Bab IX - Manusia Dan Gunungapi - Keuntungan

7/23/2019 Bab IX - Manusia Dan Gunungapi - Keuntungan

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ix-manusia-dan-gunungapi-keuntungan 1/17

PROGRAM STUDI GEOFISIKA

JURUSAN FISIKA, FAKULTAS MIPA

UNIVERSITAS GADJAH MADA

FISIKA GUNUNG API

“Man and Volcanoes : The Benefits”

A. Pendahuluan

Jika pada pertemuan sebelumnya hampir semua kelompok membahas mengenai

bahaya, ancaman, dan dampak yang negatif dari adanya gunung api. Namun, pada

kesempatan kali ini akan dibahas mengenai manfaat atau dampak positif dari adanya

gunung api. Berikut adalah outline yang akan dibahas pada kesempatan kali ini:

Gunungapi & Sistem Geothermal (Volcano and geothermal systems)

Gunungapi dan Tempat Pengendapan Bijih (Volcano – hosted of ore deposits)

Pemanfaatan material erupsi gunungapi dalam bidang industri (Industrial uses of

volcanic materials)

B. Gunungapi & Sistem Geothermal (Volcano and geothermal systems )

Pendahuluan

Tidak perlu jauh – jauh ke beberapa negara di dunia, tempat tinggal kita yaitu di

Indonesia merupakan salah satu negara di dunia yang mempunyai banyak gunung

api. Oleh karena itu dengan adanya banyak gunung api di Indonesia menjadikan

negara ini kaya akan sumber panas bumi (geothermal ).

Geothermal energy adalah energi yang tersimpan dalam bentuk air panas atau uap

pada kondisi tertentu pada kedalaman beberapa kilometer di dalam kerak bumi.

Sedangkan geothermal area adalah suatu daerah dipermukaan bumi dalam batas



tertentu dimana terdapat energi panas bumi dalam suatu kondisi hidrologi – batuan

tertentu atau disebut dengan sistem panas bumi.

Sistem Panas Bumi

Geothermal system atau sistem panas bumi adalah sebuah terminologi yang

digunakan untuk berbagai hal tentang sistem air – batuan dalam temperature tinggi.

Terminologi tersebut berkaitan dengan penggunaan khususnya pemanfaatan sumber

panas tadi. Penggunaan energi tadi dapat berupa penggunaan langsung dari air atau

uap yang mengalir ke permukaan bumi atau melalui pemboran. Contohnya

penggunaan dalam industri proses, wisata atau diubah menjadi tenaga listrik.

Syarat sistem panas bumi sendiri terdiri dari :

Sumber Panas

Sumber panas bumi dapat berupa magma ataupun intrusi

Recharge Water

Supply air untuk melakukan proses ulang

Batuan Reservoir

Batuan tempat dimana menyimpan sumber fluida

Lapisan Penudung

Batuan penutup dari batuan reservoar

Struktur Geologi

Biasanya berupa rekahan – rekahan yang membantu tempat keluarnya sumber

potensi panas bumi

Sistem panas bumi berasosiasi dengan 2 hal yaitu :

Gerakan lempeng tektonik

Gerakan lempeng tektonik sendiri di bagi menjadi tiga macam, yaitu :

konvergen. gerakan ini juga di bagi lagi menjadi tiga:

Subduksi, disebabkan adanya pertemuan antara dua lempeng yang berbeda,

yaitu lempeng samudra dan lempeng benua. karena adanya perbedaan

massa lempeng, salah satu lempeng akhirnya menunjang kedalam, lempeng

yang menunjam kedalam adalah lempeng samudra karena lempeng ini

mempunyai massa yang lebih kecil di bandingkan lempeng benua, akibat



dari penunjaman ini menyebabkan lempengnya meleleh(melting) sehingga

sumber panas akan semakin dekat dengan permukaan bumi. subduksi ini

sebagai penyebab munculnya gunung berapi aktif. contoh geothermal yang

berasosiasi dengan subduksi adalah di kamojang jabar.

Koalisi, yaitu pertemuan antara lempeng benua dengan lempeng benua yang

mempunyai massa sama, akibat dari koalisi akan memunculkan adanya

pegunungan lipatan seperti di himalaya. contoh nya di lapangan panas bumi

Yangbajing.

Lempeng samudra dengan lempeng samudra. akibat dari peristiwa ini adalah

munculnya kepulauan vulkanik di lautan, misal kan sebagai contoh di hawai

Gambar 1 : syarat sistem panas bumi

Divergen, adalah pemekaran atau pemisahan lempeng atau benua, karena

adanya pemisahan lapisan penutup ini menyebabkan sumber panas bumi

semakin dekat dengan permukaan bumi.contohnya di iceland.

Transform atau persimpangan yang menimbulkan suatu patahan, yang

menimbulkan horst dan graben. contohnya di sarulla, sumatra utara.



Stratigrafi.

Merupakan geothermal di cekungan sedimen karena adanya pelapisan yang

semakin tebal di atas menyebabkan lapisan paling bawah mengalami tekanan

tertinggi dan akhirnya dapat mengeluarkan sumber panas. sering di kenal dengan

istilah geopressure geothermal.

Berdasarkan Simplified Classification by Ellis & Mahon, 1997, sistem panasbumi

dibagi menjadi dua bagian yaitu :

Sistem siklus

Sistem storage

Dalam pembahasan kali ini hanya dibatasi pada sistem siklus saja karena sistem

storage berkaitan dengan sistem penyimpanan cekungan pada sedimen, bukan

berkaitan dengan gunung api. Sistem siklus ini cenderung adanya presipitasi di

daerah tangkapan dan mengalir kebawah dikontrol oleh struktur geologi. Banyak

mata air panas, namun jarang mencapai titik didih.

Adapun sistem siklus yang akan dibahas disini adalah Sistem suhu tinggi berasosiasi

dengan volkanisme. Sistem ini cenderung berkaitan dengan daerah pusat erupsi

andesitik, densitik, riolitik dibandingkan basaltik (McNitt, 1970). Sirkulasi sistem

geothermal pada bagian dangkal terjadi jika suhu turun dekat permukaan dengan

tekanan rendah dan tercampur dengan air dari permukaan. Ke arah permukaan

terbentuk mata air panas atau fumarol dan air tanah – uap panas. Disini terdapat

juga batas udara, air dan uap pada level tekanan tertentu. Pemanasan air biasanya

dari magma atau intrusi melalui batuan beku dan melalui rekahan. Elder (1965)

menjelaskan kemungkinan adanya konveksi pada bodi magma sehingga panasterpelihara.

Suatu sistem panas bumi berasosiasi dengan gunung api biasanya :

Sublimasi sulfur masif

Kadang kadang mengeluarkan steam dan SO2

Discharge kondensat asam

Kemudian ciri khas dari sistem panas bumi yang berasosiasi dengan gunung api

adalah sebagai berikut :

Memiliki suhu yang tinggi



Memiliki kandungan gas magmatik yang tinggi

Memiliki permeabilitas yang relatif kecil

Contoh daerah sistem geothermal yang langsung terbentuk dengan gunung api yaitu

kawah Kamojang, Dieng, Muaralaboh, Lahendong, G. Talang.

Gambar 2 : sistem panas bumi berasosiasi dengan gunung api

Pemanfaatan Langsung

Proses industri

Pertanian

Contohnya adalah pada PLTP Darajat yang berdampingan dengan hutan lindung dan

pertanian yang dikelola oleh masyarakat

Peternakan/Perikanan

Peternakan udang darat yang mempergunakan sisa fluida dari PLTP Wairaki untuk

menghangatkan air kolam (Selandia Baru)

Tempat pariwisata (pemandian air panas)

Contohnya adalah tempat wisata Maribaya di sebelah utara Kota Bandung dan tempat

wisata Cibolang yang terletak di kawasan perkebunan teh PTP VIII Malabar

Pangalengan.

Pemanas/pendingin ruangan



Gambar 3 : pemanfaatan pada industry

Gambar 4 : pemanfaatan pada bidang peternakan



Gambar 5 : pemanfaatan wisata

C. Gunungapi dan Tempat Pengendapan Bijih (Volcano – hosted of ore deposits)

Proses volkanisme mempunyai peranan dalam pembentukan dan menjadi induk dari

sebuah bijih (ore) mineral seperti Emas, Timbal, Aluminium, Intan, Tembaga, Seng.

Mineral-mineral tersebut sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari.

Alumunium

Bijih Aluminium atau Bauksit biasanya terdapat pada batuan basalt. Aluminium

memiliki sifat yang mudah menghantarkan panas (konduktif) sehingga logam

olahannya banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang.

Diamond

Diamond atau intan merupakan mineral yang memiliki kekerasan paling tinggi

dalam skala Mohs. Dimanfaatkan dalam melakukan drilling sebagai mata bor dan

sebagai perhiasan.

Intan terbentuk di dalam mantle pada tipe magma langka yang disebut Kimberlite

dan tererupsi melalui diatreme. Kimberlite kaya akan gas, terdapat pada batuan

beku ultrabasa yang terdiri dari mineral olivine, phlogopite, diopside, serpentine,calcite, kandungan mineral yang bersifat minor seperti apatite, magnetite,

chromite, garnet, dan intan itu sendiri. Sumber dari magma kimberlite

diperkirakan pada kedalaman 200 km, lebih dalam daripada sumber magma pada

umumnya.

Pada kedalaman 200 km, tekanan 60000 kali lebih besar daripada permukaan

bumi dan temperaturnya mencapai 1500 C. Magma kimberlite kaya akan CO2 dan

air. Magma kimberlite muncul sebagai suatu intrusi. Pemberian nama kimberlite

diasosiasikan dengan batu yang mengandung intan di daerah Kimberley, Afrika

Selatan



Emas

Emas sendiri berasosiasi dengan 3 hal yaitu :

Greenstone belts

Greenstone belts terdapat di Australia, Afrika Selatan, dan Kanada. Merupakan

sekuen volcanic-sedimentary yang terdiri dari batuan ultrabasa, dolerite, basalt,

chert, batupasir, shale, dan tuff. Sekuen sangat kompleks karena telah

mengalami metamorfisme, lipatan, patahan, dan terkena sesar geser.

Emas terbentuk disepanjang ujung dari greenstone belts yang berasosiasi

dengan struktur geologi. Induk batuannya adalah basalt yang telah teralterasi

dan fractured. Emas termobilisasi oleh larutan hidrotermal saat terjadi

metamorfisme regional. Larutan ini kemungkinan hanya mengandung sedikit

emas, namun larutan ini dapat mempresipitasi emas pada suatu kondisi kimia

tertentu. Deposit emas sendiri biasanya dalam bentuk urat kurasa yang

mengandung emas didalamnya.

Gambar 6 : pembentukan greenstone belts

Phorpyry Deposit

Emas ditemukan juga dalam suatu bijih yang berasosiasi dengan porfiritik.

Porfiritik adalah suatu tekstur batuan beku yang memiliki fenokris dan

groundmass. Deposit ini terbentuk dibawah tipe gunungapi stratovolcano dan

berasosiasi dengan zona subduksi. Diperlukan banyak batu yang ditambang

agar mendapatkan emas.

Epithermal Deposit Pembentukan mineral deposit yang berasosiasi dengan hot water disebut

epithermal. Terbentuk pada kedalaman 1 km dengan temperatur 50-200 C,



magma yang dangkal menjadi sumber panasnya. Hot water yang naik

membawa emas yang telah terlarutkan, ini membuat emas mengalami

presipitasi. Boiling zone ini yang dijadikan target dari eksplorasi mineral

Nikel

Nikel biasanya ditambang pada greenstone belt yang biasanya berada pada

gunung api purba. Biasanya tambang nikel berasosiasi dengan aliran lava ultrabasa

yang biasanya disebut komatites. Didalam komatites ini biasanya mengandung

banyak mineral olivin dan terbentuk dari pelelehan mantle. Tekstur komatites

sendiri bisa dibilang unix yaitu spinifex, yaitu tekstur dimana mineral terbentuk

tumbuh memanjang bersifat intergrowth of long.

Gambar 7 : kenampakan tekstur komatites

Gambar 8 : Cross-section of a typical komatiite lava flow. Simplified from Hill and others, 1989



Base Metal

Berkaitan erat dengan VMS (Volcanogenic Massive Sulfida), dimana merupakan

jenis logam sulfida deposit bijih, terutama Cu-Zn-Pb yang berhubungan dengan

gunung berapi terkait dengan proses hidrotermal di lingkungan bawah laut.

Deposit dari VMS biasanya berupa akumulasi berlapis mineral sulfida, yang

mengendap dari cairan hidrotermal dibawah dasar laut dalam berbagai

pengaturan geologi dan terbentuknya hingga sekarang. VMS biasanya identik

dengan belerang sehingga biasa disebut Black Smoker.

Cadangan bijih gunung api telah menjadi sokongan ekonomi bagi beberapa Negara

selama seribu tahun. 3 tipe karakteristik cadangan dikenal dari mid-ocean ridge

(MOR) saat ini. Tipe pertama adalah tipe kaya besi dan manggan. Tipe kedua hanya

kaya manggan dan tipe ketiga kaya akan sulfide dan sedikit manggan. Tipe pertama,

tipe paling banyak dijumpai biasanya membentuk cadangan di dasar laut sedimen

diatas kerak gunung api. Tipe ketiga adalah tipe yang paling spektakular karena ini

terbentuk melalui cerobong air panas , disebut black smoker, mid-ocean ridge atau

gunung bawah laut aktif. Black smoker pertama kali ditemukan di tebing timur pasifik

pada tahun 1977. Ekspedisi selam “Alvin” menemukan banyak cerobong bulat

dengan tinggi 10 m dan lebar 4 m, sekitar 1000km utara dari pegunungan Galapagos.

Itu tidak hanya sepenuhnya terdiri dari mineral besi tapi juga mengeluarkan air panas

hidrotermal ke dalam air laut yang dingin. Di tempat keluar air panas, awan padat

dari Kristal gelap sulfide, mineral bijih, terutama besi, seng, dan tembaga sulfide

terbentuk. Itu adalah alas an penamaan lubang itu “black smoker”.

Gambar 9 : black smooker kaya barite putih keluar dari katup di cekungan Lau



Awal tahun 1970an, ilmuwan menyadari bahwa nilai pengukuran aliran panas

sepanjang mid-ocean ridge lebih rendah daripada yang diperkirakan. Hipotesisnya

adalah dasar laut turun kebawah kerak di atas daerah kemudian melapisi lagi setelah

dipanaskan di pusat magma. Awalnya, air laut dingin tidak hanya terpanaskan ketika

berputar dekat kantung magma panas, tapi juga menjadi asam, dan berubah menjadi

solusi hidrotermal sampai panas 350o ketika kembali ke dasar laut. Panas dan asam

mengkaratkan seluruh batuan, yang mana mereka terangkat dan menjadi kaya akan

elemen seperti seng dan tembaga. Pada kasus cerobong, solusi panas cepat

mendingin, menjadi jenuh, dan mengendapkan mineral bijih, terutama sulfide.

Lubang geothermal di dasar laut adalah tempat keluarnya air panas. Sulfida padat

terbentuk pertama, dimana solusi hidrotermal miskin Cu, Ni, Cd, Zn, Hg, S, Se, Cr dan

U. Sedimen yang kaya akan besi dan manggan terbentuk di tempat bersuhu rendah.

Tidak semua cadangan bijih hidrotermal bias dijelaskan dengan reaksi panas magma

dan air dan air luar. Di masa depan, penambangan sulfide padat yang terbentuk

sepanjang mid-ocean ridge dengan laju penyebaran sedang sampai cepat, sangat

diragukan. Tidak hanya dari segi harga pasar logam, tapi juga dari segi hukum

nasional yang kompleks. Selain itu, juga dampak lingkungan yang besar dan kerja

keras yang ekstra dari para penambang dasar laut.

D. Pemanfaatan material erupsi gunungapi dalam bidang industri (Industrial uses of

volcanic materials)

Material hasil erupsi gunungapi memiliki potensi untuk dimanfaatkan dalam bidang

industri. Dibagi menjadi dua macam yaitu :

Volcanic soil (Tanah Vulkanik)

Tanah vulkanik adalah tanah yang terbentuk dari material-material erupsi

gunungapi. Material-material erupsi tersebut mengalami pelapukan sehingga

menjadi tanah yang subur. Namun, apakah semua area di sekitar gunungapi dapat

berpotensi untuk menjadi tanah vulkanik?

Saat mengunjungi Hawaii, terdapat perbedaan kenampakan yang mencolok antara

daerah Kona dan Hilo. Di daerah sebelah sisi selatan Kilauea merupakan lava

gurun pasir yang kering. Di Islandia, dimana sebagia besar wilayahnya adalah

daerah vulkanis serta memiliki curah hujan yang tinggi, namun tanah vulkanik di



Islandia tidak dapat terbentuk. Hal ini terjadi karena kondisi yang terlalu dingin

untuk pembantukan tanah secara kimia maupun biologi.

Ketika sebuah gunung api meletus, ia akan memuntahkan aneka partikel yang

panas ke udara. Salah satu material yang dikeluarkan gunung api adalah abu

vulkanis. Ketika pertama kali muncul, abu yang sangat panas dan pekat ini bisa

membahayakan. Namun, begitu kondisi mendingin, abu yang melapisi permukaan

tanah tersebut bisa meningkatkan kesuburan tanah. Beberapa kondisi yang

membuat material vulkanik khususnya abu vulkanik menjadi bahan tanah vulkanik

yang subur adalah sebagai berikut:

Partikel abu vulkanik bersifat porous. Memiliki sifat porous membuat partikel abu vulkanik mampu menangkap air

sehingga mampu mempertahankan kelembaban tanah lebih lama serta

menyalurkan air ke akar-akar tanaman lebih lambat. Hal ini menguntungkan

untuk daerah yang kering.

Abu vulkanik kaya akan unsur hara.

Abu vulkanik mengandung S, Mg serta K yang sanga berperan penting untuk

metabolism perkembangan tumbuhan.

Sifat glass abu vulkanik.

Abu vulkanik mengandung gelas-gelas vulkanik yang jika mengalami

pelapukan akan membentuk mineral alofan. Mineral alofan adalah mineral liat

tanah yang paling reaktif. Sedangkan gelas vulkanik terbentuk karena magma

runcing yang tidak sempat mengkristal sehingga bentuknya menjadi serpihan-

serpihan. Mineral alofan tersebut akan mengikat bahan organic sehingga

tanah menjadi subur.

Sehingga, apabila semua syarat terpenuhi, yaitu iklim hangat, curah hujan

memadai serta material vulkanik cukup maka daerah tersebut berpotensial

sebagai tanah vulkanik yang subur. Contohnya adalah di Indonesia, Filipina

serta Amerika Latin.

Raw Material

Suatu gunungapi yang mengalami erupsi akan mengeluarkan material daridalambumi (lava). Peristiwa keluarnya magma dari perut bumi tersebut biasanya

disertai pula dengan dikeluarkannya material - material lain hasil erupsi seperti



batuan beku hasil erupsi ( pumice (batuapung), basal, scoria, obsidian), tuff ,

ignimbrite, zeolite, dan lain sebagainya dengan berbagai ukuran dari ukuran bomb,

block , hingga lapilli), abu vulkanik, awan panas, pyroclast (jika erupsi bersifat

efusif) yang kemudian menghasilkan endapan – endapan vulkanik pada daerah di

sekitar gunung api tersebut dan daerah yang terkena aliran erupsi tersebut.

Gambar 10 : Ladang padi di Lereng Gunung Merapi

Material hasil erupsi gunung api dan endapan vulkanik yang dihasilkan dapat

dimanfaatkan secara langsung dan memiliki potensi untuk dimanfaatkan dalam

bidang industri. Pemanfaatan material ini seringkali berkaitan dengan bidang

industri, diantaranya digunakan sebagai bahan konstruksi dan bahan campuran

semen dalam industri bangunan, pembuatan perkakas, tambang, dan lain

sebagainya.

Pumice merupakan material yang mudah ditambang, material konstruksi yang

bagus. Pumice dicampur dengan semen yang digunakan sebagai bahan

bangunan.

Pasir sebagai material erupsi yang paling besar jumlahnya, ditambang dan

dijadikan material bangunan.

Ignimbrite digunakan sebagai bahan baku utama dalam industri pahat. Selain

itu, ignimbrite yang sudah terpadatkan dapat dijadikan sebagai bahan

bangunan dan juga sebagai bahan dinding ornamen.



Gambar 11 : penambangan pumice

Gambar 12 : pemanfaatan ignimbrites

Zeolit digunakan sebagai bahan tambang.

Obsidian di beberapa negara digunakan sebagai bahan pembuat pisau bedah.

Obsidian juga dapat dimanfaatkan sebagai perhiasan, contohnya di Mexico

dan Georgia. Pada zaman dahulu (purba), obsidian juga sering digunakan

sebagai alat potong atau ujung tombak dalam berburu karena sudutnya yang

tajam.

Basal, scoria, dan batuan bekulainnya (andesit, granit, dan lain sebagainya)

sering digunakan dalam industri pahat juga dalam pembuatan perkakas

(misal: cobek dan lain sebagainya).



Gambar 13 : obsidian

Gambar 14 : penggunaan obsidian

Gambar 15 : pemanfaatan basal - scoria



Gambar16 : pemanfaatan basal – scoria

Tuff yang mengandung zeolite bila dihancurkan dapat menghasilkan semen

berkualitas tinggi. Blue basalt berbutir halus digunakan sebagai bahan

pembentuk lantai.

Selain kegunaan material - material tersebut dalam bidang industri, manfaat lain

yang dapa diambil dari hasil erupsi adalah meningkatnya kesuburan tanah di area

sekitar gunung api tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Santoso, Djoko Prof. Dr. Ir. M.Sc. Volkanologi dan Eksplorasi Geothermal . Bandung :

Institute Teknologi Bandung

Schmincke, Hans – Ulrich. 2004. Volkanism. Verlag Berlin Heidellberg : Springer

WN, Sintia. 2010. Handout Eksplorasi Panas Bumi . Yogyakarta : Laboratorium Geofisika

Program Studi Geofisika Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Gadjah Mada

LAMPIRAN

Pada lampiran ini akan di lampirkan beberapa hasil diskusi dalam kelas. Adapun berikut

hasil diskusi :

1. Fransiska Atika Indriyani : kenapa sistem panas bumi berasosiasi dengan gunung api

cenderung berkaitan dengan daerah pusat erupsi andesitik, densitik, riolitik

dibandingkan basaltik?

Jawab :



Agung Dwi Alfianto : karena gunung api terbentuk di daerah kerak benua hasil dari

proses subduksi antara kerak samudera dan kerak benua. Kerak samudera yang

bersifat basaltik menabrak kerak benua pada kedalaman tertentu akan mengalami

partial melting kemudian magma yang dihasilkan keluar melalui rekahan – rekahan

kerak benua yang lebih bersifat intermdiet – asam. Oleh karena itu yang dihasilkan

adalah bersifat intermediet – asam

Gambar 17 : kenampakan sistem tektonik (Agung Dwi Alfianto, 2012)

2. Fransiska Atika Indriyani : apa yang dimaksud lingkungan dangkal pada pernyataan

“Sirkulasi sistem geothermal pada bagian dangkal terjadi jika suhu turun dekat

permukaan dengan tekanan rendah dan tercampur dengan air dari permukaan” ?

Jawab :

Fajar Tasrik Akbar dan Agung Dwi Alfianto : dangkal dalam proses geothermal ini

bukan berarti dekat dengan permukaan. Namun beberapa kilometer di bawah

permukaan bumi.

3. Fittra Irwandhono : menurut kelompok kalian apakah energi panas bumi mampu

berkembang di Indonesia? Apa pendapat kalian?

Jawab :

Fajar Tasrik Akbar : mampu, karena Indonesia menyumbang banyak potensi

geothermal yang ada di dunia. 15 sumur yang sudah produksi pada tahun 2008 saja

bisa menduduki peringkat 3 dunia. Apa lagi bila mampu memproduksi beberapa

sumur lagi. Hanya saja memang banyak perusahaan yang belum berani melakukan

invest karena proses kembali yang cukup lama.

Documents

Bab IX - Manusia Dan Gunungapi - Keuntungan