Sistem Pantai

Garis pantai (shoreline) adalah daerah antara surut dan permukaan tertinggi pada daratan yang dapat dicapai oleh gelombang badai (strom waves) (Monroe dan Wicander, 1997). Materi pembahasan mencakup proses-proses pantai, seperti gelombang, arus laut dan pasang-surut; proses erosi dan pengendapan; perubahan muka air laut dan manajemen pantai, tipe pantai dan terumbu.

9.1. Proses pantai

Berbeda dengan proses geologi lainnya, proses pantai terbatas pada daerah yang sempit pada waktu tertentu. Perubahan garis pantai sangat tergantung pada perubahan permukaan laut, pengangkatan (uplift) atau penurunan daerah pantai (subsidence). Walaupun daerahnya terbatas, ternyata dua per tiga populasi dunia terkonsentrasi disini. Banyak kota-kota besar dunia yang merupakan kota pantai, seperti New York, Los Angeles, New Orleans, Tokyo, Rio de Janeiro dan Shanghai (lihat Gambar 9.1.).

 New Picture

Gambar 9.1. Myrtle Beach di Carolina SelatanNew Picture (Monroe & Wicander, 1997).

 

9.1.1. Pasang surut (tides)

Permukaan air laut dapat naik dan turun sebagai respon atas gravitasi bulan (lihat gambar 9.2.). Fluktuasi demikian pada permukaan laut disebut tides. Banyak daerah yang mengalami dua kali pasang dan dua kali surut per hari.

            Illustrasi pengaruh gaya gravitasi bulan terhadap air laut di bumi dan hubungannya dengan gaya sentrifugal bumi menyebabkan laut mengalami pasang-surut (ligat gambar 9.3.). Akibat utama peristiwa pasang surut adalah terbawanya sedimen sepanjang pantai dan pada dasar laut dangkal yang berdekatan. Pasang yang besar akan masuk ke daerah teluk dan estuaries.

 New Picture (1)

(a)                                                                                                  (b)

Gambar 9.2. Air laut mengalami (a) surut dan (b) pasang (Monroe & Wicander, 1997).

New Picture (2)

 

Gambar 9.3. Pasang-surut laut disebabkan oleh aksi gravitasi bulan dan gaya sentrifugal sistem bumi-bulan. Pada sisi bumi menghadap bulan, aksi gravitasi terbesar sehingga menyebabkan tonjolan pasang (tidal bulge) air laut. Pada sisi lain bumi, gaya sentrifugal bumi terbesar sehinggamenyebabkan tonjolan pasang lainnya (Hamblin & Christiansen, 1995).

9.1.2 Gelombang (waves)

Gelombang di permukaan air terjadi terutama terjadi pada danau dan lautan sangat berperan dalam proses erosi, pengangkutan dan pengendapan. Banyak kenampakan erosi dan pengendapan yang terbentuk dan terubah karena terkena hantaman gelombang.

            Morfologi gelombang terdiri dari crest, bagian tertinggi gelombang dan trough, bagian terendah dari gelombang. Panjang gelombang (wave length) adalah jarak antara wave crest atau trough wave. Tinggi gelombang (wave height) adalah jarak vertikal dari trough dan crest. Kecepatan gelompang disebut celerity (C) dan bisa dikalkulasi bila mengetahui panjang gelombang (L) dan periode gelombang (T). Gerak orbital dibawah permukaan menjadi minimum pada kedalaman yaitu setengah dari panjang gelombang (1/2L). Hal ini dikenal sebagai wave base.

 New Picture (3)

Gambar 9.4 Gelombang dan terminologi yang diterapkan padanya. (Monroe & Wicander, 1997)

 

            Gelombang dihasilkan dari berbagai proses seperti pergeseran air karena longsor, pergeseran lantai samudra karena penyesaran dan eksplosivitas gunungapi. Banyak yang menyakini bahwa gelombang dihasilkan dari aktivitas angin (wind-generated waves). Ketika angin bertiup maka terjadi transfer energi ke air dan menyebabkan permukaan air menjadi bergelombang. Mekanisme ini terkait dengan frictional drag dari udara yang bergerak kearah air.

Gelombang yang mencapai pantai mengalami beberapa perubahan penting, yaitu (1) panjang gelombang menurun dikarenakan frictional drag; (2) Tinggi gelombang meningkat dikarenakan kolom air yang bergerak didalam orbit dibandingkan dengan yang terjadi pada laut dangkal; (3) gelombang menjadi tidak asimetri dikarenakan peningkatan tinggi dan frictional drag pada dasar laut dan pada akhirnya pecah (lihat gambar 9.5.).

 New Picture (4)

Gambar 9.5. Gelombang yang mendekati pantai mengalami sejumlah perubahan penting, yakni (1) panjang gelombang menurun, (2) tinggi gelombang meningkat dan (3) gelombang menjadi tidak simetris (Hamblin & Christiansen, 1995)

            Setelah gelombang menjadi pecah, maka swash (aliran turbulen) mengalir menuju lereng pantai (beach slope) dengan kekuatan besar menyebabkan terbawanya pasir dan gravel ke pantai. Setelah dorongan swash menghilang maka air mengalir turun melalui lereng pantai sebagai backswash,walaupun sebagian masuk merembes kedalam gravel pasir yang permeabel.

            Refraksi gelombang merupakan kunci dalam proses pantai karena pengaruhnya mendistribusikan energi sepanjang pantai dan arah air dan dibawanya sedimen. Hal ini terjadi karena bagian gelombang pada air dangkal mulai menyeret bagian dasar dan mengalami pelambatan. Sebaliknya segmen gelombang yang sama di tengah laut dalam bergerak dengan kecepatan normal.

Untuk mengapresiasi pengaruh refraksi gelombang yakni energi yang terkonsentrasi dan energi akan tersebar (dispersion), maka energi diyakini berupa gelombang tunggal. Gelombang yang tidak terefraksi terbagi menjadi tiga bagian yang sama (AB, BC,dan CD). Gelombang yang pecah memiliki kekuatan sebagai agen erosi pada tanjung (headland), tetapi melemah pada teluk (bays), dimana gelombang biasanya mengendapkan sedimen yang membentuk pantai. Gambaran sesungguhnya wave front terefraksi pada sebuah pulau dan tanjung dengan pola refraksi yang jelas sangatlah mudah diamati dari udara (lihat gambar 9.6.).

New Picture (5)

Gambar 9.6. Refraksi gelombang terkonsentrasi pada daerah tanjung dan akan tersebar pada daerah teluk (Hamblin & Christiansen, 1995).

 

9.1.3. Arus pantai (nearshore currents)

Longshore drift adalah salah satu arus yang sangat penting. Dihasilkan dari perjalanan gelombang yang menyerong terhadap pantai. Ketika gelombang menghantam pantai pada sudut kurang dari 90derajat, maka air dan sedimen bergerak karena gelombang terbawa secara menyerong terhadap pantai sesuai dengan arah gelombang. Ketika energi gelombang sudah mulai melemah, maka air dan sedimen yang kembali melalui proses backswash langsung kembali dan tegak lurus terhadap pantai (lihat gambar 9.7).

 New Picture (6)

Gambar 9.7. Longshore currents mengangkut sedimen sepanjang garis pantai antara breaker zone dan batas atas pengaruh gelombang (Monroe & Wicander, 1997).

Gelombang terefraksi biasanya akan kembali ke pantai dengan membuat sudut. Hal ini menyebabkan air antara zona pecahnya gelombang dan pantai terdapat arus yang paralel terhadap pantai. Keadaan ini disebut sebagai longshore current. Arus ini penting sekali dalam pengangkutan dan pengendapan sedimen pada zona pantai.

Gelombang yang membawa air masuk kedalam zona pantai, terdapat mekanisme perpindahan massa air yang kembali ke laut. Salah satu caranya adalah air yang bergerak ke arah laut dari zona pantai merupakan rip current yang menuju laut melalui zona pemecah (breaker zone) (lihat gambar 9.8.). Para peselancar mengambil manfaat besar dari arus ini untuk keluar dari zona pemecah, tetapi arus ini bisa sangat berbahaya bagi pada pemula yang belum mahir berenang.

 New Picture (7)

Gambar 9.8. Rip current kembali kearah laut dengan membawa suspended sediment yang diindikasikan dengan perubahan warna dibanding warna air sekitarnya (Monroe & Wicander, 1997).

9.2. Erosi sepanjang pantai

Erosi sepanjang pantai merupakan hasil dari aksi abrasi pasir, grevel dan memindahkannya melalui media gelombang dan arus serta dalam skala lebih kecil dapat melalui pelarutan dan aksi hidrolika. Aksi pengikisan gelombang dan arus secara tipikal menghasilkan tebing pantai (sea cliff) (lihat gambar 9.9.). Bentuk erosional kecil yang terbentuk dan berasosiasi dengan perkembangan tebing laut adalah meliputi gua-gua laut (sea cave), busur laut (sea arches) dan onggokan massa laut (sea stacks) (lihat gambar 9.10.).

 New Picture (8)

Gambar 9. 9. Aksi gelombang bekerja menyerupai gergaji yang memotong secara horizontal pada bagian dasar tebing. Tebing akan mengalami penghancuran dan keruntuhan. Sedimen hasil erosi dapat diendapkan pada bagian yang lebih dalam membentuk wave-built terrace (Hamblin & Christiansen, 1995).

New Picture (9)

Gambar berurutan dari atas ke bawah A, B, dan C

Gambar 9.10. (A) Energi gelombang terkonsentrasi pada bagian tanjung sebagai hasil dari refraksi gelombang. Zona lemah seperti rekahan, sesar dan lapisan batuan yang tidak resisten akan tererosi lebih cepat sehingga menghasilkan sea caves. (B). Sea caves membesar membentuk sea arch. (C). Akhirnya arch mengalami keruntuhan sehingga meninggalkan kenampakan sea stack (Hamblin & Christiansen, 1995).

9.3. pengendapan sepanjang pantai

Pantai merupakan sistem yang meliputi input sedimen dari berbagai sumber, pengangkutan sedimen dan pengendapan akhir. Banyak sedimen berasal dari daratan yang terbawa oleh sungai. Sedimen kemudian terbawa oleh gelombang dan longshore current dan diendapkan pada daerah dengan energi yang rendah dimana akan terbangun bentuk lahan (landform) yang meliputi tepian pantai (beaches), spits (gambar 9.11.), tombolos (gambar 9.12.) dan barrier island (gambar 9.13.).

 New Picture (10)

Gambar 9.11. Pantai merupakan sistem dinamik dari sedimen yang dipindahkan. Kebanyakan sedimen pada sistem pantai dipasok oleh sungai yang membawa sedimen dari daratan dan erosi tebing sungai karena aksi gelombang. Longshore drift yang membawa material sedimen membentuk tepian pantai, spits dan bars. Sebagian tertransport ke laut bagian dalam dan sebagian lagi bermigrasi kearah darat membentuk coastal sand dunes.Gambar 9.10. (A) Energi gelombang terkonsentrasi pada bagian tanjung sebagai hasil dari refraksi gelombang. Zona lemah seperti rekahan, sesar dan lapisan batuan yang tidak resisten akan tererosi lebih cepat sehingga menghasilkan sea caves. (B). Sea caves membesar membentuk sea arch. (C). Akhirnya arch mengalami keruntuhan sehingga meninggalkan kenampakan sea stack (Hamblin & Christiansen, 1995).

 New Picture (11)

Gambar 9.12. Tombolo merupakan zona pengendapan sedimen dibelakang pulau lepas pantai yang akhirnya ditutupi oleh pasir yang mampu menghubungkan daratan dengan pulau tersebut (Hamblin & Christiansen, 1995).

New Picture (12)

A

New Picture (13)

B

Gambar 9.13. (A) Barrier island dapat terbentuk melalui migrasi spit, (B) Naiknya permukaan laut menyebabkan beach ridge menjadi barrier island.

9.4. peningkatan permukaan laut dan manajemen pantai

Tinggal di daerah pantai sangat menyenangkan, tetapi juga mengandung resiko. Banyak kejadian di dunia yang kebanyakan terjadi di Amerika Serikat dan Kanada seperti kenaikan permukaan laut, bangunan disekitar pantai mengalami kerusakan dan kehancuran (lihat gambar 9.14.). Longsor (slump dan slide) sepanjang batuan, pantai curam, migrasi barrier island kearah darat karena erosi terjadi pada kearah sisi laut, sedangkan pengendapan terjadi kearah pada kearah sisi daratnya. Badai topan (hurricane) memporak-porandakan daerah pantai.

 New Picture (14)

Gambar 9.14. Erosi tebing di San Diego, California. Managemen pantai diperlukan untuk tetap menjaga rumah-rumah agar tidah mengalami longsor ke Laut Pasifik (Monroe & Wicander, 1997).

            Selama abad terakhir ini, permukaan laut telah naik sekitar 12 cm dan mengindikasikan keberlanjutan naiknya permukaan laut. Kecepatan absolut dari naiknya permukaan laut pada daerah pantai tertentu bergantung pada dua faktor. Pertama, volume air pada cekungan laut yang meningkat sebagai hasil dari mencairnya es dan ekspansi termal nekat permukaan air laut. Banyak peneliti meyakini bahwa permukaan laut akan terus naik dikarenakan pemanasan global (global  warming) yang dihasilkan dari konsentrasi gas rumah kaca (greenhouse) di atmosfer. Kedua, faktor yang mengontrol permukaan laut adalah kecepatan pengangkatan (uplift) atau penurunan (subsidence) pada daerah pantai. Pada beberapa daerah pengangkatan yang cepat membuat permukaan laut langsung turun terhadap daratan. Di daerah lain permukaannya naik karena terjadi penurunan di daerah pantai.

Naiknya permukaan laut secara langsung mengancam beberapa pantai tempat bermukimnya banyak masyarakat yang meyakini bahwa daerah pantai memberikan keuntungan yang besar. Contohnya adalah pantai Miami Beach di Florida menimbulkan kekhawatiran hingga Korps Teknik Ketentaraan Amerika mulai mengembalikan pasir pantai yang tererosi. Problem ini bisa serius bila menimpa negara lain di dunia misalkan naiknya air laut yang walaupun hanya 2 cm akan membanjiri sekitar 20% luas Banglades. Problem lain terkait dengan naiknya permukaan laut adalah meningkatnya banjir pantai (costal flooding) selama badai dan penerobosan air lautyang membahayakan pasokan air tanah (lihat gambar 10.15.).

 New Picture (15)                                                                (A)                                                                      (B)

Gambar 9.15. Korps Keteknikan Tentara Amerika Serikat melakukan proyek pemulihan daerah pantai yang mengalami erosi pantai yang parah di Miami Beach, Florida. (A) kenampakan setelah pelaksanaan proyek, (B) kenampakan sebelum pelaksanaan proyek (Monroe & Wicander, 1997).

            Tidak ada sesuatu pun yang dapat mencegah naiknya permukaan laut. Pada ahli teknik dan peneliti harus melakukan kajian untuk menemukan langkah-langkah pencegahan atau meminimalkan pengaruh erosi pantai. Saat ini hanya beberapa opsi yang ada untuk itu yakni pertama, melakukan kontrol yang tepat pada pengembangan pantai (coastal development) misalkan dengan melakukan pembatasan pendirian bangunan dekat pantai.

            Regulasi pengembangan pantai sangat diperlukan namun tanpa harus memberikan pengaruh pada struktur dan komunitas setempat. Upaya pemindahan menjauh dari panti adalah mungkin, namun akan sangat mahal bila memindahkan kota besar seperti Atlantic City, Ney Jersey, Miami Beach, Florida dan Galveston, Texas. Karenanya diambil langkah strategis untuk melawan bahaya erosi pantai. Salah satunya adalah dengan membangun tanggul pengaman (protective barrier) seperti pemasangan tembok penahan (seawall) seperti yang sukses dilakukan di Galvastone, Texas. Lebih dari 50 juta dolar Amerika yang dihabiskan untuk mengembalikan pantai dan membangun tembok penahan di Ocean City, Maryland.

            Pilihan lainnya adalah dengan mengambil pengalaman di Atlantic City,New Jersey dan Miami Beach, Florida yakni dengan melakukan pemompaan pasir ke pantai untuk menggantikan pasir yang sebelumnya hilang tererosi. Cara ini sangat mahal karena pasir harus diisi kembali secara periodik karena erosi berlangsung terus.

Di beberapa tempat, groins (semacam tanggul beton) yang dibangun untuk melindungi daerah pantai ternyata telah menyebabkan pengendapan tambahan di daerah pantai karena pengaruh longshore current (gambar 9.16).

New Picture (16)

 Gambar 9.16. Groins yang dipasang sepanjang daerah pantai di Cape May, Ney Jersey telah mengganggu aliran longshore current sehingga pasir terperangkap (Monroe & Wicander, 1997).

9.5. Tipe pantai

Pantai sukar untuk diklasifikasikan karena variasi yang banyak dalam faktor yang mengontrol perkembangan pantai dan variasi didalam komposisi dan konfigurasi pantai. Secara sederhana akan ada dua tipe pantai yang akan dibahas yaitu yaitu yang didominasi oleh pengendapan atau yang didominasi oleh erosi dan akan melihat hubungannya antara pantai dan permukaan laut.

            Pantai pengendapan (depositional coasts) seperti Gulf Coast Amerika Serikat dicirikan oleh melimpahnya detrital sediment dan hadirnya bentuk lahan yang dibangun oleh pengendapan (depositional landform) seperti delta dan barrier island. Pantai erosional (erosional coasts) umumnya terlihat curam dan tidak teratur dan umumnya pantai tidak berkembang dengan bagus, kecuali di daerah yang terlindung (protected areas). Pantai ini dicirikan dengan kenampakan erosi seperti tebing laut (sea cliffs), paparan yang terpotong gelombang (wave-cut platform) dan sea stack (menyerupai tiang pancang).

            Bagian berikut ini adalah mengkaitkan pantai dan perubahannya dengan permukaan laut. Jika permukaan laut naik terhadap daratan atau daratan mengalami penurunan, maka daerah pantai akan mengalami banjir sehingga disebut submergent atau drowned coast (lihat kembali gambar 9.13B.). Kebanyakan di pantai utara Amerika dari Maine kearah selatan sepanjang Carolina Selatan mengalami banjir selama naiknya permukaan laut mengikuti Jaman Pleistocene dimana permukaan laut sekitar 130 meter lebih rendah dari jaman sekarang dan sungai yang tererosi lembahnya lebih dalam karena ada upanya meyesuaikan dengan base level bagian bawah. Ketika permukaan laut naik maka pada lembah bagian bawah akan tenggelam sehingga membentuk estuaries seperti teluk Delawere dan Chesapeaks. Estuaries adalah bagian lembah sungai kearah laut dimana dijumpai percampuran antara air laut dan air tawar.

            Emergent coast dijumpai pada daratan yang naik terhadap permukaan laut (lihat gambar 9.17.) seperti yang terjadi selama ekspansi es (glaciers) pada Pleistocene. Saat ini pantai yang demikian terjadi karena isostacy atau tektonik. Di negara Kanada dan Skandinavia terdapat pantai tidakberaturan yang disebabkan oleh isostatic rebound yang mengangkat dataran yang terglasiasi sebelumnya dari bawah laut.

 New Picture (17)

Gambar 9.17. Emergent coast di Kalifornia (Monroe & Wicander, 1997).

             Pantai yang terkait dengan tektonik cenderung lurus karena topografi dasar laut tersingkap karena pengangkatan berjalan mulus. Pantai barat dari Amerika Utara dan Amerika Selatan terangkat sebagai konsekuensi dari tektonik lempeng. Kenampakan yang khas dari jenis pantai ini adalah marine terraces yakni paparan tua yang terkikis gelombang saat ini menjadi terangkat diatas permukaan laut. Pengangkatan pada daerah ini terlihat episodik dibanding menerus yang diindikasikan oleh banyaknya dataran teras (levels of terrace). Contoh adalah hadirnya beberapa dataran teras di di Kalifornia Selatan yang kemungkinan menggambarkan periode kestabilan tektonik yang kemudian disusul oleh pengangkatan. Teras tertinggi saat ini adalah sekitar 425 meter diatas permukaan laut (gambar 9.18.).

 New Picture (18)

Gambar 9.18. Permukaan lereng yang landai sepanjang pantai Pasifik di Kalifornia merupakan teras marin. Sea stacks lama terlihat diatas teras ini.

9.6. Terumbu

Pada laut tertentu terumbu koral (coral reefs) tumbuh dan mempengaruhi bentuk pantai, misalnya pantai di pulau-pulau pasifik selatan. Kehidupan laut hanya akan tumbuh subur pada kondisi temperatur, kadar garam dan kedalam air tertentu. Terumbu koral hanya akan tumbuh pada airtropis hangat antara lintang 30 derajat lintang selatan dan 30 derajat lintang utara. Terumbu berkoloni dan memerlukan sinar matahari dan hidup pada kedalaman kurang dari 76 meter dan sangat melimpah pada beberapa meter dibawah permukaan laut. Air yang kotor akan mempengaruhi pertumbuhan dan bahkan mematikan karena tertutupi dari sinar matahari. Lumpur tersuspensi menghambat organisme sehingga menyaring makanan, maka tidak dijumpai terumbu pada muara sungai. Pertumbuhan terumbu sangat dipengaruhi oleh fluktuasi permukaan laut. Jadi, terumbuhanya dapat tumbuh pada laut dangkal yang jernih dan hangat dengan aktivitas gelombang yang membewa cukup oksigendan makanan. Terumbu dapat tumbuh keatas mengikuti naiknya permukaan laut dan juga tumbuh kearah laut pada sayap (flanks) runtuhan terumbu (reef debris). Karena terumbu hidup pada lingkungan terbatas, maka dapat digunakan sebagai indikator kondisi tektonik, geografi dan iklim masa lampau.

            Jenis terumbu yang umum adalah fringing reefs, barrier reefs dan atolls (lihat gambar 9.19.). Fringing reefs, umumnya berkisar 0,5 – 1 km lebar dan menempel pada pulau gunungapi. Koral tumbuh kearah laut menuju arah pasokan makanan. Terumbu ini tidak muncul dekat delta atau muara sungai karena banyaknya lumpur.

            Barrier reefs keberadaannya terpisah oleh daratan karena diantaranya terdapat lagoon yang lebarnya dapat 20 km. Bila dilihat dari udara, pulau dengan jenis terumbu ini ditandai oleh zone of breakers. Great Barrier Reef memanjang sepanjang 200 km di bagian utara Australia dan berjarak 30 -160 km dari Pantai Queensland.

            Atolls adalah bentuk terumbu yang melingkar dan mengelilingi lagoon dangkal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada atoll yang dapat mencapai1400 m dibawah permukaan laut dimana berada di gunungapi purba pada basalt platform. Karena terumbu tidak bisa tumbuh pada kedalaman itu, maka terumbu tumbuh bersamaan dengan penurunan pada pulau gunungapi tersebut. Penelitian tersebut mendukung teori penenggelaman pulau sehingga terbentuk atoll yang diusulkan Charles Darwin pada tahun 1842.

 

New Picture (19)

Urutan dari atas ke bawah (gambar A, B dan C)

Gambar 9.19. Evolusi atolls yang mulanya berasal dari fringing reef yang pertamakali disampaikan oleh Carles Darwin Hamblin & Christiansen, 1995). (A).fringing reef mulai tumbuh sepanjang pantai dari pulau gunungapi. (B) Pulau mengalami penurunan, terumbu terus tumbuh dan berkembang sebagai barrier reef. (C) Penurunan berlanjut terus sehingga menenggelamkan pulau sementara terumbu terus tumbuh hingga terbentuk atolls.

***

Demikian sedikit ilmu tentang sistem pantai, semoga bermanfaat.

Sumber: Materi Kuliah Pak Budhi Kuswan Susilo ST.MT

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s