p–ISSN: 2723 - 6609  e-ISSN : 2745-5254 Vol. 4, No. 1, Januari 2023 http://jist.publikasiindonesia.id/

## IMPLEMENTASI METODE GRAVITASI UNTUK PEMODELAN KONSEPTUAL SISTEM PANAS BUMI DAERAH KARAHA-TALAGA BODAS PROVINSI JAWA BARAT
Ireneus Graharbarto, Herlienda Elizabeth Keilani Gagola, Kevin Febri Lantang Pasolang Universitas Trisakti Jakarta, Indonesia Email: ireneusgraharbarto@gmail.com
*Correspondence: ireneusgraharbarto@gmail.com INFO ARTIKEL ABSTRAK Diajukan : 21-12-2022 Diterima : 24-01-2023 Diterbitkan : 31-01-2023 Tingginya  penggunaan  energi  tak-terbarukan  dan  ketidakpastian sumber panas di daerah Karaha-Talaga Bodas menjadi latar belakang dalam  penelitian  ini.  Tingginya  penggunaan  energi  tak-terbarukan seiring meningkatnya kebutuhan dapat menyebabkan cadangan energi tak-terbarukan  menjadi  menipis.  Oleh  karena  itu  diperlukan perubahan  cara  pandang,  yaitu  dengan  melakukan  peralihan penggunaan  energi  tak-terbarukan  menjadi  energi  terbarukan,  yang salah  satunya  adalah  energi  panas  bumi.  Untuk  mengoptimalkan potensi  panas  bumi,  dibutuhkan  penelitan  terkait  identifikasi komponen  sistem  panas  bumi,  yang  salah  satunya  adalah  sumber panas.  Informasi  mengenai  kemungkinan  sumber  panas  dapat diperkirakan melalui informasi permukaan, namun informasi tersebut masih  kurang  efektif,  karena  sebagian  besar  kemungkinan  sumber panas  tidak  benar-benar  sesuai  dengan  yang  diindikasikan  dari informasi permukaan, sehingga diperlukan metode untuk
memvalidasi  kemungkinan  sumber  panas  tersebut,  yang  salah  satu metodenya  adalah  gravitasi.    Tujuan    penelitian    adalah    untuk mengidentifikasi sumber panas dan memperkirakan model konseptual sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga  Bodas  dengan  menggunakan metode  gravitasi.  Hasil  kajian  permukaan  menunjukkan  adanya kemungkinan  sumber  panas  berupa  pusat-pusat  erupsi  di  daerah Karaha-Talaga  Bodas.  Hasil  kajian  gravitasi  menunjukkan  adanya kemungkinan  sumber  panas  berdasarkan  nilai  anomali  Bouguer, anomali  gravitasi  regional,  anomali  gravitasi  residual,  dan  densitas yang tinggi di bawah daerah Talaga Bodas. Sedangkan kemungkinan sumber  panas  di  bawah  daerah  Karaha  ditunjukkan  dengan  nilai anomali  gravitasi  residual  dan  kontras  densitas  yang  tinggi. Berdasarkan  model  konseptual  sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga Bodas, dapat diinterpretasikan sistem panas bumi Karaha dan Talaga Bodas mempunyai sumber panas yang berbeda.

## ABSTRACT
The high usage of non-renewable energy and  the  uncertainty  of  heat sources in the Karaha- Talaga Bodas area are the background of this research.  The  high  usage  of  non-renewable  energy  over-increased necessity  can  cause  the  reserve  become  depleted.  Therefore,  a different perspective is needed by switching the use of non-renewable to  renewable  energy,  which  is  geothermal  energy.  To  optimize  the potential of geothermal, simillar research about geothermal’s system component is needed, which is heat source. This piece of information Kata Kunci : Gravitasi; Sumber Panas; Model Konseptual.
Keywords: Gravity; Heat
Source;  Conceptual Model.
regarding  the  probability  of  the  heat  source  being foreseeable from the  surface,  but  the  detail  is  still  less-effective  since  most  of  the possible  heat  sources  do  not  correspond to  those  indicated  from the surface  information,  thereby,  the  gravity  method  can  validating  the probability  of the  heat  source.  The  research  purposely  indicates  the heat  source  and  foresees  the  conceptual  geothermal  system  in Karaha-Talaga  Bodas  area  using  the  gravity  method.  The  surface’s study  results  shows  a  probability  of  heat  source  as  the  eruption centers in the Karaha-Talaga Bodas area. The gravity’s study results shows a probability of heat source by the Bouguer anomaly, regional gravity  anomaly,  residual  gravity  anomaly,  and  high-density  in  the Talaga Bodas subsurface area. Meanwhile, the gravity’s study results shows  a  probability  of  heat  source  in  Karaha  subsurface  by  the residual  gravity  anomaly  and  high  density  contrast.  Based  on  the conceptual model of Karaha- Talaga Bodas geothermal system, it can be  interpreted  that  the  geothermal  system  in  Karaha  and  Talaga Bodas has different heat source.

## Attribution-ShareAlike 4.0 International

## Pendahuluan
Tingginya  penggunaan  energi  tak-terbarukan  dan  ketidakpastian  sumber  panas  di  daerah Karaha-Talaga  Bodas  menjadi  latar  belakang  dalam  penelitian  ini.  Tingginya  penggunaan energi  tak-terbarukan  seiring  meningkatnya  kebutuhan  dapat  menyebabkan  cadangan  energi tak-terbarukan  menjadi  menipis.  Oleh  karena  itu  diperlukan  perubahan  cara  pandang,  yaitu dengan  melakukan  peralihan  penggunaan  energi  tak-terbarukan  menjadi  energi  terbarukan, yang  salah  satunya  adalah  energi  panas  bumi.  Untuk  mengoptimalkan  potensi  panas  bumi, dibutuhkan  penelitan  terkait  identifikasi  komponen  sistem  panas  bumi,  yang  salah  satunya adalah  sumber  panas.  Informasi  mengenai  kemungkinan  sumber  panas  dapat  diperkirakan melalui informasi permukaan, namun, informasi tersebut masih kurang efektif, karena sebagian besar  kemungkinan  sumber  panas  tidak  benar-benar  sesuai  dengan  yang  diindikasikan  dari informasi  permukaan,  sehingga  diperlukan  metode  untuk  memvalidasi  kemungkinan  sumber panas tersebut, yang salah satu metodenya adalah gravitasi. Rumusan masalah pada penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi sumber panas dan  membuat  model  konseptual sistem panas bumi  Karaha-Talaga  Bodas.  Tujuan  penelitian  adalah  untuk  mengidentifikasi  sumber  panas dan  memperkirakan  model  konseptual  sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga  Bodas  dengan menggunakan  metode  gravitasi.  Mengacu  pada  Tripp  dkk.  (2002),  terdapat  kemungkinan sumber
panas  berdasarkan  nilai  anomali  Bouguer  yang  tinggi  di  bagian  selatan  peta,  tepatnya  di daerah  tersebut  dan  berbanding  terbalik  dengan  kuadrat  jarak  antar  keduanya,  berikut persamaannya:
Talaga Bodas (Gambar 1), Hasil kajian tersebut didukung dengan hasil analisis petrografi dari beberapa sumur yang menunjukkan kemunculan quartz diorite (Tripp dkk., 2002).
Gambar 1 . Peta anomali Bouguer Karaha- Talaga Bodas (Tripp dkk., 2002).
Metode  gravitasi  merupakan  metode  geofisika  yang  didasarkan  pada  hukum  Newton mengenai gravitasi. Hukum gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya tarik menarik antara dua benda  berbanding  lurus  dengan  kedua  benda tersebut dan berbanding lurus  dengan  kedua benda,
Hukum  Newton  ke-2  menyatakan  bahwa  Jika  benda  bermassa m yang  mengalami  gaya sebesar F maka  benda  tersebut  mengalami  percepatan  sebesar a ,  dalam  hal  ini a = g (percepatan gravitasi bumi) berikut persamaan hukum Newton ke-2: 𝐹 = 𝑚 × 𝑔
Dengan demikian persamaan percepatan gravitasi adalah sebagai berikut:
𝑀 𝑔 = 𝐺 × 𝑅 2
Keterangan: g : percepatan gravitasi (m/s 2 ) M : massa bumi (kg)
m : massa benda m (kg)
R : jarak antar pusat massa benda (m)
G : konstanta gravitasi (6.67 × 10 −11 m 3 kg −1 s −2 )
Nilai percepatan gravitasi hasil akuisisi di  lapangan, perlu dikoreksi terlebih dahulu sampai dapat diinterpretasi secara kualitatif hingga kuantitatif. Metode-metode yang dilakukan adalah berupa;  koreksi  pasang  surut  ( tidal  correction ),  koreksi  apungan  ( drift  correction ),  koreksi lintang  ( latitude  correction ),  koreksi  udara  bebas  ( free  air  correction ),  koreksi  Bouguer ( Bouguer  correction ),  koreksi  medan  ( terrain  correction ),  Anomali  Bouguer  Lengkap ( Complete Bouguer Anomaly ), analisis spektrum, dan pemrosesan lanjut.
Pemodelan  gravitasi  dapat  dilakukan  setelah  proses  pengolahan  data  telah  selesai dilakukan.
Pemodelan  inversi  merupakan salah satu jenis  pemodelan  gravitasi. Pemodelan  inversi sering dikatakan  sebagai  “kebalikan”  dari  pemodelan  ke  depan  karena  dalam  pemodelan  inversi parameter model diperoleh secara langsung dari data. Pemodelan inversi pada dasarnya adalah proses sebagaimana digambarkan pada Gambar
2  namun  mekanisme  modifikasi  model  agar  diperoleh  kecocokan  data  perhitungan  dan  data pengamatan  yang  lebih  baik  dilakukan  secara  otomatis.  Dalam  proses  pemodelan  inversi, dicari  parameter  model  yang  menghasilkan  repons  yang  sesuai  dengan  data  pengamatan (Grandis, 2009).
Gambar 2 . Teknik pemodelan dengan cara mencoba-coba dan memodifikasi parameter modal hingga diperoleh kecocokan antara data perhitungan dan data lapangan (Grandis, 2009).
Secara  geologi,  bumi  tersusun  atas  berbagai  macam  jenis  batuan  yang  memiliki  densitas bervariasi. Densitas batuan dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Densitas batuan (Telford dkk., 1990).
Rock type Range (g/cm 3 ) Average (g/cm 3 )
Sediments ( wet ) Overburden 1.92 Soil 1.2 – 2.4 1.92 Clay 1.63 – 2.6 2.21 Gravel 1.7 – 2.4 2.0
Tabel 2. Densitas batuan (lanjutan) (Telford dkk., 1990).
Rock type Range (g/cm 3 ) Average (g/cm 3 ) Metamorphic rocks Slate 2.7 – 2.9 2.79 Gneiss 2.59 – 3.0 2.80
Sand 1.7 – 2.3 2.0 Sandstone 1.61 – 2.76 2.35 Shale 1.77 – 3.2 2.40 Limestone 1.93 – 2.90 2.55 Dolomite 2.28 – 2.90 2.70 Sedimentary rocks (av.) 2.50 Igneous rocks Rhyolite 2.35 – 2.70 2.52 Andesite 2.4 – 2.8 2.61 Granite 2.50 – 2.81 2.64 Granodiorite 2.67 – 2.79 2.73 Porphyry 2.60 – 2.89 2.74 Quartz diorite 2.62 – 2.96 2.79 Diorite 2.72 – 2.99 2.85 Lavas 2.80 – 3.00 2.90 Diabase 2.50 – 3.20 2.91 Basalt 2.70 – 3.30 2.99 Gabbro 2.70 – 3.50 3.03 Peridotite 2.78 – 3.37 3.15 Acid igneous 2.30 – 3.11 2.61 Basic igneous 2.09 – 3.17 2.79 Metamorphic rocks Quartzite 2.5 – 2.70 2.60 Schists 2.39 – 2.9 2.64 Graywacke 2.6 – 2.7 2.65 Marble 2.6 – 2.9 2.75 Serpentine 2.4 – 3.10 2.78
Amphibolite 2.90 – 3.04 2.96 Eclogite 3.2 – 3.54 3.37 Metamorphic 2.4 – 3.1 2.74

## Metode Penelitian
Metodologi  penelitian  terbagi  menjadi  7  tahap,  yaitu  tahap  studi  literatur,  tahap pengumpulan  data,  tahap pengolahan  data,  tahap  pemodelan  inversi,  tahap  interpretasi,  tahap pemodelan  konseptual  sistem  panas  bumi,  dan  tahap  penyusunan full  paper .  Diagram  alir metodologi penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.
1. Tahap Studi Literatur
Pada  tahap  ini,  studi  literatur  yang  dilakukan  dengan  mempelajari  geologi  dan referensi-referensi peneliti terdahulu yang terkait dengan daerah penelitian.
2. Tahap Pengumpulan Data
Pada  tahap  ini,  pengumpulan  data  yang  dilakukan  berupa  mendigitasi print peta Complete Bouguer Anomaly (CBA) Karaha-Talaga Bodas (Gambar 1), yang diperoleh dari survei gravitasi tahun 1997 oleh GENZL.
3. Tahap Pengolahan Data
Pada tahap ini, pengolahan  data yang  dilakukan berupa pemrosesan  lanjut data CBA, meliputi; analisis spektrum dan pemisahan anomali gravitasi regional-residual.
4. Tahap Pemodelan Inversi
Pada tahap ini, pemodelan inversi dilakukan pada data anomali gravitasi regional dan anomali gravitasi residual.
5. Tahap Interpretasi
Pada tahap ini, interpretasi dilakukan pada hasil pemodelan inversi.
6. Tahap Pemodelan Konseptual Sistem Panas Bumi Hasil  kajian  permukaan  dan  pemodelan  inversi  diintegrasikan  untuk  mempekirakan model konseptual  sistem panas bumi Karaha-Talaga Bodas.
7. Tahap Penyusunan Full Paper
Tahap Penyusunan Full Paper merupakan tahap terakhir dari metodologi penelitian.
Gambar 3 . Diagram alir metodologi penelitian.

## Hasil dan Pembahasan
I.1 Vulkanostratigrafi
Merujuk pada hasil kajian vulkanostratigrafi oleh Danakusumah dan Suryantini (2020), daerah penelitian  terletak  di  daerah  Karaha-Talaga  Bodas  yang  tersusun  atas  produk  vulkanik. Berdasarkan  peta  vulkanostratigrafi  (Gambar  4),  daerah  penelitian  terdiri  dari  Khuluk Cakrabuana,  Khuluk  Sedakeling,  Khuluk  Talaga  Bodas,  Khuluk  Galunggung,  Gumuk Cakrabuana,  Gumuk  Sedakeling  I,  Gumuk  Sedakeling  II,  Gumuk  Sedakeling  III,  Gumuk Talaga Bodas I, Gumuk Talaga Bodas II, Gumuk Talaga Bodas III, Gumuk Talaga Bodas IV, dan  Gumuk  Galunggung.  Detail overlay peta  geologi  dan  topografi  Karaha-Talaga  Bodas dapat dilihat pada Gambar 5. Stratigrafi daerah Karaha-Talaga Bodas dapat dilihat pada Gambar 6. Adapun pola struktur geologi di daerah Karaha-Talaga Bodas berarah barat laut-tenggara dan  timur  laut-barat  daya,  melewati  Kawah  Karaha  (Gambar  5).  Struktur  yang  diperkirakan berarah  Barat  Barat  Laut  -  Timur  Timur  Tenggara  ini  terletak  di  antara  punggungan  Karaha dan Talaga Bodas (Danakusumah dan Suryantini, 2020).
Gambar  4 .  Peta  vulkanostratigrafi  Karaha-  Talaga  Bodas  dimodifikasi  dari  (Danakusumah
dan Suryantini, 2020).
Gambar  5. Overlay peta  geologi  dan  topografi  Karaha-Talaga  Bodas  dimodifikasi  dari (Danakusumah dan Suryantini, 2020).
Gambar 6. Stratigrafi Karaha-Talaga Bodas (Danakusumah dan Suryantini, 2020).
Evolusi  geologi  yang  ditunjukkan  dari  sejarah  aktivitas  vulkanik  di  daerah  penelitian dapat  digunakan  sebagai  indikasi  kemungkinan  sumber  panas.  Hasil  kajian  permukaan menunjukkan adanya kemungkinan sumber panas berupa pusat-pusat erupsi di daerah Karaha- Talaga Bodas, terutama di Khuluk Talaga Bodas dan Khuluk Sedakeling (Gambar 4). Potensi panas bumi pada Karaha-Talaga Bodas diyakini memiliki potensi dengan sistem dominasi uap dengan temperatur mencapai 350°C (Powell dkk., 2001). Di sisi lain, keberadaan fitur sirkular tepatnya  Kawah  Galunggung  di  daerah  Talaga  Bodas  menurut  Allis  dkk.,  (2000) mengindikasikan  ada  peran  aktivitas  vulkanik  terhadap  sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga Bodas yang menyebabkan daerah utara dari Karaha-Talaga Bodas tersusun dari Breksi, Breksi Piroklastik  dan  Andesit  yang  berasal  dari  erupsi  gunung  api  tua.  Sedangkan  pada  bagian selatan terdiri atas Breksi Piroklastik hasil dari gunung api muda.
Complete  Bouguer  Anomaly didapatkan  dari  hasil  digitasi print peta Complete  Bouguer Anomaly (CBA) Karaha-Talaga Bodas (Tripp dkk., 2002). Berdasarkan overlay peta CBA dan permukaan  Karaha-Talaga  Bodas  diketahui  bahwa  kemungkinan  sumber  panas  ditunjukkan dengan  adanya  pusat-pusat  erupsi  di  daerah  Karaha-Talaga  Bodas.  Kemungkinan  sumber panas di bawah  daerah Talaga Bodas didukung  dengan  distribusi  nilai anomali Bouguer yang tinggi di bagian selatan (Gambar 7).
Gambar 7 . Overlay peta CBA dan permukaan Karaha-Talaga Bodas.
Analisis  spektrum  digunakan  untuk  menentukan cut-off frekuensi  spasial  untuk  proses
filtering lebih  lanjut  (Grandis,  2015).  Berdasarkan radially  averaged  power  spectrum , cut-off wavenumber adalah sekitar 0.26 km -1 (Gambar  8),  sesuai  dengan  panjang  gelombang 3.82 km atau 3820 m.
Gambar 8. Radially averaged power spectrum .
Kemungkinan sumber panas telah teridentifikasi dari peta CBA (Gambar 7), namun CBA merupakan  penjumlahan  dari  anomali  gravitasi  regional  dan  anomali  gravitasi  residual. Anomali  gravitasi  regional  merupakan  anomali  gravitasi  dengan  panjang  gelombang  yang panjang dan berkaitan dengan anomali dalam, sedangkan anomali gravitasi residual merupakan anomali  gravitasi  dengan  panjang  gelombang  yang  pendek  dan  berkaitan  dengan  anomali dangkal.  Kedua  anomali  tersebut  perlu  dipisahkan  untuk  mendapatkan  anomali  yang  yang berkaitan dengan sumber panas yang menjadi tujuan penelitian.
Anomali  gravitasi  regional  didapatkan  dari low-pass  Butterworth  filter ,  sedangkan  anomali gravitasi  residual  didapatkan  dari high  pass  Butterworth  filter . Cut-off  wavelength yang dipergunakan  yaitu  3820  m  (didapatkan  dari  analisis  spektrum).  Berdasarkan overlay peta anomali  gravitasi  regional  dan  permukaan  Karaha-Talaga  Bodas  diketahui  bahwa kemungkinan sumber panas ditunjukkan  dengan  adanya  pusat-pusat  erupsi  di  daerah  Karaha- Talaga Bodas. Kemungkinan sumber panas di bawah  daerah  Talaga  Bodas  didukung  dengan distribusi  nilai  anomali  gravitasi  regional-  residual  yang  tinggi  di  bagian  selatan  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Gambar 9. Overlay peta anomali gravitasi regional dan permukaan Karaha-Talaga Bodas.
Gambar 10. Overlay peta anomali gravitasi
Perkiraan  model  konseptual  sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga  Bodas  ditunjukkan  pada Gambar  11  dan  Gambar  12.  Model  konseptual  hasil  integrasi  kajian  permukaan  dengan pemodelan  inversi  menunjukkan  bahwa  sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga  Bodas  masing- masing  memiliki  kemungkinan  sumber  panas.  Model  konseptual  hasil  integrasi  kajian permukaan  dan  pemodelan  inversi  data  anomali  gravitasi  regional  profil  A-B  menunjukkan adanya kemungkinan sumber panas berdasarkan nilai  densitas  yang  tinggi,  yaitu  sekitar  2.84 –2.96 gr/cm 3 di  bawah  daerah  Talaga  Bodas.  Berdasarkan  tabel  densitas  batuan  oleh  Telford dkk.  (1990)  (Tabel  1),  nilai  densitas  tersebut  kemungkinan  merupakan quartz  diorite .  Hasil kajian  tersebut  didukung  dengan  hasil  analisis  petrografi  dari  beberapa  sumur  yang menunjukkan  kemunculan quartz  diorite (Tripp  dkk.,  2002).  Kemungkinan  sumber  panas tersebut terletak pada kedalaman sekitar ± -1000 m. Sedangkan  model  konseptual  hasil  integrasi kajian  permukaan dan pemodelan inversi  data anomali  gravitasi  residual  profil  A-B  menunjukkan  adanya  kemungkinan  sumber  panas berdasarkan nilai kontras densitas yang tinggi, yaitu sekitar 0.1073  – 0.1186 gr/cm 3 di bawah daerah Karaha.
Gambar 11. Model konseptual sistem panas bumi Karaha-Talaga Bodas hasil integrasi kajian permukaan dan pemodelan inversi data anomali gravitasi regional profil A-B.
Gambar  12. Model  konseptual  sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga  Bodas  hasil  integrasi  kajian permukaan dan pemodelan inversi data anomali gravitasi residual profil A-B.

## Kesimpulan
Hasil  kajian  gravitasi  menunjukkan  adanya  kemungkinan  sumber  panas  berdasarkan nilai anomali Bouguer, anomali gravitasi regional, anomali gravitasi residual, dan densitas yang tinggi di bawah daerah Talaga Bodas. Sedangkan kemungkinan sumber panas di  bawah  daerah Karaha  ditunjukkan  dengan  nilai  anomali  gravitasi  residual  dan  kontras  densitas  yang  tinggi. Berdasarkan  model  konseptual  sistem  panas  bumi  Karaha-Talaga  Bodas,  diinterpretasikan sistem panas bumi Karaha dan Talaga Bodas mempunyai sumber panas yang berbeda.

## Bibliografi
Allis, R., Moore, J., McCulloch, J., Petty, S., dan DeRocher, T. (2000): Karaha-Telaga- Bodas, Indonesia:  A  Partially  Vapor-  Dominated  Geothermal  System, Transactions-Geothermal Resources Council , 217–222.
Danakusumah,  G.,  dan  Suryantini  (2020):  Integration  of  the  Lineament  Study  in  the  Karaha-
Bodas  Geothermal  Field,  West  Java, IOP  Conference  Series:  Earth  and  Environmental Science , Institute of Physics Publishing, 417. https://doi.org/10.1088/1755- 1315/417/1/012008
Grandis,  H.  (2009):  Pengantar  pemodelan  inversi  geofisika, Himpunan  Ahli  Geofisika Indonesia (HAGI) .
Grandis, H. (2015): Gravity and magnetics for hydrocarbon and geothermal exploration.
Powell, T., Moore, J., DeRocher, T., dan McCulloch, J. (2001): Reservoir Geochemistry of the Karaha-Telaga Bodas Prospect, Indonesia, Transactions- Geothermal Resources Council , 363–368.
Telford, W. M., Telford, W. M., Geldart, L. P., dan Sheriff, R. E. (1990): Applied geophysics , Cambridge university press.
Tripp, A., Moore, J., Ussher, G., dan McCulloch, J. (2002): Gravity modeling of the Karaha- Telaga  Bodas  geothermal  system,  Indonesia,
Procedings,  Twenty-seventh  Workshop  on  Geothermal  Reservoir  Engineering  Stanford University .