Geomorfologi Daerah Karst (Solusional)

Geomorfologi adalah sebuah studi ilmiah terhadap permukaan Bumi dan poses yang terjadi terhadapnya. Secara luas, berhubungan dengan landform (bentuk lahan) tererosi dari batuan yang keras, namun bentuk konstruksinya dibentuk oleh runtuhan batuan, dan terkadang oleh perilaku organisme di tempat mereka hidup. Kenampakan subsurface terutama di daerah batugamping sangat penting dimana sistem gua terbentuk dan merupakan bagian yang integral dari geomorfologi.

Solusional form karst

Istilah karst yang dikenal di Indonesia sebenarnya diadopsi dari bahasa Yugoslavia/ Slovenia. Istilah aslinya adalah ‘krst / krast’ yang merupakan nama suatu kawasan di perbatasan antara Yugoslavia dengan Italia Utara, dekat kota Trieste. Ekosistem Karst adalah areal-areal yang mempunyai lithologi dari bahan induk kapur.

Genesis bentangalam karst ,

·       Terbentuk karena batuan muda dilarutkan dalam air dan membentuk lubang-lubang.

·       Terjadi pada wilayah yang tersusun oleh batugamping, batuan dolomit atau gamping dolomitan.

·       Berkembang di daerah yang mempunyai curah hujan cukup.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Topografi Karst

Bentuk lahan solusional terbentuk akibat proses pelarutan batuan yang terjadi pada daerah berbatuan karbonat. Akan tetapi tidak semua batuan karbonat dapat membentuk topografi karts, faktor lain yang dapat membentuk topografi karts adalah:

·       Batuan mudah larut (CaCO₃ dan CaMgCO₃)

·       Batuan tersebut tebal

·       Banyak rekahan (diaklas)

·       Vegetasi rapat

Batuan karbonat yang banyak memiliki diaklas akan memudahkan air untuk melarutkan batuan CaCo3. Oleh karena itu batuan karbonat yang memiliki sedikit diaklas, walaupun terletak pada daerah dengan curah hujan cukup tinggi, tidak terbentuk topografi karts. Vegertasi yang rapat akan menghasilkan humus, yang menyebabkan air di daerah tersebut memiliki Ph yang rendah atau air menjadi asam. Pada kondisi asam, air akan mudah untuk melarutkan batuan karbonat. Perpaduan antara batuan karbonat dengan banyak diaklas, curah hujan dan suhu yang tinggi, serta vegetasi yang lebat akan mendorong terjadinya topografi karts.

Asal mula topografi karst adalah adanya pengendapan gamping di dasar laut, kemudian terangkat di atas muka air laut dan selanjutnya oleh air hujan batu gamping tersebut terlarutkan menjadi bentuk-bentuk kubah, dan cekungan.

Proses pelarutan Kalsium Karbonat oleh air

CaCO₃ + H₂O + CO₂ Ca(HCO3)₂

Reaksi kimia dan keseimbangannya pada proses pelarutan batugamping

H₂O + CO₂ H₂CO₃

2H₂CO₃ + CaCO₃ Ca(HCO₃)² +  H₂

Bila batugamping sudah terlarut biasanya akan menyisakan bagian-bagian yang tidak dapat larut dalam air, terbentuk persenyawaan karbonat. Sisa-sisa ini berkomposisi besi, berwarna merah atau merah coklat.

Pengaruh dari erosi oleh: air, angin, dan es, berkolaborasi dengan latitude, ketinggian dan posisi relatif terhadap air laiut. Dapat dikatakan bahwa tiap daerah dengan iklim tertentu juga memiliki karakteristik pemandangan sendiri sebagai hasil dari erosi yang bekerja yang berbeda terhadap struktur geologi yang ada.

Torehan air terhadap lapisan batugamping yang keras dapat berupa aliran sungai yang permanen dan periodik, dapat juga merupakan alur drainase yang melewati bagian-bagian yang lemah. Sehingga membentuk cekungan-cekungan pada bagian yag tererosi dan meninggalkan bagian yang lebih tinggi yang susah tererosi. Ukuran dari cekungan dan tinggian ini bisa beberapa centimeter sampai beberapa kilometer.

Morfologi makro

Dibawah ini adalah beberapa bentuk morfologi permukaan karst dalam ukuran meter sampai kilometer:

·       Swallow hole : Lokasi dimana aliran permukaan seluruhnya atau sebagian mulai menjadi aliran bawah permukaan yang terdapat pada batugamping. Swallow hole yang terdapat pada polje sering disebut ponor. (Marjorie M. Sweeting, 1972). Pengertian ini dipergunakan untuk menandai tempat dimana aliran air menghilang menuju bawah tanah.

·       Sink hole : disebut juga doline, yaitu bentukan negatif yang dengan bentuk depresi atau mangkuk dengan diameter kecil sampai 1000 m lebih. (William B. White, 1988)

·       Vertical shaft : pada bentuk ideal, merupakan silinder dengan dinding vertikal merombak perlapisan melawan inclinasi perlapisan. (William B. White, 1988)

·       Collapse : runtuhan

·       Cockpit : bentuk lembah yang ada di dalam cone karst daerah tropik yang lembab. Kontur cockpit tidak melingkar seperti pada doline tetapi seperti bentuk bintang dengan sisi-sisi yang identik, yang menunjukkan bahwa formasi cone merupakan faktor penentunya. (Alfred Bogli, 1978)

·       Polje : depresi aksentip daerah karst, tertutup semua sisi, sebagian terdiri dari lantai yang rata, dengan batas-batas terjal di beberapa bagian dan dengan sudut yang nyata antara dasar/ lantai dengan tepi yang landai atau terjal itu.(Fink, Union Internationale de Speleologie)

·       Uvala : cekungan karst yang luas, dasarnya lebar tidak rata (Cjivic, 1901) : lembah yang memanjang kadang-kadang berkelak-kelok, tetapi pada umumnya dengan dasar yang menyerupai cawan. (Lehman, 1970)

·       Dry valley: terlihat seperti halnya lembah yang lainnya namun tidak ada aliran kecuali kadang-kadang setelah adanya es yang hebat diikuti oleh pencairan es yang cepat. (G.T. Warwick, 1976).

Kawasan karst Indonesia mencakup wilayah yang cukup luas, dapat dijumpai hampir di setiap pulau, menyimpan nilai strategis yang tinggi bagi manusia, flora, fauna dan perkembangan ilmu khususnya kebumian. Pulau Jawa memiliki beberapa kawasan karst yang tersebar di beberapa daerah seperti di Pacitan, Gombong, Tuban, Malang Selatan dan Gunung Sewu.

Kawasan karst yang cukup spesifik yaitu karst Gunung Sewu, dimana bentukan bukit-bukit seperti cawan terbalik (cone hill) dan kerucut (conical hill) begitu sempurna dengan lembah-lembahnya. Bukit merupakan residu erosi dan lembahnya adalah merupakan daerah dimana terjadi erosi aktif dari dulu sampai sekarang. Bagian-bagian depresi atau cekungan merupakan titik terendah dan menghilangnya air permukaan ke bawah permukaan. Erosi memperlebar struktur, kekar, sesar, dan bidang lapisan, dan membentuk gua-gua, baik vertikal maupun horisontal.

Gua-gua juga dapat terbentuk karena adanya mata air karst. Mata air (spring) karst ini ada beberapa jenis:

·       Bedding spring, mata air yang terbentuk pada tempat dimana terjadi pelebaran bidang lapisan,

·       Fracture spring, mata air yang terbentuk pada tempat dimana terjadi pelebaran bidang rekahan,

·       Contact spring, mata air yang terbentuk karena adanya kontak antara batu gamping dan batu lain yang impermiabel.

Disamping itu secara khusus ada jenis mata air yang berada di bawah permukaan air laut disebut dengan vrulja.

Morfologi mikro

Ada kawasan karst dengan sudut dip yang kecil dan permukaannya licin. Area ini dipisah-pisahkan dalam bentuk blok-blok oleh joint terbuka, disebut dengan grike (Bhs. Inggris), atau Kluftkarren (Bhs. Jerman). Bentukan-bentukan minor ini dalam bahasa Jerman memiliki akhiran karren/ lapies (Bhs Perancis). Sering permukaan blok itu terpotong menjadi sebuah pola dendritic dari runnel dengan deretan dasar (ground) dipisahkan oleh deretan punggungan (ridge) yang mengeringkannya kedalamgrike terlebih dahulu. Juga terkadang mereka memiliki profil panjang yang hampir mulus. Bentukan ini disebut Rundkarren.

Tipe lain adalah Rillenkarren yang memiliki saluran yang tajam, ujung punggungan dibatasi oleh deretan saluran berbentuk V. Biasanya nampak pada permukaan yag lebih curam daripada rundkarren, dengan saluran sub-paralel dan beberapa cabang. Microrillenkarren merupakan bentuk gabungan tetapi hanya memiliki panjang beberapa centimeter dan lebarnya 10-20 mm. Pseudo karren, memiliki bentuk sama dengan rundkarren dan rinnenkarren. Tetapi hanya terjadi pada granit di daerah tropik yang lembab.

Geomorphology of a karst environment, Modifié de Leet et al. (1982, p.300)

Geomorfologi Daerah Karst

Bentuk fenomena karst yang nampak di permukaan bumi :

1.     Tanah regolith

Merupakan residu pelarutan yang mengandung FeO2 pada lantai gua ataupun dasar doline

2.     Lapies

Menampakkan batuan kapur dalam bermacam relief kasar dengan selingan kesan bekas terjadinya pelarutan

3.     surface drainage (Alur air permukaan)

4.     Ponor

Tempat berakhirnya alir air pada alur permukaan

5.     Sinkhole

Bentuk cekungan yang terjadi oleh proses pelarutan batu kapur atau sejenisnya yang terletak di bawah permukaan

6.     Doline

Depresi yang terjadi oleh proses larutan dan runtuhan sinkhole, berbentuk bulat oval. Kedalamannya 2 m sampai 100 m. Diameternya 10 sampai 1000 m.

7.     Uvala

Merupakan lahan cekungan memanjang berbentuk oval akibat proses berkembangnya bentuk dan ukuran doline. Baik proses pelarutan maupun runtuhnya dinding doline. Kedalamannya 100 sampai dengan 200 m.

8.     Polje

Cekungan di daerah kapur yang mempunyai drainage di bawah permukaan. Terjadi dari perluasan uvala karena proses solusi dan collapse

9.     Hum

Penampakan residual dari uvala yang meluas akibat proses collapse dinding akibat korosi, pelapukan, dan beban air hujan.

10.   Vaucluse

Gejala karst yang berbentuk lubang tempat keluarnya aliran air tanah

11.   Karst window, natural bridge

Hasil pelarutan dan erosi batuan oleh air yang mengalir

12.   Gapura/ pintu gua

Terjadi dari tingkat kemajuan peristiwa fisis (erosi dan collapse)

Referensi :  

Chorley, R.J., 1984. Geomorphology, Menthunsen & Co. Ltd; London.

Lobeck, A.K,. 1939. Geomorphologi. New York: Grw Hill.

Pannekoek, A.J.Dr. 1949. Outline of the Geomorphology of Java. TKNA, Genootsch. LXVI.

Thornbury, William, D; 1973. Principle of Geomorphologi. New York: Grw Hill.