10.1 DANAU DAN LINGKUNGAN LAKUSTRIN

Danau didefinisikan sebagai suatu tubuh air yang berada di daratan meskipun, beberapa danau masa kini terkadang juga diistilahkan sebagai “lautan di tengah daratan” (inland seas). Perbedaan ini dianggap berguna untuk membedakan antara tubuh air yang dapat melakukan pertukaran air dengan lautan terbuka (e.g. lagun-13.3.2) dengan yang tidak dapat melakukan pertukaran, yakni yang betul-betul merupakan sebuah danau. Danau terbentuk pada suatu daerah yang memiliki depresi pada permukaan tanahnya dan umumnya dikelilingi oleh material sill, sehingga air yang terakumulasi akan tetap menggenangi zona depresi tersebut. Danau pada umumnya disuplai oleh satu atau lebih aliran sungai yang menyuplai air dan sedimen yang berasal dari daratan di sekitarnya. Air bawah tanah juga dapat menjadi salah satu sumber air bagi Danau. Jumlah sedimen yang terakumulasi di danau dianggap kecil bila dibandingkan dengan endapan yang terbentuk di lautan. Namun, dalam cakupan lokal endapan danau dianggap penting karena danau dapat membentuk endapan yang ketebalannya dapat mencapai ratusan meter, dan menutupi ratusan hingga ribuan kilometer persegi pada suatu wilayah. Danau pada umumnya membentuk endapan yang tersusun atas pasir dan lumpur, meskipun berbagai jenis sedimen lainnya juga dapat ditemukan dan terakumulasi di lingkungan lakustrin, seperti batugamping, material evaporit dan organik. Tumbuhan dan hewan yang hidup di lingkungan danau kemungkinan dapat terawetkan sebagai fosil dalam endapan lakustrin. Kumpulan dari material organik dapat membentuk lapisan batubara atau batuan sumber (source rocks) minyak dan gas. Ilmu yang mempelajari danau modern disebut sebagai limnologi.

10.1.1 Pembentukan danau

Depresi besar yang terbentuk pada permukaan daratan serta mampu menampung akumulasi air dan membentuk danau biasanya terbentuk dari hasil aktivitas tektonik yang menciptakan suatu cekungan sedimen.  Pembentukan dari berbagai jenis lingkungan pengendapan dijabarkan lebih lanjut pada bab 24. Proses pembentukan cekungan danau yang paling utama disebabkan oleh adanya ekstensi benua yang menciptakan rekahan. Pembentukan cekungan erat hubungannya dengan terjadinya deformasi strike-slip pada kerak benua dan intracontinental sag basins. Cekungan yang terbentuk akibat terjadinya rekahan dan sesar strike-slip umumnya dikelilingi oleh sesar-sesar, kondisi ini menyebabkan permukaan daratan mengalami penurunan relatif terhadap dataran di sekitarnya. Karakter aliran air di permukaan tanah akan selalu mengalir menuju tempat yang lebih rendah, sehingga pada kejadian ini air akan berkumpul dan mengisi daerah yang mengalami penurunan dan membentuk danau. Pergerakan sesar yang terus berlanjut salah satunya berdampak pada laju penurunan permukaan tanah. Hal ini menyebabkan danau yang terbentuk dapat memiliki kedalaman hingga ratusan meter, sehingga seiring berjalannya waktu akumulasi sedimen dalam danau dapat dapat mencapai ketebalan ratusan bahkan hingga ribuan meter. Suatu cekungan yang terbentuk akibat subsiden yang meliputi wilayah luas pada kerak benua (sag basins) akan cenderung membentuk tubuh danau yang luas dan dangkal: endapan lakustrin yang terbentuk pada cekungan ini umumnya memiliki lapisan yang relatif tipis, namun penyebarannya dapat melingkupi area yang sangat luas. Danau juga dapat terbentuk akibat sesar naik yang mengangkat sebagian permukaan tanah dan menciptakan bendungan yang memotong aliran sungai.

Suatu depresi pada permukaan daratan dapat juga terbentuk dari hasil proses erosi, namun agen erosi yang berperan bukan hanya air saja, hal ini dikarenakan aliran sungai akan selalu mengikuti alur menuruni perbukitan. Sebaliknya gletser dapat menggerus permukaan daratan lebih dalam dan membentuk lembah. Bagian atas tubuh gletser umumnya akan selalu bergerak ke bawah mengikuti kemiringan topografi. Kondisi ini menyebabkan bagian bawah gletser turut bergerak ke arah yang sama dan menciptakan lembah sepanjang jalur gerusannya. Ketika es mulai mencair bagian dasar lembah yang tergerus dalam akan menjadi area dimana danau terbentuk. Proses glasiasi juga dapat menciptakan danau, proses ini diawali dengan pembentukan bendungan alami yang berasal dari proses sedimentasi di dasar lembah yang membentuk endapan morena. Proses pengendapan morena dan berkumpulnya air yang terus berlangsung kemudian membentuk danau. Danau yang terbentuk pada daerah glasial cenderung memiliki ukuran yang kecil dan kemungkinan untuk mempertahankan endapan sedimen dalam jangka panjang cenderung lebih rendah, sebagaimana proses erosi pada daerah tersebut umumnya akan terus berlanjut dari waktu ke waktu (cf. lingkungan glasial benua: 7.4).

Bendungan alami juga dapat terbentuk melalui proses lain seperti melalui longsoran yang memblokir jalur sungai pada suatu lembah, dan sejumlah besar abu vulkanik atau lava yang dapat menciptakan suatu topografi pada permukaan tanah yang memungkinkan terbentuk danau. Aktivitas vulkanik juga dapat menciptakan danau berukuran luas yang terbentuk akibat longsoran kaldera. Atau melalui letusan eksplosif yang menghancurkan sejumlah besar tubuh gunung api, letusan ini kemudian menyisakan sebagian tubuhnya yang membentuk seperti cincin. Sisa gunungapi ini kemudian menjadi area terbentuknya danau kawah.

10.1.2 Hidrologi danau

Air yang menyuplai danau dapat berasal dari aliran sungai air tanah dan dari air hujan yang secara langsung jatuh ke atas permukaan danau. Jika tidak ada aliran air keluar dari danau, maka permukaan air danau akan bertambah seiring berjalannya waktu hingga mencapai titik meluapnya, yakni di atas material sill atau penghalang di sekitar cekungan danau (gambar 10.2 dan 10.2). Sebuah danau memiliki sistem hidrologi terbuka (hydrogeologically open) jika Danau tersebut digenangi air hingga pada titik meluapnya, dan ada keseimbangan antara air yang masuk ke dalam danau dan keluar dari danau. Pada kondisi ini tinggi permukaan air danau akan tetap. Aliran air sungai yang konstan mengisi danau menyebabkan air danau akan tetap dalam keadaan segar (konsentrasi garam terlarut rendah sehingga tingkat salinitas air juga akan rendah).

Gambar 10.1 Sistem hidrologi suatu danau. Atas: sistem hidrologi tertutup, tingkat permukaan air di bawah sill, tidak ada aliran masuk. Bawah: sistem hidrologi terbuka, tingkat permukaan air mencapai hingga di atas sill, aliran keluar danau melalui sungai-sungai

Permukaan danau akan mengalami penguapan air yang dilepaskan ke udara, proses ini akan menjadi sangat penting bila terjadi pada kondisi temperatur udara yang tinggi dan udara di sekitarnya cenderung kering. Jika laju penguapan melebihi atau menyeimbangi laju rata-rata suplai air menuju danau, dan tidak ada aliran keluar dari danau, maka danau tersebut akan dianggap memiliki sistem hidrologi tertutup (hydrologically closed). Danau dengan kondisi ini kadangkala disebut sebagai endorheic, danau jenis ini memiliki cekungan dengan sistem drainase internal.

Gambar 10.2 Sebuah danau yang sumber airnya berasal dari sungai. Aliran air keluar danau melalui sill menuju lautan di dekatnya

Ion-ion kimiawi yang berasal dari pelapukan batuan akan terbawa dalam bentuk larutan dalam aliran sungai dan bermuara ke danau. Jika suplai ion-ion yang terlarut rendah, maka evaporasi akan memberikan dampak kecil pada konsentrasi ion dalam air danau. Namun yang terjadi pada umumnya ion-ion terlarut akan terkonsentrasi akibat evaporasi, sehingga menyebabkan air danau menjadi asin. Dengan tingkat evaporasi yang cukup dan terkonsentrasi, maka mineral-mineral evaporit akan terbentuk melalui proses presipitasi. Pada kondisi tertentu bila suplai air ke danau rendah dan tingkat evaporasi tinggi akan menyebabkan danau menjadi benar-benar kering.

Jenis danau berdasarkan ilmu sedimentologi dapat dibagi tiga kelompok terlepas dari proses pembentukan atau sistem hidrologinya. Danau air tawar (freshwater lakes) dikelompokkan berdasarkan salinitas air yang rendah dan memiliki sistem hidrologi baik terbuka maupun tertutup. Suplai air yang masuk ke danau mengandung ion-ion terlarut yang rendah sehingga menyebabkan air danau tetap tawar.  Danau air asin (saline lakes) dicirikan dengan sistem hidrologi tertutup dan memiliki tubuh air yang tetap sepanjang tahun (perenial), dimana ion-ion yang terlarut terkonsentrasi akibat evaporasi.  Danau epimeral (Ephemeral lakes) biasanya terbentuk pada kondisi iklim kering. Danau jenis ini hanya muncul dalam waktu yang singkat selama beberapa bulan atau beberapa tahun setelah terjadi hujan badai dengan intensitas tinggi pada zona tangkapan air. Sebaliknya danau ini tidak akan terbentuk apabila tidak terjadi hujan berintensitas tinggi.

Bersambung DANAU AIR TAWAR