Proses Pelapukan Batuan dan Mineral Tanah

Proses Pelapukan Batuan dan Mineral Tanah

Bebatuan penyusun tanah pada dasarnya dapat dikelompokkan menjadi dua bentuk, yakni batuan keras dan batuan lunak. Batuan keras terdiri atas : batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf. Sedangkan batuan lunak terdiri atas abu vulkan dan bahan endapan.

Pelapukan batuan mengakibatkan berubahnya bebatuan ini menjadi bahan lebih lunak yang disebut dengan regolit. Bagian atas regolit inilah yang Selanjutnya,  berubah menjadi tanah. Pelapukan batuan ini dapat berlangsung melalui 3 cara, yakni :

1. Pelapukan secara fisik
2. Pelapukan secara kimiawi
3. Pelapukan secara biologi-mekanik.

1. Pelapukan Secara Fisik

Pelapukan batuan terjadi akibat pengaruh lingkungan yang mengakibatkan berubahnya sifat fisik (terutama ukuran mineral). Pelapukan secara ini dapat terjadi karena perubahan iklim (suhu) atau kiondisi lingkungan yang lain, misalnya gesekan antar batuan sehingga mengakibatkan hancurnya mineral. Beberapa contoh pelapukan secara fisik ini adalah :

(1)    Adanya pengaruh suhu yang mengakibatkan terjadinya pemuaian atau pengkerutan mineral tanah. Oleh karena tingkat pemuaian dan pengkerutan mineral yang terdapat di dalam bebatuan itu berbeda-beda, maka kegiatan ini mengakibat­kan retak/hancurnya batuan yang bersangkutan.

(2)    Di daerah yang beriklim dingin, air yang meresap pada pori-pori batuan akan berubah menjadi es dan bertambah besar volumenya. Pada saat suhu meningkat, terjadi pencairan es dan volumenya mengalami penurunan. Hal ini juga dapat mengakibat­kan pecahnya bebatuan yang bersangkutan.

(3)    Pengangkutan bebatuan dari satu tempat ke tempat lain oleh air (sungai) juga akan mempercepat terjadinya hancuran fisik batuan yang bersangkutan.

1. Pelapukan Secara Kimiawi

Pelapukan secara kimiawi merupakan tahapan yang sangat penting dalam penyiapan batuan menjadi sumber hara bagi tanaman. Proses ini pada dasarnya hanya terjadi apabila terdapat air sebagai medianya. Akibat kegiatan ini adalah hancurnya mineral-mineral yang semula tergabung di dalam bebatuan sehingga dapat terbentuk mineral-mineral baru dan membebaskan sebagian unsur yang terkandung di dalam mineral tersebut sehingga dapat digunakan oleh tanaman.

Pelapukan secara kimiawi terjadi melalui empat proses utama yakni (1) hidrasi-dehidrasi, (2) oksidasi-reduksi, (3) hidro­lisis, dan (4) pelarutan.

(1)   Hidrasi-dehidrasi

Hidrasi adalah reaksi pengikatan molekul air oleh senyawa tertentu, sedangkan dehidrasi adalah reaksi kebalikannya. Proses ini dapat mengakibatkan di satu fihak terjadinya “pelunakan” mineral-mineral sehingga mudah larut dan di lain fihak mengakibatkan terjadinya penambahan volume mineral sehingga mempercepat pelapukan. Contoh proses ini adalah pengikatan dan pelepasan dua molekul air oleh CaSO₄ sebagai berikut :

            CaSO₄ + 2H₂O ——–> CaSO₄.2H₂O (hidrasi)

            CaSO₄.2H₂O ——–> CaSO₄ + 2H₂O (dehidrasi)

(2)   Oksidasi-reduksi

Oksidasi adalah reaksi pengurangan elektron karena terdapat oksigen, sedangkan reduksi adalah reaksi penambahan elektron pada suasana kekurangan oksigen. Contoh proses ini adalah oksidasi dan reduksi ion besi seperti berikut

            Fe²⁺ —————-> Fe³⁺ + e^– (oksidasi)

            Fe³⁺ + e^– ———–> Fe²⁺ (reduksi)

Oksidasi dan reduksi merupakan proses yang sangat penting bagi pelapukan mineral-mineral yang kaya akan besi fero seperti biotit, glaukonit, hornblende, piroksin, dan sebagainya. Perubahan fero (Fe²⁺) ke feri (Fe³⁺) mengakibat­kan terjadinya perubahan ukuran serta muatan sehingga mem­percepat penghancuran mineral. Perubahan dari feri ke fero akan memperbesar mobilitas ion besi sehingga mempercepat pencucian. Apabila fero tidak tercuci, maka ion ini akan bereaksi dengan unsur lain seperti S dan membentuk senyawa FeS serta senyawa lainnya dan memberikan warna hijau kebiruan pada tanah sebagai tanda adanya proses reduksi pada tanah yang bersangkutan (warna gley pada tanah sawah).

(3)   Hidrolisis

Hidrolisis merupakan proses penggantian kation yang terdapat di dalam struktur kristal oleh ion hidrogen (H⁺). Proses ini mengakibatkan hancurnya struktur kristal mineral yang bersangkutan. Hidrolisis mengakibatkan terjadinya pelapukan yang “sempurna” atau modifikasi yang drastis pada mineral-mineral yang mudah lapuk. Contoh proses ini adalah hancurnya mineral feldspar oleh ion hidrogen seperti berikut

KAlSi₃O₈ (feldspar) + H⁺ ———-> HAlSi₃O₈ + K⁺

(4)   Pelarutan

Pelarutan terutama terjadi pada garam-garam sederhana seperti karbonat, klorida, dan sebagainya.

CaCO₃ + 2H⁺ ————> H₂CO₃ + Ca²⁺

1. Pelapukan Secara Biologi-Mekanik

Pelapukan batuan dapat diakibatkan oleh kegiatan makhluk hidup seperti akar tanaman dan juga oleh kegiatan mikroorganisme tanah. Kegiatan makhluk hidup ini dapat mengakibatkan hancurnya bebatuan karena tekanan (oleh akar) atau karena pelarutan oleh zat-zat tertentu yang dibebaskan oleh jasad renik yang bersinggungan dengan bebatuan yang bersangkutan.

Pelapukan bebatuan oleh penembusan akar terjadi karena sel-sel tanaman yang berkembang dapat menimbulkan kekuatan pene­kanan yang sangat besar (> 10 atmosfer). Selanjutnya,  beberapa enzim dan asam-asam organik yang dibebaskan oleh jasad renik juga mengakibatkan hancurnya bebatuan yang sangat keras.