10.2 DANAU AIR TAWAR

Danau modern di masa kini didominasi oleh danau air tawar. Danau air tawar terbentuk mulai dari daerah ekuator hingga kutub (Bohacs et al. 2003), beberapa di antara danau air tawar menjadi salah satu danau dengan area terluas dan terdalam di dunia saat ini. Endapan lakustrin danau masa lampau yang berukuran relatif sama dengan danau masa kini dapat dikenali melalui data stratigrafinya, umumnya lapisan lakustrin yang berasal dari Zaman Devon hingga Neogen.

10.2.1 Hidrologi danau air tawar

Danau secara relatif merupakan suatu tubuh air yang statis, tidak terdapat gelombang yang dihasilkan oleh aktivitas pasang surut ataupun sirkulasi lautan (cf. lautan). Gelombang biasanya terbentuk ketika angin bertiup ke atas permukaan air. Namun, karena ukuran danau umumnya relatif terbatas menyebabkan jarak tempuh gelombang juga menjadi terbatas, sehingga tidak akan terbentuk ombak berukuran besar seperti yang dijumpai di samudera lepas. Arus yang dihasilkan oleh angin dapat mencapai kecepatan 30cm s^-1 (Talbot & Allen 1996), khususnya pada daerah bercelah/berlembah sempit, sehingga menyebabkan angin terkonsentrasi karena bentuk topografi tersebut. Namun, arus yang terbentuk karena angin di danau dianggap lemah untuk menggerakkan material apapun kecuali sedimen lanau dan pasir halus. Arus ini tidak akan mampu untuk mendistribusikan kembali sedimen-sedimen kasar. Arus dan juga gelombang kecil yang terbentuk di atas permukaan danau ini mempengaruhi bagian atas tubuh air secara keseluruhan. Efek osilasi atau guncangan air danau akan berkurang seiring dengan bertambahnya kedalaman. Dengan begitu, air danau pada kedalaman 10m hingga 20m tidak akan terpengaruhi oleh gelombang maupun aktivitas arus air apapun. Kondisi ini menyebabkan terbentuknya perlapisan dalam air danau (lake water stratification), yang teramati dari munculnya perbedaan temperatur, densitas dan unsur kimia antara tubuh air di bagian atas dan bagian bawah.

Permukaan danau yang disinari matahari menyebabkan temperatur air danau yang menjadi hangat. Suhu hangat ini dipertahankan oleh tubuh air dan digunakan untuk memperoleh kestabilan temperatur yang bervariasi secara bertahap sesuai dengan musim. Sirkulasi air yang terbatas menyebabkan tubuh air bagian bawah tetap konstan pada temperatur yang rendah. Pembagian jenis sifat air danau ini dikenal sebagai epilimnion, yakni tubuh air bagian atas yang bertemperatur hangat dan hypolimnion, yakni tubuh air bagian bawah yang bertemperatur dingin. Keduanya dibatasi oleh suatu zona dimana terjadi perubahan suhu yang disebut termoklin (gambar 10.3). Seperti yang diketahui densitas air murni memiliki suhu di atas 4^oC, densitas air akan berkurang seiring bertambahnya temperatur. Kondisi ini yang mendasari terjadinya perlapisan (stratification) pada tubuh air, yakni perbedaan densitas yang dipengaruhi oleh perbedaan temperatur. Oleh karena air hangat berdensits rendah berada di atas air dingin berdensitas tinggi, maka terjadi kestabilan dalam air danau (Talbot & Allen 1996).

Gambar 10.3 Perlapisan akibat temperatur (thermal stratification) pada danau air tawar menghasilkan secara umum dua jenis perlapisan, yakni lapisan atas (epilimnion) yang kaya oksigen dan lapisan bawah (hypolimnion) yang bertemperatur lebih dingin dan minim oksigen. Sedimentasi pada danau dikontrol oleh perlapisan akibat densitas air di bagian atas dan bawah termoklin

Gangguan pada permukaan danau akibat gelombang dan sirkulasi air pada zona epilimniom menyebakan zona ini menerima oksigen melalui kontak langsung dengan udara. Sedangkan setiap unsur oksigen pada zona hypolimnion dengan cepat diserap oleh aktivitas bakteri aerobik. Sirkulasi yang terbatas pada zona ini juga akan menyebabkan oksigen tidak bertambah kembali ke dalam lapisan ini sehingga menyebabkan kandungan oksigen terlarut menjadi sangat terbatas. Kondisi ini menciptakan lingkungan anaerobik (nihil oksigen) di dasar danau dan membawa dua konsekuensi penting. Pertama, setiap material organik yang jatuh melalui kolom air ke dasar danau tidak akan mengalami pembusukan akibat proses aerobik yang secara normal memicu dekomposisi jaringan tanaman dan hewan. Jika sejumlah besar material sisa tanaman terbawa ke danau, maka akan berpeluang terbentuknya lapisan batubara detrital (18.7.1). Sisa-sisa jaringan alga atau bakteri yang hidup di danau juga akan terakumulasi dan membentuk suatu lapisan kaya unsur organik. Pada proses selanjutnya akumulasi tersebut dapat membentuk batubara sapropelik atau batuan induk (source rock) minyak dan gas (18.7.3). Akibat kedua dari kondisi anaerobik di dasar danau adalah terciptanya suatu lingkungan yang tidak mendukung suatu organisme untuk hidup. Hampir tidak ada makhluk hidup yang dapat bertahan hidup di lantai atau permukaan sedimen dasar danau, sehubungan dengan kondisi anaerob yang terbentuk. Sehingga tidak akan dijumpai bioturbasi yang merusak lapisan sedimen asal.     

10.2.2 Deposit material klastik pada pinggiran danau

Pada saat sungai kaya material sedimen bermuara pada suatu danau, kecepatan air akan berkurang secara drastis dan membentuk delta yang tersusun atas material kasar pada mulut sungai tersebut. Bentuk dan proses yang berlangsung pada delta danau akan terlihat serupa dengan yang terjadi pada delta yang didominasi oleh sungai (river-dominated delta), dengan kehadiran gelombang  yang mengendapkan kembali (reworking) sedimen bila angin bertiup di sekitar danau. Karakter dari endapan delta secara umum dikontrol oleh sifat dari material sedimen yang terbawa sungai, dan biasanya akan tersusun mulai dari material sangat halus hingga kasar. Morfologi yang umumnya terbentuk di mulut sungai dalam kondisi ini adalah suatu delta yang membentuk kipas yang tersusun oleh gravel (gravelly fan-deltas, 12.4.2).

Jauh dari mulut sungai karakter dari endapan pesisir danau akan yang terbentuk bergantung dari kekuatan angin yang menciptakan gelombang dan arus pada cekungan danau. Jika angin yang bertiup lemah, sedimen pada pesisir danau akan cenderung tersusun atas material berukuran halus tapi solid/padat. Angin yang membentuk arus pada danau dapat mendistribusikan kembali endapan pasir di sekitar pesisir danau, dimana pasir tersebut mengalami reworking oleh gelombang air menjadi endapan pasir pantai. Batas fasies lakustrin ini memiliki kenampakan yang serupa dengan endapan pantai yang terbentuk di sepanjang garis batas laut lepas.

Ketika kemiringan lereng menuju danau dimana sungai bermuara cukup landai, maka pada tepian danau akan terbentuk suatu lingkungan dengan kondisi gabungan antara dataran basah sungai (wet alluvial plain) dan susunan deposit tepi danau pada umumnya. Batas lingkungan sekitar danau berupa daerah rawa terkadang diistilahkan sebagai lingkungan palustrin.  Tetumbuhan dan hewan-hewan biasanya dijumpai membentuk ekosistem dalam lingkungan berlahan basah yang dibentuk oleh endapan ini. Pada area ini juga endapan sedimen akan mengalami perubahan akibat proses tanah atau pedogenik, sehingga menjadi endapan dengan tekstur nodular yang terkadang memiliki unsur karbonatan.

Bersambung..