WHY RIVERS MEANDER : Resume Jurnal J. F. Friedkin

     Kenapa alur sungai harus mengikuti sesuatu dan tidak langsung lurus saja menuju laut? Kenapa sungai berkelak-kelok (meandering)? Jawabannya karena adanya kombinasi antara hidrolik dan geomorfik di dalamnya.

     Saat mencari literatur buat skripsi, Satu diantaranya adalah tulisan Friedkin. Kemudian secara tidak sengaja saya menemukan jurnal karangan mbah Friedkin di buku Legendanya mbah Schumm (River Morphology tahun 1972). Satu jurnal terbagi menjadi beberapa sub judul, salah satunya Why River Meander.

Resume Jurnal A Laboratory Study of the Meandering Alluvial Rivers oleh J. F. Friedkin

Otorisasi :

Laporan ini mempresentasikan hasil studi laboratorium Meandering of Alluvial River yang dilakukan di United States Waterways Experiment Station dari tahun 1942 hingga 1944 dibawah wewenang President of Mississippi River Commission.

Why Rivers Meander

    Terdapat beberapa hipotesis yang menjelaskan meandering. Meandering dikaitkan dengan rotasi bumi, kelerengan (kemirigan muka bumi), dan energi sungai. Hal ini sering dianggap sebagai ketidakteraturan pada garis tepi sungai atau adanya halangan yang mengganggu atau menghalahi aliran sehingga menyebabkan meandering. Dalam upaya untuk memastikan penyebab dasar meandering, sebuah uji atau penelitian dilakukan dimana kecepatan konstan aliran yang melalui saluran lurus (straight channel) yang dibentuk pada material yang seragam. Aliran ini membangun meandering.

Uji

Gambar 1. (dari kiri ke kanan) saluran awal lurus; saluran setelah 48 jam dialiri; saluran setelah 72 jam dialiri

Keterangan:

bed material : Mississippi River sand

discharge : 0,30 cfs (constant)

valley slope : 0,009

     Gambar 1 menunjukkan bahwa sungai pertama yang lurus dibentuk pada material pasir seragam, kecepatan aliran konstan cukup untuk memindahkan pasir sepanjang dasar (bed) sungai dan untuk mengikis (erode) tepi saluran (banks). Ini hanya sebagai prasyarat. Tidak ada pasir yang terbawa di air yang masuk ke pintu saluran. Diawali dengan kondisi awal ini, gambar tersebut menunjukkan aliran yang terbangun secara alami mencirikan perubahan kelengkungan (sinuous) sungai meandering. Alur melengkung membatasi lajur meander (meander belt) adalah garis tepi (banklines) aliran awal. Selama penelitian, sungai secara konstan menggeser jalur alirannya pada bagian tengah dan terendah. Ini menandakan bahwa meandering meningkat di hilir (downstream). Hal ini karena fakta bahwa tidak ada pasir yang terbawa di pintu masuk saluran. Pada bagian hulu, saluran sungai semakin dalam dan meratakan kemiringan sebagaimana yang ditujukkan pada profil hingga aliran tidak lama memiliki kecepatan untuk mengangkut material dan mengikis tepi saluran.

Analisis dan Diskusi
     Percobaan menngenai tingkah laku sungai pada skala kecil yang mulai berkelak kelok menunjukkan bahwa gangguan lokal pada aliran dihasilkan oleh pasir penghalang (sand bar) yang berasal dari erosi tepi sungai.  Uji ini mengindikasikan bahwa selain dari perubahan kondisi dan ketidakteraturan tepi sungai yang dapat ditemukan di alam, sungai-sungai yang mengikis tepinya akan berkelak-kelok, hanya karena aliran air memiliki kapasitas pengangkut pasir yang terbatas sepanjang dasarnya. Satu-satunya persyaratan untuk meandering adalah erosi tepi (bank erosion).
     Harus ditambahkan bahwa sungai dapat mengerosi atau mengikis tepinya hanya untuk sementara. Pada beberapa uji, sungai mulai mengerosi tepinya tetapi penampang aliran menjadi begitu lebar dan dangkal, dan bila kecepatan air berkurang maka erosi tepi dan meandering berhenti. Hasil dari kondisi ini ditemukan pada alam, di bagian sungai yang dangkal.

GURATAN MISTERIUS DI DASAR LAUT: Misteri Kenampakan Muka Bumi (Bagian 1)

    Suatu malam saya lagi kepoin gugel ert (Google Earth), main detektif-detektifan sendiri seperti biasa. Penasaran ama kenampakan dasar laut yang retak-retak, banyak goresan, dan banyak gunung lautnya. Tiba-tiba dikejutkan oleh penampakan aneh dan misterius. Entah bentuknya memang seperti mid ocean ridge di Atlantik Tengah, layaknya jahitan luka yang punya raut-raut bekas tarikan (silahkan lihat gambar karena sulit dijelaskan dengan kata-kata). Tapi yang ini persis seperti jalan yang simetris, ada simpangan, kemudian berbelok. Kemudian karena takut tapi penasaran (jangan-jangan... tapi bukan alien pastinya) saya menghibur diri dan menganggap itu hasil jepretan satelit yang ga merata, jadi seperti hanya fokus pada bagian tertentu. Mungkin juga mengikuti lintasan satelit atau kameranya satelit (atau apalah). Tapi ini bikin saya tidak bisa tidur karena masuk ke dalam list misteri kenampakan muka bumi. Maaf saya tulis ini tidak bermaksud untuk mempengaruhi pikiran pembaca, saya hanya berpendapat.

     Nah, berikut ini guratan dasar laut yang normal karena sesar atau patahan (fault) akibat aktivitas tektonik (gambar diatur brightness dan contrast-nya agar terlihat jelas).

Gambar 1. Guratan normal

(Sumber: Quickbird dari Google Earth dengan brightness+40% dan contrast+20%) 

Gambar 2. Guratan normal

(Sumber: Quickbird dari Google Earth dengan brightness+20% dan contrast+40%) 

Gambar 3. Guratan normal

(Sumber: Quickbird dari Google Earth dengan brightness+40% dan contrast+40%)

     Oke, yang berikut ini guratan dasar laut yang saya tidak masuk akal (tanpa editan).

Gambar 4. Guratan aneh

(Quickbird dari Google earth)

Gambar 5. Guratan aneh

(Quickbird dari Google earth)

Gambar 6. Guratan aneh

(Quickbird dari Google earth)

Gambar 7. Guratan aneh

(Quickbird dari Google earth)

     Oke, mungkin terlalu berlebihan. tapi saya memang penasaran karena alurnya simetris seperti trekkan (jalan) sesuatu. Jadi hipotesis saya ini memang bagian trek yang direkam oleh satelit. Nah, lokasinya ada di timur Filipina, yakni di barat Lekuk Nero (tanda 'X').

Gambar 8. Lokasi TKP

     Lekuk Nero merupakan salah satu lekuk pada Busur Kepulauan Asia Timur.

KENAMPAKAN MUKA BUMI

Berdasarkan buku Geologi karya Katili, Bab III: Roman Muka Bumi

     Gaya endogen dan eksogen menyebabkan perubahan-perubahan pada bentuk muka bumi. Bentukan ini berupa relief atau tinggi rendahnya yang terdapat pada muka bumi ternyata tidak ada apa-apanya bila dibandingkan dengan jari-jari bumi. Tinggi Gunung Everest yakni 9000 hanya 1/700 jari-jari bumi. Sehingga bila dibuat perbandingannya, bila jari-jari bumi selebar 1 meter, maka gunung tertinggi di dunia ini hanyalah 0,5 mm. Wow...

     2/3 luas bumi tertutup oleh samudra. Samudra Pasifik menempati hampir setengah bagian permukaan bumi. Benua Eurasia, Afrika, Amerika, Australia, dan Antartika adalah massa kontinen yang timbul di atas permukaan air laut. Sementara itu, bagian tepi yang digenangi air samudra disebut paparan benua dan di Indonesia misalnya dikenal Paparan Sunda dan Paparan Sahul yang berturut-turut membatasi Benua Asia dan Australia. Letak palung pun berada di tepi benua. Namun menurut umur geologi yang singkat karena bila berusia lanjut, pasti palung tersebut telah terisi endapan-endapan dari sungai. Anggapan ini diperkuat dengan fakta bawa palung merupakan tempat pusat gempabumi yang sering menimbulkan gelombang laut besar. Lubuk merupakan bagian dasar laut yang melebar menyerupai bentuk 'U'. Pengukuran kedalaman lautan yang terkenal yakni ekspedisi Snellius yang menyelidiki konfigurasi dalam laut bagian Indonesia Timur.

Gambar 1. Palung dan lubuk di Indonesia

(Sumber: Quickbird dari Google Earth dengan editan)

     Selain palung dan lubuk, terdapat pula pegunungan dalam laut, yakni rangkaian punggung di dasar laut. Puncak gunung-gunung ini dinamakan sea mounts dan Guyots dengan puncaknya yang datar. Puncak-puncak ini adalah kerucut gunung api sedangkan guyots diratakan oleh gelombang pada waktu puncak-puncak ini mencapai permukaan laut. Kemudian puncak datar ini tenggelam karena naiknya permukaan laut atau turunnya dasar samudra. Aktivitas vulkanik ini telah padam, mungkin pada periode kapur atau Eosen.

     Punggung dalam laut yang membentang merupakan punggung tengah samudra atau mid ocean ridges. Selain punggung tengah samudra di Pasifik, ada juga punggung di dasar laut Atlantik Tengah yang berjalan hampir sejajar dengan Benua Eropa dan Afrika. Di Laut Hindia juga ditemukan punggung laut demikian.

Gambar 2. Mid Ocean Ridges di Laut Atlantik Tengah

     Gejala pada kenampakan bumi lainnya adalah busur-busur kepulauan. Tiga busur penting yang terdapat di luar tepi Samudra Pasifik adalah Busur Antilla yang menyambung Amerika Selatan dan Amerika Utara, Busur Scotia yang menyambung Amerika Selatan dan Antartika dan Busur Kepulauan Indonesia (Busur Sunda Banda) yang merupakan sambungan antara rangkaian pegunungan Sirkum Pasifik dan Himalaya. Busur ini memperlihatkan sifat tertentu yakni terdapat palung dalam pada sisi konveks yang mengaraj ke samudra.

     Wilayah yang mobil ialah bagian kerak bumi yang mengandung rangkaian pegunungan lipatan muda. Jalur mobil yang terkenal dan termuda adalah jalur Sirkum Pasifik dan jalur Mediteran. Kedua jalur ini bertemu di Indonesia.

Gambar 3. Busur Kepulauan Asia Timur

(Sumber: Quickbird dari Google Earth dengan editan)

IKHTISAR GAYA GEOLOGI (Resume Katili)

Tulisan berikut merupakan resume (dengan beberapa penambahan) bab II buku 'Geologi' karya Dr. J. A. Katili (Guru Besar Geologi ITB) dan Dr. P. Marks (Fx Lektor Kepala Geologi Sejarah ITB) yang diterbitkan oleh Departemen Urusan Research Nasional Djakarta.

1. Gaya Asal Luar

    Segala yang ada dihadapan kita tidak terputus dari kejadian masa lalu. Daerah khatulistiwa memiliki curah hujan yang besar, lalu hujan tersebut mengisi danau-danau serta menyebabkan sungai dapat mengairi sawah. Sebagaimana daur hidrologi, air yang terkumpul ini menguap, lalu melayang di atmosfer, kemudian berkumpul bersama untuk dapat kembali jatuh ke bumi dengan kekuatan dan energi baru. Di muara sungai dan di pesisir pantai kita melihat pembentukan endapan pasir dan lempung, serta jauh di pegunungan yang tinggi terdapat gletser yang mengikis dan menyeret material sebagai proses pelapukan, ke tempat yang rendah. Kekuatan di atas merupakan kekuatan asal luar atau gaya eksogen sebagai kekuatan yang bekerja di luar dan di atas permukaan bumi.

     Dengan cara demikian terjadilah perubahan pada kenampakan muka bumi. Gaya asal luar ini terbagi menjadi tiga, yakni hidrosfer, biosfer, dan atmosfer. Pengerjaan hidrosfera dapat dilihat pada gejala erosi, yaitu pengikisan dan penorehan pada bahan atau material yang disebabkan oleh gaya air dan denudasi atau penyeretan material dari permukaan bumi menuju tempat yang lebih rendah, misalnya ke laut atau ke danau. Sungai Mississippi di Amerika Utara setiap menit mencurahkan satu juta ton air ke dalam Teluk Meksiko. Dalam air ini turut serta 200 ton batu gamping yang larut, dan hampir 800 ton batuan lainnya serta garam-garam dalam larutan. Zat yang larut antara lain kalium, natrium, gamping, dan lain-lain yang setiap harinya dihanyutkan oleh sungai ke laut sehingga dalam setahun berjumlah tidak kurang dari 500.000.000 ton. Sungai Serayu di Jawa mengangkut sebanyak 7.100.000 meter kubik lumpur dalam setahun, sedangkan Kali Brantas dekat Mojokerto sejumlah 4.300.000 meter kubik. Perhitungan kasar menunjukkan bahwa sungai di dunia mengangkut batuan dan zat sebanyak 20.000.000.000 ton setahun ke semudra dan lautan. Sungai Mississippi dalam 6000 tahun mampu merendahkan daerah pengalirannya sebanyak satu kaki. Sementara erosi mekanik ini rata-rata memerlukan 3000 tahun untuk merendahkan daerah pengaliran sebanyak satu kaki atau sekitar 30 cm. Dengan demikian, bila dihitung maka Inggris dalam waktu 66.000 tahun dapat direndahkan 49 kaki oleh kekuatan denudasi dan erosi. Sehingga dalam satu juta tahun, Inggris dapat lenyap dari permukaan laut. Apabila kekuatan eksogen ini terjadi terus dengan tidak mendapat gengguan, maka suatu saat tidak akan ada benua-benua serta pegunungan. Namun kenyatannya tidak demikian karena di samping kekuatan eksogen, terdapat kekuatan asal dalam atau gaya endogen yang mengkompensasi gaya yang mengikis itu.

Sungai Mississippi (Sumber: Citra Quickbird 2015 Google Earth)

Sungai Serayu (Sumber: Citra Quickbird 2015 Google Earth)

     Di Kepulauan Seribu kita dapat melihat sebaran batuan koral dalam bentuk pulau-pulau karang. Semetara itu, di tepi Benua Australia Timur terdapat batuan karang yang membentuk Great Barier Reef. Bentukan ini hasil gaya organik yang disebabkan oleh binatang dan tumbuhan yang hidup di dalam laut. Selain itu, di laut terdapat berjuta makhluk yang bernama plankton.

Kepulauan Seribu (Sumber: Citra Quickbird 2015 Google Earth)

     Makhluk ini kemudian mati, tenggelam di dasar laut, bercampur dengan sedimen sehingga membantuk sapropelium. Bila memenuhi kondisi dan syarat tertentu, maka sapropelium ini akan menghasilkan minyak bumi. Dalam atmosfer, gaya angin juga berperan. Angin yang membawa pasir halus mengikis batuan dan pegunungan yang terdapat di padang pasir kering. Kemudian tertiup ke arah tertentu sehingga lama kelamaan menghasilkan gurun pasir. Gaya asal luar ini umumnya menyebabkan meratanya atau hancurnya relief yang ada.

Gurun Sahara ((Sumber: Citra Quickbird 2015 Google Earth)

2. Gaya Asal Dalam

     Contoh dari gaya endogen adalah gaya gunung api, gaya gempabumi dan gaya pembentukan pegunungan. Pada waktu erupsi gunung api akan menghasilkan bentukan alam misalnya kerucut gunung api akibat penumpukan material yang dimuntahkan keluar.

     Bentang alam di Pulau Jawa sebagian besar dibentuk oleh timbunan (relief) yang disebabkan oleh kekuatan vulkanik. Di samping gunung api, kita dapat melihat gunung-gunung rantai yang terbentuk oleh perlipatan dan pengangkatan batuan endapan. Hasil dari gaya pembentukan pegunungan kita dapat lihat pada pegunungan berantai besar seperti Pegunungan Alpina di Eropa, Pegunungan Himalaya di Asia, dan Pegunungan Andes di Amerika Selatan. Di Pulau Sumatra misalnya terdapat Pegunungan Bukit Barisan yang memanjang dari utara hingga ke selatan Sumatra sebagai hasil dari kekuatan asal dalam. Proses pengerjaan kekuatan asal dalam ini susah dilihat, namun bila memperhitungkan faktor waktu (melihatnya secara temporal), maka proses tektonik ini mudah dipahami. Ekspedisi yang dikirim ke Pegunungan Himalaya membuktikan bahwa bagian atas dari Gunung Everest terdiri dari batuan gamping. Batuan gamping ini mengandung binatang yang dahulu pernah hidup di laut yang dalamnya kira-kira 3000 m. Dengan memperhitungkan tinggi gunung ini yakni sekitar 9000 m, dapat kita tarik kesimpulan bahwa suatu kekuatan yang tak terlihat oleh mata telah mengangkat pegunungan ini setinggi 12 km.

     Pengangkatan ini telah berjalan berjuta tahun lamanya, suatu gerak naik yang mempunyai kecepatan  hanya beberapa mm dalam setahun. Puncak Gunung Cartenz (sekitar 4500 m) mengandung jenis batuan sedimen, yakni jenis batuan yang dibentuk dari dalam laut. Dengan demikian kita dapat melihat bahwa gaya asal dalam seperti vulkanisme dan gaya pembentukan pegunungan atau diastrophima memperbesar dan membentuk atau membagun relief. Akan tetapi baru saja relief tadi dibentuk lalu muncul ke permukaan laut, maka mulailah penghancuran oleh gaya asal luar. Lambat laun pegunungan yang tinggi tersebut dirombak menjadi sebuah dataran yang rata, melandai ke laut, disebut peneplain (hampir rata). Namun di tempat lain di bumi, terbentuk pula lapisan sedimen yang dilipat dan diangkat menjadi pegunungan. Demikian gejala-gejala ini sebagai sebuat daur, yakni pengerjaan yang silih berganti dalam suatu siklus (lingkaran) secara terus-menerus. Daur geologi ini terbagi menjadi orogenesis yakni pembentukan pegunungan, glyptogenesis yakni penghancuran relief dan litogenesis atau pembentuka kembali batuan endapan, khususnya dalam samudra. Daur termuda disebut Daur Alpina yang mulai terjadi pada waktu Tersier dan membentuk rantaian pegunungan yang termuda di bumi seperti Pegunungan Alpina, Himalaya, Andes, dan lain-lain.