Gravity Driven

Gravity driven merupakan transport dan deposisi massa yang besar walaupun dalam waktu yang sebentar (skala waktu geologi). Pengontrol utamanya adalah gravitasi. Umumnya dihasilkan dari massa yang telah terdepositkan yang mengalami redeposisi untuk mencapai kestabilan. Ada 4 tipe Gravity driven yang diklasifikasikan berdasarkan mekanisme butir dalam aliran yaitu:

1. Turbidity Current

Merupakan aliran yang cepat pada lereng karena densitas yang besar dalam fluida akibat kelimpahan materi yang tersuspensi di dalam fluida. Adanya arus turbulensi menghasilkan turbidity yang membawa gaya pembawa dalam aliran. Turbidity current umumnya dipicu oleh gempa bumi dan storm di laut. Proses turbidity current sulit diamati karena berlangsung cepat. 

Massa turbulen memiliki bagian-bagian yaitu head, body, dan tail. Head adalah bagian tertebal dari aliran; body adalah bagian yang memiliki ketebalan uniform; dan tail adalah daerah dimana ketebalan berkurang dan konsentrasi sedimen. Mekanisme turbidity current : Aliran di head cenderung lebih acak dibandingkan dengan aliran yang ada di body, sehingga sedimen yang tersuspensi di body berpindah ke head, lalu sedimen tersebut terangkat dan tersapu (upward motion of head) kembali ke body. 

Kecepatan head dikontrol oleh ketebalan head, densitas fluida sekitar (ambient fluida), perbedaan densitas ambient fluida dengan denditas arus turbidit, dan konstanta Froud (F=0.7). Sedangkan kecepatan pada body lebih cepat daripada kecepatan di head. Kecepatan pada body dikontrol oleh kemiringan lereng, koefisien gesek pada base (fb) , koefisien gesek pada puncak aliran (ft).  Untuk base yang smooth, nilai friksi bergantung pada Reynold number, sedangkan untuk base yang kasar bergantung pada kekasaran bed.

Sedimen yang lebih kasar akan terkonsentrasi di head, dan head juga mengerosi bed menghasilkan groove dan flute. Kemudian terisi oleh material dari body dan tail, yaitu sedimen yang lebih halus dan menghasilkan graded bed. 

2. Grain Flow

Grain flow adalah aliran sedimen yang loose tanpa pengaruh media transport. Grain flow dihasilkan oleh tekanan dispersi yang dihasilkan dari collision butir. Mekanismenya terjadi ketika akumulasi sedimen mengakibatkan peningkatan shear stress. Pada keadaan aliran steady, shear stress dan tekanan dispersi diseimbangkan oleh gaya normal dan tangensial. Aliran butir cenderung menghasilkan deposisi yang uniform. Grain flow bukan aliran turbulen atau turbulensinya terbatas, sehingga tidak ada percampuran antara layer bawah dan layer atas. Ketika butir besar dapat tertransport di puncak aliran yang dikontrol oleh efek kinetic sieve. Hal tersebut dapat menghasilkan struktur reverse bedding. 

3. Fluidized Flow

Fluidized flow adalah aliran sedimen akibat upward intergranular flow karena adanya hambatan akibat viskositas yang tinggi. Fluida ini berusaha untuk escape. Sedimen berlaku seperti fluida. Biasanya terdapat pada sedimen alami sebagai struktur sedimen dish structures, dan pillar. Gradding lemah sehingga batas atas dan bawah menjadi kabur.

4. Debris flow

Debris flow atau aliran lumpur adalah pergerakan material sedimen gravitasi yang dilumasi oleh air di dalam ruangan antarbutir. Debris flow terjadi ketika massa sedimen yang tersortasi buruk, terganggu dan terjenuhkan oleh air, menyeruak menuruni lereng sebagai respon terhadap gaya gravitasi. Aliran ini terdiri atas partikel lempung dan pasir halus yang membentuk lumpur yang memiliki kekentalan yang dapat mengangkut material kasar. Fluida memiliki properti fisik yang dijabarkan dalam yield-strength model. Sifat aliran ini adalah memiliki plug ketika gaya geser rendah; bagian depan mulai dengan rolling (biasanya disebut sebagai caterpillar motion); deposit terpusatkan di ‘cake’ dinding samping. Karakteristik deposit debris flow adalah reverse grading.

Referensi :

http://www.ocean.washington.edu/people/faculty/parsons/OCEAN542/debris.pdf