1
Departemen Geografi Lingkungan Fakultas Geografi UGM, email: alva_the_ayahoo.co.id
1
PEMANTAUAN PERUBAHAN IKLIM MELALUI PENGAMATAN TEMPORER LAPISAN PERMAFROST DENGAN METODE ELECTRICAL
RESISTIVITY TOMOGRAPHY
Alva Kurniawan
1
Abstraksi
Perubahan iklim yang terjadi saat ini dapat dipantau melalui pengamatan lapisan permafrost secara temporer. Terjadinya pencairan pada lapisan permafrost merupakan indikasi
terjadinya perubahan iklim. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan gambaran bahwa pemantauan iklim dapat dilakukan dengan cara yang berbeda yaitu melalui pengamatan lapisan
permafrost secara temporer. Pengamatan lapisan permafrost tidak dapat dilakukan secara langsung karena lapisan permafrost terletak di bawah permukaan Bumi. Pengamatan lapisan
permafrost dilakukan dengan metode Electrical Resistivity Tomography ERT. Metode ERT merupakan metode yang digunakan untuk mengetahui gambaran perlapisan material bawah
permukaan Bumi berdasarkan nilai resistivitas material dan pola distribusinya. Pengamatan dilakukan pada lima model lapisan permafrost dengan kondisi berbeda yang mewakili kondisi
terjadinya perubahan iklim. Hasil metode ERT pada lima model permafrost menunjukkan terjadinya perubahan nilai resistivitas material dan pola distribusinya. Saat permafrost dalam
berada pada kondisi beku maka nilai resistivitas material pada lapisan bawah permukaan Bumi masih di dominasi oleh nilai resistivitas material yang tinggi. Seiring dengan makin intensifnya
pencairan permafrost, maka nilai resistivitas material bawah permukaan Bumi semakin menurun. Perubahan nilai resistivitas material dan pola distribusinya menunjukkan terjadinya perubahan
kondisi permafrost dimana perubahan kondisi permafrost dipengaruhi oleh terjadinya perubahan iklim. Pengamatan lapisan permafrost di Indonesia yang terdapat di sekitar Gletser Meren,
Papua, perlu dilakukan karena lapian permafrost tersebut sensitif terhadap perubahan iklim.
Kata kunci: Electrical Resistivity Tomography, model, permafrost, perubahan iklim, resistivitas
1. PENDAHULUAN
Perubahan iklim global yang terjadi saat ini mengakibatkan terjadinya pencairan lapisan permafrost Marescot et al, 2007. Berdasarkan pernyataan tersebut maka
pemantauan perubahan iklim pada dasarnya dapat dilakukan dengan melakukan pengamatan pada lapisan permafrost secara temporer. Lapisan permafrost merupakan lapisan tanah yang
membeku secara permanen karena suhu rata-rata tahunan lapisan tanah yang kurang dari 0° Celsius Foth, 1990. Pengamatan lapisan permafrost untuk memantau perubahan iklim
jarang dilakukan dan belum pernah dilakukan di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk
2
memberikan gambaran bahwa perubahan iklim dapat dipantau dengan cara yang berbeda yaitu melalui pengamatan lapisan permafrost secara temporer.
Pengamatan permafrost untuk memantau perubahan iklim pada umumnya dilakukan pada belahan Bumi yang memiliki iklim sedang atau polar. Pengamatan lapisan permafrost
juga dapat dilakukan di Indonesia walaupun wilayah Indonesia tergolong wilayah tropis. Lapisan permafrost di Indonesia terdapat pada areal puncak pegunungan di Papua
Boelhouwers dan Hall, 2002. Zona puncak perbukitan Papua memiliki suhu yang sangat dingin sehingga terdapat gletser-gletser tropis Bennett dan Glasser, 2009 diantaranya
adalah Gletser Cartenz dan Gletser Meren sebelah timur tambang emas Freeport, Grasberg.
2. TEORI DAN METODE
Pengamatan lapisan permafrost secara temporer dapat dilakukan dengan metode Electrical Resistivity Tomography atau ERT. Metode ERT merupakan metode untuk
mengetahui gambaran perlapisan material bawah permukaan Bumi berdasarkan pola distribusi spasial nilai resistivitas material Lowrie, 2007. Pengukuran nilai resistivitas
material bawah permukaan Bumi dilakukan dengan injeksi arus DC ke bawah permukaan Bumi melalui rangkaian elektroda arus dan elektroda potensial Milsom, 2003. Pengamatan
lapisan permafrost pada penelitian ini dilakukan pada lima model permafrost yang dibuat dengan forward modeling menggunakan software Res2DMod. Model permafrost dibuat
berdasarkan litologi daerah permafrost yang umumnya terdiri dari lapisan aktif active layer, permafrost, dan batuan Schaetzl dan Anderson, 2005. Kedalaman lapisan permafrost
ditentukan menurut Schaetzl dan Anderson 2005 yaitu antara 0,5 hingga 2,5 m. Lima model permafrost dibuat untuk mewakili kondisi terjadinya perubahan iklim
secara temporer. Model permafrost yang pertama mewakili kondisi permafrost yang belum mencair karena perubahan iklim belum terjadi. Model permafrost yang kedua mewakili
kondisi permafrost yang telah mengalami pencairan karena terjadinya perubahan iklim. Model permafrost yang ketiga dan seterusnya mewakili kondisi permafrost yang terus
mengalami pencairan yang intensif seiring dengan makin tingginya suhu akibat perubahan iklim.
3
Model-model permafrost yang dibuat adalah model permafrost 2010 Gambar 1a, model permafrost 2011 Gambar 1b, model permafrost 2012 Gambar 1c, model
permafrost 2013 Gambar 1d, dan model permafrost 2014 Gambar 1e. Model permafrost 2010 merupakan model permafrost dalam kondisi normal dimana lapisan permafrost belum
mengalami pencairan akibat perubahan iklim. Model permafrost 2011 hingga model permafrost 2013 merupakan model dimana lapisan permafrost yang sudah mengalami
pencairan, terjadinya pencairan lapisan permafrost menyebabkan lapisan permafrost dikelilingi oleh lapisan tanah yang lembab. Model permafrost 2014 merupakan model
dimana seluruh lapisan permafrost telah mencair.
Gambar 1a. Model permafrost 2010
Gambar 1b. Model permafrost 2011
4
Model resistivitas Gambar 2a-Gambar 2e dibuat berdasarkan model permafrost. Nilai resistivitas lapisan permafrost
ditentukan sebesar 20000 Ω.m, nilai resistivitas lapisan diatas lapisan permafrost active layer adalah 10000
Ω.m, sedangkan nilai resistivitas
Gambar 1c. Model permafrost 2012
Gambar 1d. Model permafrost 2013
Gambar 1e. Model permafrost 2014
5
material batuan di bawah lapisan permafrost adalah 5000 Ω.m. Pencairan permafrost
menyebabkan lapisan tanah disekeliling permafrost menjadi lembab sehingga terjadi penurunan nilai resistivitas. Nilai resistivitas pada tanah lembab di sekeliling lapisan
permafrost adalah 9000 Ω.m. Nilai resistivitas batuan relatif lebih rendah karena batuan
diasumsikan tidak beku. Suhu permukaan tanah pada dasarnya masih kurang dingin untuk dapat membekukan lapisan batuan. Penentuan nilai resistivitas diatas dilakukan berdasarkan
penelitian dari King dan Seppälä 1987, Kääb dan Kneisel 2006, Lambiel dan Baron 2008, serta Kneisel et al 2008.
Gambar 2a. Model resistivitas dari model permafrost 2010
Gambar 2b. Model resistivitas dari model permafrost 2011
Gambar 2c. Model resistivitas dari model permafrost 2012
6
Simulasi injeksi arus listrik dilakukan pada lima model permafrost untuk mendapatkan data distribusi spasial nilai resistivitas dari masing-masing model. Masing-
masing model permafrost merepresentasikan keadaan fisik yang berbeda pada lingkup waktu yang berbeda. Simulasi injeksi arus listrik pada lima model permafrost terbesebut
merepresentasikan injeksi arus listrik yang dilakukan secara berkala. Keadaan fisik model permafrost yang berbeda menggambarkan pengaruh perubahan iklim terhadap lapisan
permafrost. Konfigurasi Wenner α digunakan pada elektroda untuk mendapatkan data yang
sensitif terhadap perubahan nilai resistivitas secara vertikal Loke, 2000. Data yang diperoleh kemudian diolah dengan menggunakan software Res2DInv. Perubahan iklim dapat
dipantau berdasarkan perubahan pola distribusi spasial nilai resistivitas pada lapisan permafrost. Perubahan nilai resistivitas lapisan permafrost menunjukkan terjadinya pencairan
lapisan permafrost yang disebabkan oleh terjadinya perubahan iklim.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
