Andrias Wisiantoro untuk kemajuan bangsa
TUGAS
MATA KULIAH
FISIKA BUMI DAN ILMU FALAK
“PERGERAKAN TANAH”
Dosen
Pengampu :
Drs.
Abdul Basid,M.Si.
Disusun
Oleh:
Dafiqiy
Ya’lu Ulin Nuha
(07640020)
(07640020)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA
MALIK IBRAHIM
MALANG
2010
PERGERAKAN
TANAH
Karang
sepanjang Danau Michigan runtuh setelah badai topan dahsyat mengikis dasar
karang, jalan raya di pantai selatan San
Fransisco tertutup oleh luncuran lumpur, hujan lebat musim dingin telah diikuti
oleh aliran lumpur yang bergerak menuruni canyon ke Los Angeles Basin, dan
secara bertahap lembar dari lereng granit meluncur dari gunung ke jalan raya di
New Hampshire. Kejadian tersebut merupakan proses geologi paling spektakuler.
Geologi menggunakan istilah pergerakan tanah untuk proses dimana material
batuan atau sedimen bergerak menuruni lereng oleh gaya gravitasi.
Pergerakan
massa merupakan salah satu jenis atau yang lain dari pergerakan aktif pada
semua permukaan lingkungan dan pada beberapa bagian samudera. Mereka sangat
penting dalam pergerakan batuan dan regolith secara menurun dan dalam sistem
pengangkutan seperti karang pantai, aliran, dan gletser yang mana partikel
sedimennya dapat berpindah dalam jarak yang besar. Walaupun pada proses
pergerakan tanah batuan dan regolith bergerak, tetapi material bergerak hanya
pada jarak yang pendek. Material yang dibawa bukan merupakan partikel tunggal
seperti pada udara dan air tetapi sebagai massa partikel.
Pada
beberapa proses pergerakan tanah, material bergerak menurun pada bidang yang
miring dengan cepat dengan suara menderu yang berasal dari material batuan yang terlepas
dari lereng telah ditunjukkan dalam menit atau kurang oleh butir partikel yang
menuruni daratan pada dasar lereng. Tipe lain dari proses pergerakan tanah
adalah lebih lambat, dengan perubahan regolith ke dalam pembengkakan material
yang mengalir menurun seperti debris bulat pipih selama periode hari, minggu
atau bulan. Namun tipe lain dari pergerakan tanah adalah juga pelan yang
merupakan satu-satunya cara untuk menceritakan bahwa pergerakan yang menurun
adalah terjadi oleh/dengan tanpa keaslian corak vertikal seperti pohon,
kegunaan tiang, dan pagar.
Mengapa
material pada beberapa lereng bergerak menurun dengan cepat, sedangkan mereka
yang lain bergerak sangat pelan sehungga pergerakan itu dapat didokumentasikan
hanya di atas suatu periode waktu? Pertanyaan ini dapat didekati dengan
membandingkan faktor-faktor yang cenderung membentuk gerakan menurun, daya
dorong, yang bertindak melawan gerakan menurun yaitu resisting forces.
FAKTOR-FAKTOR
PERGERAKAN MASSA
Beberapa
faktor, terutama gaya berat adalah daya penggerak aktif. Sedangkan daya
penggerak pasif adalah dengan memperlemah material pada daya penggerak aktif
sehingga dapat bergerak menurun dengan mudah. Pada beberapa bentuk, faktor
seperti kandungan air bisa merupakan daya
penggerak dibawah satu kondisi dan suatu kekuatan yang berlawanan pada kondisi
yang berbeda. Kita akan memulai membahas gaya berat karena merupakan daya
penggerak utama pada semua pergerakan material.
1. Gaya Berat dan Efeknya dalam
Material pada Lereng
Batuan atau regolith
pada lereng (bidang miring) mempunyai energi potensial untuk bergerak secara
menurun. Energi potensial ini diperoleh dari gaya berat pada material. Tindakan
gaya berat dapat dilihat dengan mudah dengan mempertimbangkan kekuatan partikel
batuan tunggal pada kecenderungan kemiringan yang berbeda. Gaya berat G,
mengarah ke tengah bumi. Gaya gravitasi ini dapat dipertimbangkan sebagai dua
komponen, satu bertindak dengan arah pararel terhadap kemiringan Gt
dan satu tegak lurus terhadap kemiringan Gp. pada kemiringan Gp
lebih besar daripada Gt partikel tidak bergerak. Sebuah kemiringan
yang mempunyai potensi pergerakan massa di sebut kemiringan tidak stabil. Pada
banyak inklinasi yang lebih besar, Gt lebih besar dari Gp,
dan disana terdapat kecenderungan partikel untuk bergerak menurun. Kekuatan
gaya gesek diatas lereng dan lapisan pelindung menggerakkan partikel sampai
komponen gravitasi sepanjang lereng lebih besar dari pada gaya gesek lapisan
pelindung untuk bergerak menurun. Pergerakan yang nyata dari material lereng
adalah ditunjuk sebagai kerusakan lereng. Lereng yang lebih curam, mempunyai
kencenderungan lebih besar untuk partikel bergerak menurun. Seperti partikel
yang mulai bergerak menurun, energi potensial gravitasi diubah kedalam energi
kinetik.
2. Orientasi Penempatan
Batuan dan Sedimen
Orientasi dari penempatan
batuan dan regolith juga merupakan faktor yang penting dalam kestabilan bidang
miring atau lereng. Kita telah menyebut sebelumnya lereng yang lebih curam
cenderung tidak stabil. Sesungguhnya, lereng yang sangat curam dapat stabil
asalkan lapisan batuan dan sedimen harus menjauh dari lereng yang miring.
Lapisan batuan kearah lereng dapat menurunkan kestabilan kemiringan. Kadang-kadang
lapisan batuan menjauhi lereng yang
miring tetapi terjadi keretakan dalam batuan yang mengarah ke lembah pada
kemiringan yang membuat tidak stabil. Oleh karena itu, studi geologi secara
detail perlu dilakukan sebelum melakukan penggalian untuk membuat jalan raya,
rel kereta api, atau bangunan dalam rangka menetukan potensi kerusakan lereng.
Gambar
ketergantungan stabilitas lereng terhadap orientasi batuan dan regolith
3. Kandungan Air
Air sangat penting
dalam banyak pergerakan massa yang mempunyai peran sangat kompleks. Air dapat
secara langsung sebagai daya penggerak dengan meningkatkan beban sedimen dan
batuan, atau dapat sebagai penggerak pasif untuk mengurangi kekuatan batuan dan
sedimen dengan mengurangi friksi dan daya ikat antar partikel. Pada sisi lain,
jumlah air yang sedikit/kecil pada sedimen memungkinkan itu untuk melindungi
pergerakan material.
4. Proses Loading
Air bertindak sebagai
daya penggerak dengan meningkatkan beban kemiringan material. Material yang
stabil pada pasir kering yang mengarah pada lereng mempunyai sekitar 35 % dari
komposisi volume pori-pori kering. Pori-pori ini dapat diisi sepenuhnya dengan
air setelah perpanjangan periode hujan. Penambahan air yang mengisi pori-pori
dapat menaikkan berat sedimen dengan mantab dan hal itu juga menaikkan daya
penggerak sedimen untuk bergerak secara menurun. Pengisian pori-pori dan bukaan
yang lain pada batuan dan sedimen dengan air adalah salah satu pertimbangan
utama mengapa banyak pergerakan massa terjadi selama dan tidak lama setelah
curah hujan yang intens.
5. Pelemahan Kekuatan Batuan
Air yang membeku dalam
celah batuan dan pori-pori dapat mengendurkan material batuan dengan wedging beku, yang memisahkan
batuan dan memungkinkan berpindah secara menurun dengan mudah. Air yang
berputar melalui pori-pori atau batuan dapat memecahkan material, mengurangi
kohesi dan friksi dan memungkinkan butir itu bergerak dengan mudah.
6. Pengembangan Tanah Liat
Material tanah liat
tertentu disebut bentonite mempunyai
kemampuan untuk menyerap jumlah air yang besar. Bentonite terdiri dari butir
halus mineral tanah liat (terutama grup montmorillonite) dan dibentuk dengan
perubahan kimia dari batuan beku gunungapi seperti kaca.
Pegembangan tanah liat
dapat menggunakan tekanan pada material di atas jika mereka menyerap air pada
ruangan terkurung. Contohnya, di Austin Texas tanah liat bentonite dari Eagle
Ford Formation membengkak atau mengembang ketika basah, strukturnya pecah dan
terjadi perlemahan dasar. Selama periode
kering, lapisan bentonite mengering keluar dan berkontraksi. Hal ini membentuk
letusan vertikal yang besar pada permukaan yang mendasari penambahan masalah
lingkungan.
Jika bentonite dipenuhi
air pada lereng, potensi kerusakan lereng akan naik. Tanah liat yang dipenuhi
air pada lereng dapat mengurangi kekuatan dan subjek lebih mudah untuk
menggerakkan material. Dalam penambahannya mereka membentuk permukaan yang
dilumasi “slimy” yang mengurangi friksi, mempermudah gerakan menurun dari banyak lapisan batuan dan sedimen
diatasnya. Pengembangan tanah liat juga merupakan masalah lereng pada daerah
dingin. Sedimen kaya bentonite pada lereng di musim beku dan cair mulai mengalir ketika
permukaan sedimen mencair dan permukaan air menyerap sepanjang musim hangat.
7. Pencairan Tanah Liat
Beberapa tanah liat
dapat berubah dengan cepat dari padat ke cair di bawah kondisi tertentu. Tanah
liat yang dapat mencair dengan cepat disebut quickclay. Salah satu tipe quickclay telah dibentuk dari mineral
tanah liat yang berkumpul dengan air laut. Ion dalam pori-pori air laut
bergabung bersama dengan mineral tanah liat sebagai kumpulan membentuk struktur
“house-of-card”. Ketika semua tanah liat diarahkan pada erosi, mereka mengalir
dibawah permukaan melalui arus air tawar pada pori-pori mereka. Jika kemiringan
adalah subjek pada banyak getaran, struktur tanah liat akan runtuh dan tanah
liat berubah dengan cepat ke dalam fluida perekat, yang bergerak menurun.
Quickclay tipe ini merupakan masalah lingkungan yang serius di lembah Sungai
St. Lawrence.
8. Gaya Kohesi
Mungkin kita berfikir
bahwa air dalam pori-pori antara batuan dan partikel sedimen bertindak sebagai
pelumas yang memudahkan pergerakan massa. Sesungguhnya, asalkan pori-pori tidak diisi sepenuhnya, film air membuat partikel
menjadi kohesiv/terikat. Kohesi atau daya ikat adalah kemampuan untuk menarik
dan menjaga satu sama lain. Film tipis pada garis pori-pori air berkembang
menjadi tegangan permukaan. Tegangan permukaan adalah kekuatan yang bekerja
secara pararel pada permukaan air dan memakai permukaan air itu. Karena film
air juga menarik permukaan partikel, efek tegangan permukaan dipakai bersamaan
oleh partikel. Hal ini membuat partikel terikat sehingga mereka stabil bahkan
pada lereng yang curam. Tegangan permukaan memungkinkan untuk membuat kastil
dengan pasir basah di pantai.
Gambar
Tegangan Permukaan pada Film Tipis
9. Pengepakan Partikel
Susunan partikel pasir
kecil dalam sedimen disebut padatan. Terdapat
dua padatan yang keras. Padatan kubik adalah padatan paling kendur/longgar dan
mempunyai pori-pori yang besar. Padatan rhombohedral adalah padatan paling
rapat dan mempunyai jarak pori-pori paling sedikit/kecil. Material yang telah
jatuh atau berantakan mempunyai susunan seperti padatan kubik. Partikel sedimen
yang telah bergetar ke dalam tempat atau telah terkumpul oleh kekuatan gaya
pararel pada permukaan tempat berkumpulnya partikel sedimen, seperti air atau
aliran angin, mempunyai susunan seperti padatan rhombohedral.
Perubahan dari padatan
longgar ke padatan yang rapat menghasilkan kenaikan volume dan penurunan
permukaan. Partikel permukaan akan jatuh seperti mengasumsikan butir sebuah
padatan rapat. Permukaan sedimen padatan longgar di alam juga akan jatuh jika
sedimen diguncangkan oleh gerakan bawah tanah seperti aktivitas jalan raya,
aktivitas konstruksi atau gempa bumi.
10. Sudut Lereng
Suatu gundukan tanah
yang lebih tinggi dan baru dibentuk, tetapi sisinya mempunyai kemiringan dengan
sudut yang sama sebagai gundukan tanah yang asli. Sudut maksimum yang berisi
material dengan butir kecil memberikan ukuran yang stabil dikenal dengan Sudut Lereng. Sudut lereng ditentukan
oleh ukuran partikel, penyortiran, kebulatan, dan embun di dalam sedimen. Untuk
semua sedimen, sudut lereng adalah antara 25º dan 40º. Bagaimanapun, penyimpanan
lereng dengan sudut lebih besar dari 40º dapat terjadi pembesaran partikel yang
disimpan. Sedimen yang kurang baik mempunyai sudut besar karena partikel yang
lebih kecil cocok diantara yang lebih besar, yang mengizinkan semua partikel
untuk stabil pada sudut yang lebih besar. Secara parsial penyerapan sedimen
mempunyai sudut besar karena tekanan permukaan dari film air dalam pori-pori.
Kerusakan lereng dapat
terjadi ketika aktivitas konstruksi pada sudut kemiringan yang curam. Sebagai
contoh, jalan raya yang dibuat pada pasir lembab dapat berdiri pada sudut yang
tinggi. Bagaimanapun, jika terdapat periode kering yang panjang dan sedimen mengering,
lereng dapat rusak karena partikel sedimen kering mengasumsikan sebuah penurunan
dan sudut baru.
Gambar
Pemotongan oleh erosi sungai. (A) pemototongan bagian dasar lereng akan
meningkatnya sudut lereng. (B) menyebabkan kehilangan kestabilan lereng.
Penggalian untuk jalan dan bangunan di perbukitan adalah penyebab utama
kerusakan lereng (slope failure). Peningkatan lereng yang semakin terjal atau
pemotongan bagian sisinya akan meningkatkan tegasan pada batuan atau tanah
(soil) sehingga keseimbangan menjadi terganggu dan terjadilah longsor.
TIPE-TIPE
PERGERAKAN MASSA
Proses
mass wasting melibatkan faktor-faktor seperti tipe material, tipe pergerakan,
ada dan tidaknya air, dan kecepatan pergerakan, membuat klasifikasi pergerakan material
menjadi sangat komplek. Keseluruhan klasifikasi terbaik dari proses mass
wasting diberikan oleh sebuah artikel D.J. Varnes. Klasifikasi yang kita
gunakan telah disederhanakan oleh Vernes, walaupun itu di dasarkan pada kriteria
yang sama ( tipe material, karakteristik pergerakan, dan kecepatan gerakan).
Pergerakan material terjadi dengan variasi kecepatan yang berbeda. Beberapa
kejadian terjadi secara pelan-pelan tiap tahunnya sebelum pergerakan yang
nyata. Kejadian yang lain terjadi sangat cepat sebelum resiko bencana lapisan
tanah yang serius. Istilah yang akan kita gunakan untuk mendiskripsikan
kecepatan pergerakan material diberikan oleh tabel di bawah ini:
Mass
Wasting
|
Kecepatan
|
Sangat
pelan sekali
|
Zero
|
Sangat
pelan
|
0,06
m/tahun
|
Pelan
|
1,5
m/tahun
|
Sedang
|
1,5
m/bulan
|
Cepat
|
1,5
m/hari
|
Sangat
Cepat
|
0,3
m/menit
|
Sangat
Cepat sekali
|
3.0
m/detik
|
Ada
tiga tipe utama proses pergerakan tanah dapat dibedakan yang didasarkan pada
tipe pergerakan yang terlibat. Falls (jatuhan)
melibatkan sedimen dan batuan yang bergerak melalui udara dan menghimpunnya di
dasar kemiringan. Slides (luncuran)
adalah gerakan batuan atau sedimen sepanjang permukaan planar. Flows (aliran) adalah pergerakan
plastic atau semi cair dari batuan dan sedimen di dalam udara atau air. Bagian
lebih lanjut dari tiga tipe utama pergerakan tanah didasarkan pada tipe
material yang terlibat dan kecepatan pergerakan akan diilustrasikan oleh tabel
di bawah ini :
Tipe
Pergerakan Tanah
|
Karakter
gerakan
|
Subdivision
|
Kecepatan
dan tipe material
|
Jatuhan
|
Partikel
jatuh dan berkumpul di dasar
|
Rockfall
(gerakan jatuh bebas masa batuan)
|
Kecepatan
ekstrim
Berkembang
dalam batuan
|
Soilfall
|
Kecepatan
ekstrim
Berkembang
dalam sedimen
|
||
Longsoran
|
Material
batuan dan sedimen longsor menurun sepanjang permukaan planar.
|
Rockslide
(luncuran massa batuan)
|
Longsoran
sangat cepat dari massa batuan sepanjang permukaan datar.
|
Slump
(nendatan)
|
Longsoran
sangat lambat dari sedimen atau batuan sepanjang permukaan lengkung
|
||
Flows
|
Aliran
material dipindahkan seperti plastik atau cairan perekat
|
Creep
(rayapan)
|
Pergerakan
sangat sangat pelan dari regolith dan batuan
|
Solifluction
|
Pergerakan
sangat pelan dari penyerapan air regilith seperti aliran lobate.
|
||
Mudflow
(aliran lumpur)
|
Pergerakan
sangat pelan dari sedimen fine-grained dan batuan dengan lebih 30 % air.
|
||
Debris
Flow
|
Aliran
sangat cepat dari debris kasar ; umumnya dimulai seperti slump pada area
miring atau lereng.
|
||
Debris
Avalanche (aliran campuran massa tanah dan batuan)
|
Aliran
sangat sangat cepat; jatuhan dan longsoran batuan debris.
|
a. Jatuhan
Partikel batuan yang
jatuh, melalui udara atau dari badan karang disebut jatuhan. Fragmen batuan yang diperoleh dari dasar karang dengan
lereng yang sangat curam disebut talus.
Jatuhan batu bisa merupakan suatu sistem kering yang disebabkan oleh akar pohon
atau itu merupakan hasil dari mengendurnya partikel sehingga mereka jatuh dari
badan karang. Jatuhan batu merupakan proses yang sangat cepat sehingga dapat
menimbulkan bahaya geologi yang serius yang mempengaruhi struktur dasar batuan
karang dan jalan raya yang memotong.
Gambar Proses Jatuhan
b. Luncuran
Gerakan batuan dan sedimen
sepanjang permukaan planar disebut luncuran. Gerakan luncuran lebih lanjut dibedakan berdasarkan karakter
permukaan planar sepanjang kegagalan kemiringan yang terjadi.
·
Longsoran Batu
Gerakan menurun dari material
batuan sepanjang permukaan planar disebut longsoran
batu. Umumnya permukaan planar terdapat di sepanjang stratifikasi sedimen
batuan, tetapi longsoran batu sudah mengembang dalam lembaran pengelupasan
kulit batuan granit atau sepanjang retakan potongan yang berseberangan dengan
lapisan batuan. Banyak lokasi dimana seperti permukaan batuan planar yang
ditundukkan ke arah ruang terbuka (suatu jalan atau rel kereta api yang
memotong suatu lembah) yang mempunyai potensi pengembangan longsoran batu.
·
Slump (nendatan)
Kerusakan material sepanjang
permukaan lengkung disebut slump. Nendatan
yang paling umum adalah sedimen kompak seperti material tanah liat, tetapi itu
juga terjadi pada lapisan batuan. nendatan biasanya terjadi karena dasar lereng
telah dikikis dan pergerakan material di atasnya. Erosi ini mungkin dalam
kaitannya dengan aktivitas alam seperti erosi arus lereng yang bersebelahan
atau serangan ombak pada karang pantai. Nendatan juga dapat disebabkan oleh aktivitas manusia
seperti pemotongan lereng untuk memperluas perumahan atau arena parkir. Nendatan telah menjadi masalah yang serius di pantai
selatan California.
b. Flows (aliran)
Pergerakan massa dimana
massa mempunyai suatu material plastik atau semi cair yang mempunyai kesamaan
seperti cairan perekat disebut flows.
Dalam banyak bentuk, pergerakan massa dimulai sebagai jatuhan, luncuran, atau
kemerosotan yang diubah ke dalam aliran menurun yang lebih jauh. Flows memiliki
cakupan karakteristik yang luas, yaitu pergerakan massa yang paling kering dan
paling basah dan juga kecepatan paling lambat dan paling cepat. Kita akan
membahasnya dengan mempertimbangkan urutan kenaikan kecepatan pergerakan.
· Creep (rayapan)
Pergerakan menurun yang
sangat lambat dari regolith, tanah dan batuan di bawah pengarauh gaya berat
disebut rayapan. Sungguhpun rayapan
merupakan proses yang sangat lambat, hal itu menimbulkan efek jangka panjang
yang dapat dilihat dari permukaan yang menurun pada jarak pagar, monument,
tiang listrik, dan pohon.
Proses rayapan membantu
perluasan dan kontraksi tanah oleh pemanasan, pendinginan, dan pencairan, atau
pembasahan dan pengeringan. Sebagai contoh, siklus yang berulang dari
pendinginan dan pencairan dapat memindah partikel sacara menurun pada tipe
pergerakan yang disebut frost creep. Setiap
hari, air dari pencairan lahan yang membeku membentuk film tipis dibawah
partikel batuan. Film air tipis ini membeku pada malam hari, proses ini
mengembangkan dan mendorong partikel keluar dari kemiringan. Ketika es mencair di
kemudian hari, partikel mengatasi kemiringan dengan gaya gravitasi pararel.
Masing-masing siklus ini memindahkan partikel untuk menurun lebih jauh.
·
Solifluction
Gerakan menurun dari
regolith yang jenuh air disebut solifluction.
Solifluction dapat terjadi pada iklim manapun dimana regolith pada lereng
menjadi terjenuhi oleh air. Bagaimanapun, itu yang paling umum terjadi pada
iklim dingin yang membekukan bagian atas regolith dan cair pada waktu tertentu.
Banyaknya area dingin dibawah garis tanah yang
dibekukan disebut permafrost. Sepanjang
bagian yang lebih hangat tiap tahun, bagian paling atas dari permafrost mencair
dan melepaskan air beku di dalam sedimen. Massa lahan yang basah kemudian dapat
mengalir menurun di atas gemuruh permafrost. Solifluction menciptakan topografi
yang ditandai dengan membengkoknya aliran di permukaan.
Gambar
Proses Solifluction
·
Aliran Lumpur
Aliran yang terdapat air diatas 30
% dan terdiri dari material butiran halus dengan komposisi besar disebut aliran lumpur. Aliran lumpur pada
umumnya terdapat pada lereng area semiarid dimana jarang terjadi. Perkembangan
kota pada area yang margin seperti di gunung yang curam merupakan subjek yang
potensial untuk terjadi bencana serius seperti aliran lumpur. Problem ini
menjadi serius ketika hujan lebat diikuti periode kering atau kebakaran hutan
yang menghabiskan vegetasi di daerah yang miring.
·
Debris Flows
Pergerakan material dimana
bekas batuan dan regolith mengalir menurun dengan sangat cepat disebut debris flows. Banyak debris flows mulai
merosot atau meluncur, yang berubah ke dalam aliran menurun sebagai pemisahan material
dan campuran dengan udara dan air.
Gempa bumi Alaska pada
Maret 1964 menimbulkan aliran debris raksasa dari gunung Sherman Glacier.
Aliran debris mengalir 5 km dari sumber dan mengendap sebagai lapisan debris
dengan tebal 1,5 m dan disapu ke seberang gletser tanpa mengganggu salju baru
di permukaan gletser. Salju yang mencakup Sherman Glacier telah menunjukkan
bahwa hanya sedikit penyortiran dengan
jarak dan penurunan lereng yang dipindahkan dengan sedikit tingkat derajat. Hal
ini menimbulkan pertanyaan menarik : Bagaimana cara massa debris untuk tidak
disortir sejauh ini selama perjalanannya di atas lereng ? Itu dipercaya ada
sedikit aliran debris yang mampu berjalan pada jarak yang besar diatas lereng
yang curam.
·
Debris Avalanche (aliran campuran massa tanah dan batuan)
Istilah utama longsoran
digunakan untuk aliran yang sangat cepat, luncuran, dan proses jatuhan mass
wasting. Raungan menandakan terdapat kerusakan lereng diatas yang dapat diikuti
hanya sedikit detik atau menit dengan
longsoran material secara menurun dan menyebar ke seluruh area.
Pergerakan yang sangat
cepat dari regolith dan batuan ditunjuk sebagai debris avalanche. Banyak debris avalanche ditandai dengan
memperpanjang badan dari debris yang menurun.
PENGENDAPAN
SEDIMEN OLEH PERGERAKAN TANAH
Istilah
bersama untuk pengendapan sedimen oleh pergerakan tanah disebut colluviums. Jarak pengangkutan yang
pendek dari colluviums menghasilkan pembulatan minimal dari komposisi partikel
dan mineralogi yang sangat mirip dengan sumber material. Tebal dan alam yang merekat
dari semua proses pergerakan tanah menghasilkan sedikit penyortiran dari
partikel sedimen dan ketidakhadiran stratifikasi dalam banyak bentuk.
RINGKASAN
Pergerakan
material batuan dan tanah secara
menurun dipengaruhi oleh gravitasi. Pergerakan material umumnya terjadi dimana
lapisan batuan atau sedimen terletak pada area yang menurun. Kerusakan material
lereng terjadi ketika daya pendorong sepanjang lereng melebihi daya yang
berlawanan.
Air
memainkan peranan yang kompleks dalam pergerakan material, keduanya mendorong
dan melawan pergerakan material. Penambahan air pada material lereng menaikkan
berat mereka, menambah daya pendorong. Air juga menyebabkan penurunan kekuatan
batuan yang disebabkan oleh wedging beku, penyerapan pembengkakan tanah liat, penghancuran
semen batuan yang dapat larut seperti Kalsium Karbonat, dan pendorong kerusakan
quickclay. Bagaimanapun, penyerapan sedimen secara parsial melawan pergerakan
material karena efek daya ikat dari tekanan permukaan.
Tipe
paling terbuka atau longgar dari padatan sedimen adalah padatan kubik. Jika
sedimen dengan padatan kubik diperlakukan untuk bergetar, butiran mereka
disusun dalam rhobohedral yang lebih kasar. Perubahan padatan menemani
runtuhnya volume dari jarak pori-pori dan subsidence permukaan. Hal ini menciptakan masalah jika banyak
struktur telah terbangun pada permukaan. Sudut lereng menentukan sudut maksimum
pada partikel yang memberikan ukuran
lebih stabil. Sudut lereng menaikkan ukuran butir, kelokan, dan isi embun.
Sedimen lembab dapat mendukung lereng lebih curam dari pada sudut lereng
mereka. Ketika sedimen mengering maka lereng akan jatuh, membentuk lereng baru
yang semakin dekat dengan sudut lereng.
Ada
tipe yang luas dari pergerakan massa. Mereka dapat didefinisikan dalam tiga
kelompok utama: jatuhan, luncuran, dan aliran. Jatuhan batu (dan jatuhan tanah)
melibatkan jatuhan melalui udara dari partikel karang dan mereka berkumpul di
dasar lereng. Luncuran batu melibatkan pergerakan batu sepanjang permukaan
planar. Slumping adalah pergerakan batuan sepanjang lengkungan. Pergerakan
material yang mana material bergerak seperti yang manapun kering atau aliran
basah meliputi rayapan, solifluction, aliran lumpur, aliran debris, dan debris
avalanche. Rayapan merupakan proses yang sangat pelan oleh sejumlah besar
batuan dan tanah yang bergerak menurun. Solifluction adalah gerakan menurun
dari sedimen water-saturated. Aliran lumpur adalah aliran liquid yang
melibatkan bagian besar material. Aliran debris secara relative pergerakan
kering yang melibatkan partikel kasar. Debris avalanche adalah tipe paling
cepat dari pergerakan massa. Mereka melibatkan luncuran kompleks, tumbling, dan
aliran batuan debris.
Pergerakan
material menyajikan pergerakan melalui material menurun dalam sisitem
transportasi seperti sungai, gletser, dan arus pantai. Colluviums telah
berkumpul sebagai lebih dari pergerakan material yang cenderung kurang baik
dalam penyortiran, dengan tepi sudut, perkembangan yang lemah dari
stratifikasi, dan komposisi mineralogy yang sedikit berbeda dari sumber
material. Bencana alam dari banyak pergerakan material membuat penting dari
potensi masalah mass wasting untuk dievaluasi dalam detail yang utama dalam
mengembangkan suatu area.
Pergerakan
Tanah di Bulan dan Mars
Misi
orbital disekeliling bulan dan mars telah menunjukkan bahwa pergerakan tanah
tidak terbatas di Bumi. Missi Apollo lunar mendokumentasikan fakta bahwa dampak
meteor memicu longsoran batuan dan regolith pada lereng lunar. Cakupan proses
pergerakan tanah di bulan terbatas seperti aliran kering karena ketidakhadiran
air di sana. Dalam kontrasnya, permukaan Mars yang luas mempunyai cakupan yang
lebih kuat dari proses pergerakan tanah, banyak dari waktu kembali ke zaman
ketika permukaan Martian berisi lebih bebaskan air dari pada masa sekarang.
Kendaraan
luar angkasa Viking yang dikirim ke Mars memancarkan bukti fotografi yang
bersih dari nendatan di permukaan Martian. Jika nendatan di Bumi adalah pada
skala kurang dari satu kilometer, nendatan Martian adalah lebih besar dari
standar Bumi. Tanah longsor meninggalkan parutan dengan luas sekitar 25
kilometer dan dengan kedalaman 6 kilometer dan membentuk cekungan keatas
seperti nendatan di Bumi. Ada sedikit perbedaan 700 m antara permukaan Pleateu
dan parutan nendatan. Luncuran terdiri atas suatu jumble blok nendatan dekat
dengan kepala. Setiap blok nendatan menunjukkan perputaran mundur, seperti
nendatan di Bumi. Blok nendatan bergerak menurun ke dalam celemek aliran yang
meluas ke luar menyeberangi area dasar lereng. Sedikitnya ada dua episode
nendatan dan aliran yang didindikasikan oleh superposisi dari endapan aliran
selanjutnya.
Kecepatan
tanah longsor telah dihitung antara 27 dan 37 m/s (100 ke 140 kh/jam), yang
mana dalam cakupan kecepatan bencana besar tanah longsor di Bumi. Suatu jumlah
yang mungkin menyebabkan longsoran yang telah diusulkan termasuk “Mars-quakes”,
kesalahan, pengurangan friksi dan daya ikat oleh peleburan es dan perpindahan
dorongan oleh aliran lapisan yang lebih rendah.
Kerusakan
Dam Vaiont
Salah
satu bencana terbesar baru-baru ini
terjadi pada 1963 luncuran batu yang berhubungan dengan bangunan dam raksasa
menyeberangi Lembah Sungai Vaiont di selatan Italy. Kejadian ini pantas didiskusikan
secara mendetail karena hal itu menggambarkan banyak prinsip mass wasting yang
telah didiskusikan di atas. Hal itu menunjukkan urutan perkembangan dan mengenai
lapisan tanah dan aspek kemanusiaan dari sebuah pergerakan massa yang besar
dalam area yang didiami. Diskusi mereka diperoleh dari sebagian sintesis yang
terperinci dari Inggris dan laporan asing dari bencana ini yang diberikan oleh
Frank Fletcher (1970).
Sungai
Vaiont mengalir dasar yang dalam, lembah sungai es yang terkikis yang membuka
ke luar menuju ke barat dalam Piave River Valley yang berlawanan dengan kota
Longarone. Dinding lembah adalah di bawah garis rangkaian formasi batu gamping,
berkisar dari lapisan tebal sampai sangat tipis dan interbedded dengan shaly
batu gamping. Timbal balik dari lapisan batuan dan lembah adalah lereng ke arah pusat lembah. Sebuah
tanah longsor besar meninggalkan parutan besar di sisi utara Vaiont Valley yang
mengindikasikan bahwa pergerakan massa besar yang telah terjadi pada dinding
lembah di masa lalu.
Konstruksi
dimulai pada 1956 dengan ketinggian beton 261 m dengan bentuk bangunan dam
lengkung menyeberangi Vaiont River
Valley. Dam tersebut telah menciptakan danau besar dimana airnya akan digunakan
untuk pembangkit hydroelectric power. Pada musim panas tahun 1957, telah tercatat bahwa beton dituangkan ke
dalam pondasi dam yang menghilang dalam
batuan. Penyelidikan yang berhubungan dengan lapisan tanah dan geofisika
menghasilkan laporan yang berlawanan terhadap kestabilan lereng lembah, tetapi
pekerjaan dam tetap dilanjutkan. Instrumen telah menetapkan pengukuran dari banyak
pergerakan di dalam fondasi dam dan pada lereng lembah yang bersebelahan. Tahun
1959 dam sudah mendekati penyelesaian dan reservoir telah dizinkan untuk
mengisi beberapa langkah. Peningkatan tingkatan reservoir telah mempunyai efek
tak terduga dalam kestabilan lereng lembah yang bersebelahan.
Setelah
tingkatan reservoir meningkat 640 m pada Oktober 1960, perubahan besar
kestabilan lereng telah tercatat. Pada 4 November 1960 material batuan dan
tanah dengan volume kira-kira 700.000 m3 meluncur ke selatan lereng
ke dalam reservoir, membangkitkan gelombang 2 m yang menyapu permukaan danau. Pembelajaran
model rancang bangun dan meningkatkan percobaan dan penurunan tingkatan
reservoir bisa diisi dengan aman mendekati tingkatan yang direncanakan . Pengisian
reservoir yang dilanjutkan dari level 647 m pada Maret 1963 dan mencapai level
710 m pada September 1963. Pengukuran telah menunjukkan bahwa permukaan
regolith bergerak sekitar 3 sampai 6,5 m per hari, rata-rata kecepatan yang
wajar. Rayapan terjadi rata-rata akan naik 12 mm per hari pada 3 Oktober. Pada
7 Oktober retakan baru muncul di lereng selatan, dan jalan ditutup. Material
lereng juga menjadi jenuh air karena curah hujan untuk Agustus September yang
tadinya 3 kali lebih besar dari pada rekaman pada periode 2 bulan yang sama dalam 20 tahun terakhir.
Insinyur
sadar bahwa pergerakan material tidak bisa diacuhkan, tetapi mereka merasa
percaya diri bahwa material akan turun secara pelan pada potongan dan blok
karena perilaku normal tanah longsor di suatu daerah. Lagipula, model skala
eksperimen mengindikasikan bahwa tidak ada bahaya dari gelombang yang terbentuk
dengan memindahkan air oleh tanah longsor.
Sejumlah
efek alam dan tiruan dikombinasikan untuk menciptakan pergerakan massa dengan
proporsi yang sangat besar. Selama periode Pleistocene, gletser telah terkikis
membentuk lembah lebar bentuk U. Erosi sungai oleh Vaiont River pada periode postglacial telah terkikis membentuk
lembah curam bagian dalam. Material erosi membentuk lembah dengan memindahkan
secara lateral dari yang dipatahkan dan batuan lereng dengan susah payah di
dalam dinding lembah. Sejumlah besar air telah masuk ke retakan dan rongga di
alas batu gamping. Hal ini menaikkan berat batuan di lereng. Air dalam alas
batuan gamping yang liat sedang merendam material tanah liat dan mengurangi
daya ikat mereka. Level reservoir telah naik, ditambah sejumlah besar air yang
bertambah pada batuan dari curah hujan sedang menggunakan tekanan yang besar di
dalam pori-pori batuan. Hal ini menurunkan resistansi friksi dan membuat efek
batuan “buoyant, sedikit banyak seperti perahu.
Hal
itu harus jelas bagi otoritas bahwa pergerakan material pada lereng selatan akan
segera terjadi dan mengevakuasi penduduk
dari area yang terlingkupi. Evakuasi di tandai segera sebelum pukul 10.00 pada
9 Oktober 1963.
Pada
10.39 300 juta m3 dari
patahan dan air batu gamping terlepas dari lereng selatan. Material meluncur ke
bawah pada lereng cekung sepanjang genangan planar batu gamping liat seperti one
intack block. Material meluncur dalam reservoir, memindahkan 50 juta m3
air dan membentuk gelombang setinggi 200 m. Dusun kecil sepanjang danau telah
disapu bersih dengan sangat cepat. Dam yang dirancang dengan baik mengambil
kekuatan penuh dari gelombang tanpa kekurangan.
Gelombang yang mencapai di atas dam dan dicelupkan ke dalam sungai
jurang yang sempit di bawah. Suatu angin yang merusak telah menyapu lembah mendahului
banjir. Banjir air keluar dari jurang sempit di dalam suatu semburan yang luar
biasa, yang menyilang luas Piave River Valley dalam sedikit menit dan
menghancurkan secara total dari desa Longarone, dengan korban 1450 jiwa. Total
kematian di area yang terkena banjir air tetap menyebar ke seberang Piave
Valley dan luncuran menginduksi gelombang yang dihantamkan ke desa pada pantai
dari reservoir.
Longsoran
batu Dam Vaiont merupakan contoh yang sempurna dari masalah yang komplek yang
harus diperhitungkan dalam mendesain struktur besar. Hal itu menunjukkan bahwa
desain struktur yang sangat baik dapat tidak aman jika lokasinya berada di area
yang tidak stabil. Kerugian kehidupan dan property pada kejadian ini dapat
dicegah jika arti sejarah geologi masa lalu pada area tersebut dan potensi
perubahan akan dibawa seperti konstruksi yang telah direalisir dan dilaksanakan
lebih awal.
Kesimpulan deskripsi
Fletcher dari bencana Dam Vaiont menaruh peristiwa itu dalam perspektiv
manusia. Sepanjang sisi jalan yang baru seseorang kebetulan bertemu dinding
yang hancur. Semua yang tinggal di rumah seseorang, atau beberapa tanda
peringatan sederhana kepada korban, suatu salib kayu kasar di suatu padang
rumput atau di dalam cekungan batuan , seikat kecil bunga segar Alphin asli
atau kadang-kadang sekedar daftar pendek nama, sering dengan nama terakhir yang
sama pada suatu tanda peringatan. Di akhir barat lembah berdiri dam, yang
menenangkan banguan lengkung ganda terbesar di dunia, tetapi listrik tidak diproduksi
dan diekspor ke industri makmur Italia. Tiga juta meter kubik batuan dan tanah
mengisi reservoir dan 1899 orang tewas.
0 komentar:
Posting Komentar