Banyak orang berpikir bahwa air tanah ada dalam bentuk sungai dan danau bawah tanah. Namun, kenyataannya mayoritas tanah berada dalam sebuah lapisan bawah tanah dari batuan permeabel, rekahan batuan, dan lapisan campuran dari partikel kerikil dan pasir di bawah tanah. Lapisan bawah tanah ini sering disebut juga dengan akuifer. 30% dari suplai air tawar dunia ada dalam bentuk air tanah. Oleh karena itu, ketersediaan air tanah sangat penting perannya bagi kehidupan manusia, terutama di wilayah-wilayah dengan curah hujan minim. Air tanah menjadi penyuplai utama bagi kebutuhan domestik, aktivitas industri, dan kegiatan agrikultur yang vital di daerah-daerah bercurah hujan rendah. Karakteristik porositas dan permeabilitas batuan penting dalam mempelajari air tanah.
Sumber: Wikimedia Commons
Porositas
Porositas merupakan salah satu karakteristik dasar yang dimiliki setiap tipe batuan. Karakteristik ini menjelaskan seberapa banyak ruang kosong yang ada pada suatu materi. Batuan terdiri atas butiran-butiran yang saling menyatu. Bentuk, susunan, dan ukuran dari butiran-butiran pembentuk batuan ini yang menentukan karakteristik porositasnya. Selain bentuk, susunan, dan ukuran butiran-butirannya, faktor lain yang juga mempengaruhi porositas batuan adalah karakteristik material yang mengisi celah di antara butiran-butiran pembentuknya. Struktur batuan yang diantara partikel-partikel butirannya diisi oleh banyak materi pastinya akan memiliki porositas yang rendah.
Sumber: earthresources.vic.gov.au
Batuan dengan porositas tinggi dapat menampung banyak volume air tanah. Porositas batuan diukur sebagai persentase dari volume ruang kosong dibandingkan volume total.
$$ \phi=\frac{{V_V}}{{V_T}} $$
ϕ = Porositas
Vv = Volume ruang kosong
VT = Volume total
Jumlah air yang dapat ditampung suatu batuan berhubungan langsung dengan porositas karena air akan mengisi ruang kosong dalam susunan batuan. Jika sebuah batuan memiliki banyak celah antar butirannya, maka dikatakan memiliki porositas yang baik dan banyak air dapat masuk di antara butiran tersebut.
Porositas Primer dan Sekunder
Porositas dapat dibagi menjadi porositas primer dan porositas sekunder. Porositas primer merupakan jumlah ruang kosong yang terbentuk akibat pembentukan batuan itu sendiri. Sebaliknya, porositas sekunder merupakan porositas yang terbentuk setelah pembentukan batuannya. Misalnya, rekahan yang terbentuk akibat aktivitas tektonik, dan rongga yang terbentuk akibat solusi batuan karbonat pada susunan karst.
Permeabilitas
Porositas dan permeabilitas saling berkaitan dengan satu sama lain. Namun, porositas tinggi tidak berarti permeabilitasnya juga tinggi. Permeabilitas dari batuan diukur dari seberapa terhubung pori-pori atau ruang-ruang kosong yang ada pada batuan. Karakteristik permeabilitas merupakan ukuran dari kemampuan suatu materi (termasuk batuan) dalam meloloskan gas dan cairan.
Sumber: earthresources.vic.gov.au
Batuan dengan permebilitas tinggi memiliki arti susunan batuan tersebut memiliki banyak ruang pori yang terhubung satu sama lain, memungkinkan cairan dan gas mengalir di dalam susunan batuan. Sedangkan batuan dengan permeabilitas rendah maka ruang pori tersebut terpisah antara satu sama lain sehingga gas dan cairan terperangkap di dalamnya. Misalnya, dalam kerikil semua pori-pori terhubung dengan baik satu sama lain sehingga memungkinkan air mengalir melewatinya. Berbeda halnya dengan tanah liat dimana sebagian besar ruang pori saling terisolasi, yang berarti air tidak dapat mengalir melewatinya dengan mudah.
Referensi:
Nagle, Garrett. Cambridge International AS and A Level Geography. Hodder Education, 2016.
Understanding porosity and permeability. https://earthresources.vic.gov.au/projects/victorian-gas-program/onshore-conventional-gas/porosity-permeability
Foto: Pixabay
