KITARAN SEDIMEN: CIRI, PERINGKAT DAN CONTOH - GEOGRAFI - 2026

The kitaran sedimen merujuk kepada set peringkat yang lulus unsur-unsur mineral tertentu di dalam bumi 's kerak. Fasa-fasa ini melibatkan urutan transformasi membentuk siri masa bulat yang diulang dalam jangka masa yang panjang.

Ini adalah kitaran biogeokimia di mana penyimpanan unsur berlaku terutamanya di kerak bumi. Antara unsur mineral yang tertakluk kepada kitaran enapan adalah sulfur, kalsium, kalium, fosforus dan logam berat.

Kitaran litologi. 1 = magma; 2 = penghabluran (penyejukan batu); 3 = batu igneus; 4 = hakisan; 5 = pemendapan; 6 = sedimen dan batuan enapan; 7 = tektonik dan metamorfisme; 8 = batu metamorf; 9 = pelakuran. Sumber: Woudloper / Woodwalker

Kitaran bermula dengan pendedahan batuan yang mengandungi unsur-unsur ini dari dalam kerak bumi ke atau dekat permukaannya. Batuan ini kemudiannya mengalami pelapukan dan mengalami proses hakisan kerana tindakan faktor atmosfera, hidrologi dan biologi.

Bahan yang terhakis diangkut oleh air, graviti atau angin ke pemendapan kemudian atau pemendapan bahan mineral pada substrat. Lapisan sedimen ini terkumpul selama berjuta-juta tahun dan menjalani proses pemadatan dan penyemenan.

Dengan cara ini, litifikasi sedimen berlaku, iaitu, transformasinya kembali menjadi batu padat pada kedalaman yang besar. Selain itu, dalam fasa perantaraan kitaran sedimen, fasa biologi juga terjadi yang terdiri dari pelarutan dan penyerapan oleh organisma hidup.

Bergantung pada mineral dan keadaannya, zat tersebut dapat diserap oleh tumbuhan, bakteria atau haiwan, melalui jaringan trofik. Kemudian mineral akan dikeluarkan atau dibebaskan oleh kematian organisma.

ciri

Kitaran sedimen merupakan salah satu daripada tiga jenis kitaran biogeokimia dan dicirikan kerana matriks penyimpanan utama adalah litosfera. Kitaran ini mempunyai disiplin pengajian mereka sendiri, yang disebut sedimentologi.

Kitaran masa

Kitaran sedimen dicirikan kerana masa yang diperlukan untuk menyelesaikan pelbagai peringkat sangat panjang, bahkan diukur dalam jutaan tahun. Ini kerana mineral ini tetap tertanam di dalam batu untuk jangka masa yang panjang pada kedalaman kerak bumi.

Tahap kitaran enapan

Penting untuk tidak melupakan bahawa itu bukan kitaran yang tahapnya mengikut urutan yang ketat. Beberapa fasa boleh ditukar atau disajikan berkali-kali sepanjang proses.

- Pameran

Batu-batu yang terbentuk pada kedalaman tertentu di kerak bumi mengalami proses diastrofik yang berbeza (patah tulang, lipatan dan ketinggian) yang akhirnya membawanya ke atau dekat permukaannya. Dengan cara ini, mereka terdedah kepada tindakan faktor persekitaran, sama ada edafik, atmosfera, hidrologi atau biologi.

Diastrofisme adalah hasil pergerakan perolakan mantel Bumi. Pergerakan ini juga menghasilkan fenomena gunung berapi yang memaparkan batu dengan cara yang lebih dramatik.

- Luluhawa

Setelah batu terdedah, ia mengalami pelapukan (penguraian batu menjadi serpihan yang lebih kecil) dengan atau tanpa perubahan komposisi kimia atau mineralogi. Cuaca adalah faktor utama dalam pembentukan tanah dan boleh menjadi fizikal, kimia, atau biologi.

Fizikal

Dalam kes ini, faktor yang menyebabkan batu pecah tidak mengubah komposisi kimianya, hanya pemboleh ubah fizikal seperti isipadu, ketumpatan dan ukuran. Ini disebabkan oleh agen fizikal yang berbeza seperti tekanan dan suhu. Dalam kes pertama, pelepasan tekanan dan latihannya adalah penyebab pecahnya batu.

Luluhawa. Sumber: Putera Roy, Taipei

Sebagai contoh, ketika batu muncul dari dalam kerak, mereka melepaskan tekanan, mengembang, dan retak. Sebahagiannya, garam yang terkumpul di celah-celah juga memberikan tekanan ketika mengkristal semula, memperdalam keretakan.

Di samping itu, variasi suhu harian atau musim menyebabkan kitaran pengembangan dan pengecutan yang akhirnya memecahkan batu.

Kimia

Ini mengubah komposisi kimia batu dalam proses perpecahan kerana agen kimia bertindak. Antara agen kimia yang terlibat ialah oksigen, wap air dan karbon dioksida.

Mereka menyebabkan pelbagai reaksi kimia yang mempengaruhi kohesi batu dan mengubahnya, termasuk pengoksidaan, penghidratan, karbonasi dan pelarutan.

Biologi

Ejen biologi bertindak dengan gabungan faktor fizikal dan kimia, termasuk tekanan, geseran dan lain-lain antara yang pertama. Sementara sebagai agen kimia adalah rembesan asid, alkali dan bahan lain.

Sebagai contoh, tanaman adalah agen luluhawa yang sangat berkesan, memecah batu dengan akarnya. Ini berkat tindakan fizikal pertumbuhan radikal dan rembesan yang dikeluarkannya.

- Hakisan

Hakisan bertindak secara langsung di atas batu dan juga pada hasil luluhawa, termasuk tanah yang terbentuk. Sebaliknya, ia melibatkan pengangkutan bahan yang terhakis, agen penghakis yang sama menjadi alat pengangkutan dan boleh menjadi angin dan air.

Hakisan. Sumber: Carl Wycoff

Hakisan graviti juga diperhatikan, apabila anjakan dan keausan bahan berlaku di lereng curam. Dalam proses pengikisan, bahan tersebut dipecah menjadi zarah-zarah mineral yang lebih kecil, rentan untuk mengangkut jarak jauh.

Angin

Tindakan angin yang menghakis dilakukan oleh seretan dan keausan, yang seterusnya memberikan zarah-zarah yang terpikat pada permukaan lain.

Air

Hakisan air bertindak baik oleh tindakan fizikal dari kesan air hujan atau arus permukaan, dan juga oleh tindakan kimia. Contoh ekstrim dari kesan hakisan pemendakan ialah hujan asid, terutama pada batuan berkapur.

- Pengangkutan

Zarah mineral diangkut oleh agen seperti air, angin atau graviti dalam jarak jauh. Penting untuk mengambil kira bahawa setiap alat pengangkutan mempunyai kapasiti beban yang ditentukan, dari segi ukuran dan kuantiti zarah.

Secara graviti, batuan yang besar, walaupun sedikit cuaca dapat bergerak, sementara angin membawa zarah yang sangat kecil. Di samping itu, persekitaran menentukan jarak, kerana graviti mengangkut batu besar pada jarak pendek, sementara angin menggerakkan zarah kecil pada jarak yang sangat besar.

Air, sebahagiannya, dapat mengangkut pelbagai ukuran zarah, termasuk batu besar. Ejen ini boleh membawa zarah jarak pendek atau sangat jauh, bergantung pada kadar aliran.

- Pemendapan dan pengumpulan

Ini terdiri dari pemendapan bahan yang diangkut, karena penurunan kecepatan alat transportasi dan gravitasi. Dalam pengertian ini, pemendapan fluvial, pasang surut atau seismik boleh berlaku.

Pemendapan. Sumber: Calogerogalati

Oleh kerana pelepasan Bumi terdiri daripada kecerunan yang bergerak dari ketinggian maksimum ke dasar laut, di sinilah berlaku pemendapan terbesar. Seiring berjalannya waktu, lapisan endapan membentuk satu di atas yang lain.

- Pelarutan, penyerapan dan pelepasan biologi

Setelah pelapukan bahan berbatu telah berlaku, pembubaran mineral yang dilepaskan dan penyerapannya oleh makhluk hidup dapat dilaksanakan. Penyerapan ini dapat dilakukan oleh tumbuhan, bakteria atau secara langsung oleh haiwan.

Tumbuhan dimakan oleh herbivora dan ini oleh karnivora, dan semuanya oleh pengurai, mineral menjadi sebahagian daripada rangkaian trofik. Begitu juga, terdapat bakteria dan kulat yang secara langsung menyerap mineral dan juga haiwan, seperti macaw yang memakan tanah liat.

- Pengkelasan

Kitaran ini diselesaikan dengan fasa litifikasi, iaitu dengan pembentukan batuan baru. Ini berlaku apabila mineral menetap membentuk lapisan berturut-turut yang terkumpul memberikan tekanan yang sangat besar.

Lapisan yang lebih dalam di kerak dipadatkan dan disemen membentuk batu pepejal dan lapisan ini sekali lagi akan mengalami proses diastrofik.

Pemadatan

Hasil tekanan yang diberikan oleh lapisan sedimen yang menumpuk pada fasa pemendapan berturut-turut, lapisan bawah dipadatkan. Ini menunjukkan bahawa liang atau ruang yang ada di antara zarah sedimen berkurang atau hilang.

Simen

Proses ini terdiri daripada simpanan zat simen antara zarah. Bahan-bahan ini, seperti kalsit, oksida, silika dan lain-lain, mengkristal dan menyemenkan bahan tersebut menjadi batu pepejal.

Contoh kitaran enapan

- Kitaran sulfur sedimen

Sulfur adalah komponen penting dari asid amino tertentu seperti sistin dan metionin, serta vitamin seperti tiamin dan biotin. Kitaran enapannya merangkumi fasa gas.

Mineral ini memasuki kitaran kerana luluhawa batu (batu tulis dan batuan sedimen lain), penguraian bahan organik, aktiviti gunung berapi dan sumbangan industri. Juga perlombongan, pengekstrakan minyak dan pembakaran bahan bakar fosil adalah sumber sulfur dalam kitaran.

Bentuk sulfur dalam kes ini adalah sulfat (SO4) dan hidrogen sulfida (H2S); sulfat berada di dalam tanah dan dilarutkan di dalam air. Sulfat diserap dan diasimilasi oleh tumbuhan melalui akarnya dan masuk ke rangkaian trofik.

Apabila organisma mati, bakteria, kulat dan pengurai lain bertindak, melepaskan sulfur dalam bentuk gas hidrogen sulfida yang masuk ke atmosfera. Hidrogen sulfida cepat dioksidakan dengan mencampurkan dengan oksigen, membentuk sulfat yang mendapan ke tanah.

Bakteria belerang

Bakteria anaerobik bertindak dalam enapcemar rawa dan penguraian bahan organik secara amnya. Proses ini SO4 menghasilkan H2S gas yang dilepaskan ke atmosfera.

Hujan asid

Ia terbentuk kerana prekursor seperti H2S, dipancarkan ke atmosfera oleh industri, bakteria sulfur dan letusan gunung berapi. Prekursor ini bertindak balas dengan wap air dan membentuk SO4 yang kemudian mendakan.

- Kitaran kalsium sedimen

Kalsium terdapat di batuan sedimen yang terbentuk di dasar laut dan dasar tasik berkat sumbangan organisma yang disediakan dengan cangkang berkapur. Begitu juga, terdapat kalsium terionisasi bebas di dalam air, seperti di lautan pada kedalaman lebih dari 4.500 m di mana kalsium karbonat dilarutkan.

Batu-batu kaya kalsium seperti batu kapur, dolomit dan fluorit antara lain, diluluhawa dan melepaskan kalsium. Air hujan melarutkan CO2 atmosfera, menghasilkan asid karbonik yang memudahkan pembubaran batu kapur, melepaskan HCO 3– dan Ca 2+.

Kalsium dalam bentuk kimia ini dibawa oleh air hujan ke sungai, tasik, dan lautan. Ini adalah kation paling banyak di dalam tanah dari mana tumbuhan menyerapnya sementara haiwan mengambilnya dari tumbuh-tumbuhan atau larut langsung di dalam air.

Kalsium adalah bahagian penting dari cengkerang, exoskeleton, tulang dan gigi, jadi apabila mati, ia disatukan kembali ke persekitaran. Bagi lautan dan tasik, ia mendapan di dasar dan proses litifikasi membentuk batuan berkapur baru.

- Kitaran kalium sedimen

Kalium adalah elemen mendasar dalam metabolisme sel, kerana memainkan peranan penting dalam pengaturan osmotik dan fotosintesis. Kalium adalah sebahagian daripada mineral di dalam tanah dan batu karang, menjadi tanah liat yang kaya dengan mineral ini.

Proses luluhawa melepaskan ion kalium larut dalam air yang dapat diserap oleh akar tanaman. Manusia juga menambahkan kalium ke dalam tanah sebagai sebahagian daripada amalan pembajaan tanaman.

Melalui sayur-sayuran, kalium diedarkan dalam rangkaian trofik, dan kemudian dengan tindakan pengurai ia kembali ke tanah.

- Kitaran fosfor sedimen

Rizab fosforus utama adalah di endapan laut, tanah, batuan fosfat, dan guano (kotoran burung laut). Kitaran sedimennya dimulakan dengan batuan fosfat yang, apabila cuaca dan terhakis, melepaskan fosfat.

Begitu juga, manusia memasukkan sejumlah fosfor ke dalam tanah dengan menggunakan baja atau baja. Sebatian fosforus dibawa bersama dengan sisa sedimen oleh hujan ke arah arus air dan dari sana ke laut.

Sebatian ini sebahagiannya mendapan dan bahagian lain dimasukkan ke dalam jaring makanan laut. Salah satu putaran kitaran berlaku apabila fosfor yang larut dalam air laut dimakan oleh fitoplankton, yang pada gilirannya oleh ikan.

Ikan itu kemudian dimakan oleh burung laut, yang najisnya mengandung sejumlah besar fosfor (guano). Guano digunakan oleh manusia sebagai baja organik untuk menyediakan fosfor kepada tanaman.

Fosfor yang kekal dalam sedimen laut mengalami proses litifikasi, membentuk batuan fosfat baru.

- Kitaran sedimen logam berat

Logam berat termasuk beberapa yang melakukan fungsi penting untuk kehidupan, seperti besi, dan lain-lain yang boleh menjadi toksik, seperti merkuri. Di antara logam berat terdapat lebih daripada 50 unsur seperti arsenik, molibdenum, nikel, zink, tembaga dan kromium.

Sebilangan, seperti besi, banyak, tetapi kebanyakan unsur ini terdapat dalam jumlah yang agak kecil. Sebaliknya, dalam fasa biologi kitaran sedimen mereka dapat terkumpul dalam tisu hidup (bioakumulasi).

Dalam kes ini, kerana tidak mudah dilupuskan, pengumpulannya meningkat di sepanjang rantai makanan sehingga menyebabkan masalah kesihatan yang serius.

Sumber

Logam berat berasal dari sumber semula jadi, kerana luluhawa batu dan hakisan tanah. Terdapat juga sumbangan antropik penting melalui pelepasan industri, pembakaran bahan bakar fosil dan sisa elektronik.

Kitaran enapan am

Secara umum, logam berat mengikuti kitaran sedimen yang bermula dari sumber utamanya, iaitu litosfer, dan mereka melalui atmosfera, hidrosfera dan biosfer. Proses luluhawa melepaskan logam berat ke tanah dan dari situ ia dapat mencemarkan air atau menyerang atmosfera melalui debu yang ditiup angin.

Aktiviti gunung berapi juga menyumbang kepada pelepasan logam berat ke atmosfera dan hujan membawanya dari udara ke tanah dan dari ini ke badan air. Sumber pertengahan membentuk gelung dalam kitaran kerana aktiviti manusia yang disebutkan di atas dan kemasukan logam berat ke dalam jaring makanan.

Rujukan

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Ensiklopedia ekologi dan pengurusan persekitaran.
2. Christopher R. dan Fielding, CR (1993). Tinjauan penyelidikan terkini dalam sedimentologi fluvial. Geologi Sedimen.
3. Margalef, R. (1974). Ekologi. Edisi Omega.
4. Márquez, A., García, O., Senior, W., Martínez, G., González, A. dan Fermín. I. (2012). Logam berat di sedimen permukaan Sungai Orinoco, Venezuela. Buletin Institut Oseanografi Venezuela.
5. Miller, G. dan TYLER, JR (1992). Ekologi dan Alam Sekitar. Grupo Editorial Iberoamérica SA de CV
6. Rovira-Sanroque, JV (2016). Pencemaran oleh logam berat di sedimen Sungai Jarama dan bioassimilasinya oleh Tubificids (Annelida: Oligochaeta, Tubificidae). Tesis Kedoktoran. Fakulti Sains Biologi, Universiti Complutense Madrid.
7. Odum, EP dan Warrett, GW (2006). Asas ekologi. Edisi kelima. Thomson.