BAB 9

Sungai dan Kipas Alluvial

Tiga zona geomorfologikal dapat dilihat di dalam sistem alluvial dan fluvial.

Pada zona erosi, alirannya sangat aktif menggerus, menghilangkan lapisan

batuan dari lantai dan pinggiran lembah menuju ke daerah aliran. Pada

zona transfer, gradiennya lebih rendah, aliran dan sungai tidak secara

aktif mengerosi, tetapi disini juga bukan tempat terdeposisinya material.

Bagian terendah pada sistem adalah zona deposisional, dimana sedimen-

sedimen terdeposisi pada pinggir sungai dan dasar bawah permukaan.

Area di permukaan yang menyuplai air ke sistem sungai dinamakan

catchment area. Sungai dan aliran utamanya disuplai air dari permukaan

dan air bawah tanah yang berasal dari akuifer bawah permukaan diikuti

dengan hujan.

Karakteristik utama dari sistem fluvial adalah pada sebagian besar waktu,

alirannya terkonsentrasi di dalam jalurnya. Ketika level air berada dibawah

dari tepi alirannya, status tersebut dinamakan low flow stage. Kemudian

apabila level air berada mendekati atau tepat pada tepi alirannya, maka

kondisi tersebut dinamakan high flow stage.

1. Terbentuknya sungai

Beberapa penyebab prinsipal yang membentuk sungai adalah: (a)

seberapa lurus atau melengkungnya jalur tersebut; (b) kehadiran

ataupun ketiadaan lapisan deposisi pasir atau kerikil di jalur; (c)

jumlah dari jalur yang terpisah yang dijumpai pada ujung-ujung aliran

sungai. Berikut ini adalah beberapa tipe sungai.

Sungai dengan proporsi sedimen yang tinggi yang dibawa melalui

rolling dan saltation sepanjang lantai jalur sungai dinamakan sebagai

bedload river.

Gambar 1. 1 Fitur pada braided river

Hal ini adalah dimana lapisan yang tererosi telah terdepositkan

sebagai batangan dari pasir atau kerikil yang kemudian membentuk

sungai yang seakan tersekat-sekat.

Gambar 1. 2 Dune berpasir yang terbentuk di tengah-tengah sungai

Meander terbentuk oleh erosi pada tepian sungai yang terdekat

dengan thalweg (aliran sungai), beriringan dengan deposisi pada

jalur di seberangnya dimana alirannya melambat dan lapisan yang

tererosi tidak dapat lagi terbawa. Dengan erosi yang berkelanjutan

pada tepian bagian dalam, jalur tersebut kemudian membentuk

meander yang melengkung.

Gambar 1. 3 Fitur utama pada sungai meander

Pada iklim yang cukup hangat atau tropis, yang curah hujannya

cukup tinggi sepanjang tahun, hanya terdapat sedikit variasi pada

aliran sungai, tetapi pada wilayah yang memiliki curah hujan

musiman yang lebih kuat, dikarenakan iklim monsoonal, atau lelehan

salju musiman pada area pegunungan tinggi, tingkat kesurutan pada

sistem sungai dapat berbeda-beda pada tiap waktunya sepanjang

tahun. Pada saat musim kering, aliran-aliran yang berukuran kecil

dapat mengering total. Pada gurun pasir, dimana curah hujan tidak

teratur, seluruh sistem sungai dapat mengering selama bertahun-

tahun. Pada daerah tinggi dengan iklim kering, pelapukan

menyebabkan detritur-detritus yang tersisa jatuh ke bawah

dikarenakan gravitasi.

2. Deposisi Dataran Banjir

Struktur utama yang diamati pada sedimen dataran banjir adalah:

a. Lapisan yang tipis maupun sangat tipis yang bervariasi dari pasir

hingga lumpur;

b. Bukti dari aliran yang tiba-tiba dan cepat (laminasi datar dan

paralel) dan disertai dengan deposisi yang juga sangat cepat

prosesnya.

c. Lapisan tipis sedimen, yang biasanya hanya memiliki ketebalan

beberapa centimeter tetapi meluas dari puluhan hingga ratusan

meter.

d. Erosi pada dasar lapisan batupasir tepi sungai biasanya

terlokalisasi pada jalur dimana alirannya sangat kuat;

e. Bukti dari perlapisan tanah.

3. Pola Pada Deposisi Fluvial

Pengaturan tiga dimensi dari deposit saluran dan tepi sungai pada

suksesi fluvial sering dinamakan arsitektur lapisan. Aristektur ini

dideskripsikan melalui bentuk dan ukuran dari lapisan pasir yang

terdepositkan pada saluran dan proporsi dari posisi deposit relatif

terhadap fasies tepi sungai yang lebih halus. Migrasi lateral akan

melambat apabila tepi sungai adalah stabil. Stabilitas tepi diatur

secara alami oleh dataran banjir.

Data Palaeocurrent sangatlah berharga dalam merekonstruksi dari

palaeogeografi dari deposit fluvial. Data tersebut juga dapat

digunakan untuk merekonstruksi area darimana sumber sedimen

berasal dan memungkinkan juga untuk mengindikasikan posisi umum

dari mulut sungai.

Sungai bervariasi dari aliran kecil yang hanya memiliki lebar

beberapa meter dan memiliki kedalaman puluhan centimeter hingga

selebar puluhan kilometer dan kedalaman puluhan meter.

4. Kipas Alluvial

Kipas alluvial adalah bentukan corong dari detritus yang terbentuk

pada penunjaman di tepi dataran alluvial. Mereka terbentuk oleh

deposisi dari aliran air dan sedimen yang datang dari bagian atas

cekungan. Istilah kipas alluvial telah digunakan pada literatur geologi

dan geografi untuk mendeskripsikan deposit bervariasi yang memiliki

bentuk hampir corong, termasuk delta dan sistem sungai besar

terdistribusi.

Gambar 1. 4 Tipe-tipe kipas alluvial

Kipas alluvial terbentuk ketika ada pemisahan yang signifikan pada

topografi antara dataran tinggi pada drainase basin dan lantai basin

sedimenter yang lebih datar. Proses deposisi dari kipas alluvial ini

ditentukan oleh ketersediaan air, jumlah dan tipe sedimen yang

dibawa oleh lembah asalnya, dan gradien dari permukaan kipas.

Ketika ada campuran padat dari air dan sedimen, deposisi dan

transportasi akan dilakukan oleh aliran serpih.

Deposisi dari kipas alluvial pada daerah kering terjadi sangat jarang

(pada skala waktu manusia). Aliran dari serpihan yang membawa

sedimen ini secara normal hanya bertahan selama beberapa jam dan

kejadian-kejadian ini biasanya terpisah puluhan sampai ribuan tahun.

Meskipun deposit dari kipas alluvial tidaklah memainkan peran

signifikan pada basin sedimenter dalam konteks volume, deposit ini

tetaplah penting karena deposisi kipas ini sensitif terhadap kontrol

cuaca dan tektonik. Kipas alluvial terbentuk pada pinggiran basin

sedimenter dan hal ini dapat menjadi pusat aktivitas tektonik, dimana

patahan sepanjang pinggiran basin akan menyebabkan pengangkatan.

Danau

Danau terbentuk ketika ada pasokan air yang mengisi permukaan dengan

topografi rendah. Danau tersebut utamanya terisi oleh sungai dan/atau

penguapan dari permukaan. Keseimbangan antara pasokan dan

pengeluaran dan rata-rata terjadinya evaporasi mengontrol level air pada

danau dan komposisi kimia danau. Sedimen dapat terkumpul di danau, yang

mana hal tersebut dapat menyebabkan perlapisan yang memiliki ketebalan

hingga ratusan meter dan luasnya dapat mencapai ratusan bahkan ribuan

kilometer persegi.

1. Formasi danau

Depresi tanah yang dapat diisikan oleh air yang membentuk danau

biasanya terbentuk akibat gaya tektonik. Depresi pada permukaan

dapat juga disebabkan oleh erosi, tetapi agen pengerosi tidak bisa air

saja. Untuk danau yang terbentuk pada area gletser, ukurannya

cenderung kecil dan perubahan pendepositan dalam jangka panjang

secara tipikal adalah lebih rendah. Proses lain dari pembentukan dam

adalah tanah longsor yang menghalangi aliran di sebuah lembah dan

abu vulkanik atau lava yang membentuk topografi baru pada

permukaan.

2. Hidrologi Danau

Suplai air danau berasal dari aliran sungai, air tanah dan hujan yang

turun di permukaan danau. Apabila tidak ada air yang hilang, level

permukaan dari danau akan meningkat seiring waktu hingga sampai

pada titik batasnya. Sebuah danau dikategorikan terbuka secara

hidrologi apabila danau tersebut terisi hingga titik batasnya dan

keseimbangan antara suplai air yang masuk dan keluar. Apabila rata-

rata dari penguapan melebihi atau tidak ada pasokan yang keluar dari

danau maka danau tersebut dikategorikan tertutup secara

hidrologi. Untuk kategori terakhir, apabila penguapan terjadi secara

berlebih dan suplai air mengecil, danau tersebut dapat benar-benar

kering.

Gambar 1. 5 Danau secara hidrologis

Dari sudut pandang sedimentologi, ada tiga tipe danau. Danau air

tawar memiliki salinitas air yang rendah, dan dapat terbuka maupun

tertutup secara hidrologi. Danau salin adalah tertutup secara

hidrologi dan ion terlarutnya semakin meningkat seiring dengan

evaporasi. Danau ephemeral terjadi pada iklim arid dan air yang

terdapat disitu berasal dari hujan badai yang besar.

3. Danau Air Tawar

Mayoritas dari danau modern adalah air tawar; terdapat pada

beragam tempat mulai dari di garis ekuator hingga ke kutub. Deposit

lakustrin dari danau pada skala tersebut diketahui dari rekaman

stratigrafi, yang utamanya berasal dari perlapisan Devonian ke

Neogene.

Danau adalah badan air yang relatif statis, tidak digerakkan oleh

proses pasang surut dan sirkulasi oseanik. Ombak terbentuk ketika

angin bertiup pada permukaan air, tetapi ukurannya tidak sampai

seperti ombak pada samudera. Untuk itu, pada kedalaman 10 sampai

20m air pada danau tidak terpengaruh oleh gelombang. Hal ini

memungkinkan untuk pengembangan stratifikasi air danau. Ada

dua pembagian divisi air yang diketahui. Epilimnion, terletak pada

bagian atas, memiliki suhu yang hangat. Hypolimnion, adalah bagian

yang lebih dingin. Kedua hal ini dibatasi oleh thermocline. Untuk itu,

stratifikasi dilakukan berdasarkan dari temperatur, dan juga densitas

(air hangat memiliki densitas yang lebih rendah daripada air dingin).

Pada bagian hypolimnion, semua oksigen dipakai oleh aktivitas

bakteri aerobik. Karena itu, pada bagian bawah danau menjadi

anaerob. Untuk itu, terjadi dua hal. Pertama, semua mater organik

yang jatuh pada kolum air ke bawah permukaan tidak akan terurai

oleh karena aktivitas aerobik. Apabila terdapat material organik yang

terdeposit di danau, hal ini berpotensi menjadi lapisan batubara, dan

alga atau bakteri yang lain dapat membentuk lapisan lain, yang pada

akhirnya akan membentuk source rock untuk minyak dan gas. Kedua,

lingkungan ini tidak cocok untuk hidup. Danau yang terstratifikasi

tidak memiliki kehidupan pada bagian bawahnya.

Ketika sungai yang membawa sedimen memasuki danau, kecepatan

air akan menurun secara drastis dan sebuah delta terbentuk dan pada

saat bersamaan material yang kasar terdepositkan pada mulut sungai.

Karakter dari deposit di delta ini ditentukan oleh suplai sedime dari

sungai.

Di sisi yang lain, deposit yang terkumpul di pantai akan tergantung

pada kekuatan angin yang menghasilkan ombak. Apabila anginnya

tidak kuat, sedimen pada pantai akan cenderung menjadi halus tetapi

kuat.

Sedimentasi klastik pada danau ditentukan oleh dua mekanisme:

penyebaran dari sedimen yang tersuspensi dan transportasi oleh

densitas arus. Campuran dari sedimen dan air yang dibawa oleh

sungai dapat mengalir sebagai arus turbidit, yang mana arus ini dapat

berjalan sepanjang permukaan bawah danau. Deposit ini akan akan

menjadi lapisan sedimen yang bertingkat dari material kasar yang

pertama kali terendapkan, sampai pada sedimen halus yang terakhir

terendapkan. Pada danau yang terbentuk di wilayah dimana ada

musim dingin, stratifikasi yang sangat jelas dapat terbentuk

dikarenakan variasi musiman.

4. Danau Saline

Danau yang saline disuplai oleh sungai yang mengandung ion terlarut

dari batu-batuan dan pada setting iklim yang dimana terjadi

penguapan yang tinggi. Salinitasnya bervarias mulai dari 5 f L-1 dari

larutan, sampai konsentrasi yang mendekati garam di air laut.

Gambar 1. 6 Danau saline, Danau Mono

Ion utama yang terdapat pada danau saline modern adalah kation

natrium, kalsium dan magnesium dan karbonat, anion klorida dan

sulfat. Keseimbangan dari konsentrasi ini menentukan mineral yang

terbentuk. Ada tiga tipe danau saline utama yang terbentuk. Danau

sulfat memiliki konsentrasi bikarbonat yang lebih rendah dibanding

danau soda tetapi lebih kaya magnesium dan kalsium. Danau soda

memiliki konsentrasi ion bikarbonat dan sodium karbonat yang tinggi.

Danau klorida memiliki komposisi mineral yang serupa dengan

penguapan air laut.

Gambar 1. 7 Tiga tipe danau saline

5. Danau ephemeral

Badan air besar yang secara periodik mengering bisa disebut danau

ephemeral. Banyak area gurun pasir yang terkena hujan yang tidak

periodik dalam jangka panjang. Setelah turun hujan, yang biasanya

hanya terjadi beberapa tahun sekali sampai puluhan tahun sekali,

sungainya menjadi aktif, dan kemudian membanjiri hingga sampai ke

cekungan dan akhirnya membentuk danau. Pembanjiran dan

penguapan yang berulang menghasilkan seri depositional couplets

dari lapisan lumpur yang tertutupi oleh lapisan penguapan mineral.

Gambar 1. 8 Kerak garam mineral yang terbentuk oleh penguapan

6. Kontrol pada Deposit Lakustrin

Karakteristik dari deposit lingkungan lakustrin dikontrol oleh faktor

yang mengontrol kedalaman dan ukuran dari cekungan, suplai

sedimen ke danau, dan keseimbangan antara suplai air masuk dan

keluar melalui penguapan. Beberapa danau dapat dikategorikan ke

dalam overfilled, dan depositnya dikarakterisasi oleh akumulasi pada

marginnya, dan arus suspensi dan turbidit. Danau yang balanced fill

adalah dimana input fluvial seimbang melalui evaporasi. Danaui ini

sangat sensitif dengan variasi iklim. Danau yang termasuk

underfilled adalah yang saline dan ephemeral. Beberapa danau yang

saline dapat menjadi tawar apabila terjadi perubahan kondisi menjadi

lebih basah dan lebih sejuk. Rerata dari suplai sedimen sangatlah

signifikan pada lingkungan lakustrin. Apabila rerata deposisi dari

deposit klastik, karbonat, dan evaporit lebih besar dari rerata

penurunan cekungan, maka cekungan itu akan terisi secara gradual.

7. Kehidupan dan Fosil pada Deposit Lakustrin

Bukti paleontologi sering menjadi faktor penting di dalam

menentukan fasies lakustrin kuno. Danau air tawar bisa jadi kaya

dalam sumber kehidupan, tetapi spesies yang terdapat di dalamnya

cukup terbatas. Alga dan cyanobacteria adalah komponen penting

dalam ekologi danau dan juga memiliki peranan dalam faktor

sedimentologis. Organisme yang umum ditemukan pada deposit

danau adalah charaophytes (sejenis alga).

8. Rekognisi Fasies Lakustrin

Tidaklah mudah untuk membedakan antara deposit pada danau dan

lingkungan laut dengan energi rendah seperti laguna, atau laut

dalam. Fasies danau yang dangkal meiliki karakteristik yang serupa

dengan deposit laguna. Kriteria utama untuk membedakan fasies

lakustrin dan laut biasanya adalah perbedaan organisme dan habitat

yang tinggal.

Ada beberapa organisme yang hanya tinggal di lingkungan air laut:

contohnya adalah koral, echinoids, brachiopods, cephalopods,

graptolites, dan foraminifers.

Karakteristik selanjutnya yang lebih jarang ditemukan pada

lingkungan laut adalah stratifikasi pada badan air. Tidak adanya

campuran dari air permukaan yang teroksigenasi dan kolom air

bagian bawah akan menghasilkan kondisi anaerob pada bawah danau.

Deposit danau dalam mungkin saja menyimpan laminasi sedimentasi

utama yang pada lingkungan laut akan terhancurkan oleh organisme.

Untuk danau saline dan ephemeral, biasanya dapat dibedakan dengan

kandungan kimia pada mineral evaporit.