Karst dan Proses Pelarutan. (Verstappen, 1983). Secara genesis bentuklahan dibagi menjadi sembilan dan bentuklahan

Transkripsi

1 Karst dan Proses Pelarutan Bentuklahan adalah bentukkan dari permukaan bumi sebagai hasil dari perubahan bentuk bumi oleh proses-proses geomorfologis yang beroperasi di permukaan bumi (Verstappen, 1983). Secara genesis bentuklahan dibagi menjadi sembilan dan bentuklahan asal solusional merupakan salah satunya. Syarat yang harus terpenuhi untuk terbentuknya karst menurut Ritteeer (tahun 1979) adalah terdiri dari betugamping yang murni, masif, keras dan kristalin; ketebalan lebih dari seratus meter; berlapis baik dan banyak rekahan serta tereksresi oleh relief di atas permukaan lereng yang tinggi, sehingga dapat memudahkan sistem sirkulasi. Proses utama yang terjadi di dalam topografi karst adalah pelarutan. Terdapat dua hal pokok dalam proses pelarutan, yaitu unsur pelarut dan batuan terlarut. Unsur pelarut berasal dari air terutama air hujan, sedangkan unsur terlarut berupa batuan yang mudah larut seperti batugamping (Bloom, 1979). Menurut Ritter (tahun 1979) unsur kimia penting yang mempengaruhi Proses pelarutan adalah kadar-kadar karbon dioksida (CO 2 ) dalam air hujan. Karbon dioksida yang terlarut akan membentuk asam karbonat (H 2 CO 3 ). Reaksi kimia proses pelarutan adalah sebagai berikut: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 (1) Selanjutnya asam akan terurai dalam bentuk ion-ion pada reaksi (2) CO 2 + H 2 O H + + HCO 3 (2) Pada batugampig CaCO3 akan terdisosiasi/terurai dalam bentuk ion-ion. CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2+ (3)

2 CO H+ HCO 3 - (4) Pada persamaan (4) reaksi ion-ion yang berasal dari dissosiasi CaCO3 dan H+ yang berasal dari dissosiasi CO2 akan menghasilkan ketidakseimbangan antara pco2 dalam air. Hal ini akan menyebabkan lebih besar terdifusi dari udara ke dalam air dan selanjutnya terjadi reaksi sebagai berikut: CaCO3 + H2O + CO2 Ca H CO 3 (5) Semua reaksi yang berjalan meupakan reaksi keseimbangan, sehingga arah jalannya dapat berbalik (reversible). Hal ini menyebabkan perubahan suatu kondisi dapat mempengaruhi rekasi-reaksi selanjutnya. Efek difusi dari kontak udara dengan air lebih dipercepat lagi bila pergerakan air turbulen. Terdapat tiga factor utama yang mengontrol pelarutan, yaitu iklim, aktivitas biologi dan litologi. Iklim suatu daerah berkaitan erat dengan temperature dan curah hujan di daerah tersebut. Temperatur mempunyai peranan yang sangat penting dalam mengontrol pelarutan dan aktivitas organic. Karbon dioksida dalam bentuk gas lebih muda larut pada air yang bersuhu rendah. Karst merupakan salah satu bentang lahan yang ada di permukaan bumi ini. Bentang lahan karst terbentuk oleh adanya proses karstifikasi pada batuan karbonat dan evaporit yang mudah tersolusi seperti batu gamping, dolomit, marbel, gypsum, dan halite (Veni, 2001; Waltham, 2005; Parise, 2007). Bentang lahan karst ini dicirikan oleh adanya aliran-aliran tertelan (sinking stream), goa-goa, bentukan depresi tertutup, singkapan batuan berlubang dan mata air yang besar (Ford dan Williams, 2007). Sistem karst tersebar pada berbagai morfologi lahan seperti pegunungan, mata air pada lembah yang dalam, dataran, hingga pantai (Litwin dan Andreychouk, 2007). Lebih lanjut Ford dan Williams (2007) mendefinisikan istilah lahan karst sebagai suatu lahan yang memiliki bentuk dan hidrologi

3 khusus yang muncul oleh kombinasi pelarutan batuan yang tinggi dan porositas sekunder yang terbentuk dengan baik. Batuan karbonat memiliki sifat yang keras dan tidak berpori. Namun batuan tersebut mudah terlarut olah air terutama air yang banyak mengandung unsur CO2 seperti air hujan. Proses pelarutan pada batuan karbonat oleh air tersebut dinamakan dengan proses karstifikasi. Proses pelarutan inilah yang memicu munculnya celah, rekah, dan rongga (lapies) pada batuan tersebut. Celah dan rekah yang saling terhubung membentuk jalur yang menuju lorong-lorong gua sebagai pengumpul air dalam akuifer karst. Air hujan yang jatuh pada permukaan karst akan masuk melalui jalur porositas sekunder tersebut menuju akuifer. Batuan evaporit terbentuk oleh hujan yang berasal dari air garam dan terkumpul hingga melebihi batas kejenuhan penguapan mineral pada suatu lingkungan lagunal atau danau (Waltham dkk, 2005). Batuan evaporite ini terdiri dari sulfat yang berupa gipsum

4 (CaSO42H2O) dan anhydrit (CaSO4), serta garam batu yang berupa halit (NaCl). Batuan evaporit memiliki tingkat pelarutan yang lebih tinggi dibandingkan dengan batuan karbonat (Parise dkk, 2007). Proses pelarutan pada batuan evaporit pada air akan meningkat sejalan dengan peningkatan temperatur air (Milanovic, 2005). Fenomena Kars terutama terjadi pada daerah yang terbentuk dan tersusun dari endapan batuan karbonat (linestone) dengan mineral utama kalsit (CaCO3), aragonit (CaCO3) dan dolomit (CaMg(CO3)2 tetapi dapat juga terjadi pada batuan lain yang terbentuk dari mineral-mineral mudah larut oleh air lainnya seperti gipsum (Ca2SO4. 2H2O), anhidrit (CaSO4), halit (NaCl), batuan sedimen kalsit dengan semen yang mudah larut, maupun batuan lain dimana proses pelarutan mineral bisa dan mudah terjadi (Ibnu maryanto, 2006: 56). Karst dicirikan oleh: 1) Terdapatnya cekungan tertutup dan atau lembah kering dalam berbagai ukuran dan bentuk, 2) Langkanya atau tidak terdapatnya drainase/ sungai permukaan, dan 3) Terdapatnya goa dari sistem drainase bawah tanah.

5 Sistem Drainase Karst Karst mempunyai sistem drainase yang spesifik. Air karst merupakan air permukaan atau air tanah dengan kualitas kimia yang menggambarkan aktivitas dalam pemecahan karbonat selama perjalanan sampai outlet oleh sebuah massa/singkapan batugamping massif (Pitty dalam Sweeting, 1972). Larutan CaCO 3 pada air dari limestone berbeda-beda yang selalu menunjukkan pola yang jelas, dalam arti bahwa larutan yang ada adalah murni, yaitu tidak ada material lain dan air karst hamper tidak mempunyai endapan alluvium (Sweeting, 1972). Ford dan Williams (1989 membagi akuifer karst menjadi tiga zone, yaitu zona kering (unsaturated/vadose), zona peralihan (intermittently saturated) dan zona jenuh (saturated). Pada zona kering tersusun berturut-turut dari atas ke bawah berupa tanah, subcutaneous (epikarst) dan zona saluran perkolasi bebas. Zona peralihan merupakan zona yang

6 menghubungkan antara zona kering dan zona jenuh. Zona jenuh (phreatic) terdiri dari preatic dangkal, phreatic dalam dan phreatic tetap. Aliran air tanah di batuan karbonat tergantung pada keberadaan ruang di batuan tersebut. Artinya aliran air tanah melalui ruang-ruang tersebut dapat bervariasi dari turbulen sampai laminar dengan media yang bermacam-macam. Berdasarkan tipe alirannya sistem drainase oleh Atkinson (1985) dibedakan menjadi tiga, yaitu sistem drainase rekahan (fissure), sistem drainase diffuse dan sistem drainase saluran (conduit). Sistem drainase diffuse dicirikan oleh aliran laminar, sistem drainase saluran (conduit) dicirikan dengan aliran turbulen, sedangkan sistem drainase rekahan (fissure) dapat berupa aliran laminar maupun turbulen. Lebih jauh Chen Yusun dan Bian J (1988 dalam Sudarsono (1994) mengklasifikasikan aliran melalui rongga (conduit) mempunyai lebar ruang cm, rekahan mempunyai lebar ruang 0,1 1 cm, dan aliran diffuse kurang dari 0,1 cm. Dari penelitian yang telah dilakukan oleh Shuster dan White, 1971 dalam Ford dan Williams 189 pada 14 mataair di Appalanchians Tengah, dengan menggunakan analisis chemograf menyimpulkan bahwa kandungan Ca 2+, Mg 2+, HCO 3, ph dan temperature di sistem drainase saluran (conduit) lebih bervariasi terhadap waktu daripada di sistem drainase diffuse yang lebih konstan. Penelitian Bakalowicz dan Mangin (1980) menyimpulkan bahwa terdapat variasi nilai electrical conductivity pada sistem drainase. Pada sistem drainase yang mempunyai material yang porous memiliki daya hantar listrik yang relatif tinggi. Pada sistem drainase fissure memiliki nilai daya hantar yang relatif lebih rendah, sedangkan pada sitem drainase karst memiliki nilai daya hantaaar yang jaraknya berbeda (bervariasi) Sistem drainase epikarst adalah satu sistem dari tiga drainase yang ada di daerah karst. Sistem drainase karst mempunyai simpanan dan daya hantaar air besar (Sater, 1997). Simpanan air di drainase epikarst terletak di ruang pelarutan, rekahan yang melebar karena pelarutan dan

7 pori-pori antar butir material endapan. Permeabilitas di mintakat epikarst terbesar berturutturut di sela-sela antara batugamping dan material endapan, saluran yang saling berhubungan dan permeabilitas antar butir (Huntin, 1992). Pemunculan Air di Karst Pemunculan air dapat berupa mataair (spring), dan rembesan (seepage). Menurut Todd (1980) mataair adalah pemusatan pengeluaran airtanah yang muncul di permukaan tanah sebagai arus aliran air, sedangkan rembesan (seepage) merupakan mataair yang keluarnya berlahan-lahan dan menyebar di permukaan tanah. Berdasarkan daerah tangkapan airnya (Ford dan William, 1989) dibedakan menjadi tiga, yaitu autogenic, allogenic dan campuran keduannya. Pada mataair di autogenic air berasal dari air hujan yang jatuh di atas daerah karst. Pada mataair ini mempunyai variasi yang rendah pada aliran dan kandungan kimia air, dimana ini secara keseluruhan berasal dari epikarst. Sebaliknya mataair dengan variasi yang tinggi pada aliran dan kandungan kimianya sering berasosiasi dengan allogenic (Jakucc, 1959 dalam Williams, 1988), dimana air berasal sebagian atau keseluruhan dari batuan non karst. Air yang keluar pada mataair di allogenic sudah tidak murni berasal dari karst, akan tetapi berasal dari daerah yang bukan merupakan batugamping yang masuk kedaerah batugamping, sehingga pada allogenic sudah terbawa material dari non karst. Sedangkan campuran keduannya bila air yang keluar sebagai mataair berasal dari autogenic dan allogenic. Sedangkan campuran keduannya bila air yang keluar sebagai mataair berasal dari autogenic dan allogenic.

8 Gua Dan Sungai Karst Kawasan karst pada umumnya terbagi menjadi dua, yaitu eksokarst dan endokarst. Contohcontoh eksokarst( morfologi permukaan) adalah dolina, uvala, dan polje. Contoh-contoh endokarst (morfologi bawah permukaan) adalah gua, terowongan, sungai bawah tanah, saluran. Gua karst merupakan bentuk akibat terjadinya peristiwa pelarutan beberapa jenis batuan akibat aktivitas air hujan dan air tanah, sehingga tercipta lorong-lorong dan bentukan batuan yang sangat menarik akibat proses kristalisasi dan pelarutan batuan tersebut. Gua karst yang terjadi dalam kawasan batu gamping adalah yang paling sering ditemukan (70 % dari seluruh gua di dunia). Diperkirakan wilayah sebaran karst batu gamping RRC adalah yang terluas di dunia. Gua karst lainnya terdiri dari gypsum (banyak di AS), halite / garam NaCl dan KCl (banyak di Rusia, Rumania, Hongaria) dan dolomite (banyak di Eropa Barat) Proses Pembentukan Gua Tahap awal, air tanah mengalir melalui bidang rekahan pada lapisan batu gamping menuju ke sungai permukaan. Mineral-mineral yang mudah larut dierosi dan lubang aliran air tanah tersebut semakin membesar.

9 Sungai permukaan lama-lama menggerus dasar sungai dan mulai membentuk jalur gua horisontal. Setelah semakin dalam tergerus, aliran air tanah akan mencari jalur gua horisontal yang baru dan langit-langit atas gua tersebut akan runtuh dan bertemu sistem gua horisontal yang lama dan membentuk surupan (sumuran gua). Ornamen-ornamen Dalam Gua Karst Geode:Batu permata yang terbentuk dari pembentukan rongga oleh aktifitas pelarutan air`tanah. Kemudian dalam kondisi yang berbeda terjadi pengendapan material mineral (kuarsa, kalsit dan fluorit) yang dibawa oleh air tanah pada bagian dinding rongga. Stalaktit ( stalactite ) Terbentuk dari tetesan air dari atap gua yang mengandung kalsium karbonat (CaCO3 ) yang mengkristal, dari tiap tetes air akan menambah tebal endapan yang membentuk kerucut menggantung dilangit-langit gua. Berikut ini adalah reaksi kimia pada proses pelarutan batu gamping : CaCO3 + CO2 + H2O à Ca2 + 2HCO3 Stalakmit ( stalacmite ) Merupakan pasangan dari stalaktit, yang tumbuh di lantai gua karena hasil tetesan air dari atas langit-langit gua. Tiang ( Column ) Merupakan hasil pertemuan endapan antara stalaktit dan stalakmit yang akhirnya membentuk tiang yang menghubungkan stalaktit dan stalakmit menjadi satu. Tirai (drapery) Tirai (drapery) terbentuk dari air yang menetes melalui bidang rekahan yang memanjang pada langit-langit yang miring hingga membentuk endapan cantik yang berbentuk lembaran tipis vertikal.

10 Teras Travertin Teras Travertin merupakan kolam air di dasar gua yang mengalir dari satu lantai tinggi ke lantai yang lebih rendah, dan ketika mereka menguap, kalsium karbonat diendapkan di lantai gua Sungai Karst Sistem hidrologi daerah karst secara umum bersifat impermeabel, tetapi karena terdapat celah dan rekahan maka batuan menjadi impermeabel (atau bisa disebut permeabilitas skunder), dengan demikian air hujan dapat masuk ke dalam batuan, membentuk rekahan-rekahan yang melebar, terbentuk gua-gua dan menyatu antara rekahan satu dengan yang lain akhirnya terjadilah sungai bawah tanah. Punkva Cave and River, Moravian Karst, Czech Republic Karstifikasi Karstifikasi adalah proses kerja air terutama secara kimiawi, meskipun secara mekanik pula yang menghasilkan kenampakan-kenampakan topografi karst (Ritter, 1979). Karstifikasi atau proses pembentukan bentuklahan karst didominasi oleh proses pelarutan.

11 Proses pelarutan batugamping diawali oleh larutnya CO 2 didalam air membentuk H 2 CO 3. Larutan H 2 CO 3 tidak stabil terurai menjadi H dan HCO 3. Ion H inilah yang selanjutnya menguraikan CaCO 3 menjadi Ca 2+ dan HCO 3 2- Proses utama pembentukan bentangan alam Karst adalah pelarutan. Batuan batu gamping dan dolomit mudah terlarutkan oleh air. Pelarutan yang terjadi secara terus menerus, pada akhirnya menciptakan bentukan alam yang sangat beragam. Masa proses pelarutan tersebut dapat digambarkan dalam reaksi kimia yaitu : CaCO 3 + CO 2 + H 2 O > Ca HCO 3 2- (batu gamping) (air hujan) (larutan batu gamping) (Hanang Samodra, 1996: 82) Proses karstifikasi pada batuan karbonat terjadi terutama pada batu gamping (limestone/caco3) dan dolomit (CaMg(CO3)2 (Milanovic, 2005). Batu gamping merupakan batuan karbonat yang memiliki kandungan mineral kalsit (CaCO3) tinggi. Namun demikian, batu gamping yang memiliki kandungan kalsium karbonat murni adalah sangat jarang. Waltham dkk (2005) menyebutkan besaran kandungan mineral kalsit pada limestone adalah sebesar 50 90%, sedangkan dolomit hanya berkisar antara 10 40%. Proses pelarutan pada batu gamping akan semakin intensif dengan semakin tingginya kandungan kalsium karbonat tersebut. Peran temperatur dalam proses karstifikasi pada limestone berbeda dengan batuan evaporit. Proses pelarutan akan semakin intensif dengan semakin rendahnya temperatur air (Milanovic, 2005).

12 Haryono dan Adjie (2004) menyebutkan bahwa proses karstifikasi dipengaruhi oleh dua faktor yaitu faktor pengontrol dan faktor pendorong. Faktor pengontrol adalah faktor yang memungkinkan terjadinya proses karstifikasi, sedangkan faktor pendorong adalah faktor yang mempengaruhi kecepatan atau intensitas karstifikasi. Beberapa hal yang menjadi faktor pengontrol karstifikasi adalah : Batuan yang mudah larut, kompak, tebal, dan memiliki banyak rekahan Curah hujan yang cukup atau lebih dari 250 mm/tahun Batuan terekspose pada permukaan yang tinggi sehingga memungkinkan terjadinya perkembangan drainase secara vertikal. Faktor-faktor tersebut akan menentukan terjadi atau tidaknya proses karstifikasi pada batuan karbonat. Kecepatan proses karstifikasi selanjutnya dipengaruhi oleh faktor-faktor pendorong yaitu temperatur dan tutupan vegetasi. Berikut adalah faktor-faktor yang dapat mendorong terbentuknya karst. 1. Faktor karstifikasi (syarat terbentuknya karst) a. faktor pengontrol (menentukan banyak tidaknya proses karstifikasi berlangsung) Batuan mudah larut, kompak, tebaldan mempunyai banyak rekahan Curah hujan yang cukup ( 250 mm/tahun) Batugamping dengan kemurnian tinggi (batuan terekspos diketinggian yang memungkinkan perkembangan sirkulasi air/drainase secara vertical) b. faktor pendorong Temperatur (daerah tropis basah) Penutup lahan/vegetasi yang lebat

13 Batuan yang mengandung CaCO3 tinggi akan mudah larut. Semakin tinggi kandungan CaCO3, semakin berkembang bentuklahan karst. Kekompakan batuan menentukan kestabilan karst setelah mengalami pelarutan. Apabila batuan lunak, maka setiap kenampakan karst yang terbentuk seperti karen dan bukit akan cepat hilang karena proses pelarutanitu sendri maupun gerak massa batuan, sehingga kenampakn karst tidak berkembang baik. Ketebalan menentukan terbentuknya sirkulasi air secara vertical lebih. Tanpa adanya lapisan yang tebal sirkulasi air akan berlangsung secara lateral seperti pada air-air permukaan dan cekungancekungntuk. Rekahan tertutup tidak dapat terbentuk. Rekahan batuan merupakan jalan masuknya air membentuk drainase vertical dan berkembangnya sungai bawah tanah serta pelarutan yang terkonsentrasi. Curah hujan merupakan media pelarut utama dalam proses karstifikasi. Semakin besar curah hujan, semakin besar media pelarut, sehingga tingkat pelarutan yang terjadi dibatuan karbonat juga semakin besar. Ketinggian batu gamping terekspos dipermukaan menentukan sirkulasi/drainase secara vertikal. Walaupun baugamping mempunyai lapisan tebal tetapi hanya terekspos beberapa meter diatas muka laut, karstifikasi tidak akan terjadi. Drainase vertikal akan terjadi jika jarak antara permukaan batuganping dengan muka air tanah atau batuan dasar dari batugamping semakin besar. Semakin tinggi permukaan batugamping terekspos, semakin besar jarak antara permukaan batugamping dengan muka air tanah dan semakin baik sirkulasi air secara vertikal, serta semakin intensif pula karstifikasi. Temperatur mendorong proses karstifikasi terutama dalam aktivitas organisme. Daerah dengan temperature hangat seperti di daerah tropis merupakan daerah yang ideal bagi perkembangan organisme yang selanjutnya menghasilkan CO2 dalam tanah yang melimpah.

14 Temperature juga menentukan evaporasi, semakin tinggi temperature semakin besar evaporasi yang pada akhirnya akan menyebabkan rekristalisasi ini akan membuat pengerasan permukaan (case hardening) sehingga bentuklahan karst yng telah terbentuk dapat dipertahankan dari proses denudasi yang lain (erosi dan gerak massa batuan). Kecepatan rekasi sebenarnya lebih besar di daerah temperature rendah karena konsentrasi CO2 lebih rendah pada temperatur rendah. Namun demikian tingkat pelarutan di daerah tropis lebih tinggi karena ketersediaan air hujan yang melimpah dan aktivitas organisme yang lebih besar. Penutupan hutan juga merupakan factor pendorong perkembangan karst, karena hutan yang lebat akan mempunyai kandungan CO2 melimpah dalam tanah akibat hasil dari perimbakan sisa-sisa organik oleh mikroorganisme. Semakin besar konsentrasi CO2 dalam air semakin tinggi tingkat daya larut air terhadap batugamping. CO2 di atnosfer tidaklah bervariasi secara signifikan, sehingga variasi karstifikasi sangat ditentukan oleh CO2 dari pada aktivitas organisme. Bentuk Lahan Hasil Proses Kartisifikasi 1. Bentuk-bentuk Konstruksional Topografi yang dibentuk oleh proses pelarutan batugamping atau pengendapan mineral karbonat yang dibawa oleh air. Berdasarkan ukurannya dapat dibedakan menjadi 2, yaitu : a) Bentuk-bentuk minor. 1. Lapies, : bentuk yang tidak rata pada batugamping akibat adanya proses pelarutan dan penggerusan 2. Karst split : celah pelarutan yang terbentuk di permukaan. 3. Parit karst : alur pada permukaan yang memanjang membentuk parit,

15 4. Palung karst : alur pada permukaan batuan yang besar dan lebar, kedalaman lebih dari 50 cm. Biasanya pada permukaan batuan yang datar atau miring rendah dan dikontrol oleh struktur yang memanjang 5. Speleotherms : hiasan pada gua yang merupakan endapan CaCO3 yang mengalami presipitasi pada air tanah yang membawanya masuk ke dalam gua. (Stalaktit, stalakmit) 6. Fitokarst : permukaan yang berlekuk-lekuk dengan lubang-lubang yang saling berhubungan, terbentuk karena adanya pengaruh aktivitas biologis yaitu algae yang tumbuh di dalam batugamping b) Bentuk-bentuk mayor. 1. Surupan (doline) : depresi tertutup hasil pelarutan dengan diameter mulai dari beberapa meter dan mempunyai bentuk bundar atau lonjong. 2. Uvala : gabungan dari beberapa doline 3. Polje : depresisi tertutup yang besar dengan lantai datar dan dinding curam, bentuknya tidak teratur dan biasanya memanjang searah jurus perlapisan 4. Jendela karst : lubang pada atap gua yang menghubungkan dengan udara luar, terbentuk karena atap gua runtuh. 5. Lembah karst : lembah atau alur yang besar, terbentuk oleh aliran permukaan yang mengerosi batuan yang dilaluinya. Allogenic valley, lembah karst dengan hulu pada batuan kedap air (bukan batugamping) yang kemudian masuk ke dalam daerah karst. Blind valley, lembah karst yang alirannya tiba-tiba hilang karena masuk ke dalam batuan.

16 Pocket valley, yaitu lembah yang berasosiasi dengan mata air yang besar dan keluar dari batuan kedap air (bukan batugamping) yang berada di bawah lapisan batugamping. Dry valley, lembah yang mirip dengan lembah fluviatil tetapi bukan sebagai penyaluran air permukaan karena air yang masuk langsung meresap ke batuan dasarnya (karena banyak rekahan) 6. Gua, adalah ruang bawah tanah yang dapat dicapai dari permukaan dan cukup besar bila dilalui oleh manusia 7. Terowongan dan jembatan alam adalah lorong dibawah permukaan yang terbentuk oleh pelarutan dan air tanah 2. Bentuk-bentuk Sisa pelarutan Adalah morfologi yang terbentuk karena pelarutan dan erosi berjalan sangat lanjut ehingga meninggalkan sisa erosi yang khas a) Kerucut karst,bukit Kars yang berbentuk kerucut dan berlereng terjal dan dikelilingi oleh depresi/bintang (Bloom, 1979) b) Menara Karst, Bukit sisa pelarutan dan erosi berbentuk menara dengan lereng yang terjal, tegak atau menggantung, terpisah satu dengan yang lain dan dikelilingi oleh dataran alluvial Faktor-faktor yang mempengaruhi Bentang Alam Karst 1. Faktor Fisik Ketebalan batugamping batu gamping yang tebal dan masif Porositas dan permeabilitas berpengaruh dalam sirkulari air dalam batuan.

17 Intensitas struktur (kekar), Kekar yang baik untuk proses karstifikasi adalah kekar berpasangan (kekar gerus), karena kekar mempertinggi porositas dan permeabilitas. 2. Faktor Kimia Kondisi kimia batuan, diperlukan sedikitnya 60% kalsit dalam batuan dan yang paling baik diperlukan 90% kalsit. Kondisi kimia media pelarut, Kalsit sulit larut dalam air murni, tetapi mudah larut dalam air yang mengandung asam. Air hujan mengikat CO2 di udara dan dari tanah membentuk larutan yang bersifat asam yaitu asam karbonat (H2CO3). 3. Faktor Biologis Aktivitas tumbuhan dan mikrobiologi dapat menghasilkan humus yang menutup batuan dasar, mengakibatkan kondisi anaerobic sehingga air permukaan masuk ke zona anaerobic. 4. Faktor Iklim dan Lingkungan Kondisi lingkungan di sekitar batugamping harus lebih rendah sehingga sirkulasi air berjalan dengan baik, sehingga proses karstifikasi berjalan dengan intensif. Klasifikasi Karst Topografi karst telah banyak ditemukaan di berbagai tempat di belahan bumi dengan berbagai tipe. Peneliti karst telah mencoba mejelaskan variasi karst dan mengklasifikasi tipetepe karst. Klasifikasi karst secara umum dapat dikategorikan menjadi tiga kelompok, yaitu 1) Klasifikasi yang didasarkan pada perkembangan (Cvijic),

18 2) klasifikasi yang didasarkan pada morfologi, dan 3) klasifikasi yang disarkan pada iklim (Sawicki, Lehmann, Sweeting). Beberapa Klasifikasi karst adalah klasifikasi Cvijic dan Sweeting. Klasifikasi Cvijic (1914) Cvijic membagi topografi karst menjadi tiga kelompok, yaitu holokarst, merokarst, dan karst transisi. Holokarst merupakan karst dengan perkembangan paling sempurna, baik dari sudut pandang bentuklahannya maupun hidrologi bawah permukaannya. Karst tipe ini dapat terjadi bila perkembangan karst secara horisontal dan vertikal tidak terbatas; batuan karbonat massif dan murni dengan kekar vertikal yang menerus dari permukaan hingga batuas dasarnya; serta tidak terdapat batuan impermeable yang berarti. Karst tipe holokarst yang dicontohkan oleh Cvijic adalah Karst Dinaric, Lycia, dan Jamaica. Di Indonesia, karst tipe ini jarang ditemukan, karena besarnya curah hujan menyebabkan sebagian besar karst terkontrol oleh proses fluvial. Merokarst merupakan karst dengan perkem-bangan tidak sempurna atau parsial dengan hanya mempunyai sebagian ciri bentuklahan karst. Merokarst berkembang di batugamping yang relatif tipis dan tidak murni, serta khususnya bila batugamping diselingi oleh lapisan batuan napalan. Perkembangan secara vertikal tidak sedalam perkembangan holokarst denga evolusi relief yang cepat. Erosi lebih dominan dibandingkan pelarutan dan lsungai permukaan berkembang. Merokarst pada umumnya tertutup oleh tanah, tidak ditemukan karen, dolin, goa, swallow hole berekembang hanya setempat-setempa. Sistem hidrologi tidak kompleks, alur sungai permukaan dan bawah permukaan dapat dengan mudah diidentifikasi. Drainase bawah tanah terhambat oleh lapisan impermeabel. Contoh dari karst ini adalah karst di Batugamping Carbonferous Britain, Irlandia, Galicia Polandia, Moravia karst Devonian, dan

19 karst di Prancis utara. Contoh merokarst diantaranya adalah karst di sekitar Rengel Kabupaten Tuban. Karst Transisi berkembang di batuan karbonat relatif tebal yang memungkinkan perkembangan bentukan karst bawah tanah, akan tetapi batuan dasar yang impermeabel tidak sedalam di holokarst, sehingga evolusi karst lebih cepat; lembah fluvial lebih banyak dijumpai, polje hampir tidak ditemukan. Contoh dari karst transisi menurut Cvijic adalah Karst Causses Prancis, Jura, Plateux Balkan Timur, dan dan Dachstein. Contoh holokarst di Indonesia yang pernah dikunjungi penulis antara lain Karst Gunung Sewu (Gunungkidul, Woonogiri, dan Pacitan), Karst Karangbolong (Gombong), dan Karst Maros (Sulawesi Selatan). Klasifikasi Gvozdeckij (1965) Gvozdeckij menklasifikasi karst berdasarkan pengamatannya di Uni Soviet (sekarang Rusia). Menurut dia karst dibedakan menjadi bare karst, covered karst, soddy karst, buried karst, tropical karst, dan permafrost karst. Bare karst lebih kurang sama dengan karst Dinaric (holokarst) Covered karst merupakan karst yang terbentuk bila batuan karbonat tertutup oleh lapisan aluvium, material fluvio-glacial, atau batuan lain seperti batupasir. Soddy karst atau soil covered karst merupakan karst yang di batugamping yang tertutup oleh tanah atau terra rosa yang berasal dari sisa pelarutan batugamping. Buried karst merupakan karst yang telah tertutup oleh batuan lain, sehingga bukti-bukti karst hanya dapat dikenalai dari data bor. Tropical karst of cone karst merupakan karst yang terbentuk di daerah tropis. Permafrost karst merupakan karst yang terbentuk di daerah bersalju.

20 Klasifikasi Sweeting (1972) Karst menurut Sweeting diklasifikasi kan menjadi true karst, fluviokarst, Glaciokarst, tropical karst, Arid an Semi Rid Karst. Klasifikasi Sweeting terutama didasarkan pada iklim. True karst merupakan karst dengan perkembang-an sempurna (holokarst). Karst yang sebenarnya harus merupakan karst dolin yang disebabkan oleh pelarutan secara vertikal, semua karst yang bukan tipe dolin karst dikatakan sebagai deviant. Contoh dari true karst menurut Sweeting adalah Karst Dinaric. Fluviokarst dibentuk oleh kombinasi antara proses fluvial dan proses pelarutan. Fluviokarst pada umumnya terjadi di daerah berbatugamping yang dilalui oleh sungai alogenik (sungai berhilir di daerah non karst). Sebaran batugamping baik secara lateral maupun vertikal jauh lebih kecil daripada true karst. Perkembangan sikulasi bawah tanah juga terbatas disebabkan oleh muka air tanah lokal. Mataair muncul dari lapisan impermeable di bawah batugamping maupun dekat muka air tanah lokal. Lembah sungai permukaan dan ngarai banyak ditemukan. Bentukan hasil dari proses masuknya sungai permukaan ke bawah tanah dan keluarnya sungai bawah kembali ke permukaan seperti lembah buta dan lembah saku merupakan fenomena umum yang banyak dijumpai. Goa-goa di fluviokarst terbentuk di perbatasan antara batugamping dan batuan impermeabel di bawahnya oleh sungai alogenik dan berasosiasi dengan perkembangan sungai di daerah karst. Permukaan batugamping di fluviokarst pada umumnya tertutup oleh tanah yang terbaentuk oleh erosi dan sedimetasi proses fluvial. Singkapan batugamping (bare karst) ditemukan bila telah terjadi erosi yang pada umumnya disebabkan oleh penggungulan hutan. Glasiokarst dan Nival Karst Glasiokarst merupakan karst yang terbentuk karena karstifikasi didominasi oleh prises

21 glasiasi dan proses glasial di daerah yang berbatuan gamping. Nival karst merupakan karst yang terbentuk karena proses karstifikasi oleh hujan salju (snow) pada linkungan glasial dan periglasial. Glasiokarst terdapat di daerah berbatugamping yang mengalami glasiasi atau pernah mengalami glasiasi. Glasiokarst dicirikan oleh kenampakan-kenamapakan hasil penggosan, erosi, dan sedimentasi glacier. Hasil erosi glacier pada umumnya membentuk limestone pavement (hal ). Erosi lebih intensif terjadi di sekitar kekar menhasilkan cekungan dengan lereng terjal memisahkan pavement satu dengan lainnya. Dolin-dolin terbentuk terutama disebabkan oleh hujan salju. Pencairan es menhasilkan ngarai, pothole, dan goa, Karakteristik lain dari glasiokarst adalah goa-gaoa yang terisi oleh oleh es dan salju. Contoh dari galsiokarst adalah karst di lereng atas pegunungan Alpen. Tropical karst berbeda dengan karst di iklim sedang dan kutub terutama disebabkan oleh presipitasi dan evaporasi yang besar. Presipitasi yang yang besar menghasilkan aliran permukaan sesaat yang lebih besar, sedangkan evaporasi menhasilkan rekristalisasi larutan karbonat membentuk lapisan keras di permukaan. Hal ini menyebabkan dolin membulat seperti di iklim sedang jarang ditemukan digantikan oleh dolin berbentuk bintang yang tidak beraturan. Dolin tipe ini sering disebut kocpit. Di antara dolin ditemukan bukit-bukit yang tidak teratur disebut dengan bukit kerucut. Karst tropis secara lebih rinci dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu: 1. kegelkarst (sinoid karst, cone karst, atau karst a piton) 2. turmkarst (karst tower, pinacle karst, atau karst a tourelles) Kegelkarst dicirikan oleh kumpulan bukit-bukit berbentuk kerucut yang sambung menyambung.. Sela antar bukit kerucut membentuk cekungan dengan bentuk seperti bintang yang dikenal dengan kockpit. Kockpit seringkali membentuk pola kelurusan sebagai akibat

22 kontrol kekar atau sesar. Depresi atau kockpit yang terkontrol kekar atau sesar ini oleh Lemann disebut gerichteter karst (karst oriente). Contoh kegelkarst di Indonesia antara lain Karst Gunungsewu dan Karst Karangbolong. Foto udara dan foto lapangan dari tipe kegel karst, Bedoyo Gunungkidul. Secara lebih rinci tipe ini disebut dengan Kegel Karst Residual (Haryono dan Day, 2004) Turmkarst/menara karst/pinacle karst merupakan tipe karst kedua yang sering dijumpai di daerah tropis. Tipe karst ini dicirikan oleh bukit-bukit dengan lereng terjal, biasanya ditemukan dalam kelompok yang dipisahkan satu sama lain dengan sungai atau dataran aluvial. Tower karst berkembang apbila pelarutan lateral oleh muka air tanah yang sangat dangkal atau oleh sungai alogenik yang melewati singkapan batugamping. Beberapa ahli beranggapan bahwa turmkarst merupakan perkembangan lebih lanjut dari kegelkarst

23 karena kondisi hidrologi tertentu. Distribusi dan sebaran bukit menara pada umumnya dikontrol oleh kekar atau sesar. Ukuran bukit menara sangat bervariasi dari pinacle kecil hingga blok dengan ukuran beberapa kilometer persegi. Permukaan tidak teratur disebabkan oleh depresi-depresi dan koridor dengan dedalaman hingga 150 meter. Kontak dari bukit menara dengan dataran alluvium merupakan tempat pemumculan mataair dan perkembangan goa. Telaga dan rawa juga sering ditemukan di kaki dari bukit-bukit menara. Rawa yang relatif bersifat asam selanjutnya akan mempercepat pelarutan secara lateral membentuk bukit-bukit yang semakin curam hingga tegak. Bila muka tanah turun, rawa akan teratus dan ditutupi oleh endapan koluvium dari rombakan bukit menara, sehingga bukit menara berubah menjadi tidak curam. Karst menara dapat dibedakan menjadi dua kelompok. Pertama, bukit menara merupakan bukit sisa batugamping yang terisolir diantara rataan batugamping yang telah tertutup oleh endapan aluvium. Kedua, bukit menara merupa-kan bukit sisa dari batugamping yang berada di dataran dengan batuan non karbonat. Tipe Karst yang Lain Selain klasifikasi di atas, literatur atau peneliti karst lain telah memberi nama tertentu untuk suatu kawasan karst. Penamaan yang digunakan hanya dimaksudkan untuk memberi nama tanpa bermasud mengklasifikasi secara sistematis. Beberapa tipe karst yang sering digunakan dan sering muncul di literatur karst antara lain labirynt karst dan polygonal karst. Labyrint karst merupakan karst yang dicirikan oleh koridor-koridor atau ngarai memanjang yang terkontrol oleh kekar atau sesar. Morfologi karst tersusun oleh blok-blok batugamping yang dipisahkan satu sama lain oleh ngarai/koridor karst. Karst tipe ini terbentuk karena pelarutan jauh lebih intensif di jalur sesar dan patahan.

24 Foto udara dan foto lapangan dari tipe karst labirint yang dicirikan oleh lembah-lembah memanjang yang terkontrol oleh struktur. Jalan berada di dasar lembah (Haryono dan Day, 2004) Karst Poligonal merupakan penamaan yang didasarkan dari sudut pandan morfometri dolin. Karst tipe ini dapat berupa karst kerucut maupun karst menara. Karst dikatakan polygonal apabila ratio luas dolin dangan luas batuan karbonat mendekati satu atau satu. dengan kata lain semua batuan karbonat telah berubah menjadi kumpulan dolin-dolin dan dolin telah bergambung satu dengan lainnya.

25 Foto udara dan foto lapangan dari tipe karst polygonal (Haryono dan Day, 2004) Karst Fosil karst fosil merupakan karst terbentuk pada masa geologi lamapu dan saat ini karstifikasi sudah berhenti (Sweeting, 1972). Dalam hal ini karstifikasi tidak berlangsung hingga saat ini karena perubahan iklim yang tidak lagi mendukung proses karstifikasi. Karst fosil banyak diketukan di Baratlaut Yoksire-Ingris. Karst fosil dapat dibedakan menjadi dua tipe. Pertama, karst yang terbentuk di waktu geologi sebelumnya dan tidak tertutupi oleh batuan lain. Tipe ini disebut dengan bentuklahn tinggalan (relict landform). Kedua, karst terbentuk di periode geologi sebelumnya yang kemudian ditutupi oleh batuan nonkarbonat. Bentuklahan karst tersebut selanjutnya muncul ke permukaan karena batuan atapnya telah tersingkap oleh proses denudasi. Tipe ini disebut dengan bentuklahan tergali (exhumed lanform). Karateristik Bentang Lahan Karst Bentang lahan karst merupakan bentang lahan yang memiliki peran yang sangat penting bagi lingkungan. Luas singkapan bentang lahan karst mencapai 25% dari luas permukaan bumi (Williams, 2011), sementara hampir 25% pula penduduk dunia menggantungkan pemenuhan kebutuhan airnya pada air dalam akuifer karst (Veni, 2001; Ford dan Williams, 2007; Fleury, 2009). Beberapa peran penting lain dari lahan karst menurut Day (2011) adalah : habitat bagi beberapa flora dan fauna bentang lahan unik yang memiliki mineral langka seperti gamping dan lain-lain. wilayah yang memiliki nilai sejarah budaya wilayah yang penting bagi pengembangan berbagai ilmu pengetahuan tempat pelaksanaan kegiatan religius dan spiritual

26 wilayah pengembangan pertanian dan industri khusus lokasi untuk memahami kondisi hidrologis regional Karst memiliki sifat yang sangat rentan terhadap berbagai gangguan alami ataupun manusia. Sementara tekanan dari faktor alami dan manusia terus mengalami peningkatan (Day, 2011), yang dapat mengakibatkan semakin terdegradasinya lingkungan karst tersebut. Porositas sekunder yang berupa celah ataupun rekah pada batuan karst sangat mudah mengalirkan air permukaan yang terpolusi masuk ke akuifer. Air permukaan yang terpolusi tidak terfiltrasi dengan baik dalam perjalanannya menuju akuifer karena jarangnya vegetasi dan tipisnya solum tanah. Tingginya permeabilitas batuan karst mengakibatkan air dipermukaan sangat jarang. Air permukaan hanya dijumpai pada telaga-telaga karst yang jumlahnya juga sangat jarang. Kekeringan merupakan fenomena yang paling sering dijumpai pada permukaan lahan karst di berbagai tempat di dunia. Sebagian besar air terakumulasi pada lorong-lorong konduit yang membentuk sungai bawah tanah. Dengan demikian, walaupun di bagian permukaan terjadi kekeringan, namun dibawah permukaan dari lahan karst tersebut terkandung air dalam jumlah yang sangat besar. Sistem sungai bawah tanah Bribin adalah salah satu contoh dari sungai bawah tanah daerah karst. Potensi air yang ada pada sungai bawah tanah Bribin mencapai 1500 liter/detik, dan ketika mencapai titik keluarnya di Pantai Baron mencapai 8000 liter/detik (Adji dkk, 2006; Soenarto, 2002). Jumlah potensi air sungai bawah tanah yang sangat besar sering tidak termanfaatkan secara maksimal karena keterbatasan teknologi dan dana serta pertimbangan nilai ekonomis yang kurang menguntungkan untuk mengangkat air tersebut ke permukaan. Sebagai contoh dari hal tersebut adalah kasus pada pemanfaatan air dari sistem sungai bawah tanah Bribin. Pada saat ini pemanfaatan air dari sungai bawah tanah Bribin hanya berkisar 125 liter/detik (Sudarmaji dkk, 2005) yang berarti masih sangat kecil dibandingkan dengan potensi yang ada.

27 Masuknya air dari permukaan melalui berbagai rekahan yang ada menuju akuifer membawa akibat pada berlangsungnya proses pelarutan pada bidang yang dilalui oleh air secara vertikal ataupun horisontal. Proses pelarutan yang terus berlangsung secara intensif akan memperbesar bidang rekahan yang ada. Hasil dari proses ini adalah terbentuknya lubang-lubang ponor dan cekungan-cekungan pada permukaan yang disebut dengan doline. Bentuk depresional yang berbentuk corong yang disebut doline ini menjadi salah satu penciri utama daerah bertopografi karst (Santosa, 2006). Ketika lubang ponor yang berada pada lembah doline tersumbat oleh endapan material, sehingga air tidak dapat masuk ke dalam lubang ponor tersebut, akan terbentuk sebuah telaga. Bagi masyarakat sekitar telaga, seperti di wilayah karst gunungsewu, air yang ada dimanfaatkan untuk pemenuhan kebutuhan domestik seperti mandi, mencuci dan memandikan ternak.

28 DAFTAR PUSTAKA Adji, T. N., Sudarmadji, Woro, S., Hendrayana, H., Hariadi, B., The Distribution of Flood Hydrograph Recession Constant of Bribin River for Gunungsewu Karst Aquifer Characterization. Gunungsewu-Indonesian Cave and Karst Journal, Vol. 2. No. 2. Day, M., Protection of Karst Landscapes in the Developing World: Lessons from Central America, the Caribbean, and Southeast Asia. Karst Management. DOI: / _20. Fleury, S., Land Use Policy and Practice on Karst Terrains Living on Limestone. Springer. Berlin. Ford, D.C., Williams, P., Karst Hydrogeology and Geomorphology. John Wiley & Sons. Chichester. Haryono, E., Adji, T.N.,2004. Geomorfologi dan Hidrologi Karst. Bahan Ajar. Kelompok Studi Karst. Fakultas Geografi UGM. Yogyakarta. Litwin, L., Andreychouk, V., Characteristics of High-Mountain Karst Based on GIS and Remote Sensing. Environ Geol. 54: DOI: /s Parise, M., Qiriazi, P., Sala, S., Evaporite Karst of Albania: Main Feature and Case of Environmental Degradation. Environ Geol. 53: DOI: /s x. Santosa, L.W., Kerusakan Telaga Dolin Dan Faktor-Faktornya di Wilayah Perbukitan Karst Kabupaten Gunungkidul. Jurnal Kebencanaan Indonesia, Vol. 1. No. 3. Hal ISSN:

29 Soenarto, B., Penaksiran Debit Daerah Pengaliran Gabungan Sungai Permukaan dan Bawah Permukaan Bribin-Baron Kabupaten Gunungkidul Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Disertasi. ITB. Bandung. Waltham, T., Bell, F., Culshaw, M., Sinkholes and Subsidensce Karst and Cavernous Rocks in Engineering and Construction. Springer. Chichester. Williams, P.W., Karst in UNESCO World Heritage Sites. Karst Management. DOI: / _21.

30 Tuga1 : Makalah Mata Kuliah : Geologi Karst Dosen : Prof.Dr.rer.nat.Ir.A.M.Imran SISTEM KARST OLEH : ANDI GEMMY A.M.A P MOH. KHAIDIR NOOR L.MUH. YAZID AMSAH P P PASCASARJANA TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK

31 UNHAS 2014 PEMBAHASAN 1. Karst dan Proses Pelarutan 2. Sistem Drainase Karst 3. Pemunculan Air di Karst 4. Gua Dan Sungai Karst 5. Karstifikasi 6. Faktor-faktor yang mempengaruhi Bentang Alam Karst 7. Klasifikasi Karst 8. Karateristik Bentang Lahan Karst