TANAH, AIR DAN BATUAN SEBAGAI KOMPONEN BUMI

A. BUMI

Bumi memiliki atmosfer yang kaya akan oksigen, mengandung banyak air, memiliki suhu yang relatif sedang dan cocok untuk kehidupan organisme, dan mengandung senyawa kimia yang mendukung kehidupan.    Kondisi ini membuat bumi menjadi unik beda dengan planet yang lain. Bumi bulat seperti bola namun tidak sempurna sedikit menggembung di bagian equator dan merata bagian kutubnya yang disebut oblate ellipsoid (oblate = merata). Para ilmuwan membagi bumi menjadi 3 lapisan, secara urut dari dalam adalah lapisan inti (core), lapisan mantel (mantle), dan lapisan kerak (crust).

a. Inti Bumi ( Core)Lapisan inti terletak di pusat  bumi dengan ketebalan sekitar 3.500 km. Lapisan terluar inti bumi adalah cair dan dalamnya padat. Kandungan inti bumi adalah besi dan nikel. Inti bumi sangat panas sekitar 3000 oC – 5000 oC.

b. Mantel bumi

Lapisan mantel bumi adalah lapisan yang menyelubungi lapisan inti bumi dengan ketebalan 2900 km. Lapisan ini tersusun oleh batuan yang terdiri dari mafic (magnesium dan besi). Suhu pada lapisan ini adalah 2800 oC yang dekat inti dan 1800 oC yang dekat dengan kerak.

c. Kerak Bumi (Crust)

Merupakan lapisan terluar bumi dengan ketebalan sekitar 8 – 40 km. Pada lapisan ini manusia dan organisme yang lain hidup. Kerak bumi tersusun atas batuan beku , batuam metamorf, dan sedimen. Kerak bumi dibedakan atas kerak benua (daratan ) dan kerak samodra yang ditutupi perairan. Kerak benua dengan ketebalan 35 km dan kerak samodra dengan ketebalan sekitar 7 km.

1.Perubahan Bentuk Permukaan Bumi

Bumi memiliki permukaan yang tidak rata, ada lembah, gunung, dataran tinggi, dataran rendah, danau, sungai, air terjun, laut, selat, maupun samodera. Juga ditemukan pulau-pulau dan benua. Banyak teori yang menjelaskan terbentuknya permukaan bumi ini. Wegener (1915) mengemukakan teori terbentuknya permukaan bumi yang dikenal dengan teori pergeseran benua (continental drift theory). Dalam teorinya ini Wegener menyatakan bahwa pada mulanya benua yang ada adalah satu. Dengan adanya pergeseran lempeng permukaan bumi maka terbentuklah benua-benua lain karena pemisahan. Teori Wegener didukung oleh para ahli seismologi (1960), ahli geofisika yang menyatakan bahwa benua-benua mengalami pemisahan yang dikenal dengan teori tektonik lempeng (plate tectonic theory). Aktivitas tektonisme merupakan salah satu tenaga geologi yang menyebabkan adanya perubahan permukaan bumi.

Tenaga geologi dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :

1. tenaga endogen tenaga dari dalam bumi yang menyebabkan terbentuknya bangunan baru seperti pegunungan, kawah, palung, dan lembah

2. tenaga eksogen, tenaga dari luar yang merombak hasil tenaga endogen

1.1.Tenaga Endogen

a.Tektonisme

Tektonisme adalah peristiwa pergeseran dan perubahan kerak bumi dalam skala besar yang meliputi pembentukan lipatan, patahan, dan pergerakan lempeng. Perubahan ini bisa karena aktivitas lem,peng yang saling menumbuk, menjauh, atau bergesekan, bisa juga karena gaya horisontal yang menekan bagian tertentu dari kerak bumi. Lipatan dan patahan dapat menyebabkan terbentuknya gunung dan pegunungan, pergerakan lempeng menyebabkan tgerjadinya benua. Tektonismeseperti gesekan antar lempeng dapat menimbulkan terjadinya gempa bumi dan tsunami.

b.Vulkanisme

Vulkanisme adalah segala kegiatan magma dari bagian dalam litosfer yang menyusup ke bagian lebih atas sampai ke luar permukaan bumi. Gerakan magma ini karena adanya tekanan dan temperatur yang tinggi sehingga menekan batuan di sekitarnya yang menimbulkan adanya kubah atau gunung yang kita kenal dengan gunung api.

Magma menempati dapur magma yang volume dan kedalamannya berbeda-beda sehingga letusan untuk mengeluarkan magma juga memiliki kekuatan yang berbeda. Hal ini juga berpengaruh pada lamanya aktivitas gunung berapi. Magma dapat digunakan menjadi sumber energi panas bumi dan menjadi pembangkit tenaga listrik (PLTPB/ Pembangkit Listrik tenaga Panas Buni) seperti di Dieng, Kamojang, dan Sulawesi Utara.

c.Gempa

Gempa merupakan peristiwa sentakan pada kerak bumi sebagai gejala pengiring dari aktivitas tektonis maupun vulkanis, dan kadang-kadang akibat runtuhan bagian bumi secara lokal. Saat gempa bumi terasa bergoyang ke arah samping maupun ke atas. Arah gempa sulit ditentukan sehingga sulit menghindari gempa. Pusat gempa terletak di bawah kerak bumi yang disebut hiposentrum, sedangkan titik garis pada permukaan yang lurus di atas hiposentrum disebut episentrum.Dari episentrum geteran gempa dirambatkan secara horisontal.

Berdasarkan penyebabnya gempa dibedakan menjadi :

a. gempa tektonik, terjadi karena pergeseran atau patahan kerak bumi. Pertemuan lempeng merupakan zona sumber gempa tektonik. Gempa ini memiliki kekuatan yang paling besar.

b. gempa vulkanik, di sekitar gunung berapi menjelang letusan, saat letusan, dan beberapa waktu setelah letusan utama

c. gempa tanah runtuh, terjadi mengiringi gua yang runtuh seperti gua kapur, pertambangan yang lapuk.

Berdasarkan jarak fokus dan kedalaman hiposentrum, gempa dibedakan menjadi :

a. gempa dalam, memiliki kedalaman lebih dari 300 km

b. gempa intermedier, memiliki kedalaman 100-300 km

c. gempa dangkal, memiliki kedalaman kurang dari 100 km

Berdasarkan letak episentrumnya , gempa dapat dibedakan menjadi gempa daratan dan gempa lautan.Gempa daratan memiliki titik episentrum di daratan sedangkan gempa lautan memiliki titik episentrum di dasar lautan.Getaran gempa laut terkadang menimbulkan gelombang pasang yang sangat besar yang dikenal dengan tsunami. Tsunami bisa terjadi karena kekuatan tektonik maupun vulkanik yang menyebabkan gempa lautan yang menimbulkan gelombang pasang yang sangat besar. Getaran gempa dapat diukur dengan alat yang disebut dengan seismograf, yang mencatat getaran horisontal dan getaran vertikal. Ada beberapa skala gempa seperti Skala Mercalli, Skala Omari, dan skala Richter. Pada skala 0-2,5 Richter gempa tidak terasa tetapi tercatat oleh seismograf. Getaran gempa lebih dari 3,0 skala Richter sudah mulai menimbulkan terjadinya kerusakan.

1.2.Tenaga Eksogen

Permukaan bumi yang terbangun karena tenaga endogen seperti tektonisme dan vulkanisme serta perombakan oleh peristiwa gempa maka tenaga eksogen akan melanjutkan dengan proses perusakan. Tenaga eksogen meliputi pelapukan, pengangkutan, pengikisan, dan akhirnya pengendapan.

a.Pelapukan

Pelapukan adalah peristiwa hancurnya batuan dari gumpalan besar menjadi butiran yang lebih kecil sampai menjadi sangat halus dan kadang menjadi terlarut dalam air. Berdasarkan penyebabnya pelapukan dibedakan menjadi 3 :

a. pelapukan mekanik, disebabkan karena keadaan fisik seperti perubahan suhu, pembekuan air dalam celah batu, pelapukan glasial, pengelupasan, dan pengaruh sinar matahari

b. pelapukan kimiawi, disebabhan karena reaksi kimia seperti oksidasi, dehidrasi, dan penguapan

c. pelapukan organi, terjadi karena aktivitas makhluk hidup seperti mikroorganisme, cendawan, dan lumut.

b.Pengangkutan

Material yang lapuk akan mengalami pengangkutan oleh air yang mengalir, angin, es yang bergerak dan karena grafitasi bumi.

a. pengangkutan oleh air yang mengalir, tergantung kepada berat jenis material, maka dalam pengangkutan bisa bergeser, berguling di dasar perairan, melompat-lompat, melayang dan ada yang terapung.

b. pengangkutan oleh angin, biasamnya material yang tidak terlalu berat seperti debu dan partikel tanah.

c. pengangkutan oleh gletser (es), biasanya yang berupa batuan berbutir besar dan kecil. Batuan yang terangkut oleh es disebut moren, yang terdiri dari moren dasar, dalam dan atas.

d. pengangkutan karena gravitasi, terjadi pada tanah yang terjal, jika kena air hujan maka akan terjadi longsoran.

c.Pengikisan/ erosi

Media alam yang bergerak (air, angin, dan gletser) setelah mengankut benda padat akn pula melakukan pengikisan pada batuan yang dilaluinya.

d.Pengendapan/ Sedimentasi

Material yang terbawa oleh angin, air, dan gletser akan menegndap di suatu tempat seperti muara sungai, lembah, lereng, pantai dan sebagainya dan emenjadi endapan.

2.Tanah

Tanah adalah lapisan paling atas di permukaan daratan yang diperlukan tanaman untuk mendapatkan nutrisi, air , dan media tempat tumbuh. Selain itu tanah menjadi tempat hidup bagi manusia dan hewan, serta untuk melaksanakan kegiatan pertanian dan perkebunan. Tanah terjadi karena melalui proses pelapukan batuan dan penguraian senyawa organik dari sisa-sisa organisme. Karakteristik tanah tiap daerah berbeda tergantung faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukannya. Karakteristik tanah sangat mempengaruhi kualitas tanah.

2.1.Proses pembentukan tanah

a. Tahap pertama pembentukan tanah adalah akumulasi lapisan bahan induk yang telah terpecah dan terpisah disebut regolit. Regolit terbentuk dari pelapukan batuan induk yang di bawahnya dan dari bahan-bahan lain yang terbawa dari tempat lain seperti pecahan glasial dan debu vulkanik.

b. Tahap kedua adalah pembentukan lapisan tanah paling atas yang merupakan hasil dari penambahan air, udara, makhluk hidup/ biota, dan bahan organik lain hasil pembusukan sisa organisme (humus).

Faktor-faktor pembentukan tanah

a. Bahan induk, berperan dalam menentukan kedalaman tekstur, permeabilitas air, kandungan nutrisi tanah, dan warna tanah.

b. Iklim, mempengaruhi kecepatan pelapukan batuan induk. Iklim panas dan lembab akan menyebabkan pelapukan berjalan lebih cepat dan jumlah humus yang lebih banyak.

c. Topografi, mempengaruhi kedalaman dan permeabilitas tanah. Permukaan yang miring/ curam akan meningkatkan pergerakan partikel tanah sehingga lapisan tanah menjadi lebih tipis. Hal sebaliknya terjadi pada tanah yang landai.

d. Biota, berbagai makhluk hidup mempengaruhi struktur dan kandungan tanah. Adanya rantai makanan dan daur materi menyebabkan kandungan nutrisi dalam tanah menjadi terjaga.

e. Waktu, tanah yang baru terbentuk akan memiliki sifat yang kuarang lebih sama dengan batuan induknya , tetap yang sudah lama akan memiliki karakteristik yang berbeda sesuai material yang ditambahkan dan karena aktivitas makhluk hidup.

2.2.Komponen Penyusun Tanah

Tanah tersusun atas beberapa komponen yaitu bahan anorganik (mineral), bahan organik, air , dan udara. Mineral berasal dari bahan induk, bahan organik dari berbagai organisme yang hidup maupun mati, air mengandung senyawa terlarut seperti nutrien yang dibutuhkan tanaman .Udara yang mengandung gas-gas tertentu menempati rongga-rongga tanah. Tanah yang baik mengandung bahan anorganik, organik, air, dan udara pada proporsi yang seimbang.

2.3.Profil, tekstur, dan struktur Tanah

Profil Tanah

Profil tanah adalah potongan vertikal tanah yang menunjukkan horison-horison tanah. Horison adalah lapisan-lapisan tanah yang masing-masing berbeda dalam hal komposisi kimia, fisik, dan kandungan bahan organiknya. Horison terbentuk karena interaksi antara iklim, makhluk hidup, dan perubahan bentuk permukaan daratan.

Tekstur Tanah

Tekstur tanah merupakan gambaran tingkat kekasaran atau kehalusan bahan mineral yang menyusun tanah. Tekstur tanah ditentukan oleh tiga jenis partikel penyusun tanah yaitu pasir dengan ukuran paling besar, debu/endapan lumpur dengan ukuran sedang, serta lempung/liat memiliki ukuran paling kecil. Tekstur tanah menentukan kualitas tanah teutama dalam hal kemampuan menahan air. Partikel yang besar,berongga besar memiliki kemampuan kecil menahan air. Partikel yang kecil , berongga kecil dan memiliki kemampuan untuk menahan air lebih besar. Lempung manahan air lebih banyak dibandingkan yang lain, lempung juga memiliki kemampuan tinggi dalam mengikat ion-ion bermuatan positif seperti Na+, Ca 2+, Mg 2+, dan K + yang diperlukan tanaman. Dengan demikian lempung dianggap memiliki kesuburan yang tinggi. Akan tetapi tanah dengan partikel besar memiliki rongga yang besar juga memiliki keuntungan karena mudah digemburkan serta aerasinya baik dan mudah dipenetrasi oleh akar tanaman. Maka tekstur tanah yang paling baik untuk pertanian memiliki komposisi :

– lempung 20 %

– pasir 40 %

– debu/endapan 40 %

Struktur Tanah

Struktur tanah terbentuk melalui agregasi berbagai partikel tanah yang menghasilkan bentuk/susunan tertentu pada tanah. Struktur tanah menentukan ukuran dan jumlah rongga antar partikel tanah yang akan mempengaruhi pergerakan air, udara, akar tanaman, dan organisme tanah. Beberapa jenis struktur tanah adalah sebagai berikut :

Jenis struktur tanah Ukuran struktur partikel (mm) Kualitas dari segi pertanian

Remah 1-5 sangat produktif, aerasi, saluran air baik dan mudah ditembus akar

Butir/granular 1-5 cukup produktif, bermasalah pada aerasi dan penyaluran air

Lempeng 1-10 Kurang produktif, menahan gerak air, udara, dan menghambat akar

Balok 10-75 sangat produktif, aerasi dan saluran air baik

Prismatik 20-100 cukup produktif, gerakan air dan tumbuhnya akar tanaman baik

tiang 20-100 cuklup produktif jika air yang tersedia memadai

2.4.Jenis-jenis Tanah

Berdasarkan USDA (United States Departement of Agriculture), tanah dikelompokkan menjadi beberapa jenis yaitu :

No Jenis Tanah Ciri-ciri Terdapat di

1 Entisols terbentuk dari sedimen vulkanik, batuan kapur, dan batuan metamorf seprti tanah aluvial, regosol, dan litosolPapua , Kalimantan Tengah, Sumatra Selatan, Nusa Tenggara Timur

2 Histosols terbentuk dari pembusukan jaringan tanaman , mengandung banyak senyawa organik. Disebut juga tanah gambut. Seperti jenis tanah organosols Riau, Papua, Kalimantan Tengah, Kalimantan Barat, Sumatra Selatan

3 Inceptiosols tanah mineral yang masih muda, seperti jenis tanah latosols, aluvial, brown forest, solosak, humic gley Papua, Kalimantan Timur, Kalimantan Tengah, Maluku

4 Verticols tanah mineral berwarna abu kehitaman, mengan dung 30 % lempung, di daerah beriklim kering dan memiliki batuan induk kaya akan kation Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat, Jawa Timur, Jawa Tengah, Sulawesi Selatan

5 Oxisols tanah yang mengalami proses pencucian/peluruhan dengan memiliki kadar aluminium dan besi tinggi Sumatra Selatan, Papua, Kalimantan Tengah, Kalimantan Barat, Jambi, Lampung

6 Andisols tanah berwarna gelap terbentuk dari endapan vulkanik, ditemukan di sekitar gunung berapi Sumatra Utara, Jawa Timur, Jawa Barat, Jawa Tengah, Maluku

7 Mollisols tanah mineral serupa dengan tanah praire, terbentuk dari batuan kapur, kaya bahan organik, senyawa basa, pH netral. Papua, Nusa Tenggara Timur, Maluku, Kalimantan Timur, Sulawesi Tengah, Jawa Timur

8 Ultisols tanah berwarna kuning-merah, mengalami pencician/ peluruhan. Disebut juga tanah podsolik terdapat di daerah lahan kering. Kalimantan Timur, Papua, Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, Riau.

2.5.Kerusakan Tanah dan Upaya Penanggulangannya

Kerusakan tanah meliputi erosi (pengikisan dan pemindahan tanah oleh air dan angin) serta kehilangan unsur hara (nutrien) dan bahan organik. Kerusakan tanah dapat juga disebabkan karena aktivitas manusia seperti :

Deforestasi

Deforestasi/ penebangan hutan dilakukan untuk memenuhi kebutuhan kayu atau untuk penyediaan lahan pemukiman, perkotaan, pertambangan, dan pertanian. Kehilangan vegetasi karena deforestasi menyebabkan adanya pengikisan tanah karena tidak ada akar yang menahan, kekurangan unsusr hara karena tidak banyak bahan organik yang dibusukkan, serta tingkat kelembaban yang berkurang sehingga tanah cenderung menjadi kering.

Pengolahan Tanah Pertanian

Pengolahan lahan pertanian dapat menyebabkan kerusakan tanah sebab :

– pembajakan menyebabkan hancurnya struktur tanah dan mengubah struktur tanah, tanah menjadi kering dan mudah terkena erosi oleh angin

– bahan organik kadang menjadi terkubur lebih dalam sehingga tidak optimal digunakan oleh tanaman

– alat berat yang digunakan dapat merusak struktur tanah dan aerasi maupun penyerapan air

– penggunaan pestisida dapat membunuh biota yang penting bagi kesuburan tanah

Beberapa cara untuk mengatasi kerusakan tanah :

– penghijauan / reboisasi, meningkatkan jumlah vegetasi dapat mengurangi erosi dan menambah jumlah nutrien tanah

– memperbaharui metode pertanian, seperti pergiliran tanaman, tersering, dan pemupukan organik/ menambah bahan organi ke tanah.

3.AIR

Zat yang sangat penting di dalam kehidupan karena air adalah penyusun utama pada makhluk hidup. Air diperlukan menjadi pelarut umum dan membantu dalam proses metabolisme. Bumi memiliki volume air 1,4 milyar km3. Sebanyak 97 % – nya adalah air laut, 1,7 % adalah es, dan 0,7 % adalah air tawar, sisanya berupa uap air. Volume air tidak berubah hanya mengalami daur/ siklus.

3.1.Air Tawar

Air Permukaan

Yaitu air yang berada di permukaan bumi yang terdiri dari :

– sungai, aliran air tawar yang bermuara ke danau, laut, atau sungai lain

– danau, cekungan/lembah yang digenangi oleh air tawar di tengah daratan

– rawa, permukaan bumi yang rendah yang digenangi oelh air tawar.

Air permukaan digunakan untuk sumber air bersih, pertanian, perikanan, sumber tenaga listrik, sarana olah raga dan rekreasi. Kualitas air permukaan dapat menurun karena adanya pencemaran. Pencemaran air permukaan sangat merugikan karena air menjadi berkurang kemanfaatannya dan dapat membunuh biota air. Pembuangan limbah ke badan air permukaan adalah penyebab terjadinya pencemaran air permukaan. Karena pentingnya kegunaan air permukaan ini maka perlulah dijaga kualitasnya.

Air Tanah

Air tanah adalah air yang terletak di dalam tanah . Berdasarkan letaknya air tanah dapat dibedakan menjadi air tanah dangkal dan air tanah dalam.

.

Air Tanah Dangkal, terletak dekat dengan permukaan tanah, merupakan air yang dapat diserap oleh tanaman. Air ini dapat menjadi sumber air bagi manusia, tetapi cepat kering karena letaknya di permukaan dan mudah menguap.

Air Tanah Dalam, terletak di antara dua lapisan tanah yang kedap air. Air ini sulit menguap, dapat dimanfaatkan manusia dengan menggunakan pompa sumur dalam.

Pengambilan air tanah yang berlebihan karena adanya ledakan penduduk mengakibatkan sumur menjadi kering sebelum sempat tergantikan. Hal ini dapat berakibat adanya penurunan tanah ataupu adanya intrusi air laut.

3.2.Air Laut (air asin)

Air laut merupakan gabungan berbagai macam air yang mengalir dan bermuara ke laut. Air laut juga mengandung berbagai jenis garam-garam mineral. Air laut dapat menjadi habitat berbagai biota laut, sarana transportasi maupun rekreasi. Menurut kedalamannya air laut dibedakan menjadi :

– Wilayah pasang surut, wilayah laut yang kering saat air surut, mencakup daerah pantai yang merupakan ekosistem yang dihuni oelh berbagai jenis biota laut seperti udang, kepiting, dan ikan-ikan kecil.

– Wilayah laut dangkal, wilayah laut hingga kedalaman 150 m, paling kaya berbagai jenis ikan dan biota laut yang sangat bermanfaat bagi manusia dan ekosistem.

– Wilayah laut dalam, wilayah laut dengan kedalaman 150 m-1.800m, sulit ditembus sinar matahari sehingga biotanya semakin berkurang keanekaragamannya

– Wilayah laut sangat dalam, wilayah laut pada kedalaman lebih dari 1.800 m dengan suasana gelap, tekanan tinggi, sehingga makhluk hidup sangat sedikit.

Ekosistem air laut dapat mengalami kerusakan akibat ulah manusia sperti pemomban, pencemaran, dll. Hal ini dapat menurunkan kualitas air laut dan bisa mematikan berbagai biota air laut. Hal ini akan merugikan manusia sendiri.

4.BATUAN

Batuan adalah kumpulan berbagai mineral dalam bentuk padat. Mineral berupa senyawa anorganik. Batuan dan mineral menyusun lapisan kerak bumi. Batuan terdapat di seluruh lapisan permukaan bumi baik di darat maupun laut. Batuan dibedakan menjadi tiga jenis utama yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf. Ketiga jenis batuan ini dapat mengalami perubahan geologis sehingga bisa berubah ke jenis lain.

4.1.Batuan Beku

Batuan beku terbentuk dari magma yang ke luar permukaan bumi , mengalami pendinginan dan mengeras. Mineral utama penyusun batuan beku adalah silikat, kuarsa(silikon dioksida). Mineral silikat mengandung elemen lain seperti besi, aluminium, kalsium, natrium, dan magnesium. Contoh batuan beku adalah granit, diorit, gabro, dan peridotit

4.2.Batuan Sedimen

Terbentuk dari kumpulan partikel mineral yang berasal dari batuan sebelumnya karena adanya proses pelapukan dan erosi. Batuan asal bisa berupa batuan beku, batuan, metamorf, atau batuan sedimen sendiri yang sudah lebih dulu terbentuk. Kandungan mineral utama berasal dari batuan beku dan ditambah dari bahan organik. Contoh batuan sedimen adalah konglomerat, dolomit, dan batu bara.

4.3.Batuan Metamorf

Terbentuk dari batuan sebelumnya yang mengalami perubahan tekstur maupun struktur akibat panas maupun tekanan yang begitu tinggi. Biasanya mengandung mineral yang telah mengalami perubahan dari batuan induknya. Contoh batuan metamorf adalah marmer dan batu tulis

Berbagai batuan telah dimanfaatkan manusia seperti senjata manusia purba, bahan kontruksi bangunan, perhiasan, bahan bakar, dan memiliki nilai ekonomi yang tinggi.