Tanah adalah bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral dan batuan. Sebagai lapisan terluar permukaan bumi, tanah memegang peranan penting bagi lini kehidupan.
Tanah dapat mendukung kehidupan tumbuhan dengan menyediakan unsur hara dan air. Selain itu, tanah juga bisa menjadi habitat bagi berbagai mikroorganisme.
Di samping manfaatnya yang berlimpah, diperlukan proses panjang dalam pembentukan tanah. Proses ini harus melalui rentang waktu yang cukup lama.
Ada empat tahap dalam proses pembentukan tanah, yaitu pelapukan batuan, pelunakan struktur tanah, tumbuhnya tanaman perintis, dan penyuburan tanah. Agar lebih memahaminya, simak penjelasan berikut.
Proses pelapukan batuan terjadi ketika batuan hancur secara fisik, kimiawi, dan biologis. Proses ini biasanya berlangsung dalam rentang waktu yang cukup lama
Faktor yang memengaruhinya adalah cuaca, suhu, dan tekanan dalam batu itu sendiri. Proses pelapukan batuan dibagi menjadi tiga jenis, yaitu fisik, kimiawi, dan biologis.
Pelapukan fisik, terjadi karena hancurnya material batuan yang tidak mengubah struktur kimiawinya. Proses ini biasanya dipengaruhi oleh iklim dan cuaca yang sangat ekstrim. Pada proses ini batuan akan hancur menjadi partikel yang lebih kecil.
Pelapukan kimiawi, terjadi karena perubahan struktur kimiawi di dalam batuan. Kondisi ini biasanya dipengaruhi oleh hujan asam. Hujan asam dapat menyebabkan kondensasi metan dan sulfur yang akhirnya menciptakan efek korosit pada batuan.
Pelapukan biologis, terjadi karena pengaruh aktivitas makhluk hidup dan faktor alami. Pelapukan biologis adalah penyempurna yang menjadikan butiran batu menjadi sesuai dengan sifat tanah.
Saat batuan telah berubah menjadi partikel yang lebih kecil, batu ini perlahan akan terkikis hingga mengalami pelunakan. Proses ini kemudian disebut sebagai proses pelunakan struktur tanah.
Air dan udara berperan mengikis batuan kecil dengan cara melewati celah-celah batuan tersebut. Dalam prosesnya, rongga-rongga dalam batuan akan terbentuk. Kemudian rongga ini akan menjadi tempat hidup bagi mikroorganisme seperti mikroba dan lumut.
Tumbuhnya Tanaman Perintis
Batuan yang telah melewati proses pelunakan akan ditumbuhi tanaman perintis. Tanaman ini ukurannya lebih besar daripada lumut. Tanaman sudah memiliki akar yang bisa masuk melalui celah batuan.
Tumbuhnya tanaman perintis ini disebabkan karena adanya unsur air yang melimpah di dalam batuan lunak. Tanaman perintis akan menghasilkan asam humus yang kemudian mengalir ke celah batuan.
Kemudian asam humus akan membuat batuan lunak menjadi lapuk sempurna hingga berbentuk tanah. Proses ini biasanya disebut sebagai pelapukan biologis.
Batuan yang sudah lapuk sempurna akan mendapatkan bahan organik dari organisme yang tumbuh di atasnya. Tanah akan mengalami proses penggemburan sehingga mampu menghasilkan unsur hara dan air. Selanjutnya tanah akan menjadi subur dan dapat ditumbuhi berbagai macam organisme.
Page 2
Pelapukan ini sering disebut alterasi yakni proses pemecahan dan peleburan batuan tanpa mengalami perubahan susunan kimia dan tak ada pembentukan mineral baru. Hasil pelapukan ini merupakan pecahan batuan dan mineral dengan susunan kimia yang sama dengan batuan aslinya. Pelapukan fisik berlangsung dengan cepat terutama pada daerah yang beriklim dingin dan daerah yang beriklim kering dan panas.
Adapun penyebab-penyebabnya adalah pergantian temperatur yang sangat besar antara siang dan malam hari. Maka permukaan tanah pada waktu temperatur turun akan mengembang sedang waktu temperatur naik (panas) permukaan menjadi sempit, sehingga karena itu permukaan tanah akan bercelah. Pembekuan air di celah-celah akan menjadi es sehingga dapat menimbulkan tekanan yang besar. Penyebab lain pelapukan fisik adalah pengikisan air di dasar-dasar sungai dan gelombang laut yang besar di sepanjang pantai.
Pelapukan kimia adalah proses pelapukan dan penguraian pecahan-pecahan batuan dan mineral-mineral ke dalam unsur-unsur penyusunnya yang biasanya disertai dengan pembentukan mineral-mineral baru. Pelapukan ini terjadi karena pengaruh reaksi kimia, maka terjadilah penguraian ke dalam unsur-unsur penyusunnya. Senyawa-senyawa larut yang terlepas bersama-sama dengan sisa penguraian pada waktunya akan membentuk mineral-mineral baru.
Mineral-mineral baru yang terjadi selama pembentukan tanah disebut mineral sekunder. sedang mineral-mineral asli disebut mineral primer. Penyebab utama pelapukan kimia adalah air (air yang penuh gas oksigen dan asam arang menjadi katalisator reaksi kimia) yang dipertinggi daya pelarutnya oleh karbondioksida, asam-asam organik dan anorganik yang melarut di dalamnya. Reaksi-reaksi kimia yang melarutkan dan menguraikan mineral-mineral antara lain: oksidasi, reduksi, hidratasi, hidrolisis, pembentukan senyawa karbonat dan pelarutan (reaksi mineral dan asam-asam serta garam-garam). Sebagai contoh kita ambil perubahan kapur dalam air yang penuh dengan gas C; (CaCO3 + H20) + CO2 (carbonat yang tak bisa melarut) menjadi Ca(HCO3)2 (asam karbonat yang bisa melarut).
Pelapukan biologis adalah pelapukan yang disebabkan kegiatan tanaman dan hewan, baik yang tingkat tinggi maupun yang tingkat rendah. Selama terjadi pemecahan batuan yang akhirnya menjadi tanah. maka di situ merupakan tempat kegiatan zat-zat hidup tanah. Pertama-tama adalah bakteri autotrof dan lumut-lumut yang pada waktu mati menjadi bahan organik yang dapat dipergunakan sebagai bahan makanan lumut yang lain, Lebih lanjut tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi hidup di dalamnya juga. Akar-akar tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi masuk ke dalam celah-celah (retakan) batuan dsb. menembus masuk bagian yang lain membantu memecahkan batuan. Zat-zat hidup tadi mempercepat perubahan batuan dan mempertinggi kandungan CO2 karena pernafasan dan menambah keasaman bagian-bagian tertentu bahan organis.
Penguraian sisa-sisa organis oleh mikrobia tanah menghasilkan karbondioksida asam-asam organik dan anorganik yang membantu mempercepat pelapukan kimia.
Jasad hidup tanah lain seperti insekta, semut, rayap, anjing tanah menghancurkan bahan organik dan mencampurkannya dengan bahan-bahan mineral yang akan mempercepat pelapukan kimia.
Cacing-cacing tanah memakan bahan organik, membuat saluran-saluran di dalam tanah yang akhirnya dapat melonggarkan tanah. Semua jasad hidup tanah, selanjutnya hidup dan mati pada tanah dan akhirnya membantu mempercepat pembentukan tanah.
Ketiga macam pelapukan tersebut tidaklah berdiri sendiri, tetapi susul- menyusul atau bersama-sama bekerja menghancurkan batuan: Mulai saat unsur-unsur mineral bahan organis hidup bersama-sama, timbullah tanah pertanian. Sedikit demi sedikit dan terus-menerus, proses fisik, kimia dan biologis berlangsung sehingga terbentuklah tanah. Unsur-unsur yang paling halus dan yang paling mudah melarut, turun ke bawah dibawa air hujan masuk ke celah-celah. Maka terjadilah migrasi dan terbentuklah lapisan-lapisan baru yang susunannya sangat berlainan dengan yang dahulu.
Pembentukan tanah ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain:
4. Relief (tinggi tempat/naik/turunnya tanah).
Jadi semua itu tidaklah berdiri sendiri, melainkan selalu berkaitan dari faktor yang satu dengan yang lain.
Faktor iklim lazimnya sangat menentukan di dalam pembentukan tanah. Di dalam batas-batas iklim tertentu (mis: tropis, subtropis dis.) dekomposisi (penghancuran) batuan yang berlainan selalu akan menghasilkan jenis-jenis tanah yang sama, asal masa dekomposisi cukup lama.
Data ini membuktikan betapa pentingnya peranan iklim dalam proses pembentukan tanah. Berdasarkan batas-batas iklim yang jelas, maka jelas pulalah lingkaran jenis tanah antara katulistiwa dan di kedua kutub.
Data-data iklim yang lebih menentukan adalah curah hujan dan temperatur. Curah hujan akan mempercepat pelarutan dan migrasi, sedangkan temperatur akan mempercepat perubahan-perubahan dan batuan menjadi tanah. Maka tanah yang berkembang paling cepat adalah di daerah yang beriklim panas dan dingin (katulistiwa) di mana dalamnya tanah sampai beberapa meter, sedang perkembangan tanah akan sangat berkurang pada daerah yang sangat dingin (kutub) dan daerah yang sangat kering (padang pasir).
Batuan induk sendiri merupakan faktor pembentuk tanah. Di antarannya ada yang keras dan ada pula yang agak keras yang bisa meresap air (permeabel), ini dipandang dan satu sudut, sedang dari sudut lain karena susunan kimianya. Batuan induk yang permeabel akan cepat berubah dibandingkan batuan yang tidak permeabel, karena migrasi akan lebih intensif. Lebih lanjut hal ini akan dijelaskan pada bagian sifat-sifat fisik tanah.
Faktor vegetasi juga memainkan peranan dalam pembentukan tanah. Akar-akar tanaman masuk ke dalam celah-celah batuan dan ikut melebarkan celah-celah tersebut. Dengan adanya vegetasi akan mempengaruhi juga bagian-bagian di atas tanah dan turut mengubah iklim mikro, karena pada tanah yang tanpa vegetasi akan cepat terjadi erosi dari tanah yang tertutup oleh hutan. Hal ini akan tampak jelas sekali pada lereng-lereng di daerah pegunungan. Vegetasi itu akan menghasilkan bahan-bahan organik yang ikut menentukan perkembangan tanah, terutama tanaman yang bergetah akan menghasilkan humus masam yang dapat mempercepat penghancuran batuan tanah. Selanjutnya, pohon-pohon yang berdaun lebat banyak menghasilkan humus lunak yang dapat mempercepat pula pembentukan tanah.
Tinggi rendahnya tempat dan naik turunnya tanah disebut relief. Relief akan menentukan dalam dan tidaknya air tanah yang dapat mempengaruhi cepat dan lambatnya proses pembentukan tanah.
Secara langsung atau tidak langsung manusia juga berperan sebagai faktor pembentukan tanah, karena manusia dapat merusak atau memperbaiki keadaan tanah. Bila merusak hutan (menebang) tanpa menanam kembali berarti akan mempercepat kerusakan tanah. Sebaliknya dengan kultur teknik yang tepat seperti pengolahan, penanaman, pemupukan dan menambah bahan organik akan memperbaiki sifat-sifat tanah dan dapat mengawetkan keadaan tanah.
waktu adalah faktor yang penting. Perkembangan tanah tak dapat disaksikan dalam waktu seumur manusia. Dari batuan menjadi tanah memakan waktu ribuan tahun, bahkan bisa jutaan tahun. Kombinasi semua faktor di atas, akan berakhir dengan pembentukan tanah yang telah masak yang jenisnya berbeda-beda. Oleh kareña itu, tanah harus diklasifikasikan agar dapat dibanding-bandingkan dan dimanfaatkan dengan lebih sempurna. Teknik perbaikan tanah, untuk suatu jenis, akan berguna pula untuk lain jenis asal keadaan iklim tidak terlalu berbeda.
Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swiss yang bekerja di Amerika Serikat, dalam bukunya Factors of Soil Formation (1941) mengajukan konsep pembentukan tanah sebagai:
S = f (p, cl, o, r, t)
S adalah Soil (tanah), p = parent material (bahan induk atau batuan), cl = climate (iklim), o = organism, r = relief (topografi), t = time (waktu).
Tanah tersusun dan partikel partikel hasil rombakan batuan secara kimiawi termasuk dalam hal ini proses erosi dan pelapukan. Komposisi tanah berbeda dengan komposisi batuan induknya dan hal ini disebabkan karena adanya interaksi antar litosfir, hidrosfir, atmosfir dan biosfir. Tanah tersusun dan campuran mineral-mineral dan bahan organik baik yang berbentuk padat, cair maupun gas. Partikel-pertikel tanah bersifat lepas, membentuk suatu struktur tanah dengan ruang pori yang berisi larutan tanah yang berbentuk cair dan gas (udara).
Pembentukan tanah pada dasarnya merupakan dampak dan kombinasi proses fisika, kimia, biologi dan antropogenik dan batuan induknya. Genesa tanah melibatkan proses-proses pembentukan lapisan-lapisan atau horson-horson yang dapat diamati pada suatu profil tanah. Proses proses ini melibatkan penambahan, penghilangan, transformasi dan tranlokasi dari meterial yang menyusun tanah. Mineral berasal dari hasil pelapukan batuan yang mengalami perubahan membentuk mineral-mineral sekunder dan komponen lainnya yang terlarut didalam air, komponen komponen tersebut kemudian berpindah dan satu tempat ketempat lainnya melalui aktivitas air ataupun aktivitas binatang.
Perubahan dan perpindahan material yang terdapat didalam tanah yang menyebabkan terbentuknya lapisan-lapisan tanah yang jelas. Pelapukan batuan dasar akan menghasilkan material induk dimana soil terbentuk. Sebagai contoh, pembentukan tanah yang berasal dari batuan lava di daerah yang beriklim tropis dengan curah hujan cukup tinggi. Pada iklim yang demikian, tumbuh-tumbuhan akan tumbuh dengan cepat, terutama pada batuan lava basaltis, namun demikian sedikit sekali material organik yang dijumpai. Tumbuh-tumbuhan ditunjang oleh batuan yang porous yang terisi oleh nutrisi yang terbawa oleh air, seperti larutan mineral dan guano. Perkembangan akar-akar tumbuhan yang bercampur dengan jamur mycorrhizal secara berangsur dan perlahan dapat mengakibatkan terbelahnya batuan lava yang porous dan pada akhirnya akan terjadi akumulasi dari material organik.
Pedologi adalah cabang ilmu tanah yang mempelajari sifat dan ciri tanah serta proses pembentukan tanah. Pedologi berasal dar bahasa Rusia pedologiya, yang dalam bahasa Yunani pedon = tanah. Dalam pedologi dipelajari genesa tanah, morfologi tanah, dan kiasifikasi tanah.
Referensi:
1. Buku Geomorfologi karya Djauhari Noor 2014
2. Buku Dasar-Dasar Bercocok Tanam terbitan Kanisius 1983