Sharing lagii. Kali ini tentang SOIL. Tapi, lebih dari sisi geologi fisiknya dibanding geokimianya. Buat yang lagi ngambil geokimia soil, mungkin ini bisa dijadikan basic knowledge ajaa..dibaca-baca sambil minum teh di pagi hari. Hoho ^^’

Credit: Physical Geology (Twelfth Edition) by C. Plummer and D. Carlson

SOIL

Penggunaan istilah soil secara awam mengarah kepada sebutan untuk material lepas dan tak terkonsolidasi yang menutupi hampir seluruh permukaan daratan. Namun demikian, ahli geologi mengistilahkan regolith untuk definisi di atas dan kemudian mengistilahkan soil untuk lapisan material lapuk dan tak terkonsolidasi yang mengandung bahan-bahan organik dan mampu mendukung hidup tumbuhan. Soil yang matang dan subur merupakan hasil dari berabad-abad pelapukan batuan, dikombinasikan dengan pembusukan tumbuhan dan bahan organik lainnya. Untuk kajian sistem Bumi, soil memiliki peranan penting dalam interaksi antara bagian Bumi yang padat (geosfer), biosfer, hidrosfer, dan atmosfer. Soil adalah sumber daya penting bagi kelangsungan hidup di Bumi.

Rata-rata soil mengandung 45% batuan dan pecahan mineral (termasuk lempung), 5%
humus, dan 50% rongga pori. Batuan dan pecahan mineral pada soil menjadi tempat ‘berlabuh’ bagi akar tumbuhan. Mineral lempung menyerap air dan ion nutrien yang nantinya akan diserap akar tumbuhan. Humus melepaskan asam lemah yang membantu proses pelapukan kimawi. Humus juga menghasilkan nutrisi bagi tumbuhan dan meningkatkan kemampuan menahan air dari soil. Rongga pori adalah komponen penting yang terakhir dari soil. Air dan udara bersirkulasi melalui rongga pori, membawa serta nutrien terlarut dan CO₂ yang penting bagi pertumbuhan tumbuhan.

Ukuran dan jumlah dari rongga pori pada soil, oleh karena itu juga kemampuan soil untuk menyalurkan udara dan air, sebagian besar merupakan fungsi dari tekstur soil. Tekstur soil mengacu pada proporsi antara partikel-partikel yang berbeda ukuran, umumnya mengacu pada pasir, lanau, dan lempung. Kuarsa umumnya lapuk menjadi butiran berukuran pasir yang membantu soil tetap lepas-lepas dan teraerasi, memudahkan drainase (lewatnya) air. Kristal feldspar dan mineral lainnya yang setengah lapuk juga dapat menghasilkan butiran berukuran pasir. Namun, soil dengan terlalu banyak kandungan butiran berukuran pasir akan melewatkan air terlalu cepat dan tumbuhan akan kekurangan air.

Mineral lempung hadir dalam lembaran mikroskopik dan membantu menahan air dan nutrien tumbuhan dalam soil. Oleh karena substitusi ion antara struktur-struktur silikat-lembarnya, kebanyakan mineral lempung bermuatan negatif pada permukaan datar lembarnya. Muatan negatif ini mengikat air dan nutrien tumbuhan pada mineral lempung. Nutrien tumbuhan, seperti Ca⁺⁺ dan K⁺⁺, umumnya tersedia dari hasil pelapukan mineral seperti feldspar, juga terikat longgar pada permukaan mineral lempung. Akar tumbuhan dapat melepaskan H⁺ dari asan organik dan menukarnya dengan Ca⁺⁺ dan K⁺⁺ yang diperlukan tumbuhan. Namun, jika terlalu banyak mineral lempung, soil akan terlalu padat hingga mengurangi rongga pori yang akan menyebabkan sulitnya drainase dan sirkulasi udara.

Soil yang memiliki proporsi seimbang antara partikel berukuran pasir, lanau, dan lempungnya disebut loam. Soil loam drainasenya baik, dapat mengandung humus, dan seringkali sangat subur dan produktif.

1. HORIZON SOIL
   

   Seiring mendewasanya soil, muncul lapisan-lapisan yang berbeda pada soil tersebut. Lapisan soil disebut horizon soil dan dapat dibedakan satu sama lainnya dengan melihat kenampakan dan kimiawinya. Batas antara horizon soil biasanya transisional, bukan tegas. Dengan meneliti penampang vertikal soil, atau profil soil, macam-macam horizon soil dapat diidentifikasi.

   

   Horizon Soil

   source

   Horizon O adalah lapisan teratas yang hampir seluruhnya mengandung bahan organik. Tumbuhan daratan dan jatuhan dedaunan termasuk pada horizon ini. Juga humus. Humus dari horizon O bercampur dengan mineral lapuk untuk membentuk horizon A, soil berwarna gelap yang kaya akan bahan organik dan aktivitas biologis, tumbuhan ataupun hewan. Dua horizon teratas ini sering disebut topsoil.

   Asam organik dan CO₂ yang diproduksi oleh tumbuhan yang membusuk pada topsoil meresap ke bawah ke horizon E, atau zona pencucian, dan membantu melarutkan mineral seperti besi dan kalsium. Pergerakan air ke bawah pada horizon E membawa serta mineral terlarut, juga mineral lempung berukuran halus, ke lapisan di bawahnya. Pencucian (atau eluviasi) mineral lempung dan terlarut ini dapat membuat horizon ini berwarna pucat seperti pasir.

   Material yang tercuci ke bawah ini berkumpul pada horizon B, atau zona akumulasi. Lapisan ini kadang agak melempung dan berwarna merah/coklat karat akibat kandungan hematit dan limonitnya. Kalsit juga dapat terkumpul di horizon B. Horizon ini sering disebut subsoil. Pada horizon B, material Bumi yang masih keras (hardpan), dapat terbentuk pada daerah dengan iklim basah di mana mineral lepung, silika dan oksida besi terakumulasi akibat pencucian dari horizon E. Lapisan hardpan ini sangat sulit untuk digali/dibor. Akar tumbuhan akan tumbuh secara lateral di atasnya dan bukannya menembus lapisan ini; pohon-pohon berakar dangkal ini biasanya terlepas dari akarnya oleh angin.

   Horizon C ialah material batuan asal yang belum seluruhnya lapuk yang berada di bawah horizon B. Material batuan asal ini menjadi subjek pelapukan mekanis maupun kimiawi dari frost action, akar tumbuhan, asam organik, dan agen lainnya. Horizon C merupakan transisi dari batuan asal (sedimen) di bawahnya dan soil yang berkembang di atasnya.

2. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PEMBENTUKAN SOIL
   
   1. Material Asal
      

      Material asal adalah sumber dari mineral lapuk yang membentuk hampir seluruh soil. Soil yang berasal dari granit lapuk akan menjadi pasiran karena partikel kuarsa dan feldspar yang terlepas dari granit. Setelah butiran feldspar lapuk, mineral lempung berukuran halus akan terbentuk. Soil yang terbentuk akan memiliki variasi ukuran butir yang sangat baik untuk drainase dan kemampuan menahan air.

      Pembentukan soil dari basalt tidak akan menjadi pasiran, bahkan saat tahap awal pembentukannya. Jika pelapukan kimiwai lebih prevalent daripada mekanis, butiran feldspar yang lapuk akan langsung menjadi mineral lempung halus. Karena batuan asal tidak mengandung butiran kasardan kuarsa, soil yang terbentuk akan kekurangan pasir. Soil seperti ini tidak akan terdrainase dengan baik, walau bisa saja tetap subur.

      Kedua soil di atas disebut soil residual; mereka terbentuk dari bedrock yang terlapukkan di bawahnya. Soil pindahan tidak terbentuk dari bedrock di bawahnya, melainkan dari regolith yang terbawa dari daerah lain. (Ingat bahwa yang berpindah bukan soil itu sendiri, melainkan material asalnya.) Sebagai contoh, lumpur yang terendapkan oleh sungai selama banjir akan menjadi soil pertanian yang sangat baik ketika banjir telah reda. Endapan angin yang disebut loess membentuk dasar dari soil pertanian di daerah barat tengah dan barat laut Pasifik di AS. Soil pindahan umumnya lebih subur daripada soil residual karena material asalnya berasal dari berbagai lokasi dan akan membawa variasi kimiawi yang lebih beragam, sehingga akan membentuk soil dengan variasi mineral dan nutrien yang beragam pula.

   2. Kemiringan
      

      Daerah dengan kemiringan terjal akan mengandung sedikit soil atau tidak sama sekali, Hal ini disebabkan oleh gravitasi yang membuat air dan partikel soil bergerak ke bawah. Vegetasi akan jarang sehingga akan sedikit akar tanaman yang menyentuh batuan lapuk dan akan sangat jarang bahan organik yang menyediakan nutrien. Kontras dengan yang tadi, daerah bottomland akan sangat tebal, namun drainasenya kurang baik dan soil akan jenuh air. Vegetasi pada bottomland akan membusuk secara tidak sempurna dan tebal, lapisan gelap gambut akan terbentuk.

      Topografi optimal untuk pembentukan soil adalah daerah datar atau sedikit miring. Drainase akan baik, erosi akan minimal, dan akan banyak vegetasi tumbuh.

   3. Organisme Hidup
      

      Fungsi utama organisme hidup adalah untuk menyediakan bahan organik bagi soil. Humus akan menyediakan nutrien dan membantu menahan air. Tumbuhan membusuk akan melepaskan asam organik yang meningkatkan pelapukan kimiawi. Hewan penggali seperti semut, cacing, dan tikus membawa partikel soil ke permukaan dan mencampur bahan organik dengan mineral.

      Lubang-lubang yang dibuat akan membantu sirkulasi air dan udara, meningkatkan pelapukan kimiawi dan mempercepat pembentukan soil. Mikroorganisme seperti bakteri, jamur, dan protozoa membantu proses pembusukan bahan organik menjadi humus. Beberapa bakteri menyediakan nitrogen yang dapat digunakan oleh tumbuhan. Akar tanaman akan membantu pelapukan mekanis pada batuan asal, juga menambah rongga pori.

   4. Iklim
      

   Iklim barangkali merupakan faktor terpenting yang menentukan ketebalan dan karakter soil. Material asal pada topografi yang sama dapat terbentuki menjadi soil yang berbeda jika iklimnya berbeda. Temperatur dan curah hujan menentukan pelapukan kimiawi atau mekaniskah yang paling dominan, dan akan berpengaruh kepada laju dan kedalaman pelapukan. Iklim juga menentukan jenis organisme yang dapat hidup di soil tersebut.

   Soil pada daerah dengan iklim bersuhu sedang dan lembab, seperti di Eropa dan Amerika timur, cenderung tebal dan tingkat pergerakan air ke bawahnya tinggi. Umumnya, soil pada daerah ini subur, mengandung oksida besi dan alumunium, horizon-horizonnya berkembang baik, dan ditandai oleh tingginya laju pencucian yang disebabkan oleh tingginya curah hujan dan kandungan asam organik yang dilepaskan oleh tumbuhan yang membusuk.

   Pada iklim kering, seperti di Amerika barat, soil cenderung tipis, miskin humus, dan ditandai oleh pergerakan air ke atas dari bawah permukaan. Pergerakan ke atas ini disebabkan oleh tingginya tingkat evaporasi dan aksi kapilaritas bawah permukaan. Seiring air menguap, garam terpresipitasi di soil tersebut. Contoh ekstrim penimbunan garam ini contohnya pada soil alkali gurun, dan dapat mengganggu pertumbuhan tumbuhan.

   Contoh lainnya adalah pada hutan hujan tropis. Daerah ini memiliki curah hujan sangat tinggi namun dengan temperature yang tinggi juga sehingga menimbulkan pembentukan soil berwarna merah yang tebal, disebut oxisol, atau laterit. Soil ini sangat tinggi tingkat pencuciannya dan umumnya tidak subur.

   1. Waktu
      

   Karakter soil berubah seiring berjalannya waktu. Soil yang masih muda masih mencerminkan struktur material asalnya. Soil yang sudah dewasa akan lebih tebal. Pada daerah volkanik aktif, rentang waktu antarerupsi dapat ditentukan dengan meneliti ketebalan soil yang terbentuk pada masing-masing eliran ekstrusif. Soil yang telah terkubur dalam-dalam oleh aliran lava, debu vulkanik, endapan glasial, atau sedimen lainnya disebut paleosol (paleo=kuno). Soil seperti ini dapat dilacak secara regional dan dapat mengandung fosil. Maka dari itu, soil ini sangat berguna untuk dating batuan dan sedimen, serta untuk menginterpretasi iklim dan topografi lampau.