IDENTIFIKASI ALIRAN FLUIDA DI DAERAH MANIFESTASI GEOTHERMAL CISARUA LAMPUNG MENGGUNAKAN METODE GROUND PENETRATING RADAR S K R I P S I ANGGRAENI PERMATASARI PUTRI F1D318008 PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA JURUSAN TEKNIK KEBUMIAN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI 2024
SURAT PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini benar-benar karya sendiri. Sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan orang lain kecuali sebagai acuan atau kutipan dengan mengikuti tata penulisan karya ilmiah yang telah lazim. Tanda tangan yang tertera dalam halaman pengesahan adalah asli. Jika tidak asli, saya siap menerima sanksi sesuai dengan peraturan yang berlaku. Jambi, Januari 2024 Yang Menyatakan Anggraeni Permatasari Putri F1D318008 i
RINGKASAN Daerah penelitian ini terletak di Kabupaten Lampung Selatan, sekitar 10 km utara Kota Bandar Lampung. Dimana luas wilayah Kabupaten Lampung Selatan adalah 2165 km2. Kemudian pada lokasi penelitian yang telah dilakukan berada di salah satu kecamatan yang berada di Kabupaten Lampung Selatan, yaitu Kecamatan Natar. Pada daerah penelitian tersebut terdapat dua kelompok mata air panas, yaitu mata air panas Natar (MAP Natar) dan mata air panas Cisarua (MAP Cisarua). Berdasarkan peta geologi, kemunculan manifestasi geothermal ini disebabkan oleh patahan Lampung-Panjang yang berarah barat laut-tenggara. Kemudian wilayah Lampung Selatan ini memiliki struktur geologi yang dapat mendukung potensi sumber daya geothermal. Dimana pergerakan lempeng tektonik di wilayah ini dapat menciptakan celah-celah di kerak bumi yang memungkinkan untuk adanya aliran panas dari dalam bumi. Zona-zona retakan atau sesar-sesar regional dapat menjadi jalur bagi aliran fluida panas yang kemudian dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi geothermal. Sehingga terdapat kaitannya antara geologi yang relevan dengan potensi sumber daya geothermal didaerah tersebut. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan menggunakan metode Ground Penetrating Radar (GPR), dimana metode tersebut dapat menggambarkan kondisi bawah permukaan secara terperinci dengan resolusi yang tinggi. Penelitian ini meliputi pengambilan data (akuisisi) GPR, pengolahan data GPR dengan menggunakan software ReflexW. Frekuensi alat yang digunakan adalah 100 MHz, penggunaan frekuensi ini memberikan kemampuan resolusi yang cukup baik dengan jangkauan kedalaman yang memenuhi target. Dimana penelitian ini bertujuan untuk mengetahui litologi batuan di sekitar area manifestasi tersebut serta dapat mengetahui ada atau tidaknya pola aliran fluida geothermal di area manifestasi berdasarkan data radar gram. Berdasarkan hasil pengukuran metode Ground Penetrating Radar (GPR), serta hasil dari pengolahan data tersebut, secara umum litologi yang didapatkan ialah berupa top soil, lempung, pasiran dan batu pasir. Kata Kunci : Manifestasi Geothermal, Bawah Permukaan, Metode GPR. ii
SUMMARY This research area is located in South Lampung Regency, about 10 km north of Bandar Lampung City. Where the area of South Lampung Regency is 2165 km2. Then the location of the research that was carried out was in one of the sub-districts in South Lampung Regency, namely Natar District. In the research area there are two groups of hot springs, namely Natar hot springs (MAP Natar) and Cisarua hot springs (MAP Cisarua). Based on geological maps, the emergence of this geothermal manifestation is caused by the Lampung-Panjang fault which trends northwest- southeast. Then the South Lampung region has a geological structure that can support potential geothermal resources. Where the movement of tectonic plates in this region can create cracks in the earth's crust that allow heat to flow from within the earth. Fracture zones or regional faults can become pathways for the flow of hot fluids which can then be used as a source of geothermal energy. So there is a connection between the relevant geology and the geothermal resource potential in the area. Therefore, this research was carried out using the Ground Penetrating Radar (GPR) method, where this method can describe subsurface conditions in detail with high resolution. This research includes GPR data collection (acquisition), GPR data processing using ReflexW software. The frequency of the tool used is 100 MHz, the use of this frequency provides quite good resolution capabilities with a depth range that meets the target. This research aims to determine the lithology of the rocks around the manifestation area and to determine whether or not there is a geothermal fluid flow pattern in the manifestation area based on gram radar data. Based on the results of measurements by the Ground Penetrating Radar (GPR) method, as well as the results of data processing, in general the lithology obtained is in the form of top soil, clay, sand and sandstone. Keywords: Geothermal Manifestation, Subsurface, GPR Method. iii
IDENTIFIKASI ALIRAN FLUIDA DI DAERAH MANIFESTASI GEOTHERMAL CISARUA LAMPUNG MENGGUNAKAN METODE GROUND PENETRATING RADAR S K R I P S I Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Geofisika ANGGRAENI PERMATASARI PUTRI F1D318008 PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA JURUSAN TEKNIK KEBUMIAN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI 2024 iv
LEMBAR PENGESAHAN Skripsi dengan judul IDENTIFIKASI ALIRAN FLUIDA DI DAERAH MANIFESTASI GEOTHERMAL CISARUA LAMPUNG MENGGUNAKAN METODE GROUND PENETRATING RADAR yang disusun oleh ANGGRAENI PERMATASARI PUTRI, NIM: F1D318008, telah dipertahankan didepan tim penguji pada tanggal 04 Januari 2024 Susunan Tim Penguji: Ketua : Prof. Drs. Maison, M.Si., Ph.D. Sekretaris : Ir. Syamsurijal Rasimeng, S.Si., M.Si. Anggota : 1. Ir. Gindo Tampubolon, M.S. 2. D.M. Magdalena Ritonga, S.T., M.T. 3. Ira Kusuma Dewi, S.Si., M.T. Disetujui: Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Prof. Drs. Maison, M.Si., Ph.D. Ir. Syamsurijal Rasimeng, S.Si., M.Si. NIP. 196705031993031004 NIP. 197307162000121002 Diketahui: Dekan Ketua Jurusan Fakultas Sains dan Teknologi Teknik Kebumian Drs. Jefri Marzal, M.Sc., D.I.T. Dr. Lenny Marlinda, S.T., M.T. NIP. 196806021993031004 NIP. 197907062008122002 v
RIWAYAT HIDUP ANGGRAENI PERMATASARI PUTRI dilahirkan di Bandar Lampung, pada 13 Oktober 2000. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan Bapak Sukamto dan Ibu Idayati. Penulis menempuh Pendidikan formal dimulai pada Sekolah Dasar Negeri (SDN) 02 Kota Jambi yang diselesaikan pada tahun 2012, kemudian penulis melanjutkan Pendidikan jenjang Sekolah Menengah Pertama Negeri (SMPN) 04 Kota Jambi dan selesai pada tahun 2015, lalu melanjutkan Pendidikan Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 03 Kota Jambi dan selesai pada tahun 2018. Pada tahun 2018 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Teknik Geofisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi. Selama menjalankan masa pendidikan sebagai mahasiswa penulis tercatat sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Geofisika Antareja Universitas Jambi Periode 2022/2023. Selain itu penulis juga aktif dalam organisasi yang berada diluar kampus, dimana penulis bergabung pada Organisasi Himpunan Mahasiswa Geofisika Indonesia (HMGI) pada periode 2021/2022. Pada bulan Oktober 2021, penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Kelas III Lampung Utara dengan tema "ANALISIS SEISMISITAS WILAYAH LAMPUNG BERDASARKAN DATA GEMPABUMI PERIODE OKTOBER 2020-OKTOBER 2021 SEBAGAI UPAYA MITIGASI BENCANA GEMPABUMI". Penulis melaksanakan penelitian tugas akhir di Mata air panas Cisarua Natar yang berada di Kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung dengan judul skripsi "IDENTIFIKASI ALIRAN FLUIDA DI DAERAH MANIFESTASI GEOTHERMAL CISARUA LAMPUNG MENGGUNAKAN METODE GROUND PENETRATING RADAR". vi
PRAKATA Alhamdulillahirabbil'alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT, Tuhan semesta alam yang telah melimpahkan kasih dan sayangnya memberikan karunia yang tak terbatas sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul "IDENTIFIKASI ALIRAN FLUIDA DI DAERAH MANIFESTASI GEOTHERMAL CISARUA LAMPUNG MENGGUNAKAN METODE GROUND PENETRATING RADAR" dapat diselesaikan dengan baik sebagai syarat menyelesaikan studi pada program studi Teknik Geofisika Universitas Jambi. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini tidak akan dapat tercapai dan terlaksana dengan baik tanpa adanya dukungan, bantuan dan arahan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada: 1. Kedua Orang Tua dan keluarga tercinta, Bapak Sukamto dan Ibu Idayati, serta keluarga besar yang selalu memberikan do'a dan dukungan terbaik sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Drs. Jefri Marzal, M.Sc., D.I.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi. 3. Ibu Ira Kusuma Dewi, S.SI., M.T. selaku Ketua Prodi Teknik Geofisika Universitas Jambi. 4. Bapak Prof. Drs. Maison, M.Si., Ph.D. selaku dosen Pembimbing Utama penulis yang telah memberikan semangat dan motivasi bagi penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 5. Bapak Ir. Syamsurijal Rasimeng, S.Si., M.Si. selaku dosen Pembimbing Pendamping yang telah membantu memberikan informasi baru kepada penulis, terutama informasi mengenai penelitian untuk tugas akhir penulis, serta membantu proses peminjaman alat di Program Studi Teknik Geofisika Universitas Lampung dan memberikan semangat, arahan serta bimbingan kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 6. Sahabat penulis, Trie Hartini dan Melania Sandri Ayuni yang menjadi saksi dalam perjalanan hidup penulis, selalu ada dalam keadaan apapun, memberi dukungan semangat dalam penyelesaian skripsi ini. 7. Teman seperjuangan, Safira, Ade, Ayunda, Hanifah, Yona, Annisya, Ifdiyah, Lita, Imam, Valdo dan Rigel, yang selalu mendukung dan memberikan masukan terbaik selama proses penyelesaian skripsi ini. vii
8. Saudara seperjuangan ANTAREJA 05 yang telah menjadi penyemangat semasa perkuliahan serta dukungan tenaga dan waktu saat pengambilan data yang memberikan kesan dan kenangan bagi penulis. 9. Keluarga besar Teknik Geofisika Universitas Jambi yang tanpa pamrih memberikan ilmu, masukan dan dukungan bagi penulis. 10. Tim pengukuran "Akuisisi GPR" mahasiswa Teknik Geofisika Universitas Lampung, Luthfi Rahmawati, Annur Istikomah, Sultan Al Ghifari, Ambrosius Hermawan dan teman-teman angkatan 2021, yang telah memberikan dukungan tenaga dan waktunya dalam pengambilan data di lapangan. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan dan membutuhkan banyak sekali masukan dimasa depan sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini bisa menjadi lebih baik lagi. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat sehingga dapat memberikan ilmu pengetahuan bagi yang membacanya. Jambi, Januari 2024 Penulis Anggraeni Permatasari Putri F1D318008 viii
DAFTAR ISI Halaman SURAT PERNYATAAN ... i RINGKASAN ... ii SUMMARY ... iii LEMBAR PENGESAHAN ... v RIWAYAT HIDUP ... vi PRAKATA... vii DAFTAR ISI ... ix DAFTAR TABEL ... xi DAFTAR GAMBAR ... xii DAFTAR LAMPIRAN ... xiii I. PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah ... 3 1.3 Hipotesis ... 3 1.5 Tujuan Penelitian ... 4 1.6 Manfaat Penelitian ... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5 2.1 Penelitian Yang Relevan ... 5 2.2 Kondisi Geografis ... 8 2.3 Geologi Regional Daerah Penelitian ... 8 2.4 Sistem Panas Bumi ... 10 2.5 Gelombang Elektromagnetik ... 15 2.6 Gelombang Radar ... 19 2.7 Metode GPR ... 21 III. METODE PENELITIAN ... 26 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 26 3.2 Peralatan Penelitian ... 26 3.3 Data Penelitian ... 27 3.4 Tahapan Penelitian ... 27 3.5 Diagram Alir Penelitian ... 29 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31 4.1 Lintasan Natar ... 33 4.2 Lintasan Cisarua ... 42 V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 50 ix
5.1 Kesimpulan ... 50 5.2 Saran ... 50 DAFTAR PUSTAKA ... 51 LAMPIRAN ... 54 x
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Konstanta dielektrik relative dan kecepatan gelombang elektromagnetik untuk berbagai materi geologi dan buatan (Reynolds, 1997)... 18 2. Besaran frekuensi dan penetrasi (Lehmann dan Green, 1999) ... 25 3. Mekanisme Kegiatan Penelitian... 26 4. Interpretasi Lintasan 1 Natar ... 35 5. Interpretasi Lintasan 2 Natar ... 36 6. Interpretasi Lintasan 3 Natar ... 40 7. Interpretasi Lintasan 4 Natar ... 40 8. Interpretasi Lintasan 1 Cisarua ... 44 9. Interpretasi Lintasan 2 Cisarua ... 45 10. Interpretasi Lintasan 3 Cisarua ... 48 xi
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Geologi Regional Lokasi Penelitian (Mangga et al., 1993)... 9 2. Pergerakan lempeng yang saling menunjam (Noor,2014)... 10 3. Perpindahan panas di bawah permukaan (Saptadji, 1993)... 11 4. Sistem Kerja GPR (Ayi, 2009) ... 20 5. Pola Radargram Indikasi Struktur Bawah Permukaan (Budiono dkk, 2010)... 21 6. Diagram Alir Kegiatan Penelitian ... 30 7. Peta Desain Akuisisi Sekitar Air Panas Natar ... 31 8. Peta Desain Akuisisi Sekitar Air Panas Cisarua... 32 9. Lintasan 1 Natar ... 34 10. Lintasan 1 Natar (jarak 0 - 50 meter) ... 34 11. Lintasan 1 Natar (jarak 50 - 100 meter) ... 34 12. Lintasan 1 Natar (jarak 100 - 150 meter) ... 35 13. Lintasan 1 Natar (jarak 150 - 200 meter) ... 35 14. Lintasan 2 Natar ... 36 15. Lintasan 2 Natar ( jarak 0 - 50 meter) ... 36 16. Lintasan 2 Natar (jarak 50 - 100 meter) ... 37 17. Lintasan 2 Natar (jarak 100 - 150 meter) ... 37 18. Lintasan 2 Natar (jarak 150 - 200 meter) ... 37 19. Lintasan 3 Natar ... 38 20. Lintasan 3 Natar (jatrak 0 - 50 meter) ... 39 21. Lintasan 3 Natar (jarak 50 - 100 meter) ... 39 22. Lintasan 3 Natar (jarak 100- 150 meter) ... 39 23. Lintasan 3 Natar (jarak 150 -200 meter) ... 40 24. Lintasan 4 Natar ... 41 25. Lintasan 4 Natar (jarak 0 -100 meter) ... 41 26. Lintasan 4 Natar (jarak 100 - 200 meter) ... 41 27. Lintasan 4 Natar (jarak 200 -330 meter) ... 42 28. Lintasan 1 Cisarua ... 43 29. Lintasan 1 Cisarua (jarak 0 - 50 meter) ... 43 30. Lintasan 1 Cisarua (jarak 50 -100 meter) ... 43 31. Lintasan 1 Cisarua (jarak 100 - 150 meter)... 44 32. Lintasan 1 Cisarua (jarak 150 - 200 meter)... 44 33. Lintasan 2 Cisarua ... 45 34. Lintasan Cisarua (jarak 0 - 37 meter) ... 45 35. Lintasan 2 Cisarua (jarak 37 - 74 meter) ... 46 36. Lintasan 3 Cisarua ... 47 37. Lintasan 3 Cisarua (jarak 0 - 40 meter) ... 47 38. Lintasan 3 Cisarua (jarak 40 - 80 meter) ... 47 39. Lintasan 3 Cisarua (jarak 80 - 120 meter) ... 48 xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Peta Administrasi Lokasi Penelitian ... 54 2. Peta Citra Satelit Lokasi Penelitian ... 55 3. Lokasi Pemandian Air Panas Natar ... 56 4. Lokasi Pemandian Air Panas Cisarua ... 56 5. Pengambilan Data GPR Bersama Teman- Teman Universitas ... 57 xiii
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara yang memiliki kepulauan terbesar di dunia yang dilintasi oleh garis khatulistiwa dengan jumlah pulau mencapai 16.056 pulau. Indonesia juga dilalui oleh cincin api (ring of fire) hal ini yang menyebabkan Indonesia memiliki banyak gunung aktif. Secara geografis Indonesia terletak di antara dua benua yaitu benua Asia dan Australia serta di antara dua samudra yaitu Hindia dan Pasifik. Hal ini menjadikan posisi Indonesia berada di wilayah strategis. Indonesia juga memiliki potensi sumber daya yang beragam, di dalamnya terdapat berbagai jenis batuan, bahan galian, dan sumber energi padat, cair dan gas, serta berbagai bentuk struktur tanah yang bermacam- macam seperti pegunungan, perbukitan, lembah, dan karst atau gua bawah tanah (Pratomo, 2006). Salah satu potensi sumber daya yang ada di Indonesia yaitu potensi panas bumi. Berdasarkan data Badan Geologi yang diambil pada tahun 2015, potensi panas bumi di Indonesia saat ini mencapai sekitar 29 GW. Penyebaran lokasi panas bumi berada di sepanjang jalur vulkanik yang membentang dari Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Kepulauan Banda hingga ke Sulawesi bagian utara. Dari semua lokasi yang telah teridentifikasi, sebanyak 35% diantaranya berasosiasi dengan lingkungan non-vulkanik yang utamanya tersebar di Sulawesi, selain beberapa lokasi di Kalimantan Barat, Bangka-Belitung dan Papua. Potensi panas bumi di Silawesi merupakan ketiga terbesar setelah Pulau Jawa dan Pulau Sumatera, yaitu sekitar 3229 MWe yang tersebar di 76 lokasi. Sistem panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistem hidrotermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225˚C), hanya beberapa diantaranya yang mempunyai temperatur sedang (150˚-225˚ C). Sistem panas bumi Sumatera lebih dikontrol oleh patahan regional yang terkait dengan system sesar Sumatera, sehingga reservoir panas bumi Sumatera berada pada kedalaman yang dangkal yaitu pada batuan sedimen yang memiliki porositas dan permeabilitas yang besar. Adanya suatu sumber daya panas bumi di bawah permukaan sering kali ditunjukkan oleh adanya manifestasi panas bumi di permukaan (geothermal surface manifestation). Manifestasi panas bumi di permukaan diperkirakan terjadi karena adanya perambatan panas dari bawah permukaan atau karena adanya rekahan-rekahan yang memungkinkan fluida panas bumi (uap dan air panas) mengalir ke permukaan (Saptadji, 1993). Dalam proses eksplorasi panas bumi, metode geofisika merupakan metode yang memiliki peranan penting untuk mendeteksi struktur geologi dan 1
2 komposisi bawah permukaan dengan menggunakan parameter fisika. Salah satunya adalah metode GPR (Ground Penetrating Radar). Metode GPR (Ground Penetrating Radar) dapat digunakan untuk mendeteksi benda-benda yang berada di bawah permukaan tanah. Metode ini menggunakan sumber gelombang elektromagnetik yang berupa gelombang radar untuk menentukan lokasi, kecepatan dan arah benda bergerak atau diam dan bekerja dengan merefleksikan gelombang mikro. Alat ini terdiri dari transmitter sebagai pemancar sinyal elektromagnetik ke dalam bumi dan receiver sebagai perekam sinyal kemudian gelombang pantul ditangkap oleh penerima secara digital dipermukaan bumi (Astutik, 1997). Penelitian ini dilakukan untuk mengidentifikasi aliran fluida didaerah menifestasi geothermal Cisarua Lampung, menggunakan metode GPR (Ground Penetrating Radar), yang dimana penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang sistem panas bumi didaerah tersebut. Aliran fluida merupakan komponen penting dalam sistem panas bumi. Dalam konteks panas bumi, aliran fluida mengacu pada pergerakan air panas dan uap di dalam reservoir bawah tanah (Situmorang, 2021). Menurut Elvira (2022), Identifikasi aliran fluida di daerah manfestasi geothermal memiliki beberapa tujuan penting, antara lain : 1. Memahami sumber daya panas bumi, dengan mengidentifikasi aliran fluida pada penelitian ini dapat mengetahui jumlah dan distribusi aliran fluida yang ada didalam reservoir panas bumi. 2. Karakterisasi reservoir panas bumi, dengan mengindentifikasi aliran fluida pada penelitian ini dapat memberikan wawasan tentang struktur reservoir panas bumi, termasuk sifat fisik dan geokimia fluida. 3. Penelitian eksplorasi dan pengembangan, dengan mengidentifikasi aliran fluida pada penelitian ini dapat memberikan pemahaman yang lebih baik tentang potensi panas bumi didaerah tersebut. 4. Pengelolaan sumber daya panas bumi, dengan mengidentifikasi aliran fluida pada penelitian ini dapat dilakukan analisis mengenai manajemen reservoir, efisiensi produksi energi panas bumi dan mitigasi resiko terkait dengan eksploitasi panas bumi. Berdasarkan hal diatas, dilakukan penelitian dengan fokus Mengidentifikasi Aliran Fluida di Daerah Manifestasi Geothermal Cisarua Lampung Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar. Dengan dilakukannya penelitian ini diharapkan mampu mengeksplorasi daerah penelitian lebih detail sehingga menjadi data penunjang dalam hal pengembangan daerah tersebut serta adanya pembaharuan terkait penggunaan
metode Ground Penetrating Radar (GPR). Dimana pada dasarnya penelitian tersebut belum pernah dilakukan, sehingga tidak adanya penelitian yang relevan. 1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah Berdasarkan wilayah penelitian ini yang dimana terletak dilapangan panas bumi Natar yaitu di Kabupaten Lampung Selatan, sekitar 10 km utara Kota Bandar Lampung. Pada lapangan ini terdapat dua kelompok mata air panas, yaitu mata air panas Natar (MAP Natar) dan mata air panas Cisarua (MAP Cisarua) dengan potensi spekulatif 25 Mwe berdasarkan data Ditjen EBTKE pada tahun 2017. Lokasi penelitian ini masih dikelilingi oleh persawahan penduduk. Kemudian untuk kondisi geologi yang dimana sebagian besar berada di formasi batuan vulkanik kuarter dengan batuan dasar metasedimen dan struktur sesar lampung-panjang. Daerah penelitian disusun oleh beberapa satuan/formasi batuan dari tua ke muda. Namun pada daerah penelitian ini hanya berada pada satu formasi saja, yaitu formasi Lampung (QTI). Formasi Lampung (QTl) yang tersusun dari tuf, tuf pumisan, dan batupasir tufan. Formasi ini memiliki tebal sekitar 200 m, diendapkan pada lingkungan darat-fluvial, air payau. Oleh karena itu, pada penelitian ini dapat menggunakan metode GPR (Ground Penetrating Radar), dimana metode tersebut menggunakan gelombang elektromagnetik yang nantinya untuk mengetahui litologi bawah permukaan serta mengidentifikasi aliran fluida geothermal di daerah manifestasi Cisarua, Lampung. Berdasarkan identifikasi tersebut, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana litologi bawah permukaan pada daerah sebaran manifestasi panas bumi Cisarua Natar yang berada di Kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung? 2. Bagaimana gambaran aliran fluida geothermal di area manifestasi Cisarua berdasarkan data radar gram? 1.3 Hipotesis Diduga daerah penelitian pada daerah sebaran manifestasi panas bumi Cisarua, Natar di Kabupaten Lampung Selatan, yang dimana nantinya berdasarkan data geologi dan data geofisika dapat membantu memperkirakan jenis batuan, tekstur, porositas dan konduktivitas dari bawah permukaan tanah. Sehingga pada daerah penelitian tersebut diperlukannya akuisisi data menggunakan metode GPR (Ground Penetrating Radar), dimana pada data radar gram nantinya dapat memberikan informasi tentang kedalaman dan litologi batuan dibawah permukaan. 3
1.4 Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini yaitu, pada penelitian dilakukannya akuisisi data menggunakan metode Ground Penetrating Radar (GPR), dilakukannya pengolahan data untuk menghasilkan radargram kondisi lapisan bawah permukaan dari daerah penelitian, sehingga dilakukannya interpretasi mengenai lapisan bawah permukaan berserta kedalamannya. 1.5 Tujuan Penelitian Tujuan dilakukan kegiatan penelitian ini diantaranya sebagai berikut. 1. Mengetahui batas litologi batuan di sekitar area manifestasi Cisarua Natar, Lampung. 2. Mengetahui pola aliran fluida geothermal di area manifestasi geothermal Cisarua Natar berdasarkan data radar gram. 1.6 Manfaat Penelitian Manfaat dilakukan kegiatan penelitian ini diantaranya sebagai berikut. 1. Memberikan informasi mengenai hasil pengukuran, pengolahan dan interpretasi data berdasarkan nilai konduktivitas dibawah permukaan Cisarua Natar di Kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung. Sehingga dapat diketahui karakteristik dan struktur lapisan bawah permukaannya. 2. Memberikan suatu gambaran informasi atau referensi serta pengetahuan baru kepada pihak pembaca maupun peneliti lain dalam hal pengembangan penelitian selanjutnya di wilayah yang bersangkutan. 3. Menambah wawasan keilmuan dibidang geofisika eksplorasi khususnya pada metode Ground Penetrating Radar (GPR) yang diaplikasikan untuk mengetahui sebaran manifestasi panas bumi yang merupakan sumber daya energi terbarukan. 4 ini
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Yang Relevan Maryanto dkk (2016), melakukan penelitian mengenai Integrated Resistivity and Ground Penetrating Radar Observations of Underground Seepage of Hot Water at Blawan-Ijen Geothermal Field (Pengamatan Resistivitas Terpadu dan Ground Penetrating Radar Rembesan Air Panas Bawah Tanah di Lapangan Panas Bumi Blawan-Ijen). Dimana lapangan panas bumi Blawan yang terletak di bagian utara kaldera Ijen yang menunjukkan aktivitas hidrotermal yang berkaitan dengan sesar pedati dan graben lokal. Kemudian terdapat sekitar 21 manifestasi mata air panas di Kawasan Blawan-Ijen dengan suhu terhitung sekitar 50°C. Sehingga tujuan dilakukan penelitian ini, yaitu untuk mendeteksi keberadaan air panas yang dimana menggunakan metode geolistrik dan GPR, digunakannya jenis metode tersebut dalam penelitian ini ialah karena keduanya merupakan metode yang sangat sensitif untuk mendeteksi keberadaan air panas. Sehingga dapat disimpulkan berdasarkan kedua penelitian tersebut dengan menggunakan 2 jenis metoda yang berbeda sama-sama mengindentifikasikan bahwa rembesan air panas bawah tanah di lapangan panas bumi Blawan mengikuti arah patahan dan aliran sungai yang dibuktikan dengan beberapa mata air panas di sepanjang sungai Banyu Pahit dengan nilai resistivitas kurang dari 40Ωm dan konduktivitas sedang. Selanjutnya penelitian mengenai Ground Penetrating Radar Successful In Imaging Hot Spring Deposits : A New Geothermal Exploration Tool (Lynne dan Dougherty, 2010). Dimana pada penelitian ini merupakan suatu pendekatan geofisika untuk pencitraan endapan sinter dan fitur panas bumi bawah permukaan lainnya yang memanfaatkan radar penembus tanah dan juga untuk pertama kalinya Ground Penetrating Radar (GPR) telah digunakan untuk menggambarkan berbagai fitur panas bumi dibawah permukaan yang dangkal. Hasil awal menunjukkan GPR berhasil dalam: pencitraan melalui endapan sinter, terlepas dari fase silikanya, hingga kedalaman lebih dari 10 meter dengan resolusi desimeter, menemukan luas spasial sinter yang tertimbun, mendeteksi perubahan endapan sinter, memetakan area bawah permukaan overprinting kondesat uap asam dimana tidak ada bukti dipermukaan tanah yang panas, mengurangi distribusi spasial bawah permukaan dari ventilasi yang telah punah dan membedakan air meteoric dan air panas dibawah permukaan. 5
6 Solla dkk (2022), melakukan penelitian mengenai GPR Application on Geothermal Studies : The Case Study of the Thermal Baths of San Xusto (Pontevedra, Spain). Dimana pada umumnya studi geofisika sering digunakan pada bidang panas bumi yang berguna untuk mendefinisikan dan mengkarakterisasi struktur yang dalam. Tetapi diperlukan juga suatu investigasi dangkal yang berguna untuk memahami asal struktur potensi lokal dari situs panas bumi yang menjanjikan. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk menyajikan tinjauan kemungkinan penerapan Ground Penetrating Radar (GPR) pada studi sumber daya panas bumi dan bagaimana teknik geofisika ini dapat berkontribusi untuk meningkatkan penggunaan energi sumber daya termal tersebut. Maka dari itu, dilakukannya analisis mendalam terhadap struktur termal asli. Survei GPR dengan antena frekuensi 200 dan 500 MHz telah dilakukan, sehingga dapat mengidentifikasi dua sumber panas yang berbeda, dalam bentuk pantulan datar yang kuat yang menunjukkan gema sinyal, di area yang diteliti. Selain itu, analisis kimia dilakukan untuk mengkarakterisasi air panas di situs San Xusto. Akibatnya, mata air panas terdeteksi dengan mengidentifikasi fenomena gema pada pencitraan GPR karena adanya senyawa logam dan silika. Menemukan asal mata air panas dapat memungkinkan penggunaan sumber daya termal yang lebih efisien serta kemungkinan hidrotermal di daerah tersebut. Syam dkk (2019), melakukan penelitian mengenai Aplikasi Metode Georadar Untuk Identifikasi Struktur Geologi di Jalan HM. Ardan Ring Road 1 Samarinda. Dimana pada penelitian ini tujuan utamanya ialah untuk mengetahui struktur geologinya yang menggunakan metode ground penetrating radar (GPR) dan radar refleksi teknik profiling, metode ini dilakukan dengan adanya mendekatkan antenna penerima dan pemancar tanah secara bersamaan diatas permukaan dan kemudian memanfaatkan perambatan gelombang elektromagnetik untuk identifikasi struktur bawah permukaan, yang dimana dalam metode tersebut menghasilkan nilai jarak dan kedalaman dalam bentuk gram radar. Kemudian pada penelitian ini dilakukannya pengambilan data sebanyak 6 lintasan, lalu didapatkan hasil penelitiannya yaitu pada lintasan 1 dan lintasan 2 tidak menunjukkan jalur struktur geologi pada jalur ini karena hanya proses itu saja telah menghasilkan pelipatan berdasarkan control lapangan. Lalu untuk lintasan 3 berdasarkan pola pantulan tersebut dapat diperkirakan adanya kontak litologi antara keduanya material penyusun, untuk lintasan 4 diperkirakan terdapat sesar turun pada kedalaman 1,6 m hingga 3 m dan dari pola pantulan dapat menggambarkan kontak litologi anatr penyusun
bebatuan, pada lintasan 5 dan 6 terdapat sesar dangkal dan diperkirakan berdasarkan difraksi pola terekan ada saluran air diujung lintasan. Solihin dkk (2017), telah melakukan penelitian mengenai Studi Geofisika Untuk Menentukan Batas Formasi Jampang dan Formasi Ciletuh di Kawasan Geopark Ciletuh. Dimana pada penelitian ini dilakukan di daerah Ciletuh, tepatnya desa Tamanjaya, Kecamatan Ciemas, Kabupaten Sukabumi, Provinsi Jawa Barat. Pada Kawasan Ciletuh ini memiliki struktur geologi yang khas dan unik serta memiliki aneka ragam batuan yang tersebar. Lalu studi geofisika sangat berguna dalam menganalisa struktur geologi bawah permukaan tanah di Kawasan ciletuh. Metode geofisika yang digunakan bertujuan untuk mengamati dan menganalisis struktur geologi batuan permukaan. Serta, tujuan utama dari penelitian ini untuk menentukan batas formasi Jampang dengan formasi Ciletuh. Penelitian ini digunakan pengambilan data dengan metode Geolistrik, Magnetik dan Ground Penetrating Radar (GPR) di daerah Tamanjaya, kawasan Ciletuh dengan lintasan yang berbeda. Dimana pada metode Ground Penetrating Radar (GPR) dilakukannya pengambilan data sebanyak 2 lintasan, yang dimana pada hasil interpretasi metode GPR pola perambatan serta kecepatan rambat gelombang elektromagnetiknya terdapat perbedaan struktur batuan yaitu batuan pasir kasar, kerikil dan endapan. Berdasarkan geologi regional formasi Jampang bawah didominasi oleh batuan pasir halus. Sedangkan formasi Ciletuh didominasi oleh batuan pasir kasar yang berumur lebih tua. Sehingga batas formasi Jampang dengan batas formasi Ciletuh dapat diperkirakan pada lintasan GPR dan Magnetik. Nuzuliani dkk (2015), melakukan penelitian mengenai Studi Litologi Batu Gamping dari data Ground Penetrating Radar (GPR) Di Tepi Pantai Temaju, Kabupaten Sambas, Provinsi Kalimantan Barat. Tujuan dari penelitian ini untuk memetakan susunan litologi batuan permukaan dangkal. Digunakan metode GPR pada penelitian untuk mengetahui lapisan batu gamping di Tepi Pantai Temaju, Kabupaten Sambas, Provinsi Kalimantan Barat. Pada tiap-tiap lintasan, data diambil dengan jarak 70 meter. Pengolahan data ini menggunakan software Radan versi 5.0 dan Reflex 2D Quick. Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap pengolahan data yaitu spatial filter, deconvolution, dan migration. Hasilnya menunjukkan bahwa ada tiga lapisan yang teridentifikasi dari data tersebut. Lapisan pertama diinterpretasikan sebagai litologi pasir dengan range kedalaman dari 0 - 2,6 meter, lapisan kedua diinterpretasikan sebagai litologi batu gamping dengan range kedalaman 2,6 - 7,2 meter, dan lapisan ketiga diinterpretasikan sebagai litologi batu pasir dengan range kedalaman 7,2 - 10 meter. 7
2.2 Kondisi Geografis Menurut Adhitama dan Lubis (2020), Secara geografis Kabupaten Lampung Selatan ini terletak antara 105°14'-105°45' Lintang Selatan dan 5°15'- 6°05' Bujur Timur. Kabupaten Lampung Selatan ini memiliki batas-batas, yaitu: sebelah barat berbatasan dengan kabupaten Pesawaran dan Kota Bandar Lampung, sebelah timur berbatasan dengan Laut Jawa, sebelah utara berbatasan dengan Kabupaten Lampung Timur dan Kabupaten Lampung Tengah, sebelah selatan berbatasan dengan Selat Sunda. Dimana luas wilayah Kabupaten Lampung Selatan adalah 2165 km2. Lokasi penelitian yang akan dilakukan berada di salah satu kecamatan yang berada di Kabupaten Lampung Selatan, yaitu Kecamatan Natar. Dimana pada kecamatan Natar ini memiliki luas 250,88 km2. Lalu untuk luas wilayah penelitiannya berkisar ±21,9 km². 2.3 Geologi Regional Daerah Penelitian Menurut Mangga dkk (1993), Meninjau bentang alam di wilayah administrasi Provinsi Lampung, wilayah ini setidaknya dapat dibagi menjadi tiga fisiografi, yaitu Lajur Jambi-Palembang, Lajur Bukit Barisan, dan Lajur Bengkulu, serta dengan komposisi morfologi secara umum, yaitu merupakan dataran rendah, perbukitan bergelombang, pegunungan, dan kerucut gunungapi. Tatanan tektonik yang dibentuk bersamaan dengan penujaman Lempeng Indo- Australia pada Lempeng Eurasia, yang telah menujam membentuk Busur Sunda (Sunda-Arc) di lepas pantai barat Sumatera. Hal ini bersamaan dengan perkembangan utama Sesar Selat Sunda dan Sesar Sumatera. Proses ini berlangsung sejak Mesozoikum hingga saat ini. Selain itu komposisi batuan yang menyusun wilayah ini meliputi batuan alas (badrock) malihan Pra-Mesozoikum, batuan beku Mesozoikum-Kenozoikum, serta runtuhan batuan sedimen serta gunungapi berumur Tersier sampai dengan kuarter. Wilayah penelitian ini yang dimana terletak di lapangan panas bumi Natar yaitu di Kabupaten Lampung Selatan, sekitar 10 km utara Kota Bandar Lampung. Pada lapangan ini terdapat dua kelompok mata air panas, yaitu mata air panas Natar (MAP Natar) dan mata air panas Cisarua (MAP Cisarua) dengan potensi spekulatif 25 Mwe, berdasarkan data Ditjen EBTKE diambil pada tahun 2017. Menurut Juliarka dan Iqbal (2020), Pada daerah penelitian terletak tidak jauh dari gunung api, dimana jarak terdekat gunung api yaitu kurang lebih 26 km dari gunung Ratai. Oleh karena itu diduga hubungan manifestasi panas bumi di daerah Natar dan Cisarua berada di jalur vulkanik dan tektonik yang sama. Serta terdapat sesar Lampung-Panjang yang berada di dekat daerah penelitian yang dimana masih diperkirakan dipengaruhi oleh sesar besar Sumatera. 8
Terdapat juga satu kelurusan yang berarah timur laut-barat daya yang diduga menjadi pengontrol keluarnya mata air panas Natar. Lalu pada mata air panas Cisarua berada pada jalur patahan yang memiliki arah baratlaut - tenggara (Sesar Lampung-Panjang) yang diduga menjadi pengontrol keluarnya mata air panas yang diakibatkan tekanan pada sesar tersebut (Suharno dkk, 2012). Gambar 1. Geologi Regional Lokasi Penelitian (Mangga dkk, 1993). Menurut Mangga dkk (1993), untuk kondisi geologi yang dimana sebagian besar berada di formasi batuan vulkanik kuarter dengan batuan dasar metasedimen dan struktur sesar lampung-panjang. Secara umum, geologi daerah penelitian tercakup dalam peta geologi regional lembar Tanjungkarang. Daerah penelitian disusun oleh beberapa satuan/formasi batuan dari tua ke muda. Namun pada daerah penelitian ini hanya berada pada satu formasi saja, yaitu formasi Lampung (QTI). Dimana formasi QTl (Quaternary Terrace and Lebak Layer) adalah salah satu formasi geologi yang ditemukan di wilayah Lampung, Indonesia. Formasi ini terbentuk selama periode kuarter (quaternary) dan melibatkan berbagai jenis material seperti endapan aluvial, sungai, gamping, lempung dan Lapisan Vulkanik. Namun adanya sifat dan sekuensi lapisan dalam formasi QTl dapat berbeda di berbagai lokasi di Lampung dan teragntung pada faktor-faktor geologi di daerah tersebut. 9
Formasi Lampung (QTI) Formasi Lampung (QTl) yang tersusun dari tuf berbatuapung, tuf riolitik, tuf padu tufit, batulempung tufan, tuf, tuf pumisan, dan batupasir tufan. Tuf berwarna putih sampai kecoklatan berkomposisi riolit, dan terkekarkan di beberapa tempat. Tuf pumisan berwarna kelabu dengan butir sedang-kasar, terpilah buruk, dan tersusun atas pumis dan fragmen batuan. Batupasir tufan berwarna putih kekuningan dengan butir halus-sedang, terpilah buruk, membundar tanggung, terdapat fragmen pumis dan tidak kompak, di beberapa tempat memperlihatkan struktur silang siur. Formasi ini memiliki tebal sekitar 200 m, diendapkan pada lingkungan darat-fluvial, air payau. 2.4 Sistem Panas Bumi Pada kulit bumi terdapat lempeng-lempeng yang aktif bergerak secara perlahan-lahan dan menerus. Karena panas di dalam astenosfer dan panas akibat gesekan, ujung dari lempengan tersebut hancur meleleh dan mempunyai temperatur tinggi (proses magmatisasi). Adanya material panas pada kedalaman beberapa ribu kilometer di bawah permukaan bumi menyebabkan terjadinya aliran panas dari sumber panas tersebut hingga ke permukaan (lihat pada gambar). Di perbatasan antara dua lempeng (di daerah penujaman) laju aliran panas umumnya lebih besar dari harga rata-rata. Hal ini menyebabkan gradient temperature di daerah tersebut menjadi lebih besar dari gradient temperatur rata- rata. Gambar 2. Pergerakan lempeng yang saling menunjam (Noor,2014). Pada dasarnya sistem panas bumi terbentuk sebagai hasil perpindahan panas dari suatu sumber panas ke sekelilingnya yang terjadi secara konduksi 10
dan konveksi (pada gambar). Perpindahan panas secara konduksi terjadi melalui batuan, sedangkan perpindahan panas secara konveksi terjadi karena adanya kontak antara air dengan suatu sumber panas. Perpindahan panas secara konveksi pada dasarnya terjadi karena gaya apung air karena gaya gravitasi selalu mempunyai kecendrungan untuk bergerak kebawah, akan tetapi apabila air tersebut kontak dengan suatu sumber panas maka akan terjadi perpindahan panas sehingga temperatur air menjadi lebih tinggi dan air menjadi lebih ringan. Keadaan ini menyebabkan air yang lebih panas bergerak ke atas dan air yang lebih dingin bergerak turun ke bawah, sehingga terjadi sirkulasi air atau arus koneksi (Saptadji,1993). Gambar 3. Perpindahan panas di bawah permukaan (Saptadji, 1993). Komponen Sistem Panas Bumi Secara garis besar system panas bumi dikontrol oleh adanya sumber panas, batuan reservoir, lapisan penutup, keberadaan struktur geologi dan daerah resapan air. Sumber Panas Pada system panas bumi perpindahan panas umumnya secara konduksi dan konveksi. Perpindahan panas secara konduksi merupakan proses perpindahan panas dari sumber panas yang mengalami kontak dengan batuan samping sehingga batuan samping mengalami peningkatan suhu sedangkan perpindahan panas secara konveksi adalah perpindahan panas yang diikuti oleh 11
perpindahan massa. Sumber panas dalam system panas bumi pada umumnya berasal dari magma. Magma dapat terjadi karena pelelehan sebagian kerak bumi pada proses penebalan lempeng karena pelelehan sebagian kerak bumi pada proses penebalan lempeng benua seperti yang terjadi pada tumbukan antar lempeng benua. Fluida Panas Bumi Fluida panas bumi berasal dari permukaan (air meteorik) yang masuk kebawah permukaan melalui rekahan maupun ruang antar butir batuan membentuk system reservoir. Fluida juga dapat berasal dari batuan dalam bentuk air magmatic. Adanya fluida panas bumi mampu memberikan informasi tipe system panas bumi, komposisi kimia fluida, asal usul fluida, interaksi fluida terhadap batuan serta campuran fluida reservoir dengan fluida lain. Reservoir Reservoir adalah zona atau lapisan batuan yang memiliki sifat permeable dan porositas tinggi sehingga dapat menyimpan fluida yaitu uap dan air panas yang berasal dari hasil pemanasan (konveksi dan konduksi) dalam suatu system panas bumi. Lapisan ini bisa berasal dari batuan klastik atau batuan vulkanik yang telah mengalami rekahan secara kuat. Reservoir panas bumi yang produktif harus memiliki porositas dan permeabilitas yang tinggi, ukuran volume cukup besar, suhu tinggi dan kandungan fluida yang cukup. Permeabilitas dihasilkan oleh karakteristik stratigrafi (missal porositas intergranular pada lapilli atau lapisan bongkah lava) dan unsur struktur (misalnya sesar, kekar dan rekahan). Batuan Penudung Batuan penudung merupakan lapisan yang berfungsi sebagai penutup reservoir sehingga fluida di reservoir tidak akan keluar dan tersebar ke tempat lain. Lapisan batuan penudung biasanya batuan dengan permeabilitas rendah dan kedap air. Lapisan penudung umumnya tersusun oleh lapisan batuan yang terdiri dari mineral lempung sekunder hasil ubahan akibat interaksi fluida dengan batuan yang dilewatinya. Di lingkungan tektonik aktif batuan penudung mengalami deformasi dan membentuk rekahan, tetapi dengan adanya proses kimia yaitu berupa pengendapan mineral sangat membantu dalam menutup rekahan yang terbentuk contohnya penegdnapan klasit dan silika (Murdani dan Sarkowi, 2019). Manifestasi Panas Bumi Menurut Broto dan Putranto (2011), Manifestasi ialah adanya suatu gejala pada permukaan yang memiliki ciri adanya potensi energi panas bumi. Dimana pada kegiatan panas bumi ini dinyatakan oleh munculnya manifestasi di permukaan yang menandakan bahwa fluida hidrotermal yang berasal dari 12
reservoir yang telah keluar melalui rekahan batuan. Kemudian pada daerah panas bumi, manifestasi yang dapat dijumpai sangat beragam, diantaranya ialah tanah panas, tanah beruap, kolam air panas, kolam lumpur panas, air panas, fumarol dan geyser. Menurut Nicholson (1993), terdapat dua zona dalam mengetahui sirkulasi fluida panas bumi yaitu zona upflow dan outflow. Dimana zona upflow merupakan aliran fluida langsung keluar dari reservoir melalui rekahan dan lapisan permeabilitas tinggi yang memiliki gradien suhu bawah permukaan yang lebih tinggi daripada zona outflow. Sedangkan zona outflow merupakan zona tempat terjadinya lateral flow fluida panas bumi. Adapun manifestasi panas bumi yang terdapat pada lokasi penelitian yaitu mata air panas. Mata air panas ini ialah jenis manifestasi permukaan yang memiliki suhu hangat hingga panas. Manifestasi ini mengindikasikan adanya air tanah yang masuk ke bawah permukaan dan mengalami kontak dengan batuan sumber panas. Air tanah yang turun dan bersentuhan dengan batuan sumber panas akan terpanaskan dan cenderung naik ke permukaan melalui rekahan-rekahan pada batuan dan membentuk sumber mata air panas. Hubungan antara posisi geologi regional dengan sistem panas bumi Sistem panas bumi di Pulau Sumatera ini merupakan sistem panas bumi yang berupa vulkano-tektonik, dimana sistem yang berasosiasi antara struktur graben dengan kerucut vulkanik, umumnya ditemukan di daerah pada jalur sistem sesar Sumatera. Kemudian Pulau Sumatera memiliki struktur geologi yang dikontrol oleh struktur besar yaitu Sesar Semangko (Sumatera) dan beberapa aktivitas gunung api sehingga menimbulkan manifestasi yang muncul ke permukaan berupa mata air panas, fumarol, solfatara dan batuan alterasi. Potensi panas bumi di Indonesia sangatlah besar namun dalam pemanfaatannya masih sangat kurang. Menurut catatan terbaru Badan GeologiKementerian ESDM (Desember 2020), Indonesia memiliki total potensi panas bumi diperkirakan sebesar 23,7 Giga Watt (GW). Berdasarkan data Direktorat Panas Bumi, potensi ini baru dimanfaatkan sebesar 8,9% atau 2.130,6 MW masih banyak yang belum dimanfaatkan. Sehingga perihal ini pemerintah menargetkan peningkatan pemanfaatan panas bumi menjadi 7.241,5 MW atau 16,8% di 2025. Salah satu provinsi yang memiliki potensi panas bumi yang cukup besar ialah ditandai dengan adanya beberapa gunung api di provinsi tersebut, salah satunya yaitu pada Provinsi Lampung. Dimana pada Provinsi Lampung ini dapat dibedakan berdasarkan gunung api aktif yang terdiri dari beberapa tipe. Pada tipe A yaitu Gunung Krakatau dan tipe B yaitu Gunung Rajabasa. Oleh karena itu di 13
wilayah Provinsi Lampung banyak terdapat potensi panas bumi. Selain itu, hal ini didukung dengan adanya keberadaannya PLTP Ulubelu yang terletak di Waypanas, Lampung yang memiliki kapasitas cadangan 220 MW (PGE, 2017). Menurut Iqbal dkk (2019), salah satu potensi panas bumi lainnya terletak di Kecamatan Natar, Kabupaten Lampung Selatan. Keberadaan potensi panas bumi yang berada di Kecamatan Natar, Kabupaten Lampung Selatan ditandai dengan adanya manifestasi panas bumi berupa mata air panas yang terletak di Natar Hot Water Resource dan Pemandian Air Panas Cisarua. Mata Air Panas Natar merupakan salah satu wujud geothermal yang berada di Provinsi Lampung, Indonesia. Sekitar 6 km ke arah timur, muncul mata air panas lain dengan suhu sekitar 40°C dengan pH netral yang disebut Mata Air Panas Cisarua. Mata air panas Natar sendiri bersuhu 47-54°C dengan pH 6,23. Berdasarkan peta geologi, kemunculan mata air panas ini disebabkan oleh patahan Lampung-Panjang yang berarah barat laut-tenggara. Morfologi wilayah penelitian menunjukkan topografi dataran datar yang terdiri dari batuan vulkanik kuarter dan batuan metamorf di ruang bawah tanah. Gunung berapi terdekat yang diperkirakan menjadi sumber panas dari sistem panas bumi adalah gunung berapi Kuarter yang telah punah yang disebut gunung Betung yang terletak sekitar 15 km ke arah barat daya. Menurut Iqbal dkk (2019), berdasarkan kajian resapan wilayah dengan menganalisis peta topografi menunjukkan bahwa areal resapan natar dan cisarua terbentang bagian selatan cekungan air tanah Metro-Kotabumi dan sekitar gunung pesawaran, gunung Betung dan Panjang. Manifestasi geothermal di wilayah tersebut tampak pada topografi dataran datar yang membuatnya menarik untuk diteliti, kemunculannya dapat menjadi dedukasi awal untuk mengetahui hubungan antara natar dengan sistem geothermal terdekat (misalnya : Ulubelu dan Way Panas) yang berperan sebagai outflow atau sistem geothermal natar merupakan sistem endapan dengan topografi datar tanpa pengaruh dari gunung berapi (non-sistem geothermal vulkanik). Sehingga terdapat kaitannya antara geologi yang relevan dengan potensi sumber daya geothermal didaerah tersebut. Yang dimana sistem geothermal merupakan suatu suatu bentuk energi panas bumi yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik atau panas. Maka dari itu dapat dihubungkan posisi geologi regional wilayah lampung selatan dengan sistem geothermalnya. Lokasi di Cincin Api Pasifik: Lampung Selatan terletak di dalam Cincin Api Pasifik, sebuah daerah yang dikenal karena aktivitas vulkanik dan seismik yang tinggi. Kehadiran gunung-gunung berapi dan potensi aktivitas geothermal biasanya berkaitan dengan fenomena ini. Kehadiran gunung berapi aktif atau 14
15 potensial di sekitar wilayah ini dapat menjadi indikasi adanya sumber panas bumi yang bisa dimanfaatkan sebagai energi geothermal. Struktur Geologi: Wilayah Lampung Selatan memiliki struktur geologi yang dapat mendukung potensi sumber daya geothermal. Pergerakan lempeng tektonik di wilayah ini dapat menciptakan celah-celah di kerak bumi yang memungkinkan untuk adanya aliran panas dari dalam bumi. Zona-zona retakan atau sesar-sesar regional dapat menjadi jalur bagi aliran fluida panas yang kemudian dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi geothermal. Gunungapi dan Panas Bumi: Wilayah Lampung Selatan memiliki beberapa gunung berapi, seperti Gunung Rajabasa dan Gunung Anak Krakatau. Gunung-gunung berapi ini merupakan indikasi aktivitas geologi yang berhubungan dengan panas bumi. Aktivitas vulkanik dapat menciptakan reservoar panas di dalam tanah yang bisa dimanfaatkan untuk pembangkitan listrik atau penggunaan panas. Menurut Haerudin dkk (2017), Keberadaan sesar menjadi kontrol dalam siklus hidrologi pada daerah panas bumi. Dalam mengidentifikasi sesar dan pengontrol sistem panas bumi yang lain dari suatu lokasi diperlukan metode geofisika yang relevan untuk menggambarkan sistem yang mengontrol panas bumi Potensi ini terkait dengan kondisi geologi Indonesia yang merupakan daerah subduksi dan gunungapi. 2.5 Gelombang Elektromagnetik Menurut Giancoli (2001), Gelombang elektromagnetik (EM) ialah gelombang yang merambat di ruang hampa, dengan kata lain gelombang tersebut dapat merambat tanpa memerlukan medium. Fitur dalam EM terdiri dari frekuensi, ampplitudo, kecepatan, dan Panjang gelombang dimana amplitude merupakan tinggian dari suatu gelombang, sedangkan panjang gelombang (λ) adalah jarak yang dihitung dari antara dua puncak gelombang. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu medium dalam satuan waktu. Frekuensi dinyatakan dari kecepatan rambat gelombang, karena nilai kecepatan energi gelombang elektromagnetik konstan (kecepatan cahaya) yang diketahui panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang gelombangnya, semakin rendah frekuensinya demikian sebaliknya. Keuntungan menggunakan gelombang elektromagnetik dalam metode ini adalah bahwa sinyal - sinyalnya memiliki panjang gelombang yang relative pendek sehingga dapat dibangkitkan dan diradiasikan ke dalam permukaan tanah untuk mendeteksi beberapa anomali pada sifat dielektrik material geologi yang ada di bawah permukaan bumi. Sifat elektromagnetik yang biasa diukur
16 menggunakan data GPR adalah konstanya dielektrik relative. Konstanta ini biasanya digunakan untuk mengukur frekuensi dan survey lapangan yang dipengaruhi oleh air tanah. Travel time (kecepatan elektromagnetik) dan amplitudo dari sinyal GPR dapat juga digunakan untuk memperkirakan konstanta relative dielektrik. Pengukuran travel time ini merupakan pengukuran paling efektif didalam metode GPR untuk memperkirakan konstanta dielektrik relative ketika geometeri bawah permukaan diketahui atau ketika data variabel offset diperoleh (Warnana, 2008). Gelombang elektromagnetik mempunyai prinsip dasar dari persamaan Maxwell. Persamaan maxwell terdiri dari empat persamaan. Persamaan maxwell menjelaskan bahwa adanya perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, juga dengan sebaliknya adanya perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet. Landasan teoritis dari persamaan Maxwell menjadi prinsip dasar metode elektromagnetik yang dinyatakan sebagai berikut : ∇ • 𝑫⃗⃗ = 𝝆 𝜺𝟎 (1) ∇ × 𝑬⃗⃗ = − 𝜕𝑩 𝜕𝒕 (2) ∇ • 𝑩⃗⃗ = 𝟎 (3) ∇ × 𝑬⃗⃗ = 𝜕𝑬 𝜕𝒕 + 𝐽 𝜺𝟎 (4) Keterangan : 𝐸⃗ = Vektor medan listrik (volt/m), 𝐵⃗ = Fluks atau induksi magnetic (Weber/m2 atau Tesla), 𝐷⃗⃗ = Fluks listrik (C/m2), 𝐸⃗ = Intensitas Medan Magnet (A/m), 𝐽 = Rapat arus (Ampere/m2). Radiasi elektromagnetik yang direfleksikan material bergantung pada kontras konstanta dielektrik relative perlapisan - perlapisan yang berdekatan. Jika kontras tersebut besar, maka jumlah energi gelombang radar yang direfleksikan juga besar. Koefisien refleksi (R) didefinisikan sebagai perbandingan energi yang dipantulkan dan energi yang datang. Besar R ditentukan oleh kontras kecepatan dielektrik relative dari medium. Dalam semua kasus magnitufo R berada pada rentang + 1. Bagian energi yang ditransmisikan sama dengan dengan 1-R, sedangkan daya koefisien refleksi sama dengan R2 (Astutik, 1997). Amplitude koefisien refleksi diberikan oleh persamaan berikut : 𝑅 = (𝑉1−𝑉2) (𝑉1+𝑉2) = √𝜀2−√𝜀1 √𝜀2+√𝜀1 (1)
Dengan V1 dan V2 adalah kecepatan gelombang radar pada lapisan 1 dan 2 (V1 < V2) dan 1, 2 adalah konstanta elektrik relatif ( r) dari lapisan 1 dan 2 (Astutik, 1997). Kecepatan gelombang radar dalam beberapa medium tergantung pada kecepatan cahaya di udara (c = 300 mm/ns), konstanta dielektrik relative ( r), dan permeabilitas magnetic relative (=1 untuk material non magnetic). Selain itu kecepatan radar tergantung pada jenis beban dan merupakan fungsi dari permitivitas relative bahan. Kecepatan gelombang radar dalam material (Vm) diberikan oleh persamaan berikut (Reynolds, 1997 dalam Astutik, 1997) : 𝑉𝑚 = 𝑐 [(𝜀𝑟𝜇𝑟/2)(1+𝑝2)−1]1 2⁄ (1) Keterangan : c = 300 mm/ns = kecepatan cahaya di udara 𝜀𝑟 = Konstanta dielektrik relative 𝜇𝑟 = Permeabilitas magnetif relative P = 𝜎/𝜔𝜀 (loss factor) Untuk material dengan loss factor rendah (P≈0), maka berlaku persamaan berikut : 𝑉𝑚 = 𝑐 √𝜀𝑟 = 0,3 √𝜀𝑟 𝑚/𝑛𝑠 (1) Waktu yang dibutuhkan oleh gelombang eletromagnetik dari transmitter menuju ke suatu material dan kembali ke receiver disebut waktu tempuh dua arah (two-way travel time). Jika kedalaman material dan waktu tempuh sinyal dua arah diketahui, maka kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik pada material dapat dihitung dengan persamaan berikut : 𝑣 = 2𝑑 𝑡 (1) Berikut ini merupakan rentang nilai kecepatan gelombang radar beberapa material yaitu : 17
Tabel 1. Konstanta dielektrik relative dan kecepatan gelombang elektromagnetik untuk berbagai materi geologi dan buatan (Reynolds, 1997). Material Air Water (fresh) Water (sea) Polar snow Polar ice Temperate ice Pure ice Freshwater lake ice Sea ice Permafrost Active layer permafrost Gravel Sand and (unsaturated) Sand and (saturated) Coastal sand (dry) Sand (dry) Sand (wet) Sand (golf course) Silt (unsaturated) Silt (saturated) Clay (dry) Clay (wet) Till (unsaturated) Till (saturated) Moraine Marsh Peat (freshwater) Agricultural land Pastoral land Soil (fine-grained) Average 'soil' Granite Limestone (dry) Limestone (wet) Dolomite Basalt (wet) Norite Anorthosite Feldspathic pyroxenite Chromitite Pegmatite feldpathic melanorite Shale (wet) Sandstone (dry) Sandstone (wet) Coal Quartz Concrete Asphalt PVC, Epoxy, Polyesters gravel gravel 𝜀1 1 81 81-88 1.4-3 3-3.15 3.2 3.2 4 2.5-8 2-8 25 5 3.5-6.5 15.5-17.5 5-10 3-6 25-30 10-25 2.5-5 22-30 2-5 8-40 7-21 24-34 7-14 12 57-80 15 13 41-49 16 5-8 4-8 6-15 6.8-8 8 7.4 7.2-8 7.6-8.6 11.7-12.2 8.3 8.2 6-9 4-7 6 4-5 4.3 4-30 3-5 3 V (mm/ns) 300 33 33 194-252 168-172 167 167 150 78-157 106-212 60 134 118-160 72-76 95-134 122-173 53-95 60-95 134-190 55-64 134-212 47-106 65-113 51-61 80-113 86 33-40 77 83 43-47 75 106-120 100-113 77-122 106-115 106 110 106-112 102-109 86-90 104 105 100-122 113-150 122 134-150 145 55-150 134-173 173 Conductivity (mS/m) 0 0.5 3000 ~0.5 ≤0.06-0.08 5 × 10-8 5 × 10-8 1-10-6 10-100 0.1-10 10 0.007-0.06 0.7-9 0.01-10 10-4-1 0.01-1 0.1-10 10 1-100 ≤100 2-100 2.5-10 2-5 10-5 -10-7 ≤40 40 5 10-3 -10-5 10-100 10-100 10-3 -10-7 10-2 -10-3 1-100 1-100 18
19 2.6 Gelombang Radar Ground Penetrating Radar menggunakan sumber gelombang elektromagnetik yang berupa radar (Radio Detection and Ranging). Pulsa yang dibangkitkan berupa pulsa bertenaga tinggi yang dipancarkan pada wkatu yang sangat pendek. Gelombang elektromagnetik dipancarkan ke tanah oleh transmitter melalui antenna sehingga pulsa radar mengenai dan menembus tanah lalu sinyal yang terpantul dari tanah diterima oleh receiver. Berdasarkan waktu perjalanan pulsa radar maka dapat diperhitungkan jarak objek, dan berdasarkan intensitas tenaga baliknya maka dapat ditaksirkan jenis objek yang berada didalam tanah. Intensitas atau kekuatan pulda radar yang diterima kembali oleh sensor menentukan karakteristik spectral objek citra radar. Intensitas atau kekuatan tenaga pantulan pada citra radar. Sifat objek dipengaruhi oleh lereng permukaan secara mekro (topografi) menyebabkan perbedaan rona karena perbedaan arah menghadap ke sensor, kekasaran permukaan yang menyebabkan perbedaan pantulan pulsa radar, perbedaan kompleks (Supriyanto, 2007). Sistem Radar Ground Penetrating Radar (GPR) biasa disebut georadar berasal dari dua kata yaitu geo yang berarti bumi dan radar singkatan dari radio detection and ranging. Jadi, arti keseluruhannya adalah alt pelacak bumi menggunakan gelombang radio. Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan metode geofisika yang menggunakan gelombang elektromagnetik, bersifat non-destruktif dan mempunyai resolusi yang tinggi terhadap kontras dielektrik material dan formasi geologi yang relative dangkal. Prinsip dasar metode ini tidak jauh berbeda dengan metode seismic refleksi yang telah berkembang luas penggunaannya diberbagai bidang seperti ; konstruksi dan rekayasa, pencairan benda - benda arkeologi, untuk melihat kondisi geologi bawah permukaan dan masalah lingkungan. System GPR terdiri atas pengirim (transmitter), yaitu antenna yang terhubung ke sumber pulasa (generator pulsa) engan adanya pengaturan timing circuit, dan bagian penerima (receiver), yaitu antenna yang terhubung ke LNA dan ADC yang kemudian terhubung ke unit pengolahan (data processing) serta display sebagai tampilan outputnya (Ayi, 2009).
Gambar 4. Sistem Kerja GPR (Ayi, 2009) Berdasarkan blok diagram tersebut masing - masing blok mempunyai fungsi yang cukup penting dan saling ketergantungan. Hal ini dikarenakan GPR merupakan suatu system mulai dari penghasilkan pulsa pada pulse generator lalu melewati blok - blok yang ada kemudian sampai ada blok display dimana kita dapat melihat bentuk dan kedalaman objek yang dideteksi. Namun dalam hal ini antenna memegang peranan yang sangat penting karena menentukkan unjuk kerja dari system GPR itu sendiri. Adapun faktor yang berpengaruh dalam menentukkan tipe antenna yang digunakan sinyal yang ditransmisikan, metode pengolahan sinyal yaitu jenis objek akan dideteksi, kedalaman objek, karakteristik elektrik mediun tanah atau property elektrik (Ayi, 2009). Dari proses pendeteksian seperti diatas. Maka akan didapatkan suatu radargram dari letak dan bentuk objek yang terletak dibawah tanah atau di permukaan tanah. Untuk menghasilkan pedeteksian yang baik suatu system GPR harus memenuhi empat persyaratan sebagai berikut kopling radiasi yang efisien ke dalam tanah, Penetrasi gelombang elektromagnetik yang efisien menghasilkan sinyal dengan amplitudo yang besar dari objek yang dideteksi, brand width yang cukup untuk menghasilkan resolusi yang baik (Ayi, 2009). Dalam keilmuan masa kini, radar (radio detection and ranging) merupakan system gelombang elektromagnetik yang digunakan untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda - benda seperti pesawat terbang, kendaraan bermotor dan informasi cuaca. Gelombang radio yang dipancarkan dari suatu benda dapat ditangkap oleh radar kemudian dianalisa untuk mengetahui lokasi dan bahkan jenis benda tersebut. Walaupun sinyal yang diterima relative lemah, namun radar dapat dengan mudah mendeteksi dan memperkuat sinyal tersebut (Ayi, 2009). 20
21 2.7 Metode GPR Metode Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan salah satu metode geofisika yang terpusat, tidak merusak, memiliki resolusi tinggi, dan cepat dalam mengambil data. GPR bekerja dengan menggunakan prinsip dasar radar yaitu mengirimkan impuls gelombang elektromagnetik (GEM) lalu menangkap pantulan gelombang yang berasal dari bahan atau perlapisan. Pantulan gelombang elektromagnetik yang ditangkap mempunyai frekuensi ada 50% di atas dan dibawah sebuah pusat frekuensi karakteristik GPR. Jika ada GPR dengan pusat frekuensinya 150 MHz maka daerah frekuensinya adalah 75 MHz sampai dengan 225 MHz. material yang terletak didalam lapisan batuan akan diketauhi berdasarkan perbedaan konstanta dielektrik dan permeabilitas magnetic. GPR dapat digunakan untuk mengetahui keberadaan air tanah, studi arkeologi, studi sedimentasi, studi glasiologi, atau untuk keperluan teknik sipil (Jol, 2009). Adapun data yang dicatat oleh GPR disebut sebagai radargram dan diwujudkan berupak grafika dari radiasi putih ke gelap yang menunjukkan intensitas gelombang pantul. Kemampuan penetrasi GPR bergantung pada frekuensi sinyal sumber, efisiensi radiasi antenna dan sifat dielektrik material. Sinyal radar dengan frekuensi yang tinggi akan menghasilkan resolusi yang tinggi, tetapi kedalaman penetrasinya lebih terbatas (Arcone, 1984). Hasil dari pencatatan GPR berupa data radargram berwarna hitam putih yang merupakan intensitas gelombang pantul. Warna hitam menunjukkan fase gelombang ketika amplitudo negative, sedankan warna putih menunjukkan fase gelombang ketika amplitudo positif. Contoh pola radargram ditunjukkan pada gambar berikut. Gambar 5. Pola Radargram Indikasi Struktur Bawah Permukaan (Budiono dkk, 2010). Sinyal-sinyal yang memiliki panjang gelombang relative pendek dapat dibangkitkan dan diradiasikan ke dalam tanah untuk mendeteksi beberapa anomaly yang terdapat pada sifat dielektrik material geologi. Ini merupakan salah
satu keuntungan menggunakan gelombang elektromagnetik yang terdapat dibawah permukaan tana (Chamberlain dkk, 2000). Prinsip yang digunakan dalam metode GPR yaitu dengan memancarkan (transmisi) dan menerima (refleksi) gelombang elektromagnetik (EM) dengan frekuensi yang cukup tinggi yaitu antara 1 MHz - 1000 MHz. Dari frekuensi yang telah diketahui, panas bumi merupakan salah satu sumber daya alam yang dapat dideteksi (Sulaiman dan Taufik, 2013). Metode GPR memiliki sifat tidak merusak dan mempunyai resolusi yang tinggi. Akan tetapi terbatas sampai kedalaman beberapa puluh meter saja. Meskipun demikian ternyata GPR dapat juga digunakan untuk banyak eksplorasi didalam bidang geofisika seperti eksplorasi mineral, analisis sumber air tanah, studi arkeologi, studi keretakan jalan atau bendungan dan lain sebagainya. Selain untuk beberapa eksplorasi diatas metode ini juga dapat digunakan pada penerapan lingkungan seperti prediksi dan penentuan lokasi daerah bawah permukaan yang terkontaminasi zat pencemar (Sulaiman dan Taufik,2013). Kelebihan Metode GPR Metode Ground Penetrating Radar (GPR), merupakan metode baru yang terus berkembang di kalangan peneliti maupun surveyor dalam bidang eksplorasi dangkal. Dimana pada metode GPR ini memiliki kelebihan diantaranya yaitu metode ini bersifat tidak merusak serta pengoperasian yang mudah dengan frekuensi yang sangat tinggi (MHz) sehingga dapat menghasilkan resolusi yang tinggi ( Putranto dan Sumargana, 2022). Menurut Daniels (2004), metode Ground Penetrating Radar (GPR) memiliki sejumlah kelebihan yang menjadikannya alat yang efektif dalam penelitian identifikasi aliran fluida didaerah manifestasi geothermal. Beberapa kelebihan utama dari metode ini ialah sebagai berikut : 1. Memiliki kemampuan penetrasi yang baik Terutama pada medium dengan tingkat kelembaban rendah atau medium yang memiliki kontras dielektrik yang tinggi, seperti pada batuan dan tanah yang umumnya ditemukan di daerah geothermal. 2. Memiliki kemampuan resolusi spasial yang tinggi Dimana pada kemampuan ini dapat membedakan objek atau fitur yang terletak hanya beberapa cm dibawah permukaan tanah. Hal ini memungkinkan peneliti untuk mendapatkan informasi detail tentang aliran fluida di daerah manifestasi geothermal. 3. Memiliki kecepatan pengambilan data yang cepat Pada pengambilan data GPR dapat mencapai beberapa meter/menit, tergantung pada kondisi lapangan dan peralatan yang digunakan. Kecepatan 22
pengambilan data yang tinggi ini memungkinkan peneliti untuk meliput area yang luas dalam waktu yang lebih singkat, yang bermanfaat dalam penelitian geothermal yang melibatkan pemetaan area yang luas. Prinsip Kerja GPR Menurut Ayi (2009), pada dasarnya GPR bekerja dengan memanfaatkan pemantulan sinyal. Semua sistem GPR pasti memilki rangkaian pemacar (transmitter), yaitu sistem antenna yang terhubung ke sumber pulsa, dan rangkaian penerima (receiver), yaitu sistem antenna yang terhubung ke unit pengolahan sinyal. Rangkaian pemancar akan menghasilkan pulsa listrk dengan bentuk prf (pulse repetition frequency), energi dan durasi tertentu. Pulsa ini akan dipancarkan oleh antenna ke dalam tanah. Pulsa ini akan mengalami atenuasi dan cacat sinyal lainnya selama perambatannya ditanah. Jika tanah bersifat homogen, maka sinyal yang dipantulkan akan sangat kecil. Jika pulsa menabrak suatu inhomogenitas di dalam tanah, maka aka nada sinyal yang dipantulkan ke antenna penerima. Sinyal ini kemudian diproses oleh rangkaian penerima. Kedalaman objek dapat diketahui dengan mengukur selang waktu antara pemacaran dan penerimaan pulsa. Dalam selang waktu ini, pulsa akan bolak balik dari antenna ke objek dan kembali lagi ke antenna. Jika selang waktu dinyatakan dalam t, dan kecepatan propagasi gelombang elektromagnetik dalam tanah v, maka kedalaman objek yang dinyatakan dalam h. ℎ = 1 2 𝑡𝑣 (1) Untuk mengetahui kedalaman objek yang dideteksi, kecepatan perambatan dari gelombang eletromagnetik haruslah diketahui. Kecepatan perambatan (v) tersebut tergantung kepada kecepatan cahaya di udara (c) konstanta dielektrik relative medium perambatan ( r) yaitu : 𝑣 = 𝑒 √𝜀𝑟 (1) Ketebalan beberapa medium didalam tanah dinyatakan dalam d yaitu : 𝑑1 = (𝑡2−𝑡1) 𝑐 2√𝜀𝑟1 dan 𝑑2 = (𝑡3−𝑡2) 𝑐 2√𝜀𝑟2 (1) Jika konstanta dielektrik medium semakin besar maka kecepatan gelombang elektromagnetik yang ditambatkan akan semakin kecil. Pulse Repetition Frequency (prf) merupakan nilai yang menyatakan seberapa seringnya pulsa radar diradiasikan ke dalam tanah. Penentuan prf dilandasi dengan kedalaman maksimum yang ingin dicapai. Semakin dalam objek, maka prf juga semakin kecil karena waktu tunggu semakin lama. Pada medium konduktor kedalaman penetrasi (skin depth) dalam metode GPR sangat dipengaruhi oleh 23
24 frekuensi yang digunakan maka semakin dangkal kedalaman penetrasinya tetapi memiliki resolusi yang tinggi. Dan sebalikya apabila frekuensi yang digunakan merupakan frekuensi rendah maka kedalaman penetrasinya akan semakin dalam tetapu memiliki resolusi yang rendah bila disbanding saat kita menggunakan frekuenai tinggi. Untuk menentukkan skin depth dapat menggunakan rumus sebagai berikut (Astutik, 1997) : 𝛿 = 1 √𝜋𝜇0 √ 𝜌 𝜇𝑟𝑓 ≈ 503√ 𝜌 𝜇𝑟𝑓 (1) Keterangan : = skin depth (meter) 𝜌 = resistivitas (Ω 𝑚) f = frekuensi (Hz) 𝜇𝑟 = permeabilitas relative )H/m) 𝜇𝑟 = permeabilitas diudara/ ruang vakum = 4𝜋 × 10−7 (H/m) Kemampuan penetrasi GPR tergantung pada frekuensi sinyal, efisiensi radiasi antenna dan sifat dielektrik material. Sinyal radar frekuensi yang tinggi akan menghasilkan resolusi yang tinggi dengan kedalaman penetrasinya terbatas, sebaliknya sinyal radar dengan frekuensi rendah akan menghasilkan penetrasi kedalam yang jauh tetapi resolusinya rendah. Frekuensi gelombang radar yang dipancarkan dapat diatur dengan mengganti antenna. Dimensi antenna bervariasi dengan frekuensi gelombang radar, pemilihan yang digunakan tergantung pada ukuran target, aproksimasi range kedalaman dan aproksimasi maksimum kedalam penetrasi (Astutik, 1997). Aplikasi GPR dapat dibagi dalam 2 klasifikasi berdasarkan pada frekuensi antenna. Untuk aplikasi geologi antenna dengan frekuensi <500 MHz banyak digunakan karena penetrasi kedalam lebih diutamakan dibandingkan dengan resolusinya. Untuk geoteknik, frekuensi yang digunakan lebih besar dari 500 MHz atau sekitar 1 Ghz. Sebagai contoh penggunaan GPR untuk meneliti objek - objek yang terbuat dari logam atau bahan yang mengandung logam (metalik) menggunakan frekuensi antenna sebesar 1000 MHz atau 1 GHz. Frekuensi ini tergolong tinggi sehingga memberikan resolusi yang tinggi pula, tetap kedalaman penetrasinya terbatas. Untuk frekuensi observasi 1 GHz,objek metallic yang mampu diindetifikasi dengan baik berkedalaman hanya 20 cm hingga 40 cm dengan ketebalan dalam beberapa cm saja (Astutik, 1997). Tipe Konfigurasi Akusisi Data GPR Ada tiga cara penggunaan pengukuran sistem radar, yaitu radar reflection profiling, radar wide-angle reflection, and refraction (WARR), dan radar
transillumination atau radar tomography. Pemilihan cara tersebut tergantung kepada tujuan survey. 1. Radar Reflection Profiling Cara ini dilakukan dengan membawa antenna radar (transmitter dan reciver) bergerak bersamaan diatas permukaan tanah dimana nantinya hasil tampilan pada radargram merupakan kumpulan tiap trik pengamatan. Teknik pengukuran ini menghasilkan interpretasi struktur bawah permukaan bumi. 2. Radar Wide Angle Reflection and refraction (WARR) Cara Wide Angle Reflection and refraction (WARR) sounding ini dilakukan dengan menaruh transmitter pada posisi yang tetap dan reciver dibawah pada area penyelidikan. WARR sounding diterapkan pada kasus dimana bidang reflector relative datar atau memiliki kemiringan yang rendah, karena asumsi ini tidak selalu benar pada kebanyakan kasus maka digunakan CMP sounding untuk mengatasinya 3. Radar Transillumination atau Tomography Metode ini dilakukan dengan meletakkan transmitter dan receiver pada posisi yang berlawanan. Sebgai contoh jika transmitter diletakkan pada satu sisi, maka receiver diletakkan pada posisi yang lain dan saling berhadapan. Umumnya metode ini digunakan pada kasus non-destructive testing (NDT) dengan menggunakan frekuensi antenna yang tinggi sekitar 900 MHz. Pemilihan frekuensi antenna ditentukan oleh tujuan survey yaitu tergantung pada kedalaman atau resolusi yang dibutuhkan dan kondisi material setempat. Sehingga semakin tinggi resolusi yang dibutuhkan maka frekuensi antenna yang digunakan harus semakin tinggi. Oleh karena itu untuk pemilihan frekuensi yang digunakan bergantung juga pada ukuran target, aproksimasi range kedalaman dan aproksimasi maksimum kedalaman penetrasi yang ditunjukkan pada tabel 2. Tabel 2. Besaran frekuensi dan penetrasi (Lehmann dan Green, 1999) Frekuensi antena (MHz) Ukuran target minimum yang terdeteksi (m) Aproksimasi range kedalaman (m) Penetrasi kedalaman maksimum (m) 25 ≥1.0 5-30 35-60 50 100 ≥0.5 0.1-1.0 5-20 2-15 20-30 15-25 200 400 1000 0.05-0.50 ≈0.05 cm 1-10 1-5 0.05-2 5-15 3-10 0.5-4 25
III. METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Kegiatan penelitian ini dilaksanakan di Mata air Panas Cisarua Natar yang berada di kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung. Adapun mekanisme pelaksanaan kegiatan penelitian ini disajikan pada Tabel sebagai berikut : Tabel 3. Mekanisme Kegiatan Penelitian Agenda Kegiatan Nov Des 2022 Jan Feb 2023 Mar Apr 2023 Mei Jun 2023 Jul Aug 2023 Sep Okt 2023 Nov Des 2023 Studi Literatur Penyusunan Proposal Pengambilan Data Interpretasi Data Penyusunan Skripsi 3.2 Peralatan Penelitian Adapun peralatan yang digunakan pada kegiatan penelitian ini, diantaranya sebagai berikut : 1. Control Unit GPR Berfungsi untuk membangkitkan sinyal pemicu secara serempak ke transmitter dan receiver 2. Antena dengan frekuensi 100 MHz Digunakan untuk membangkitkan pulsa gelombang EM 3. Laptop Digunakan pada saat pengambilan data 4. Accu Digunakan sebagai sumber arus 5. Alat ukur taanah atau meteran Digunakan untuk membantu penentuan Panjang lintasan 6. Global Position System (GPS) Digunakan untuk menentukan koordinat lokasi penelitian 7. Kompas Digunakan untuk menunjukkan arah pada saat penelitian 8. Log Book Digunakan sebagai catatan saat melakukan pengambilan data 26
3.3 Data Penelitian Adapun beberapa data yang digunakan dalam melakukan penelitian ini diantaranya sebagai berikut. Data Primer 1. Peta desain akuisisi, digunakan sebagai tahapan survey guna mendapatkan suatu data parameter yang berkualitas baik pada saat penelitian. 2. Data Pengukuran Ground Penetrating Radar (GPR) yang merupakan data utama digunakan dan diolah untuk menghasilkan parameter sebaran manifestasi panas bumi berdasarkan nilai konduktivitas dibawah permukaan Cisarua Natar di Kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung. 3. Data Koordinat Pengukuran yang diambil dengan menggunakan GPS. Data Sekunder 1. Peta geologi daerah penelitian, digunakan sebagai informasi geologi daerah penelitian yang meliputi formasi, litologi, struktur geologi dan sebagiannya. 2. Peta administrasi daerah penelitian, digunakan untuk memperkirakan kondisi lokasi penelitian dan menentukan titik pengambilan data. 3.4 Tahapan Penelitian Adapun tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan, yaitu : 1. Studi Literatur Pada tahap studi literatur ini, merupakan persiapan awal yang dilakukan untuk mencari berupa informasi studi kepustakaan dan pengumpulan data sebelum mulainya penelitian. Dimana pada kegiatan kepustakaan ini berguna untuk memperoleh dan mengumpulkan informasi mengenai panas bumi, serta informasi mengenai daerah penelitian yang dimana terdapat pada beberapa buku, laporan daerah penelitian, penelitian tugas akhir, artikel serta jurnal. Kemudian pada tahapan persiapan ini bertujuan sebagai landasan ataupun dasar awal dalam proses penelitian. Maka dari itu penulis mencari serta mengumpulkan bahan-bahan yang nantinya menjadi data pendukung di daerah lokasi penelitian berupa jurnal, peta geologi dan peta administrasi pada daerah penelitian tersebut. 2. Survei Awal Pada tahap survei awal ini, merupakan suatu kegiatan observasi ke lapangan, tetapi karena adanya kendala yang dimana lokasi penelitian ini berada diluar kota, sehingga dilakukannya pengamatan pada daerah penelitian tersebut melalui aplikasi Google Earth dan Peta Geologi Lembar Tanjung Karang. Oleh 27
28 karena itu, untuk kegiatan survei awal tersebut akan didapatkan gambaran desain sementara pada daerah penelitian. 3. Desain Akuisisi Pada tahap desain akuisisi ini, merupakan hasil dari survei awal yang sudah dilakukan sebelumnya. Maka pada penelitian ini desain akuisisi GPR terdapat 7 lintasan, yang dimana pada daerah manifestasi air panas daerah Natar terdiri dari 4 lintasan, dengan bentang lintasannya sepanjang 200 meter untuk lintasan 1,2,3 dan untuk lintasan 4 memiliki bentang lintasannya sepanjang 330 meter. Sedangkan pada daerah manisfestasi air panas Cisarua terdiri dari 3 lintasan, dengan bentang lintasannya sepanjang 200 meter untuk lintasan 1. Kemudian pada lintasan 2 memiliki bentang lintasan sepanjang 73 meter dan pada lintasan 3 memiliki bentang lintasan sepanjang 120 meter. 4. Akuisisi Data Pada akuisisi data ini dilakukan dengan menggunakan Control Unit GPR dengan tipe Akula 9000c, serta frekuensi antena yang digunakan ialah 100 MHz. Dimana pada frekuensi ini bisa mendapatkan kedalaman maksimumnya 30 meter. Sehingga dapat melihat presisi yang dangkal lebih bagus, karena semakin tinggi resolusi yang dibutuhkan maka frekuensi antena yang digunakan harus semakin tinggi. Kemudian target yang didapatkan pada saat penelitian menggunakan 100 MHz ialah hanya sebatas mengetahui litologi dibawah permukaan, serta melihat aliran fluidanya yang dimana untuk asumsi awal apakah fluida tersebut akan bermigrasi melalui patahan atau terperangkap dalam bentuk stratigrafi ataupun struktur. 5. Pengolahan Data Pengolahan data, ialah rangkaian dalam pengolahan untuk menghasilkan suatu informasi atau menghasilkan pengetahuan dari data mentah, dimana data ini berupa data rekaman GPR (Raw Data) yang didapatkan pada akuisisi data dilapangan. Kemudian untuk pengolahan pada penelitian ini menggunakan perangkat lunak ReflexW yang terdiri dari beberapa tahapan seperti berikut ini :
Input Data : Sebelum dilakukan pengolahan data, terlebih dahulu dilakukan input data. Adapun spesifikasi format data penelitian ini yaitu GEOSCANNER_GFS. Static Correction : Koreksi ini dilakukan untuk mengembalikan waktu tiba ke posisi awal gelombang yang kembali ke titik nol untuk memudahkan proses selanjutnya. Background Removal : Background removal bertujuan untuk menghilangkan noise yang muncul dalam radargram secara konsisten
29 sehingga noise ini dapat menutupi frekuensi yang sebenarnya dengan cara menghilangkan energi koheren horizontal. Gain : Pada proses ini sinyal akan diperjelas untuk menghilangkan efek atenuasi ketika menjalar ke dalam permukaan bumi akibatnya sinyal pada kedalaman yang besar menjadi kecil. Bandpass Butterworth : dilakukan untuk menghilangkan frekuensi atau noise yang tidak diinginkan. Pemilihan frekuensi yang akan dilakukan filtering berdasarkan waktu penjalaran frekuensi yang diperlukan. F-K Filter : F-k filter dilakukan untuk menghilangkan noise pada radargram yang belum dihilangkan sepenuhnya pada proses sebelumnya. Fk filter memungkinkan untuk menerapkan filter dua dimensi yang akan ditentukan kedalam domain bilangan gelombang dan frekuensi ke data yang dipilih pada rentang tertentu. Migration/Time Depth Conversion : Pada tahapan ini akan mentransformasi satuan kedalaman yang berupa satuan waktu ke satuan jarak. Transformasi dilakukan berdasarkan distribusi kecepatan tertentu pada setiap lapisan. Kecepatan masing-masing lapisan kemungkinan dapat merubah bentuk sinyal dan besar frekuensi sinyal. 6. Interpretasi Data Setelah dilakukan pengolahan pada data GPR, kemudian dilakukan interpretasi data. Interpretasi data dilakukan untuk mengetahui informasi yang terkandung pada data-data yang telah didapatkan dari akuisisi dan telah dilakukan pengolahan. Pada metode GPR hasil pengolahan data ditampilkan dalam bentuk radargram. Dimana pada tiap-tiap refleksi yang terekam pada radargram menggambarkan kondisi lapisan bawah permukaan dari daerah penelitian. Sehingga nantinya akan didapatkan suatu kesimpulan dari data tersebut dengan mempertimbangkan studi literatur yang telah dilakukan. 3.5 Diagram Alir Penelitian Berdasarkan penjelasan penelitian diatas maka dapat digambarkan diagram alir penelitian sebagai berikut :
Studi Literatur Mulai Peta Geologi Regional Peta Administrasi Desain Akuisisi Lintasan dan Penentuan Parameter Akuisisi Import Data Static Correction Background Removal Gain Bandpass Butterworth FK filter/FK spectrum Migration/time depth conversion Penampang Bawah Permukaan Interpretasi Analisis Hasil Selesai Gambar 6. Diagram Alir Kegiatan Penelitian Akuisis Data Data Rekaman GPR (Raw Data) 30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Lokasi penelitian berada pada Mata air panas Cisarua Natar yang berada di Kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung. Lokasi penelitian ini terletak pada Formasi Lampung (QTl). Kemudian pada penelitian ini terdapat litologi yang melibatkan batuan sedimen seperti batupasir dan lempung. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui batas litologi dan mengetahui pola aliran geothermal di area manifestasi geothermal Cisarua Natar berdasarkan data radar gram. Akuisisi data dilakukan sebanyak 7 lintasan, dimana pada air panas Natar terdapat 4 lintasan pengukuran dan pada air panas Cisarua terdapat 3 lintasan pengukuran. Lalu pengukuran tersebut menggunakan Control Unit GPR dengan tipe Akula 9000c, serta frekuensi antena yang digunakan ialah 100 MHz. Berikut ini merupakan desain akuisisi yang dilakukan pada saat penelitian. Dapat dilihat pada gambar 7, ini merupakan desain akuisisi sekitar air panas Natar, dimana pada lokasi penelitian ini telah dilakukannya akuisisi data sebanyak 4 lintasan. Dimana pada lintasan 1,2, dan 3 ini telah dilakukan pengambilan data dari arah barat ke timur dengan panjang lintasan 200 meter. Sedangkan pada lintasan 4 ini telah dilakukan pengambilan data dari arah selatan ke utara dengan panjang lintasan 330 meter. Gambar 7. Peta Desain Akuisisi Sekitar Air Panas Natar 31
Selanjutnya dapat dilihat pada gambar 8, dimana pada gambar tersebut merupakan desain akuisisi sekitar air panas Cisarua, dimana pada lokasi penelitian ini telah dilakukannya akuisisi data sebanyak 3 lintasan. Dimana pada lintasan 1 telah dilakukan pengambilan data dari timur laut ke barat daya dengan panjang lintasan 200 meter. Kemudian pada lintasan 2 ini telah dilakukan pengambilan data dari arah timur ke barat laut dengan panjang lintasan 74 meter. Selanjutnya pada lintasan 3 ini telah dilakukan pengambilan data dari arah barat ke timur laut dengan panjang lintasan 120 meter. Gambar 8. Peta Desain Akuisisi Sekitar Air Panas Cisarua Setelah melakukan pengambilan data, maka didapatkan data hasil pengukuran dari penelitian tersebut. Dimana data pengukuran tersebut berupa data radargram, kemudian dilakukan pengolahan data untuk mendapatkan hasil penampang bawah permukaan. Dimana pada hasil tersebut dapat mewakili hasil dari respon gelombang elektromagnetik yang melewati suatu kontak batas antar lapisan atau material yang telah dilewati pada saat pengukuran. Menurut Muniiroh (2020), setelah didapatkan hasil penampang bawah permukaan, maka didapatkan hasil data atau gambar yang terekam pada radargram, dimana adanya variasi bentuk, yaitu berbentuk datar atau biasa tanpa ada pola bentuk, tetapi apabila melewati suatu material maka akan berubah bentuknya. Serta sinyal yang terekam dengan kuat ditandai dengan adanya warna yang tajam (biru - ungu) dengan amplitude yang besar, sedangkan 32
sinyal yang terekam dengan lemah ditandai dengan warna yang kurang tajam (hijau - merah), dimana sinyal yang lemah dan terputus-putus dapat menandakan energi yang teratenuasi (energi gelombang yang hilang). Sinyal yang diakibatkan oleh adanya variasi jenis tanah atau batuan, struktur, diskontinuitas perlapisan, rongga ataupung kurang terkonsolidasinya perlapisan tanah dapat dengan mudah tampak dalam citra georadar. Dimana pada saat melakukan interpretasi ada beberapa faktor fisis objek yang dapat diklasifikasikan dengan adanya variasi jenis tanah atau batuan dan struktur yang diindikasikan oleh perbedaan besar amplitude atau perbedaan skala warna yang timbul akibat dari pantulan sinyal. Dan apabila suatu posisi kedalaman tertentu terjadinya gangguan misalnya adanya suatu tarikan, tekanan, pergeseran horizontal, pengangkatan ataupun penurunan, maka pola strukturnya juga akan tampil perlapisan yang tidak menerus atau diskontinuitas. Kemudian untuk kasus adanya suatu rongga yang berarti suatu bagian dari batuan tidak terisi oleh material batuan yang mungkin sudah terisi oleh udara maupun air atau fluida maka dalam rekaman pada radargram yang timbul akan berpola amplitude sangat kecil atau tidak memiliki amplitude. 4.1 Lintasan Natar Lintasan 1 Pada lintasan 1 dilakukan pengambilan data dari arah barat ke timur dengan panjang lintasan 200 meter. Hasil pengolahan data radargram pada lintasan 1 dilihat pada Gambar 9. Berdasarkan Analisa dan interpretasi radargram menunjukkan adanya 4 lapisan, dapat dilihat pada Tabel 4 dan Gambar 9. Pada lapisan pertama pada kedalaman 0 - 4 meter diperkirakan merupakan top soil. Kemudian pada lapisan kedua pada kedalaman 4,1 - 22 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir. Selanjutnya pada lapisan ketiga pada kedalaman 22,1 - 28 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan lempung. Terakhir pada lapisan keempat pada kedalaman 28,1 - 34 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir. Setelah itu dapat dilihat pada gambar 10, dimana pada jarak 34 - 41,4 meter terdapat noise pada saat pengambilan data, sehingga mengakibatkan gelombang yang kurang bagus dari mana terlihat pada rekaman data radargram dari atas permukaan hingga kedalaman 34 meter. Lalu pada gambar 11, gambar 12, dan gambar 13 dapat dilihat adanya pola diskontinu yang dimana, telah ditandai dengan adanya tanda persegi maupun lingkaran yang berwarna merah. Dimana dengan adanya pola diskontinu tersebut, diasumsikan adanya rongga. 33
Gambar 9. Lintasan 1 Natar Gambar 10. Lintasan 1 Natar (jarak 0 - 50 meter) Gambar 11. Lintasan 1 Natar (jarak 50 - 100 meter) 34
Gambar 12. Lintasan 1 Natar (jarak 100 - 150 meter) Gambar 13. Lintasan 1 Natar (jarak 150 - 200 meter) Tabel 4. Interpretasi Lintasan 1 Natar No Kedalaman (m) Lapisan 1 0 - 4 meter Top soil 2 4,1 - 22 meter Batu pasir 3 22,1 - 28 meter Lempung 4 28,1 - 34 meter Batu pasir Lintasan 2 Pada lintasan 2 dilakukan pengambilan data dari arah barat ke timur dengan panjang lintasan 200 meter. Hasil pengolahan data radargram pada lintasan 2 dilihat pada Gambar 14. Berdasarkan Analisa dan interpretasi radargram menunjukkan adanya 4 lapisan, dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 14. Pada lapisan pertama pada kedalaman 0 - 4 meter diperkirakan merupakan top soil. Kemudian pada lapisan kedua pada kedalaman 4,1 - 22 35
meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir . Selanjutnya pada lapisan ketiga pada kedalaman 22,1 - 30 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan lempung. Terakhir pada lapisan keempat pada kedalaman 30,1 - 34 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir. Setelah itu dapat dilihat pada gambar 15 dan gambar 17, dimana pada jarak 20 - 25,8 meter, 42 - 48 meter dan 101,2 -106,6 terdapat adanya suatu rembesan yang ditandai dengan garis persegi panjang berwarna hijau muda, sehingga mengakibatkan gelombang yang kurang bagus dari mana terlihat pada rekaman data radargram dari atas permukaan hingga kedalaman 34 meter. Lalu pada gambar 16, gambar 17, dan gambar 18 dapat dilihat adanya pola diskontinu yang dimana, telah ditandai dengan adanya tanda trapezium, persegi maupun lingkaran yang berwarna merah. Dimana dengan adanya pola diskontinu tersebut, diasumsikan adanya rongga. Gambar 14. Lintasan 2 Natar Gambar 15. Lintasan 2 Natar ( jarak 0 - 50 meter) 36
Gambar 16. Lintasan 2 Natar (jarak 50 - 100 meter) Gambar 17. Lintasan 2 Natar (jarak 100 - 150 meter) Gambar 18. Lintasan 2 Natar (jarak 150 - 200 meter) 37
Tabel 5. Interpretasi Lintasan 2 Natar No Kedalaman (m) Lapisan 1 0 - 4 meter Top soil 2 4,1 - 22 meter Batu pasir 3 22,1 - 30 meter Lempung 4 30,1 - 34 meter Batu pasir Lintasan 3 Pada lintasan 3 dilakukan pengambilan data dari arah barat ke timur dengan panjang lintasan 200 meter. Hasil pengolahan data radargram pada lintasan 3 dilihat pada Gambar 19. Berdasarkan Analisa dan interpretasi radargram menunjukkan adanya 5 lapisan, dapat dilihat pada Tabel 6 dan Gambar 19. Pada lapisan pertama pada kedalaman 0 - 2 meter diperkirakan merupakan top soil. Kemudian pada lapisan kedua pada kedalaman 2,1 - 10 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan lempung. Selanjutnya pada lapisan ketiga pada kedalaman 10,1 - 18 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir. Lalu pada lapisan keempat pada kedalaman 18,1 - 21 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan adanya sisipan (lempung). Terakhir pada lapisan kelima pada kedalaman 21,1 - 34 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir. Setelah itu dapat dilihat pada pada gambar 20, gambar 21, gambar 22 dan gambar 23. Dimana pada gambar tersebut tedapat adanya pola diskontinu yang dimana, telah ditandai dengan adanya tanda persegi maupun lingkaran yang berwarna merah. Dimana dengan adanya pola diskontinu tersebut, diasumsikan adanya rongga. Gambar 19. Lintasan 3 Natar 38
Gambar 20. Lintasan 3 Natar (jatrak 0 - 50 meter) Gambar 21. Lintasan 3 Natar (jarak 50 - 100 meter) Gambar 22. Lintasan 3 Natar (jarak 100- 150 meter) 39
Gambar 23. Lintasan 3 Natar (jarak 150 -200 meter) Tabel 6. Interpretasi Lintasan 3 Natar No Kedalaman (m) Lapisan 1 0 - 2 meter Top Soil 2 2,1 - 10 meter Lempung 3 10,1 - 18 meter Batu pasir 4 18,1 - 21 meter Sisipan (lempung) 5 21,1 - 34 meter Batu pasir Lintasan 4 Pada lintasan 4 dilakukan pengambilan data dari arah selatan ke utara dengan panjang lintasan 330 meter. Hasil pengolahan data radargram pada lintasan 4 dilihat pada Gambar 24. Berdasarkan Analisa dan interpretasi radargram menunjukkan adanya 3 lapisan, dapat dilihat pada Tabel 7 dan Gambar 24. Pada lapisan pertama pada kedalaman 0 - 5 meter diperkirakan merupakan top soil. Kemudian pada lapisan kedua pada kedalaman 5,1 - 22 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir. Terakhir pada lapisan ketiga pada kedalaman 22,1 - 34 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan lempung. Selanjutnya dapat dilihat pada pada gambar 25, gambar 26, dan gambar 27. Dimana pada gambar tersebut tedapat adanya pola diskontinu yang dimana, telah ditandai dengan adanya tanda persegi maupun lingkaran yang berwarna merah. Dimana dengan adanya pola diskontinu tersebut, diasumsikan adanya rongga. Kemudian pada gambar 27 telihat adanya noise pada saat pengambilan data, dimana mengakibatkan data menjadi kurang bagus, dimana noise tersebut terjadi pada jarak 312,5 - 320 yang telah di tandai menggunakan garis persegi panjang berwana jingga. 40
Gambar 24. Lintasan 4 Natar Gambar 25. Lintasan 4 Natar (jarak 0 -100 meter) Gambar 26. Lintasan 4 Natar (jarak 100 - 200 meter) 41
Gambar 27. Lintasan 4 Natar (jarak 200 -330 meter) Tabel 7. Interpretasi Lintasan 4 Natar No Kedalaman (m) Lapisan 1 0 - 5 meter Top soil 2 5,1 - 11 meter Batu pasir 3 11,1 - 22 meter Lempung 4.2 Lintasan Cisarua Lintasan 1 Pada lintasan 1 dilakukan pengambilan data dari arah timur laut ke barat daya dengan panjang lintasan 200 meter. Hasil pengolahan data radargram pada lintasan 1 dilihat pada Gambar 28. Berdasarkan Analisa dan interpretasi radargram menunjukkan adanya 2 lapisan, dapat dilihat pada Tabel 8 dan Gambar 28. Pada lapisan pertama pada kedalaman 0-10 meter diperkirakan merupakan top soil. Terakhir pada lapisan kedua pada kedalaman 10,1-31 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan lempung. Kemudian pada lintasan 1 di daerah Cisarua ini titik pengukurannya berada pada sawah, yang dimana pada daerah tersebut memiliki jenis tanah yang dominan lembab hingga basah, sehingga terlihat jelas pada gambar 29, gambar 30, gambar 31, gambar 32. Dimana pada gambar tersebut telah ditandai dengan lingkaran-lingkaran berwarna merah yang dimana dapat diasumsikan adanya rongga rongga pada rekaman data radargram. 42
Gambar 28. Lintasan 1 Cisarua Gambar 29. Lintasan 1 Cisarua (jarak 0 - 50 meter) Gambar 30. Lintasan 1 Cisarua (jarak 50 -100 meter) 43
Gambar 31. Lintasan 1 Cisarua (jarak 100 - 150 meter) Gambar 32. Lintasan 1 Cisarua (jarak 150 - 200 meter) Tabel 8. Interpretasi Lintasan 1 Cisarua No Kedalaman (m) Lapisan 1 0 - 10 meter Top soil 2 10,1 - 31 meter Lempung Lintasan 2 Pada lintasan 2 dilakukan pengambilan data dari arah timur ke barat laut dengan panjang lintasan 74 meter. Hasil pengolahan data radargram pada lintasan 3 dilihat pada Gambar 22. Berdasarkan Analisa dan interpretasi radargram menunjukkan adanya 3 lapisan, dapat dilihat pada Tabel 10 dan Gambar 23. Pada lapisan pertama pada kedalaman 0 - 3 meter diperkirakan merupakan top soil. Kemudian pada lapisan kedua pada kedalaman 3,1 - 20 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir. 44
Terakhir pada lapisan ketiga pada kedalaman 20,1 - 34 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan lempung. Kemudian pada gambar 34 dan gambar 35 dapat dilihat adanya pola diskontinu, dimana pola tersedbut telah ditandai dengan adanya garis persegi panjang berwarna merah, sehingga dapat diasumsikan pada lintasan ini terdapat suatu rongga-rongga pada penampang bawah permukaan yang bisa jadi dilalui oleh aliran fluida. Gambar 33. Lintasan 2 Cisarua Gambar 34. Lintasan Cisarua (jarak 0 - 37 meter) 45
Gambar 35. Lintasan 2 Cisarua (jarak 37 - 74 meter) Tabel 9. Interpretasi Lintasan 2 Cisarua No Kedalaman (m) Lapisan 1 0 - 3 meter Top soil 2 3,1 - 20 meter Batu pasir 3 20,1 - 34 meter Lempung Lintasan 3 Pada lintasan 3 dilakukan pengambilan data dari arah barat ke timur laut dengan panjang lintasan 120 meter. Hasil pengolahan data radargram pada lintasan 4 dilihat pada Gambar 24. Berdasarkan Analisa dan interpretasi radargram menunjukkan adanya 4 lapisan, dapat dilihat pada Tabel 11 dan Gambar 25. Pada lapisan pertama pada kedalaman 0 - 4 meter diperkirakan merupakan top soil. Kemudian pada lapisan kedua pada kedalaman 4,1 - 20 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir diperkirakan batu pasir. Selanjutnya pada lapisan ketiga pada kedalaman 20,1 - 32 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,212 ms diperkirakan lempung. Terakhir pada lapisan keempat pada kedalaman 32,1 - 34 meter memiliki nilai konstanta dielektrik 0,15 ms diperkirakan batu pasir diperkirakan batu pasir. Setelah itu dapat dilihat pada gambar 37, gambar 38 dan gambar 39. Dimana pada gambar tersebut telihat adanya pola diskontinu yang di asumsikan adanya rongga-rongga pada penampang bwah permukaan. Lalu adanya pola diskontinu tersebut telah ditandai dengan lingkaran atau pun persegi panjang berwarna merah. 46
Gambar 36. Lintasan 3 Cisarua Gambar 37. Lintasan 3 Cisarua (jarak 0 - 40 meter) Gambar 38. Lintasan 3 Cisarua (jarak 40 - 80 meter) 47
Gambar 39. Lintasan 3 Cisarua (jarak 80 - 120 meter) Tabel 10. Interpretasi Lintasan 4 Cisarua No Kedalaman (m) Lapisan 1 0 - 4 meter Top soil 2 4,1 - 20 meter Batu pasir 3 20,1 - 32 meter Lempung 4 32,1 - 34 meter Batu pasir Pada penelitian kali ini data yang diolah merupakan data mentah (raw data) hasil pengukuran dari GPR. Data hasil pengukuran ini merupakan data hasil dari refleksi gelombang elektromagnetik oleh tiap lapisan batuan pada lintasan yang dipancarkan oleh sebuah transmitter dan diterima oleh receiver. Data yang terekam akan ditampilkan dalam dalam bentuk radargram dalam sebuah fungsi waktu, dalam hal ini merupakan fungsi two way travel time. Data ini juga pada awalnya merupakan fungsi dari traces dalam dimensi panjangnya, sehingga perlu dilakukan editing terlebih dahulu agar data berubah pada nilai yang sebenarnya. Pengolahan data ini menggunakan software . Berdasarkan hasil dari pengolahan data akuisisi tersebut didapatkan gambaran penampang bawah permukaan pada lintasan yang sudah ditentukan, informasi ini dapat digunakan untuk menjelaskan gambaran dari daerah penelitian tersebut. Dari hasil yang didapat pada tiap lintasan, data mentah yang diperoleh hampir sama, dikarenakan oleh kondisi geologi dari tiap lintasan yang hampir sama, yaitu dari tujuh lintasan yang telah didapatkan umumnya terdiri dari 4 lapisan dan memiliki beberapa jenis litologi, yaitu top soil, lempung, dan batu pasir. Pada masing-masing lapisan ini memiliki konstanta dielektrik, konduktivitas dan juga kecepatan gelombang yang berbeda. Serta terdapat pula kontras pada konstanta dielektrik pada lapisan batuan yang dimana akan 48
menyebabkan perbedaan kecepatan perambatan gelombang dan perbedaan amplitude dari sinyal refleksi. Dimana karena adanya perbedaan parameter fisis tersebut, dapat menentukan jenis material penyusun bawah permukaan berdasarkan nilai konstanta dielektrik dan kecepatan gelombang. Selain itu diasumsikan pula, adanya lapisan yang terjadi diskontinuitas, rongga ataupun kurang terkonsolidasinya perlapisan tanah dapat terlihat dari citra georadar. Kemudian dari hasil penelitian di daerah manifestasi Natar dan manifestasi Cisarua berada di daerah vulkanologi tektonik, dimana berdasarkan dengan banyaknya manifestasi yang ditemukan dan juga tidak jauh dari gunung api aktif, lalu dilihat pula dari hasil data penelitian yang dapat memeperlihatkan adanya aktivitas fluida dekat dari permukaan. Menurut Reza dan Teuku (2018), Hasil Interpretasi data pada hasil pengolahan data GPR memperhatikan adanya keseragaman amplitude, kontinuitas (kemenerusan reflector), reflection strength, dan warna pada radargram. Dari parameter-perameter diatas dapat menentukan batas litologi, perkiraan jenis litologi, kondisi struktur, dan berbagai macam bentuk material bawah permukaan. 49
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil dan interpretasi data, didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Hasil penelitian pada daerah manifestasi geothermal Natar dan Cisarua, diperkirakan memiliki batas litologi batuan yang terdiri top soil, lapisan lempung dan lapisan batu pasir. 2. Hasil dari penelitian ini didapatkan pola aliran fluidanya pada setiap lintasan, dimana pola aliran tersebut dapat dilihat melalui pola diskontinuitasnya. 5.2 Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, peneliti menyarankan agar penelitian selanjutnya dapat menggunkan frekuensi yang lebih tinggi sehingga dapat mengetahui penampang bawah permukaan bumi lebih rinci lagi dan dapat mencapai target dari tujuan penelitian. 50
DAFTAR PUSTAKA Adhiatma, R., & Lubis, I. 2020. Perubahan penggunaan/tutupan lahan dan prediksi perubahan penggunaan/tutupan lahan di Kabupaten Lampung Selatan. Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (Journal of Natural Resources and Environmental Management), 10(2), 234-246. Arcone, S. A. 1984. Field observations of electromagnetic pulse propagation in dielectric slabs. Geophysics, 49(10), 1763-1773. Astutik S., 1997. Penggunaan Ground Penetrating Radar (GPR)) Sebagai Metal Detector. Jurnal Ilmu Dasar. 2 (1): 9-16. Ayi, B. S. 2009. Penentuan Karakteristik Dinding Gua Seropan Gunungkidul dengan Metode Ground Penetrating Radar. Surabaya, ITS. Badan Geologi, 2015. Buklet Gunungapi. Bandung : Badan Geologi. Budiono, K., HandoKo, H., Hernawan, U., & Godwin, G. (2010). Penafsiran struktur geologi bawah permukaan di kawasan semburan lumpur Sidoarjo, berdasarkan penampang Ground Penetrating Radar (GPR). Indonesian Journal on Geoscience, 5(3), 187-195. Broto, S. dan T. T. Putranto. 2011. Aplikasi Metode Geomagnet Dalam Eksplorasi Panasbumi. Jurnal Teknik. 32 (1). Chamberlain, A. T., Sellers, W., Proctor, C., & Coard, R. (2000). Cave detection in limestone using ground penetrating radar. Journal of Archaeological Science, 27(10), 957-964. Ditjen EBTKE, 2017. Potensi Panas Bumi Indonesia. Direktorat Panas Bumi, Direktorat Jenderal Energi Baru, Terbarukan dan Konservasi Energi, Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, Jakarta. EBTKE (Direktotar Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi). 2020. Potensi Besar Belum Termanfaatkan, 46 Proyek Panas Bumi Siap Dijalankan. m. (diakses 18 Desember 2023). Elvira, W. V. 2022. Estimasi Potensi Energi Panas Bumi Menggunakan Metode Volumetrik dengan Pemodelan Simulasi Numerik Aliran Fluida Hidrotermal dan Perpindahan Energi Panas pada Lapangan Panas Bumi Way Ratai, Lampung. Teknik, Universitas Lampung. Giancoli, D.C. 2001. Physics Principles with Application, Vol.I. Pearson Prentice Hall is a Trademark, U.S. Iqbal, M., Ashuri, W., Juliarka, B. R., Al Farishi, B., & Harbowo, D. G. (2019). Delineation of Recharge and Discharge Area for Geothermal Energy in Natar. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 258, No. 1, p. 012036). IOP Publishing. 51
Iqbal, M., Juliarka, B. R., Ashuri, W., & Al Farishi, B. (2019). Hydrogeochemistry of natar and cisarua hot springs in south lampung, indonesia. Journal of Geoscience, Engineering, Environment, and Technology, 4(3), 178-185. Joll, H. M. 2009. Ground penetrating radar theory and applications. Juliarka, B. R dan M. Iqbal. 2020. Model Gaya Berat 2D Untuk Mengungkap Struktur Geologi Bawah Permukaan Pada Daerah Panas Bumi Natar. Buletin Sumber Daya Geologi. 2(1) Lehmann, F., & Green, A. G. 1999. Semiautomated georadar data acquisition in three dimensions. Geophysics, 64(3), 719-731. Lynne, B., & Dougherty, A., 2010. Ground penetrating radar successful in imaging hot spring deposits: A new geothermal exploration tool. In AGU Fall Meeting Abstracts (Vol. 2010, pp. V23D-06). Mangga, S. A., Suwarti, T., & Gafoer, S. 1993. Peta Geologi Lembar Tanjungkarang, Sumatera, skala 1: 250.000. Maryanto, S., Suciningtyas, I. K. L. N., Dewi, C. N., & Rachmansyah, A. 2016. Integrated Resistivity and Ground Penetrating Radar Observations of Underground Seepage of Hot Water at Blawan-Ijen Geothermal Field. International Journal of Geophysics. Muniiroh, F. 2020. Aplikasi metode ground penetrating radar untuk identifikasi gua bawah tanah. Doctoral dissertation, Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim. Murdani, M., & Sarkowi, M. 2019. Pemodelan 2 Dimensi Data Magnetotellurik Daerah Prospek Panasbumi Lapangan "Jgt". JGE (Jurnal Geofisika Eksplorasi), 3(1), 98-108. Nicholson, K. 1993. Geothermal Fluids Chemistry and Exploration Techniques. Springer Verlag. Berlin. Nuzuliani, E. A., Lepong, P., dan Budiono, K. 2015. Studi Litologi Batu Gamping Dari Data Ground Penetrating Radar (GPR) Di Tepi Pantai Temaju, Kabupaten Sambas, Provinsi Kalimantan Barat. Jurnal In Prosiding Seminar Sains dan Teknologi FMIPA Unmul. 1 (2). Noor, D. 2014. Pengantar Geologi. Bogor : Universitas Pakuan. PGE Ulubelu. sendiri/ulubelu#:~:text=P diakses 1 Desember 2023) (Pertamina Geothermal Energy). 2017. Pratomo, I., 2006. Klasifikasi Gunung Api Aktif Indonesia, Studi Kasud Dari Beberapa Letusan Gunung Api dalam Sejarah. Jurnal Geologi Indonesia. 1 (4): 206-227. Putranto, I. D., & Sumargana, L. Penggunaan Metode GPR 2D Untuk Identifikasi Korosi Tulangan Besi Beton Penahan Air di Lokasi X. Prisma Fisika. 10(3), 451-455. Reynolds, J.M., 1997. An Introduction To Applied and environmental Geophysics. 52
Rizki, R. Aplikasi Metode Ground Penetrating Radar untuk Mengidentifikasi Fasies Batugamping Formasi Rajamandala Di Daerah Cikamuning, Jawa Barat. Jurnal Fisika Indonesia, 22(2), 22-26. Saptadji, Teknik Panasbumi. Bandung. Jurusan Teknik Perminayakan. ITB. Situmorang, A. M. 2021. Identifikasi Zona Outflow Pada Sistem Panas Bumi Daerah Geragai Dengan Menggunakan Metode Geolistrik 2d. ITS. Solihin, C., Taufik, A., Muhamad, F. H., dan Denya, R. 2017. Studi Geofisika Untuk Menentukan Batas Formasi Jampang dan Formasi Ciletuh di Kawasan Geopark Ciletuh. Wahana Fisika, 2 (2): 97-107. Solla, M., Blázquez, C. S., Nieto, I. M., Rodríguez, J. L., & Maté-González, M. Á. 2022. GPR Application on Geothermal Studies: The Case Study of the Thermal Baths of San Xusto (Pontevedra, Spain). Remote Sensing. 14 (11), 2667. Suharno, S., Aritonang, R. B., Ahmad, Z., & Rustadi, R. 2012. Sistem Panas Bumi Cisarua Natar Lampung Selatan. In Proceedings The 12TH Annual Indonesian Geothermal Association Meeting & Conference. Asosiasi Panas Bumi Indonesia. Sulaiman, A., & Taufik, M. 2013. Pemodelan georadar 2D dengan metode beda hingga domain waktu. Jurnal Sains dan Teknologi Kebumian Indonesia, 1, 31-41. Supriyanto., 2007. Perambatan Gelombang Elektromagnetik. Fisika-FMIPA UI: Jakarta. Syam, A., Lepong, P., dan Supriyanto. 2019. Aplikasi Metode Georadar Untuk Identifikasi Struktur Geologi Di Jalan Hm. Ardan Ring Road 1 Samarinda. Jurnal Geosains Kutai Basin. 2 (1). Warnana, D. D., 2008. Identifikasi Scouring Sebagai Potensi Kelongsoran Tanggul Sungai Bengawan Solo Berdasarkan Survei GPR (Studi Kasus Desa Widang, Kabupaten Tuban). Jurnal Fisika dan Aplikasinya. 4 (2). 53
LAMPIRAN Lampiran 1. Peta Administrasi Lokasi Penelitian 54
Lampiran 2. Peta Citra Satelit Lokasi Penelitian 55
Lampiran 3. Lokasi Pemandian Air Panas Natar Lampiran 4. Lokasi Pemandian Air Panas Cisarua 56
Lampiran 5. Pengambilan Data GPR Bersama Teman- Teman Universitas 57