PENENTUAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN TANAH DENGAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITY DAERAH POTENSI PANAS BUMI DI DESA MARDINDING JULU KECAMATAN BIRU-BIRU KABUPATEN DELI SERDANG.
PENENTUAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN TANAH DENGAN
METODE GEOLISTRIK RESISTIVITY DAERAH POTENSI PANAS BUMI
DI DESA MARDINDING JULU KECAMATAN BIRU-BIRU
KABUPATEN DELI SERDANG
Oleh:
Sartika Dewi Oktavia Simanjuntak
NIM 4103240032
Program Studi Fisika
SKRIPSI
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
i
Judul Skripsi
: Penentuan Struktur Bawah Permukaan Tanah
dengan Metode Geolistrik Resistivity Daerah Potensi
Panas Bumi di Desa Mardinding Julu Kecamatan
Biru-Biru Kabupaten Deli Serdang
Nama Mahasiswa
: Sartika Dewi Oktavia Simanjuntak
NIM
: 4103240032
Program Studi
: Fisika
Jurusan
: Fisika
iii
PENENTUAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN TANAH DENGAN
METODE GEOLISTRIK RESISTIVITY DAERAH POTENSI PANAS
BUMI DI DESA MARDINDING JULU KECAMATAN
BIRU-BIRU KABUPATEN DELI SERDANG
Sartika Dewi Oktavia Simanjuntak (NIM 4103240032)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian penentuan struktur bawah permukaan tanah
dengan metode geolistrik resistivity daerah potensi panas bumi di desa
Mardinding Julu kecamatan Biru-Biru kabupaten Deli Serdang yang bertujuan
untuk mengetahui strukur bawah permukaan tanah di daerah potensi panas bumi
dengan mengidentifikasi nilai resistivitas batuan dan menentukan penyebaran
fluida panas bumi.
Metode yang digunakan dalam penelitian adalah metode geolistrik
resistivity dengan konfigurasi Schlumberger. Data yang diperoleh di lapangan
diolah dengan Res2DinV 2 dimensi.
Hasil dari interpretasi menunjukkan struktur bawah permukaan memiliki
nilai resistivitas minimun dan maksimal sebesar 1,54 – 1552 Ωm terdiri dari air
tanah, tanah lempung, tanah lanau, tanah lanau pasiran dan batu gamping.
Sedangkan lapisan yang mengandung fluida panas bumi memiliki nilai resistivitas
antara 1,54 – 8,34 Ωm pada kedalaman mulai dari permukaan sampai 28,7 meter
dan lapisan yang paling berpotensi dari ketiga lintasan adalah lintasan kedua
dengan resistivitas terendah. Penyebaran fluida panas dari ketiga lintasan berturutturut diperkirakan adalah ± 55,83%, ±43,81% dan ± 25,44%. Arah penyebaran
fluida panas bumi di daerah penelitian menyebar secara vertikal dimana lapisan
tanah terdiri dari dominasi air panas-hangat, lanau pasiran dan lempung basah.
Kata kunci: Mardinding Julu, Konfigurasi Schlumberger, Res2DinV, Panas Bumi
vi
DAFTAR ISI
Lembaran Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
1.2. Rumusan Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lapisan Bumi
2.2. Sesar
2.3. Panas Bumi
2.3.1. Pengertian Panas Bumi
2.3.2. Tipe-tipe Panas Bumi
2.3.3. Sistem Panas Bumi di Indonesia
2.3.4. Reservoir Panas Bumi
2.3.5. Manifestasi Panas Bumi
2.4. Geolistrik
2.4.1. Metode Geolistrik
2.4.2. Metode Tahanan Jenis
2.4.3. Konfigurasi Schlumberger
2.4.4. Kelistrikan Bumi
2.4.5. Sifat Kelistrikan Batuan
2.5. Prinsip Kerja dari Geolistrik sebagai Metode untuk Mendeteksi
Potensi Energi Panas Bumi
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1. Tempat Penelitian
3.1.2. Waktu Penelitian
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
3.3. Prosedur Penelitian
3.4. Diagram Alir Penelitian
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
ix
x
1
3
3
3
3
4
6
7
7
8
9
10
12
16
16
17
18
20
23
26
28
28
28
29
30
31
vii
3.5. Teknik Pengambilan Data
3.6. Teknik Analisis Data dan Interpretasi Data
32
32
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Deskripsi Data
4.1.2. Pengolahan Data
4.2. Pembahasan
4.2.1. Hasil Analisis dan Interpretasi Data
4.2.1.1. Lintasan Pertama
4.2.1.2. Lintasan Kedua
4.2.1.3. Lintasan Ketiga
34
34
35
36
36
37
38
40
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
43
43
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
44
46
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Anatomi Bumi
Halaman
4
Gambar 2.2. Lapisan Bumi Berdasarkan Sifat Mekaniknya
6
Gambar 2.3. Jenis-Jenis Sesar
7
Gambar 2.4. Perpindahan Panas di Bawah Permukaan
8
Gambar 2.5. Manifestasi Permukaan Sistem Panas Bumi
16
Gambar 2.6. Konfigurasi Elektroda Arus dan Potensial
18
Gambar 2.7. Konfigurasi Schlumberger
19
Gambar 2.8. Susunan Elektroda untuk Konfigurasi Schlumberger
Dengan C adalah Elekroda Arus, P adalah Elektroda
Potensial, a adalah Spasi antara Elektroda
19
Gambar 2.9. Resistivitas pada Silinder Konduktor
23
Gambar 3.1. Lokasi Penelitian
28
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian
31
Gambar 4.1. Kontur Daerah Penelitian berdasarkan Altitude
dengan Surfer8
35
Gambar 4.2. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan
Pertama
37
Gambar 4.3. Kontur Lintasan Kedua berdasarkan Altitude
39
Gambar 4.4. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan
Kedua
39
Gambar 4.5. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan
Ketiga
41
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Peta Geologi Lokasi Penelitian
Halaman
46
Lampiran 2. Peta Topografi Lokasi Penelitian
47
Lampiran 3. Tabel Data Hasil Inversi Res2DinV
48
Lampiran 4. Estimasi Fluida Panas Bumi
65
Lampiran 5. Report Surfer8
68
Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian
76
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Indonesia terletak diantara tiga lempeng yaitu Pasifik, Indo-Australia dan
Eurasia. Tumbukan lempeng Indo-Australia dan Eurasia menghasilkan sederatan
panjang bukit Barisan di pulau Sumatera dan pembentukan deretan panjang
pegunungan api sepanjang pulau Sumatera serta Jawa menuju ke Timur sampai
daerah kepulauan Bandar. Kegiatan vulkanik dari gunung berapi yang mengitari
wilayah Indonesia menghasilkan energi panas bumi yang sangat berlimpah.
Menurut Moediyono (2010), panas bumi adalah panas yang muncul dari
dalam bumi dan terdesak ke permukaan bumi yang disebabkan oleh pergerakan
bumi, kemudian air hujan yang turun menyerap ke dalam bumi melalui celahcelah bumi dan membentuk cekungan air dan terkontaminasi oleh sumber panas
dan bergerak naik ke permukaan dan dikeluarkan sebagai geyser, fumarol dan
mata air panas. Energi panas bumi merupakan energi yang tersimpan dalam
batuan berupa air panas atau pun uap yang berada pada kondisi geologi tertentu
pada kedalaman beberapa kilometer di bawah kerak bumi dan fluida yang
terkandung didalamnya. Energi panas bumi dapat digunakan sebagai pengganti
tenaga listrik yang menggunakan bahan bakar minyak sehingga dapat dijadikan
sumber energi alternatif untuk menghemat cadangan minyak nasional.
Pulau Sumatera mempunyai potensi panas bumi yang paling besar dan
tersebar di 84 lokasi, seperti daerah Sumatera Utara yaitu di daerah Sarulla,
Simbolon Nainggolan, Gunung Sinabung, Gunung Sibual-buali, Gunung Sorik
Merapi, Gunung Pusuk Buhit, dan Gunung Sibayak (Iskandar, 2010). Gunung
Sibayak digolongkan ke dalam pegunungan aktif terlihat dari solfatar yang keluar
dari letusan terdahulu dan beberapa sumber air panas yang tersebar di kaki
pegunungan tersebut, diantaranya Penen, Negeri Gugung dan Mardinding Julu.
Seperti di Desa Mardinding Julu terdapat beberapa titik sumber mata air panas,
namun pengolahan potensi panas bumi tersebut masih sebagai tempat wisata
pemandian air panas.
1
Untuk pengembangan potensi panas bumi menjadi sumber energi
alternatif pengganti tenaga listrik berbahan bakar minyak, diperlukan eksplorasi
pendahuluan. Salah satu eksplorasi pendahuluan yang dapat memetakan
penyebaran panas bumi adalah dengan menggunakan metode geofisika. Menurut
Karyanto (2011), metode geofisika yang dapat memetakan bawah permukaan
adalah metode geolistrik restivity dengan memanfaatkan sifat kelistrikan batuan
untuk mendeteksi dan memetakan formasi bawah permukaan. Data yang
diperoleh dari hasil pengukuran adalah data akumulasi kondisi bawah permukaan.
Pemodelan geofisika dilakukan pada data untuk memperkirakan distribusi sifat
fisis bawah permukaan berdasarkan data yang diukur di permukaan bumi (Arman,
2012). Penelitian dengan menggunakan metode geolistrik resistivity di daerah
panas bumi telah banyak dijumpai. Parhusip (2011), telah melakukan penelitian di
daerah Penen dimana dalam penelitiannya mengungkapkan lapisan batuan yang
berpotensi mengandung fluida geotermal pada daerah tersebut terdapat pada
lapisan batuan lempung yang memiliki harga resistivity antara 25,7 - 72,4 Ωm
pada kedalaman 6 - 33 meter. Santi (2013), telah melakukan penelitian yang sama
di daerah Gunung Sibual–buali dan mengungkapkan bahwa lapisan batuan yang
berpotensi panas bumi adalah lapisan lanauan yang memiliki harga resistivity
antara 3,13 - 13,80 Ωm pada kedalaman 1,25 - 6,00 meter serta pola penyebaran
panas bumi pada daerah tersebut tersebar secara vertikal. Nainggolan (2013), telah
melakukan penelitian di Riniate mengungkapkan bahwa lapisan batuan yang
berpotensi mengandung fluida geothermal adalah lapisan tanah lanauan atau
pasiran yang memiliki harga reistivitas antara 19,4 - 181 Ωm dan pola penyebaran
fluida geotermal tersebar secara menyeluruh. Sinaga (2013), juga telah melakukan
penelitian di daerah Danau Linting dimana lapisan penyusun yang berpotensi
mengandung fluida geotermal adalah lapisan serpih, batu-batu, pasir berbatu yang
memiliki harga resistivitas antara 9,85 - 51,0 Ωm.
Berdasarkan dari uraian latar belakang di atas untuk penelitian ini penulis
memilih judul: Penentuan Struktur Bawah Permukaan Tanah dengan Metode
Geolistrik Resistivity Daerah Potensi Panas Bumi di Desa Mardinding Julu
Kecamatan Biru-Biru Kabupaten Deli Serdang.
2
1.2. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah:
1. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik resistivity.
2. Konfigurasi
yang
digunakan
dalam
pengukuran
adalah
konfigurasi
Schlumberger.
3. Pengolahan dan analisa data untuk interpretasi kuantitatif menggunakan
software Res2DinV.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian dari latar belakang masalah maka masalah yang akan
dibahas di rumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana struktur bawah permukaan tanah daerah potensi panas bumi
berdasarkan nilai resistivity di Desa Mardinding Julu ?
2. Bagaimana penyebaran batuan dan fluida di bawah permukaan tanah daerah
potensi panas bumi di Desa Mardinding Julu ?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah untuk:
1. Mengetahui struktur bawah permukaan tanah daerah potensi panas bumi
berdasarkan nilai resistivity di Desa Mardinding Julu.
2. Mengetahui penyebaran batuan dan fluida di bawah permukaan tanah daerah
potensi panas bumi di Desa Mardinding Julu.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Sebagai informasi penyebaran potensi panas bumi yang ada disekitar
manifestasi panas bumi di Desa Mardinding Julu.
2. Sebagai informasi awal tentang potensi panas bumi kepada pemerintah
setempat dalam pengembangan eksplorasi geotermal di Desa Mardinding Julu.
3. Sebagai tinjauan bagi para peneliti yang ingin melanjutkan penelitian
mengenai potensi panas bumi di Desa Mardinding Julu.
3
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis, dan interpretasi data pada penelitian
dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan nilai resistivitas yang didapat bahwa lapisan struktur bawah
permukaan tanah adalah air tanah, tanah lempung, tanah lanau tanah lanau
pasiran dan batu gamping dengan nilai resistivitas antara 1,54 – 1552 Ωm.
2. Penyebaran batuan dan fluida di bawah permukaan tanah tersebar secara
vertikal dengan estimasi fluidanya setiap lintasan berturut-turut adalah ±
55,83%, ± 43,81% dan ± 25,44%.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu:
1. Dilihat dari penampang kontur resistivity, ada baiknya dilakukan penelitian
lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data dan mengubah cara
peletakan rentangan kabel elektroda, sehingga potensinya lebih terlihat.
2. Perlunya perhatian pemerintah setempat untuk menjaga kelestarian hutan
disekitar desa Mardinding Julu agar kelestarian sumber mata air panas yang
ada di daerah tersebut tetap terjaga.
43
DAFTAR PUSTAKA
Arman, Yudha, (2012), Identifikasi Struktur Bawah Tanah di Kelurahan
Pangmilang Kecamatan Singkawang Selatan Menggunakan Metode
Geolistrik Resistivitas dan Inversi Lavenberg – Marquardt, POSITRON,
2(1): 06-11
Berkat, Envilwan, (2013), Analisis Resistivitas Batuan dan Fluida Dibawah
Permukaan dengan Metode Geolistrik Schlumberger di Daerah Panas
Bumi Desa Huta Baru Sipirok Tapanuli Selatan, Einstein, 2(1): 57-63
GEOVision, Inc., (2010), Electrical Resisitivity Method, Error! Hyperlink reference
not valid. (diakses Maret 2014)
Indriana, Rina Dwi dan Danusaputro, Hermowo, (2006), Uji Nilai Tahanan Jenis
Polutan Air Laut dengan Metode Ohmik dan Metode Geolistrik Tahanan
Jenis Skala Laboratorium, Berkala Fisika, 9(3): 145-149
Iskandar, Marzan A., (2010), Outlook Energi Indonesia 2010, BPPT-Press,
Jakarta
Juliani, Rita, (2013), Analisa Air dan Pola Penyebaran Resistivitas Batuan Bawah
Permukaan di Daerah Potensi Panas Bumi Sibual-Buali Tapanuli Selatan,
Einstein, 2(1): 48-56
Karyanto, dkk. (2011), Identifikasi Zona Konduktif di Daerah Prospek Panas
Bumi Larike Ambon Maluku, Jurnal Sains MIPA, 17: 67-74
Khasani, (2012), Badan Geologi Bintek Panas Bumi se-Sumatra, UGM,
Yogyakarta
Makhrani, (2012), Geologi Minyak dan Gas Bumi, Universitas Hassanuddin,
Makassar
Minarto, Eko, (2006), Identifikasi Struktur Sesar Bawah Permukaan dengan
Menggunakan Konfigurasi Half-Schlumberger (Head-On) pada
Eksplorasi Panasbumi Daerah Mataloko, Jurnal Fisika dan Aplikasinya,
(2):1
44
Moediyono, (2010), Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi/
Goethermal Energy (PLTPB), Jurnal Gema Teknologi, 16: 5-10
Nainggolan, Juliper, (2013), Pengukuran Potensi Sumber Energi dan Pola
Penyebaran Fluida Geothermal Panas Bumi di Riniate dengan
Menggunakan Metode Geolistrik, Visi, 21(1): 1248-1255
Noor, M., (2011), http://almaaruf.wordpress.com/2011/01/04/penerapan-metodegeolistrik-konfigurasi-schlumberger-untuk-penentuan-tahanan-jenisbatubara/ (diakses Maret 2014)
Parhusip, Junita, (2011), Analisis Tahanan Jenis Batuan dan Mineral di Bawah
Permukaan dengan Menggunakan Metode Geolistrik di Daerah Panas
Bumi Desa Penen Kecamatan Sibiru-biru Kabupaten Deli Serdang.,
Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Santi, Deni, (2013), Penentuan Struktur Bawah Permukaan Daerah Potensi
Panas Bumi dengan Metode Geolistrik Resistivity di Daerah Gunung
Sibual-buali Sipirok Tapanuli Selatan., Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Santoso, Djoko, (2002), Pengantar Teknik Geofisika, ITB, Bandung
Saptadji, Nenny Miryani, (2001), Teknik Panas Bumi, Diktat Kuliah Prodi Teknik
Perminyakan, ITB, Bandung
Sigurdsson, Haraldur, (2000), Encyclopedia of Volcanoes, Academic Press, U.S.A
Sinaga, Joy, (2013), Menentukan Resistivitas Geothermal dengan Menggunakan
Metode Geolistrik Daerah Panas Bumi Danau Linting Desa Durian IV
Mbelang Kec. STM Hilir Kab. Deli Serdang, Skripsi, FMIPA, UNIMED,
Medan
Sukhyar, (2011), Laporan Tahunan Badan Geologi 2011, Badan Geologi
Kementrian Energi Sumber Daya Mineral, Bandung
Suparno, Supriyanto. (2009), Energi Panas Bumi, A Present from The Heart of
The Earth Edisi 1, Universitas Indonesia, Jakarta
Telford, W M., Geldart L.P.,Sheriff R.R., (1990), Applied Geophysics 2nd
Edition, Cambridge University Press, Cambridge
45
METODE GEOLISTRIK RESISTIVITY DAERAH POTENSI PANAS BUMI
DI DESA MARDINDING JULU KECAMATAN BIRU-BIRU
KABUPATEN DELI SERDANG
Oleh:
Sartika Dewi Oktavia Simanjuntak
NIM 4103240032
Program Studi Fisika
SKRIPSI
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
i
Judul Skripsi
: Penentuan Struktur Bawah Permukaan Tanah
dengan Metode Geolistrik Resistivity Daerah Potensi
Panas Bumi di Desa Mardinding Julu Kecamatan
Biru-Biru Kabupaten Deli Serdang
Nama Mahasiswa
: Sartika Dewi Oktavia Simanjuntak
NIM
: 4103240032
Program Studi
: Fisika
Jurusan
: Fisika
iii
PENENTUAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN TANAH DENGAN
METODE GEOLISTRIK RESISTIVITY DAERAH POTENSI PANAS
BUMI DI DESA MARDINDING JULU KECAMATAN
BIRU-BIRU KABUPATEN DELI SERDANG
Sartika Dewi Oktavia Simanjuntak (NIM 4103240032)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian penentuan struktur bawah permukaan tanah
dengan metode geolistrik resistivity daerah potensi panas bumi di desa
Mardinding Julu kecamatan Biru-Biru kabupaten Deli Serdang yang bertujuan
untuk mengetahui strukur bawah permukaan tanah di daerah potensi panas bumi
dengan mengidentifikasi nilai resistivitas batuan dan menentukan penyebaran
fluida panas bumi.
Metode yang digunakan dalam penelitian adalah metode geolistrik
resistivity dengan konfigurasi Schlumberger. Data yang diperoleh di lapangan
diolah dengan Res2DinV 2 dimensi.
Hasil dari interpretasi menunjukkan struktur bawah permukaan memiliki
nilai resistivitas minimun dan maksimal sebesar 1,54 – 1552 Ωm terdiri dari air
tanah, tanah lempung, tanah lanau, tanah lanau pasiran dan batu gamping.
Sedangkan lapisan yang mengandung fluida panas bumi memiliki nilai resistivitas
antara 1,54 – 8,34 Ωm pada kedalaman mulai dari permukaan sampai 28,7 meter
dan lapisan yang paling berpotensi dari ketiga lintasan adalah lintasan kedua
dengan resistivitas terendah. Penyebaran fluida panas dari ketiga lintasan berturutturut diperkirakan adalah ± 55,83%, ±43,81% dan ± 25,44%. Arah penyebaran
fluida panas bumi di daerah penelitian menyebar secara vertikal dimana lapisan
tanah terdiri dari dominasi air panas-hangat, lanau pasiran dan lempung basah.
Kata kunci: Mardinding Julu, Konfigurasi Schlumberger, Res2DinV, Panas Bumi
vi
DAFTAR ISI
Lembaran Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
1.2. Rumusan Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lapisan Bumi
2.2. Sesar
2.3. Panas Bumi
2.3.1. Pengertian Panas Bumi
2.3.2. Tipe-tipe Panas Bumi
2.3.3. Sistem Panas Bumi di Indonesia
2.3.4. Reservoir Panas Bumi
2.3.5. Manifestasi Panas Bumi
2.4. Geolistrik
2.4.1. Metode Geolistrik
2.4.2. Metode Tahanan Jenis
2.4.3. Konfigurasi Schlumberger
2.4.4. Kelistrikan Bumi
2.4.5. Sifat Kelistrikan Batuan
2.5. Prinsip Kerja dari Geolistrik sebagai Metode untuk Mendeteksi
Potensi Energi Panas Bumi
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1. Tempat Penelitian
3.1.2. Waktu Penelitian
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
3.3. Prosedur Penelitian
3.4. Diagram Alir Penelitian
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
ix
x
1
3
3
3
3
4
6
7
7
8
9
10
12
16
16
17
18
20
23
26
28
28
28
29
30
31
vii
3.5. Teknik Pengambilan Data
3.6. Teknik Analisis Data dan Interpretasi Data
32
32
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Deskripsi Data
4.1.2. Pengolahan Data
4.2. Pembahasan
4.2.1. Hasil Analisis dan Interpretasi Data
4.2.1.1. Lintasan Pertama
4.2.1.2. Lintasan Kedua
4.2.1.3. Lintasan Ketiga
34
34
35
36
36
37
38
40
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
43
43
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
44
46
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Anatomi Bumi
Halaman
4
Gambar 2.2. Lapisan Bumi Berdasarkan Sifat Mekaniknya
6
Gambar 2.3. Jenis-Jenis Sesar
7
Gambar 2.4. Perpindahan Panas di Bawah Permukaan
8
Gambar 2.5. Manifestasi Permukaan Sistem Panas Bumi
16
Gambar 2.6. Konfigurasi Elektroda Arus dan Potensial
18
Gambar 2.7. Konfigurasi Schlumberger
19
Gambar 2.8. Susunan Elektroda untuk Konfigurasi Schlumberger
Dengan C adalah Elekroda Arus, P adalah Elektroda
Potensial, a adalah Spasi antara Elektroda
19
Gambar 2.9. Resistivitas pada Silinder Konduktor
23
Gambar 3.1. Lokasi Penelitian
28
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian
31
Gambar 4.1. Kontur Daerah Penelitian berdasarkan Altitude
dengan Surfer8
35
Gambar 4.2. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan
Pertama
37
Gambar 4.3. Kontur Lintasan Kedua berdasarkan Altitude
39
Gambar 4.4. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan
Kedua
39
Gambar 4.5. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan
Ketiga
41
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Peta Geologi Lokasi Penelitian
Halaman
46
Lampiran 2. Peta Topografi Lokasi Penelitian
47
Lampiran 3. Tabel Data Hasil Inversi Res2DinV
48
Lampiran 4. Estimasi Fluida Panas Bumi
65
Lampiran 5. Report Surfer8
68
Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian
76
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Indonesia terletak diantara tiga lempeng yaitu Pasifik, Indo-Australia dan
Eurasia. Tumbukan lempeng Indo-Australia dan Eurasia menghasilkan sederatan
panjang bukit Barisan di pulau Sumatera dan pembentukan deretan panjang
pegunungan api sepanjang pulau Sumatera serta Jawa menuju ke Timur sampai
daerah kepulauan Bandar. Kegiatan vulkanik dari gunung berapi yang mengitari
wilayah Indonesia menghasilkan energi panas bumi yang sangat berlimpah.
Menurut Moediyono (2010), panas bumi adalah panas yang muncul dari
dalam bumi dan terdesak ke permukaan bumi yang disebabkan oleh pergerakan
bumi, kemudian air hujan yang turun menyerap ke dalam bumi melalui celahcelah bumi dan membentuk cekungan air dan terkontaminasi oleh sumber panas
dan bergerak naik ke permukaan dan dikeluarkan sebagai geyser, fumarol dan
mata air panas. Energi panas bumi merupakan energi yang tersimpan dalam
batuan berupa air panas atau pun uap yang berada pada kondisi geologi tertentu
pada kedalaman beberapa kilometer di bawah kerak bumi dan fluida yang
terkandung didalamnya. Energi panas bumi dapat digunakan sebagai pengganti
tenaga listrik yang menggunakan bahan bakar minyak sehingga dapat dijadikan
sumber energi alternatif untuk menghemat cadangan minyak nasional.
Pulau Sumatera mempunyai potensi panas bumi yang paling besar dan
tersebar di 84 lokasi, seperti daerah Sumatera Utara yaitu di daerah Sarulla,
Simbolon Nainggolan, Gunung Sinabung, Gunung Sibual-buali, Gunung Sorik
Merapi, Gunung Pusuk Buhit, dan Gunung Sibayak (Iskandar, 2010). Gunung
Sibayak digolongkan ke dalam pegunungan aktif terlihat dari solfatar yang keluar
dari letusan terdahulu dan beberapa sumber air panas yang tersebar di kaki
pegunungan tersebut, diantaranya Penen, Negeri Gugung dan Mardinding Julu.
Seperti di Desa Mardinding Julu terdapat beberapa titik sumber mata air panas,
namun pengolahan potensi panas bumi tersebut masih sebagai tempat wisata
pemandian air panas.
1
Untuk pengembangan potensi panas bumi menjadi sumber energi
alternatif pengganti tenaga listrik berbahan bakar minyak, diperlukan eksplorasi
pendahuluan. Salah satu eksplorasi pendahuluan yang dapat memetakan
penyebaran panas bumi adalah dengan menggunakan metode geofisika. Menurut
Karyanto (2011), metode geofisika yang dapat memetakan bawah permukaan
adalah metode geolistrik restivity dengan memanfaatkan sifat kelistrikan batuan
untuk mendeteksi dan memetakan formasi bawah permukaan. Data yang
diperoleh dari hasil pengukuran adalah data akumulasi kondisi bawah permukaan.
Pemodelan geofisika dilakukan pada data untuk memperkirakan distribusi sifat
fisis bawah permukaan berdasarkan data yang diukur di permukaan bumi (Arman,
2012). Penelitian dengan menggunakan metode geolistrik resistivity di daerah
panas bumi telah banyak dijumpai. Parhusip (2011), telah melakukan penelitian di
daerah Penen dimana dalam penelitiannya mengungkapkan lapisan batuan yang
berpotensi mengandung fluida geotermal pada daerah tersebut terdapat pada
lapisan batuan lempung yang memiliki harga resistivity antara 25,7 - 72,4 Ωm
pada kedalaman 6 - 33 meter. Santi (2013), telah melakukan penelitian yang sama
di daerah Gunung Sibual–buali dan mengungkapkan bahwa lapisan batuan yang
berpotensi panas bumi adalah lapisan lanauan yang memiliki harga resistivity
antara 3,13 - 13,80 Ωm pada kedalaman 1,25 - 6,00 meter serta pola penyebaran
panas bumi pada daerah tersebut tersebar secara vertikal. Nainggolan (2013), telah
melakukan penelitian di Riniate mengungkapkan bahwa lapisan batuan yang
berpotensi mengandung fluida geothermal adalah lapisan tanah lanauan atau
pasiran yang memiliki harga reistivitas antara 19,4 - 181 Ωm dan pola penyebaran
fluida geotermal tersebar secara menyeluruh. Sinaga (2013), juga telah melakukan
penelitian di daerah Danau Linting dimana lapisan penyusun yang berpotensi
mengandung fluida geotermal adalah lapisan serpih, batu-batu, pasir berbatu yang
memiliki harga resistivitas antara 9,85 - 51,0 Ωm.
Berdasarkan dari uraian latar belakang di atas untuk penelitian ini penulis
memilih judul: Penentuan Struktur Bawah Permukaan Tanah dengan Metode
Geolistrik Resistivity Daerah Potensi Panas Bumi di Desa Mardinding Julu
Kecamatan Biru-Biru Kabupaten Deli Serdang.
2
1.2. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah:
1. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik resistivity.
2. Konfigurasi
yang
digunakan
dalam
pengukuran
adalah
konfigurasi
Schlumberger.
3. Pengolahan dan analisa data untuk interpretasi kuantitatif menggunakan
software Res2DinV.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian dari latar belakang masalah maka masalah yang akan
dibahas di rumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana struktur bawah permukaan tanah daerah potensi panas bumi
berdasarkan nilai resistivity di Desa Mardinding Julu ?
2. Bagaimana penyebaran batuan dan fluida di bawah permukaan tanah daerah
potensi panas bumi di Desa Mardinding Julu ?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah untuk:
1. Mengetahui struktur bawah permukaan tanah daerah potensi panas bumi
berdasarkan nilai resistivity di Desa Mardinding Julu.
2. Mengetahui penyebaran batuan dan fluida di bawah permukaan tanah daerah
potensi panas bumi di Desa Mardinding Julu.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Sebagai informasi penyebaran potensi panas bumi yang ada disekitar
manifestasi panas bumi di Desa Mardinding Julu.
2. Sebagai informasi awal tentang potensi panas bumi kepada pemerintah
setempat dalam pengembangan eksplorasi geotermal di Desa Mardinding Julu.
3. Sebagai tinjauan bagi para peneliti yang ingin melanjutkan penelitian
mengenai potensi panas bumi di Desa Mardinding Julu.
3
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis, dan interpretasi data pada penelitian
dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan nilai resistivitas yang didapat bahwa lapisan struktur bawah
permukaan tanah adalah air tanah, tanah lempung, tanah lanau tanah lanau
pasiran dan batu gamping dengan nilai resistivitas antara 1,54 – 1552 Ωm.
2. Penyebaran batuan dan fluida di bawah permukaan tanah tersebar secara
vertikal dengan estimasi fluidanya setiap lintasan berturut-turut adalah ±
55,83%, ± 43,81% dan ± 25,44%.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu:
1. Dilihat dari penampang kontur resistivity, ada baiknya dilakukan penelitian
lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data dan mengubah cara
peletakan rentangan kabel elektroda, sehingga potensinya lebih terlihat.
2. Perlunya perhatian pemerintah setempat untuk menjaga kelestarian hutan
disekitar desa Mardinding Julu agar kelestarian sumber mata air panas yang
ada di daerah tersebut tetap terjaga.
43
DAFTAR PUSTAKA
Arman, Yudha, (2012), Identifikasi Struktur Bawah Tanah di Kelurahan
Pangmilang Kecamatan Singkawang Selatan Menggunakan Metode
Geolistrik Resistivitas dan Inversi Lavenberg – Marquardt, POSITRON,
2(1): 06-11
Berkat, Envilwan, (2013), Analisis Resistivitas Batuan dan Fluida Dibawah
Permukaan dengan Metode Geolistrik Schlumberger di Daerah Panas
Bumi Desa Huta Baru Sipirok Tapanuli Selatan, Einstein, 2(1): 57-63
GEOVision, Inc., (2010), Electrical Resisitivity Method, Error! Hyperlink reference
not valid. (diakses Maret 2014)
Indriana, Rina Dwi dan Danusaputro, Hermowo, (2006), Uji Nilai Tahanan Jenis
Polutan Air Laut dengan Metode Ohmik dan Metode Geolistrik Tahanan
Jenis Skala Laboratorium, Berkala Fisika, 9(3): 145-149
Iskandar, Marzan A., (2010), Outlook Energi Indonesia 2010, BPPT-Press,
Jakarta
Juliani, Rita, (2013), Analisa Air dan Pola Penyebaran Resistivitas Batuan Bawah
Permukaan di Daerah Potensi Panas Bumi Sibual-Buali Tapanuli Selatan,
Einstein, 2(1): 48-56
Karyanto, dkk. (2011), Identifikasi Zona Konduktif di Daerah Prospek Panas
Bumi Larike Ambon Maluku, Jurnal Sains MIPA, 17: 67-74
Khasani, (2012), Badan Geologi Bintek Panas Bumi se-Sumatra, UGM,
Yogyakarta
Makhrani, (2012), Geologi Minyak dan Gas Bumi, Universitas Hassanuddin,
Makassar
Minarto, Eko, (2006), Identifikasi Struktur Sesar Bawah Permukaan dengan
Menggunakan Konfigurasi Half-Schlumberger (Head-On) pada
Eksplorasi Panasbumi Daerah Mataloko, Jurnal Fisika dan Aplikasinya,
(2):1
44
Moediyono, (2010), Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi/
Goethermal Energy (PLTPB), Jurnal Gema Teknologi, 16: 5-10
Nainggolan, Juliper, (2013), Pengukuran Potensi Sumber Energi dan Pola
Penyebaran Fluida Geothermal Panas Bumi di Riniate dengan
Menggunakan Metode Geolistrik, Visi, 21(1): 1248-1255
Noor, M., (2011), http://almaaruf.wordpress.com/2011/01/04/penerapan-metodegeolistrik-konfigurasi-schlumberger-untuk-penentuan-tahanan-jenisbatubara/ (diakses Maret 2014)
Parhusip, Junita, (2011), Analisis Tahanan Jenis Batuan dan Mineral di Bawah
Permukaan dengan Menggunakan Metode Geolistrik di Daerah Panas
Bumi Desa Penen Kecamatan Sibiru-biru Kabupaten Deli Serdang.,
Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Santi, Deni, (2013), Penentuan Struktur Bawah Permukaan Daerah Potensi
Panas Bumi dengan Metode Geolistrik Resistivity di Daerah Gunung
Sibual-buali Sipirok Tapanuli Selatan., Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Santoso, Djoko, (2002), Pengantar Teknik Geofisika, ITB, Bandung
Saptadji, Nenny Miryani, (2001), Teknik Panas Bumi, Diktat Kuliah Prodi Teknik
Perminyakan, ITB, Bandung
Sigurdsson, Haraldur, (2000), Encyclopedia of Volcanoes, Academic Press, U.S.A
Sinaga, Joy, (2013), Menentukan Resistivitas Geothermal dengan Menggunakan
Metode Geolistrik Daerah Panas Bumi Danau Linting Desa Durian IV
Mbelang Kec. STM Hilir Kab. Deli Serdang, Skripsi, FMIPA, UNIMED,
Medan
Sukhyar, (2011), Laporan Tahunan Badan Geologi 2011, Badan Geologi
Kementrian Energi Sumber Daya Mineral, Bandung
Suparno, Supriyanto. (2009), Energi Panas Bumi, A Present from The Heart of
The Earth Edisi 1, Universitas Indonesia, Jakarta
Telford, W M., Geldart L.P.,Sheriff R.R., (1990), Applied Geophysics 2nd
Edition, Cambridge University Press, Cambridge
45