sedimen laut dan karakter kimiawinya · pdf filepartikel suspensi di sungai sejumlah 33 sungai...

10/2/2012

1

Sedimen Laut dan Karakter

Kimiawinya

Eko Efendi Pengantar Oseanografi 1

Pengertian

Merupakan materi yang diendapkan dari

kolom air laut.

Dalam kaitan dengan siklus materi,

sedimen laut mencerminkan endapan

(sink) utama bagi materi yang

meninggalkan sistem kolom air.


Kondisi Umum Sedimen Laut

Sedimen menutupi hampir di sebagian dasar lautan.

Ketebalan lapisan bervariasi (rata-rata > 1 km untuk Atlantik dan < 1 km di Pasifik, dan secara keseluruhan rata-rata ~ 500m).

Materi sedimen merupakan proses “sink” dari bagian dari pertikel yang survive dari proses distruksi dalam kolom air dan juga unsur-unsur terlarut.


10/2/2012

2

Ketebalan Sedimen


Proses Umum Pembentukan Sedimen

Sedimen awal diendapkan di dasar basalt di ridge/parit lautan.

Dapat berupa endapan hidrotermal yang kaya logam.

Saat posisi ridge di atas lapisan carbonate compensation depth (CCD), senyawa karbonat mengendap dan mulai terakumulasi.

Endapan selanjutnya akan mengalami perubahan karena proses interaksi secara kimiawi, fisik dan biologi.

Pengaruh ketiga faktor ini menimbulkan perubahan komposisi dan karena setiap wilayah kondisi ketiga faktor berbeda.


Faktor Perubahan

Faktor yang dapat merubah pola sebaran

dan komposisi sedimen adalah:

Produktivitas laut

Pergerakan geology dasar laut (merubah

ukuran dan bentuk, sebaran longtudinal, pola

sirkulasi arus dan kedalaman).

Variasi iklim global (mempengaruhi

mekanisme input).


10/2/2012

3

Lokasi Pengendapan Materi

Secara umum terdapat lokasi

pengendapan utama yaitu:

Sedimen dekat pantai (Nearshore Sediment).

Sedimen Laut dalam (Deep-sea Sediment).


Neashore Sediment

Endapan terutama di wilayah paparan

benua yang sangat dipengaruhi oleh input

daratan.

Wilayah termasuk estuari, fjord, teluk,

laguna, delta, dataran pasut, batas benua.

Variabilitas kondisi wilayah sangat tinggi

dibandingkan dengan laut dalam.


Deep-sea Sediment

Endapan pada kedalaman > 500 m.

Karakter sangat unik karena jauh dari

daratan, reaktivitas materi dalam kolom

air, dan perbedaan biomasa lautan.

Terdapat dua karakter utama

berdasarkan:

Ukuran patikel

Laju akumulasi


10/2/2012

4

Fraksi < 2 μm Sedimen

Tipe sedimen Lokasi Persen berat

fraksi < 2 μm

Sedimen Pelagis Atlantik 58

Pasifik 61

India 64

Sedimen Paparan benua Pantai Atlantik 2

Teluk Meksiko 27

Teluk Kalifornia 19

Paparan Sahul Barat Daya

Australia

72

Partikel suspensi di

Sungai

Sejumlah 33 Sungai di AS 37

Griffin et al. (1968) Eko Efendi Pengantar Oseanografi 10

Laju Akumulasi Fraksi Daratan

Wilayah Lautan Laju Akumulasi (mm/103 tahun)

a b

Pasifik Selatan 0,45 1,0

Pasifik Utara 1,5 5,8

Atlantik Selatan 1,9 6,0

Atlantik Utara 1,8 5,7

India - 4,4

a: Golberg & Koide (1962), Golberg et al (1963), Golberg & Griffin (1964)

b: Ku et al (1968) Eko Efendi Pengantar Oseanografi 11

Mekanisme Transport Sedimen

Arus Gravitasi (arus turbiditas); dari paparan benua melalui submarine canyon.

Arus Geostrofik laut dalam atau dasar; ukuran material lebih halus

Arus Pertengahan Kedalaman; adveksi melalui pola sirkulasi lautan lapisan tengah.

Arus permukaan/dekat permukaan

Transport vertikal/down-column.


10/2/2012

5

Mekanisme Transport

Arus

Gravitasi

Arus

Geostropik

Arus

Permukaan

Arus

Pertengahan

Down-column

Transport



Klasifikasi Umum Sedimen Laut

Neashore Sediment (sifat sangat beragam baik fisik ukuran

sedimen, kimiawi oxic-anoxic)

Deep-sea Sediment:

Hemipelgic (arus dasar, clay, 1-5 % karbon organik)

Pelagic: (arus dasar)

Inorganic (< 30 % biogenik, 0,1 – 0,2% karbon

organik)

Biogenic (> 30% biogenik

Calcareous Oozes (>30% karbonat, foraminifera,

cocolithophora, pteropoda)

Siliceous Oozes (> 30% silika, diatom dan

radiolaria)


10/2/2012

6

Sedimen Laut Dalam



Sedimen Laut Dangkal

Terrigenous Sediment (sedimen dari hasil

erosi permukaan daratan).

Endapan laut dangkal, endapan delta di

batas benua atau longsoran di lereng

benua.

Ditransportkan ke laut dalam melalui

debris flows atau turbidity currents


10/2/2012

7

Hub Transport vs Kecepatan


Klasifikasi Umum


Udden-wentworth US Std


10/2/2012

8

Klasifikasi Ukuran

(Shepard, 1954) (Folk, 1980)


Karakter Sebaran Sedimen Laut

Lempung laut dalam dan calcareous ooze sebagai tipe utama endapan sedimen laut dalam.

Calcareous banyak diendapkan pada perairan dengan kedalaman <3-4 km.

Siliceous oozes di lintang tinggi antartika dan pasifik utara (diatom), di tropis (radiolaria).

Endapan glasial diwilayah antartika dan Atlantik Utara lintang tinggi).

Pasifik Utara litogenous clays, pasifik selatan hidrogenous.


Calcareous Oozes

Siliceous Oozes Glasial

Hidrogenous Lithogenous


10/2/2012

9

Komposisi Kimiawi Sedimen Laut

Unsur Utama:

Al dominan di lempung (clay), Ca dalam

karbonat dan Si dalam siliceous, Mn dan Fe.

Unsur Trace (kelumit):

Sangat sedikit di deep-sea sedimen,

Tinggi di nearshore sedimen,

Di pasifik lebih tinggi dari Atlantik

Tinggi di wilayah ridge.


Komponen Sedimen Laut

Upaya pemahaman sifat sedimen atas

dasar asal dan formasi sedimen:

Lithogenous

Biogenous

Hydrogenous

Cosmogenous


Komponen Lithogenous

Asal:

Sebagian besar erosi batuan daratan melalui proses

weathering (terrigenous particles), Sebagian kecil

materi gunung api (vulcanogenic particles) khususnya

daerah aktif (parit laut), dan subduction zone.

Mekanisme transport:

Sungai bentuk terlarut atau partikel.

Angin bentuk debu

Banyak diendapkan di nearshore, hanya fraksi

halus yang sampai ke lautan.


10/2/2012

10

Transport - Sungai


Transport - Udara


Komposisi Mineral

Clay (50%),

Quartz,

Sedikit feldspar.

Analisis Sebaran

Clay (kualitatif &

kuantitatif)

deskripsikan:

Asal dan

transport

Weathering dan

hidrolysis


10/2/2012

11

Prinsip Dasar Mineral Clay


Struktur Mineral Clay

Montmorilonite Chlorite Eko Efendi Pengantar Oseanografi 32

Mineral Clay

Terdapat empat kelompok khususnya fraksi < 2 μm bebas karbonat: Kaolinite (dari daratan, lintang rendah)

Chlorite (dari daratan, lintang tinggi)

Illite (dari daratan, tetapi tidak punya kekhasan wilayah endapan)

Montmorillonite (dari gunung api)


http://www.geology.neab.net/pictures/rock068.jpg

10/2/2012

12

Fraksi mineral Clay < 2μm

Wilayah laut Persentase Rata-rata Mineral Clay

Kaolinite Chlorite Illite Montmoeillonite

Atlantik Utara 20 10 55 16

Atlantik Sleatan 17 11 47 26

Pasifik Utara 8 18 40 35

Pasifik Selatan 8 13 26 53

India 17 12 33 41

Griffin et al (1968)


Sebaran Kaolinite


Sebaran - Illite


10/2/2012

13

Sebaran Smectite


Sebaran - Chlorite


Komponen Biogenous

Berasal dari organisme hidup.

Materi utama karbonat dan silika opal.

Sedikit materi fosfat (apatite) dan sulfat (barite).

Materi kabonat (Foraminifera, cocolithofora dan pteropoda).

Materi silika opal (diatom dan radiolaria).

Produksi bergantung pada produktivitas lautan.


10/2/2012

14

Materi Biogenik

C = Cocolithophore; f = foraminifera; q = quartz; m = mica


Aragonite di Sedimen Calsium


Komposisi Mineral Biogenik


10/2/2012

15

Proses Disolusi - Presipitasi

Shell Karbonat dan silika opal mengalami

disolusi pada saat tenggelam karena kondisi

fisika kimia air laut.

Proses disolusi dan presipitasi tergantung pada

kandungan karbonat dan silika dalam air laut.

Kondungan karbonat bervariasi, beberapa

bersifat jenuh dan lainnya tak jenuh karbonat.

Kandungan silika selalu dalam kondisi tak jenuh,

sehingga opal silika mudah terlarut.


Sinking Materi


Karbonate

Terdapat kedalaman membentuk batas antara deposisi karbonat dan non-karbonat sediment, (calcium carbonate compensation depth – CCD).

Di atas CCD, kalsium akan diendapkan, dibawah CCD, kalsium terlarut.

Posisi kedalaman Calcite-CD; 4.5-5 km di Atlantik, 5 km di India Tropis, 3-5 km di Pasifik.

Posisi kedalaman Aragonite-CD; 3 km di Atlantik tropis sebelah barat, 1-2 km di Pasifik tropis sebelah barat dan hanya beberapa ratus meter di Pasifik Utara tropis.


10/2/2012

16

Silika

Produksi sangat tergantung pada produksi silika

yang dihasilkan organisme.

Lebih banyak mengalami disolusi, sehingga

preservasi silika disedimen dipengaruhi:

Termodinamika (fungsi dari suhu, tekanan dan

kandungan silika di dasar),

Laju produksi organisme penghasil silika,

Level silika tersisa yang terlarut dengan materi non-

opal.


Komponen Hidrogenous

Komponen terbentuk dari senyawa terlarut

melalui reaksi anorganik (proses non-

biologi).

Terdapat pembagian komponen

hirogenous (Chester dan Hughes, 1967):

Materi hidrogenous primer (terbentuk

langsung dari materi terlarut).

Materi hidrogenous sekunder (karena

perubahan dari minerala yang ada).


Elderfield (1976):

Presipitate (primer)

Halmyrolysate (sekunder)

Elderfield (1976) kemudian membagi 4:

Presipitate vulkanis (unsur dari vulkanis)

Presipitate supergene (air laut atau air antara atau

non-vulkanis)

Halmyrolysate litogenous (litogenos dan air laut)

Halmyrolysate vulkanis (reaksi air laut dan basalt)

Klasifikasi Hidrogenous


10/2/2012

17

Klasifikasi Hidrogenous

Menurut asal usul unsur terlibat (Chester,

1993):

Berasal langsung dari air laut (hidrogenous

dan hidrotermal)

Berasal dari diagenesa oxic

Berasal dari diagenesa sub-oxic.


Komponen Mineral

Komponen Primer (presipitate); oksihidroksida, karbonate, fosfta, sulfida, sulfat dan mineral evaporite.

Komponen Sekunder (halmyrolisate); glauconite, chamosite, palagonite, montmorilonite dan zeolite.

Berdasarkan proses kimiawi: feromanganese nodule, ferromanganese oxyhydroksida, dan sedimen kaya logam.


Komponen Cosmogenous

Terbentuk di ruang angkasa dan masuk

melalui atmosfer.

Kontribusi kecil di sedimen laut seperti

sperul cosmic dan mikrotektit (gelas hitam

hijau).

Ada dua sperul cosmic:

Sperul besi (magnet hitam kecil)

Sperul batuan (silika halus)


10/2/2012

18

Tugas 2

Dapat dilihat minggu depan


KALAU DA SUMUR DI LADANG

BOLEH KITA MENUMPANG MANDI

KALAU ADA UMUR PANJANG

JANGAN SAMPAI MENGULANG

OSEANOGRAFI LAGI


sedimen laut dan karakter kimiawinya · pdf filepartikel suspensi di sungai sejumlah 33 sungai...

Documents