INTERPRETASI BAWAH PERMUKAAN SISTEM PANAS BUMI DIWAK DAN DEREKAN BERDASARKAN DATA GRAVITASI

Transkripsi

1 Youngste Physics Jounal ISSN : Vol., No. 2, Apil 2014, Hal INTERPRETASI BAWAH PERMUKAAN SISTEM PANAS BUMI DIWAK DAN DEREKAN BERDASARKAN DATA GRAVITASI Syamsul Ilmi (1), Udi Hamoko (1) dan Sugeng Widada (2) (1) Juusan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika, Univesitas Diponegoo, Semaang (2) Juusan Oseanogafi, Fakultas Peikanan dan Ilmu Kelautan, Univesitas Diponegoo, Semaang syamsulilmi87@gmail.com ABSTRACT Reseach has been caied out using a gavity method that aims to intepet the subsuface stuctue of the Diwak - Deekan hot spings aea based on the Bougue anomaly data. It also aims to investigate the geothemal system in the aea. The data aquisition was taken using gavitymete Lacoste & Rombeg. Data pocessing had been done with high coection tool, tidal coection, dift coection, gavity absolute coection, gavity theoetical coection, fee ai coection, Bougue coection, teain coection to get the complete Bougue anomaly. Bougue anomolay is pojected to flat plane and upwad continuation is used to sepaate the egional and esidual anomaly. Fo 2D modelling intepetation by Gav2DC softwae. The esults of study showed the complete Bougue anomaly contou pai of positive and negative contou indicate a fault zone below the suface. Intepetation is stengthened by the esults of the modeling showed a fault of Diwak - Deekan aeas tending southwest- notheast. This fault zone is used as a media outlet fluid to the suface of geothemal systems. Keywods: Gavity Method, 2D modelling, Diwak, Deekan ABSTRAK Telah dilakukan penelitian dengan menggunakan metode gavitasi yang betujuan untuk mengintepetasikan stuktu bawah pemukaan daeah sumbe ai panas Diwak-Deekan bedasakan data anomali Bougue. Selain itu juga betujuan untuk menyelidiki sistem panasbumi di daeah tesebut. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan gavitimete LaCoste & Rombeg. Pengolahan data dilakukan dengan koeksi tinggi alat, koeksi pasangsuut, koeksi apungan, koeksi gavitasi mutlak, koeksi gavitasi teoitis, koeksi udaa bebas, koeksi Bougue dan koeksi medan untuk mendapatkan anomali Bougue lengkap. Data anomali Bougue dai hasil koeksi-koeksi metode gavitasi kemudian dibawah kebidang data selanjutnya dilakukan pemisahan anomali egional dan anomali lokal dilakukan dengan metode kontinuasi keatas. Intepetasi pemodelan 2D menggunakan peangkat lunak Gav2dc. Hasil penelitian beupa anomali Bougue lengkap menunjukkan pasangan kontu positif dan kontu negatif yang mengindikasikan adanya zona sesa dibawah pemukaan. Penafsian tesebut dipekuat dengan hasil pemodelan yang menunjukkan adanya sesa di wilayah Diwak-Deekan yang beaah baatdaya-timulaut. Zona sesa ini meupakan media jalan kelua fluida ke pemukaan pada sistem geotemal daeah tesebut. Kata kunci : Metode Gavitasi, Pemodelan 2D, Diwak, Deekan PENDAHULUAN Peningkatan kebutuhan enegi di dunia akan minyak dan gas bumi sebagai sumbe enegi yang utama teus meningkat seiing petambahan waktu. Seiing peningkatan kebutuhan enegi dan tebatasnya jumlah poduksi minyak dan gas bumi menjadi masalah yang haus dicai solusinya. salah satu caa untuk menyelesaikan pemasalahan ini adalah dengan memanfaatkan enegi panas bumi sebagai enegi altenatif pengganti [1]. Enegi panas bumi sendii meupakan enegi panas yang tebentuk di bawah pemukaan bumi secaa alami, dimana enegi panas alami yang beasal dai bumi tejebak cukup dekat dengan pemukaan dan dapat 1

2 Syamsul Ilmi, dkk. Intepetasi Bawah Pemukaan... dengan mudah untuk dimanfaatkan secaa ekonomis [2]. Penelitian mengenai studi geofisika tepadu di leeng selatan gunung ungaan juga menyatakan Diwak meupakan salah satu lapangan panas bumi []. Tedapatnya manifestasi ai panas di desa Diwak dan desa deekan memicu untuk dilakukan penelitian tentang intepetasi bawah pemukaan menggunakan metode geofisika. DASAR TEORI Sistem Panas Bumi Fluida panas bumi yang tekandung dalam esevoi hidotemal beasal dai ai pemukaan, antaa lain ai hujan (ai meteoik) yang meesap masuk ke bawah pemukaan dan tepanaskan oleh suatu sumbe panas (Gamba 1). Ai tesebut akan masuk melalui ekahan-ekahan kedalam batuan pemeabel. Apabila disekita batuan tesebut tedapat sumbe panas, maka panas akan diambatkan melalui batuan (secaa konduksi) dan melalui fluida (secaa konveksi). Pepindahan panas secaa konveksi pada dasanya tejadi kaena gaya apung (bouyancy) [4]. Gamba 1. Model Sistem Geotemal [4] Ai kaena gaya gavitasi selalu mempunyai kecendeungan untuk begeak kebawah, akan tetapi apabila ai tesebut kontak dengan suatu sumbe panas maka akan tejadi pepindahan panas sehingga tempeatu ai menjadi lebih tinggi dan ai menjadi lebih ingan. Keadaan ini menyebabkan ai yang lebih panas begeak ke atas dan ai yang lebih dingin begeak tuun ke bawah, sehingga tejadi sikulasi ai atau aus konveksi[5]. Sistim geotemal mempunyai empat komponen utama, yaitu: (1) Sumbe panas (Heat Souce), (2) fluida, () esevoa panas bumi dan (4) batuan penutup (Cap Rock) [4]. Pinsip Gavitasi Teoi Gavitasi didasakan oleh hukum Newton tentang gavitasi. Hukum gavitasi Newton yang menyatakan bahwa gaya taik menaik antaa dua buah benda adalah sebanding dengan massa kedua benda tesebut dan bebanding tebalik dengan jaak antaa pusat massa kedua benda tesebut [6]. m1m2 F 12 G (1) dengan F12 adalah gaya yang dialami oleh benda m1,dan G adalah tetapan medan gavitasi. Gamba 2 Gaya Taik Menaik antaa m 1 dan m 2 pada Jaak. Gaya pesatuan muatan pada sembaang titik bejaak dai m1 didefinisikan sebagai kuat medan gavitasi m1. Bila m1 adalah massa bumi, maka kuat medan gavitasi bumi seing disebut dengan pecepatan medan gavitasi bumi, yang dapat diumuskan sebagai: M g G (2) dengan M adalah massa bumi. Medan gavitasi meupakan medan konsevatif, yang meupakan gadien dai suatu fungsi potensial skala U ( ), sebagaimana beikut: F( ) U ( ) () di mana U ( ) GM / adalah potensial medan gavitasi bumi. Potensial medan gavitasi yang disebabkan oleh distibusi massa kontinu (bukan meupakan titik massa) dapat dihitung dengan pengintegalan. Jika massa 2

3 Youngste Physics Jounal ISSN : Vol., No. 2, Apil 2014, Hal tedistibusi secaa kontinu dengan densitas ( 0 ) di dalam volume V, potensial medan gavitasi pada sembaang titik P di lua benda adalah: ( 0 ) d 0 U P ( ) G (4) 0 V Hubungan antaa besa pecepatan medan gavitasi dan potensial medan gavitasi adalah g U P. Pecepatan medan gavitasi bumi bevaiasi di pemukaan bumi, dan haganya begantung pada (a) distibusi massa di bawah pemukaan, sebagaimana ditunjukkan oleh fungsi densitas ( 0 ) dan (b) bentuk bumi yang sebenanya, sebagaimana ditunjukkan oleh batas integal. Gamba Potensial Massa Tiga Dimensi [7] Reduksi Data Gavitasi Penelaahan tentang konsep eduksi data gavitasi lebih mudah dipahami dengan caa menelaah telebih dahulu ati anomali medan gavitasi. Anomali medan gavitasi didefenisikan sebagai selisih nilai medan gavitasi yang teuku di topogafi atau posisis (x,y,z) dengan medan gavitasi teoitits di topogafi untuk lokasi yang sama. Anomali medan gavitasi ini ditimbulkan oleh adanya kotas densitas dibawah pemukaan bumi. Medan gavitasi teoitis yaitu medan yang diakibatkan oleh fakto-fakto non-geologi dan haganya dihitung bedasakan umusan-umusan yang dijabakan secaa teoitis. Nilai Medan ini dipengauhi oleh letak lintang, ketinggian, dan massa topogafi di sekita titik tesebut. [8]. g(x,y,z) = gobs (x,y,z) gteoitis (x,y,z) (5) dengan g (x,y,z) meupakan anomali medan gavitasi di topogafi, dan gobs(x,y,z) adalah medan gavitasi obsevasi di topogafi yang sudah dikoeksikan tehadap koeksi pasang-suut, koeksi tinggi alat dan koeksi dift. Sedangkan g Teoitis ( x, y, z) meupakan medan gavitasi teoitis di topogafi. METODE PENELITIAN Metode gavitasi digunakan untuk mengetahui vaiasi pecepatan gavitasi di daeah penelitian. Vaiasi pecepatan gavitasi disebabkan oleh vaiasi densitas bawah pemukaan bumi Metode gavitasi ini digunakan pada studi geothemal kaena dapat menjelaskan stuktu bawah pemukaan dan zona keluanya fluida panas bumi ke pemukaan. Secaa lebih inci digunakan untuk mendeteksi stuktu bawah pemukaan sebagai pembentuk sistem panasbumi dan melokalisi daeah anomali endah yang diduga bekaitan dengan manifestasi panasbumi. Penelitian dimulai dengan membuat desain suvei dengan mengacu infomasi geologi daeah penelitian. Setelah membuat desain suvei dilanjutkan dengan akusisi data di lapangan. Pada penelitian ini sejumlah 6 titik diuku dengan menggunakan Lacoste & Rombeg G-1118 untuk mendapatkan nilai gavitasi dan GPS Temble Navigation 4600LS untuk mendapatan data posisi koodinat dan elevasi. Data yang dipeoleh dai lapangan tesebut kemudian dikoeksi tehadap tinggi alat, pasang suut, ditf, lintang, udaa bebas, Bougue, dan teain, untuk mendapatkan anomali Bougue lengkap (abl). Nilai dai abl kemudian dimodelkan. Pemodelan yang dibuat haus mempehatikan segi infomasi geologi daeah penelitian. Pemodelan tesebut akan menghasilkan stuktu bawah pemukaan dai data anomali yang kemudian dilakukan intepetasi. Intepetasi secaa kualitatif dilakukan dengan menganalisis kontu peta kontinuasi ke atas. Intepetasi kuantitatif dilakukan dengan

4 Syamsul Ilmi, dkk. Intepetasi Bawah Pemukaan... pemodelan yang di cocokkan dengan infomasi geologinya. HASIL DAN PEMBAHASAN Secaa umum, intepetasi kualitatif tehadap anomali Bougue (Gamba 4) membeikan hasil bahwa nilai anomali pada daeah penelitian bekisa antaa 20 mgal 26,5 mgal. Pada line 1 di titik pengukuan GA08 - GA10 menunjukkan nilai anomali yang tinggi bekisa 25,5 mgal 26,5 mgal nilai anomali tesebut dipekiakan pada daeah tesebut memiliki densitas batuan yang tinggi. Sementaa nilai anomali endah ditunjukkan pada aea sekita manifestasi panas bumi beupa ai panas baik pada Deekan dan Diwak bekisa antaa 21-21,5mGal. Bedasakan gamba 5 peta anomali Bougue yang diovelay dengan geologi daeah penelitian menunjukkan bahwa pada daeah penelitian menunjukkan adanya sesa yang beaah baatdaya timulaut. Hal ini dipekuat dengan pebedaan nilai anomali Bougue endah disisi utaa dan tinggi disisi selatan. Kondisi ini memungkinkan adanya sesa tuun disisi utaa dan sesa naik disisi selatan. Apabila ditinjau dai pola kontu anomali Bougue (Gamba 5) tedapat pola kontu (positif dan negatif) yang lebih apat disisi baat yang mengindikasikan adanya sesa dai aah baatlaut tenggaa. Selain itu, juga telihat pola kontu (positif dan negatif) disisi timu yang tidak begitu tajam. Hal tesebut mengindikasikan adanya sesa yang beaah sesuai dengan peta geologi. Melihat dua kondisi kemungkinan adanya sesa pada kontu anomali Bougue ditambah dengan infomasi geologi dapat diaik sebuah pendugaan bahwa aah sesa beaah baatdayatimulaut. Intepetasi kuantitatif dilalukan dengan membuat pemodelan menggunakan softwae Gav2dc, dengan masukan beupa posisi dan pofil nilai anomali gavitasi poses pemodelan stuktu bawah pemukaan cukup sulit dilakukan. Pemodelan dilalukan membuat pofil model pengamatan yang sesuai pofil model yang sebenanya. Pemodelan dapat dikatakan bena atau sesuai jika model pofil pengamatan sama dengan model pofil yang sebenanya yang dintadai dengan besanya nilai eo. Nilai eo yang semakin kecil menandakan model yang telah dibuat semakin akuat. Gamba 4 Kontu Anomali Bougue Lengkap Pemodelan digunakan untuk menggambakan stuktu bawah pemukaan dai pofil anomali gavitasi yang dihasilkan, sehingga dapat dilakukan intepetasi kuantitatif. Pada penelitian ini dibuat 2 sayatan. Dalam melakukan sayatan pelu dipehatikan bahwa sayatan melalui nilai positif dan negatif. Sayatan A yang dibuat dai aah baat laut keaah selatan (gamba 5) dai titik GA0 menuju GA010. Sedangkan sayatan B disayat melalui daeah manisfestasi ai panas Diwak menuju ketitik GA09. Gamba 5 Kontu Anomali Bougue Lengkap di Topogafi Daeah Penelitian 4

5 Youngste Physics Jounal ISSN : Vol., No. 2, Apil 2014, Hal Gamba 6 menunjukkan ada 4 lapisan batuan yang memiliki nilai densitas yang bebedabeda dan dai gamba tesebut dapat telihat adanya sesa. Pada lapisan petama dan kedua memiliki densitas yang hampi sama sehingga dianggap meupakan memiliki jenis batuan yang sama, dengan mengacu pada geologi daeah penelitian densitasnya 2,409-2,41 g/cm yang meupakan batuan sedimen yang beasal dai batuan gajahmungku yang memiliki ketebalan lapisan 1,7 km. Lapisan dengan densitas 2,409 g/cm ketebalan lapisannya sekita 1 km sedangkan lapisan dengan densitas 2,41 g/cm memiliki ketebalan sekita 0,7 km. Pada lapisan ketiga dengan densitas 2,7 g/cm masih beasal dai batuan gajahmungku dengan jenis batuan andesit. Ketebalan lapisan ketiga sekita 0,84 km. Pada lapisan keempat memiliki nilai densitas batuan 2,99 g/cm dengan ketebalan sekita 0,7 km. Lapisan keempat tesebut diduga beasal dai fomasi batuan kaligetas yang beupa batuaan beksi vulkanik. Gamba 6 Pemodelan 2D Data Gavitasi pada Sayatan A Pada pemodelan sayatan A telihat adanya sesa hal ini dipekuat adanya kenampakan di daeah penelitian beupa sungai (Kali Jumbleng). Pemodelan sayatan B pada gamba 7 menunjukkan ada lapisan batuan yang memiliki nilai densitas yang bebeda-beda dan dai gamba tesebut dapat telihat adanya sesa yang pada kenapakan di pemukaan meupkan Sungai Jumbleng. Pemodelan sayatan B seupa dengan pemodelan pada sayatan A. Dimana, pada lapisan petama dan kedua memiliki densitas yang hampi sama sehingga dianggap meupakan memiliki jenis batuan yang sama, dengan mengacu pada geologi daeah penelitian densitasnya 2,409-2,41 g/cm yang meupakan batuan sedimen yang beasal dai batuan gajahmungku. Pada lapisan ketiga dengan densitas 2,7 g/cm masih beasal dai batuan gajahmungku dengan jenis batuan andesit. Pada pemodelan telihat adanya sesa hal ini dipekuat adanya kenampakan di daeah penelitian beupa sungai (Kali Jumbleng) yang beada di aea ai panas Diwak. Gamba 7 Pemodelan 2D Data Gavitasi pada Sayatan B Bedasakan pemodelan kedua sayatan A dan B menunjukkan adanya sesa di wilayah Diwak dan Deekan dimana sesa tesebut meupakan sesa tuun, dengan bagian tuun di sebelah utaa dan bagian naik di sebelah selatan. Dengan kenampakan sungai yang beada di daeah penelitian yang membentang dai baat daya menuju timu laut, sehingga diduga sesa mengaah baat daya ke timu laut hasil. Stuktu geologi bawah pemukaan pada daeah panas bumi sangat dipengauhi oleh fakto pengontol keluanya fluida panas bumi. Asosiasi zona etakan dengan sesa yang akan menyalukan fluida panas bumi ke pemukaan meupakan fakto penting dalam sistem panasbumi. Zona sesa yang beada di daeah Diwak dan Deekan meupakan media jalan kelua fluida panas bumi ke pemukaan. Bedasakan gamba 5 dan gamba pemodelan sayatan A (gamba 6) dan pemodelan sayatan B (gamba 7) dapat disimpulkan bahwa letak heat souce beada di daeah selatan daeah penelitian. 5

6 Syamsul Ilmi, dkk. Intepetasi Bawah Pemukaan... Fluida panas bumi yang muncul di pemukaan becampu dengan ai sungai, kaena di atas zona sesa tedapat sungai dengan jumlah ai yang belimpah. Hal ini menyebabkan kada fluida panasbumi menjadi sama dengan ai pemukaan, sehingga seing ditafsikan bahwa fluida panas bumi tesebut meupakan alian samping (out flow) dai sistem gunungapi di dekat daeah penelitian. Pendugaan ini tentu pelu dijelaskan lebih lanjut, sehingga didapatkan model geofisika yang dapat menggambakan sistem panas bumi Diwak-Deekan dengan tepat. KESIMPULAN Bedasakan hasil pengolahan data hingga pemodelan dapat dipeoleh kesimpulan: 1) Stuktu geologi bawah pemukaan daeah penelitian tesusun oleh 2 fomasi batuan yaitu fomasi batuan gajahmungku dan fomasi batuan kaligetas. Adanya bidang sesa yaitu sesa tuun beada di sebelah utaa yang meupakan di wilayah Diwak- Deekan yang beaah baatdaya-timulaut. 2) Stuktu bawah pemukaan di wilayah Diwak-Deekan beada pada zona sesa, yang meupakan media jalan kelua fluida ke pemukaan pada sistem panas bumi daeah tesebut dan letak heat souce diintepetasikan di bagian selatan daeah penelitian. Pat I, Geothemal Science and Technology, 2 (1), [] Gaffa, E.Z., Dadan, D.W. dan Djedi, S.W., 2007, Studi Geofisika Tepadu di Leeng Selatan G. Ungaan Jawa Tengah, dan Implikasinya Tehadap Stuktu Panasbumi, Junal Meteoologi Dan Geofisika, Vol. 8, No.2, [4] White, D.E., 1967, Some Pinciples of Geyse Activity, Mainly fom Steamboat Spings. Nevada [5] Hochstein, M.P. (1990), Classification and Assessment of Geothemal Resouces. In: Dickson MH and Fanelli M (eds) Small geothemal esouces, NITAEWNDP Cente fo Small Enegy Resouces, Rome, Italy, [6] Jacobs,J.A, Russel,R.D, Wilson,J.T., Physics and Geology. New Yok: Mc Gaw-Hill Book Company [7] Telfod, W.M., Geldat, L.P., Sheiff, R.E., and Keys, D.A., 1976, Applied Geophysics, Cambidge: Cambidge Univesity pess. [8] LaFeh, T.R, 1980, Novembe, Gavity Method: Geophysics, Vol. 45, No. 11, UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan teimakasih kepada D. Eng. Udi Hamoko, M.Si seta I. Sugeng Widada yang telah membei aahan dan bantuan dalam penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA [1] Susanti, Nova, 2011, Pemodelan Sistem Panas Bumi Pincaa Kabupaten Luwu Utaa Sulawesi Selatan Bedasakan Data Geofisika, Tesis, Jakata: Univesitas Indonesia. [2] Bodvasson, G.S. and Withespoon, P.A., 1989, "Geothemal esevoi engineeing - 6