Geokimia Organik3. Kondisi bagi Akumulasi Sedimen Kaya Bahan Organik - Faktor produksi primer - Preservasi dan Degradasi Bahan Organik - Lingkungan Pengendapan

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

1

Kondisi akumulasi sedimen kaya bahan organikKondisi umum yang disukai dalam pembentukan sedimen kaya bahan organik Jumlah bahan organik yang dibutuhkan sangat cukup : produser primer dominasi oleh tumbuhan tingkat tinggi di darat dan fitoplankton di lingkungan akuatik Kecepatan air pada lingkungan pengendapan serendah mungkin : untuk memunmgkinkan bahan organik mengendap dan bahan anorganik sesedikit mungkin terlarut Preservasi bahan organik harus lebih cepat menjadi sedimen daripada degradasi : terhindar dari detritivora dan dekomposerR. Y. Perry Burhan Geokimia Organik 04 2

1. Pengaruh faktor produksi primer

Sinar matahari sumber energi fotosintesis Ketersediaan air penting sebagai kontrol pembentukan produksi primer pada tumbuhan daratan Temperatur lingkungan temperatur ekstrim dingin / panas menggangggu pembentukan produksi primer Konsentrasi ion dalam air (derajat kegaraman) pada lingkungan sangat asin (high hypersalinity) jumlah dan keragaman fitoplanktn berkurang

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

3

Stratigrafi kolom airPada kedalaman air yang cukup : terjadi perbedaan densitas air karena perbedaan temperatur Celah antara dua lapisan air yang berbeda temperatur thermocline (yang memisahkan lapisan hangat dengan lapisan dingin)

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

4

Stratigrafi kolom air (2)

Di laut dalam : dapat terjadi permanent thermocline (pada kedalaman 100 m atau 300 m) Di atas lapisan thermocline untuk kawasan tertentu, temperatur naik sesuai dengan musim seasonal thermocline (pada kedalaman 50 100 m) Stratigrafi juga dapat terjadi : karena perbedaan salinity (keasinan) lapisan : halocline Akibat perbedaan temperatur dan salinity mempengaruhi densiti air karena adanya solid material yang tersuspensi antara thermocline dan halocline yang disebut pycnocline

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

5

Stratigrafi kolom air (3)

Di danau : dapat juga terjadi thermal stratifikasi, tetapi siklusnya lebih pendek (satu hari sampai beberapa minggu polymictic Dimictic : danau yang mempunyai stratifikasi stabil pada kedalaman > 40 m, di musim dingin tertutup salju Di danau : lapisan hangat di atas themocline yang beroksigen dan kecil densitasnya hypolimnion

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

6

Cahaya

Kuantitas dan kualitas cahaya : mempengaruhi fotosintetis dan produksi primer Ekosistem terrestrial : ditentukan oleh panjangnya siang hari dan sudut datangnya sinar matahari Eksosistem aquatik : tergantung kedalaman dan kejernihan air. Lapisan air yang cukup menerima cahaya photic zone (euphotic zone)

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

7

CahayaKedalaman photic zone (euphotic zone) tergantung pula pada bentuk dasar laut

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

8

Nutrisi

Kecepatan tumbuh dan reproduksi organisme tergantung pula pada berbagai nutrien mineral esensial Tiga golongan unsur (P, N dan Si) disebut sebagai biolimiting (unsur yang terbatas digunakan Pada sistem aquatik, stratifikasi kolom air, mempengaruhi ketersediaan nutrien Produksi primer di lautan bervariasi menurut garis lintang : - garis lintang rendah : permanent thermocline konstan - garis lintang menengah : seasonal thermocline meningkat pada musim semi dan menurun mulai musim gugur - dekat kutub : tidak ada permanent thermocline fotosintesis hanya berlangsung 5 6 bulan setiap tahunnyaR. Y. Perry Burhan Geokimia Organik 04 9

Variasi spasial produk primer marin Produksi primer dipengaruhi oleh ketersediaan nutrisi di setiap lokasi, di lautan nutrisi dapat muncul secara upwelling

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

10

Variasi populasi fitoplanktonPopulasi fitoplankton berbeda antara lingkungan air laut dan air tawar, karena variasi cahaya, sinar dan nutrisi : marin nanoplankton klas Haptophycae air tawar klas Chrysophycae dan Euglenophycae

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

11

2. Preservasi dan degradasi bahan organik

Jumlah bahan organik produksi primer yang memperkaya sedimen tergantung pada kedalaman air (keberadaan plankton, cahaya, nutrisi) Pengendapan bahan organik tergantung pada kecepatan pengendapan sedimen dan jumlah oksigen memungkinkan bakteri aerobik menguraikan produksi primer Dekomposisi bahan organik (mineralisasi) cepat pada kondisi oksik dan hanya dipengaruhi partikel sedimen Jumlah bahan organik dalam sedimen mempengaruhi kesetimbangan antara kecepatan konsumsi oksigen selama degradasi aerobik dengan kecepatan difusi oksigen ke dalam pori air sedimenterR. Y. Perry Burhan Geokimia Organik 04 12

Preservasi dan degradasi bahan organik (2)Dekomposisi anaerobik : oleh bakteri anerobik dengan menggunakan pengoksidasi anorganik {mangan(IV), nitrat, besi(III), sulfat dan bikarbonat}

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

13

Faktor yang mempengaruhi preservasi sedimenter bahan organikLingkungan penurunan oksigen sangat mempengaruhi preservasi bahan organik Anoxicity dan air bawah tanah degradasi bahan organik

Akumulasi sedimen kaya bahan organik relatif terhadap tingginya produksi primer dan rendahnya penurunan oksigen lingkungan

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

14

3. Lingkungan PengendapanLingkungan Lakustrin Sedimentasi danau (lakustrin) ditentukan oleh ukuran danau, kimiawi air, jumlah allochtonous yang dibawa sungai Pada danau terbuka : keseimbangan antara air masuk dan pengendapan dengan air keluar dan penguapan Allochtonous dibawa oleh aliran sungai, dan karakter sedimen adalah masukan bhan tumbuhan darat Danau tertutup : pengairan datang dari air hujan, danau cendrung lebih asin akumulasi sedimen datang dari bakteri

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

15

Rawa humus dan pembetukan batubara

Batubara adalah bahan karbon yang terbentuk oleh kompaksi tumbuhan yang terendapkan sebagai humus dalam rawa Variasi humus ditentukan oleh genera tumbuhan asalnya Akumulasi humus ditentukan oleh keseimbangan antara produksi bahan tumbuhan dengan kecepatan pembusukan bahan Ada juga humus terendapkan di paralik ( mis. pinggiran laut) dan rawa deltaik. Sedimen dapat autochthonous maupun allochthonous dari aliran sungai Ide lain pembentukan humus tua diambil dari kejadian rawa Okefenokee di Georgia selatan (danau primitif di Amerika Utara). Diperkirakan berasal dari rawa zaman Tersier. Sedimentasi hanya terjadi pada tempat yang dangkalR. Y. Perry Burhan Geokimia Organik 04 16

Lingkungan marin

Lingkungan samudera dikelompokkan atas kedalaman laut sebagai : - continental shelf 0 200 m - continental slope 200 4000 m - abyssal plain 4000 5000 m

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

17

Lingkungan marin (2)

Lingkungan samudera : - continental shelf ] - continental slope

continental margin : produktifitas tertinggi

Periode pembentukan sedimen utamanya berasal dari zaman Cambrian tengah, Ordovicianawal, Devonian, Jurasik awal dan Cretaceae akhir. Pengendapan sedimen kaya bahan organik shelf terus ke slope continental dan kembali ke atas akibat aliran, terdistribusi ke delta. Pada lingkungan laut tertutup, akumulasi lebih banyak mungkin terjadi, karena kesetimbangan negatif (air masuk menguap), misalnya di Laut Tengah dan Teluk Persia

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

18

Lingkungan marin (3) Kasus produksi dan pengendapan di laut hitam penghasil minyak bumi. Merupakan air laut anoksik terbesar

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

19

R. Y. Perry Burhan

Geokimia Organik 04

20