Morfologi Karst Makro

Penelusuran Gua di Kawasan Karst Gunungsewu

Bentangalam makro adalah yang dapat diamati dari peta topografi atau foto udara. Bentuk-bentuk topografi karst makro antara lain:

1. Doline

Doline berasal dari bahasa Slavia doline yang berarti lembah. Istilah ini pertama kali digunakan sebagai istilah dalam geomorfologi oleh geolog Austria. Untuk menghindari kerancuan dengan dolinea = lembah, literatur karst Slovenia pada beberapa dekade telah menggunakan istilah doline yang dalam bahasa aslinya vrtaca.

Doline merupakan cekungan tertutup berbentuk bulat atau lonjong degan ukuran beberapa meter hingga lebih kurang satu kilometer (Ford dan Williams, 1992), sehingga Sweeting (1972) mengkategorikan doline dalam bentangalam karst berskala sedang. Doline di literatur-literatur karst sering disebut dengan berbagai istilah, seperti sinkhole, sink, swallow holes, cenote, dan blue hole. Kemiringan lereng miring hingga vertikal dengan kedalaman beberapa meter hingga ratusan meter.

Doline merupakan bentangalam yang paling banyak dijumpai di kawasan karst. Bahkan di daerah beriklim sedang, karstifikasi selalu diawali dengan terbentuknya doline tunggal akibat dari proses pelarutan yang terkonsentrasi. Tempat konsentrasi pelarutan merupakan tempat konsentrasi kekar, tempat konsentrasi mineral yang paling mudah larut, perpotongan kekar, dan bidang perlapisan batuan miring. Doline–doline tungal akan berkembang lebih luas dan akhirnya dapat saling menyatu. Secara singkat dapat dikatakan bahwa karstifikasi (khususnya di daerah iklim sedang)   merupakan proses pembentukan doline dan gua-gua bawah tanah, sedangkan bukit-bukit karst merupakan bentukan sisa residual dari perkembangan doline.

Bentuk Doline

Bentuk doline sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. Bentuk doline di daerah iklim sedang cenderung lebih teratur dengan bentuk membulat hingga lonjong. Di daerah iklim tropis, bentuk doline tidak sesempurna doline di daerah iklim sedang, dalam hal ini doline di daerah iklim tropis mempunyai bentuk yang tidak teratur. Salah satu bentuk planar doline yang banyak ditenukan di daerah tropis adalah adalah bentuk seperti bintang.

Bentuk doline di daerah tropis yang menyerupai bintang disebut secara khusus dengan cockpit. Istilah ini pertama digunakan untuk menyebut karst di Jamaika (Sweeting, 1972; White 1988). Cockpit berasal dari kata cock yang berarti ayam jantan dan pit yang berarti lubang, dengan kata lain di Jamaika cockpit merupakan lubang tempat menyabung ayam. Karena karst memiliki cekungan-cekungan seperti cockpit, maka karst di Jamaika disebut dengan cockpit land.

Batas luar doline di daerah iklim sedang tergambar pada peta kontur berupa garis kontur tertutup, sedangkan batas luar doline di daerah tropis berupa batas topografi (topographic divide) (Gambar 1.1.).

Gambar 1.1. Perbedaan doline pada daerah iklim sedang dengan daerah tropis (Williams, 1969)

Secara planar doline dapat bebentuk bulat lonjong atau memanjang. Doline–doline memanjang terbentuk apabila perkembangan doline dikontrol oleh keberadaan kelurusan baik oleh sesar maupun kekar. Haryono (2000) menemukan bahwa doline memanjang lebih banyak ditemukan di kawasan karst Gunungsewu daripada bentuk doline yang yang membulat. Banyaknya doline memanjang di Karst Gunungsewu disebabkan oleh lereng regional yang miring ke arah selatan, keberadaan kekar dan sesar yang intensif, dan pengaruh dari proses fluvial. Kenamapakan doline memanjang dan cockpit di Karst Gunungsewu ditunjukkan pada Gambar 1.2.

Gambar 1.2. Kenampakan cockpit dan doline memanjang di Karst Gunungsewu

Doline, oleh Cvijic (1893) dikelompokkan menjadi tiga katergori yaitu doline mangkok, doline corong, dan doline sumur (Gambar 1.3.)

1. Doline berbentuk mangkuk, bila cekungan itu berdiameter 10 kali ukuran kedalamannya, derajat kemiringannya antara 10o-20o, bentuk dasar rata tertutup tanah dan sering becek.

3. Doline berbentuk corong dengan diameter 2 kali – 3 kali kedalamannya, dinding dari batuan atau tanah dengan kemiringan 30o-40o, bentuk dasarnya sempit.

3. Doline berbentuk sumur dengan perbandingan diameter lebih kecil daripada ukuran kedalamannya, dinding terbuat dari batuan, terjal sekali bahkan tegak lurus bersatu dengan dasarnya.

Gambar 1.3. Bentuk-bentuk doline, A) doline mangkok, B). doline corong, dan C) doline Sumuran

Berdasarkan bentuknya, doline juga dapat dibedakan menjadi doline simetri dan doline asimetri. Doline simetri berbentuk bulat atu elip dengan kemiringan lereng ke segala arah yang hampir sama, sedangkan doline asimetri merupakan doline yang sisi satu dan lainnya mempunyai kemiringan lereng berbeda. Doline tidak simetri terbentuk karena perkembangan doline terkontrol oleh aliran permukaan dan struktur (Bogli, 1980) atau karena lereng (Williams, 1985). Doline asimetri pertama terbentuk apabila doline terbentuk karena aliran permukaan yang masuk ke ponor, sisi dimana aliran permukaan masuk akan membentuk lereng yang lebih landai karena pelarutan yang lebih intensif, sedangkan sisi lainnya akan mempunyai lereng yang lebih terjal. Doline asimetri struktural terbentuk pada batuan karbonat yang miring, dalam hal ini lereng doline yang searah dengan dip batuan akan membentuk kemiringan yang lebih landai, sedankan lereng yang berlawanan dengan dip batuan membentuk kemiringan yang lebih terjal (Gambar 1.9.)

Gambar 1.4. Kenampakan lateral dan vertikal  (A) doline simetri, (B) doline asimetri yang terkontrol oleh aliran permukan, dan (C) doline asimetri yang terkontrol oleh perlapisan batuan (Bogli, 1980)

Doline asimetri ke tiga terbentuk di daerah yang miring, dalam hal ini lereng lebih landai terbentuk di bagian atas dari lereng sedangkan lereng doline lebih terjal terbentuk bagian bawah lereng (Gambar 1.5.). Doline tipe ini dapat ditemukan di karst Gunungsewu (Ahmad, 1990) di lereng antara plato selatan dengan cekungan Wonosari dan di lereng-lereng teras marin. Doline asimetri ini dikenali dari bukit-bukit karst yang terbentuk.

Gambar 1.5. Doline asimetri yang berkembang di daerah yang miring (Williams, 1985).

Genesa Doline

Bogli (1980) lebih lanjut berdasarkan cara pembentukannya (genetik) mengklasifikasikan doline menjadi doline pelarutan, doline aluvial, doline amblesan, dan dolin runtuhan (Gambar 1.6.).

Solution doline terbentuk karena pelarutan yang terkonsentrasi akibat dari keberadaan kekar, pelebaran pori-pori batuan, atau perbedaan mineralogi batuan karbonat. Doline pelarutan terbentuk hampir disebagian besar awal proses karstifikasi.

Alluvial stream-sink dolines pada dasarnya merupakan doline pelarutan, namun dalam kasus ini batugamping tertutup oleh endapan aluvial. Cekungan tertutup yang terbentuk di endapan aluvial disebabkan oleh terbawanya endapan aluvium yang berada di atas rekahan hasil pelarutan ke sistem drainase bawah tanah. Infiltrasi melalui endapan aluvium membawa material halus ke sistem kekar di bawahnya yang berhubungan dengan gua-gua dalam tanah, sehingga endapan di atasnya menjadi cekung.

Subsidence doline terjadi apabila lapisan batugamping ambles secara perlahan-lahan karena di bawah lapisan batugamping terdapat rongga. Doline tipe ini dicirikan oleh terdapatnya rombakan batugamping dengan sortasi jelek di dasar doline dan lereng yang miring hingga terjal.

Collapse doline terbentuk apabila gua atau saluran dekat permukaan runtuh seketika karena tidak mampu menahan atapnya. Doline tipe ini dicirikan oleh lereng curam hingga vertikal. Tiga mekanisme yang membentuk doline runtuhan adalah a) pelarutan di atas gua, b) pelarutan atap gua dari bawah, dan c) penurunan muka airtanah di atap gua (Gambar 1.7.).

Gambar 1.6. Genesa pembentukan Doline : (a) doline runtuhan, (b) doline pelarutan, (c) doline amblasan, (d) doline runtuhan batuan penutup, (e) doline aluvial (Jennings (1985) pada Michael A.Dinsmore, 1999)

Gambar 1.7. Mekanisme terbentuknya doline runtuhan (Ford dan Williams, 1992)

Uvala

Doline majemuk (compound doline) di literatur karst sering disebut dengan uvala. Uvala merupakan gabungan dari doline–doline yang terbentuk di karst pada stadium perkembangan karst agak lanjut. Menurut Sweeting ukuran uvala berkisar antara 500-1000 meter dengan kedalaman 100-200 meter dengan ukuran tidak teratur. Uvala juga dapat perkembang dari lembah permukaan. Uvala tipe ini merupakan perkembangan akhir dari lembah permukaan yang terdegradasi (Gambar 1.8.) (Haryono, dkk).

Gambar 1.8 Perkembangan uvala dari doline dan lembah kering (White, 1988)

Gambar 1.9. Perbandingan ukuran doline, uvala, dan cockpit (White, 1988).

Cvijic (1901) mendeskripsikan istilah ini untuk cekungan dan dasar yang luas dan tidak rata. H. Lemann (1970) mengartikan untuk lembah yang memanjang, kadang-kadang berkelok-kelok dan biasanya dasarnya menyerupai cawan di daerah karst. Tidak disebutkan dasarnya rata menyerupai indikasi doline yang letaknya berdekatan. IUS (International Union of Speleology, Fink, 1973) menganut pendapat H. Lehmann tetapi dengan dasar yang tidak rata.

Polje

Menurut Frans Von Steinberg (1961), polje (Gambar 1.10.) merupakan depresi di daerah karst yang luas arealnya, sedangkan Fink (1983) dari IUS, mengemukakan bahwa polje adalah depresi ekstensi di daerah tertutup di semua sisi, sebagian besar terdiri dari lantai yang datar, dengan batasan yang terjal di beberapa bagian dan dengan sudut yang nyata antara dasar. Polje memiliki drainase bawah tanah dan dapat kering sepanjang tahun serta dialiri pada saat-saat tertentu dan bahkan tergenang. Biasanya luasnya beberapa kilometer, berkelok-kelok dan dasarnya tertutup deposit alluvium atau residu pelapukan (terrarossa, gravel dan lainnya), lantai polje biasanya impermeabel.

Gambar 1.10. Kenampakan Bentukan Polje (ulrichstill, 2007)

Ford dan Williams (1992) selanjutnya menyederhanakan klasifikasi polje menjadi tiga kelompok, yaitu border polje, structural polje, dan baselevel polje (Gambar 1.11.)

Polje perbatasan terbentuk apabila sistem hidrologi didominasi oleh masukan air alogenik (dari luar sistem karst). Polje tipe ini berkembang apabila muka airtanah di batuan non karst terhampar hingga batuan karbonat.

Polje struktural terbentuk karena dikontrol struktur, biasanya berasosiasi dengan graben dan atau sesar miring dengan batuan impermeabel di dalamnya.

Polje baselevel terbentuk apabila regional muka airtanah memotong permukaan tanah. Polje tipe ini pada umumnya terbentuk di bagian bawah (outflow) dari kawasan karst.

Polje baselevel, jika ditinjau dari perkembangan karst, terbentuk pada tahap akhir perkembangan karst. Pada tahap ini korosi secara vertikal telah mencapai muka airtanah, sehingga korosi lebih dominan ke arah lateral. Korosi lateral menyebabkan bukit-bukit karst terdegradasi yang pada akhirnya rata dengan muka airtanah membentuk dataran yang luas. Karena airtanah sangat dangkal, fluktuasinya pada musim penghujan polje sering tergenang. Pada musim kemarau muka airtanah kurang dari satu meter. Kondisi air yang melimpah inilah yang menyebabkan polje merupakan daerah yang paling subur di daerah karst. Polje di Karst Maros dan Gunungsewu digunakan untuk persawahan. Di Karst Dinarik, polje merupakan pusat-pusat permukiman.

Gambar 1.11. Tipe-tipe poje (Ford dan Williams, 1989)

Polje struktural dapat dijumpai di sekitar Ponjong, Gunung Kidul, DIY (gambar 1.17.). Polje di Ponjong merupakan polje yang dibatasi tebing terjal hanya di salah satu sisinya akibat dari sesar.  Karakteristik hidrologi didominasi olen keluarnya mataair-matair karst. Kedalaman airtanah kurang dari satu meter. Pemunculan mataair menjadikan air permukaan di Polje Ponjong melimpah dan oleh penduduk setempat digunakan untuk air irigasi. Dengan demikian penggunaan lahan dominan di Poje Ponjong berupa sawah irigasi.

Gambar 1.12. Citra satelit yang menunjukkan Polje Ponjong, Kabupaten Gunungkidul. Rona kehitaman merupakan persawahan.

Polje base level dijumpai di Karst Maros, yaitu diperbatasan antara Daimanggala dan Bonto-bonto di bagian timur karst maros dengan lebar 1 dan 2,5 km. Dasar polje berupa endapan aluvium dari material vulkanik yang terbawa oleh sungai alogenik. Sungai-sungai alogenik ini selanjutnya masuk ke bawah permukaan menjadi sungai-sungai bawah tanah.

Bentukan Sisa Pelarutan

Sisa pelarutan adalah morfologi yang terbentuk karena pelarutan dan erosi sudah berjalan sangat lanjut sehingga meninggalkan sisa erosi yang khas pada daerah karst. Macam-macam morfologi sisa antara lain:

1. Kerucut karst, adalah bukit karst yang berbentuk kerucut, berlereng terjal dan dikelilingi oleh depresi yang biasa disebut sebagai bintang. Kerucut kars sering disebut sebagai kegelkars (bahasa jerman). Pada kenyataannya kerucut kars sering kali lebiih mirip setengah bola dibandingkan dengan bentuk kerucut. Depresi tertutup yang mengelilingi bukit sisa biasanya terbentuk bintang dan tidak teratur sering disebut sebagai cockpits dan terbentuk oleh proses pelarutan sepanjang zona kekar atau patahan.

2. Menara karst, adalah bukit sisa pelarutan dan erosi yang berbentuk menara dengan lereng yang terjal tegak atau menggantung, terpisah satu dengan yang lainnya dan dikelilingi dataran aluvial. Menurut Jenning (1971) dan Ritter (1978) berpendapat menara kars dan kerucut kars dibedakan dalam hal keterjalan lereng dan adanya rawa atau dataran alluvial yang mengelilinginya. Menara karst disebut juga dengan pepino hill atau haystack atau turmkarst.

3. Mogote, adalah bukit terjal yang merupakan sisa pelarutan dan erosi, umumnya dikelilingi oleh dataran alluvial yang hampir rata. Bentuknya kadang-kadang tidak simetri antara sisi yang mengarah ke arah datangnya angin dengan sisi sebaliknya. Mogote dan menara karst dibedakan dari bentuk dan keterjalan lereng sisi-sisinya. Di bawah ini merupakan salah satu contoh bentukan mogote yang terdapat di Sulawesi.