Tugas Fisika Lingkungan BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pemahaman fungsi tanah sebagai media tumbuh kembang peradaban manusia beralih dari manusia pengumpul pangan tidak menetap menjadi manusia pemukim. Pada tahap berikutnya mulai berkembang pemahaman fungsi tanah sebagai enyedia penyedia nutrisi (kesuburan tanah). Dinamika dan evolusi alam ini terhimpun dalam definisi tanah sebagai bahan mineral yang tidak padat, terletak di permukaan bumi yang telah dan akan tetap mengalami perlakuan dan dipengaruhi oleh factor-faktor genetic dan lingkungan yang mengikuti bahan induk,iklim(termasuk kelembaban dan suhu),organisme(macro dan micro) dan topografi pada suatu peride tertentu. Satu pencari beda utama adalah tanah ini secara fisik, kimiawi dan biologis, serta ciri-ciri lainnya umumnya berbea dianding bahan induknya, yang variasinya tegantung pada factor-faktor pembentuk tanah terebut. Pengertian ini disebut sebagai devinisi pedalogis (pedo=gumpal tanah).menurut darmawijaya(1990) lebih menitik beratkan sebagai acuan dasar dalam pengethun alam murni dalam hal: 1. Asal mula dan pembentukan tanah yang tercakup dalam bidang kajian tanah genesis. 2. Nama-nama,sistimatik,sifat kemampuan dan berbagai jenis tanah yang tercakup dalam bidang kajian genesis tanah. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Tugas Fisika Lingkungan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemahaman fungsi tanah sebagai media tumbuh kembang peradaban manusia
beralih dari manusia pengumpul pangan tidak menetap menjadi manusia pemukim. Pada
tahap berikutnya mulai berkembang pemahaman fungsi tanah sebagai enyedia penyedia
nutrisi (kesuburan tanah).
Dinamika dan evolusi alam ini terhimpun dalam definisi tanah sebagai bahan
mineral yang tidak padat, terletak di permukaan bumi yang telah dan akan tetap
mengalami perlakuan dan dipengaruhi oleh factor-faktor genetic dan lingkungan yang
mengikuti bahan induk,iklim(termasuk kelembaban dan suhu),organisme(macro dan
micro) dan topografi pada suatu peride tertentu.
Satu pencari beda utama adalah tanah ini secara fisik, kimiawi dan biologis, serta
ciri-ciri lainnya umumnya berbea dianding bahan induknya, yang variasinya tegantung
pada factor-faktor pembentuk tanah terebut.
Pengertian ini disebut sebagai devinisi pedalogis (pedo=gumpal tanah).menurut
darmawijaya(1990) lebih menitik beratkan sebagai acuan dasar dalam pengethun alam
murni dalam hal:
1. Asal mula dan pembentukan tanah yang tercakup dalam bidang kajian tanah genesis.
2. Nama-nama,sistimatik,sifat kemampuan dan berbagai jenis tanah yang tercakup
dalam bidang kajian genesis tanah.
Hasil kajian tanah,secara pedagogis ini dapat dimanfaatkan sebagai acuan dalam
pemanfaatan masing-masing jenis tanah secra efisien dan rasional.
Tanah sebagai media tumbuh mempunyai empat fungsi utama,antara lain sebagai
berikut:
1. Tempat tumbuh dan berkembangnya perakaran yang mempuyai dua peran utama:
a) Penyongkong tegak tumbuhnya trubus(bagian atas tanaman)
b) Sebagai penyerap zat-zat yang di butukan tanaman
2. Penyedia kebutuhan pimer tanaman ntuk melaksanakan aktivitas metebolismenya,
baik selama pertumbuhan maupun untuk bereproduksi, meliputi, air, udara dan unsur-
unsur hara.
1
Tugas Fisika Lingkungan
3. Penyedia kebutuhan sekunder tnaman yang dalam menunjang aktivitasya supaya
berlangsung optium,meliputi zat-zat aditif yang di produksi oleh biota terutama micro
flora tanah seperti:
a) Zat-zat pemacu tumbuh(hormone,vitamin dan asam-asam organic khas)
b) anti biotik dan toksin yang befungsi sebagai anti hama penyakit tanaman di dalam
tanah
c) senyawa-senyawa atau enzim yang berfungsi dalam penyediaan kebutuhan primer
tersebut aau transformator zat-zat taksis external seperti pestisida dan limbah
industry yang berbahaya.
4. Habitat biota tanah,baik yang berdampak positif karena terlibat langsung atau tak
langsung dalam penyediaan kebutuhan primer dan skunder tanaman tersebut maupun
berdampak negative karena merupakan hama penyakit tanaman.
1.2 Tujuan
Setelah mempelejari materi ini secara seksama,maka para mahasiswa diharapkan
dapat memahami dan menjelaskan tentang sejarah perkembangan dan pengertian
tanah,komponen penyusun dan factor-faktor yang mempengaruhinya serta kegunaan
tanah .untuk mendapatkan nilai tugas mata kuliah fisika lingkungan.
2
Tugas Fisika Lingkungan
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Tanah
Tanah (bahasa Yunani: pedon; bahasa Latin: solum) adalah bagian kerak bumi yang
tersusun dari mineral dan bahan organik. Tanah sangat vital peranannya bagi semua
kehidupan di bumi karena tanah mendukung kehidupan tumbuhan dengan menyediakan
hara dan air sekaligus sebagai penopang akar. Struktur tanah yang berongga-rongga juga
menjadi tempat yang baik bagi akar untuk bernafas dan tumbuh. Tanah juga menjadi
habitat hidup berbagai mikroorganisme. Bagi sebagian besar hewan darat, tanah menjadi
lahan untuk hidup dan bergerak.
Ilmu yang mempelajari berbagai aspek mengenai tanah dikenal sebagai ilmu tanah.
Dari segi klimatologi, tanah memegang peranan penting sebagai penyimpan air dan
menekan erosi, meskipun tanah sendiri juga dapat tererosi. Komposisi tanah berbeda-beda
pada satu lokasi dengan lokasi yang lain. Air dan udara merupakan bagian dari tanah.
Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organisme, membentuk tubuh
unik yang menutupi batuan. Proses pembentukan tanah dikenal sebagai ”pedogenesis”.
Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai tubuh alam yang terdiri atas lapisan-
lapisan atau disebut sebagai horizon tanah. Setiap horizon menceritakan mengenai asal
dan proses-proses fisika, kimia, dan biologi yang telah dilalui tubuh tanah tersebut.
Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swiss yang bekerja di Amerika
Serikat, menyebutkan bahwa tanah terbentuk dari bahan induk yang telah mengalami
modifikasi/pelapukan akibat dinamika faktor iklim, organisme (termasuk manusia), dan
relief permukaan bumi (topografi) seiring dengan berjalannya waktu. Berdasarkan
dinamika kelima faktor tersebut terbentuklah berbagai jenis tanah dan dapat dilakukan
klasifikasi tanah.
2.2 Proses Pembentukan Tanah
Tubuh tanah (solum) tidak lain adalah batuan yang melapuk dan mengalami proses
pembentukan lanjutan. Usia tanah yang ditemukan saat ini tidak ada yang lebih tua
daripada periode Tersier dan kebanyakan terbentuk dari masa Pleistosen. Tubuh tanah
terbentuk dari campuran bahan organik dan mineral. Tanah non-organik atau tanah
mineral terbentuk dari batuan sehingga ia mengandung mineral. Sebaliknya, tanah
3
Tugas Fisika Lingkungan
organik (organosol/humosol) terbentuk dari pemadatan terhadap bahan organik yang
terdegradasi.
Tanah organik berwarna hitam dan merupakan pembentuk utama lahan gambut dan
kelak dapat menjadi batu bara. Tanah organik cenderung memiliki keasaman tinggi
karena mengandung beberapa asam organik (substansi humik) hasil dekomposisi berbagai
bahan organik. Kelompok tanah ini biasanya miskin mineral, pasokan mineral berasal
dari aliran air atau hasil dekomposisi jaringan makhluk hidup. Tanah organik dapat
ditanami karena memiliki sifat fisik gembur (sarang) sehingga mampu menyimpan cukup
air namun karena memiliki keasaman tinggi sebagian besar tanaman pangan akan
memberikan hasil terbatas dan di bawah capaian optimum.
Tanah non-organik didominasi oleh mineral. Mineral ini membentuk partikel
pembentuk tanah. Tekstur tanah demikian ditentukan oleh komposisi tiga partikel
pembentuk tanah: pasir, lanau (debu), dan lempung. Tanah pasiran didominasi oleh pasir,
tanah lempungan didominasi oleh lempung. Tanah dengan komposisi pasir, lanau, dan
lempung yang seimbang dikenal sebagai geluh (loam).
Warna tanah merupakan ciri utama yang paling mudah diingat orang. Warna tanah
sangat bervariasi, mulai dari hitam kelam, coklat, merah bata, jingga, kuning, hingga
putih. Selain itu, tanah dapat memiliki lapisan-lapisan dengan perbedaan warna yang
kontras sebagai akibat proses kimia (pengasaman) atau pencucian (leaching). Tanah
berwarna hitam atau gelap seringkali menandakan kehadiran bahan organik yang tinggi,
baik karena pelapukan vegetasi maupun proses pengendapan di rawa-rawa. Warna gelap
juga dapat disebabkan oleh kehadiran mangan, belerang, dan nitrogen. Warna tanah
kemerahan atau kekuningan biasanya disebabkan kandungan besi teroksidasi yang tinggi;
warna yang berbeda terjadi karena pengaruh kondisi proses kimia pembentukannya.
Suasana aerobik/oksidatif menghasilkan warna yang seragam atau perubahan warna
bertahap, sedangkan suasana anaerobik/reduktif membawa pada pola warna yang
bertotol-totol atau warna yang terkonsentrasi.Struktur tanah merupakan karakteristik fisik
tanah yang terbentuk dari komposisi antara agregat (butir) tanah dan ruang antaragregat.
Tanah tersusun dari tiga fasa: fasa padatan, fasa cair, dan fasa gas. Fasa cair dan gas
mengisi ruang antaragregat. Struktur tanah tergantung dari imbangan ketiga faktor
penyusun ini. Ruang antaragregat disebut sebagai porus (jamak pori). Struktur tanah baik
bagi perakaran apabila pori berukuran besar (makropori) terisi udara dan pori berukuran
kecil (mikropori) terisi air. Tanah yang gembur (sarang) memiliki agregat yang cukup
4
Tugas Fisika Lingkungan
besar dengan makropori dan mikropori yang seimbang. Tanah menjadisemakin liat
apabila berlebihan lempung sehingga kekurangan makropori.
2.3 Struktur Lapisan Tanah
Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi merupakan planet
dengan urutan ketiga dari delapan planet yang dekat dengan matahari. Jarak bumi dengan
matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi
merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup.
Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan bumi dibagi
menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :
1. Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal
lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri
dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi
seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC.
Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km
dinamakan litosfer.
2. Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan
kerak bumi. Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km, mencakup sekitar 80% total
isi bumi, dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut
bumi mencapai 3.000 oC.
Berdasarkan konstruksi kimia atau materialnya, mantel bumi dibedakan
sebagai berikut.
a) Mantel luar, jauh lebih tipis dari mantel dalam. Mantel luar berada sekitar 10-
300 km di bawah permukaan bumi. Temperaturnya sekitar 1.400-3.0000C dan
berat jenisnya 3,4-4,3 g/cm3.
b) Mantel dalam, berada diantara 300-2.890 km di bawah permukaan bumi.
Temperaturnya sekitar 3.0000C. Batuannya tidak selalu cair karena tekanan
yang tinggi. Berat jenisnya 4,3-5,4 g/cm3.
Berdasarkan arus atau gerakan lapisannya, mantel bumi dibedaka menjadi
litosfer dan astenosfer. Astenosfer adalah bagian cair yang liat dari mantel luar.
Litosfer adalah bagian kental dari kerak dan mantel luar. Litosfer mengapung di
atas astenosfer, seperti halnya es di atas air.
5
Tugas Fisika Lingkungan
3. Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam
besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200
km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam.
a) Inti luarBerada di kedalaman sekitar 2.890-5.150 km di bawah permukaan bumi.
Ketebalan inti sekitar 2.200 km. Inti tersusun dari unsur utama besi, sedikit
nikel, serta sekitar 10% sulfur dan oksigen. Inti luar begitu panas sehingga
material logamnya mencair. Temperatur nagian inti luar sekitar 4.000-
5.0000C. Berat jenisnya antara 10-12 gr/cm3.
b) Inti dalamBerada 5.150-6.370 km di bawah permukaan bumi. Inti dalam yang
menjadi pusat bumi bersifat padat dan ketebalannya sekitar 1.250 km. Inti
dalam tersusun dari unsur utama besi, nikel, dan unsur ringan seperti sulfur,
karbon, oksigen, silikon, dan potasium. Temperatur bagian inti dalam sekitar
5.000-6.0000C. Tekanan yang sangat kuat menyebabkan inti bumi bersifat
padat meskipun temperaturnya sangat panas. Berat jenis inti dalam sekitar 15
gr/cm3. Perputaran bumi menyebabkan inti luar berputar mengelilingi inti
dalam dan bumi menjadi magnetis.
Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian, yakni
bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan batuan; bagian cair (hidrosfer) yang
terdiri dari berbagai bentuk ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian
udara (atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang ditempati
oleh berbagai jenis organisme (biosfer).
Keempat komponen tersebut berinteraksi secara aktif satu sama lain, misalnya dalam
siklus biogeokimia dari berbagai unsur kimia yang ada di bumi, proses transfer panas dan
perpindahan materi padat.
2.4 Klasifikasi Tanah
Tanah terdiri dari empat komponen yait bahan mineral,bahan organic,air dan udara
dengan komposisi sebagai berikut :
a) Bagian padatterdiri dari 45 0/0 bahan minral dan 50/0 bahan organic
b) Bagian geluh debuan (pori-pori) terdiri dari 25 0/0 udara.
6
Tugas Fisika Lingkungan
Pengolongan anah ini sangat penting sekali oleh sangat berkaitan dengan pemakian
tanah oleh berbagai pihak.agar mendapat gambaran yang lebi sistiematik maka anah
diglongkan dalam:
1) Segi Warna
Tanah warna putih sampai kusam pada umum nya anah tersebut adalah tanah liat
residu.tanah liat ini berupa fieldspar,kaolin,fire clay,dan kwarsa putih.tanah berwarna
merah kuning krem pada umumnya tanah tersebut berupa tanah liat sediment yaitu
stone ware,ballclay,bentonite.
Tanah berwarna kuning mudah,kuning kecoklatan ataukehitaman umumnya
tanah ini berupa tanah liat sedimen,yaitu tanah liat geluh,tera cotta pottery atau
disebut earthenware.
2) Segi Keliatan
Keliatan atau kelengketan/plastisitas yang merupakan kemampuan molekul
tanah dalam mengikat satu sama lain.
Berdasarkan plastisitas maka tanah liat di golongkan yaitu tanah liat residu dan tanah
liat sedimen.
a) Tanah liat residu
Tanah liat yang terdapat pada daerah asalnay,disebut tanah liat residu.tanah
liat ni dikenaldengan nama feldspar,kaolin.fire clay dan kwarsa putih yang
memiliki sifat umum seperti wana putih,putih kusam dan suhu bakar 1300 C
dan1750C.
1. Feldspar,bahan yan dipakai untuk membuat badan keramik atau
porselin.sifatya adalah
a) Penurun suhu bakaran
b) Pada proses glasir pada suhu tinggi feldspar befungsi sebagai peleleh.
2. Bahan yang digunakan untuk membuat bada kermik atau porselin,sifatnya
adalah :
a) Sebagai pengikat
b) Menaikan suhu bakar
c) Pada glasir berfungsi sbagai perekat
d) Meninggikan titik cair glasir
e) Sebagai nsur pengeras dan tahan terhadap goresan,
7
Tugas Fisika Lingkungan
3. Fireclay,bahan untuk membuat badan keramik namun tidak sepopuler feldspar
maupun kaolin,sifatnya adalah :
a) Penambah kemampuan pembentuk keramik
b) Sebagai bahan pembuat bata tahan api dan barang refraktoris.
4. Kwarsa,ada kwarsa putih,kuning, coklat dan hitam.
Kwarsa putih bening disebut flint merupakan bahan pembuat gelas atau kaca.
Sifat dan kegunaanya adalah:
a) Unsur penambah bentuk dalam pembuatan badan keramik
b) Pada proses glasir,kwarsa sebagai unsur penggelasan
Kwarsa lainnya (kwarsa coklat,kuning atau hitam) sifat dan kegunaannya
adalah
a) Sebagai unsur pengeras dalam pembentukan badan keramik
b) Sebagai unsur pewarna dalam proses glasir
b) Tanah liat sedimen
Disebut pul tanah liat endapan,merupakan tanah liat residu yang terlepas dari
asalnya dan terbawa oleh angina,hujan atau gerakan bumi atau sehingga
mengendap pada suatu tempat tertentu.yang termasuk dalam kelompok tanah ini
adalah sone ware,ballclay,bentonite,gerabah,terra cotta,pottery.
Warna tanah liat sedimen yaitu krem, merah jambu, keputihputihan, kunuing,
kuning kecoklatan, kehitaman dengan suhu bakar 1200 C sampai 1400C
1. Stone Ware, tanah liat sedimen yang dipakai unutk membuat badan keramik,
sifat dan kegunaannya adalah :
a) Pada proses glasir,digunakan sebagai unsur pengikat dan pewarna
b) Sebagai bahan penambah plastisitas.
2. Ball clay, digunakan untuk membuat badan keramik,sifat dan kegunanya
adalah :
a) Pada proses glasir,digunakan sebagai unsur pengikat
b) Sebagai bahan penambah plastisitas.
3. Bentonite, digunakan untuk membuat bahan keramik,sifat dan keguaanya
adalah :
a) Sebagi unsur penambah plastisitas bada keramik
b) Sifat plastisitas empat kali lebih besar dari pada stone ware maupun ball
clay.
8
Tugas Fisika Lingkungan
4. Earthenware, tanah liat sedimen berasal dari tanah liat gerabah, terra cotta
(pottery). Tanah liat ini digunakan untuk membuat keramik gerabah,
keunaannya adalah :
a) Sebagai unsur pokok glasir
b) Sebagai unsur pewarna pada proses glasir
3) Segi Bahan yang Dikandungnya
a) Tanah mineral
Terbentuk dari butir – butir organik ,anorganik (15 0/0 sampaidengan 200/0) udara
dan air
b) Tanah organik
Tanah organik,tanahorganik dibentuk dari bahan organik yaitu endapan organic,
rumput, lumut, kekayuan. Tanah organik merupakan tanah hasil pelapukan bahan-
bahan organik. Biasanya bersifat subur.
Tanah jenis ini dibagi dua juga, yaitu:
Tanah Humus, merupakan tanah hasil pembusukan bahan-bahan organik dan
bersifat sangat subur. Tanah humus berwarna kecoklatan dan cocok untuk
tanaman kelapa, nanas, dan padi. Tanah jenis ini banyak terdapat di P.
Sumatra, Sulawesi, Jawa Barat, Kalimantan, dan Papua.
Tanah Gambut, merupakan tanah hasil pembusukan yang kurang sempurna
di daerah yang selalu tergenang air seperti rawa. Tanah ini kurang baik untuk
pertanian karena kurang subur dan selalu tergenang air. Tanah gambut banyak
terdapat di Kalimantan Barat, pantai timur Sumatra, dan pantai selatan-barat
Papua
4) Segi struktur
Struktur tanah adalah bagian kerangka tanah,berdasarkan teori pembentukan
tanah,mka truktur tanah digolongkn dalam tujuh ipe,yaitu :
a. Struktur lempung
Struktur ini terdapat pada lapisan horizontal tanah dengan gambaran lapisan
yang tpis terssun secara laminair,struktur ini terdapat pada lapisan soil dan sub
soil
b. Struktur pilar
9
Tugas Fisika Lingkungan
Bagian tanh yang tegak seperti prisma,pada puncaknya membulat
c. Struktur tiang
Bentuk tanah yang seperti prisma,pada puncakanya mendatar maka dikenal
dengan struktur tiang.
d. Struktur gumpal bersudut
Baian tanah berbentuk balok dengan 1 sampai 4 inci.sudut balok berbentuk
sudut penuh atau sebagian,bersudut penuh dikenal dengan gumpal bersudut,
e. Struturgumpal membulat
Gumpalan tanah dengan permukaan membulat atau apabila bersudut tidak
penuh dikenaldengan nama sudut gumpal membulat.
f. Struktur kesai dan remah
Tanah dengan strktur brgumpal kecil-kecil engan kuran setengah inci dikenal
dengan nama struktur kersai,kalau struktr gumpal sangat massif dikenal
dengan nama struktur remah.pada struktur remah ditandai dengan kandungan
bahan oganik yang tinggi.
5) Segi Iklim, Vegetasi dan Keadaan Alam
Berdasarkan keaadaan iklim,vegetasi dan keadaan tanah maka tanah dapat
digolongkan dalam :
a. Tanah zonal
Berada pada daerah dingin,daerah panas sedang,tanah setenah