Alluvial Fan

ALLUVIAL FAN

secara morfologis aluvial fan ini terbagi dalam tiga bagian: fan head yaitau fan apex (atau puncak dari fan yang mengarah ke feeder canyon) membentuk puncak kerucut dan tersusun dari material sedimen sangat kasar bersortasi buruk, mid fan (bagian proksimal berisi endapan matriks supported kaya lumpur bersortasi buruk), dan fan toe (bagian distal dari fan yang ketebalannya menipis dan kaya akan lumpur dan sedimen halus (pasir dan lanau). bentuk tubuh fan ini mengerucut di bagian apexnya dan melebar menyerupai ‘kipas’ di bagian distal (fan toe), sedangkan secara vetikal bagian sumbu pusatnya relatif menonjol (cembung ke atas secara vertikal), maka aliran sedimen akan turun ke sisi lereng (flank) dari fan kita akan memahami seiring diskusi berjalan lancar.. mudah2an :mrgreen: mekanisme transportasi dan sedimentasi di kipas lembah sebagaimana penjelasan kita sebelumnya pada sistem fluvial… kita sudah paham distingsi antara fluvial (channel generated) dan aluvial (outer channel).. kipas alluvial itu sendiri merupakan endapan yang dibawa oleh channel dari lereng yang curam kemudian channel ini bermuara ke daerah yang relatif lebih datar (kaki lereng yang memilki perubahan gradien kemiringan mendadak). karena alluvial itu pada diskusi kita identitkan dengan produk endapan fluvial (khususnya di luar channel) maka kipas alluvial atau kipas lembah juga sejatinya begitu.. kenapa endapannya bisa membentuk kipas? karena sudah tidak ada channel (utama) lagi yang meneruskan mengangkut discharge sedimen dalam wadah berbentuk channel karena channel ini cuma mengisi lembah pada daerah curam dan tiba tiba muaranya berupa daerah datar yang tidak memiliki saluran (dua dinding sungai yang membatasinya) maka daerah landai tidak punya kapasitas ‘menampung sedimen’ seperti itu (erosi pada lereng curam kan intens maka channel bisa lebih dalam) sama seperti endapan endapan khas muara sungai (contohnya delta) umumnya akan membentuk pola seperti kipas dimana bagian yang cembung (convex) kipas berarah ke arah distal, sementara pada bagian proksimal (ke arah lereng atau channel utama pembawa discharge sedimen) volume endapan tentu saja akan mengerucut mengecil mengikuti besar channel. maka endapan-endapan channel dibuku buku disebut sebagai aliran terkonfinasi (confined flow) dan bila keluar dari channel.. bahasa anak muda sekarang ‘meleber’ keluar (membentuk kipas atau delta ini) dikatan aliran tak terkonfinasi (unconfined channel).

ALLUVIAL FAN

lantas apa yang membedakan endapan ‘muara darat’ ini dengan endapan ‘muara sungai’ lainnya (delta)? pertama dia terbentuk di darat dan kekurangan air.. artinya, endapan ini merupakan muara sungai di darat dan berada di daerah kering(arid) atau juga meski ada ada air tapi sedikit sekali atau semi kering (semi arid). satu ciri khas yang umum dimiliki endapan ‘kipas lembah’ ini adalah sortasinya yang buruk, karena viskositas tinggi sebab kandungan air yang sedikit dan konsentrasi sedimen yang banyak (densitas tinggi) (kata Blair dalam Boggs 2006, konsentrasi sedimennya ~20% jika lebih dari itu dikatakan hyperconcentrated) maka tidak terjadi sortasi oleh bantuan fluida seperti pada lingkungan subaqueous (berair). mekanisme bedloadlah yang bekerja sementara suspended load (arus suspensi) tidak hadir disini. baiklah pak dhe.. mari berbicara mekanisme transport dan produk endapannya terlebih dahulu… kipas lembah (alluvial fan) ini dibagi dalam dua jenis berdasarkan mekanisme sistem transportasinya yang digambarkan oleh produk produk endapannya.. yang pertama kipas lembah yang didominasi oleh aliran debris (debris-flow-dominated fan) dan kipas lembah yang didominasi oleh aliran limpasan (sheetflood-dominated fan) bahkan Nichols (2009) menambahkan stream-flow dominated fan… bagaimana distingsi ketiganya.. mari kita diskusikan.. debris flow dominated fan kita sudah memahami bila mekanisme transport yang bekerja pada kipas lembah ini adalah sistem transport bedload (alirannya menempel pada dasar bed) tidak adanya turbulensi aliran disebabkan kandungan air yang sedikit maka aliran cenderung laminar, dan memiliki viskositas yang tinggi (konsentrasi sedimenya banyak), aliran debris ini terjadi ketika longsor pada lereng (non fluvial) atau ketika hujan besar yng membawa material sedimen di channel pada daerah kering yang kembali bergerak ke arah kaki lembah. mekanisme bedload ini berbeda dengan bedload yang terjadi pada lingkungan subaqueous fluvial (endapan lag). viskositas pada bedload di sistem kipas aluvial lebih viscous (lebih

ALLUVIAL FAN

kental) sedangkan di bedload fluvial tidak, hal ini dipengaruhi oleh dua hal.. kurangnya air dan tingginya kandungan mud (lumpur) pada bedload di kipas aluvial makanya dinamakan aliran debris (debris flow). jika konsentrasi mud (lumpur) sangat tinggi (artinya tidak ikut membawa material kasar di dalamnya) maka terkadang aliran ini dinamakan mudflow. aliran debris flow ini memiliki shear strength yang tinggi dan tentu saja perlu yield strength yang tinggi juga.. sekali hujan terjadi (tentus saja lereng yang cukup curam juga diperlukan) akan memicu yield strengthnya… pergerakan massa yang padat memicu tekanan internal (tekanan dispersive) di dalam tubuh aliran yang membuat aliran ini memilki gaya ‘dorong’ yang sangat kuat maka tak heran aliran debris ini mampu mengangkut boulder boulder yang besar, orang, pohon, mobil, motor, kulkas dan lain-lain ……. :mrgreen: maka tak heran jika sortasi aliran debris ini sangat buruk sekali. karena aliran ini umumnya tidak terkonfinasi (confined, atau dibatasi oleh channel) maka mekanisme alirannya digambarkan sama dengan mekanisme longsoran yang terjadi pada lereng. artinya longsoran dengan densitas sedimen tinggi, maka aliran ini memiliki dampak yang cukup berbahaya bagi daerah sekitar jika dipenuhi oleh pemukiman. meski tidak ada air, aliran ini tetap mampu bergerak karena pergerakan massa sedimen yang dikontrol oleh gradien lereng, material yang berukuran lebih besar (boulder) tentunya akan menyebabkan gaya inersi semakin besar (sulit bergerak) tapi pada kenyataannya malah mampu terangkut bersama aliran.. hal ini dikontrol oleh ‘tekanan dispersive’ (Dispersive pressure) yang terjadi dalam tubuh aliran. fenomena ini umum terjadi pada lingkungan kering seperti dune di gurun seperti diskusi kita sebelumnya. pasir yang bergerak bebas karena longsor (avalnche) di lereng dune memiliki tekanan dispersive yang mampu mengangkut butiran kasar ke atas permukaan karena bertumbukan satu sama lain dan butiran halus malah tertekan ke bawah karena memiliki massa dan diameter lebih kecil (atau berat jenisnya lebih kecil).. proses serupa kurang lebih juga terjadi pada aliran debris.. dimana tekanan ‘matrik’ lumpur akan berprilaku sebagai fluida dan menekan material kasar untuk bergerak mencari daerah yang lebih bebas ke permukaan. adalah Ralph Alger Bagnold (1896-1990) yang ‘membaca’ fenomena ini dan membuat persamaan teoritis mengenai mekanisme gaya yang bekerja pada kontak antar butiran sedimen yang bergerak dengan konsentrasi massa yang tinggi. beliau adalah seorang mantan

ALLUVIAL FAN

brigadir angkatan darat inggris… kecintaannya pada science membuat dia meninggalkan profesinya dan meneliti mekanisme transport pasir oleh angin (pada sistem eolian)… kira kira persamaannya seperti dibawah pak dhe..

dimana λ (kosentrasi linear dari material), dv/dy (perubahan velositas atau gradien velositas), Ɵ (angle of internal friction), dan D (diameter rata rata butiran). dan konstanta angka Bagnold. tentu saja persamaan ini akan berbeda bila menghitungnya di dalam channel. atau pada lereng yang mengarah ke channel. kita tidak akan berdiskusi mengendai mekanika dan kinematika dari aliran debris ini. mari kita fokus kepada produk endapan dan mekanisme sedimentasinya.

ALLUVIAL FAN

aliran debris dalam channel (confined debris flow)

aliran ini karena terjenuhkan oleh massa sedimen, maka persebarannya tidak jauh.. sebab seiring menurunnya gradien (karena yield strenghtnya berhubungan dengan kemiringan lereng dan adanya air yang mengurangi viskositas atau shear strength).. maka kekuatan aliran akan menurun seiring dengan menurunnya gradien lereng (tempat fan diendapkan).

mungkin aliran debris ini pada lingkungan selain ‘aluial fan’ digambarkan dengan longsoran (slope failure) yang menghasilkan endapan ‘scree cone’ di daerah kering (gambar diatas adalah endapan coluvial yaitu endapan hasil longsoran lereng yang jatuh ke channel (mungkin longsoran levee atau bed rock sekitar, jadi perlu dibedakan dari endapan aluvial yang sifatnya diproduksi langsung oleh aktivitas fluvial sedangkan coluvium adalah produk dari proses coluvial atau rombakan dari endapan aluvial or longsoran pada lereng di dinding channel fluvial) dan dia bukan aluvial fan!

pada bagian fan appex (arah proximal dekat dengan feeder canyon).. endapannya cenderung sangat kasar berisi boulder dan pasir kasar bersortasi buruk. pada bagian proksimal (mid

ALLUVIAL FAN

fan) juga sama, mungkin kita akan menjumpai pola sortasi mengkasar keatas, sedangkan pada bagian distal mungkin kita akan menjumpai tekstur yang ‘sedikit’ lebih halus… saat sedimen pertama kali keluar ‘membuncah’ dari fan apex (mulut feeder canyon) maka material halus akan terus bergerak simultan bersama material kasar. karena densitas yang begitu tinggi dari kandungan mudnya (yang dalam hal ini berprilaku sebagai fluida) maka butiran kasar tadi mungkin saja bisa terdorong ke depan melalui fenomena yang disebut Bagnold dengan stress in granular flow.. ketika aliran jadi ‘mandek’ karena daerahnya sudah datar dan tidak ada lagi shear strength yang bekerja maka butiran yang halus yang masih berada dipermukaan mungkin akan terdorong ke bawah (tersaring) karena masih ‘kental’… fenomena ini juga membentuk tekstur (strutktur) mengkasar keatas (coarsening upward) yang mekanismenya kita kenal sebagai kinetic sieving.

ilustrasi dari NIchols (2009) untuk event debris flow pada ‘debris flow-dominated fan’… perhatikan endapan yang berbayang.. tidak menyebar menutupi fan.. karena memang beginilah mekanisme aliran debris berviskositas tinggi.. ‘ruang geraknya’ kecil…

menurut Boggs, struktur internal bed yang hadir di sangat buruk dan hampir tidak ada (structureless) hal ini karena tidak adanya preservasi struktur internal saat pengendapan,

ALLUVIAL FAN

disebabkan pola dispersive pressure yang merusak strutkur internal ini dan tidak adanya kerja fluida yang memilah butiran dengan baik, padahal dengan kecepatan aliran seperti ini mungkin bisa menghasilkan struktur yang baik tapi sangat sulit karena ‘rusak lagi-rusak lagi’ karakter ini khas dimiliki oleh regime aliran atas (angka froude >1) atau aliran superkritis.. saat event aliran terjadi menurut Nichols (2009) bisa menghasilkan bed dengan ketebalan puluhan sentimeter sampai beberapa meter.. maka beberapa kali event mungkin bisa diamati membentuk struktur layering yang menggambarkan siklus perulangan pengendapan. hanya saja tetap sulit… tapi hal ini bisa dibedakan jika berasoisasi dengan proses (jenis aluvial fan) yang berbeda (endapan sheet flow dominated fan dan stream dominated fan).. maka menurut Nichols ciri endapan untuk debris flow dominated fan ini adalah: 

  

pola konglomerat (breksi) dengan tekstur matriks supported (komponen kasar tidak bersentuhan dipisahkan oleh endapan lumpur-pasir dan lempung halus-) sortasi buruk structureless (tidak punya struktur internal) tebalnya puluhan senti sampai beberapa meter..

aliran Debris ini tidak hanya terjadi pada sistem aluvial tapi produk dari erupsi vulkanik juga dapat menghasilkan sistem transport ini yang kita kenal sebagai lahar(aliran debris dari hasil erupsi vulkaik yang tercampur dengan air biasanya air hujan yang bercampur dengan lava dan abu vulkanik saat hujan terjadi bersamaan dengan erupsi) dan satu lagi terjadi pada lingkungan glasial namanya aduuuh… gua puter2 lidah setengah mencet gak bisa nyebutnya sob.. :mrgreen: ‘Jökulhlaup’ wkwkwkwkwk…. dia juga jenis aliran debris yang terjadi pada lingkungan glasial ketika es mencair… es yang mencair akan menyapu sedimen yang telah beku di dalamnya dan mengerosi bagian yang dilewatinya untuk mengalir dan mengangkut sedimen berkonsentrasi tinggi… biasanya berasosiasi dengan aktivitas vulkanik dan hidroteral yang bekerja di bawahnya… nama ini diadopsi dari bahasa Islandia yang memang fenomenanya sering terjadi di sana… (di islandia banyak gunung api sob doi itu negara kayak hawaii yang ‘idup’ diatas hot spot tapi pada setting kontinental… negaanya indah, pemandangannya indah… gadisnya cantik cantik pasti!! dan berhidung berbintik

ALLUVIAL FAN

merah…. mudah2an kapan2 kita bisa berkunjung kesana gak mesti jadi anggota De Pe Er dulu kan buat kunjungan studi banding ke luar negri?) :mrgreen: Sheetflood dominated fan berbeda dengan debris flow dominated fan, aliran sheet floow (limpasan) lebih ‘encer’ alias kaya sama fluida air… maka pada endapan sheet flood strutktur internal bed (cross bedding tabular (planar) maupun trough cross mungkin hadir terutama yang beregime aliran atas berbentuk antidune cross bedding).. pola sortasinya ‘sedikit’ lebih baik dibandingkan endapan debris. ketika hujan deras terjadi (rainstorm istilah bulenya) maka material sedimen pada lereng di feeder canyon tersapu oleh aliran air yang besar ini.. aliran ini diteruskan ke muara (yoi dong kemana lagi?).. maka endapan yang terbentuk akan lebih ‘cair’ daripada periode pengendapan di muara saat kering (aliran debris).. aliran ini akan ‘melebar’ membentuk fan juga dan mengendapakan sedimen bersortasi ‘lebih’ baik..

ilustrasi pergerakan endapan sheetflood aluvial fan.. perhatikan persebarannya yang mengisi hampir seluruh flank (sayap kipas)… endapan ini memiliki ‘jangkuan’ yang lebih luas dari endapan debris yang terbatas…

ALLUVIAL FAN

menurut Boggs layering bisa terjadi meskipun juga miskin strutkur internal (alirannya sangat cepat, endapannya lebih tipis (bed atau perlapisan yang dihasilkan dalam satu event pengendapan) karena viskositasnya rendah dan dia lebih cepat karena terjdai saat banjir (makanya disebut sheetflood ketimbang sheet ‘flow’).. layering ini berupa konglomerat kaya lumpur, struktur planar bedding, dan mungkin saja imbrikasi (kemelurusan butiran) bisa dijumpai dari susunan gravelnya yang bisa dipakai sebagai indikator arus purba.

produk endapan sheet flood (hampir mirip endapan fluviatil) diamna isinya berupa gravel, terdapat imbrikasi, namun terpilah lebih buruk…

karena endapan ini lebih encer dan menghasilkan layering yang tipis.. serta konsentrasi sedimen yang juga signifikan meski ‘encer’… sieve deposits (karena mekanisme kinetic sieving) juga bisa hadir disini… dan juga menjadi ciri khasnya yaitu pola sortasi mengkasar ke atas… umum hadir di endapan sheet flood.

ALLUVIAL FAN

sheet flood modern

jika lumpurnya sangat banyak.. maka pola sortasi buruk dan matrik supported seperti pada aliran debris bisa hadir, mekanisme pengendapan yang sangat cepat akan tejradi dicirkan oleh pola sortasi yang sangat buruk.. aliran dengan konstrasi kaya lumpur ini merupakan modifikasi dari sheet flood.. dikenal juga sebagai mudflow..

ALLUVIAL FAN

endapan mud flow showing lack of sortation and mud (matrix) supported features… jelek bener endapannya ya pak dhe… :)

secara tekstural endapan ini (sheet flood) berbeda dari sistem aliran debris, erosi mekanis dan jarak transport yang bisa saja cukup jauh (bisa mencapai ratusan meter bahkan beberapa kilometer) bisa memicu erosi mekanis yang intens.. maka tekstur klastika yang membundar (konglomerat) dengan pola matrik supported hadir mencirikan sistem aliran kipas lembah yang didominasi oleh sheetflood… di sistem aliran debris komponen gravelnya menyudut meski konglomerat juga bisa dijumpai.. di sheet flood banyak konglomeratnya.. betul betul mirip dengan sistem fluviatil..

ALLUVIAL FAN

ALLUVIAL FAN

pada aliran sheetflood ini klas kasar membundar baik meski terpilah buruk.. perlapisan perlapisan planar dan ‘tipis-tipis’ bisa hadir yang mencirikan karakteristik endapan ini berbeda dari endapan lainnnya… pola menipis keatas (thining upward) juga mencirikan pola pengendapan pada sistem ini..

Nichols (2009) menyimpulkan: 

pola bedingnya menunjukan pola couple (pasangan perlapisan tipis tipis) yang



tebalnya bisa beberapa sentimeter sampai belasan bahkan puluhan sentimeter. butiran penyusun perlapisan perlapisan tipis ini mulai dari gravel sampai pasir. strutkru internal bisa hadir terutama bedform antidune ciri regim aliran atas (seperti



pada endapan piroklastik surge).. tapi stratifikasi bisa trepreservasi dengan baik (layering layering couple tadi) tidak seperti endapan pada aliran debris.. pola menghalus keatas bisa terjadi pada



aliran sheetflood mencirikan arus suspended load (suspensi) juga bekerja disini.

Stream-flow-dominated alluvial fan ketika endapan aluvial fan ini telah cukup tebel… dan aliran dari feeder canyon terus terjadi.. karena daerah muara tempat fan berada ini sudah mengalami aggradasi (naik karena endapannya makin tebel) maka aliran bisa saja akan menggerus endapan yang ada.. membentuk sistem fluvial yang memotong tubuh fan ini…. sistem aliran ini sama dengan channel-channel aliran yang mengisi delta pada lingkungan subaqueous yaitu sistem distributary channel (anak sungainya menyebar secara radial mengikuti tubuh morfologi fan)

ALLUVIAL FAN

… channelnya bisa lurus, anastomosing, meander, atau braided.. tapi yang paling umum

berupa sistem braided… ilustrasi stream-dominated-alluvial fan…. incised channel terbentuk ketika aliran dari feeder canyon bersifat lebih erosif daripada deposisional… maka sistem distributary channel akan terbentuk… endapan-endapan fluial dan alluvial yang menjadi ciri khas bergantung jenis sungainya akan memiliki karakteristik tersendiri yang akan membawa endapan di permukaan fan..

endapan endapan khas fluvial seperti keberadaan bar-bar (braid bar untuk sungai braided) yang merupakan in-channel deposit (endapan dalam channel) akan berasosiasi dengan endapan kipas aluvial.. terutama endapan floodplainnya seperti levee, vertical accretion (aggradation) dan lumpur yang menjadi ciri khas lingkungan floodplain..

ALLUVIAL FAN

endapan levee?? (or bar??) mungkin endapan endapan struktur internal sepeti ini bisa hadir pada alluvial fan dengan sistem stream-dominated-alluvial fan… akan bersoiasi dengan endapan-endapa kipas lembah lainnya..

maka struktur-struktur bedform (ripple, fluvial dune dalam bentuk bar) dengan strutkru internalnya berupa perlapisan silang siur bisa hadir disini.. bagaimana ciri, bentuk, dan gambaran dari endapan fluvial ini?? well…. kita tidak akan mendiskusikannya pak dhe brader dan budhe sister… karena kita sudah berdiskusi mengenai hal ini sampe terkentut-kentut di postingan sebelumnya :mrgreen: barangkali gambaran suksesi vertikalnya untuk endapan stream-flow-dominated pada kipas aluvial ini ada dibawah ilustrasinya..

ALLUVIAL FAN

ALLUVIAL FAN

pola khas ala subaqueos di fluvial…. sortasi yang hadir membentuk pola menghalus ke atas (fining upward sequence)… :)

———————— barangkali itu aja ya pak dhe…. ups :shock: belum masih ada satu lagi… untuk sistem ini kita harus bahas tektoniknya…. kata mbah Sam boggs jr: alluvial fan biasanya mengisi tepi cekungan…. (karena tempatnya di terrestrial) yah.. tepi cekungan sedimentasi di daerah terrestrial barangkali pak dhe.. karena bila tidak ada terraing yang terangkat maka tidak ada suplay sedimen ke pedataran (plain) tempat fan terbentuk.. bertambahnya ketebalan formasi fan sangat erat kaitannya dengan mekanisme subsidence yang terjadi di fan… maka asosiasi struktur yang berkembang pada endapan ini umumnya berupa sesar normal..

kontrol strukur yang membentuk ruang (cekungan) sedimentasi.. untuk perkembangan kipas aluvial

ALLUVIAL FAN