Speleotem (/ˈspiːliəθɛm/; dari bahasa Yunani Kuno σπήλαιον (spḗlaion), artinya "gua", dan θέμα (théma), artinya "endapan"), umumnya dikenal sebagai formasi gua atau ornamen gua,^[1] adalah formasi geologi yang dibuat oleh endapan mineral yang terakumulasi dari waktu ke waktu di gua alami.^[2] Speleotem paling umum terbentuk di gua kapur karena reaksi pelarutan karbonat. Bentuknya bisa bermacam-macam, tergantung pada sejarah pengendapan dan lingkungannya. Komposisi kimia, pertumbuhan bertahap, dan pelestariannya di gua menjadikannya proksi paleoklimat yang berguna.

Karakteristik

Lebih dari 300 variasi endapan mineral gua telah diidentifikasi.^[3] Sebagian besar speleotem bersifat kapur, tersusun dari mineral kalsium karbonat (CaCO₃) kalsit atau aragonit. Lebih jarang, speleotem terbuat dari kalsium sulfat gipsum, mirabilit atau kalimaya.^[3] Speleotem yang murni terbuat dari kalsium karbonat atau kalsium sulfat bersifat transparan dan tidak berwarna. Adanya besi oksida atau tembaga memberikan warna cokelat kemerahan. Adanya mangan oksida dapat menciptakan warna yang lebih gelap seperti hitam atau cokelat tua. Speleotem juga bisa berwarna cokelat karena adanya lumpur dan lanau.^[3]

Banyak faktor yang memengaruhi bentuk dan warna speleotem, termasuk komposisi kimia batuan dan air, laju rembesan air, arah aliran air, suhu gua, kelembaban gua, arus udara, iklim di atas tanah, dan tutupan vegetasi di atas tanah. Aliran yang lebih lemah dan jarak tempuh yang pendek membentuk stalagmit yang lebih ramping, sementara aliran yang lebih deras dan jarak jatuh yang lebih jauh cenderung membentuk stalagmit yang lebih lebar.

Proses pembentukan

Sebagian besar kimia gua melibatkan batuan yang mengandung kalsium karbonat (CaCO₃) seperti batu kapur atau dolomit, yang tersusun dari mineral kalsit atau aragonit. Mineral karbonat lebih mudah larut di hadapan karbon dioksida (CO₂) yang lebih tinggi dan suhu yang lebih rendah. Speleotem berkapur terbentuk melalui reaksi pelarutan karbonat, di mana air hujan bereaksi dengan CO₂ tanah untuk menciptakan air yang sedikit asam melalui reaksi:^[4]

H₂O + CO₂ → H₂CO₃

Saat air asam bergerak melalui batuan dasar kalsium karbonat dari permukaan ke langit-langit gua, air tersebut melarutkan batuan dasar melalui reaksi:

CaCO₃ + H₂CO₃ → Ca²⁺ + 2 HCO₃⁻

Ketika larutan mencapai gua, tekanan parsial (pCO₂) yang lebih rendah di dalam gua mendorong pengendapan CaCO₃ melalui reaksi:

Ca²⁺ + 2 HCO₃⁻ → CaCO₃ + H₂O + CO₂

Seiring waktu, akumulasi endapan ini membentuk dripstone (stalagmit, stalaktit) dan flowstone, dua jenis utama speleotem.

Proksi iklim

Penampang melintang speleotem dapat memberikan catatan paleoklimat yang mirip dengan catatan dari inti es atau cincin pohon.^[5] Pertumbuhan geometris yang lambat dan penggabungan unsur radioaktif memungkinkan speleotem untuk ditanggal secara akurat dan presisi selama sebagian besar periode Kuarter akhir dengan penanggalan radiokarbon dan penanggalan uranium-torium, selama gua tersebut merupakan sistem tertutup dan speleotem belum mengalami rekristalisasi.^[6] Isotop stabil oksigen (δ¹⁸O) dan karbon (δ¹³C) digunakan untuk melacak variasi suhu curah hujan, presipitasi, dan perubahan vegetasi selama sekitar 500.000 tahun terakhir.^[7][8] Proksi Mg/Ca juga telah digunakan sebagai indikator kelembaban, meskipun keandalannya sebagai paleohigrometer dapat dipengaruhi oleh ventilasi gua selama musim kemarau.^[9] Variasi presipitasi mengubah lebar cincin speleotem: cincin tertutup menunjukkan sedikit curah hujan, jarak yang lebih lebar menunjukkan curah hujan yang lebih tinggi, dan cincin yang lebih padat menunjukkan kelembaban yang lebih tinggi. Penghitungan laju tetesan dan analisis unsur jejak tetesan air mencatat variasi iklim jangka pendek, seperti peristiwa iklim El Niño–Osilasi Selatan (ENSO).^[10] Luar biasanya, data proksi iklim dari periode Permian awal telah diambil dari speleotem yang berumur 289 juta tahun yang berasal dari gua-gua terisi yang terekspos oleh penambangan di lokasi Richards Spur di Oklahoma.^[11]

Jenis dan kategori

Gua-gua memiliki berbagai bentuk speleotem, tergantung pada apakah air menetes, meresap, mengembun, mengalir, atau menggenang. Banyak speleotem diberi nama karena kemiripannya dengan benda buatan manusia atau alami. Jenis speleotem meliputi:^[12]

• Dripstone (Batu tetes) adalah kalsium karbonat dalam bentuk stalaktit atau stalagmit
  • Stalaktit ornamen runcing yang menggantung dari langit-langit gua, tempat mereka tumbuh
    • Soda straw (Jerami soda) adalah stalaktit yang sangat tipis namun panjang dengan bentuk silinder memanjang daripada bentuk kerucut stalaktit yang biasa
    • Helektit adalah stalaktit yang memiliki saluran pusat dengan tonjolan seperti ranting atau spiral yang tampaknya menentang gravitasi
      • Termasuk bentuk yang dikenal sebagai helektit pita, saw, rod, butterflie, hand, curly-frie, dan "gumpalan cacing".
    • Chandelier (Lampu gantung) adalah gugusan kompleks hiasan langit-langit
    • Stalaktit pita (ribbon stalactite) atau hanya "pita" ("ribbon"), berbentuk sesuai namanya
  • Stalagmit adalah pasangan stalaktit yang tumbuh dari "dasar ke atas", sering kali berupa gundukan tumpul
    • Stalagmit gagang sapu (Broomstick stalagmite) sangat tinggi dan ramping
    • Stalagmit tiang totem (Totem pole stalagmite) juga tinggi dan berbentuk seperti namanya
    • Stalagmit telur ceplok (Fried egg stalagmite) kecil, biasanya lebih lebar daripada tingginya
  • Stalagnat terbentuk ketika stalaktit dan stalagmit bertemu atau ketika stalaktit mencapai dasar gua
• Flowstone (Batu alir) berbentuk seperti lembaran dan ditemukan di lantai serta dinding gua
  • Drapery atau tirai (Curtain) adalah lembaran kalsit tipis dan bergelombang yang menggantung ke bawah
    • Bacon adalah drapery dengan pita berwarna-warni di dalam lembaran
  • Bendungan rimstone (Rimstone dam), atau gour, terjadi di riak sungai dan membentuk penghalang yang dapat menampung air
• Kristal gua
  • Dogtooth spar adalah kristal kalsit besar yang sering ditemukan di dekat genangan air musiman
  • Frostwork adalah pertumbuhan kalsit atau aragonit berbentuk jarum
  • Moonmilk berwarna putih dan menyerupai keju
  • Anthodite adalah gugusan kristal aragonit berbentuk bunga
  • Kristal kalsit kriogenik adalah butiran kalsit lepas yang ditemukan di lantai gua yang terbentuk karena segregasi zat terlarut selama pembekuan air.
• Speleogen (secara teknis berbeda dari speleotem) adalah formasi di dalam gua yang terbentuk karena penghilangan batuan dasar, bukan sebagai endapan sekunder. Ini meliputi:

  

  • Pilar
  • Kerang (Scallop)
  • Boneyard
  • Boxwork
• Lainnya
  • Popcorn gua, juga dikenal sebagai "koraloid" atau "karang gua", adalah gugusan kalsit kecil yang berbintil-bintil
  • Mutiara gua adalah hasil tetesan air dari ketinggian, menyebabkan kristal "benih" kecil berputar begitu sering sehingga membentuk bola kalsium karbonat yang hampir sempurna
  • Snottit adalah koloni bakteri pengoksidasi belerang yang dominan dan memiliki konsistensi "ingus" atau lendir
  • Rakit kalsit (Calcite rafts) adalah akumulasi tipis kalsit yang muncul di permukaan genangan air gua
  • Lonceng Neraka (Hells Bells), speleotem tertentu yang ditemukan di cenote El Zapote di Yucatán dalam bentuk lonceng yang terendam
  • Tabung lava (Lava tube) mengandung speleotem yang terdiri dari sulfat, mirabilit, atau kalimaya. Ketika lava mendingin, presipitasi terjadi.

Kaltemit

Definisi umum speleotem tidak termasuk endapan mineral sekunder yang berasal dari beton, kapur, mortar, atau material berkapur lainnya (misalnya batu kapur dan dolomit) di luar lingkungan gua alami atau di gua buatan (misalnya tambang, terowongan), yang bisa memiliki bentuk dan rupa yang mirip dengan speleotem. Endapan sekunder semacam itu di struktur buatan manusia disebut kaltemit. Kaltemit sering dikaitkan dengan degradasi beton, atau karena pelindian kapur, mortar, atau material berkapur lainnya.

Referensi

Pranala luar

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Speleothems.

• The Virtual Cave: an online guide to speleothems
• Mineral aggregates from carst caves, formed in capillary film solutions
• Gallery of speleothems Diarsipkan 2013-01-23 di Wayback Machine. from NPS Cave and Karst Program
• Maltsev, V.A.; Shelf, C.A. Cupp-Coutunn cave system, Turkmenia, Central Asia. University of Bristol Spelaeological Society, 1992, vol.19, pp. 117–150.
• Self, Charles A.; Hill, Carol A. (2003). "How speleothems grow: An introduction to the ontogeny of cave minerals" (PDF). Journal of Cave and Karst Studies. 65 (2): 130–151. ISSN 1090-6924. Diakses tanggal 2010-06-30.
• Slyotov, Viktor A. Concerning the ontogeny of crystallictite and helictite aggregates of calcite and aragonite from the karst caves of Southern Fergana. Cave Geology, vol. 2, Number 4, March 1999, pp. 197–207, Petersburg, PA