Sedimen Laut dan Karakter Kimiawinya

10/2/2012

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. 

Eko Efendi


2

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.

Eko Efendi


3

1

10/2/2012

Ketebalan Sedimen

Eko Efendi


4

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.

Eko Efendi


5

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).  

Eko Efendi


6

2

10/2/2012

Lokasi Pengendapan Materi 

Secara umum terdapat lokasi pengendapan utama yaitu:  

Sedimen dekat pantai (Nearshore Sediment). Sedimen Laut dalam (Deep-sea Sediment).

Eko Efendi


7

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. 

Eko Efendi


8

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:  

  Eko Efendi

Ukuran patikel Laju akumulasi Pengantar Oseanografi

9

3

10/2/2012

Fraksi < 2 μm Sedimen Tipe sedimen

Lokasi

Persen berat fraksi < 2 μm

Sedimen Pelagis

Atlantik

58

Pasifik

61

India

64

Pantai Atlantik

2

Teluk Meksiko

27

Teluk Kalifornia

19

Paparan Sahul Barat Daya Australia

72

Sejumlah 33 Sungai di AS

37

Sedimen Paparan benua

Partikel suspensi di Sungai Griffin et al. (1968) Eko Efendi


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


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. 

Eko Efendi


12

4

10/2/2012

Mekanisme Transport

Arus Permukaan

Arus Gravitasi Arus Pertengahan

Arus Geostropik

Down-column Transport

Eko Efendi


13

Eko Efendi


14

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)

Eko Efendi


15

5

10/2/2012

Sedimen Laut Dalam

Eko Efendi


16

Eko Efendi


17

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 

Eko Efendi


18

6

10/2/2012

Hub Transport vs Kecepatan

Eko Efendi


19

Klasifikasi Umum

Eko Efendi


20

Udden-wentworth US Std

Eko Efendi


21

7

10/2/2012

Klasifikasi Ukuran

(Folk, 1980)

(Shepard, 1954) Eko Efendi


22

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.

Eko Efendi


Lithogenous

Hidrogenous

Siliceous Oozes

Eko Efendi


23

Calcareous Oozes

Glasial

24

8

10/2/2012

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.  

Eko Efendi


25

Komponen Sedimen Laut 

Upaya pemahaman sifat sedimen atas dasar asal dan formasi sedimen: Lithogenous Biogenous  Hydrogenous  Cosmogenous  

Eko Efendi


26

Komponen Lithogenous 

Asal: 



Mekanisme transport:  



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. Sungai bentuk terlarut atau partikel. Angin bentuk debu

Banyak diendapkan di nearshore, hanya fraksi halus yang sampai ke lautan.

Eko Efendi


27

9

10/2/2012

Transport - Sungai

Eko Efendi


28

Transport - Udara

Eko Efendi


29

Komposisi Mineral   



Clay (50%), Quartz, Sedikit feldspar. Analisis Sebaran Clay (kualitatif & kuantitatif) deskripsikan:  

Eko Efendi


Asal dan transport Weathering dan hidrolysis

30

10

10/2/2012

Prinsip Dasar Mineral Clay

Eko Efendi


31

Struktur Mineral Clay

Eko Efendi

Montmorilonite


Chlorite

32

Mineral Clay 

Terdapat empat kelompok khususnya fraksi < 2 μm bebas karbonat:    

Eko Efendi

Kaolinite (dari daratan, lintang rendah) Chlorite (dari daratan, lintang tinggi) Illite (dari daratan, tetapi tidak punya kekhasan wilayah endapan) Montmorillonite (dari gunung api)


33

11

10/2/2012

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)

Eko Efendi


34

Sebaran Kaolinite

Eko Efendi


35

Sebaran - Illite

Eko Efendi


36

12

10/2/2012

Sebaran Smectite

Eko Efendi


37

Sebaran - Chlorite

Eko Efendi


38

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.  

Eko Efendi


39

13

10/2/2012

Materi Biogenik

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


40

Aragonite di Sedimen Calsium

Eko Efendi


41

Komposisi Mineral Biogenik

Eko Efendi


42

14

10/2/2012

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.

Eko Efendi


43

Sinking Materi

Eko Efendi


44

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.

Eko Efendi


45

15

10/2/2012

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 nonopal.

Eko Efendi


46

Komponen Hidrogenous Komponen terbentuk dari senyawa terlarut melalui reaksi anorganik (proses nonbiologi).  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). 

Eko Efendi


47

Klasifikasi Hidrogenous 

Elderfield (1976):  



Presipitate (primer) Halmyrolysate (sekunder)

Elderfield (1976) kemudian membagi 4:    

Eko Efendi

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) Pengantar Oseanografi

48

16

10/2/2012

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. 

Eko Efendi


49

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.

Eko Efendi


50

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: 

  Eko Efendi

Sperul besi (magnet hitam kecil) Sperul batuan (silika halus) Pengantar Oseanografi

51

17

10/2/2012

Tugas 2 

Dapat dilihat minggu depan

Eko Efendi


52

KALAU DA SUMUR DI LADANG BOLEH KITA MENUMPANG MANDI KALAU ADA UMUR PANJANG JANGAN SAMPAI MENGULANG OSEANOGRAFI LAGI

Eko Efendi


53

18

Sedimen Laut dan Karakter Kimiawinya

Recommend Documents