PENDAHULUAN
Indonesia merupakan salah satu daerah yang memiliki kekayaan alam yang cukup melimpah, salah satunya ialah sumber energi panas bumi. Keberadaan cadangan panas bumi tersebut akibat dari wilayah Indonesia terletak di daerah geologis dengan pertemuan tiga lempeng tektonik (Maswah dalam Andini et. al., 2020). Wilayah tersebut di tandani dengan banyaknya gunung api yang masih aktif atau sering disebut wilayah ring of fire atau cincin api.
Sumber energi panas bumi adalah sumber energi alternatif yang ramah lingkungan di banding dengan sumber energi lainnya, seperti batubara, minyak dan gas. Hal tersebut kerena sumber energi panas bumi tidak meningkatkan emisi gas rumah kaca seperti pada pembakaran bahan bakar fosil (Fandari dalam Andini et. al., 2020).
Untuk memanfaatkan energi panas bumi, kita perlu mengetahui terlebih dahulu potensi panas bumi. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai metode geofisika termasuk metode magnetotellurik . Metode magnetotellurik menggunakan gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari arus tellurium pada formasi batuan.
Arus tersebut dibangkitkan oleh penetrasi gelombang elektromagnetik yang ditimbulkan oleh angin matahari (Unsworth dalam Andini et. al., 2001).
Metode magnetotellurik menggunakan medan elektromagnetik alami dengan spektrum frekuensi yang sangat luas, yaitu 10-4 Hz hingga 103 Hz. Menurut para ahli, gelombang elektromagnetik ini berasal dari ionosfer bumi, direkam oleh instrumen geofisika berupa sensor magnet dan listrik, diolah secara matematis oleh perangkat lunak berdasarkan teori EM sehingga diperoleh informasi pola penyebaran nilai konduktivitas material di bawah permukaan bumi mulai dari kedalaman beberapa ratus meter hingga puluhan kilometer (Irfan & Lestari, 2020).
Pengukuran metode magnetotellurik di dasarkam oleh persamaan Maxwell yang ditulisskan pada persamaan (1a) dan (1b).
∇× E=−∂ b
∂t (1a)
∇× H=j+∂ D
∂ t (1b)
E merupakan medan listrik (Volt/m), B merupakan fluks atau induksi magnetik (Weber/m2 atau Tesla), H merupakan medan magnet (Ampere/m), j merupakan rapat arus (Ampere/m2 ) dan D merupakan perpindahan listrik (Colomb/m2 ).
Persamaan (1a) menunjukan bahwa perubahan fluks magnetik menyebabkan medan listrik dengan gaya gerak listrik berlawanan dengan perbedaan fluks magnetik yang menyebabkannya. Persamaan (1b) menunjukan bahwa medan magnet timbul karena fluks total arus listrik yang disebabkan oleh arus konduksi dan arus perpindahan.
Kedalaman penetrasi medan elektromagnet bergantung pada frekuensi f dan resistivitas medium (Kearey et. al. dalam sudrajat et. al., 2013). Besaran skin depth digunakan untuk memprediksi kedalaman penetrasi. Rumusan persamaan skin depth dapat dilihat dalam persamaan (2).
δ=
√
2ωμρ≅0.503√
ρf KM (2)ISI
Energi panas bumi merupakan sumber energi panas yang terkandung dalam air panas, uap air, batuan, dan mineral ikutannya serta gas-gas lain yang secara genetis berkerabat dekat dalam sistem panas bumi. Panas bumi (geotermal) berada di bawah permukaan bumi dan terbentuk secara alami. Sumber energi ini berasal dari pemanasan batuan, air, dan unsur-unsur lain yang tersimpan di dalam kerak bumi.
Energi panas bumi merupakan energi diekstrasi dari panas yang tersimpan di dalam bumi. Energi panas bumi berasal dari inti bumi (ilyas, 2012).
Energi panas bumi sangat ekonomis dan ramah lingkungan, namun terbatas hanya pada wilayah yang dekat dengan batas lapisan tektonik. Dianggap ramah lingkungan karena unsur-unsur yang terkait dengan energi panas tidak berdampak terhadap lingkungan atau berada dalam batas yang berlaku. Hal itu membuat panas bumi menjadi sebuah sumber daya alam yang sangat menguntungkan apabila di kelola dengan baik (ilyas, 2012). Salah satu bidang studi yang memperlajari eksplorasi panas bumi adalah geofisika. Geofisika memiliki berbagai metode untuk eksplorasi panas bumi salah satunya adalah metode magnetotellurik.
Metode magnetotellurik merupakan metode geofisika yang menggunakan medan elektromagnetik alami sebagai gelombang atau sumber energi untuk mengetahui struktur resistivitas bawah permukaan. Magnetotelurik adalah metode eksplorasi yang secara pasif mengukur medan elektromagnetik alami yang memancar dari Bumi.
Medan elektromagnetik yang digunakan memiliki rentang frekuensi yang luas dan dapat menyelidiki bawah tanah dari kedalaman puluhan hingga ribuan meter (suharno et. al., 2020).
Penerapan metode magnetotelluril dalam eksplorasi panas bumi biasanya dilakukan untuk meminimalkan risiko eksplorasi, mempercepat eksplorasi dan mengambil keputusan yang akurat berdasarkan data yang diperoleh. Khusus dalam aplikasi eksplorasi panas bumi, metode magnetotellurik terbukti menjadi salah satu metode geofisika yang dinilai paling efektif, efisien, dan relatif akurat dalam menentukan
lokasi dan sebaran tutupan batuan panas bumi sehingga memudahkan dalam penentuan zona sasaran panas bumi.
Pengumpulan data magnetotellurik di daerah penelitian dilakukan dengan mengukur secara simultan komponen horizontal medan listrik dan magnet. Alat ukur magnetotellurik terdapat tiga sensor sinyal magnetik (magnetometer) dan dua pasang sensor sinyal listrik (elektroda), PC, dan unit penerima sebagai pengolah sinyal dan perekam data (sudrajat et. al., 2013). Sensor tersebut menerima pancaran gelombang elektromagnet yang di pancarkan oleh batuan yang memiliki tingkat resistivitas yang cukup tinggi.
Data hasil pengukuran lapangan ditransformasikan ke domain frekuensi menggunakan transformasi Fourier pada software SSMT 2000. Nilai crosspower ditentukan sebelum proses robust. Robust processing adalah cara yang baik untuk menghilangkan outlier dan titik yang menyimpang secara signifikan dari garis tren data. Cara ini dapat mengurangi pengaruh efek dari titik data yang mengandung banyak noise (sudrajat et. al., 2013).
Prinsip robust processing merupakan membagi data ke dalam segmensegmen dengan ukuran sama. Setiap segmen diproses untuk menghasilkan data parsial (crosspower) dari titik data respons fungsi transfer. Penghapusan data dari noise menggunakan prinsip robust processing dapat dilakukan secara manual dengan memilih data menggunakan perangkat lunak MT-Editor. Hasil proses robust pada software SSMT 2000 ditampilkan pada software MT-Editor dalam bentuk resistansi semu dan diagram fasa, dimana setiap titik respon fungsi transfer terdiri dari bagian-bagian parsial yang disajikan dalam grafik crosspower apparent resisitivity dan fase (sudrajat et. al., 2013).
Proses data seleksi Robust dilakukan secara berulang dengan tujuan meminimalkan efek noise pada data yang dihasilkan dan memperhalus pola grafik dari resistansi dan fasa semu. Dimulai dengan perangkat lunak SSMT 2000, robust processing diterapkan sebelum menampilkan data dalam domain frekuensi.
Hasil robust processing pada software SSMT 2000 umumnya diperoleh grafik apparent resisitivity dan phase dalam domain frekuensi dengan pola masih berantakan dan acak untuk letak data di frekuensi rendah. Sebaliknya, pada frekuensi tinggi data cukup rapi dan hanya membutuhkan sedikit proses membuat grafik lebih halus.
Data yang diolah dengan software MT-Editor perlu diinversi untuk mendapatkan model struktur bawah permukaan. Proses pemodelan diolah menggunakan software WinGLink. Model yang diperoleh dapat berbentuk model peta dan direpresentasikan dalam kontur elevasi dan letak titik pengukuran magnetotellurik.
Menggunakan pemodelan cross section penggambaran lapisan bawah permukaan bumi terlihat lebih jelas. Model cross section itu sendiri adalah model yang menyerupai data log bor yang menunjukkan nilai resisitivitas terhadap kedalaman pada setiap titik lokasi yang dikorelasikan untuk semua titik pengukuran yang di peroleh dari pengolahan data (sudrajat et. al., 2013). Model cross section ditunjukkan dalam Gambar 1.
Gambar 1. Model Cross Sections data (sudrajat et. al., 2013)
Pemodelan Cross Sections memudahkan dalam pembacaan kondisi di bawah permukaan bumi sehingga memudahkan dalam menentukan daerah mana yang berpotensi terdapat panas bumi secara tepat dan akurat.
KESIMPULAN
Energi panas bumi merupakan sumber energi yang ekonomis dan ramah lingkungan, tetapi terbatas pada wilayah yang dekat dengan batas lapisan tektonik. Beberapa metode yang digunakan dalam eksplorasi panas bumi adalah metode magnetotellurik.
Metode ini adalah metode yang efektif dalam eksplorasi panas bumi. Tahapan pengolahan data magnetotellurik terdiri dari transformasi Fourier, robust processing, dan seleksi crosspower. Setalah data diolah kemudian data diinversikan dalam Model cross section supaya mudah dalam penentuan lokasi yang berpotensi terdapat panas bumi. Hal ini juga mengurangi risiko eksplorasi dan efisiensi waktu serta dana.
