dokterplantae.files.wordpress.com · Web viewAir dalam tanah dapat melarutkan karbonat, mengubahnya...

18
KARBONAT DALAM TANAH: PENDAHULUAN Karbonatisasi/Dekarbonatisasi Definisi Proses-proses ini sebagai hasil dari pngendapan karbonat sebagai lawan dari pelarutan bikarbonat. Air dalam tanah dapat melarutkan karbonat, mengubahnya menjadi bikarbonatyang akan terbawa larut dalam tanah dan kemudian diendapkan, menghasilkan penimbunan karbonat. Ini biasanya terkandung dari kalsit. Parameter-parameter yang terlibat Translokasi karbonat dikendalikan oleh kesetimbangan reaksi antara karbonat (mengendap) dan bikarbonat (larut) menurut rumus berikut ini: dekarbonatisasi ---------------------------------------------> 1

Transcript of dokterplantae.files.wordpress.com · Web viewAir dalam tanah dapat melarutkan karbonat, mengubahnya...

KARBONAT DALAM TANAH: PENDAHULUAN

 

Karbonatisasi/Dekarbonatisasi 

Definisi

Proses-proses ini sebagai hasil dari pngendapan karbonat sebagai lawan dari pelarutan bikarbonat.

Air dalam tanah dapat melarutkan karbonat, mengubahnya menjadi bikarbonatyang akan terbawa larut dalam tanah dan kemudian diendapkan, menghasilkan penimbunan karbonat. Ini biasanya terkandung dari kalsit.

 

Parameter-parameter yang terlibat 

Translokasi karbonat dikendalikan oleh kesetimbangan reaksi antara karbonat (mengendap) dan bikarbonat (larut) menurut rumus berikut ini:

dekarbonatisasi --------------------------------------------->

CaCO3 (mengedap) + CO2 + H2O <-----> Ca++ + 2HCO3-

<------------------------------------------------ karbonatisasi

 

Parameter-parameter yang mempengaruhi adalah:

 

1

Air

Pentingnya air dalam tingkah laku karbonat dalam tanah dapat disimak dalam reaksi di atas. Meningkatnya air akan menghasilkan ekuilibrium reaksi ke kanan dengan akibat pelarutan karbonat, yang di sebaliknya, penurunan konsentrasi air akan mengubah ekuilibrium reaksi ke kiri, yang akan menghasilkan pengendapan karbonat.

Air lebih => pelarutan

Air kurang => pengendapan

 

CO2

Pentingnya konsentrasi CO2 dalam tingkah laku karbonat dalam tanah dapat disimak dari reaksi di atas. Peningkatan CO2 reaksi akan menghasilkan ekulibrium reaksi kearah kanan dengan akibat pelarutan karbonat, penurunan CO2 akan menghasilkan pengendapan dan imobilisasi karbonat.

Perilaku CO2 pada pelarutan karbonat adalah sangat nyata, ketika tekanan parsial CO2

dalam udara tanah 10 kali lebih besar dari tekanannya di atmosfer bahkan lebih besar. Melimpahnya CO2 berhubungan dengan aktivitas biologis (perilaku akar tanaman dan respirasi mikroorganisme) dan dekomposisi bahan organik.

Peningkatan CO2 --> pelarutan karbonat

Penurunan CO2 --> pengendapan karbonat

 

pH

Perubahan pH akan mempengaruhi system, Ketika kadar CO2 dalam air meningkat, kemasaman akan meningkat juga secara proporsional, dan pelarutan karbonat akan terjadi.

Kebalikan akan terjadi kalau meningkat

2

alkalinitasnya.

Peningkatan pH --> pengendapan karbonat

penurunan pH --> pelarutan karbonat  Temperatur

Temperatur mempengaruhi kesetimbangan, CaCO3 is kurang larut dalam air panas disbanding dalam air dingin.

Kelarutan karbonat menurun dengan meningkatnya temperatur, dan oleh karena itu mobilitas karbonat lebih besar dalam iklim dingi dibandingkan dengan iklim yang lebih hangat.

Penurunan temperatur --> pelarutan karbonat

Peningkatan temperatur --> pengendapan karbonat

 

Garam-garam

Parameter lain yang berpengaruh pada kelarutan karbonat adalah konsentrasi larutan tanah: pengaruh ion yang suka karbonat dalam garam.

Jadi, kehadiran ion yang suka dengan karbonat akan menurunkan kelarutan, yang kehadiran garam lain yang tidak memiliki ion yang mudah bereaksi dengan karbonat akan meningkatkan kelarutan karbonat.

 

3

Penyebab akumulasi 

Penyebab akumulasi karbonat oleh pengendapan larutan dalam tanah terjadi sebagai hasil kejenuhan berlebihan yang disebabkan oleh satu atau lebih dari yang berikut ini:

Kehilangan air liwat evaporasi atau transpirasi.

Kehilangan CO2.

Air menjadi jenuh HCO3-, atau jenuh garam suka karbonat.

Peningatan pH.

Peningkatan temperatur.

 

Distribusi normal karbonat 

 

Ketika baik CO2 dan air lebih berlimpah dalam horizon khusus (berkenaan dengan derajad yang lebih tinggi dalam aktivitas biologis, lebih banyak bahan organik), pelarutan karbonat akan terjadi dalam horizon ini.

Mreka akan ditrasportasikan oleh air infiltrasi dan ketika sampai di horizon di bawahnya mereka akan mengendap dan tertimbun, bersamaan dengan kehilangan CO2 dan air.

4

5

 

TranslokasiArah translokasi karbonat dalam tanah kemungkinan besar vertikal --- baik turun atau naik --- dan lateral atau miring.

Translokasi karbonat yang menurun dari arah atas ke bawah diakibatkan oleh infiltrasi air dari curah hujan yang melarutkan karbonat dalam horizon yang lebih di atasnya menuju horizon yang lebih dibawahnya yang menghasilkan penimbunan karbonat yang mengendap karena penurunan jumlah air dan CO2. Supaya mekanisme ini berlangsung, kondisi hidrik diperlukan, seperti kecukupan air untuk membawa karbonat ke daerah yang dalam, tetapi tidak terlalu kuat sedemikian rupa sehingga karbonat tidak hilang keluar dari sistem tanah, dan sebagai tambahan, tidak hanya adanya karbonat di horizon permukaan atau pelepasan Ca++ dalam jumlah yang cukup sebagai suatu hasil pelapukan mineral primer. Mekanisme ini adalah salah satu yang dikenal sangat luas dalam studi dan penghitungan pedologis untuk distibusi karbonat klasik dalam profil (seperti horizon yang total ter-dekarbonatisasi dan horizon bawah dengan ciri akumulasi karbonat).

Pengkayaan karbonat di horizon bagian atas diterangkan dengan adanya suatu air tanah yang kaya karbonat, sehingga naik secara kapiler yang disebabkan oleh evaporasi dan serapan akar tanaman. Sebagai konsekuensi evaporasi air atau peristiwa absorbsi air oleh akar, karbonat terakumulasi di horizon atas.

Yang terakhir, horizon kalsik sering ditemukan dalam bagian lebih bawah dari relief daerah limestone, umumny daerah tempat adanya retakan dalam lereng tersebut. Hal ini dijelaskan oleh adanya aliran penting larutan bikarbonat dari atas bukit, ketika menjadi lebih pekat, akumulasi karbonat selanjutnya akan terbentuk.

 

Pengendapan 

6

Larutan bikarbonat bersirkulasi melalui tanah dan ketika larutan menjadi pekat (utamanya berkenaan dengan kehilangan air atau CO2), pengendapan dan kristalisasi terjadi.

Kondisi pembentukan menpengaruhi baik tipe kristal yang terbentuk dan macam akumulasi yang dihasilkan.

Berbagai parameter mempengaruhi ukuran dan bentuk kristal. Menurut Folk (1974), Yang utama adalah:

Konsentrasi dari larutan,

Kadar Mg dan Na,

Kecepatan pengendapan,

temperatur dan

kehadiran bahan organik.

Hanya beberapa telah dipertimbangkan dalam studi pedologis

Kecepatan dari pembentukan nampaknya berhubungan dengan ukuran kristal (Barthurst, 1971), semakin lambat pembentukan semakin besar ukuran kristal. Bal (1975) mengamati bahwa kristal besar terbentuk lambat dalam rongga tubular (tubular voids), Dalam tanah dengan pH seragam, sementara kristal yang kecil terbentuk cepat dengan pH yang kontras sebagai hasil dari kejenuhan berlebihan (oversaturation) dari larutan bikarbonat ketika mereka sampaike horizon bawah dengan pH yang tinggi, yang diawali dari horizon, diatasnya tempat asalnya,yang lebih masam.

Faktor penting lainnya adalah kehadiran partikel lempung. Partikel lempung ini berperan sebagai inti bagi kristalisasi dan mengawali pembentukan mikrit.

Akhirnya, derajad kejenuhan berlebihan mempengaruhi kecepatan kristalisasi dan oleh karena itu ukuran dan juga bentuk kristal, yang cenderung membentuk kecenderungan bentuk jarum (needle-shaped tendency).

Namun, sebagai sifat alami, kondisi pembentukannya tidak hanya berpengaruh pada bentuk dan ukuran kristal tetapi juga bertanggungjawab peda mineralogi yang dihasilkannya. Ketika meringkas kondisi pembentukan mineral karbonat, Lippmann (1973) mengindikasikan bahwa kalsit terbentuk ketika temperatur, tekanan,

7

konsentrasi garam dan Mg rendah. Di lain pihak, aragonit terbentuk pada temperatur dan tekanan tinggi, dengan konsentrsi larutan dan kadar Mg yang tinggi.

Kita harus juga mempertimbangkan bahwa dalam bentuk kristal, transformasi karbonat dipengaruhi ukuran dan bentuk butiran. Dengan cara rekristalisasi, proses filling-in berlangsung mengarah pada pembentukan sparit dari mikrit.

 

 

Faktor pembentukan karbonat 

Bahan asal

Dalam kondisi normal, bahan asal pasti mempengaruhi kadar karbonat dalam tanah.

Dalam sebagian besar kasus, batuan induk menjadi sumber karbonat, tidak hanya mereka telah ada disitu sebelumnya, meskipun mereka tidak hadir sebelumnya, karbonat telah terbentuk dari hasil pelapukan mineral asal yang kaya karbonat (plagioklas, piroksin dan amfibol).

Namun, tanah dengan horizon kalsik yang terbentuk dari bahan tidak hanya disana ada karbonat tidak pula tidak ada karbonat sebelumnya, adalah bukan pengecualian. Asal karbonat adalah dari kontribusi endapan karena angin dan air.

Relief

Prinsipnya, horizon kalsik dapat ditemukan dibawah berbagai relief, tetapi memiliki proses pembentukan khusus, mereka cenderung terakumulasi dalam posisi fisiografis tertentu.

Sirkulasi hipodermik dalam kawasan batu kapur menyebabkan migrasi karbonat dari tempat yang lebih tinggi pada suatu bukit dan terkonsentrasi di bagian bawah lereng.

 

Organisme8

Vegetasi berperan penting dalam pembentukan horizon ini, ketika akar tanaman menyerap air, sehingga mengendapkan garam.

Lebih jauh, vegetasi dapat membentuk kristal karbonat yang tetap terakumulasi di jaringan, dan setelah proses humifikasi karbonat lepas ke dalam tanah.

Sintesis karbonat juga ditemukan sebagai hasil metabolism bakteri tertentu.

Lebih jauh, ada berbagai tulisan yang menjelaskan tingkah laku organism dalam pembentukan dan transformasi horizon kalsik.

 

Iklim

Iklim berperan sebagai faktor penting dalam translokasi karbonat dalam tanah.

Jadi, dalam iklim humid prosesnya adalah pencucian karbonat dan tidak selayaknya akumulasi terjadi, sedangkan di iklim arid atau semi arid, proses pengendapan menyebabkan tidak cukupnya menghilangkan karbonat dari profil tanah.

Namun, ketika ada parameter lain (seperti permeabilitas horizon), pada kejadian tertentu, pengaruh iklim tidak jelas.

Lebih jauh, kita juga harus mempertimbangkan bahwa horizon kalsik terbentuk pada masa sebelumnya, dibawah kondisi iklim yang berbeda dengan kondisi iklim saat ini.

Dalam beberapa kasus, karbonat berperan sangat penting pada kawasan iklim arid. Untuk memperluas pengetahuan perlu dipertimbangkan daerah ini.

Sebagian dari kuantitas pengendapan global, distribusinya berpengaruh khusus pada tabiat karbonat. Jadi, Iklim mediteran, tempat hujan terdistribusi pada bulan yang lebih dingin (maksimum distribusi), dan dengan panas, musim summers kering (pemekatan dan pengendapan), merupakan kondisi ideal pembentukan horizon kalsik.

Dalam iklim hiper arid, karbonatisasi dan dekarbonatisasi tidak aktif. 

Umur

Telah difahami bahwa proses pembentukannya cepat, tetapi evaluasi kuantitatifnya sngat sukar, karena berbagai factor iklim (kuantitas dan distribusi hujan,

9

evapotranspirasi, temperature…) dan factor pedologis (ketersediaan Ca++, permeabilitas, jenis dan konsentrasi larutan dalam larutan tanah,..) terlibat semua dalam perkembangannya.

Referensi dalam literature menunjukkan kisaran antara 0.025 dan 10 mm/tahun. 

 

Asal usul 

Terbentuk dari pelapukan mineral yang ada dalam tanah (dalam dua kasus ini disebut autochthonous). Di lain kasus karbonat berasal dari sumber eksternal, contohnya ditransportasikan oleh angin dan air (allochthonous).

Karbonat tanah mengalami mobilisasi yang mencucinya dari horizon permukaan. Dari sudut pandang genetis ada perhatian penting terhadap kegiatan membedakan asal pedogenetis yang memungkinkan (misal, vandose origin) Dari akumulasi geological provenance ( misal, freatic) dari karbonat dalam bahan induk.

Pada tingkat mikroskopik beberapa karakteristik features dapat dikenali:

10

  Distribusi yang tidak reguler

Suatu distibusi yang tidak regular dari karbonat tanah di tunjukkan : beberapa rongga (voids) memiliki coatings yang tebal, yang lainnya sangat tipis atau tidak ada.

Dalam kasus ini deposit air tanah berlawanan dengan akumulasi karbonat adalah seragam (semua rongga terdapat coatings, sangat homogen dalam pori yang sama).

   

  Coatings yang tidak kontinyuCoatings karbonat tanah kadang-kadang terputus, menampakkan diskontinyuitas coatings.

   

11

  PendantsPengeringan tanah menghasilkan retensi yang besar dalam kelembaban dibawah kerikil, menampakkan pembentukkan pendants.

   

  Perekat butir

Sebagai hasil pemekatan, larutan tanah meningkat konsentrasinya dalam meniscs antara butir, dan karbonat mengendap, membentuk perekat.

 

12

   Pedofeatures coating lainDalam beberapa kasus kehadiran karbonat menutup pedofeatures yang lain (misal, coating lempung) adalah bukti asal pedogenik).

   

  CappingsKadang-kadang karbonat membentuk capping, adalah coating diatas butir atau agregat.      

 Sumber Pustaka13

CO3Sols

CARBONATES IN SOILS 

C. Dorronsoro Fdez*, G. Stoops**, J. Aguilar*,  C. Dorronsoro-Diaz***, J. Fernández*, M. Diez*, B. Dorronsoro****

* Dpto. Edafologia y Quimica Agrícola, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, 18002 Granada, Spain. 

** International Training Centre for Post-Graduate Soil Scientists, University of Gent, Krijgslaan 281, B-9000 Gent, Belgium.

*** Instituto de Optica "Daza Valdes", Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, 28006 Madrid, Spain.

**** Dpto. Lenguas  y Ciencias de la Computacion, E.T.S.I. Informatica, Universidad de Malaga, 29071 Malaga, Spain.

http://edafologia.ugr.es

14