Proses-Proses Pembentukan Tanah
Istilah proses
pembentukan tanah adalah penjelasan tentang perubahan-perubahan biofisik dan
kimia yang menjadikan pelapukan pada bagian litosfer yang tampak di permukaan
air. Secara nyata menunjukkan bahwa proses fisik secara alamiah dan langsung berpengaruh nyata
terhadap pelapukan batuan melalui perubahan temperatur, peningkatan dan
penurunan temperatur yang berpengaruh terhadap pemuaian dan penyusutan yang
tidak seragam sehingga secara fisik terjadi retakan.
Hasil retakan tersebut
memberikan ruang yang memungkinkan air masuk, hewan kecil masuk maka terjadilah
proses kimia, seperti hidrolisa, terbetuknya garam serta matinya
hewan-hewan kecil sebagai bahan organik.
Proses-proses penyinaran, hujan, hidrolisis, kepunahan hewan berlangsung lamban
tetapi pasti sehingga dalam periode tertentu tanah akan terbentuk.
Tanah yang terbentuk dari berbagai proses fisik, kimia dan biologi
menghasilkan lapisan-lapisan yang berbeda dari suatu tempat ke tempat lainnya
baik sifat fisik, kimia maupun sifat biologinya. Dalam istilah tanah, lapisan tersebut
dikenal dengan nama
horison. Penampakan vertikal dari tanah yang terdiri atas
horison-horison disebut profil
tanah . Adapun proses-proses tersebut
antara lain :
a. Proses fisik
Proses pelapukan fisik (disintegration)
dikenal juga dengan nama proses mekanik,
hal ini disebabkan oleh proses perubahannya meliputi perubahan
wujud/fisik dari suatu materi atau benda. Faktor yang berpengaruh dalam proses
ini adalah: naik turunnya suhu
(temperatur), air dan aktivitas biota. Batuan merupakan benda padat yang tidak dapat
tetapi batuan yang mengalami pemanasan
secara kontinu akan menyimpan panas dalam tubuhnya yang berakibat terjadinya
reaksi pada mineral-mineral penyusunnya.
Mineral yang tersusun
atas kristal-kristal akan merefleksikan panas yang diterima melalui bidang kristalnya sehingga kelebihan
panas yang diterima dapat membuat mineral terbelah ataupun pecah baik melalui bidang
belah ataupun tidak. Mineral-mineral yang
terbelah ataupun pecah, memperlihatkan retakan pada
tubuh batuan, yang sedikit-demi
sedikit akan semakin besar
sehingga batuan pecah menjadi ukuran yang lebih kecil.
Perbedaan suhu yang
ekstrim juga dapat menyebabkan pelapukan fisik pada batuan. Hal ini dapat
terjadi pada daerah beriklim kering (Arid), dimana suhu pada siang hari sangat tinggi dan pada malam hari sangat rendah.
Hal ini mengakibatkan batuan yang berwarna
lebih gelap lebih cepat hancur dibanding
batuan yang berwarna terang. Batuan yang berwarna gelap akan menyerap lebih
banyak panas pada siang hari dan lambat mengeluarkannya pada malam hari sehingga reaksi pada
kristal mineralnya akan lebih intens terjadi sehingga batuan lebih mudah
hancur.
Proses perubahan suhu
udara dapat menimbulkan hujan. Air hujan yang jatuh ke permukaan bumi memiliki tenaga mekanik yang
dapat mengikis permukaan batuan dan mempercepat pelapukan fisik. Proses
pengisian celah retakan pada batuan oleh
air dapat mempercepat penghancuran batuan. Terlebih
pada daerah yang beriklim dingin, dimana air yang mengisi celah akan membeku
yang mengakibatkan pertambahan volume, sehingga batuan menjadi mudah
dihancurkan.
Pengangkutan batuan dari
suatu tempat ke tempat lain oleh air juga dapat menyebabkan pelapukan secara
fisik. Akar-akar tanaman masuk ke dalam batuan melalui rekahan-rekahan yang kemudian berkembang
mempunyai kekuatan yang sangat besar untuk menghancurkan batuan tersebut.
b. Proses
kimiawi
Hidratasia adalah proses
penambahan molekul air
dalam struktur mineral,
tetapi molekul air yang masuk ke dalam struktur mineral tidak
terdisosiasi.
Contoh:
2Fe2O3 + 3H2O →2Fe2O3 . 3H2O
Hematite merah Hematit
kuning
CaSO4 + 2H2O →CaSO4 . 2H
Anhidrit Gipsum
Oksidasi dan reduksi
adalah proses penambahan dan pengurangan oksigen yang berakibat pada bertambah atau
berkurangnya elektron (muatan negatif) dalam penguraian dan pembentukan
mineral.
Contoh:
2FeS2
+ 7H2O + 15O →2Fe(OH)3 + 4H2SO4
Pirit Geotit
Karbonatasi dan Asidifikasi adalah proses pelapukan kimia
akibat reaksi mineral dengan Asam. Asam ini dihasilkan dari reaksi CO2 yang
dihasilkan dari dekomposisi bahan
organik dan air hujan dengan air tanah. Meskipun H2CO3 yang dihasilkan dari bahan organik merupakan asam lemah (mudah terurai
menjadi gas CO2
dan H2O), tetapi
sangat efektif meningkatkan kerapuhan kristal mineral.
Contoh:
2KAlSi3O8 + 2H2CO3- →H4Al2Si2O8 + K2CO3 + 4SiO2
Orthoklas Asam karbonat Kaolin Kuarsa
Hidrolisis adalah
proses pergantian kation dalam
struktur kristal mineral oleh ion H+
dari molekul H O.
Contoh :
KAlSi3O8 + H2O →HAlSi3O8 + KOH
Orthoklas
Kaolin Kalium hidroksida
Pelarutan adalah proses
pelapukan kimia oleh media Air, terutama air yang mengandung ion-ion
seperti: CO2, HCO3 ,
NO3 , dan asam-asam lainnya. Air, selain
menjadi media dalam meningkatkan
pelarutan mineral juga sebagai
media dalam melarutkan
(leaching) hasil penguraian senyawa
dari mineral dan bahan
organik.
Proses podsolisasi
(horizon A yang
berwarna pucat), dan desilikasi
(pengurangan silika dari
horison) terjadi akibat intensnya proses pencucian. Sedangkan akibat sebaliknya dari proses pencucian terjadi penumpukan hasil pencucian pada horison
yang lebih dalam berupa proses
salinisasi dan alkalinisasi (penumpukan garam- garaman) serta
proses ferrolisis (penimbunan besi dan aluminium yang membentuk mineral
sesquioksida).
Proses Biologi
Faktor utama dalam
proses biologi adalah aktivitas dekomposisi bahan organik oleh mikroba di dalam
tanah yang mengubah N-organik menjadi N-anorganik sebagai bahan
penyusun tubuh mikroba.
Proses ini akan menghasilkan asam organik yang mempercepat
proses pelapukan kimia mineral. Selain itu untuk melindungi akar
tanaman dari bakteri
yang merugikan maka
akar tanaman juga menghasilkan asam-asam
organik yang dapat
mempercepat pelapukan kimia dan
fisik pada batuan.
Horisonisasi
Pembentukan horison
tanah dihasilkan dari kehilangan, transformasi, dan translokasi sepanjang waktu
tertentu pada bahan induk. Contoh sejumlah proses penting yang menghasilkan horison
tanah antara lain :
1. penambahan bahan organik dari tanaman
terutama pada topsoil
2. transformasi yang
diwakili oleh pelapukan
batuan dan mineral
dan
dekomposisi bahan organik
3. hilangnya/larutnya komponen dapat larut oleh
pergerakan air melalui tanah
yang membawa serta garam-garam dapat larut
4. translokasi yang diwakili oleh pergerakan
mineral dan bahan organik dari
topsoil ke subsoil
Pembentukan Horison A
dan C Pengaruh dekomposisi bahan organik. Humifikasi : membentuk
humus pada topsoil
yang turut mempengaruhi warna
dari topsoil yang
lebih gelap dibanding lapisan
dibawahnya. Topsoil ini kemudian
dikenal dengan HORISON A.
Terkadang horison A
disebut Ap, huruf
p menunjukkan pembajakan, atau
penggunaan tanah untuk diolah, budidaya atau sebagai lahan pertanian.
Horison yang tepat
berada langsung diatas bagian bahan induk yang telah mengalami perubahan
disebut sebagai HORISON C. Pembentukan horison E (Eluviasi) atau horison
pencucian yang lebih banyak terjadi pada tanah-tanah hutan dibandingkan di
daerah padang rumput. Warna horison E biasanya lebih terang (putih). Pembentukan
HORISON O pada tanah-tanah organik yang
pada umumnya terbentuk didaerah yang
sering tergenang air
seperti danau dengan
air dangkal, rawa-rawa yang
memungkinkan terakumulasinya gambut
(bahan organik) akibat kurangnya
oksigen yang membantu
proses dekomposisi. Tanah yang
terbentuk kemudian dikenal
sebagai tanah organik yang mempunyai horison O.
Ini adalah penjelasan tentang
tahapan dalam proses pembentukan tanah.
Tahap I : Pada tahap ini permukaan
batuan yang tersingkap di permukaan akan berinteraksi secara langsung dengan
atmosfer dan hidrosfer. Keadaan ini akan menyebabkan permukan batuan ada pada
kondisi yang tidak stabil. Pada keadaan ini lingkungan memberikan pengaruh
berupa perubahan – perubahan kodisi fisik seperti pendinginan, pelepasan
tekanan, pengembangan akibat panas (pemuaian), juga kontraksi (biasanmya akibat
pembekuan air pada pori – pori batuan membentuk es), yang menyebabkan
terjadinya pelapukan secara fisik (disintegrasi). Pelapukan fisik ini membentuk
rekahan – rekahan pada permukaan batuan (Cracking) yang lama kelamaan
menyebabkan permukaan batuan terpecah – pecah membentuk material lepas yang
lebih kecil dan lebih halus.
Kemudian selain itu, akibat
berinteraksinya permukan batuan dengan lapisan atmosfer dan hidrosfer juga akan
memicu terjadinya pelapukan kimiawi (Dekomposisi) diantaranya proses oksidasi,
hidrasi, hidrolisis, pelarutan dan lain sebagainya. Menjadikan permukaan batuan lapuk, dengan
merubah struktur dan komposisi kimiawi material batuannya. Membentuk material
yang lebih lunak dan lebih kecil (terurai) dibanding keadaan sebelumnya,
seperti mineral – mineral lempung.
Tahap
II : Pada tahap ini, setelah mengalami pelapukan bagian permukaan batuan yang
lapuk akan menjadi lebih lunak. Kemudian rekahan – rekahan yang terbentuk pada
batuan akan menjadi jalur masuknya air dan sirkulasi udara. Sehingga dengan
proses – proses yang sama, terjadilah pelapukan pada lapisan batuan yang lebih
dalam. Selain itu, Pada tahap ini di lapisan permukaan batuan mulai terdapat
calon makhluk hidup (Organic Matter).
Tahap
III : Pada tahap ini, di lapisan tanah bagian atas mulai muncul tumbuh –
tumbuhan perintis. Akar tumbuhan ini membentuk rekahan pada lapisan – lapisan
batuan yang ditumbuhinya (mulai terjadi pelapukan Biologis). Sehingga rekahan
ini menjadi celah/ jalan untuk masuknya air dan sirkulasi udara.
Selain
itu, dengan kehadiran tumbuhan, material sisa tumbuhan yang mati akan membusuk
membentuk humus (akumulasi asam organik). Pada dasarnya humus memiliki sifat
keasaman. Proses pelapukan akan dipicu salah satunya oleh adanya faktor
keasaman. Sehingga dengan hadirnya humus akan mempercepat terjadinya proses
pelapukan. Pembentukan larutan asam pun terjadi pada akar-akar tanaman. Akar tanaman menjadi tempat
respirasi (pertukaran antara O2 dan CO2) serta traspirasi (sirkulasi air).
Air
yang terinfiltrasi ke dalam lapisan tanah akan membawa asam humus yang ada di
lapisan atas melalui rekahan – rekahan yang ada. Menjangkau lapisan batuan yang
lebih dalam. Ini semua akan menyebabkan meningkatnya keasaman pada tanah yang
kemudian akan memicu terjadinya pelapukan pada bagian-bagian tanah serta batuan
yang lebih dalam. Membentuk lapisan – lapisan tanah yang lebih tebal.
Dengan
semakin tebalnya lapisan-lapisan tanah, air yang tefiltrasi ke dalam lapisan
tanah dapat melakukan proses pencucian(leaching) terhadap lapisan-lapisan yang
dilaluinya. Sehingga tahapan ini merupakan awal terbetuknya horizon-horozon
tanah.
Tahap
IV : Pada tahap ini, tanah telah menjadi lebih subur. Sehingga tumbuhlah
tumbuhan – tumbuhan yang lebih besar. Dengan hadirnya tumbuhan yang lebih
besar, menyebabkan akar – akar tanaman menjangkau lapisan batuan yang lebih
dalam. Sehingga terbentuk rekahan pada lapisan batuan yang lebih dalam. Pada
tahapan ini lapisan humus dan akumulasi asam organik lainnya semakin meningkat.
Seperti proses yang dijelaskan pada tahap – tahap sebelumnya, keadaan ini
mempercepat terjadinya proses pelapukan yang terjadi pada lapisan batuan yang lebih
dalam lagi.
Kemudian
pada tahap ini juga terjadi proses pencucian yang intensif. Air yang
ter-infiltrasi(meresap) ke dalam lapisan – lapisan tanah membawa mineral –
mineral yang ada di lapisan atas dan mengendapkannya pada lapisan – lapisan
dibawahnya. Sehingga terbentuklah akumulasi mineral – mineral tertentu pada
lapisan – lapisan tanah tertentu membentuk horizon tanah. Horizon – horizon
tanah ini mengandung komposisi unsur serta karakteristik yang berbeda antara
satu dengan yang lainnya.
sumber :
1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science.
8Ed. John Wiley & Sons. New York.
2. Singer,
M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan Publishing
Company. New York.
3. Van
Breemen, P. Buurman, R. Brinkman. 1992. Processes in Soils. Text for
Course J050-202, Dept.
Soil Science and
Geology, Agricultural University
Wageningen.
