Asal Usul Goa (1)

PengantarTulisan ini merupakan terjemahan bebas bab Speleogenesis Moore & Sullivan, 1978 ketika saya sedang menyusun penelitian untuk tugas kampus beberapa tahun silam. Berhubung agak panjang, saya membaginya dalam beberapa halaman. Jika ada ketidaksesuaian makna dikarenakan keterbatasan kemampuan penulis.

Gua pada batugamping seringkali lebih banyak daripada gua pada batuan lain. Gua gua pada gamping tersebut juga tak tertandingi dalam hal ukuran dan jarak penyebarannya di bawah tanah. Kadang dijumpai sebuah ruangan dalam batugamping yang berukuran lebih besar daripada ruangan yang pernah dibuat oleh manusia. Sebagai contoh, Gua Mammoth di Kentucky, bagian dari sistem Gua Flint (dikenal sebagai gua terpanjang) merupakan bagian dari rangkaian lorong yang telah disurvei dengan panjang total lebih dari 300 km. Gua Carlsbads di New Mexico memiliki chamber yang memiliki luas 38.000 meter persegi-setara dengan 14 kali luas lapangan sepakbola dan bagian dari lorongnya memiliki tinggi atap kurang lebih 75 meter dari lantai-setara dengan 1-1,5 kali tinggi air terjun Niagara.

Chamber merupakan sebuah ruangan yang memiliki volume lebih besar daripada rangkaian lorong yang lain. Dan banyak gua pada batugamping yang menarik dengan skala perbandingan yang lebih kecil. Namun demikian, contoh ini dapat memberi gambaran tentang kekuatan alam yang terjadi dibawah permukaan apabila kita mempunyai cukup waktu untuk melakukan penelusuran.

Ketika seorang insinyur membuka sebuah terowongan atau sebuah tambang, mereka bekerja dengan kecepatan yang mereka punya, ditengah berisiknya suara mesin bor dan suara ledakan detonator yang memekakkan telinga. Sebaliknya, kekuatan alam melubangi batugamping dengan perlahan dan dalam kesunyian tanpa bantuan alat apapun, kecuali dengan keasaman air dan alirannya yang perlahan. Namun begitu, alam bekerja dalam waktu yang lama, mencapai jutaan tahun. Hampir semua gua berumur jutaan tahun, dan tidak ada satupun insinyur yang bekerja selama itu. Lamanya waktu tersebut merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap formasi gua.

Batugamping dan marmer (bentuk ubahan dari batugamping yang mengalami pengkristalan kembali oleh tekanan dan temperatur yang tinggi), tersusun oleh mineral Kalsit (CaCo). Batugamping dan marmer yang menyusun gua terbentuk di dalam laut oleh binatang dan tumbuhan yang dapat meng-ekstrak kalsium karbonat dari air laut. Butiran-butiran berukuran pasir ini terdiri dari fragmen-fragmen organisme bercangkang, bersama dengan butiran yang berukuran lebih kecil produk dari mikroorganisme, kemudian mengalami pengompakan ( pembatuan/lithifikasi) dibawah tekanan menjadi batukarang yang keras. Akhirnya, tenaga tektonik mengangkat endapan dari dalam laut ke permukaan dan mengeksposenya di udara terbuka dan dihadapkan kepada kekuatan erosi air bawah permukaan.

Gua-gua telah terbentuk pada lapisan batugamping dengan perbedaan umur yang cukup jauh, para peneliti membutuhkan waktu yang lama untuk mencari hubungan umur formasi batugamping dengan batuan sedimen lain dengan melakukan studi fosil penyusun batuan tersebut. Sekarang bahkan dapat lebih mudah melakukan penentuan umur absolut dari beberapa batuan entah berumur beberapa ribu tahun maupun jutaan tahun. Kita menentukan umur fosil penyusun batuan-batuan dari kandungan awal unsur uranium yang terakumulasi pada batuan tersebut dan pelepasan radioaktif dari uranium tersebut. Kemudian kita membandingkan dengan batuan yang mengandung fosil yang sama, tetapi tidak mengandung bijih uranium., dan mengansumsikannya mempunyai umur yang sama. Dengan cara inilah kami mengetahui bahwa batugamping yang menyusun Gua Mammoth, sebagai contohnya, ± berusia 325 juta tahun, dan batugamping yang menyusun sistem perguaan Calrsbad ± berusia 250 juta tahun.

Namun usia gua, hampir-hampir tidak mempunyai hubungan usia dengan batuan yang melingkupinya. Hampir semua gua memiliki usia yang jauh lebih muda daripada batuan yang melingkupinya, kenyataannya hampir semua gua-gua terkenal di seluruh dunia berusia antara ratusan hingga beberapa juta tahun saja, tidak lebih dari 10 juta tahun.

Batugamping pada proses pembentukan gua sebenarnya tidak mudah larut oleh air. Buktinya, batugamping mengalami lebih sedikit pelarutan oleh air murni daripada kuarsa, mineral utama penyusun batupasir, dan lebih sedikit mengalami pelarutan di banding sebagian besar mineral penyusun beberapa batuan lain seperti granit dan basalt, yang tidak pernah ditemui menjadi komponen penyusun gua. Gua batugamping hanya akan terbentuk ketika larutan asam bereaksi dengan mineral kalsit, bahkan larutan asam lemah sekalipun, seperti yang terkandung dalam air tanah akan dapat membentuk gua jika memiliki waktu yang cukup. Kita akan dapat dengan mudah membuktikan reaksi larutan asam dengan mineral kalsit di laboratorium dengan memasukkan potongan kalsit dalam sekaleng larutan asam klorida, Potongan kalsit tersebut akan menari kesana kemari dan berbuih dan jika kadar asamnya lebih kuat maka potongan kalsit tersebut akan dapat lenyap.

Larutam asam yang bertanggungjawab dalam menentukan pembentukan gua-gua di alam adalah larutan asam karbonat ((HCO), yang terbentuk ketika karbon dioksida , produk dari pernapasan binatang-binatang dan pembusukan tanaman bereaksi dengan air. Asam karbonat merupakan asam lemah, meskipun dalam konsentrasi yang maksimum. Atmosfir hanya mengandung 0,03 persen karbon dioksida. Tetapi asam karbonat yang terbentuk dari karbon dioksida ini sangat cukup dalam proses pembentukan gua. Sebagian besar karbon dioksida yang bereaksi untuk pembentukan asam yang melarutkan batugamping sehingga membentuk gua berasal dari tanah, dimana pembusukan humus pada tanah merupakan produsen terbesar.

Karbon dioksida dan air bekerja bersama untuk merubah batugamping dalam hal ini berarti reaksi ganda. Karbondioksida dan air membentuk asam karbonat yang bereaksi dengan kalsit dan memecahnya menjadi ion-ion yang soluble. Satu meter kubik air yang terekspose pada udara yang mengandung 10 persen karbon dioksida, jika diamati sampai reaksinya berhenti, akan dapat melarutkan 250 gram mineral kalsit.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s