Linkungan Pengendapan Gurun Eolian

Pendahuluan

Gurun sahara (sumber : saharadeserttour.com)

Gurun merupakan daerah di kontinen dengan posisi 10 derajat - 30 derajat di lintang utara atau lintang selatan ekuator. Daerah ini mencakup 20-25% dari daratan di permukaan bumi.Gurun merupakan daerah yang memiliki tingkat evaporasi melebihi tingkat presipitasi. Curah hujan pada umumnya < 25cm per tahun. Gurun merupakan daerah kering yang didominasi oleh aktivitas angin dan ditutupi oleh pasir. Gurun terbesar di dunia adalah Gurun Sahara (7 juta km2).

Proses Transportasi dan Pengendapan di Gurun

Kebanyakan gurun dicirikan dengan perubahan temperature dan angin yang ekstrim,  tingkat curah hujan sangat rendah dan tidak merata.

Transporatasi sedimen dengan media angin sama halnya transportasi sedimen dengan media air. Angin sangat efektif memisahkan sedimen yang berukuran < 0.05 mm dari sedimen yang lebih kasar. Sedimen-sedimen halus ini tertransport jauh melalui gerakan suspensi. Kecuali pada angin berkecepatan tinggi, sedimen kasar tertransport oleh arus traksi dan gerakan saltasi. Saltasi merupakan proses yang penting dalam transportasi oleh angin, dibantu oleh downslope creep.

Transportasi dan pemilahan oleh angin menghasilkan 3 macam endapan:

1. Endapan debu (lanau), bentuknya pecahan, menunjukkan sebagai loess. Umumnya terakumulasi jauh dari sumbernya.

2. Endapan pasir, terpilah baik


3. Endapan sisa, terdiri dari partikel berukuran gravel yang terlalu besar untuk ditransport oleh angin.

Transportasi dan pengendapan oleh angin membentuk beberapa macam bedforms dan struktur sedimen yaitu ripple, dunes, dan cross bedding. Bedforms yang dibentuk selama transportasi angin dapat berukuran ripple (panjang 0.01 m dan ketinggian beberapa mm) hingga dunes (panjang 500-600 m dan ketinggian 100m).
Panjang gelombang yang dibentuk oleh transportasi angin meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan angin, sedangkan tingginya meningkat seiring dengan ukuran butir.



Endapan Eolian Modern

Sedimen eolian terakumulasi di beberapa daerah-daerrah kecil di gurun dan bahkan di lingkungan shoreline. Bagaimanapun area utama akumulasi adalah ergs (lautan pasir). Bentuk ergs terbentuk akibat system angin yang kuat khususnya pada daerah kering dimana terdapat suplai sedimen halus yang banyak. Suplai sedimen, ketersediaan, dan energi angin berperan penting dalam menentukan geomorfologi ergs. Pola-pola dunes dalam lautan pasir adalah hasil dari:

1. Perubahan regional dalam regime angin yang menunjukkan formasi dunes tipe morfologi berbeda.

2. Perubahan sementara dalam suplai sedimen, ketersediaan, dan mobilitas yang meningkatkan periode dari formasi dunes itu sendiri (Lanchaster, 1999)

Lingkungan gurun dikelompokkan menjadi 3 sublingkungan yaitu dunes, interdunes, dan sand sheet (Ahlbrandt and Fryberger, 1982).

1. Dunes.

Berbagai macam dunes terjadi di lautan pasir dan dunes fields pada gurun modern. Endapan dunes biasanya terdiri dari material pasir yang terpilah baik dan membundar baik. Endapan dunes kaya akan kuarsa walaupun endapan coastal dunes mengandung banyak mineral berat dan fragmen batuan yang tidak stabil. Coastal dunes di beberapa daerah tropis banyak oolit, fragmen skeletal atau butiran karbonat. Di beberapa daerah, dunes mengandung gypsum seperti di daerah White Sand, New Mexico. Eolian dunes dicirikan oleh cross bedding yang mempunyai skala besar. Beberapa macam dari struktur sedimen internal berskala kecil juga muncul di eolian dunes misalnya plane-bed laminae, ripple-form laminae, ripple-foreset cross-laminae, climbing ripples, grainfall laminae, dan sandflow cross-strata. Migrasi dari dunesmenghasilkan suksesi vertical dari proses pasir.

2. Interdunes

Area interdunes muncul diantara dunes dan dibatasi oleh dunes atau endapan eolian lainnya. Interdunes dapat berupa deflasi (erosi) atau pengendapan. Sedimen yang berukuran kecil kebanyakan terakumulasi  di interdunes yang bersifat deflasi. Interdunes yang bersifat deflasi muncul pada singkapan batuan dalam bentuk disconformity overlain yang menerus.

Endapan sedimen pada interdunes yang bersifat pengendapan bisa mencakup endapan subaqueous dan endapan subaerial tergantung pada cuaca ketika diendapkan apakah kering, lembab, atau evaporate interdunes ((Ahlbrandt and Fryberger, 1981). Semua endapan interdunes dicirikan oleh stratifikasi bersudut kecil ( 10o) karena mereka terbentuk dari proses yang berbeda dari migrasi dunes, walaupun kebanyakan endapan yang terbentuk hampir tidak memiliki strukur sedimen yang biasanya memperlihatkan bahwa endapan tersebut hasil dari proses sekunder, bioturbasi dan gangguan terhadap


Gambar 1  Distribusi area dan hubungan stratigrafi dari Sheet Sand dan Eolian Dunes(After Fryberger,S.G.,T.S.Ahlbrandt, and S.Andrews,1979)

stratifikasi. Endapan interdunes kering cenderung relative kasar, bimodal, dan terpilah buruk, dengan sudut kemiringan yang sangat kecil, perlapisan acak.
Endapan wet interdunes kadang-kadang mengandung spesies freshwater seperti gastropoda, pelecypoda, diatome, dan ostracoda. Biasanya dalam endapan ini juga terdapat bioturbasi dan jejak kaki vertebrata. Evaporit interdune atau inland sabkhas, terjadi ketika ada pengeringan danau dangkal atau evaporasi gas permukaan yang menyebabkan presipitasi mineral karbonat, gypsum atau anhidrit. Pertumbuhan mineral karbonat atau gypsum dalam sedimen pasir cenderung mengubah endapan primer. Sedimen ini dicirikan oleh desiccation crack, jejak air hujan, lapisan evaporit dan pseudomorf.

3. Sheet sand

Sheet adalah endapan pasir yang datar hingga bergelombang halus, biasanya terdapat di sekitar dune fields. Sheet sand dicirikan oleh cross stratification dengan kemiringan rendah hingga menengah (0-20o) dan bisa berselingan pada beberapa bagian dalam endapan arus ephemeral.  Endapan sheet sand juga memiliki sudut kemiringan yang kecil melengkung atau permukaan yang tidak teratur. Mengandung banyak jejak bioturbasi yang diakibatkan oleh serangga dan tumbuhan, laminasi yang buruk. Perlapisan tipis dari pasir kasar yang bersisipan dengan pasir halus, dan kadang-kadang merupakan sisipan endapan eolian high angle.
     
Macam-macam Sistem Eolian

System gurun dapat dicirikan sebagai dry system, wet system, dan stabilized system.

1. Dry system  adalah suatu sistem yang terdapat pada air tanah dan kapilaritasnya yang berada pada kedalaman di bawah permukaan endapan oleh karena itu mata air tanah tidak mempengaruhi kestabilan sedimen permukaan dan dekat permukaan. Konfigurasi aerodinamis dan bentuk permukan sedimen hanya ditentukan oleh sedimen yang terendapkan atau bergerak melintasi permukaan atau kemungkinan lainnya jika terjadi erosi pada endapan sedimen sebelumnya.

2. Wet system adalah suatu system dimana muka air tanah dan kapilaritasnya terletak pada atau dii dekat permukaan endapan. Oleh karena itu, pengendapan, by pass, dan erosi sepanjang substrat dikontrol oleh kelembaban dari subsrat dan oleh bentuk aerodinamisnya.
Stabilized system adalah system yang factor seperti vegetasi dan  permukaan sementasi memiliki peran menstabilkan yang sangat signifikan dan dipengaruhi oleh perilaku dari permukaan akumulasi.

Batasan Permukaan pada endapan Eolian

Seperti yang telah disebutkan, bedform jarang terawetkan pada endapan ancient eolian. Beberapa jenis batasan permukaan mungkin ditunjukkan dalam eolian succession sebagai rekaman pengendapan kompleks dan proses erosi. Brookfield (1984) menggambarkan tiga jenis batasan permukaan: datar, permukaan orde 1 sampai migrasi bedform besar; miring, permukaan orde 2 yang biasanya merupakan lereng dan coset tertutup cross-strata terendapkan oleh dunes yang lebih kecil di bedform yang lebih besar; dan permukaan orde 3 yang ditunjukkan oleh modifikasi erosi dari migrasi dunes.

Gambar 3  Bentuk dasar Eolian Dune berdasarkan Slip Facies(After Ahlbrandt, T.S., and S. G. Fryberger,1982)

Endapan Eolian Purba

Formasi Navajo Yura yang terletak di sebelah baratdaya AS adalah salah satu formasi yang paling tebal, penyebarannya paling luas, dan singkapan endapan eolian purba terbaik di seluruh dunia (Kocurek, 2003). Ketebalan Formasi Navajo hampir mencapai 700 m dan luasnya 265.000 km2 setara dengan jumlah luas lima Negara bagian. Luas singkapan Navajo yang asli 2,5 kali lebih luas dari singkapan yang sekarang.  Dulunya, Navajo dianggap sebagai endapan laut, tetapi beberapa geologis menganggapnya berasal dari endapan eolian. Secara petrologi, endapan ini terdiri dari butiran kuarsa berukuran pasir halus sampai medium, bentuk butir menbundar. Ciri khas Navajo adalah adanya cross-bed tabular besar yang menunjukkan sweeping foreset (seperti sapuan).