SEDIMENT GRAVITY FLOW

1. DEFINISI Sediment gravity flow : fluida yg tersusun oleh sejumlah besar sedimen (20-70%) sehingga alirannya dikontrol oleh sifat- sifat campuran air-sedimen. Aliran ber- gerak karena gaya (tarikan) gravitasional terhadap butiran-butiran sedimen.

2. KLASIFIKASI Berdsrkan cara pergerakan dpt dibedakan 1. Fluidal (Newtonian) Flow → Sediment gravity flow yg mempunyai sifat seperti fluida. Cara pergerakan : liquified flow, fluidi- zed flow dan turbidity current. Sedimen terakumulasi oleh pengendap- an bed load dan suspended load. Mekanisme sama dg aliran air.

2. Mass (non-Newtonian) Flow → Sediment gravity flow yg bersifat plastis Cara pergerakan : mud flow/debris flow dan grain flow. Mekanisme deposisi : sedimen terendap kan pada saat aliran terhenti.

A. Grain Flow - Dapat dijumpai pd lereng gumuk pasir - Gerakan terjadi krn adanya interaksi antar individu butiran yg menghasilkan disper – sive pressure, shg jika friksi antar butiran yg bergerak mengatasi inertia, aliran akan terhenti. - Terjadi pd saat akumulasi sedimen di atas angle of repose (di lingkungan darat seki – tar 30°dan di lingkungan air sekitar 18°). - Membentuk sedimen yg well sorted.

- Membentuk struktur sedimen inverse gra-

ded bedding yg terjadi krn adanya migrasi butiran berukuran besar ke atas atau krn adanya mekanisme penyaringan kinetik.

- Endapan yg terbentuk tipis (tdk lebih dari pada 5 cm).

B. Debris Flow dan Mud Flow - Tergantung pd kekuatan kohesiv matriks - Kompetensi aliran tergantung pd kekuat- an dan densitas campuran fluida dan sedimen yg membentuk material plastis dan kental. - Dpt terjadi di lingkungan darat dan air. - Tekstur deposit bervariasi (matrix atau grain supported) tergantung pd konsen – trasi butiran berukuran kasar. - Deposit masiv krn tdk ada atau sedikit turbulensi dan deposisi traksi. Inverse grading sering dijumpai. - Dpt mentranspor boulder besar (2 – 3 m) krn densitas matriks hampir sama dengan densitas boulder dan matriks mempunyai kekuatan kohesiv. - Aliran dpt terjadi pd daerah dg slope 1 - 2° (di lingkungan darat).

- Pengendapan terjadi pd saat internal stress diatasi oleh kohesi matriks. - Di daerah vulkanik membentuk lahar.

C. Fluidized Flow - Dlm sistem aliran ini sedimen terdukung oleh aliran fluida ke atas melalui sedimen yg membuat butiran mengapung.- Terjadi pada saat massa sedimen yg tidak stabil digoncang oleh gempa.- Aliran air ke atas menyebabkan pengurang- an kekuatan massa karena butiran tdk terdu- kung lagi oleh kontak antar butir shg aliran dpt bergerak pd lereng landai (3°- 10°).- Dpt terjadi di lingkungan darat atau air dg kecepatan tinggi.- Durasi dari aliran tergantung pd jumlah kan- dungan air.- Hanya terjadi di daerah dekat sumber krn tdk mempunyai cukup waktu utk menempuh ja – rak jauh.- Gerakan air ke atas membentuk dish dan

pillar structures (yg terbentuk sbg kolom air yg melalui sedimen selama dewatering).

Liqified Flow- Sama dg fluidized flow ttp hanya sebagian butir yg terdukung oleh gerakan fluida ke atas.- Terjadi selama tahap akhir dr deposisi high

density turbidite atau sedimen terairkan krn proses luar (seperti gempa) dimana sedimen bergerak menuruni lereng dan air yg dikan- dungnya bergerak ke atas,- Jika lereng cukup curam aliran dpt berubah menjadi arus turbid pd saat turbulensi me – ningkat dan dpt berubah kembali menjadi liquified flow pd saat aliran bergerak lambat- Membentuk dish dan pillar structures.

- Deposit masiv, kadang-kadang membentuk planar laminae yg tdk jelas.- Tdk dpt mengerosi lapisan di bawahnya krn alirannya lambat.

D. Turbidity Currents- Terjadi jika turbulensi di dalam aliran mrpk mekanisme utama yg menahan butiran sa – ling mendukung.- Terjadi pd daerah-daerah dimana sedimen terakumulasi di lingkungan air di atas atau slope shg sedimen akan tercampur dg air pd saat terjadi turbulensi berkecepatan tinggi.- Komposisi bervariasi dan terbentuk endapan dg bermacam struktur sedimen tergantung pd konsentrasi dan ukuran butir sedimen.- Populasi ukuran butir sedimen yg dapat ter- transport : 1] Lumpur hingga pasir sedang 2] Pasir kasar – small pebbles

3] Pebbles – cobbles

- Sedimen berukuran lumpur – pasir sedang dpt tersuspensi oleh turbulensi dlm berbagai konsentrasi sedimen.- Turbulensi tdk dpt menahan sedimen beru - kuran pasir kasar – berangkal dlm suspensi, kecuali densitas aliran sangat tinggi.

- Jenis : ● Low density turbidity current (konsentrasi sedimen terlarut < 20%), hanya dpt men - transport sedimen berbutir lumpur hingga pasir. ● High density turbidity current (konsentrasi sedimen terlarut > 20%), dpt mentransport butiran lebih kasar dari pada pasir.

● Low Density Turbidity Current- Cara transport : suspensi dan bed load.- Mekanisme deposisi : Pada saat kecepatan berkurang material – material kasar yg tertransport secara sus – pensi oleh turbulensi akan bergerak ke da- sar dan dideposisikan oleh arus traksi yg berjalan pd kecepatan tinggi dan memben- tuk plane bed. Penurunan kecepatan lebih lanjut akan terbentuk bedform lower flow

regime (ripple) , diikuti pengendapan lanau dg struktur laminasi paralel. Pada saat kece- patan berhenti sedimen yg tersuspensi teren-

dapkan membentuk endapan lanau dan lempung yg bergradasi membentuk endapan hemipelagic.

● High Density Turbidity Current- Mekanisme sedimentasi : traction load, trac –

tion carpet dan suspensi.- Aliran dpt mengerosi bagian dasar endapan- nya.- Jika penurunan kecepatan terjadi sangat ce- pat, air bergerak ke atas dan sedimen akan terairkan (liquified flow) dan terbentuk dish dan pillar structures.

- Deposit masiv dan tak tersortasi.

2. PROSES BIOLOGIS

A. Aktivitas metabolisme organisme yg memi- cu terjadinya sekresi skeleton kalsium kar- bonat : - Beberapa organisme menghasilkan CaCO3 sbg kerangka luar (cangkang) utk melin - dungi bagian tubuh yg lunak dr serangan predator dan kondisi ekologis. - Organisme laut dangkal (koral) mrpk pa – brik CaCO3 dg cara melakukan katalisa ion kalsium dan karbonat yg terlarut dlm air samodra menjadi cangkang CaCO3 padat. - Fotosintesa pd alga merah dan hijau mem- percepat sekresi CaCO3. B. Degradasi cangkang CaCO3 menjadi skele- tal debris. - Degradasi krn aktivitas konsumsi pd orga- nisme bercangkang oleh vertebrata (ikan) & invertebrata (holothuroida, gastropoda)

- Degradasi krn burrowing oleh organisme benthos pd sedimen tak terkonsolidasi utk perlindungan atau mencari makan, - Degradasi krn boring oleh organisme (bak- teri, moluska, echinodermata, tanaman) pd substrat keras.

C. Peletisasi - Aktivitas metabolisme organisme (cacing, moluska, echinoid) menghasilkan pelet. - Ukuran dan bentuk bervariasi tergantung

D. Sediment trapping - Terjadi di lingkungan laut dangkal. - Alga mengeluarkan film yg mengandung material organik bergetah (mucilage) yg dpt menjebak partikel sedimen, proses – nya dpt terjadi berulang-ulang. - Membentuk stromatolit (endapan ber - struktur laminasi terlitifikasi yg tersusun oleh perselingan lapisan yg terbentuk oleh mikroorganisme, biasanya alga dan

partikel-partikel luar yg tersementasi).

E. Sediment Baffling Beberapa tumbuhan laut (thalasia) dan tumbuhan marsh (spartina) dpt memben- tuk karpet di atas substrat yg secara fisis dpt menjebak partikel atau memperlambat arus shg kompetensinya berkurang dan se- dimen yg ditransport mengendap.