentuk
yaitu yang berumur 550 jtl dan juga yang berumur 100 jtl; yang menunjukkan juga
kesamaan terhadap proses erosi, sedimentasi, transgressi pantai, glasiasi salju,
pembentukan hutan yang lebat sampai dengan aktivitas volkanik; yang kesemuanya
sangat identik dan mirip (Gambar 2.5).
Arah medan magnet dan batuan penyusun
kerak bumi menunjukkan bahwa lempeng
tektonik mengalami pergeseran, sehingga
terdapat batuan yang menunjukkan kutub U
– S yang berlawanan antara bagian dorsal
dengan bagian pinggir, padahal keduanya
dalam satu batuan yang utuh.
Gambar 2.5. Kemiripan formasi geologi di
Brazil dan Afrika Barat (Lutgens et al., 2012).
2.3 Lantai laut bergeser
Lapisan kerak bumi dengan tebal rata-rata 15 km (kisaran antara 0 km sampai
dengan 35 km) ternyata tidak mengalami pengembangan maupun pengerutan, hal ini
menunjukkan bahwa 16 lempeng tektonik selama bergerak ada bagian yang makin
melebar dan bagian lain yang makin menyempit; dengan kecepatan yang sama sehingga
kerak bumi tidak mengalami perubahan ukuran luas permukaan.
Bagian kerak bumi yang makin melebar karena ocean floor spreading disebut
punggungan dorsal yang makin lebar dan membentuk lantai samudra baru. Bagian lain
dari kerak bumi yang mengalami penyempitan karena lantai laut tenggelam sering
disebut sea floor subduction (penenggelaman lantai laut). Palung yang terbentuk karena
subduction ini berupa parit sempit yang sangat dalam; sebagai gambaran jika kedalaman
laut berkisar antara 3 – 5 km, maka palung subduction ini dapat mencapai 10-12 km.
Penenggelaman lantai laut ini akan menghasilkan gesekan antara kerak bumi yang
menimbulkan panas sangat tinggi sehingga dapat melelehkan lapisan kerak bumi dan
Geologi & Mineralogi Tanah
19
Dinamika Kerak Bumi
menghasilkan magma sekunder dalam kerak bumi yang muncul di permukaan bumi
membentuk pegunungan atau berupa bukit yang bersambungan (Gambar 2.6).
Gambar 2.6. Sirkum Mediteran dan Pasifik membentuk deretan gunung volkanik
(Beattie, 2013).
Aktivitas volkanik yang disebabkan oleh pergeseran lantai laut yang tenggelam
akan diikuti oleh pembentukan deretan pegunungan atau bukit di daratan; maka dapat
dimaklumi bahwa deretan pegunungan di pantai barat Pulau Sumatra; deretan
pegunungan di pantai selatan Pulau Jawa, Bali, Nusa Tenggara Barat, Nusa Tenggara
Timur dan di kepulauan Maluku sangat mungkin disebabkan oleh subduction yang
disebut Sirkum (cincin api) Mediteran yang berasal dari daerah Mediteran berjalan ke
Italia – lewat selatan India, Thailand dan ke Sumatra, Jawa serta Nusa Tenggara dan
Maluku.
Di Indonesia timur juga terdapat Sirkum (cincin api) Pasifik yang bercabang, satu
melewati Jepang, Filipina, Sulawesi, Maluku dan Irian Jaya sampai Papua Nugini;
satunya melewati Jepang, Taiwan, Sulawesi. Kepulauan Maluku dilewati oleh Sirkum
Mediteran dan Pasifik, maka kepulauan ini paling banyak mengalami gempa bumi yang
disebabkan oleh bukit volkanik aktif yang banyak dijumpai; Pulau Sulawesi dan
Geologi & Mineralogi Tanah
20
Dinamika Kerak Bumi
Halmahera mengalami dorongan dari 3 arah; selatan, tenggara dan timur laut; sehingga
menghasilkan bentuk seperti huruf K.
Pantai selatan Pulau Jawa sangat berbahaya karena terdapat sea floor subduction
sehingga ada palung laut yang sempit dan sangat dalam, maka sering menimbulkan
kecelakaan. Negara-negara di sekitar Sirkum Mediteran seperti Itali, India, Thailand
dan lain-lain termasuk goyah karena sering mengalami gempa bumi. Juga negara-negara
di sekitar Sirkum Pasifik seperti Indonesia, Filipina, Jepang, Hawai dan Pantai sisi timur
US serta pantai barat Amerika Selatan sering diguncang gempa.
2.4 Tumbukan lempeng tektonik
Tumbukan lempeng tektonik menghasilkan keadaan yang bermacam-macam,
yaitu :
1. Lempeng benua (granitik) lebih kecil/ringan BJ-nya maka saat ditumbuk/ditabrak
oleh lempeng dasar lautan (basaltik) yang lebih besar BJ-nya, lempeng dasar lautan
akan
tenggelam
dibawah
lempeng
benua
dan
menimbulkan panas
(Gambar 2.7).
Gambar 2.7. Lempeng tektonik berat di bawah lempeng tektonik ringan (Pidwirny, 2006).
2.
Lempeng
(granitik)
yang
lempeng
benua
benua
menumbuk
(granitik)
yang lain, maka lempeng yang
lebih
rapuh/lunak
akan
tenggelam dibawah lempeng
yang
lebih
keras/kuat
(Gambar 2.8).
Geologi & Mineralogi Tanah
Gambar 2.8. Lempeng tektonik rapuh di bawah
lempeng tektonik kuat (Pidwirny, 2006).
21
Dinamika Kerak Bumi
3. Lempeng benua yang keras dan saling bertumbukan, maka keduanya akan berkerut
dan menjulang ke atas seperti tumbukan antara lempeng ujung benua India Selatan
dengan lempeng Asia membentuk Pegunungan Himalaya yang puncak Mount
Everestnya makin lama makin tinggi padahal sudah mencapai 8 km. Ini menjadi
kerak bumi yang paling tebal, karena mencapai 90 km (Gambar 2.9).
Gambar 2.9. Tumbukan lempeng tektonik yang sama kuat akan membentuk
gunung (Lutgens et al., 2012).
Umur lempeng tektonik ini akan menunjukkan angka yang berlainan, lempeng lantai
laut selalu lebih muda dari lempeng daratan di atasnya; lempeng yang bergerak dengan
kecepatan lebih tinggi berumur lebih muda dari lempeng yang bergerak dengan
kecepatan rendah; lempeng yang berdekatan dengan punggungan dorsal lebih muda
daripada lempeng yang jauh dari punggungan dorsal. Uraian tentang ringkasan bab 2,
latihan dan tes formatif terdapat dalam halaman berikutnya. Bab 3 menguraikan tentang
5 famili mineral primer silikat yang menyusun batuan beku, serta 5 jenis ikatan kimia di
alam. Uraian juga menyinggung sifat fisik mineral.
Geologi & Mineralogi Tanah
22
Dinamika Kerak Bumi
Ringkasan Bab 2 : DINAMIKA KERAK BUMI
1. Umur bumi 4,5 milyard tahun, umur matahari 4,6 milyard tahun, saat bumi padat
pada 500 jtl, terbentuk Pangaea (daratan tunggal) dan Panthalassa (lautan
tunggal), pada 135 jtl Pangaea oleh 16 lempeng tektonik terpisah menjadi 5
benua, palung laut dan 3 samudra.
2. Kecepatan lempeng tektonik bergerak bervariasi, 17 cm tahun-1 ujung selatan
India; 7 – 9 cm tahun-1 benua Amerika dan 3 – 4 cm tahun-1 ocean subduction di
Pulau Jawa.
3. Bukti adanya Pangaea adalah reptil dan paku-pakuan yang sama ditemukan
pada selatan Afrika, selatan Brazil, ujung selatan India, Australia timur dan
Antartika; kemiripan formasi geologi di Brazil dan Afrika Barat; yang dulunya
memang menyatu.
4. Sirkum (cincin api) Pasifik dan Mediteran adalah penyebab terbentuknya jaluran
gunung api yang berkaitan erat dengan palung laut hasil sea floor subduction
(penyempitan /luas daratan permukaan bumi); luas permukaan bumi selalu stabil
karena diimbangi oleh proses ocean floor spreading (pelebaran lantai laut) dan
membentuk pulau punggungan dorsal.
5. Tiga tipe tumbukan lempeng tektonik; lempeng berat di bawah lempeng ringan;
lempeng rapuh di bawah lempeng kuat; dan lempeng yang sama kuat
membentuk gunung (seperti Mount Everest).
LATIHAN
a. Tua manakah antara matahari dengan bumi? Kapan bumi mulai berbentuk padatan?
b. Apakah yang berperan dalam pemisahan Pangaea dan Panthalasa, dan apakah hasil
akhir dari proses tersebut?
c. Apa bukti bahwa proses dinamika lempeng tektonik menyebabkan Pangaea
terpecah menjadi lima benua?
d. Ada berapa jenis kecepatan rambatan lempeng tektonik, berikan masing-masing
satu contoh wilayah dengan kecepatannya?
e. Adakah bukti bahwa puncak Mount Everest adalah laut dangkal?
Geologi & Mineralogi Tanah
23
Dinamika Kerak Bumi
f. Berikan gambaran agar luas permukaan bumi selalu tetap, maka proses dinamika
lempeng tektonik mempunyai dua proses antagonis/berlawanan?
g. Berapakah jumlah lempeng tektonik di permukaan bumi ini? Menurut saudara
Jazirah Arab mengalami pergerakan atau tidak, berikan alasannya?
h. Berikan uraian tentang sebaran sirkum/cincin api Mediteran?
i. Berikan uraian tentang sebaran sirkum/cincin api Pasifik?
j. Akibat apakah yang terjadi dengan adanya ocean subduction, baik di laut maupun
di darat?
k.
Bedakan cara pembentukan antara magma primer dengan magma sekunder?
l. Apakah yang disebut dengan punggungan dorsal, berikan gambarnya dengan
keterangan lengkap, dan apakah penyebabnya?
m. Mengapa deretan pegunungan volkanik dapat terbentuk dengan adanya ocean
subduction?
n. Berikan keterangan tiga tipe tumbukan antar lempeng tektonik?
o. Pilahkanlah umur lapisan berbagai lempeng tektonik?
TES FORMATIF
Hanya ada satu jawaban yang benar.
1. Umur bumi adalah 4,5 milyar tahun, dalam kurun waktu tersebut:
a. 1,5 milyar tahun berupa gas, 3 milyar tahun berupa padatan.
b. 2,5 milyar tahun berupa gas, 2 milyar tahun berupa padatan.
c. 3,5 milyar tahun berupa gas, 1 milyar tahun berupa padatan.
d. 4 milyar tahun berupa gas, ½ milyar tahun berupa padatan.
e. 4,25 milyar tahun berupa gas, ¼ milyar tahun berupa padatan.
Geologi & Mineralogi Tanah
24
Dinamika Kerak Bumi
2. Pangaea adalah daratan tunggal yang terletak
di utara garis ekwator/lini,
tersusun atas bahan berupa:
a. batuan beku basaltik
b. batuan sediment klastik
c. batuan beku granitik
d. batuan metamorf
e. batuan sedimen kimiawi
3. Luas permukaan bumi relatif tetap, karena proses sea floor subduction
a. diimbangi oleh proses ocean floor spreading
b. diimbangi oleh pembentukan gunung orogenetik
c. diimbangi oleh terjadinya palung laut
d. diimbangi oleh pembentukan magma sekunder
e. diimbangi oleh pembentukan kepulauan baru
4. Bukti bahwa benua di dunia berasal dari satu daratan Pangaea, adalah:
a. benua mempunyai ketinggian tempat lebih dari 300 m dpl
b. semua benua dikelilingi oleh lautan
c. sebagian besar benua, bergunung
d. reptil & paku-pakuan yang sama ditemukan di Brazil, Afrika & Australia
e. benua berkembang dari batuan beku
5. Saat proses sea floor subduction, maka terjadi:
a. pelebaran lantai laut
b. pengangkatan daratan
c. penenggelaman lantai laut
d. akumulasi bahan magma
e. penurunan dataran pantai
Geologi & Mineralogi Tanah
25
Dinamika Kerak Bumi
6. Ujung selatan India merambat dengan kecepatan:
a. 3 – 4 cm tahun-1
b. 5 – 6 cm tahun-1
c. 7 – 9 cm tahun-1
d. 10 – 12 cm tahun-1
e. 15 – 17 cm tahun-1
7. Mount Everest terbentuk karena:
a. proses endogen
b. tumbukan dua lempeng
c. gaya patahan
d. pembentukan plato
e. karena proses torehan
8. Kehadiran cincin api Mediteran dan Pasifik, berkaitan dengan:
a. aktivitas volkanik magma primer
b. ocean floor spreading
c. pembentukan punggungan dorsal
d. sea floor subduction
e. proses patahan
9. Pertemuan antara cincin api Mediteran dengan Pasifik adalah di:
a. kepulauan Maluku
b. kepulauan Irian
c. kepulauan Nusa Tenggara Barat
d. kepulauan Sulawesi
e. kepulauan Kalimantan
Geologi & Mineralogi Tanah
26
Dinamika Kerak Bumi
10. Umur lempeng tektonik makin muda jika:
a. dijumpai proses sea floor subduction
b. terjadi tumbukan dua lempung tektonik
c. tumbukan antara lempeng berat di bawah dan ringan di atas
d. tumbukan antara lempeng lemah di bawah dan kuat di atas
e. dijumpai proses ocean floor spreading
UMPAN BALIK
Daya serap materi kuliah dapat diketahui oleh mahasiswa dengan menggunakan
rumus sebagai berikut :
Jumlah jawaban benar
Daya Serap =
X 100%
Jumlah total soal
TINDAK LANJUT
Bagi mahasiswa yang mempunyai nilai daya serap di bawah 70% diharapkan untuk
mengulangi sub-bab atau materi bab ini, sedangkan yang mempunyai nilai daya
serap 70% atau lebih dapat melanjutkan membaca bab berikutnya dengan seksama
sambil memperluas cakrawala cakupan materi dan memperkaya wawasan dengan
menambah bahan pustaka dan informasi dari sumber-sumber lain untuk melengkapi
materi dan pustaka yang ada.
KUNCI JAWABAN TEST FORMATIF
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
d
c
a
d
c
e
b
d
a
10. e
Geologi & Mineralogi Tanah
27
Mineral Primer Silikat
Bab 3
MINERAL PRIMER SILIKAT
Magma saat pendinginan akan mengalami proses pembekuan dan
menghasilkan batuan beku (Sieffermann, 1973; Smith, 1985). Magma yang proses
pembekuannya terjadi pada kedalaman 3 km atau lebih dari permukaan bumi, maka
akan mengalami pendinginan lambat, sehingga selama proses pembekuan dapat
memacu pertumbuhan kristal secara sempurna (Graha, 1987). Batuan beku dalam
ini disebut batuan Plutonik atau batuan intrusi bawah, yang tersusun atas
mineral/kristal berukuran besar ≥ 0,75 mm; dan antara kristal satu dengan yang lain
saling mengunci sesuai dengan komposisi kimia dan tempat yang tersedia; karena
proses kristalisasi berjalan lambat (pendinginan suhu secara berangsur), dan tidak
dijumpai gelas volkan.
Magma yang dalam waktu pendek dapat menerobos kerak bumi dan
membeku pada kedalaman kurang dari 3 km sampai ke permukaan bumi (dalam
puncak gunung berapi), mengalami pembekuan cepat, sehingga menghambat proses
kristalisasi batuan. Batuan beku luar disebut batuan volkanik atau batuan intrusi
atas, tersusun atas mineral berukuran halus (mineral < 0,75 mm) karena proses
kristalisasi tidak sempurna. Kristal halus pada batuan volkanik tersebar secara
sporadis, karena batuan didominasi oleh matriks bahan magma gelas (gelas
volkanik), gelas volkan menempati 50-80% dari bahan.
Magma yang dapat memancar keluar dari saluran kepundan disebut bahan
piroklastik, batuan ekstrusi, batuan lelehan atau batuan efusive. Bahan
piroklastik
atau lava tidak/sangat jarang mengandung kristal/mineral;
karena
pendinginan suhu yang mendadak. Bentuk bahan piroklastik ini dapat berupa
obsidian (tidak berongga-rongga, karena posisi di dalam sehingga suhu lebih panas)
terdapat pada bagian dalam bahan; atau berbentuk scoria (berongga-rongga, karena
cepat dingin sehingga timbul gelembung gas saat pembekuan) posisi paling luar; juga
dapat berbentuk batu apung atau pumice jika letusan terjadi di dalam laut/danau;
dapat juga berbentuk aglomerat, yaitu debris batuan di kaki gunung yang direkat
oleh bahan lava/lahar panas; maupun berbentuk tuff, yaitu bahan koluvial halus yang
direkat oleh bahan lava/lahar panas. Bahan piroklastik/effusive didominasi 100%
oleh gelas volkan sehingga tidak dijumpai Kristal/mineral.
Geologi & Mineralogi Tanah
28
Mineral Primer Silikat
Komposisi magma menentukan letak perlapisan di dalam mantel/magma;
magma yang kaya unsur Si, Al, K dan Na, dan sedikit Fe, Mg dan Ca,
mempunyai BJ ringan, sehingga posisi selalu paling atas, menjadi bahan utama
Pangaea (daratan tunggal), dan lapisan yang sangat dekat dengan lapisan kerak bumi
ini disebut lapisan AlSi atau Felsik.
Komposisi magma yang mengandung Si, Al, K, Na, Fe, Mg, dan Ca
berimbang mempunyai BJ lebih besar disebut lapisan SiMa atau Basik (Basic);
yang mempunyai posisi di bawah lapisan AlSi dan di atas Ultra sima.
Komposisi magma yang didominasi oleh unsur Fe, Mg dan Ca serta
sedikit Si, Al, K dan Na, mempunyai BJ paling besar disebut lapisan Ultra SiMa
atau Ultra Basik (Ultra basic); mempunyai posisi paling bawah dari lapisan magma,
bersinggungan dengan lapisan inti luar (outer core).
Magma AlSi saat membeku akan menghasilkan batuan jenis granitik yang
berwarna cerah/putih, bersifat sukar lapuk. Magma SiMa menghasilkan batuan jenis
granodioritik yang berwarna kelabu, bersifat agak sukar lapuk. Magma Ultra
Basik/Ultra SiMa menghasilkan batuan jenis basaltik yang berwarna gelap/hitam,
bersifat paling mudah lapuk.
3.1 Penyusun utama mineral silikat
Oksigen sebagai penyusun utama lapisan kerak bumi; mempunyai jari-jari
1,38 Å; terdapat hubungan antara konfigurasi O (jumlah O dalam suatu mineral)
dengan ukuran rongga antara O; yang menentukan jenis kation yang dapat masuk ke
dalamnya (Sieffermann, 1973; Graha, 1987).
Gambar 3.1. Diameter dan valensi beberapa unsur kimia (Lutgens et al., 2012)
Geologi & Mineralogi Tanah
29
Mineral Primer Silikat
Hubungan bentuk hedral, konfigurasi O dan kation yang dapat masuk dalam
rongga disajikan dalam Tabel 3.1 di bawah ini.
Tabel 3.1. Konfigurasi O, bentuk hedral dan jenis serta ukuran kation yang masuk
dalam rongga antar O
Ukuran Kation (Å)
Konfigurasi O
Bentuk hedral
Jenis Kation
3O
Mono hedral
P
0,35
4O
Tetra hedral
Si
0,42
6O
Okta hedral
Al
0,51
8O
Heksa hedral
Mg
0,66
20 O
Dodeca hedral
O
1,38
Jumlah
O
makin
banyak
(konfigurasi O makin besar) maka jarijari kation yang dapat masuk rongga
antar O juga makin besar, dan pada
konfigurasi 20 rongga antar O tepat
untuk jari-jari atom O sendiri. Mineral
batuan dalam perlapisan kerak bumi
tersusun sebagai berikut: makin dalam
lapisan kerak bumi didominasi oleh
mineral bentuk tetra hedral menempati
4/5 kedalaman sampai outer core
(lapisan magma paling dalam). Lapisan
okta hedral menempati 1/10 kedalaman
di luar lapis tetra hedral. Lapisan heksa
hedral menempati 1/10 kedalaman di
luar lapis okta hedral. Lapisan dodeka
hedral
sangat
tipis
terdapat
di
permukaan kerak bumi; karena sangat
labil sehingga mudah terurai, dengan
melepaskan O.
Gambar 3.2. Beberapa contoh konfigurasi O dan
bentuk hedralnya (Hefferan & O’Brien, 2010)
Geologi & Mineralogi Tanah
30
Mineral Primer Silikat
Tekanan dalam kerak bumi, makin dalam makin besar, makin keatas makin
kecil; hal ini menyebabkan bentuk mineral di bagian bawah kerak bumi paling
mampat yaitu tetrahedral, makin ke atas octahedral diikuti di lapisan aasnya mineral
kubus (cubic) dan di permukaan kerak bumi dodecahedral paling longgar, tidak stabil
dan sukar ditemukan.
Muatan positif dan negatif paling imbang adalah dalam tetrahedral Si dengan
adanya kompensator Fe dan Mg. makin menuju octahedral, kubus dan dodecahedral
jumlah muatan negatif lebih besar dari muatan positif, sehingga mineral makin tidak
stabil.
Batuan yang menyusun kerak bumi sebagian besar terdiri atas mineral silikat
primer (hasil pembekuan). Mineral silikat primer terdiri atas komponen utama
tetrahedral O (tetra= empat; hedral=bidang) dengan konfigurasi 4 O; yang ukuran
ruang/rongga tengah antara 4 atom O sesuai dengan diameter Si; sehingga sering
disebut sebagai tetrahedral Si. Tetrahedral Si ini yang menjadi komponen utama dari
lima famili mineral primer silikat dari batuan. Susunan, rumus umum serta rumus
kimia lima famili mineral primer silikat adalah:
a. Neso/ortho silikat
SiO4, (tetrahedral Si berdiri sendiri), bermuatan 4- (Si bermuatan 4+ dan O4
bermuatan 8-); kristal dengan empat O dan bermuatan 4-, sehingga masing-masing O
bermuatan 1- atau 100%. Unit terkecil dari neso silikat adalah SiO4. Tetrahedral Si
diikat oleh kation bermuatan 2+ seperti Mg ataupun Fe-ferro sebagai jembatan antar
tetrahedral; sehingga dapat berfungsi sebagai kompensator untuk menetralisir muatan
dalam mineral neso/ortho silikat (Gambar 3.1). Bentuk kristal yang tersusun seperti
pulau-pulau tetrahedral (tidak ada bentuk gabungan/sharing tetrahedral) mempunyai
ikatan yang lemah dibandingkan dengan bentuk gabungan. Fe-ferro dan Mg yang
berjari-jari kecil, berada dalam celah antar tetra hedral, sehingga susunan neso silikat
paling padat/rapat. Tetra hedral satu dengan lain berdekatan dan dihubungkan oleh
kation kompensator, baik Fe2+ maupun Mg2+.
Geologi & Mineralogi Tanah
31
Mineral Primer Silikat
Gambar 3.3. Bentuk ikatan tetrahedral Si dalam neso/ortho silikat (Montgomery,
2011; Woods, 2009).
Rumus umum neso/ortho silikat: (SiO4) [2Mg; MgFe atau 2Fe]
(SiO4) [Fe2]
: fayalit, hitam
(SiO4) [MgFe]
: olivin, hijau tua
(SiO4) [Mg2]
: forsterit, transparan
Mineral tersusun secara rapat, sehingga mempunyai nilai BJ paling besar,
yaitu 3,4 gram cm-3. Tanah yang berkembang dari mineral neso silikat akan subur
karena banyak mengandung Fe dan Mg. Batuan yang mengandung mineral neso
silikat terutama bentuk fayalit dan olivin akan berwarna gelap, keadaan tersebut
menunjukkan bahwa batuan berwarna gelap akan menghasilkan tanah-tanah yang
subur.
b. Ino silikat tunggal
Tetrahedral Si pada famili ini berbentuk sebagai pita yang menyambung pada
dua O dari O basal, sehingga dapat memanjang seperti pita. Pita tersusun atas banyak
segi tiga basal O dalam satu bidang, yang dua O pada kaki segi tiga saling berikatan,
sedang puncak segi tiga berselang-seling di sebelah kanan dan kiri garis; secara
otomatis puncak O apikal juga berselang-seling di kanan dan kiri garis. Unit terkecil
Ino Silikat Tunggal adalah Si2O6 dengan muatan 4–; berasal dari 2 Si bermuatan 8+
dan 6 O bermuatan 12-; sehingga terdapat selisih muatan sebesar 4 – untuk 6 O.
Muatan untuk tiap O adalah 4-/6= 66%; tampak bahwa muatan O pada Ino Silikat
Tunggal (66%) lebih kecil dari O pada Neso Silikat (100%). Muatan pada O makin
kecil akan membutuhkan kompensator kation makin sedikit; dan makin sedikit
Geologi & Mineralogi Tanah
32
Mineral Primer Silikat
kompensator maka mineral sukar lapuk. Maka ino Si tunggal lebih sukar lapung
dibandingkan dengan Nes/Ortho Si.
Rumus umum : (Si2O6) [2Fe; 2Mg; 2Ca]
Pyroxene
Dibedakan menjadi 2 :
1. Hipersten (rantai dengan Si saja)
(Si2O6 (Fe, Mg,)2
pada : andesit dan gabbro
2. Augit, rantai Si dan Al (1 – 15%)
(Si1,66 Al 0,33)O6 [Ca, Mg, Fe]2
pada : andesit, diorit, basalt, gabbro
Rangkaian pita tunggal satu dengan yang lain dapat saling berikatan karena
adanya jembatan kation Fe, Mg dan Ca. Kedudukan pita satu dengan yang lain
selang seling, yaitu O apikal pita satu menghadap ke atas, maka O apikal pita
berikutnya menghadap ke bawah (Gambar 3.2).
Gambar 3.4. Skema susunan mineral Ino Silikat Tunggal (Montgomery, 2011;
Woods, 2009).
Bentuk pita ini lebih sukar lapuk dibandingkan dengan bentuk pulau-pulau
tetrahedral pada neso silikat; meskipun demikian justru mempunyai BJ lebih kecil
yaitu berkisar antara 3,1 - 3,3 g cm-3 pada augit dari neso silikat, karena mempunyai
Geologi & Mineralogi Tanah
33
Mineral Primer Silikat
susunan yang lebih sarang. Hipersten lebih sukar lapuk dibandingkan dengan augit;
hyperstene yang kadar Fe nya makin tinggi, makin sukar lapuk; augit yang kadar Ca
nya makin rendah makin sukar lapuk. Batuan yang mengandung hipersten dan augit
(keduanya berwarna hitam), akan berwarna gelap/hitam; dan kaya akan unsur Fe, Ca
dan Mg. Tanah yang berkembang dari mineral ini merupakan tanah subur akan
kation alkali tanah dan besi.
c. Ino silikat ganda
Bentuk Ino Silikat Ganda merupakan rangkaian memanjang ke kanan dan kiri
dari sebuah heksagonal enam buah tetrahedral, sehingga jika dilihat skema dari
mineral ini tersusun seperti dua pita Ino Silikat Tunggal yang ditangkupkan;
berbentuk dua pita. O dalam tetrahedral yang bergabung (sharing) makin banyak,
sehingga ikatan antar tetrahedralnya makin tinggi/besar.
Unit terkecil berupa 4 Si dengan muatan 16+ dan 11 O, dengan muatan 22-,
atau 6- untuk 11 O; sehingga muatan negatif tiap O adalah 6/11 atau 54%. Susunan
mineral Ino Silikat Ganda lebih sarang/longgar dari mineral Ino Silikat Tunggal; dan
mempunyai BJ lebih rendah, yaitu antara 3,0 - 3,2 g cm-3 pada hornblende dari Ino
Silikat Ganda. Skema susunan mineral Ino Silikat Ganda berupa pita ganda yang satu
dengan pita ganda yang lain berselang seling menghadap ke atas dan ke bawah; dan
di antara keduanya terdapat kation-kation kompensator (Gambar 3.3).
Gambar 3.5. Skema susunan Ino Silikat Ganda (Montgomery, 2011; Woods, 2009).
Geologi & Mineralogi Tanah
34
Mineral Primer Silikat
Rumus umum : (Si4O11) [Ca, Mg, Fe]3
Dibedakan menjadi 2:
1. Rantai Si saja
Pada mineral-mineral yang sangat jarang, misalnya:
-
Fremolit (Si4O11) [Fe, Mg,]3 dalam batuan metamorf
-
Ribukit (Si4O11) [Ca, Mg,]3 dalam granit, senit
2. Hornblende, Si dengan Al (1 – 18%)
(Si3,3 Al0,7) O11 (Ca, Mg, Fe)3
pada : granit, senit, diorit dan gabbro
Mineral hematit dan ribukit lebih sukar lapuk dibandingkan dengan
hornblende. Mineral Ino Silikat Ganda yang banyak terdapat di alam adalah bentuk
kelompok hornblende dan jenis mineralnya adalah amphibol, berwarna hijau tua atau
coklat. Batuan yang kaya akan mineral hornblende/amphibol akan berwarna kelabu
tua sampai coklat tua. Batuan lebih sukar lapuk, meskipun demikian kaya akan unsur
Ca, Mg dan Fe yang bermanfaat bagi kehidupan tanaman.
d. Phillosilikat
Lembaran heksagonal dari tetrahedral menghasilkan bidang O apikal, di
atasnya dapat berikatan dengan lembaran hidroksida octahedral, dan selanjutnya sisi
lain dari lembaran oktahedral dapat berikatan dengan lembaran O apikal lain;
sehingga ada lembaran oktahedral yang diapit oleh dua lembaran tetrahedral; satu di
atas menghadap ke bawah dan satu di bawah menghadap ke atas. Tiga lembaran ini
yang menyusun suatu kisi phillosilikat. Tetrahedral dalam philosilikat berbentuk
gabungan pada ketiga O basal; sehingga unit terkecil dari tetrahedral dalam
philosilikat adalah 2 Si dengan muatan 8+ dan 5 O dengan muatan 10-, gugus ini
mempunyai muatan 2– untuk 5 O; sehingga tiap O mempunyai muatan sebesar 2-/5
atau 40%. Kation kompensator yang diperlukan makin kecil dibanding dengan
mineral ino silikat apalagi dibandingkan dengan mineral neso silikat.
Geologi & Mineralogi Tanah
35
Mineral Primer Silikat
Gambar 3.6. Skema susunan mineral philosilikat (Montgomery, 2011; Woods, 2009).
Lembaran oktahedral yang diapit oleh dua lembaran tetrahedral sangat mudah
dikelupas pada mineral-mineral mika. Kation kompensator pada mineral ini berupa
unsur K, dengan valensi 1, dengan posisi terdapat pada ruang interfolier (ruang antar
kisi), karena ukuran K ini sangat tepat dengan lubang tengah dari heksagonal
tetrahedral (Gambar 3.6).
Rumus Umum :
1. Dioktahedral
[2K](6Si 2Al)(4Al) O20 (OH)4
2. Trioktahedral
[2K](6Si 2Al)(6Mg) O20 (OH)4
Mineral Mika 2:1 dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Mika dioktahedral (10 Ao)
a. Muskovit
2K(6Si 2Al)(4Al) O20 (OH)4 atau K2O, 6SiO2, 3Al2O3, 2H2O
Oktahedral terdiri atas Al dan kation kompensator dalam ruang
interfolier adalah K.
Geologi & Mineralogi Tanah
36
Mineral Primer Silikat
b. Paragonit
2Na(6Si 2Al)(4Al) O20 (OH)4 atau Na2O, 6SiO2, 3Al2O3, 2H2O
Oktahedral terdiri atas Al dan kation kompensator dalam ruang
interfolier adalah Na.
c. Margarit
2Ca (4Si 4Al)(4Al) O20 (OH)4 atau 2CaO, 4SiO2, 4Al2O3, 2H2O
Oktahedral terdiri atas Al dan kation kompensator dalam ruang
interfolier adalah Ca.
2. Mika trioktahedral (10 Å)
a. Phlogopit
2K(6Si 2Al)(4Al) (6Mg) O20 (OH)4 atau K2O, 6SiO2, Al2O3, 6MgO, 2H2O
Oktahedral terdiri atas Mg dan kation kompensator dalam ruang
interfolier adalah K.
b. Biotit
2K(6Si 2Al)(4Fe2+ 2Mg) O20 (OH)4 atau K2O, 6SiO2, Al2O3, 4FeO, 6MgO, 2H2O
Oktahedral terdiri atas Mg dan Fe-ferro dan kation kompensator
dalam ruang interfolier adalah K
Mineral philosilikat lebih sukar lapuk dibandingkan dengan mineral ino
silikat terlebih lagi terhadap mineral neso silikat. Muscovit lebih sukar lapuk
dibandingkan dengan biotit. Urutan dalam mineral philosilikat dari yang paling sukar
lapuk adalah: muskovit, paragonit, margarit, phlogopit dan biotit. Batuan yang
mengandung mineral mika sukar lapuk, warna batuan adalah kelabu muda atau putih
disebabkan oleh kandungan kwarsa (yang selalu berasosiasi dengan mika, warna
putih) yang tinggi. Mineral mika terutama biotit dan muskovit merupakan cadangan
unsur K secara potensial bagi pertumbuhan tanaman, meskipun sukar mengalami
pelapukan.
Geologi & Mineralogi Tanah
37
Mineral Primer Silikat
e. Tektosilikat
Tersusun atas tetrahedral dengan semua ujung O berikatan sebagai jaringan
mineral, sehingga susunannya sangat/paling sarang, maka mempunyai BJ paling
ringan, yaitu antara 2,5 - 2,7 g cm-3. Meskipun demikian, karena semua ujung O
dalam tetrahedral saling berikatan, maka mineral tekto silikat ini paling sukar
mengalami pelapukan, dibandingkan dengan mineral primer silikat yang lain; karena
kerangka ikatan mineral tidak membutuhkan kation kompensator.
.
Gambar 3.7. Skema susunan tekto silikat (Montgomery, 2011; Woods, 2009).
Muatan dalam unit terkecil tekto silikat adalah netral, karena semua O
bergabung dengan O dari tetrahedral di sebelahnya; sehingga muatan mineral tecto
silikat adalah Si dengan muatan 4+ dan 2 O dengan muatan 4-, sehingga muatan
dalam mineral tersebut netral, dengan kata lain muatan pada tiap O adalah 0. Muatan
0 pada mineral tekto silikat menunjukkan bahwa mineral ini tidak membutuhkan
kation untuk kompensasi (Gambar 3.7). Mineral ini disamping sarang juga sangat
tahan lapuk.
Rumus umum: SiO2
Beberapa mineral yang termasuk tekto silikat :
1. Famili dari Quartz, (SiO2)
- Quartz
- Tridimit
- Kristobalit
- Opal
Geologi & Mineralogi Tanah
38
Mineral Primer Silikat
Mineral makin ke bawah kristalisasinya makin buruk sehingga makin mudah
lapuk
2. Jika terjadi penggantian 1 Si oleh 1 Al dan dikompensasi kation, maka terjadi :
dari SiO2
Si4O8
(Si3AlO8)-
dapat berupa :
- Si3AlO8K
Orthose/ortoklas
- Si3AlO8Na
Albit
3. Jika 2Al mengganti 2Si
[Si2Al2O8]=
Si4O8
- Si2Al2O8Ca
maka dikompensasi oleh Ca++
Anorthit
Penulisan dapat juga seperti berikut:
Si6 Al2 O16 K2
orthose
K2O 6SiO2 Al2O3
Si6 Al2 O16 Na2
albit
Na2O 6SiO2 Al2O3
Si4 Al4 O16 Ca2
anorthit
2CaO 4SiO2 2Al2O3 atau CaO 2SiO2 Al2O3
Mineral albit dan anorthit sering disebut sebagai plagioklas dan bahan pasir
piroklastik Gunung Merapi kaya akan mineral plagioklas. Plagioklas di alam dapat
ditemui sebagai campuran antara albit dan anorthit, sehingga dapat dibuat suatu seri
mineral albit-anorthit, seperti Tabel 3.2 di bawah ini.
Tabel 3.2. Seri mineral Albit-Anorthit di alam
No
1
2
3
4
5
6
Jenis mineral
Albit
Oligoklas
Andesin
Labradorit
Bytownit
Anorthit
Albit
100 - 91
90 - 71
70 - 51
50 - 31
30 - 11
10 - 0
Anorthit
0 - 9
10 - 29
30 - 49
50 - 69
70 - 89
90 - 100
Makin dominan kadar anorthitnya, maka mineral tersebut mudah lapuk,
demikian sebaliknya makin sedikit anorthitnya, mineral tersebut makin sukar lapuk.
Geologi & Mineralogi Tanah
39
Mineral Primer Silikat
Mineral tecto silikat yang mengandung kadar Al di dalamnya, maka berlaku: makin
tinggi penggantian Si oleh Al maka mineral tersebut makin mudah lapuk.
Batuan dialam umumnya tersusun atas berbagai mineral primer silikat; sering
dikatakan 9 mineral primer utama penyusun batuan adalah:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Olivin
Piroksen
Amphibol
Biotit
Muskovit
Anorthit
Albit
Ortoklas
Quartz
Mineral primer silikat, berdasarkan warnanya dapat digolongkan menjadi
dua: mineral berwarna gelap / hitam, disebut juga mineral mafik (basic) dan mineral
berwarna cerah / putih, disebut juga mineral felsik (alsi). Urutan mineral hitam/mafik
dan urutan mineral felsik seperti ditunjukkan dalam Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Kelompok mineral mafik/gelap dan mineral felsik/cerah.
No Mineral (mafik/hitam/gelap) Mineral (felsik/putih/cerah)
1 Olivin
Anortit
2 Augit
Bitownit
3 Hipersten
Labradorit
4 Amphibol
Andesin
5 Biotit
Oligoklas
6
Albit
7
Ortoklas
8
Muskovit
9
Kwarsa
Urutan dari paling mudah lapuk adalah mineral berbentuk Neso silikat, Ino
silikat tunggal, Ino silikat ganda, Philo silikat dan Tekto silikat; sifat ini diikuti oleh
BJ makin kecil dan susunan mineral makin longgar/sarang; juga diikuti oleh muatan
mineral makin netral ditandai oleh muatan - dari O makin rendah; juga diikuti oleh
gabungan O dalam tetrahedral makin besar.
Sifat mineral yang lain sangat berkaitan dengan unsur penyusun/komposisi
mineral, ikatan kimia dan nilai elektronegativitas; seperti uraian di bawah ini.
Geologi & Mineralogi Tanah
40
Mineral Primer Silikat
3.2 Potensial ionik sebuah unsur
Nilai potensial ionik adalah perbandingan antara besarnya valensi unsur/jarijari unsur tersebut; makin besar nilai valensi dan makin kecil jari-jari sebuah unsur
maka nilai potensial ionik makin besar. Urutan nilai potensial ionik (ionic strength)
berbagai atom disajikan dalam Tabel 3.4.
Tabel 3.4. Urutan nilai potensial ionik atom penyusun mineral.
No
Atom/unsur
1
K
2
Na
3
Ca
4
Fe-ferro
5
Mg
6
H
7
Fe-ferri
8
Al
9
Si
Sumber: Paton, 1978
Muatan/Valensi
1+
1+
2+
2+
2+
1+
3+
3+
4+
i
1.33
0.97
0.99
0.74
0.66
0.30
0.64
0.51
0.42
Potensial ionik
0.75
1.03
2.02
2.70
3.03
3.33
4.68
5.88
9.52
Nilai potensial ionik dari suatu atom/unsur makin besar, maka daya ikat
ataupun reaksi terhadap unsur pembentuk anion, seperti O makin besar. Si yang
mempunyai nilai terbesar, akan berikatan lebih kuat dari pada Al terhadap O;
sehingga ikatan tetrahedral SiO2 adalah paling kuat dibandingkan dengan ikatan Al
dengan O pada octahedral sebagai Al(OH)6, karena O disini harus juga mengimbangi
kehadiran H. Tabel 3.4. menunjukkan bahwa nilai potensial ionik dimulai dari yang
paling kuat adalah Si, Al, Fe-ferri, H, Mg, Fe-ferro, Ca, Na dan K; tampak bahwa
unsur H meskipun mempunyai valensi 1+ (rendah) tetapi mempunyai daya desak
terhadap unsur setingkat di bawah Fe-ferri. Hal ini sangat ditentukan oleh jari-jari H
yang sangat kecil, bahkan di dalam molekul H2O, hydrogen ini berada di dalam
selimut elektron dari atom O. Nilai potensial ionik H yang cukup besar ini
menyebabkan atom H mampu mendesak semua kation bervalensi 1 + seperti K, dan
Na serta kation bervalensi 2+ seperti Mg, Fe-ferro dan Ca; dengan kata lain air
mampu melarutkan kation dalam batuan; atau air mampu melapukkan batuan.
Hidrogen penyusun air (H2O) di alam mampu melarutkan kation-kation
bervalensi 1 di alam banyak dijumpai sebagai unsur alkali dari batuan (mineral
phyllo dan tekto silikat) dan kation bervalensi 2 di alam banyak dijumpai dalam
Geologi & Mineralogi Tanah
41
Mineral Primer Silikat
unsur alkali tanah ataupun Fe-ferro yang larut air, berasal dari mineral neso, ino
tunggal dan ganda mineral silikat.
Kehadiran air tanah (yang berasal dari presipitasi air hujan) dalam profil
tanah sangat berperan dalam melarutkan senyawa alkali dan alkali tanah serta Feferro dari bentuk padat dalam batuan menjadi larut air sehingga tersedia bagi
perakaran tanaman.
3.3 Kenetralan muatan mineral silikat
Mineral silikat di samping yang telah diuraikan di atas, masih ada bentuk lain
seperti bentuk Soro (ikatan dua tetrahedral) dan bentuk Cyclo (ikatan enam
tetrahedral) yang juga dapat dijumpai di alam, sehingga disini perlu di bahas tingkat
kenetralan muatannya untuk dibandingkan dengan jenis mineral primer silikat yang
lain, seperti dalam Tabel 3.5.
Tabel 3.5. Muatan negatif yang terdapat dalam setiap atom O.
No
Kelompok
mineral
Jenis mineral
Rumus
umum
1
2
3
4
5
6
7
NESO/ORTHO
SORO
CYCLO
INO tunggal
INO ganda
PHYLLO
TECTO
Olivin
Hemimorphit
Tourmalin
Augit
Hornblend
Muskovit
Quartz
SiO4
Si2O7
Si6O18
Si2O6
Si4O11
Si2O5
SiO2
Selisih
%
Jumlah
muatan muatan
O
negatif tiap O
Si12O48
48 100
Si12O42
36 86
Si12O36
24 66
Si12O36
24 66
Si12O33
18 54
Si12O30
12 40
Si12O24
00
Tabel 3.5 menunjukkan bahwa jenis mineral olivin mempunyai O yang
bermuatan negatif 100%, maka membutuhkan kation kompensator paling besar,
sehingga bersifat mudah lapuk. Mineral kwarsa yang tiap O dalam tetrahedral tidak
mempunyai muatan negatif, maka tidak memerlukan kation kompensator, sehingga
sangat tahan lapuk. Kation kompensator adalah unsur yang bersifat sebagai
pelengkap agar secara total suatu mineral di alam bermuatan netral. Kation
kompensator ini tidak ikut menjadi penyusun jaringan mineral baik tetrahedral Si
maupun oktahedral Al, meskipun demikian kehadirannya ikut menetralkan muatan
mineral.
Geologi & Mineralogi Tanah
42
Mineral Primer Silikat
3.4. Ikatan kimia di alam
Setiap atom terdiri atas inti atom yang mengandung proton bermuatan + dan
Netron yang netral/tidak bermuatan; dan di kelilingi oleh awan elektron. Ketiga
komponen atom tersebut mempunyai sifat yang berbeda. Proton dan netron
mempunyai massa; sehingga jumlah proton+netron ini menjadi acuan massa atom.
Massa atom ini menjadi penentu BA/BM sebuah atom/molekul. Elektron tidak
mempunyai massa karena sangat kecil, meskipun demikian di dalam atom jumlah
elektron selalu = jumlah proton dan menjadi acuan untuk nomor atom. Contoh
11
Na23, menunjukkan bahwa atom Na mempunyai elektron atau proton sejumlah 11
sebagai nomor atom; jumlah proton + netron sebesar 23 sebagai massa atom; dan
mempunyai netron sejumlah BA – No atom atau 23 – 11= 12 netron. Contoh lain
13
Al27, menunjukkan bahwa aluminium mempunyai nomor atom 13 = jumlah
elektron; dan mempunyai berat atom/massa atom 27 = jumlah proton+netron;
sehingga jumlah netron = 27 (BA) – 13 (No atom) = 14 netron.
Elektron yang mengorbit nucleus/inti atom mengelompok dalam selimut /
jalur orbit elektron yang disebut jalur 1, 2, 3, 4, 5, dan 6, dan seterusnya; disebut juga
sebagai selimut K, L, M, N, O, P dan seterusnya. Tiap selimut elektron ini
mempunyai daya tampung berbeda, sesuai dengan rumus jumlah elektron dalam
selimut ke n = (2) x (n)2, sehingga untuk tiap selimut dapat menampung elektron
sebanyak:
Jumlah elektron dalam selimut 1 (K) sebanyak = 2 x 12
= 2
Jumlah elektron dalam selimut 2 (L) sebanyak = 2 x 2
2
= 8
Jumlah elektron dalam selimut 3 (M) sebanyak = 2 x 32
= 18
Jumlah elektron dalam selimut 4 (N) sebanyak = 2 x 42
= 32
Jumlah elektron dalam selimut 5 (O) sebanyak = 2 x 52
= 50
Jumlah elektron dalam selimut 6 (P) sebanyak = 2 x 62
= 72
Atom disebut stabil jika jumlah elektron pada selimut paling luar adalah 2, 8 atau 18;
beberapa contoh digambarkan sebagai berikut:
1. Aluminium tertulis 13Al27 maka sebaran elektron adalah
Dalam selimut K sebanyak 2 buah
Dalam selimut L sebanyak 8 buah
Geologi & Mineralogi Tanah
43
Mineral Primer Silikat
Dalam selimut M jumlah elektron sebanyak 3 buah, keadaan ini menunjukkan bahwa
elektron pada selimut terluar tidak stabil karena tidak berjumlah 2 atau 8.
2. Ferrum tertulis 26Fe56, maka sebaran elektron adalah
Dalam selimut K jumlah elektron sebanyak 2 buah
Dalam selimut L jumlah elektron sebanyak 8 buah
Dalam selimut M jumlah elektron sebanyak 16 buah, keadaan ini menunjukkan
bahwa elektron pada selimut terluar tidak stabil karena jumlah elektron tidak 2, 8
atau 18.
3. Chloride tertulis 17Cl35, maka sebaran elektron adalah
Dalam selimut K jumlah elektron sebanyak 2 buah
Dalam selimut L jumlah elektron sebanyak 8 buah
Dalam selimut M jumlah elektron sebanyak 7 buah, keadaan ini menunjukkan bahwa
elektron paling luar tidak stabil karena tidak berjumlah 2, 8 atau 18.
4. Neon tertulis 10Ne20, maka sebaran elektron adalah
Dalam selimut K jumlah elektron sebanyak 2 buah
Dalam selimut L jumlah elektron sebanyak 8 buah, elektron pada selimut terluar
stabil karena berjumlah 8, hal ini sesuai dengan sifat unsur Neon sebagai gas
mulia/tidak mudah bereaksi karena sudah stabil.
5. Argon tertulis 18Ar40, maka sebaran elektron adalah
Dalam selimut K jumlah elektron sebanyak 2 buah
Dalam selimut L jumlah elektron sebanyak 8 buah
Dalam selimut M jumlah elektron sebanyak 8 buah, keadaan ini menunjukkan bahwa
elektron pada selimut terluar sudah stabil karena berjumlah 8, sesuai dengan sifat gas
Argon sebagai gas mulia.
Dari uraian di atas, maka secara singkat dapat dimengerti bahwa jumlah
elektron pada selimut paling luar berperan dalam penentuan stabilitas sebuah unsur.
Hal ini dapat dijelaskan bahwa nilai valensi suatu unsur ternyata juga berkaitan
dengan tingkat kestabilan dari jumlah elektron pada selimut terluar. Unsur yang
jumlah elektronnya kurang dari 2 atau 8 cenderung mengambil elektron dari atom
lain atau atom yang akan menjadi anion; sebaliknya unsur yang selimut terluarnya
mempunyai elektron lebih dari 2 atau 8 cenderung memberikan elektron ke atom
lain, sehingga menjadi calon kation, seperti dalam Tabel 3.6.
Geologi & Mineralogi Tanah
44
Mineral Primer Silikat
Tabel 3.6. Perbandingan valensi unsur bersifat kation dan anion.
Unsur
H
Na
Mg
Ca
Al
Si
Jumlah elektron
terluar
1
1
2
2
3
4
Valensi
Unsur
1
1
2
2
3
4
F
Cl
O
S
N
C
Jumlah elektron
terluar
7
7
6
6
5
4
Valensi
1
1
2
2
3
4
Berdasar sifat atom beserta komponennya maka unsur di alam dapat bereaksi
satu dengan lainnya sebagai molekul atau radikal. Ikatan kimia unsur di alam baik
dalam berbagai batuan, tanah, larutan tanah, dalam air dan udara, dapat digolongkan
menjadi lima bentuk ikatan. Ikatan kimia ini mempunyai ciri masing-masing yang
berkaitan dengan kestabilan jumlah elektron dalam selimut terluar, sebagai gambaran
yang jelas yaitu:
a.
Ikatan ionik (ikatan heteropolar=kutub + dan -)
Ikatan ionik terbentuk jika dua jenis atom berikatan, dengan cara atom satu
berubah sebagai kation (bermuatan +) karena memberikan elektron kepada atom lain
yang berubah menjadi anion (bermuatan -) karena menerima elektron dari atom lain.
Contoh adalah ikatan antara
11
Na23 dengan
17
Cl35, sehingga dapat digambarkan
bahwa untuk Na mempunyai elektron pada K = 2 buah pada L = 8 buah sehingga
pada M = 1 buah elektron; sehingga tidak stabil. Na akan stabil jika melepas 1
elektron agar kulit M mempunyai 8 buah elektron; sisa elektron adalah 10– padahal
jumlah proton adalah 11+; maka Na menjadi bermuatan 1+ atau menjadi kation
(Gambar 3.6).
Atom Cl mempunyai 17 elektron yang terdapat pada K=2 buah, L=8 buah
dan pada M=7 buah; kulit terluar mempunyai jumlah elektron 7 buah, sehingga tidak
stabil, agar Cl stabil maka harus mengambil 1 buah elektron agar kulit M mempunyai
elektron sejumlah 8 buah. Jumlah elektron pada Cl adalah 18 buah atau 18-, padahal
jumlah muatan proton adalah 17 +; maka atom Cl menjadi anion yang bermuatan 1-.
Ikatan antara Na sebagai kation dengan Cl sebagai anion disebut ikatan ionik (ikatan
antara kation dengan anion). Ikatan ionik sering dijumpai pada ikatan antara logam
dengan bukan logam, dalam larutan asam dan larutan garam.
Geologi & Mineralogi Tanah
45
Mineral Primer Silikat
Ion-ion gas NaCl
Padat, NaCl kristalin
Gambar 3.8. Skema ikatan ionik antara unsur Na dengan Cl (Hefferan and O’Brien,
2010)
b. Ikatan kovalen (homopolar=elektron yang sama)
Ikatan kovalen terjadi karena beberapa elektron terluar digunakan oleh dua
unsur secara bersama-sama/patungan, agar keduanya mempunyai jumlah elektron di
selimut terluar stabil, dengan jumlah 2, 8 atau 18. Contoh, ikatan antara dua atom
bukan logam, seperti Cl2; O2; CH4; PCl3; H2O dan lain-lain. Gambaran ikatan
kovalen seperti Gambar 3.7.
Gambar 3.9. Ikatan kovalen dari O2, H2O dan CH4 (Jespersen et al., 2012)
c.
Jembatan hidrogen
Jembatan H (H bonding) mempunyai
ikatan yang kuat terutama dengan atom O, C dan
unsur
P (unsur bukan logam); seperti pada
hiroksida/OH.
Jembatan
menghubungkan
antara
organik-H-organik
atau
H
ini
dapat
lempung-H-lempung;
lempung-H-organik
(Gambar 3.8).
Gambar 3.10. Ikatan jembatan Hidrogen
(H bonding) (Jespersen et al., 2012)
Geologi & Mineralogi Tanah
46
Mineral Primer Silikat
d. Ikatan metalik
Ikatan metalik dicirikan oleh ikatan antar unsur yang sama tanpa kehadiran
unsur lain, contoh Zn-Zn; Au-Au, Pt-Pt; Al-Al; hal ini dapat terjadi karena elektron
dalam atom logam ini sangat mobil/aktif, sehingga logam bersifat dapat ditempa,
mengkilat dan mempunyai konduktivitas (menghantarkan listrik) tinggi.
e. Ikatan van der waals (ikatan bipolar/dipolar)
Ikatan yang terjadi antara kation (atom +) dengan anion (atom -), sehingga
membentuk ikatan listrik; muatan dapat berasal dari sebuah atom ataupun sebuah
molekul (kumpulan atom). Ikatan van der Waals ini menjadi penyebab proses
dispersi pada berbagai bahan oleh molekul H2O, karena H+ sebagai kutub + dan OHsebagai kutub -.
Contoh ikatan dipolar antara lain pada: CH3-Cl, H2O (Gambar 3.9). Ikatan
dispersi ini paling lemah dibandingkan dengan bentuk 4 ikatan sebelumnya, karena
berbentuk elektro statis; tetapi dalam larutan berperan cukup besar sehingga antar
lempeng lempung dapat bersifat dispers oleh kehadiran kutub (+) dan (-) dari air.
Kutub
Gambar 3.11. Bentuk kutub CH3-Cl dan H2O (Jespersen et al., 2012).
Keragaman mineral dalam batuan sangat menentukan tingkat kesuburan,
mudah atau sukarnya batuan mengalami pelapukan dan sifat fisik dari tanah seperti
tekstur dan konsistensi tanah. Sifat mineral dari/kristal penyusun batuan dapat
diamati di lapangan dengan berdasar pada klasifikasi sifat mineral seperti dalam
uraian berikut ini.
Geologi & Mineralogi Tanah
47
Mineral Primer Silikat
3.5 Sifat-sifat fisik mineral
Kristal atau mineral adalah bentukan alam karena proses kristalisasi baik oleh
pembekuan ataupun oleh sedimentasi, atau oleh akumulasi karena adanya
penjenuhan. Proses kristalisasi akan menghasilkan bentuk yang teratur untuk tiap
komposisi kimia sebuah senyawa; yaitu akibat proses tarik menarik antar atom
penyusun kristal saat berubah bentuk dari gas atau cair menjadi bentuk padat;
sehingga bentuk kristal suatu senyawa akan bersifat permanen sesuai dengan
komposisinya. Mineral dapat dibedakan berdasar beberapa sifat, antara lain: sifat
tanggapan terhadap X-rays; sifat optik, agregasi kristal dan sifat fisik. Sifat kristal
yang mudah diamati di lapangan dan laboratorium adalah sifat fisik dan yang
berkaitan dengan pantulan cahaya.
Sifat fisik mineral meliputi: sistem sumbu; belahan; kekerasan; berat jenis;
kilap; warna, goresan/cerat dan sifat dalam mineral/kristal, yang akan diuraikan
berturutan (Graha, 1987).
a. Bentuk/sistem sumbu
Bentuk kristal digolongkan menjadi 6 sistem, yaitu sistem regular, tetragonal,
hexagonal, rhombis, monoklin dan triklin, seperti uraian di bawah, yaitu:
1. Sumbu regular/isometrik/cubik
Sumbu a, b dan c saling tegak lurus, panjang a = b = c, magnetit, garnet,
galena, pirit dan intan.
Gambar 3.12. Sumbu kristal regular/isometrik/cubik (Hefferan and
O’Brien, 2010)
2. Sumbu tetragonal
Sumbu a, b dan c saling tegak lurus tetapi panjang sumbu a = b # c,
zircon, rutil, kalkopirit, nickel sulfat.
Geologi & Mineralogi Tanah
48
Mineral Primer Silikat
Gambar 3.13. Sumbu Kristal tetragonal (Hefferan and O’Brien, 2010)
3. Sumbu heksagonal, trigonal dan rhombohedral
3.a. Heksagoanl dan trigonal adalah, sumbu a, b, d dalam satu bidang,
saling bersudut 120 o dan tegak lurus terhadap sumbu c; dan panjang
sumbu a = b = d # c, yang heksagonal: beril, kwarsa; yang trigonalpiramidal: apatit.
Gambar 3.14. Sumbu Kristal heksagonal (Hefferan and O’Brien, 2010)
3.b. Rhombohedral adalah, sumbu a, b, dan d dalam satu bidang tetapi
tidak saling membentuk sudut 120 o, bidang horizontal tegak lurus
terhadap sumbu c; dan panjang sumbu a = b = d # c, kalsit,
tourmalin, kwarsa.
Gambar 3.15. Sumbu Kristal rhombohedral (Hefferan and O’Brien, 2010)
Geologi & Mineralogi Tanah
49
Mineral Primer Silikat
4. Sumbu rhombis/prismatik/orthorhombik
Sumbu a, b dan c saling tegak lurus, tetapi panjang a # b # c, forsterit,
krisolit (olivin), fayalit, barit, hipersten dan topaz.
Gambar 3.16. Sumbu kristal rhombis/prismatik/orthorhombik (Hefferan and
O’Brien, 2010)
5. Sumbu monoklin/oblique
Sumbu a dan c tidak tegak lurus, dalam satu bidang tegak lurus sumbu b,
panjang a # b # c, gypsum, augit, amphibol, biotit, muskovit, orthoklas.
Gambar 3.17. Sumbu Kristal monoklin/oblique (Hefferan and O’Brien,
2010)
6. Sumbu triklin/sumbu anortit
Sumbu a, b dan c saling membentuk sudut tumpul (saling tidak tegak
lurus) dan panjang sumbu a # b # c, mikroklin, albit, anorthit.
Gambar 3.18.
Geologi & Mineralogi Tanah
Sumbu Kristal triklin/sumbu anortit (Hefferan and
O’Brien, 2010).
50
Mineral Primer Silikat
b. Belahan (cleavage)
Belahan adalah kecenderungan suatu mineral/kristal yang terkena pukulan
menjadi pecah dengan bentuk bidang halus/rata/licin tertentu; yang berkaitan dengan
gaya kohesi di dalam bahan tersebut.
Belahan kristal dinilai dari tiga faktor:
1. mudah
atau
tidak
kristal
dibelah,
kristal
yang
berbentuk
lempeng/tetragonal lebih mudah dibelah contoh pada kristal mika
2. bentuk bidang belahan, sangat berkaitan bidang batas, makin
sederhana, bentuk belahan makin jelas (sistem reguler lebih jelas dari
pada sistem heksagonal), contoh kalsit maupun kwarsa mempunyai
bidang belahan lebih jelas dari pada ortoklas.
3. arah belahan, sangat ditentukan oleh sistem sumbu kristal.
Belahan dari berbagai sistem kristal dapat disampaikan sebagai berikut:
i. Sistem regular:
1. heksaedris bila sejajar dengan heksaeder: galenit, halit
2. oktaedris, bila sejajar dengan bidang oktaeder: intan, fluorit
3. rhomben dodekaedris, sperti pada sodalit
ii. Sistem tetragonal:
1. basal, pada apophilit
2. prismatis, pada rutil, zircon
3. piramidal, pada wulfenit
iii. Sistem heksagonal:
1. basal, pada beril, apatit
2. prismatik, pada nefelin
3. rhomboedris, pada kalsit, dolomit, siderit
iv. Sistem rhombis:
1. basal atau pinakoidal, pada anhidrit, barit, topaz
2. prismatik, pada piroksen
v. Sistem monoklin:
1. basal, pada ortoklas, mika, epidot, khlorit
2. pinakoidal, pada gipsum, ortoklas
Geologi & Mineralogi Tanah
51
Mineral Primer Silikat
vi. Sistem triklin:
1. basal, pada plagioklas, mikroklin
2. pinakoidal, pada kyanit, plagioklas
c. Pecahan (fracture)
Bidang yang dapat membelah selalu diselingi oleh bukan bidang belahan
(sering dikenal sebagai pecahan). Bentuk pecahan dapat dibedakan menjadi beberapa
macam, antara lain:
i. conchoidal, bentuk pecahan seperti rumah siput (lapisan telur putih
yang dicuplik), pada kwarsa,
ii. kasar dan tajam-tajam (hackly), seperti pada tembaga jika dipatahkan,
iii. seperti tanah (even), pada kapur, kaolin, bauxit, dan
iv. tidak beraturan (uneven), pada albit, anortit, ortoklas
d. Kekerasan (hardness)
Tingkat kekerasan dibandingkan dengan ketahanan sebuah mineral jika
mengalami penggoresan (adu batu mulia); mineral lunak akan tergores oleh mineral
keras. Mineral yang akan diuji tingkat kekerasannya digores dengan mineral anggota
skala Mohs. Tingkat kekerasan mineral dapat diketahui dengan bantuan Skala Mohs,
yaitu urutan tingkat kekerasan beberapa mineral yang dikuantitatifkan, seperti pada
Tabel 3.7.
Tabel 3.7. Tingkat kekerasan Skala Mohs, berbagai jenis mineral.
Tingkat
kekerasan
1
2
3
4
5
Mineral
Talk
Gipsum
Kalsit
Fluorit
Apatit
Tingkat
kekerasan
6
7
8
9
10
Mineral
Feldspar
Kwarsa
Topaz
Korundum
Intan
Mineral yang teruji jika tidak tergores mempunyai kekerasan lebih tinggi,
mineral yang diuji, digores mulai dari mineral paling lunak bertahap meningkat
makin keras, sampai mineral yang teruji tergores, berarti mempunyai kekerasan lebih
rendah dari mineral penguji.
Geologi & Mineralogi Tanah
52
Mineral Primer Silikat
Penentuan tingkat kekerasan ada beberapa cara, antara lain dengan
pengasahan (grinding methode), pengeboran (drilling methode) dan cara penekanan
(pressing methode), dengan asumsi bahwa untuk tingkat kekerasan mineral
korundum = 1000; masing-masing cara disajikan dalam Tabel 3.8.
Tabel 3.8. Perbandingan tingkat kekerasan beberapa metode uji kekerasan mineral
Skala
Jenis
Skala
Cara bor
Cara Asah
Cara tekan
MOHS mineral
POSCHL
PFAFF
ROSIWALL AUERBACH
1
Talk
2,3
1,125
0,03
4,4
2
Gipsum
9,5
13,5
1,25
12.5
3
Kalsit
22,5
24
4,5
80
4
Fluorit
35,5
38
5,0
100
5
Apatit
55,0
72
6,5
201
6
Feldspar
108,0
200
37
220
7
Kwarsa
300,0
300
120
268
8
Topaz
450,0
460
175
457
9
Korundum
1000,0
1000
1000
1000
10
Intan
14000
2200
Tampak bahwa masing-masing metode menghasilkan kisaran skala yang
berbeda, sehingga dalam menyampaikan data tingkat kekerasan sebaiknya
mencantumkan metode yang digunakan, agar mempermudah penafsiran datanya.
GOLDSCHMIDT mendapatkan hubungan antara kekerasan mineral dengan
beberapa sifat kristal seperti berikut:
1. Mineral yang tersusun atas kation bivalen, maka kekerasan mineral
meningkat dengan jari-jari atom makin kecil, seperti dalam Tabel 3.9.
Tabel 3.9. Hubungan tingkat kekerasan dengan jari-jari atom
Atom
Kekerasan (mohs)
Jarak (Å)
Mg
Ca
Sr
Ba
6,5
2,10
4,5
2,40
3,5
2,57
3,3
2,77
Tabel 3.9 menunjukkan bahwa makin kecil jari-jari atom penyusun mineral,
maka diikuti oleh peningkatan kekerasan mineral.
2. Mineral yang tersusun atas kation dengan jarak yang sama, maka kekerasan
meningkat dengan peningkatan nilai valensi, seperti dalam Tabel 3.10.
Geologi & Mineralogi Tanah
53
Mineral Primer Silikat
Tabel 3.10. Hubungan jarak dengan kekerasan mineral.
Struktur garam Na-Cl, isometrik
Unsur
LiCl
MgS
LiF
MgO
NaCl
CaS
Jarak (Å)
Kekerasan (mohs)
2,57
3
2,59
4,5-5
2,02
3,3
2,10
6,5
2,81
2,5
2,84
4,0
Struktur Intan, tetragonal
Unsur
Jarak (Å)
Kekerasan (mohs)
Cu Br
Zn Se
Ga As
Ge Ge
2,46
2,4
2,45
3-4
2,44
4,2
2,43
6
Data Tabel 3.10. menunjukkan bahwa untuk jarak/jari-jari molekul yang
sama, maka kenaikan valensi diikuti oleh peningkatan kekerasan.
e. Berat jenis (specific gravity)
Nilai BJ sering digunakan sebagai pembeda mineral karena mudah dilakukan,
yaitu dengan bantuan piknometer; jika mineral yang diukur tidak larut air, maka
dilakukan perendaman dengan air dan perhitungannya dikalikan dengan BJ air; tetapi
jika mineralnya larut air, maka perendaman dilakukan dengan alcohol dan
perhitungannya dikalikan dengan BJ alkohol. BJ mineral secara cepat dapat
dibedakan antara mineral berat (BJ > 2,8) dengan mineral ringan (BJ < 2,8), yaitu
dengan bantuan cairan HBr (dengan BJ=2.8); mineral ringan mengapung dalam
cairan HBr. Pengukuran BJ dengan piknometer dapat dilaksanakan dalam sehari;
sebaliknya dengan caran berat perlu waktu 3 hari termasuk pengovenan, meskipun
kedua cara tersebut termasuk mudah dilaksanakan.
f. Kilap/kilauan (luster)
Kilap/kilauan adalah kenampakan pantulan cahaya oleh mineral; dinilai dari
dua segi, yaitu jenis kilap dan intensitas kilap. Jenis kilap dapat dibedakan menjadi:
1. metalik, kilap dari logam, emas, timbal, perak atau pirit
2. submetalik, kilap dari logam yang permukaannya tidak licin, galena,
bismuth, wolframit, uraninit
3. adamantin, kilauan dari intan, korundum, zircon, rutil
4. vitreous, kilap dari kaca yang pecah, pada kwarsa, beril, garnet
Geologi & Mineralogi Tanah
54
Mineral Primer Silikat
5. resinous/waxy, kilap dari resin kuning belerang, serpentin, fosfat
6. greasy, seperti vaselin/gemuk, nephelin, talk
7. pearly, kilap dari mutiara (karibian), pada asbes, gipsum, feldspar
8. silky, kilap seperti sutra, seperti pada serat gipsum, asbes, kalsit
9. earthy (tanah), pada bauksit
Intensitas dari kilap dibedakan menjadi empat jenis, yaitu:
1. dull, kusam atau pudar
2. splendent, memancar/berpendar
3. shining, mengkilat
4. glistening, (seperti cermin) memantulkan cahaya
g. Warna (color)
Warna mineral adalah sifat fisik yang paling mudah dikenali, dan dapat
dibedakan menjadi dua kelompok warna, yaitu warna idiokromatis (warna yang
selalu tetap) dan warna allokromatis (warna murni tertutup oleh berbagai campuran,
dapat berasl dari pengisian, pencampuran maupun pigmen warna.
Contoh warna murni dari idiochromatis, antara lain:
Belerang kuning; pirit kuning, kalkopirit jingga kekuningan; magnetit hitam;
galenit kelabu hitam, kwarsa putih, olivin hijau tua dan lain-lain.
Contoh warna allochromatis, contoh kwarsa murni adalah transparan atau
putih, tetapi dapat berwarna ungu (amethyst) jika ada Na; merah muda jika ada Cr,
keemasan jika ada sitrin dan lain-lain.
h. Goresan/cerat (streak)
Cerat mineral adalah warna bubuk mineral, sering digunakan dalam
determinasi mineral, meskipun warna mineral dapat beragam, tetapi cerat mineral
tersebut adalah tetap. Warna cerat didapat dari penggerusan ataupun penggoresan
pada lempeng porselin yang belum diglassur (dilapisi). Warna tiga mineral yang
sama hitam, yaitu hematit, gutit dan magnetit, jika diceratkan pada keeping porselin
(warna putih), mempunyai cerat berbeda:
1. Hematit, cerat coklat tua
2. Gutit, cerat coklat kekuningan
3. Magnetit, cerat hitam
Geologi & Mineralogi Tanah
55
Mineral Primer Silikat
i. Sifat dalam (tenacity)
Sifat
dalam
mineral
meliputi
tanggapan
bahan
tersebut
terhadap
pembengkokan, penekanan, pemotongan maupu penghancuran dan lain-lain. Sifat
dalam suatu kristal dapat berupa:
1. kenyal/elastis: keping tipis mika dapat dibengkok tidak patah dan kembali
seperti semula saat dilepas,
2. fleksibel/plastis/liat: mineral dapat dibengkokkan tidak patah dan saat
dilepas tidak kembali (seperti bahan lempung) contoh mineral talk dan
asbes,
3. dapat dipilin, contoh mineral emas dan tembaga,
4. rapuh/getas, mudah dihancurkan/digerus tetapi tidak dapat dipotong/diiris
dengan pisau, pada mineral kwarsa dan kalsit dan
5. mudah ditempa, seperti pada kristal emas dan tembaga.
Bab menguraikan tentang 9 jenis mineral primer silikat penyusun dari 5
famili batuan, baik berbentuk plutonik, volkanik maupun piroklastik/effusif.
Ringkasan Bab 3 : MINERAL PRIMER SILIKAT
1. Magma yang membeku dibagi menjadi tiga bentuk: 1). Batuan beku
dalam/plutonik/intrusi bawah, membeku pada kedalaman > 3 km; 2). Batuan
beku luar/volkanik/intrusi atas, membeku pada kedalaman 0 - < 3 km; 3).
Batuan efusif/lava/ekstrusi/lahar/bahan piroklastik yang memancar keluar dan
dapat berupa obsidian, scoria, pumice, aglomerat dan tuff.
2. Komposisi lapisan magma yang cair (suhu antara 480 - 2000 oC) dibagi tiga,
paling atas lapisan BJ ringan AlSi (kaya akan Si, Al, K dan Na) suhu 480 –
600 oC warna putih dan bersifat kental; lapisan tengah BJ menengah SiMa
(imbang antara Si, Al, K dan Na dengan Fe, Mg dan Ca) suhu 1000 oC, warna
kelabu dan bersifat ½ kental; lapis bawah BJ berat (kaya akan Fe, Mg dan
Ca) suhu 2000 oC, warna hitam bersifat encer. Lapisan teratas membentuk
batuan
benua/granitik/felsik;
lapisan
bawah
membentuk
batuan
samudera/basaltik/basik.
Geologi & Mineralogi Tanah
56
Mineral Primer Silikat
3. Batuan beku dalam kerak bumi didominasi oleh tetrahedral Si, yang
membentuk 5 famili mineral primer silikat: neso/ortho silikat (SiO 4)[Fe,Mg]2
mineral paling mudah lapuk; Ino silikat tunggal (Si2O6)[Fe, Mg, Ca]2; Ino
silikat ganda (Si4O11)[Fe, Mg, Ca]2; phillo silikat (Si2O5) dan tekto silikat
(SiO2) mineral paling sukar lapuk.
4. Potensial ionik adalah perbandingan antara valensi/jari-jari atom; valensi
atom makin besar diikuti oleh jari-jari atom makin kecil akan mempunyai
potensial ionik tinggi; urutan nilai potensial ionik dari kation mulai dari yang
terkecil (daya ikat/daya desak rendah) adalah: K (0,75), Na (1,03), Ca (2,02),
Fe-ferro (2,70), Mg (3,03), H (3,33), Fe-ferri (4,68), Al (5,88) dan Si (9,52).
Kation H yang bervalensi 1, dapat mendesak semua kation bervalensi 1 (K
dan Na) dan 2 (Ca, Fe-ferro dan Mg).
5. Ikatan kimia di alam dibedakan menjadi 5 bentuk: ikatan ionik (antara
kation/donor elektron dengan anion/aseptor elektron); ikatan kovalen (kedua
atom memanfaatkan elektron secara bersama-sama); jembatan H (H bonding;
baik terhadap koloid anorganik lempung maupun koloid organik humus);
ikatan metalik (ikatan atom logam satu dengan yang lain tanpa atom
perantara); ikatan van der Waals/bipolar, air berfungsi sebagai kutub + (H+)
dan kutub – (OH-).
6. Sifat mineral meliputi: sumbu kristal (ada 6 sistem), belahan (3 faktor
penentu), pecahan (ada 3 bentuk), kekerasan (10 skala Mohs), berat jenis
(ringan dan berat), kilap (8 jenis dan 4 intensitas), warna, cerat dan sifat
dalam.
LATIHAN
a. Berikan gambaran yang jelas tentang bentuk batuan beku berdasar pada
posisi dan kedalaman pembekuan magma?
b. Berikan keterangan tiga tipe lapisan mantel/magma, dan akan membentuk
jenis batuan apa?
Geologi & Mineralogi Tanah
57
Mineral Primer Silikat
c. Berikan skema famili neso silikat beserta rumus umum, muatan O dan satu
contoh mineralnya.
d. Berikan skema famili ino silikat tunggal beserta rumus umum, muatan O dan
satu contoh mineralnya.
e. Berikan skema famili ino silikat ganda beserta rumus umum, muatan O dan
satu contoh mineralnya.
f. Berikan skema famili philo silikat beserta rumus umum, muatan O dan satu
contoh mineralnya.
g. Berikan skema famili tekto silikat beserta rumus umum, muatan O dan satu
contoh mineralnya.
h. Apakah yang dimaksud dengan potensial ionik? Berikan gambaran yang jelas
mengapa kation H bervalensi 1, mampu mendesak semua kation valensi 1
dan 2 dari batuan? Apa bukti bahwa kation 1 dan 2 dari batuan terlindi habis
selama proses pelapukan?
i. Berikan skema dan keterangan lengkap dari lima ikatan kimia di alam.
j. Berikan gambaran yang jelas tentang sumbu kristal
k. Berikan gambaran yang jelas tentang belahan (cleavage) mineral
l. Berikan gambaran yang jelas tentang pecahan (fracture) pada kristal
m. Berikan gambaran yang jelas tentang kekerasan (hardness) pada skala Mohs
n. Berikan gambaran penentuan berat jenis (specific gravity) dengan cairan berat
o. Berikan gambaran yang jelas tentang kilap (luster) berbgai mineral
p. Berikan gambaran yang jelas tentang warna (color) kristal
q. Berikan gambaran yang jelas tentang cerat (streak) mineral
r. Berikan gambaran yang jelas tentang sifat dalam (tenacity) beberapa mineral
Geologi & Mineralogi Tanah
58
Mineral Primer Silikat
TES FORMATIF
Hanya ada satu jawaban yang benar.
1. Proses pembekuan magma terjadi pada tiga posisi yang masing-masing
menghasilkan batuan beku yang berlainan; dimulai dari yang paling dalam:
a. Batuan effusive, batuan ekstrusi, batuan lelehan
b. Batuan plutonik, volkanik dan piroklastik
c. Batuan intrusi atas, intrusi bawah dan effusive
d. Batuan ekstrusi, intrusi atas dan intrusi bawah
e. Batuan lelehan, intrusi bawah dan intrusi atas
2. Berdasar pada BJ dan posisi, mulai dari atas/luar, lapisan magma dibedakan
menjadi:
a. Empat lapis SiAl, SiMa, Ultra SiMa dan Ultra Basik
b. Tiga lapis SiMa, Ultra Basik dan Basik
c. Empat lapis Ultra Basik, Basik, SiMa dan SiAl
d. Tiga lapis Felsik, Basik dan Ultra Basik
e. Empat lapis Felsik, Ultra Basik, Basik dan SiMa
3. Rumus umum mineral neso silikat adalah:
a. SiO4
b. Si2O6
c. Si4O11
d. Si2O5
e. SiO2
4. Rumus umum mineral phyllo silikat adalah:
a. SiO4
b. Si2O6
Geologi & Mineralogi Tanah
59
Mineral Primer Silikat
c. Si4O11
d. Si2O5
e. SiO2
5. Rumus umum mineral tekto silikat adalah:
a. SiO4
b. Si2O6
c. Si4O11
d. Si2O5
e. SiO2
6. Rumus umum mineral ino silikat ganda adalah:
a. SiO4
b. Si2O6
c. Si4O11
d. Si2O5
e. SiO2
7. Rumus umum mineral ino silikat tunggal adalah
a.
SiO4
b.
Si2O6
c.
Si4O11
d.
Si2O5
e.
SiO2
8. Mineral yang paling mudah lapuk adalah:
a. Kwarsa
b. Biotit
c. Amphibol
Geologi & Mineralogi Tanah
60
Mineral Primer Silikat
d. Hipersten
e. Olivin
9. Mineral yang paling sukar lapuk adalah:
a. Kwarsa
b. Biotit
c. Amphibol
d. Hipersten
e. Olivin
10. Mineral yang termasuk mika adalah:
a. Kwarsa
b. Biotit
c. Amphibol
d. Hipersten
e. Olivin
11. Mineral apa termasuk famili mineral Ino silikat tunggal:
a. Kwarsa
b. Biotit
c. Amphibol
d. Hipersten
e. Olivin
12. Mineral hornblende adalah sefamili dengan mineral:
a. Kwarsa
b. Biotit
c. Amphibol
d. Hipersten
Geologi & Mineralogi Tanah
61
Mineral Primer Silikat
e. Olivin
13. Nilai potensial ionik dari kation H+ adalah:
a. < dari kation valensi 1
b. < dari kation valensi 2
c. > dari kation valensi 3
d. > dari kation valensi 4
e. > dari kation valensi 2
14. Nilai potensial ionik makin besar, maka:
a. daya subtitusi isomorfik makin lemah
b. daya subtitusi isomorfik makin kuat
c. daya adhesi makin tinggi
d. afinitas unsur makin tinggi
e. afinitas unsur makin rendah
15. Ikatan kimia antara kation K dengan anion Cl disebut:
a. ikatan van der Waals
b. ikatan logam
c. ikatan hidrogen
d. ikatan kovalen
e. ikatan ionik
16. Ikatan kimia antara atom Ag dengan atom Ag, disebut:
a. ikatan van der Waals
b. ikatan logam
c. ikatan hidrogen
d. ikatan kovalen
e. ikatan ionik
Geologi & Mineralogi Tanah
62
Mineral Primer Silikat
17. Ikatan kimia antara atom N dengan atom N, disebut:
a. ikatan van der Waals
b. ikatan logam
c. ikatan hidrogen
d. ikatan kovalen
e. ikatan ionik
18. Kation yang diikat kutub H+ dan kutub OH- dari air, disebut:
a. ikatan van der Waals
b. ikatan logam
c. ikatan hidrogen
d. ikatan kovalen
e. ikatan ionik
19. Ikatan antara air dengan koloida anorganik maupun koloida organik, adalah:
a. ikatan van der Waals
b. ikatan logam
c. ikatan hidrogen
d. ikatan kovalen
e. ikatan ionik
20. Pada saat mengamati bidang batas mineral, berarti mengamati:
a. sumbu mineral
b. belahan kristal
c. pecahan mineral
d. kekerasan kristal
e. kilap
f. cerat
Geologi & Mineralogi Tanah
63
Mineral Primer Silikat
21. Pada saat mengamati morfologi mineral, berarti mengamati:
a. sumbu mineral
b. belahan kristal
c. pecahan mineral
d. kekerasan kristal
e. kilap
f. cerat
22. Pada saat menggores mineral dengan mineral lain, berarti mengamati:
a. sumbu mineral
b. belahan kristal
c. pecahan mineral
d. kekerasan kristal
e. kilap
f. cerat
23. Pada saat menggoreskan mineral pada lempeng keramik, berarti mengamati:
a. sumbu mineral
b. belahan kristal
c. pecahan mineral
d. kekerasan kristal
e. kilap
f. cerat
24. Pada saat mengamati pantulan cahaya mineral, berarti mengamati:
a. sumbu mineral
b. belahan kristal
c. pecahan mineral
Geologi & Mineralogi Tanah
64
Mineral Primer Silikat
d. kekerasan kristal
e. kilap
f. cerat
25. Pada saat mengamati patahan mineral, berarti mengamati:
a. sumbu mineral
b. belahan kristal
c. pecahan mineral
d. kekerasan kristal
e. kilap
f. cerat
UMPAN BALIK
Daya serap materi kuliah dapat diketahui oleh mahasiswa dengan menggunakan
rumus sebagai berikut :
Jumlah jawaban benar
Daya Serap =
X 100%
Jumlah total soal
TINDAK LANJUT
Bagi mahasiswa yang mempunyai nilai daya serap di bawah 70% diharapkan
untuk mengulangi sub-bab atau materi bab ini, sedangkan yang mempunyai nilai
daya serap 70% atau lebih dapat melanjutkan membaca bab berikutnya dengan
seksama sambil memperluas cakrawala cakupan materi dan memperkaya
wawasan dengan menambah bahan pustaka dan informasi dari sumber-sumber
lain untuk melengkapi materi dan pustaka yang ada.
Geologi & Mineralogi Tanah
65
Mineral Primer Silikat
KUNCI JAWABAN TEST FORMATIF
1. b
15. e
2. d
16. b
3. a
17. d
4. d
18. a
5. e
19. c
6. c
20. b
7. b
21. a
8. e
22. d
9. a
23. f
10. b
24. e
11. d
25.c
12. c
13. e
14. d
Geologi & Mineralogi Tanah
66
TTG Mineral untuk Ameoliran
Bab 10
TEKNOLOGI TEPAT GUNA PEMANFAATAN
MINERAL TANAH SEBAGAI BAHAN AMELIORAN
DI LAHAN PASIR PANTAI
10.1 Karakteristik lahan pasir pantai
Beberapa sifat kimia dan fisika tanah yang digunakan dalam penelitian tertera
dalam Tabel 10.1. Sifat-sifat tersebut merupakan karakteristik tanah pasir pantai,
Desa Bugel, Kecamatan Panjatan, Kabupaten Kulon Progo, Propinsi D.I.
Yogyakarta. Sifat-sifat tanah pasir pantai yang tercantum pada Tabel 10.1
menggambarkan beberapa permasalahan di tanah pasir pantai dari sifat fisika
maupun kimia tanah. Keadaan lahan pasir pantai dapat dilihat pada Gambar 10.1.
Kelas tekstur tanah tergolong pasir karena partikel tanah dirajai oleh fraksi pasir
yang mencapai 96%, sedangkan fraksi debu dan lempung berturut-turut hanya 1%,
dan 3%. Persentase fraksi pasir yang memcapai lebih dari 90% menjadi ciri khas
tanah pasir pantai. Hasil penelitian Eswaran et al. (2005) menunjukkan bahwa tanah
pasir pantai di daerah Hua Hin, Ban Thon dan Narathiwat Thailand berturut-turut
kandungan fraksi pasirnya mencapai 98,1%, 96,4%, dan 92,0%.
Gambar 10.1 Kondisi lahan pasir pantai di sebelah selatan D.I. Yogyakarta
Di antara sifat fisika tanah yang dipengaruhi oleh tekstur pasir adalah berat
volume (BV) dan berat jenis (BJ). Tabel 10.1 menunjukkan bahwa BV tanah pasir
pantai sebesar 1,50 g cm-3 tergolong sedang (Hazelton & Murphy, 2007). Menurut
Warrick (2002) nilai BV tanah tergantung pada susunan partikel-partikel tanah
membentuk suatu kumpulan (pengepakan), partikel-partikel pasir dapat tersusun
lebih dekat satu dengan lainnya sehingga mempunyai BV 1,4 - 1,9 g cm-3.
Geologi & Mineralogi Tanah
182
TTG Mineral untuk Ameoliran
Tabel 10.1 Karakteristik Tanah Pasir Pantai Bugel, Panjatan, Kulon Progo.
Sifat-sifat Tanah
Nilai
Harkat
Lempung
1
-
Debu
2
-
Pasir
97
-
Fraksi tanah (%)
Kelas tekstur tanah (USDA)
Pasir
pH H2O
6,67
Netral
pH KCl
5,69
Agak masam
-1
DHL (mScm )
0,60
Sangat rendah
C organik (%)
0,08
Sangat rendah
Bahan organik (%)
0,13
Sangat rendah
N total (%)
0,02
Sangat rendah
-
-1
N-NO3 (µg g )
4,26
Sangat rendah
+
-1
N-NH4 (µg g )
0,70
Sangat rendah
C/N
8,00
Rendah
9,67
Sangat rendah
K tersedia (cmol(+)kg )
0,17
rendah
-1
Ca tersedia (cmol(+)kg )
0,88
Sangat rendah
-1
0,27
Sangat rendah
0,54
Sedang
1,61
Sangat rendah
1,50
-
2,78
-
32,03
-
Permeabilitas (cm jam )
134,7
Sangat cepat
pF 0 (% berat)
21,01
-
pF 2,0 (% berat)
3,21
-
pF 2,54 (% berat)
2,10
-
pF 4,2 (% berat)
1,67
-
Kering angin (% berat)
0,33
-
Volume pori total (%)
31,85
-
Volume pori tidak berguna (%)
2,07
-
Volume pori berguna (%)
29,78
-
Volume pori menahan air (%)
0,66
-
Volume pori drainase (%)
29,12
-
Volume pori drainase lambat (%)
1,71
-
Volume pori drainase cepat (%)
27,41
-
-1
P tersedia (µg g )
-1
Mg tersedia (cmol(+)kg )
-1
Na tersedia (cmol(+)kg )
-1
KPK (cmol(+)kg )
-3
BV (g cm )
-3
Bj (g cm )
Porositas (%)
-1
Sumber : Pengharkatan menurut Balai Penelitian Tanah (2005)
Geologi & Mineralogi Tanah
183
TTG Mineral untuk Ameoliran
BJ tanah pasir pantai sebesar 2,78 g cm-3 (Tabel 10.1) lebih besar nilai BJ
tanah pada umumnya, yaitu sebesar 2,65 g cm-3 (Chesworth, 2008). Nilai BJ tanah
pasir pantai yang tinggi disebabkan oleh karena tingginya kandungan mineralmineral besi yang berasal dari bahan induknya, yaitu bahan volkanik Merapi muda
berupa pasir hitam (Mulyaningsih et al., 2006). Setyawan (1999) menyatakan bahwa
bahan volkanik mengandung mineral-mineral primer plagioklas, hematit dan
magnetit lebih tinggi daripada piroksin, hornblende, kuarsa dan mineral opak. Hal ini
sesuai dengan pernyataan Hillel (2004) bahwa adanya mineral-mineral oksida besi
dan mineral-mineral berberat jenis besar akan meningkatkan nilai BJ tanah.
Sifat tanah pasir lainnya yang erat kaitannya dengan nilai BV dan BJ adalah
porositas dan kemampuan tanah menyimpan air. Tabel 10.1 menunjukkan bahwa
porositas tanah pasir pantai mencapai 32,03%. Hasil penelitian Albergaria et al.
(2010) menunjukkan bahwa tanah pasir pantai dari pantai Porto Portugal mempunyai
porositas 44,00%. Di samping itu pori tanah sebagian besar berupa pori drainase
yang mencapai 29,12%. Pori drainase merupakan jenis pori-pori tanah yang
berfungsi meloloskan air, sehingga air tidak dapat tertahan dalam pori-pori ini,
apalagi pori drainase dalam tanah pasir ini dirajai oleh pori drainase cepat (diameter
> 50 µm), yaitu sebesar 27,41% (Tabel 10.1). Kemampuan tanah pasir menahan air
yang rendah dapat dilihat dari persentase pori-pori menahan air yang sangat kecil,
yaitu hanya 0,66%. Dengan demikian air siraman maupun air hujan tidak banyak
tersimpan di dalam tanah, akan tetapi cepat hilang dari tanah sehingga tidak tersedia
bagi tanaman. Kecepatan air yang hilang di tanah pasir yang sangat cepat dapat
dilihat dari nilai permeabilitasnya yang sangat tinggi, yaitu sebesar 134,7 cm jam-1
(permeabilitasnya di atas 25 cm jam-1). Banyaknya air yang hilang menyebabkan
kandungan air dalam kondisi kapasitas lapangan sangat rendah, yaitu hanya 2,10%
(lengas pada pF 2,54, Tabel 10.1). Hasil pengukuran kandungan air ini lebih kecil
dibandingkan tanah pasir pantai Porto Portugal sebesar 2,40% (Albergaria et al.,
2010). Menurut Tsoar (2004) bahwa rendahnya air dalam kondisi kapasitas lapangan
dan ketersediaan air bagi tanaman yang rendah disebabkan oleh tekstur pasir.
Permeabilitas tanah pasir pantai yang tinggi menyebabkan laju pelindian
unsur hara di dalam tanah sangat tinggi. Tabel 10.1 menunjukkan kandungan hara N
total (0,02%), P tersedia (9,67 µg g-1), Ca tersedia (0,88 cmol(+)kg-1), Mg (0,27
Geologi & Mineralogi Tanah
184
TTG Mineral untuk Ameoliran
cmol(+)kg-1) tersedia sangat rendah, sedangkan Na tersedia sebesar 0,54 cmol(+)kg -1
tergolong sedang. Kandungan Na tersedia lebih tinggi daripada Mg tersedia karena
adanya tambahan Na dari uap air laut yang terbawa oleh angin laut. Kandungan K,
Ca, Mg dan Na yang berkisar antara sangat rendah sampai sedang menyebabkan
DHL tanah pasir pantai sangat rendah. Kandungan N tersedia tanah pasir pantai lebih
banyak dalam bentuk nitrat (NO3- = 4,26 µg g-1) dari pada ammonium (NH4+ = 0,70
µg g-1). Hal ini disebabkan pada kondisi keadaan penghawaan baik atau cukup
tersedianya oksigen, bakteri nitrifikasi mengoksidasi NH4+ menjadi NO3-, sehingga
bentuk NO3- menjadi lebih dominan di tanah pasir (Wolkowski et al., 2006). Kalium
tersedia di tanah pasir pantai sebesar 0,17 cmol(+)kg-1 tergolong rendah. Rosmarkan
& Yuwono (2002) menyatakan bahwa umumnya tanah pasiran cukup K namun
sebagian besar hanya dalam bentuk belum tersedia bagi tanaman, K masih berada
pada mineral primer seperti feldspar dan mika pada partikel pasir. Kandungan hara
yang sangat rendah di tanah pasir pantai seperti tersebut di atas disebabkan juga oleh
rendahnya tanah pasir pantai mengikat hara, yang tercermin dari nilai KPK yang
sangat rendah yaitu 1,91 cmol(+)kg-1.
Harkat KPK yang sangat rendah pada tanah ini disebabkan oleh beberapa
hal antara lain : (1) Rendahnya fraksi lempung (0,90%) yang merupakan sumber
muatan negatif ; (2) Kandungan bahan organik sangat rendah yaitu 0,13 %. Bahan
organik tanah yang sangat rendah dapat disebabkan cepatnya laju dekomposisi bahan
organik di tanah pasir pantai karena suhu yang cukup tinggi dan suasana yang aerob.
Hasil analisis pada Tabel 1 memperlihatkan bahwa bahan organik yang ada di pasir
pantai sudah terdekomposisi lanjut (C/N = 8). Nilai pH tanah pasir pantai sebesar
6,67, tergolong netral, yang menunjukkan bahwa tanah pasir pantai ini bukan
termasuk tanah salin walaupun berada di lahan pasir pantai. Nilai pH pada tanah ini
tidak menjadi faktor pembatas budidaya bawang merah. Bawang merah dapat
tumbuh optimum pada kisaran pH 5,8-7,0 (Samadi & Cahyono, 1996). Lebih lanjut
Hazelton & Murphy (2007) menyatakan bahwa pada pH sekitar 7,0 unsur hara
tersedia secara maksimum sehingga dapat dengan mudah diserap oleh akar tanaman.
Data pengamatan profil tanah pasir pantai menunjukkan bahwa tanah pasir
pantai mempunyai jeluk yang dalam (> 101 cm) dengan horison tanah yang
didominasi oleh warna abu-abu. Lahan pasir pantai lokasi penelitian mempunyai
Geologi & Mineralogi Tanah
185
TTG Mineral untuk Ameoliran
bentuk lahan datar sampai berombak dengan ketinggian tempat ± 2 m dpl dan
kemiringan 0 – 3%. Berdasarkan data pengamatan profil dan pengukuran sifat-sifat
tanah, maka tanah pasir pantai di Bugel dalam taksonomi tanah termasuk dalam
Typic Udipsamment.
Sejak tahun 2007
beberapa teknologi inovatif diterapkan di lahan pasir
pantai, berupa pembuatan lapisan semipermiabel plus ameolirasi dan rekayasa
pupuk. Teknologi Inovatif diharapkan dapat meningkatkan efisiensi dan efektivitas
terhadap teknologi yang telah dilaksanakan oleh petani di lahan pasir pantai.
Pembuatan lapisan semipermiabel bertujuan untuk menentukan ketepatan frekuensi
dan volume air penyiraman yang optimal, memperbaiki kondisi zona perakaran dan
meningkatan produksi tanaman hortikultura. Sedangkan rekayasa pupuk bertujuan
untuk meningkatkan efisiensi pemupukan di lahan pasir pantai.
Teknologi pembuatan lapisan semipermiabel plus ameolirasi menggunakan:
bentonit, lempung, zeolit dan bahan organik.
a
b
c
d
Gambar 10.2 Teknologi tepat guna pemanfaatan mineral lempung sebagai bahan
amelioran di lahan pasir pantai a) penyiapan lahan, b) pembuatan
lapisan semipermeabel dari bentonit, c) petak tanaman dengn lapisan
lempung d) penambahan bahan organik sebagai ameoliran organik.
Geologi & Mineralogi Tanah
186
TTG Mineral untuk Ameoliran
10.2 Pengaruh perlakuan terhadap kadar lengas tanah pada pagi dan sore hari,
dan pada jeluk serta jenis tanaman yang berbeda
Hasil pengamatan kadar lengas tanah pada pagi dan sore hari, pada jeluk yang
berbeda, dan pada pengamatan dua minggu sekali disajikan pada Tabel 10.2. Dari
angka-angka yang tersaji di dalam tabel tersebut, nampak bahwa kandungan lengas
tanah baik pada pagi hari maupun sore menunjukkan kecenderungan yang sama,
yakni semakin dalam letaknya di dalam profil tanah, kandungan air semakin rendah,
hal ini sangat masuk akal karena air tanah sebagian besar berasal dari air siraman
yang diberikan dari atas.
Tabel 10.2. Hasil pengamatan kadar lengas tanah, pada waktu dan jeluk yang
berbeda, di bawah tanaman bawang merah.
Waktu Perlakuan
Pagi
Sore
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
Tanggal : 14/7/07
Jeluk (cm)
5
10
15
7,63
4,97
5,37
8,53
5,73
4,68
10,61
6,62
4,14
11,77
5,90
5,66
8,47
4,85
4,73
10,08
7,98
3,89
5,46
3,92
4,96
7,14
3,64
4,13
8,99
2,99
2,84
6,48
7,59
5,26
5,82
3,21
3,44
5,15
4,64
4,22
4,52
5,29
4,05
6,37
4,55
5,88
7,01
6,29
4,95
5,77
4,06
4,74
6,53
4,50
5,39
6,16
3,87
3,93
Tanggal : 28/7/07
Jeluk (cm)
5
10
15
6,07
4,91
4,79
6,73
5,29
3,56
6,75
6,91
2,80
5,56
3,74
4,69
6,02
3,97
3,44
7,21
4,52
3,79
6,30
5,55
4,63
6,40
3,08
2,70
7,89
3,65
3,08
5,01
3,97
3,53
4,83
4,10
3,65
6,05
5,01
3,50
4,54
3,63
4,15
4,53
5,72
3,57
5,00
6,72
3,86
5,13
4,29
4,60
6,12
4,11
3,62
5,97
4,86
4,51
Keterangan : L0 = tanpa lapisan kedap, L1 = lapisan kedap pada jeluk 20 cm, L2 =
lapisan kedap pada jeluk 40 cm, P0 = tanpa pembenah, P1 = dengan
pembenah tanah campuran tanah lempung dan pupuk kandang, P2 =
dengan pembenah tanah campuran tanah lempung, pupuk kandang, dan
zeolit.
Tabel 10.2 juga tampak adanya kecenderungan pengaruh pembenah tanah
terhadap kemampuan menyimpan lengas pada tanah permukaan (jeluk 5 cm),
sementara itu pada jeluk lebih dalam (15 cm) pengaruh lapisan kedap maupun
pembenah tanah tidak tampak. Kandungan lengas tanah pada dua minggu berikutnya,
terutama pada jeluk 15 cm menujukkan lebih rendah ketimbang jeluk-jeluk
Geologi & Mineralogi Tanah
187
TTG Mineral untuk Ameoliran
diatasnya, ini diduga akibat sistem perakaran tanaman yang telah lebih berkembang
sehingga konsumsi air tanahnya lebih besar ketimbang saat tanaman lebih muda
umurnya.
Tabel 10.3 Hasil pengamatan kadar lengas tanah, pada waktu dan jeluk yang
berbeda, di bawah tanaman sawi bakso (caisim).
Waktu
Perlakuan
PAGI
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
SORE
Tanggal : 14/7/07
Jeluk (cm)
5
10
15
7,32
4,68
4,49
11,91
3,34
4,19
10,32
2,63
4,04
6,83
4,51
6,28
8,27
3,32
4,84
9,22
3,07
3,88
7,78
3,63
5,67
6,39
2,32
2,28
9,78
3,42
6,93
4,60
4,25
4,45
5,17
4,20
4,84
5,06
3,46
5,39
4,97
3,84
4,78
6,25
3,40
4,70
6,41
3,31
4,19
5,36
3,36
3,56
5,63
4,72
4,17
5,51
2,33
2,85
Tanggal : 28/7/07
Jeluk (cm)
5
10
15
6,82
2,16
2,48
7,05
3,52
2,33
7,06
2,92
2,45
6,91
3,27
2,17
6,48
4,15
3,37
7,93
3,22
1,41
4,53
2,76
0,91
8,28
4,55
1,21
7,92
4,83
3,41
6,44
3,85
3,77
4,52
3,34
3,08
5,07
3,49
2,53
6,13
4,01
5,41
6,23
3,08
5,00
6,11
4,90
4,22
4,00
5,21
3,68
5,33
3,72
4,73
5,99
5,50
4,28
Keterangan : L0 = tanpa lapisan kedap, L1 = lapisan kedap pada jeluk 20 cm, L2 = lapisan
kedap pada jeluk 40 cm, P0 = tanpa pembenah, P1 = dengan pembenah tanah
campuran tanah lempung dan pupuk kandang, P2 = dengan pembenah tanah
campuran tanah lempung, pupuk kandang, dan zeolit.
Tabel 10.3 di atas menunjukkan kecenderungan yang sama dengan yang di
bawah tanaman bawang merah. Kadar lengas tanah permukaan pada pagi hari nisbi
lebih tinggi ketimbang sore hari, hal ini disebabkan pada siang hari laju evaporasi
lebih tinggi. Kandungan lengas tanah pada jeluk lebih dalam semakin kecil sebagai
akibat pengaruh tanaman yang lebih tua yang populasi akarnya nisbi lebiuh banyak
dan lebih dalam sebarannya. Jika dibandingkan dengan Tabel 10.3, kandungan
lengas tanah pada jeluk lebih dalam (15 cm) jauh lebih kecil (Tabel 10.4), yang
disebabkan oleh lebih tingginya kebutuhan air tanah untuk proses asimilasi tanaman
sawi bakso ketimbang bawang merah. Dengan kenyataan ini, maka pemberian air
untuk tanaman lebih tua mestinya lebih banyak, dan kebutuhan air bagi sawi bakso
Geologi & Mineralogi Tanah
188
TTG Mineral untuk Ameoliran
lebih tinggi ketimbang bawang merah. Gejala yang sama juga dapat ditemui pada
kadar lengas tanah di bawah tanaman selada keriting, data tidak dapat disajikan di
sini karena keterbatasan ruangan.
Tabel 10.4. Suhu tanah pada pagi, siang dan sore hari, pada jeluk yang berbeda pula,
pada bagian tengah bedengan, di bawah tanaman bawang merah umur 2
dan 6 minggu setelah tanam.
Pagi
Perlakuan
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
10
28,2/29,1
27,9/27,6
28,6/27,4
28,3/27,3
28,4/28,9
27,8/27,2
27,8/26,7
27,8/27,4
28,2/27,2
15
28,1/26,8
27,4/27,9
27,8/26,6
27,3/26,7
27,3/26,2
27,0/26,2
27,1/26,1
27,5/26,5
27,3/26,5
20
27,3/26,8
27,1/26,4
27,4/27,0
27,6/26,9
26,9/26,8
26,9/27,8
26,9/26,4
27,3/26,8
27,3/26,5
10
33,1/31,1
32,0/30,4
32,7/30,8
32,3/31,3
31,9/31,0
31,5/30,1
32,3/30,9
31,7/30,8
32,3/31,7
Siang
Jeluk (cm)
15
31,3/29,3
29,8/29,0
31,2/29,3
30,3/30,1
30,1/29,2
30,1/28,8
30,8/29,0
30,3/29,1
30,7/29,1
Sore
20
29,5/28,7
29,0/29,0
29,3/28,6
29,3/28,3
30,1/28,2
29,0/27,6
29,9/27,6
29,3/29,2
28,9/28,4
10
31,1/31,0
30,5/30,7
31,9/30,7
31,6/31,0
30,7/31,0
30,7/29,3
30,9/30,8
30,7/30,6
30,3/31,0
15
30,8/29/8
30,3/29,7
31,3/29,8
31,3/30,3
30,5/29,2
30,7/28,2
30,3/29,3
30,2/29,1
31,0/29,9
20
30,5/29,3
29,5/28,4
30,1/28,9
30,3/29,0
29,9/28,3
29,8/27,8
29,4/28,4
29,7/28,3
30,2/29,0
Keterangan : L0 = tanpa lapisan kedap, L1 = lapisan kedap pada jeluk 20 cm, L2 = lapisan kedap
pada jeluk 40 cm, P0 = tanpa pembenah, P1 = dengan pembenah tanah campuran tanah
lempung dan pupuk kandang, P2 = dengan pembenah tanah campuran tanah lempung,
pupuk kandang, dan zeolit.
Dari Tabel 10.4 dapat disimak bahwa secara umum terjadi kenaikan suhu
tanah dari pagi hari ke siang dan sore hari. Pada jeluk 10, 15, dan 20 cm dari
permukaan tanah suhu tanah pada pagi hari kesemuanya berada nisbi lebih rendah
jika dibandingkan suhu tanah pada siang dan sore hari. Terjadi penurunan suhu tanah
dari permukaan tanah ke bagian bawah tanah. Perubahan ini ada kemiripan antara
pagi, siang, dan sore hari, hanya saja pada pagi hari suhu nisbi rendah. Terjadi
penurunan suhu tanah sebesar kira-kira 1 oC setelah tanaman bertambah umurnya,
hal ini sesuai dengan perkembangan luas tajuk tanaman yang semakin menutupi
permukaan tanah dari penyinaran matahari. Secara arah vertikal penurunan suhu
sebesar kira-kira 1 oC juga tampak tampak jelas dari jeluk 10 ke 15 cm, sedangkan
dari jeluk 15 ke 20 cm suhunya hampir sama. Pada siang dan sore hari suhu tanah
permukaan lebih tinggi ketimbang tanah bagian bawah. Perbedaan ini kurang begitu
jelas pada jeluk 15 dan 20 cm dari permukaan tanah.
Geologi & Mineralogi Tanah
189
TTG Mineral untuk Ameoliran
Gambar 10.3. Tanaman caisim, selada keriting dan bawang merah yang tumbuh pada
petak dengan ameolirat lempung, bentonit dan pupuk kandang.
10.3 Pengaruh perlakuan terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman
Tabel 10.5 memperlihatkan kinerja tanaman bawang merah, yang berupa berat
segar total, berat segar tajuk, luas daun, tinggi tanaman, dan jumlah daun. Dari tabel
ini dapat disimak bahwa produksi bawang merah berat segar saat panen sangat
berkaitan dengan perlakuan pembenah tanah yang diberikan. Semakin lengkap
pembenah tanah yang diberikan semakin tinggi produksi bawang merah tersebut,
sedangkan letak lapisan kedap yang terbaik adalah pada 20 cm dari pemukaan tanah.
Hal ini sesuai dengan zone perkembangan akar bawang merah yang cenderung
berada pada zone tersebut, hal ini sesuai dengan data kadar lengas tanah (Tabel
10.2) yang menunjukkan lebih tinggi pada perlakuan jika dibandingkan dengan letak
lapisan kedap 10 dan 20 cm dari permukaan tanah.
Geologi & Mineralogi Tanah
190
TTG Mineral untuk Ameoliran
Tabel 10.5.
Perlakuan
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
Hasil pengamatan kinerja tanaman bawang merah sesuai dengan
perlakuan yang diberikan.
B. S.Total
(g)
32,90
32,68
32,84
41,06
39,68
46,60
64,71
35,74
42,23
B.S.Tajuk
(g)
30,36
30,68
30,64
38,41
37,45
42,97
27,98
33,38
38,64
B.S.Akar
(g)
2,54
2,00
2,20
2,65
2,23
3,63
3,73
2,36
2,59
Jumlah
daun
39,83
36,83
40,33
46,33
41,33
53,00
39,33
44,50
46,83
Luas daun
(cm2)
155,10
148,62
159,30
193,72
183,22
219,52
141,65
179,30
206,12
Tinggi tan.
(cm)
33,38
32,97
32,27
35,43
36,90
35,53
31,93
33,78
35,60
Hasil umbi
(ton ha-1)
22,90
24,81
26,48
24,63
27,54
29,26
25
25,56
25,74
Keterangan : L0 = tanpa lapisan kedap, L1 = lapisan kedap pada jeluk 20 cm, L2 =
lapisan kedap pada jeluk 40 cm, P0 = tanpa pembenah, P1 = dengan pembenah
tanah campuran tanah lempung dan pupuk kandang, P2 = dengan pembenah
tanah campuran tanah lempung, pupuk kandang, dan zeolit.
Hasil pengamatan kinerja tanaman sawi bakso disajikan pada Tabel 10.6
sebagai berikut. Dari angka-angka dalam tabel tersebut dapat disimak bahwa lapisan
kedap pada jeluk 20 cm dari permukaan tanah cukup sesuai bagi tanaman caisim,
yang dikaitkan kandungan lengas tanah yang relatif tinggi pada perlakuan ini.
Kedudukan lapisan kedap ini memberikan dampak positif bagi kinerja tanaman
caisim yang berupa berat segar total tanaman, berat segar tajuk, berat segar akar,
jumlah daun, luas daun, tinggi tanaman pada minggu ke 3, dan hasil berat segar
ekonomis tanaman. Perlakuan pembenah tanah yang berupa campuran tanah
lempung, pupuk kandang, dan zeolit memberikan dampak terbaik bagi kinerja
tanaman sawi bakso.
Tabel 10.6. Tanaman sawi bakso (caisim) sesuai dengan perlakuan yang diberikan.
Perlakuan
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
B. S.Total
(g)
141,78
137,34
161,16
184,91
205,18
185,42
148,26
143,54
160,37
B.S.Tajuk
(g)
128,37
124,26
142,70
169,28
188,66
176,97
135,19
132,31
146,04
B.S.Akar
(g)
9,36
10,70
12,25
12,74
14,08
12,24
11,43
9,66
9,91
Jumlah
daun
12,87
11,87
12,93
13,20
14,00
12,53
14,27
13,40
13,73
Luas daun
(cm2)
1184,20
1232,78
1426,77
1481,22
1998,32
1497,85
1465,65
1478,20
1996,00
TinggiTan.
(cm)
40,71
38,99
39,23
42,06
41,45
43,55
38,81
41,38
40,09
Berat Ekonomis
(ton ha-1)
29,61
28,51
31,66
40,37
34,70
36,17
28,44
33,45
33,52
Keterangan : L0 = tanpa lapisan kedap, L1 = lapisan kedap pada jeluk 20 cm, L2 = lapisan
kedap pada jeluk 40 cm, P0 = tanpa pembenah, P1 = dengan pembenah tanah
campuran tanah lempung dan pupuk kandang, P2 = dengan pembenah tanah
campuran tanah lempung, pupuk kandang, dan zeolit.
Geologi & Mineralogi Tanah
191
TTG Mineral untuk Ameoliran
Untuk tanaman selada keriting pengaruh positif penggunaan pembenah tanah
berupa campuran tanah lempung, pupuk kandang, dan zeolit juga mengikuti
kecenderungan seperti pada komoditas bawang merah dan sawi bakso. Hanya saja
untuk tanaman ini peletakan lapisan kedap yang diinginkan adalah pada jeluk 40 cm
dari permukaan tanah. Rupa-rupanya karena ciri khas sistem perakarannya yang
memanjang ke arah bawah , maka adanya lapisan kedap pada jeluk 20 cm justru
menghambat perakaran; ini dapat dibandingkan antara tanpa lapisan kedap dengan
yang diberi lapisan kedap pada jeluk 20 cm. Ini semua dapat dilihat dari data yang
tersaji pada Tabel 10.7 berikut ini.
Tabel 10.7. Kinerja tanaman selada keriting sesuai dengan perlakuan yang diberikan.
Perlakuan
B. S.Total
(g)
B.S.Tajuk
(g)
B.S.Akar
(g)
Jumlah
daun
Luas daun
(cm2)
TinggiTan.
(cm)
L0P0
L0P1
L0P2
L1P0
L1P1
L1P2
L2P0
L2P1
L2P2
89,48
85,03
88,09
85,88
74,19
101,60
81,68
70,58
98,72
84,23
79,11
83,21
79,61
68,88
96,62
76,70
65,67
92,63
5,25
5,93
4,88
6,27
5,32
4,98
4,98
4,91
6,09
15,81
16,20
14,73
15,47
13,73
16,93
14,27
14,13
16,67
1082,75
853,35
1006,52
818,30
819,00
1087,33
904,50
909,15
817,68
18,84
18,59
18,82
18,36
17,41
20,31
18,37
16,21
18,51
Hasil Berat
Ekonomis
(ton ha-1)
27,08
27,55
30,32
23,84
21,54
27,78
20,60
25,69
35,88
Keterangan : L0 = tanpa lapisan kedap, L1 = lapisan kedap pada jeluk 20 cm, L2 = lapisan
kedap pada jeluk 40 cm, P0 = tanpa pembenah, P1 = dengan pembenah tanah
campuran tanah lempung dan pupuk kandang, P2 = dengan pembenah tanah
campuran tanah lempung, pupuk kandang, dan zeolit.
Ringkasan Bab 10: TEKNOLOGI TEPAT GUNA PEMANFAATAN
MINERAL TANAH SEBAGAI BAHAN AMELIORAN
DI LAHAN PASIR PANTAI
1. Tanah pasir pantai mempunyai tingkat kesuburan yang rendah. Permasalahan
utama adalah rendahnya ketersediaan hara karena porositas dan permeabilitas
yang tinggi.
2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan pemberian lapisan kedap
pada jeluk 20 cm dan bahan pembenah tanah berupa campuran tanah
lempung, pupuk kandang, dan zeolit telah meningkatkan berat segar hasil
bawang merah dari 22,96 (kontrol) menjadi 29,26 ton ha-1 (27,46%). Pada
perlakuan yang sama kenaikan terjadi pada tanaman caisim yakni dari
Geologi & Mineralogi Tanah
192
TTG Mineral untuk Ameoliran
29,61(kontrol) menjadi 40,37 ton ha-1 (36,34%), sedangkan untuk selada
keriting dengan perlakuan lapisan kedap pada jeluk 40 cm menunjukkan
kenaikan hasil dari 27,08 (kontrol) menjadi 35,88 ton ha-1 (32,13%).
3.
Suhu tanah semakin menurun dengan semakin dalam letaknya dari
permukaan tanah, suhu di bagian tengah bedengan lebih rendah dibandingkan
tepi bedengan, semakin dewasa tanaman perbedaan suhu tanah antara
permukaan dan jeluk 20 cm semakin kecil. Pada saat menjelang panen suhu
tanah sore hari pada jeluk 20 cm secara berturutan tertinggi pada bawang
merah (28,9 – 29,50 oC) > caisim (26,7 – 28,2 oC) > selada keriting (26,3 –
27,6 oC). Pengamatan kadar lengas tanah menunjukkan bahwa lapisan kedap
pada jeluk 20 cm dan penggunaan pembenah tanah campuran tanah lempung
- zeolit - pupuk kandang dapat meningkatkan kemampuan menambat lengas
oleh lapisan tanah yang terletak di atas lapisan kedap.
Geologi & Mineralogi Tanah
193
Daftar Pustaka
DAFTAR PUSTAKA
Adeniyi B. A, and F. M. Anyiam. 2004. In Vitro Anti-Helicobacter Pylori Potential
of Methanol Extract Of Allium ascalonicum Linn. (Liliaceae) Leaf:
Susceptibility and Effect on Urease activity. Phytother. Res. 18: 358-361.
Al Jabri, 2009. Tantangan dan Peluang Pengembangan Pembenah Tanah Zeolit Pada
Lahan Terdegradasi untuk Peningkatan produksi tanaman pangan. Makalah
Seminar Nasional Sumber daya lahan. 2009. Balai Besar Sumber Daya Lahan.
Bogor.
Albergaria, J. T., M. Conceição, M. A. Ferraz, M. Cristina, and F. D. Matos. 2010.
Estimation of Pollutant Partition In Sandy Soils With Different Water
Contents. Environ Monit Assess. DOI 10.1007/s10661-009-1269-y.
Ambarwati, E. dan P. Yudono. 2003. Keragaan Stabilitas Hasil Bawang Merah.
Jurnal Ilmu Pertanian Vol. 10. 2 : hal 1-10.
Anonim. 2005a. Prospek dan Arah Pengembangan Agribisnis Bawang Merah. Badan
Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian. Jakarta.
______. 2005b. Petunjuk Teknis Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk.
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Departemen Pertanian.
______. 2006. “Road Map Pasca Panen, Pengolahan dan Pemasaran Hasil Bawang
Merah”. Direktorat Jenderal Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian,
Departemen Pertanian, Jakarta.
Ashrafi F, S. A. Akhavan, and A. Kazemzadeh. 2004. Effect of Aqueous Extract of
Shallot (Allium Ascalonicum) on Inhibition of Growth of Pseudomonas
aeroginosa. Iranian. J. Pharmaceut. Res., Supplement 2: 711-712. The Second
International Congress on Traditional Medicine and Materia Medica. 4-7 Oct.,
2004, Tehran, Iran.
Bear, F. 1964. Chemistry of the Soil Reinhold Publi Corp. New York. Champman
and Hall, Ltd, London 515 p.s
Beattie, K. 2013. Physical Geography. http://mrsbeattie.wordpress.com/. Diakses 3
Oktober 2013.
Birkeland, P.W. 1974. Pedology, Weathering And Geomorphological Research
Oxford University Press, New York, London, Toronto, 285 p.s
Birkeland, P.W. 1984. Soil and Geomorphology Oxford University Press, New York,
London, Toronto 372 p.s
Bohn, H.L., B.L. Mc Neal and G.A.O. Conner. 1985. Soil Chemestry. Second
Edition. John Wiley and Sons, Inc. New York.
Buol S.W, Hole, F.D. McCracken, R.J. 1980. Soil Genesis and Clasification. The
Towa State University Press, Ames 404 p.s
Geologi & Mineralogi Tanah
194
Daftar Pustaka
Candra, A. N. 2003. Pengaruh Takaran Zeolit dan Pupuk Kandang Terhadap
Perubahan Sifat-Sifat Tanah, Pertumbuhan, dan Hasil Jagung di Tanah Pasir
Pantai. Tesis Pascasarjana, UGM. Yogyakarta.
Chesworth, W. 2008. Encyclopedia of Soil Science. Springer Dordrecht, Berlin,
Heidelberg, New York. p xxvi + 902.
Colin. A. 1987. La terre RFA par Mohudruck 160 p.s
Darmawijaya, M. ISA, 1980. Klasifikasi Tanah Dasar Teori Bagi Peneliti Tanah dan
Pelaksana Pertanian di Indonesia, Balai Peneliti teh dan kina Gambung kotak
pos 148, Bandung 259 p.s
Duchaufour. P. 1977. Pedogensisi and ClasificationMasson, Paris 448 p.s
Duchaufour. P. 1984. Abrege de PedologieParis New York Bercelone Milan Mexico
Sao Paulo 220 p.s
Eastiaty, L.M., D. Fatimah dan I. Yunaeni. 2004. Zeolit Alam dan Cikancra
Tasikmalaya: Media Penyimpanan Ion Amonium dari Pupuk Amonium Sulfat.
Jurnal Zeolit Indonesia 3 (II): 55-61 h.
Eastiaty, L.M., Suwardi, I. Yunaeni, D. Fatimah dan D. Suherman. 2005. Pengaruh
Zeolit terhadap Efisiensi Unsur Hara pada Pupuk Kandang dalam Tanah.
Jurnal Zeolite Indonesia 4 (II): 62-69.
Eswaran, H., T. Vearasilp, P. Reich, and F. Beinroth. 2005. Sandy soils of Asia: a
new frontier for agricultural development?. Management of Tropical Sandy
Soils for Sustainable Agriculture. Proceedings. 27th November – 2nd
December 2005 Khon Kaen, Thailand.
Fageria, N. K. 2009. The use of nutrients in crop plants. CRC Press, Taylor &
Francis Group. New York. xv + 430 p.
Fanning D.S. 1989. Soil, Morphology, Genesis and
York/Chicester/Brisbane/Toronto/Singapore 395 p.s
Clasification
New
Graha, D.S. 1987. Batuan dan Mineral. Penerbit Nova, Bandung, 259 h.
Gerrard A.J. 1981. Soils and Landtorms, An Intergration of Geomorphology and
Pedology, Departement of Geography, University of Birmingham 219 p.s
Hakim, N., M.Y. Nyakpa, A.M. Lubis, S.G. Nugroho, A. Diha, G.B. Hong dan H.H.
Bailey. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Mediatama Sarana Perkasa. Jakarta.
Hartono, S., S. Sukresno, A. Cahyono, E. Priyanto, dan Gunarti. 2004.
Pengembangan Teknik Rehabilitasi Lahan Pantai Berpasir untuk
Meningkatkan Kesejahteraan Masyarakat. Prosiding Ekspose BP2TPDAS-IBB
Surakarta Kebumen, 3 Agustus 2004.
Hassen, J.J., Waynel L. Banwart. 1992. Soil and Their Environment, Prentice hall
Englewood Cliffs, New Jersey 424 p.s
Geologi & Mineralogi Tanah
195
Daftar Pustaka
Hazelton, P. A. and B. Murphy. 2007. Interpreting soil test results: what do all the
numbers mean? [2nd ed.]. CSIRO Publishing. Collingwood VIC 3066
Australia.
Hefferan, K. and J. O’Brien. 2010. Earth Materials. Blackwell Wiley, A John Wiley
& Sons, Ltd., Publication. Viii + 610 p.
Hillel, D. 2004. Introduction to Environmental Soil Physics. Academic PressAn
imprint of Elsevier Science525 B Street, Suite 1900, San Diego, California,
USA. p xvi + 494.
Huddart, D. and T. Stott. 2010. Earth environments : past, present, and future. John
Wiley & Sons, Ltd. The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex,
PO19 8SQ, UK, p xv + 896.
Iqbal dan Sumaryanto. 2007. Strategi Pengendalian Alih Fungsi Lahan Pertanian
Bertumpu Pada Partisipasi Masyarakat. Analisis Kebijakan Pertanian. Volume
5 No. 2: hal 167-182
Jenny, H. 1980. The Soil Resource, Origin and Behavoir, Springer - Verleg New
York Heidelberg Berlin 377 p.s
Kertonegoro, B. D. 2003. Pengembangan Budidaya Tanaman Sayuran dan
Hortikultura pada Lahan Pasir Pantai: Sebuah Model Spesifik dari Daerah
Istimewa Yogyakarta. Agr-UMY. XI (2): 67 – 75.
Khan, C. 2012. Pangaea: the idea of Pangaea and some of the evidence behind it.
https://www.khanacademy.org/science/cosmology-and-astronomy/earthhistory-topic/plate-techtonics/v/pangaea. diakses 3 September 2013.
Kirkland, K. 2010. Earth Sciences: Notable Research and Discoveries. Facts On File,
Inc. An imprint of Infobase Publishing 132 West 31st Street New York NY
10001. xix + 212 p.
Leelarungrayub N, V. Rattanapanone, N. Chanarat, and J. M. Gebicki (2006).
Quantitative evaluation of the antioxidant properties of garlic and shallot
preparations. Nutrition. 22: 266-274.
Loughnan F.C. 1969. Chemical Weathering of Silicate Minerals, American Elsevier
Publishing Company, inc New York 153 p.s
Lutgens F. K., E. J. Tarbuck, D. Tasa. 2012. Essentials of geology. Pearson
Education, Inc. Upper Saddle River, New Jersey. p xxi + 554.
Marechal. R. P., D. Paepe, and M. Joye. 1977. Petrography, 114 p.s
Margeta, K., N. Z. Logar, M. Šiljeg and A . Farkas. 2013. Natural Zeolites in Water
Treatment – How Effective is Their Use, Water Treatment, Dr. Walid
Elshorbagy (Ed.), ISBN: 978-953-51-0928-0, InTech, DOI: 10.5772/50738.
Available from: http://www.intechopen.com/books/water-treatment/naturalzeolites-in-water-treatment-how-effective-is-their-use
Mawardi, I. 2008. Upaya Meningkatkan Daya Dukung Sumberdaya Air Pulau Jawa.
J. Tek. Ling. Vol 9, no 1. Jakarta. Hal 98-107.
Geologi & Mineralogi Tanah
196
Daftar Pustaka
Mahmoudabadi, A.Z. and M.K. G. Nasery. 2009. Anti fungal activity of shallot,
Allium ascalonicum Linn.(Liliaceae), in vitr. Journal of Medicinal Plants
Research Vol. 3(5), pp. 450-453.
Montgomery, C.W. 2011. Environmental geology. The McGraw-Hill Companies.
Americas, New York, p xvi + 510.
Moln E.C.J., F.A. Van Baren, and J. Van Scuylendborgh 1972. The Hague - Paris Djakarta 841 p.s
Muchtar, R. 2005. Penurunan Kandungan Fossfat dalam Air dengan Zeolit. Jurnal
Zeolit Indonesia 4 (I): 36-42.
Mulyaningsih, S., Sampurno, Y. Zaim, D.J. Puradimaja, S. Bronto, dan D.A. Siregar.
2006. Perkembangan Geologi pada Kuarter Awal sampai Masa Sejarah di
Dataran Yogyakarta. Jurnal Geologi Indonesia, Vol. 1 No. 2: 103-113.
Nursyamsi, D. & N. Fajri. 2005. Penelitian Korelasi Uji Tanah Hara Phosphorus di
Tanah Andisol untuk Kedelai (glycine max, l.). Jurnal Ilmu Tanah dan
Lingkungan Vol 5 (2) (2005) p: 27-37.
Pandjaitan, T. 2009. UU Perlindungan Lahan Pertanian Pangan Berkelanjutan
(PLPPB), Lahan Terlantar Dan Pembaruan Agraria. Buletin PLA Edisi
Desember 2009. Direktorat Jendral Pengelolaan Lahan dan Air. Departemen
Pertanian.
Partoyo. 2005. Analisis Indeks Kualitas Tanah Pertanian di Lahan Pasir Pantai
Samas Yogyakarta. Sumber : http://agrisci.ugm.ac.id/vol12_2/6.140-151.
Diakses pada tanggal 30 Agustus 2007.
Paton. T.R. 1978. The Formation of Soil Material, Boston Sydney 143 p.s
Pidwirny, M. 2006. Plate Tectonics. Fundamentals of Physical Geography, 2nd
Edition. http://www.physicalgeography.net/fundamentals/10i.html
Pizarra, C, J.D. Fabris, J.W. Stucki, V.K. Garg, and G.Galindo. 2008. Ammonium
Oxalate, and Citrate-Ascorbate as Selective Chemical Agent for the
Mineralogical Analysis of Clay Fractions of an Ultisol and Andisols from
Southren Chile. J. Chil. Chem. Soc. 53(3):1581-1584
Rosmarkam, A. dan N. W. Yuwono. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius.
Yogyakarta.
Samadi, B. dan B. Cahyono. 1996. Intensifikasi Bawang. Kanisius. Yogyakarta. 74
p. Sarief, E. S. 1985. Konservasi Tanah dan Air. Pustaka. Buana. Bandung. 146
p.
Saparso. 2001. Kajian Serapan N dan Pertumbuhan Tanaman Kubis pada Berbagai
Kombinasi Mulsa dan Dosis Pupuk N di Lahan Pasir Pantai. Tesis Program
Pascasarjana UGM. Yogyakarta.
Sastiono, A. 1991. Karakteristik Deposit Mineral Zeolit dalam Aspek
Pemanfaatannya di Bidang Pertanian. Jurnal Ilmu-ilmu Pertanian Indonesia 1
(I):20-28.
Geologi & Mineralogi Tanah
197
Daftar Pustaka
Satrohoetomo, A.M. 2002. Pupuk Buatan dan Penggunaannya. Penerbit Djambatan.
Yogyakarta.
Setyawan, W. B. 1999. Pasir Moderen dari Lingkungan fluviatil, Pantai Pasir dan
Eolian Di Yogyakarta jawa Tengah Bagian Selatan. Thesis Magister dari
JBPTITBPP. http://digilib.itb.ac.id
Setyono, B. dan Suradal. 2009. Agribisnis Bawang Merah di Lahan Pasir Pantai
Melalui Penerapan Teknologi Ameliorasi di Kabupaten Bantul, Propinsi
Daerah Istimewa Yogyakarta. Makalah Seminar Nasional: Peningkatan Daya
Saing Agribisnis Berorientasi Kesejahteraan Petani. Bogor, 14 Oktober 2009.
Pusat Analisis Sosial Ekonomi dan Kebijakan Pertanian, Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian
Shiddieq, D. Kastono, dan Tohari. 2007. Rekayasa Teknik Budidaya Spesifik Lokasi,
Upaya Peningkatan Kesinambungan Produksi Bawang Merah di Lahan Pasir
Pantai. Laporan Penelitian, Program Insentif Riset Terapan. Menristek.
Siagian. P.H. 2005. Sumber dan Taraf Zeolit yang Berbeda dalam Ransum serta
Pengaruhnya terhadap Penampilan Ternak Baabi. Jurnal Zeolit Indonesia 4 (I):
10-18.
Sieffermann. G. 1973. Les sols de quelques Regions Volcaniques do Cameroun,
ORSTOM, Paris 183 p.s
Sieffermann G. 1981. Cousr De Mineralogie Dea Argiles, 132 p.s
Sieffermann G. J. O. Rieley and M, Fournier. 1992. The low - Land Peat swamps of
central Kalimantan (Borneo): A Complex and Vuluerable Ecosystem (French ORETOM) 26 p.s
Soil Survei Staff. 2010. Keys to Soil Taxonomy. Eleventh Edition. Agric Handbook
Conservation Service. Soil Survey Staff. Washington D.C. USDA-Soil.
Sukrisno, Mashudi, A. B. Supangat, Sunaryo dan D. Subakti. 2000. Pengembangan
Poetnsi Lahan Berpasir dengan Budidaya Tanaman Semusim di Pantai Selatan
Yogyakarta. Prosiding Seminar NAsional Pengelolaan Ekosistem Panatai dan
Pulau-Pulau Kecil dalam Konteks Negara Kepulauan. Fakultas Geografi UGM.
Yogyakarta.
Sunarminto B.H. 1980. Agihan cacak beberapa sifat gambut rawa pening, 80 p.s
Sunarminto B.H. 1980. Ketersediaan hara N dalam tanah gambut, kaitannya dengan
taraf perombakan dan salinitas bahan organik. 18 p.s
Sunarminto B.H. 1985. Transportasi bahan sedimen oleh agensia air di darat, 22 ps
Sunarminto B.H. 1986. Genesis Tanah di atas Batu Andesit Basaltik dan Batu
Lempung di Tewah, Kabupaten Kuala Kurun, Kal-Teng, 204 p.s
Sunarminto B.H. 1993. Etude de quelques sols sur roches ignees et volcaniques de
Kalimantan centre, Indonesia, 320 p.s
Syukur, A. 2005. Pengaruh Pemberian Bahan Organik terhadap Sifat-Sifat Tanah
dan Pertumbuhan Caisim Di Tanah Pasir Pantai. Jurnal Ilmu Tanah dan
Lingkungan Vol. 5 No. 1, p: 30-38.
Geologi & Mineralogi Tanah
198
Daftar Pustaka
Syukur, A., D. Shiddieq dan B.H. Sunarminto. 2010. Peningkatan Pertumbuhan dan
Hasil Teh Di Kebun Pagilaran Melalui Aplikasi Sp-36 Yang Dilapisi Pupuk
Kandang Sapi dan Zeolit. Laporan Akhir Hibah Penelitian Unggulan, Fakultas
Pertanian, UGM.
Tan. K.H. 1994. Environmental Soil Science Marcel Dekker, Inc. New York Basel
Hong Kong 304 p.s
Tan, K.H. 1998. Principles of Soils Chemistry (Dasar-dasar Kimia Tanah alih bahasa
Anonim). Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Tomecek, S. 2009. Plate tectonics. Infobase Publishing, New York NY, p 102.
Utami, S.N.H.U., Notohadininggrat, T., R. Susanto dan B. Radjagukguk. 1993.
Faktor Jerapan dan Pelepasan Fosfat di Tanah Andisol dan Latosol. Jurnal
BPPS-UGM, 6 (4B).
Wada, K. 1989. Allophane and Imogolite. In: Dixon JB (ed), Minerals in soil. SSSA
Book series No. 1, Madison, Wisconsin, pp 1051–1087.
Wambeke A.V 1992. Soil of the tropic, Mc Graw-Hill, Inc 13 p.s
West, K. 2009. Layers of The Earth. Chelsea House An imprint of Infobase
Publishing 132 West 31st Street New York NY 10001, vi + 104 p.
Warrick, A. W. 2002. Soil physics companion. CRC Press LLC, 2000 N.W.
Corporate Blvd., Boca Raton, Florida. p ix + 389.
Wigati, E.S., A. Syukur dan B.D. Kertonegoro. 2006. Pengaruh Takaran Bahan
Organik dan Tingkat Kelengasan Tanah Terhadap Serapan Fosfor oleh Kacang
Tunggak di Tanah Pasir Pantai. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 6 No.
1, p: 52-58.
Willding, P.L N.E Smeek, G.F Hall, 1983. Pedogenesis and Soil Taxonomy I
Concepts and Interactions, Elsevier Amsterdam - Oxford - New York, 303 p.s
Willding, L.P N.E Smeek, G.F Hall, 1983. Pedogenesis and soil taxonomy II The
Soil Orders Elsevier Amsterdam - Oxford - New York, 410 p.s
J. Richard Wilson, I.R. 2010. Minerals and Rocks. Ventus Publishing ApS, 163 p.
Wolkowski, R. P., K. A. Kelling, and L. G. Bundy. 2006. Nitrogen Management on
Sandy Soils. Diakses dari www//learningstore.uwex.edu/.
Woods, K.M. 2009. Geology laboratory manual. Fourth edition. Kendall/Hunt
Publishing Company. United States of America, Iowa. p iv + 160.
Geologi & Mineralogi Tanah
199
Glosarium
GLOSARIUM
Amelioran: bahan yang ditambahkan ke dalam tanah untuk memperbaiki sifat-sifat
tanah, misalnya kapur, sulfur, gypsum dan mineral lempung.
Arus konveksi: aliran sirkular yang mengalir akibat pemanasan dari sebelah bawah
Asthenosfer: Bagian dari lapisan mantel yang dapat menyerap gelombang yang
ditimbulkan oleh gempa bumi. Lapisan dibawah kerak bumi yang lempeng
tektonik dapat bergerak
Bahan induk: Bahan mineral tak terkonsolidasi dan lebih atau kurang terlapuk secara
kimiawi, atau bahan organik dimana solum tanah terbentuk selama proses
pedogenik.
Bahan organik tanah: Fraksi organik dari tanah termasuk hewan dan tumbuhan yang
tinggal di dalamnya yang telah mengalami dekomposisi sampai pada suatu
keadaan dimana sulit untuk mengenali bahan aslinya, residu mikrobia, dan
produk akhir dekomposisi yang relatif stabil (humus).
Basalt: Batuan beku yang kaca unsur besi dan sebagian besar menjadi dasar lautan.
Batuan beku: batuan yang terbentuk dari pengkristalan cairan magma, Batuan beku
yang kaya kandungan unsur besi dan menyusun sebagian besar lantai dasar
lautan.
Batuan sedimen: batuan yang terbentuk dari serpihan batuan lainnya, seperti batu
pasir
Bentonit: lempung, biasanya tersusun secara dominan oleh mineral lempung smektit,
dan dihasilkan oleh alterasi abu vulkanik in situ.
Dataran: areal yang datar, berombak, atau bahkan bergelombang, lebih besar atau
lebih kecil, yang termasuk beberapa bukit nyata atau lembah, biasanya pada
elevasi yang rendah dalam referensi dengan areal sekitarnya, dan bisa
mempunyai lereng dan relief lokal.
Geologi & Mineralogi Tanah
200
Glosarium
Gelombang P: gelombang longitudinal yang ditimbulkan oleh gempa bumi dan
merambat dengan kecepatan yang tinggi, biasanya terdeteksi pertama kali di
seismograf.
Gelombang S: gelombang yang ditimbulkan oleh gempa bumi dan biasanya
merupakan gelombang jenis kedua yang tercatat pada seismograf
Gempa bumi: goncangan di permukaan bumi yang disebabkan oleh gerakan lempeng
bumi sepanjang zona patahan.
Geologi: ilmu yang mempelajari bahan padatan di bumi, termasuk sejarah dan proses
yang membentuk batuan, tanah, gas dan mineral yang terkandung di dalam
kerak bumi.
Geomorfologi:
ilmu yang mempelajari evolusi permukaan bumi. Ilmu tentang
landform. Pengujian sistematis dari landformdan interpretasinya sebagai suatu
rekaman tentang sejarah geologis.
Granit: salah satu dari jenis batuan beku yang mengandung banyak kuarsa dan
sebagian besar ditemukan di daratan.
Gunung berapi: salah satu kenampakan permukaan bumi, tempat lava dan abu
vulkanik dikeluarkan.
Ikatan hidrogen: suatu ikatan kimiawi antara atom hidrogen dari satu molekul dan
dua elektron bebas dari molekul lainnya.
Inti: pusat inti bumi, inti bumi terdiri dua bagian yaitu bagian padat (inti dalam) dan
bagian cairan (inti luar).
Inti dalam: bagian pusat bumi yang tersusun dari besi dan nikel berbentuk padatan
Inti luar: bagian cairan inti yang menyelimuti bagian inti dalam berbentuk padatan
dan terletak di bawah lapisan mantel
Kapasitas pertukaran kation (KPK): jumlah kation-kation dapat tukar pada tanah,
penyusun tanah, atau bahan lain yang dapat menjerap pada pH tertentu.
Biasanya dilambangkan dalam centimole per kilogram kation penukar, dengan
muatan ion kation penukar ditentukan (+ atau 2+).
Geologi & Mineralogi Tanah
201
Glosarium
Kerak bumi: lapisan bumi paling luar yang berupa lapisan permukaan padat dari
bumi
Kesuburan tanah:
status tanah yang berhubungandengan kemampuannya untuk
mensuplai hara esensial pada pertumbuhan tanaman.
Konveksi: Proses energi panas dirambatkan melalui benda cair
Lava: cairan panas magma yang keluar dari gunung berapi
Litosfer: Lapisan permukaan bumi bagian setebal ± 100 km yang terdiri dari kerak
bumi dan bagian atas lapisan mantel.
Lempeng tektonik: sebuah lempeng yang besar dari lapisan permukaan terluar dari
bumi
Magma: cairan batuan panas yang terdapat di dalam bumi
Mantel: lapisan bumi yang berada di bawah kerak bumi dan di atas inti bumi.
Mineral primer: mineral yang tidak teralterasi secara kimiawi sejak deposisi dan
kristalisasi dari lava yang cair.
Mineral sekunder: suatu mineral yang dihasilkan dari dekomposisi mineral primer
atau dari represipitasi hasil-hasil dekomposisi mineral primer.
Mineral tanah: (i) Sebarang mineral yang terdapat sebagai bagian dari atau pada
tanah. (ii) Suatu gugusan anorganik alami dengan sifat fisik, kimia, dan
kristalin tertentu (didalam batas isomorfisme), yang berada dalam tanah.
Moho (Mohorovicic Discontinuity): lapisan yang berada diantara lapisan kerak dan
mantel bumi, yang ditemukan oleh Andrija Mohorovicic.
Pangea: superbenua yang digambarkan oleh Alfred Weger pada tahun 1015 sebagai
dataran tunggal selama beberapa abad yang lalu.
Pasir: (i) Partikel tanah berdiameter antara 0,05 sampai 2,0 mm. (ii) Salah satu dari
lima separat tanah, disebut: pasir sangat kasar, pasir kasar, pasir medium, pasir
halus, pasir sangat halus. Lihat separat tanah. (iii) Kelas tekstur tanah.
Pasir:
bahan tanah yang mengandung 85% atau lebih pasir; persentase debu
ditambah 1,5 kali persentase lempung sebaiknya tidak melebihi 15%.
Geologi & Mineralogi Tanah
202
Glosarium
Pasir 25% atau lebih pasir sangat kasar, pasir kasar, dan pasir medium, dan
<50% pasir halus atau pasir sangat halus.
Patahan: proses patahnya lempeng dasar lautan masuk kedalam lapisan mantel
Pelapukan: semua perubahan fisika dan kimia yang dihasilkan di batu, atau dekat
permukaan bumi, oleh agen atmosfer.
Pelapukan fisik: pemecahan batuan dan partikel mineral menjadi partikel yang
berukuran lebih kecil oleh gaya fisika seperti proses pembekuan.
Pelindian: pembuangan bahan dalam larutan dari tanah
Pengelolan tanah: kombinasi semua cara pengolahan tanah, praktek pertanaman,
pupuk, kapur, dan perlakuan lain yang dilaksanakan pada tanah untuk produksi
tanaman.
Piroklastik: suatu istilah yang umum dipakai pada bahan vulkanik detrital yang
tersembur saat letusan gunung berapi.
ppm (bagian per sejuta): (i) Suatu konsentrasi larutan yang dilambangkan dalam
satuan berat atau satuan massa solut (bahan yang terlarut) per sejuta satuan
berat atau satuan massa larutan. (ii) suatu konsentrasi padatan yang
dilambangkan dalam satuan berat atau satuan massa bahan yang ditambahkan
atau terkandung per sejuta satuan berat atau satuan massa padatan, seperti
tanah.
Pupuk: suatu bahan organik atau anorganik dalam keadaan alami atau buatan yang
ditambahkan pada tanah untuk mensuplai satu atau lebih unsur esensial bagi
pertumbuhan tanaman.
Pupuk buatan: di Eropa penggunaannya untuk menunjukkan pupuk komersial.
Pupuk kandang: kotoran hewan, dengan atau tanpa tambahan serasah segar atau
pada tingkat yang bervariasi untuk proses dekomposisi lebih lanjut atau proses
pengomposan. Di beberapa negara digunakan untuk menyebut pupuk.
Sial: lapisan kerak bumi bagian atas dari daratan yang terbuat dari batuan yang
tersusun dari unsur alumina dan silika
Geologi & Mineralogi Tanah
203
Glosarium
Sima: lapisan bagian bawah dari kerak bumi pada daratan dan lantai dasar lautan,
yang tersusun dari batuan yang kaya dengan elemen silica dan magnesium.
Tanah: (i) Bahan mineral tak terkonsolidasi pada permukaan bumi yang berfungsi
sebagai bahan alami untuk pertumbuhan tanaman. (ii) Bahan mineral tak
terkonsolidasi pada permukaan bumi yang menjadi sasaran dan pengaruh oleh
faktor genetik dan lingkungan dari: bahan induk, iklim (termasuk efek
kelengasan dan temperatur), makro dan mikroorganisme, dan topografi, yang
semuanya berlangsung dalam suatu periode waktu dan menghasilkan produk
akhir berupa tanah yang berbeda dari bahan-bahan penyusun aslinya dalam
sifat fisik, kimia, biologi, morfologi, dan karakteristiknya.
Unsur hara makro: suatu unsur hara tanaman yang biasanya mencapai konsentrasi
>500 mg kg-1 dalam tanaman dewasa.
Unsur hara mikro: suatu unsur kimia yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman
dan ditemukan dalam jumlah yang sedikit, biasanya <100 mg kg-1 di dalam
tanaman. Unsur-unsur ini meliputi B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, dan Zn.
Unsur hara tanaman: suatu unsur yang diserap oleh tanaman dan penting untuk
melengkapi siklus hidupnya.
Geologi & Mineralogi Tanah
204
Indeks
INDEKS
abrasi, 88, 91, 92, 101, 105
aluminium, 40
alluvial, 90, 91, 92, 93, 95, 97, 98,
101, 103, 104, 105, 106, 107
andisol, 144, 145, 146, 147, 150, 151
atmosfer, 1, 4, 12
basalt, 7, 132
batuan, 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,
25, 26, 27, 28, 29, 31, 34, 36, 38,
39, 42, 45, 54, 55, 56, 57
batuan beku, 63, 66, 69, 74, 75, 79, 80,
85, 88, 96, 112, 115
batuan metamorf, 88, 96, 112, 113,
114, 115
batuan sediment, 88, 94, 96, 97, 98,
101, 102, 112, 113, 116
benua, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 19,
20, 21, 23, 111, 112, 115, 116
bukit, 18
bumi, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23
dorsal, 15, 16, 17, 20, 21, 22, 24
diagenesis, 97, 98, 101, 104
elektron, 42, 43
erosi, 88, 101, 118
fosil, 16
felsik, 66, 67
gas, 14, 22
gelombang, 1, 2, 10, 11
geologi, 16, 17
guano, 97
heksagonal, 30, 32
ikatan ionik, 42, 43
ikatan kovalen, 43
inti, 2, 3, 4, 5, 9
intrusi, 25, 54, 57
kerak bumi, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
11, 12, 13, 25, 26, 27, 54, 63, 66,
67, 74, 76, 85, 86, 111, 112, 115
kompensator, 28, 29, 31, 32, 33, 34,
39, 126, 127, 142
konservasi tanah, 122
kristal, 25, 28, 45, 48, 51, 54, 55, 56,
62, 63, 65, 66, 69, 78, 85, 86, 93,
94, 95, 96
Geologi & Mineralogi Tanah
laut, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23,
24
lempeng tektonik, 14, 15, 19
lempung, 99, 180, 183, 184, 185, 186,
187, 188, 189, 190, 191
merapi, 182
mineral, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32,
33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 45, 48,
49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57,
58, 59, 60, 62, 63
mineral primer, 63, 74, 78, 123, 125,
136, 141
mineral sekunder, 123, 136, 139, 140,
141
mafik, 4
magma, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 25, 26, 54,
111, 112, 113, 114, 115, 116, 117
oksigen, 6, 7
oktahedral, 32
olivin, 6
padatan, 14, 21, 22
pangea, 14, 16, 20, 21, 23, 111, 115
panthalasa, 14, 21, 111, 115
pasir, 145, 157, 158, 159, 170, 171,
172, 173, 174, 180, 182, 183, 184,
185, 191
pelapukan, 118, 122, 123, 133, 134,
135
phyllosilikat, 32, 33, 34
plutonik, 25, 66, 68, 69, 75, 76, 77, 79,
84
salju, 16
silikat, 26, 27, 28, 29, 30, 32, 34, 35,
36, 37, 38, 39, 54, 55, 56, 57, 58, 59
sirkum, 18, 19, 21
tanah, 1, 3, 5, 29, 30
tetrahedral, 28, 30, 32, 34, 37, 38, 39,
54, 133
tropika, 3
ultra Basik, 26, 57
volkanik, 17, 18, 22, 24, 66, 68, 69,
76, 79, 85, 86, 182
zeolit, 147, 148, 149, 150, 152, 154,
159, 160, 161, 162, 164, 165, 179,
184, 186, 187, 189, 190, 191
205
Indeks
Geologi & Mineralogi Tanah
198
Biodata Penulis:
Penulis Pertama
Nama: Prof. Dr. Ir. Bambang Hendro Sunarminto, SU.
Tempat dan tanggal lahir: Wonosobo (Jawa Tengah); 18 April
1949.
Pendidikan: Keluarga sejak tahun 1950 pindah ke
Yogyakarta; sehingga Penulis menempuh pendidikan dasar di
SR Negeri 3 Jalan Ungaran; dilanjutkan ke SMP Negeri 4
Kotabaru (sekarang gabung dengan SMP Negeri 5);
pendidikan menengah atas di SMA Negeri 3 Padmanaba
Kotabaru untuk kelas 1; tetapi menjadi lulusan SMA Negeri 1
Temanggung (Keluarga penulis pindah Temanggung; saat
Ayah mendirikan STM Pembangunan Maron Temanggung).
Tahun 1981. Sarjana S1 Bidang Pedologi (Pembentukan,
Karakterisasi, Klasifikasi dan Pemetaan Tanah) di Jurusan Tanah Fakultas Pertanian UGM,
Yogyakarta. Penelitian tentang: Genesa, karakterisasi dan klasifikasi lahan gambut Rawa
Pening, Jawa Tengah.
Tahun 1986. Sarjana S2 Bidang Pedologi di Fakultas Pasca Sarjana UGM Yogyakarta. Penelitian
tentang: Karakterisasi berbagai jenis tanah yang berkembang di atas batuan beku dan sedimen di
kawasan utara Palangka Raya, Kalimantan Tengah.
Tahun 1993. Sarjana S3 Bidang Pedologi di Departement Sciences de la Terre; Fac. des
Sciences; Universite Nancy I; kota Nancy, Perancis. Penelitian tentang: Genesa, karakterisasi
tanah dan identifikasi tipe lempung dalam tanah yang berkembang di atas lima jenis batuan
induk: Granit, Granodiorit, Bahan Lakustrin, Andesit-Basaltik dan Batu lempung (clay-stone) di
Kuala Kurun Kalimantan Tengah.
Tahun 2009. Menjadi Guru Besar dalam Bidang Pedologi di Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian,
UGM, Yogyakarta. Pidato Pengukuhan berjudul: Genesis, Karakteristik Tanah dan Kualitas
Lahan Peranannya dalam menumbuhkan Tanaman.
Mata kuliah yang diampu
Jenjang S1: Pengantar Ilmu Pertanian; Metodologi Penelitian Tanah; Geologi dan Mineralogi
Tanah; Geomorfologi dan analisis lansekap; Survei Tanah dan Evaluasi Lahan.
Jenjang S2: Ilmu Produksi Pertanian; Geologi Bahan induk; Klasifikasi Tanah; Analisis bentang
lahan dan Topografi; Evaluasi dan Tata guna Lahan; Mineralogi Lempung; Geokimia
Lingkungan (F. Geografi UGM).
Jenjang S3: Geokimia Terapan; Genesa dan Kemas tanah; Perspektif dan Filsafat Ilmu; Tanah
dan Pemanfaatannya (F. Biologi UGM).
Motto hidup: sekecil apapun tugas dan tanggung jawab hendaknya dijalankan sebaik-baiknya
dengan ikhlas dan selalu diiringi doa kepada Allah SWT.
Penulis Kedua
Dr. Makruf Nurudin, S.P., M.P. Lahir di Magetan pada tanggal 26
Oktober 1971. Beliau mendapat gelar Sarjana Pertanian dan
Magister dari Depa rtemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian UGM
pada tahun 1997 dan 2003. Gelar doktor diraih dalam bidang ilmu
tanah hutan di Kyoto University Jepang pada tahun 2013. Saat ini
beliau mengajar matakuliah Dasar-dasar Ilmu Tanah, Geologi dan
Mineralogi Tanah, Survei dan Evaluasi Lahan dan Sistem
Informasi Geografis. Beliau sekarang menjabat sebagai sekretaris
Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (HITI) Komda DIY dan Jawa
Tengah. Beberapa organisasi lain yang aktif diikuti beliau adalah:
Masyarakat Konservasi Tanah dan Air, International Peat Society
(IPS) dan East South Asia Federation of Soil Sciences (ESAFS).
Beliau sekarang ini banyak meneliti tentang tanah hutan tanaman
industri, pedologi, survei, evaluasi dan pemetaan lahan. Publikasi
penelitian dan hasil pemikiran banyak tersebar di berbagai media dan jurnal ilmiah di dalam
maupun di luar negeri seperti Tropics. Seminar Internasional yang pernah diikuti, misalnya
Annual Meeting of Japan Forest Society April 2010, Tsukuba, Japan dan International
Conference SUSTAIN 3th November
2012, Kyoto, Japan. alamat email beliau:
[email protected]
Penulis Ketiga
Dr. Sulakhudin, S.P., M.P., lahir di Tuban pada tanggal 25
Mei 1975. Saat ini aktif sebagai peneliti dan konsultan di berbagai
bidang pertanian. Pendidikan sarjana diselesaikan pada tahun 1998
di Universitas Jember, sedangkan Master dan Doktor ditempuh di
Universitas Gadjah Mada. Lulus doktor pada tahun 2011 dengan
judul disertasi, “Peran Bahan Humus-Kalsium pada Pupuk Urea
terhadap Ketersediaan Nitrogen, Pertumbuhan dan Hasil Bawang
Merah di Lahan Pasir Pantai. Beberapa organisasi yang aktif
diikuti adalah Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (HITI),
International Peat Society (IPS) dan Sain untuk Rakyat (SURAK).
Penelitian di bidang teknologi tepat guna dan rekayasa
pupuk yang dilakukannya sejak tahun 2008 telah menghasilkan
beberapa jenis pupuk antara lain: pupuk urea Hukalsi (urea yang
dilapisi bahan humat dan kalsium), pupuk Zeo-Hukalsi, Pupuk
Fosgit (Fosfat – Hasburgit) dan NPK double coating. Beberapa hasil penelitian diterbikan dalam
jurnal: Tanah dan Lingkungan, Tanah dan Air, Tropical Soil. Selain itu, aktif dalam kegiatan
survei tanah untuk pengembangan wilayah maupun evaluasi lahan, seperti Survei Kesesuaian
Tanah untuk Tanaman Pangan Kecamatan Kuala Cenaku, Kabupaten Indragiri Hulu, Propinsi
Riau, 2008, Survei Tanah untuk Pengembangan Hutan Tanaman Industri P.T. Musi Hutan
Persada 2009 – 2011, Pemetaan Status Hara Lahan Pertanian Kabupaten Kendal 2012. Peneliti di
Kebun Pendidikan, Penelitian dan Pengembangan Pertanian (KP4) UGM 2009 – 2013. Alamat
email: [email protected].
Penulis Keempat
Dr. Cahyo Wulandari, S.P., M.P., lahir di Grobogan pada
tanggal 23 Mei 1974. Pendidikan sarjana diselesaikan pada tahun
1997 di Universitas Negeri Sebelas Maret, sedangkan Master diraih
di Universitas Gadjah Mada pada tahun 2001. Lulus doktor pada
tahun 2013 di Hiroshima University Jepang di bidang nutrisi
tanaman. Beberapa organisasi yang aktif diikuti adalah Himpunan
Ilmu Tanah Indonesia (HITI), International Peat Society (IPS) dan
East South Asia Federation of Soil Sciences (ESAFS).
Saat ini beliau mengajar beberapa matakuliah di Jurusan Tanah,
Fakultas Pertanian UGM. Matakuliah yang ditekuninya adalah
Dasar-dasar Ilmu Tanah, Kesuburan Tanah dan Pengelolaan Tanah.
Beliau sekarang ini banyak meneliti tentang pupuk dan
pemupukan, nutrisi tanaman dan pengelolaan tanah. Publikasi
penelitian dan hasil pemikiran banyak tersebar di berbagai media
dan jurnal ilmiah di dalam maupun di luar negeri, seperti Japannese
Society of Soil Science and Plant Nutrition dan Journal of Plant Nutrition. alamat email beliau:
[email protected].