Proses Terjadinya Speleothem

Speleothem , kata yang berasal dari Yunani yang berarti endapan gua. Kesepakatan dalam klasifikasi speleothem memiliki dua hirarki; form (bentuk) dan style (corak). Form adalah speleothem dengan bentuk dasar yang dapat membedakan berdasar pada perilaku pertumbuhan mineral atau mekanisme dasar deposisinya. Style adalah klasifikasi lanjutan dari form yang menjelaskan bentuk berbeda yang merupakan hasil dari perbedaan tingkat aliran, tingkat deposisi, dan faktor lainnya.

Daftar form speleothem menurut kesepakatan adalah (White, 1976):
Form dripstone dan flowstone

1. Stalactite
2. Stalagmite
3. Draperies
4. Flowstone sheet

Form Erratic

1. Shield
2. Helictites
3. Form Botryoidal
4. Anthodite
5. Moonmilk

Form sub-aqueous

1. Kolam rimstone
2. Concretion dari berbagai macam
3. Deposit kolam
4. Deretan kristal

Klasifikasi diatas dibatasi pada kelompok mineral tertentu, terutama karbonat.

Speleothem Dripstone dan Flowstone

Stalactite
Air muncul di atap gua menggantung sebentar sebelum jatuh ke lantai gua. Selama menggantung tersebut, CO2 menghilang ke atmosfir gua, larutannya menjadi sangat jenuh air, dan bahan mineralnya yang sangat sedikit jumlahnya akan tertinggal melingkar dengan ukuran sama dengan tetesannya. Lingkaran tersebut akan tumbuh ke bawah dengan diameter konstan dan materialnya bertambah terus sampai sebuah tube yang ramping terbentuk. Tube ini agak porous sehingga air dapat merembes melalui antar butirannya dan sepanjang retakan untuk mengendapkan material di bagian luar. Porositas ini disebabkan oleh karena bahan yang diendapkan tersebut menggantung dan terkena gaya gravitasi, sehingga antar butir tidak terikat dengan kuat.



Hasilnya dari mekanisme diatas adalah stalactite, yang memiliki lubang di dalamnya atau paling tidak meninggalkan bekas lubang di tengah kanalnya. Untuk stalactite yang lebih besar, tambahan bahan adalah datang dari tambahan air rembesan dari luar turun melalui luar, lebih banyak daripada dari tengah kanal. Saluran pada stalactite terkadang cukup besar untuk dimasuki butiran pasir atau material klasitik lainnya, dan dapat tergabung kedalam speleothem tersebut.

Banyaknya corak stalactite disebabkan oleh terhambatnya saluran, dan karena variasi panjang musim. Panjangnya stalactite tersebut tergantung kepada berat yang dapat didukung, dan stalactite rusak dan jatuh kebawah akibat bebannya sendiri adalah hal yang lumrah.

Stalagmite
Tetesan yang jatuh kebawah ke lantai gua terus mengendapkan material, dan membangun suatu gundukan yang disebut stalagmite. Kemudian dia tumbuh sebagai bentuk silinder yang semakin tinggi. Radius pertumbuhannya dibatasi oleh tingkat tetesan karena sangat menurunnya tingkat jenuh air atau penguapan sempurna lapisan tipis embun yang tersebar di sekitar titik jatuhnya. Diameter yang seragam menujukkan bahwa adanya kondisi yang konstan selama perode waktu yang panjang.

Proses pertumbuhan dripstone dapat di-angka-kan untuk menghasilkan hubungan matematis antara parameter ukuran dan bentuk serta karakter larutan. Analisis dari Curls (1973) terhadap straw stalactite, menunjukkan bahwa diameter straw berhubungan dengan gaya gravitasi terhadap butir tetesan dan tekanan bidang permukaan dari cairan dengan menggunakan bilangan Bund tanpa dimensi, dengan hubungan sbb:

B0=(r gd2)/s

Dimana B0 adalah bilangan Bond, r adalah densitas dari larutan, g adalah gaya gravitasi, d adalah diameter straw, dan s adalah tekanan bidang permukaan cairan. Dari percobaan ditentukan bahwa bilangan bond adalah sebesar 3.50 untuk straw dengan diameter minimum, yaitu diberikan untuk diamater straw lebih kecil daripada 5.1 mm.

Namun untuk stalagmite dengan bentuk yang kompleks, belum dilakukan penelitian.
Stalagmite memiliki struktur internal yang terdiri dari cuspate layer atau caps (balutan). Stalagmite berusaha mempertahankan keseragaman penampang melintang dapat dijelaskan dengan keseimbangan diameter, d, yang mengukur lebar ke samping dari larutan sebelum deposisi selesai.



Franke (1961, 1963, 1965) membuat penggunaan keseimbangan diameter untuk mengevaluasi tingkat pertumbuhan dan kondisi berikutnya dari penambahan larutan. Corak teras (petak) secara tidak langsung menyatakan variasi periode pada tingkat pertumbuhan, dan corak kerucut menunjukkan tingkat pertumbuhan yang rendah. Dari pertimbangan terhadap neraca massa tunggal, keseimbangan diamater adalah:

d=2(c0q/pZ)1/2

Dimana c0 adalah kalsit dalam larutan yang ada untuk deposisi (yaitu supersaturasi jika hanya degassing CO2 yang dipertimbangkan, atau total konsentrasi larutan jika cairan diasumsikan menguap untuk kekeringan stalagmite), q adalah tingkat aliran larutan, dan Z = d/Zdt adalah tingkat pertumbuhan vertikal stalagmite.

2 comments