Catatan kuliah

Staf pengajar Departemen Fisika, FMIPA-UI

Pendahuluan: rongga-rongga antar batuan

Setelah mengetahui secara umum gambaran perjalanan air hujan pada tulisan sebelumnya, Sekarang mari kita telaah lebih dalam lagi fenomena resapan air khususnya tentang bagaimana air hujan bisa meresap ke dalam tanah. Gambar berikut ini memperlihatkan situasi bawah permukaan yang didominasi air tanah dan ditandai warna biru. Di atasnya terdapat zona atau lapisan yang didominasi ruang kosong (udara).

 

 

Gambar berikutnya memperlihatkan bentuk mikroskopis keberadaan air tanah di dalam rongga-rongga kecil antar butiran tanah.

 

Rongga-rongga kecil tersebut dinamakan pori-pori tanah. Jika rongga-rongga atau pori-pori tersebut saling berhubungan satu sama lain maka air tanah dapat bergerak di antara butir-butir batuan. Lapisan tanah seperti ini dikatakan memiliki sifat permeabel yang baik. Jadi gampangnya, lapisan permeabel adalah lapisan tanah yang didalamnya memungkinkan bagi air untuk bergerak secara leluasa, baik itu bergerak vertikal dari atas ke bawah pada saat meresap, atau bergerak secara horisontal.

 

Gambar di atas memperlihatkan bentuk mikroskopis keberadaan rongga-rongga kosong diantara butiran tanah. Namun sebenarnya rongga tersebut tidak benar-benar kosong, melainkan ia berisi udara.

Tanah yang ditumbuhi oleh rerumputan dan tumbuh-tumbuhan memiliki lebih banyak rongga dan pori-pori terbuka dipermukaannya dibandingkan tanah yang sudah tertutup bangunan dan aspal jalan raya. Itulah sebabnya bila turun hujan, air hujan bisa meresap ke bawah tanah dengan mudah dan cepat. Suatu kawasan dimana air hujan mudah meresap ke bawah tanah disebut kawasan resapan air atau disebut juga kawasan konservasi air.

 

Hanya rongga kosong yang bisa menampung air

Sekarang saya ajak anda untuk mengamati lebih detil tentang suatu syarat yang harus dipenuhi agar air hujan bisa meresap ke bawah tanah. Jadi begini, air hujan yang pada mulanya jatuh di atas permukaan tanah, ia bisa meresap ke bawah tanah jika dan hanya jika lapisan tanah di bawah permukaan tanah masih menyisakan rongga-rongga dan pori-pori yang masih kosong. Sebaliknya, jika rongga-rongga dan pori-pori dibawah sana sudah terisi penuh oleh air tanah yang sebelumnya sudah ada, maka air dari permukaan tidak bisa turun ke bawah. Coba anda perhatikan gambar ini dengan seksama.

Fokuskan perhatian anda ke kawasan dataran tinggi, apakah anda menemukan lapisan bawah tanah yang masih menyisakan rongga dan pori kosong? Ya.. jelas ada, lapisan itu ada di atas water table. Sekarang silakan anda alihkan fokus anda ke bawah sungai itu. Apakah anda melihat lapisan tanah yang berisi rongga dan pori kosong di bawah sungai? Jawabannya pasti tidak.

Walaupun tidak digambar disini, lingkungan danau dan situ tidak berbeda sama sekali dengan sungai, yaitu di bawahnya sama-sama tidak memiliki rongga/pori kosong lagi. Lalu apa mungkin lingkungan sungai, danau dan situ mampu menyerap air ke bawah tanah?

Silakan perhatikan gambar yang dibawah ini.

Ia menggambarkan kondisi bawah tanah pada musim penghujan. Silakan anda bandingkan dengan gambar yang atas tadi. Anda akan temukan sedikit perbedaan saja yaitu ketebalan lapisan tanah yang berisi rongga/pori kosong semakin mengecil atau menipis. Apa maknanya? Mengapa itu bisa terjadi? Sangat jelas sekali, air hujan yang jatuh dipermukaan tanah ia akan segera turun ke bawah mengisi rongga/pori kosong sehingga ketebalan lapisan rongga/pori kosong menjadi menipis. Permukaan air di sumur-sumur penduduk akan semakin meninggi mendekati permukaan tanah.

Sebaliknya, air hujan di lingkungan sungai mengakibatkan air sungai meluap. Tahukah anda kenapa air itu bisa meluap? Ya tentu saja karena air hujan tidak mungkin lagi meresap ke bawah tanah lantaran memang tidak ada lagi lapisan rongga/pori kosong dibawah sungai. Hal yang sama terjadi pula di kawasan danau dan situ. Dipastikan air danau dan situ akan meluap ketika turun hujan.

Kalau mengacu pada logika dan model di atas, apa mungkin program rehabilitasi sungai dan situ-situ yang menelan dana milyaran rupiah bisa menyulap lingkungan danau, situ dan sungai menjadi mampu meresapkan air dan akhirnya bisa menanggulangi banjir secara signifikan? Imposible, kecuali ada logika yang lain yang dalam hal ini atau saat ini terus terang saya belum tahu.

 

Penutup: kawasan konservasi 

Saya ingin tegaskan sekali lagi bahwa keberadaan rongga kosong tersebut berikut volumenya sangat penting sekali karena ia akan menentukan efektifitas peresapan air hujan. Banyak sedikitnya air hujan yang bisa diserap tergantung dari ukuran volume efektif seluruh rongga-rongga kosong yang tersedia. Suatu kawasan yang memiliki volume rongga kosong yang sangat besar disebut kawasan resapan air atau disebut juga kawasan konservasi air. Kawasan tersebut memiliki potensi untuk meresapkan air ke bawah tanah dalam jumlah besar jika dan hanya jika rongga-rongga dan pori-pori tanah dari permukaan tanah sampai bawah tidak ditutupi oleh bangunan-bangunan, pluran semen dan aspal jalan raya yang mencirikan kawasan hunian perkotaan.

Jadi seandainya Pemkot Depok tetap keukeuh untuk merealisasikan rencana penumbuhan kota baru di tiga kawasan konservasi air yaitu Limo, Sawangan dan Cimanggis, maka itu sama saja dengan memberikan mandat kepada banjir untuk menenggelamkan Jakarta lebih dahsyat dari banjir tahun ini.

oleh: Dr. Eng. Supriyanto, M.Si
Staf pengajar Departemen Fisika, FMIPA-UI 

Pendahuluan

Kita hidup di bumi ini tidak sendirian. Di sekeliling kita terdapat banyak makhluk yang juga punya hak untuk eksis di muka bumi. Salah satu makhluk yang sangat dekat dengan kita adalah air. Ia ditakdirkan untuk menjadi sesuatu yang sangat urgen bagi hidup dan kehidupan kita. Karenanya, sangatlah pantas bila kita mau mencermati peran dan fungsinya serta menjaga siklus peredarannya agar tetap stabil dalam harmoni yang sempurna dengan alam.

Ketidakmengertian kita akan karakter air terutama bagaimana cara dia bergerak merembes atau meresap ke dalam tanah lewat pori-pori diantara butir-butir tanah, bisa jadi akan mengundang bencana alam yang sangat dahsyat seperti kejadian banjir di awal Februari 2007 di Jakarta. Bappenas memperkirakan potensi kerugian akibat banjir di DKI Jakarta dan sekitarnya mencapai Rp 4,1 triliun.

Bencana itu sebenarnya dipicu oleh curah hujan yang cukup lebat selama 3 hari berturut-turut. Seharusnya, air hujan yang turun dari langit diberi jalan untuk masuk ke tanah secepatnya. Tapi apa mau dikata, di atas permukaan tanah telah berdiri banyak bangunan buatan manusia melewati batas keseimbangan. Ini berefek pada semakin mengecilnya kawasan terbuka hijau dimana air hujan bisa meresap ke tanah dengan leluasa. Sebaliknya, kawasan terbangun yang dibangun di wilayah Depok dan DKI Jakarta telah menutupi jalan-jalan air untuk meresap ke dalam tanah. Akibatnya, volume curah hujan yang pada saat itu mencapai rata-rata 235 mm tidak bisa masuk ke dalam tanah.

Kemanakah air itu bergerak? Cuma ada dua instruksi yang dipahami oleh air secara berurutan, yaitu pertama, meresap ke dalam tanah jika memungkinkan; atau kedua, bergerak di permukaan tanah menuju ke tempat yang lebih rendah.

Ketika berada di wilayah yang sebagian besar telah tertutup oleh bangunan, air tak punya cukup waktu dan tenaga untuk merembes ke bawah tanah, maka hanya tersisa satu pilihan baginya yaitu bergerak menuju ke tempat yang lebih rendah. Got, selokan, parit dan sungai adalah jalan-jalan utama aliran air hujan yang telah menjadi air permukaan. Namun karena jumlah dan daya tampung saluran air tadi sangat-sangat terbatas, apalagi jika harus berdesakan dengan sampah-sampah yang berakibat pada pendangkalan dan sumbatan pada saluran, maka dengan terpaksa air harus mengantri mengalir dan menggenangi bangunan-bangunan buatan manusia atau tumpah ruah memenuhi jalan-jalan raya. Kita menyebut fenomena ini dengan istilah banjir. Hampir 60% wilayah DKI Jakarta terendam banjir dengan kedalaman mencapai hingga 5 meter di beberapa titik lokasi banjir.

Ketika terjadi banjir, genangan air hanya bisa berdiam atau bergerak perlahan selama beberapa jam sampai beberapa hari hingga mendapat giliran melewati sungai. Disisi lain, danau maupun situ-situ yang dikira sebagian orang bisa menampung air hujan atau malah ada yang mengira bisa meresapkan air ke bawah tanah, ternyata sangat-sangat kewalahan menampung air bah. Bukankah pada hari-hari biasa ketika tidak hujan situ-situ itu tidak pernah meresapkan air ke bawah tanah sampai habis? Maka apalagi saat terjadi hujan lebat. Dan memang sebagian besar situ-situ yang tersebar di wilayah Bogor dan Depok tidak akan mampu menahan atau membendung limpahan air hujan yang jatuh di wilayah Bogor dan Depok.

Jadi air hujan tak punya pilihan lagi. Dia terpaksa harus mengalir ke dataran yang lebih rendah menuju Jakarta. Dan terjadilah banjir besar sebagaimana yang kita saksikan dan dirasakan perih oleh para korban. Sedikitnya 80 orang dinyatakan tewas selama 10 hari karena terseret arus, tersengat listrik, atau sakit. Warga yang mengungsi mencapai 320.000 orang hingga 7 Februari 2007.

 

Pergerakan air di bawah tanah 

Dalam rangka memberikan pemahaman tentang perjalanan air hujan kepada masyarakat luas, tulisan ini sengaja dibuat dengan dilengkapi ilustrasi gambar-gambar yang semoga dapat mempermudah pemahaman para pembaca. Sebuah gambar diyakini mampu mewakili ribuan kata-kata.

Mari kita mulai dari gambar yang satu ini. Gambar ini memperlihat sebidang tanah alami yang permukaannya ditumbuhi rerumputan dan sebatang pohon besar.

 

 

Ketika turun hujan, air hujan mulai membasahi permukaan tanah,

 

Tanah yang alami dengan tetumbuhan di atasnya menyediakan pori-pori, rongga-rongga dan celah tanah bagi air hujan sehingga air hujan bisa leluasa merembes atau meresap ke dalam tanah. Air itu akan turun hingga kedalaman beberapa puluh meter.

 

Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan terus bergerak ke bawah sampai dia mencapai lapisan tanah atau batuan yang jarak antar butirannya sangat-sangat sempit yang tidak memungkinkan bagi air untuk melewatinya. Ini adalah lapisan yang bersifat impermeabel. Lapisan seperti ini disebut lapisan aquitard (gambar sebelah kanan bersifat impermeabel yang sulit diisi air, sementara yang kiri bersifat permeabel yang berisi air).

 

Karena air tak bisa lagi turun ke bawah, maka air tadi hanya bisa mengisi ruang di antara butiran batuan di atas lapisan aquitard.

 

Air yang datang kemudian akan menambah volume air yang mengisi rongga-rongga antar butiran dan akan tersimpan disana. Penambahan volume air akan berhenti seiring dengan berhentinya hujan.

 

Air yang tersimpan di bawah tanah itu disebut air tanah. Sementara air yang tidak bisa diserap dan berada di permukaan tanah disebut air permukaan. Dalam suatu laporan disebutkan bahwa dalam kondisi pasca hujan, wilayah bogor mampu menyerap air hujan hingga 60% dari total curah hujan. Sementara wilayah Jakarta hanya mampu menyerap 20% saja. Lalu kemana sisanya? Tentunya jadi air permukaan yang menjelma menjadi banjir.

Kembali lagi ke ilustrasi gambar, permukaan air tanah disebut water table, sementara lapisan tanah yang terisi air tanah disebut zona saturasi air.

 

Permukaan zona saturasi — yang tak lain adalah water table tersebut — selalu mengikuti bentuk topografi atau lekuk-lekuk permukaan bumi.

Ada hal kecil yang mungkin anda belum menyadarinya selama ini. Kita sejak kecil diajarkan bahwa sumber air sungai berasal dari mata air yang terdapat di pegunungan atau dataran tinggi. Coba amati sekali lagi gambar di atas. Bukankah anda lihat di gambar itu kalau permukaan air sungai bersesuaian dengan permukaan water table? dan bukankah water table itu terkoneksi dalam satu sistem dengan water table pada dataran di kiri dan kanan sungai? Jawabannya adalah Ya. Lalu apa artinya? Itu berarti air sungai tidak hanya berasal dari mata air pegunungan, melainkan ia juga disuplai dari water table pada dataran tinggi akibat tekanan hidrostatik. Yaitu suatu tekanan yang muncul akibat perbedaan ketinggian permukaan water table di sungai dan di daratan.

 

Posisi permukaan water table di tiap musim 

Pada musim kemarau, permukaan water table akan turun hingga beberapa meter, mengakibatkan sumur-sumur penduduk menjadi kering dan sungai-sungai menjadi dangkal dan akhirnya kering. Sungai yang kering tidak lain sebagai akibat dari permukaan water table yang tidak lagi mencapai badan sungai. Melainkan sudah berada di bawah badan sungai.

 

Sementara itu, pada musim penghujan, permukaan water table meninggi, mengisi sumur-sumur penduduk dan bahkan bisa meluapkan sungai-sungai.

 

Logika yang kita dapat 

Seandainya di permukaan tanah masih banyak lahan terbuka yang ditumbuhi tanaman, maka air hujan akan sangat mudah meresap ke bawah tanah dan meninggikan water table. Kalau boleh disebut tangki air, maka berdasarkan model di atas yang bertindak sebagai tangki air adalah kawasan dataran tinggi di kiri-kanan aliran sungai. Kawasan inilah yang sangat potensial  meresapkan air. Sementara sungai-sungai berperan sebagai jalan tol yang mempercepat perjalanan air menuju dataran rendah. Hampir tak ada peresapan air di sepanjang aliran sungai. Jadi air hujan akan cepat meresap ke dalam tanah jika dan hanya jika ia jatuh di kawasan  terbuka hijau.

Akan tetapi apabila permukaan tanah telah penuh sesak dengan bangunan bikinan manusia termasuk sarana jalan raya, maka porsi curah air hujan akan lebih banyak menjadi air permukaan yang akan segera menuju jalan tol (baca=sungai) lalu bergerak ke tempat yang lebih rendah dalam jumlah yang teramat besar. 

 

Penutup: apakah sungai dan danau/situ dapat meresapkan air? 

Kalau kita perhatikan dengan teliti, permukaan water table di aliran sungai selalu lebih rendah dibandingkan dengan permukaan water table di kiri-kanan sungai. Hal yang sama terjadi pula di lingkungan danau, telaga maupun situ-situ. Alih-alih untuk meresapkan air ke bawah tanah, justru pada kenyataannya, sering dijumpai pada lingkungan danau atau telaga atau situ  sumber-sumber mata air yang menandakan air keluar dari bawah tanah akibat tekanan hidrostatik. Secara hidrologi, rasanya sulit sekali untuk membuktikan adanya daerah resapan air di sungai dan danau/situ.

Jadi kalau ada anggapan, sebagaimana tertulis dalam harian Republika, bahwa dengan proyek sebesar Rp 17.8 milyar akan mampu mengubah fungsi danau atau situ yang semula sebagai daerah mata air atau sumber air atau hanya tampungan air, dan ingin direhabilitasi sehingga mampu meresapkan air, saya kira anggapan semacam ini bertentangan dengan tanda-tanda alam sebagaimana uraian di atas. Walaupun tidak menutup adanya kemungkinan yang teramat sangat kecil terjadinya resapan air di lingkungan danau/situ. Tapi justru pertanyaannya, kenapa demi kemungkinan yang sangat kecil itu dana Rp 17.8 milyar bisa mudah mengucur? Ada apa dibalik ini semua?

Referensi:

1. GEODe II, Geologic Explorations on Disk, Produced by Tasa Graphics Art Inc, Prentice Hall
2. http://id.wikipedia.org/wiki/Banjir_Jakarta_2007
3. http://www.media-indonesia.com/berita.asp?id=123927
4. http://www.monitordepok.com/news/berita-utama/12048.html

 

Asap putih yang membumbung tinggi itu berasal dari reservoir panas bumi yang berada di bawah permukaan bumi. Asap itu adalah uap (air) panas bertekanan tinggi (steam) yang berhasil dikeluarkan dengan cara pemboran (drilling).

 

Semakin ke bawah, temperatur bawah permukaan bumi semakin meningkat atau semakin panas. Panas yang berasal dari dalam bumi dihasilkan dari reaksi peluruhan unsur-unsur radioaktif seperti uranium dan potassium. Reaksi nuklir yang sama saat ini masih terjadi di matahari dan bintang-bintang yang tersebar di jagad raya. Reaksi ini menghasilkan panas hingga jutaan derajat celcius. Permukaan bumi pada awal terbentuknya juga memiliki panas yang dahsyat. Namun setelah melewati masa milyaran tahun, temperatur bumi terus menurun dan saat ini sisa-sisa reaksi nuklir tersebut hanya terdapat dibagian inti bumi saja. Pada kedalaman 10.000 meter atau 33.000 feet, energi panas yang dihasilkan bisa mencapai 50.000 kali dari jumlah energi seluruh cadangan minyak bumi dan gas alam yang masih tersimpan di dunia. Inilah yang menjadi sumber energi panas bumi.

 

——————————————
Navigasi:
Catatan sebelumnya: Geothermal
Catatan berikutnya: Lapisan bumi
Kembali ke awal catatan
——————————————

 

Secara bahasa, kata geothermal terbentuk dari dua kata yaitu geo yang berarti bumi dan thermal yang artinya panas. Jadi istilah geothermal sama saja dengan panas bumi. Geothermal dapat dimaknai sebagai energi panas yang terbentuk secara alami dibawah permukaan bumi. Perhatikan gambar di atas. Kerak bumi (crust), yang merupakan lapisan terluar yang keras/padat berupa batu, mampu menahan aliran panas yang berasal dari bawah permukaan bumi. Sementara mantel bumi (mantle) merupakan lapisan yang semi-cair atau batuan yang meleleh atau sedang mengalami perubahan fisik akibat pengaruh tekanan dan temperatur tinggi disekitarnya. Sedangkan  bagian luar dari inti bumi (outer core) berbentuk liquid. Akhirnya, lapisan terdalam dari inti bumi (inner core) berwujud padat.

 

——————————————
Navigasi:
Catatan berikutnya: Suhu bawah permukaan
——————————————

 

Suatu model lapisan bumi berikut unsur-unsur yang dominan dimasing-masing lapisan tersebut telah dirilis oleh J. Marvin Herndon dalam CURRENT SCIENCE, VOL. 88, NO. 7, 10 APRIL 2005. Model tersebut, sebagaimana yang ditampilkan di atas, merupakan model terakhir yang diakui oleh kalangan ilmuwan geofisika, meskipun masih diperdebatkan khususnya pada bagian inti bumi (inner core) apakah keadaannya berupa liquid (cairan) atau solid (padat) atau plasma? Adapun pada lapisan outer-core, para ilmuwan sepakat bahwa kandungan unsur pada lapisan tersebut didominasi oleh Fe (iron atau unsur besi).

Sementara itu, beberapa pakar dari University College London telah melakukan simulasi dengan superkomputer Cray T3E untuk mengukur temperatur tinggi yang bisa melelehkan besi dalam tekanan yang sangat tinggi sebagaimana yang ada di inti bumi. Hasil simulasi tersebut menunjukkan bahwa titik leleh atau titik lebur besi adalah pada suhu 6700 Kelvin pada tekanan diantara inner-core dan outer-core di perut bumi. Temuan ini mendukung model sebelumnya yang mengatakan bahwa temperatur inti bumi berkisar pada suhu tersebut.

Dari sini sebuah pertanyaan sainstifik bisa dimunculkan, yaitu darimana inti bumi mendapatkan energi panas yang dahsyat tersebut? Para ilmuwan masih percaya bahwa semua itu dihasilkan oleh reaksi fisi nuklir alamiah (geo-reaktor) yang terjadi di dalam inner-core. Itulah sebabnya dalam model (gambar) di atas, Herndon menempatkan uranium sebagai unsur yang mendominasi bagian inner-core, dimana kita semua tahu bahwa uranium adalah salah satu unsur radioaktif yang bisa menghasilkan reaksi fisi nuklir. Asumsi akan adanya georeaktor tersebut cukup tepat untuk menjawab teka-teki mengenai keberadaan isotop helium yang begitu melimpah, sekaligus juga menjelaskan fenomena variasi medan geomagnetik bumi. Demikianlah logikanya.

Mungkin ada baiknya menyaksikan film fiksi-ilmiah berjudul The Core yang bercerita tentang ekspedisi para ilmuwan menuju inti bumi. Mereka turun ke dasar bumi dari palung Mariana di samudra Pasifik yang merupakan palung terdalam di dunia dengan kedalaman mencapai 11 km. Tapi saran saya jangan buru-buru percaya sama kondisi perut bumi yang ditampilkan dalam film tersebut. Namanya juga fiksi.

 

——————————————
Navigasi:
Catatan sebelumnya: Suhu bawah permukaan
Catatan berikutnya: Proses tektonik
Kembali ke awal catatan
——————————————

 

Air hujan (rain water) itu bisa turun dari awan disebabkan oleh pengaruh gravitasi bumi. Ketika tiba di permukaan bumi air hujan akan merembes ke dalam tanah melalui saluran pori-pori atau rongga-rongga diantara butir-butir batuan. Bila jumlah air hujan yang turun cukup deras, maka air tersebut akan mengisi rongga-rongga antar butiran sampai penuh atau jenuh. Air hujan yang sudah masuk ke tanah disebut air tanah. Kalau sudah tidak tertampung lagi, maka air hujan yang masih dipermukaan akan mengalir ke tempat yang lebih rendah. Ini disebut air permukaan. Perlu diketahui disini bahwa daya serap (atau lebih dikenal dengan istilah permeabilitas) masing-masing batuan atau lapisan batuan bervariasi tergantung jenis batuannya. Di daerah gunung api, dimana terdapat potensi panas bumi, seringkali ditemukan struktur sesar (fault) dan kaldera (caldera) sebagai akibat dari letusan gunung maupun aktifitas tektonik lainnya. Keberadaan struktur tersebut tidak sekedar membuka pori-pori atau rongga-rongga antar butiran menjadi lebih terbuka, bahkan lebih dari itu mereka menciptakan zona rekahan (fracture zone) yang cukup lebar dan memanjang secara vertikal atau hampir vertikal dimana air tanah dengan leluasa menerobos turun ke tempat yang lebih dalam lagi sampai akhirnya dia berjumpa dengan batuan panas (hot rock). Air tersebut tidak lagi turun ke bawah, sekarang dia mencari jalan dalam arah horizontal ke lapisan batuan yang masih bisa diisi oleh air. Seiring dengan berjalannya waktu, air tersebut terus terakumulasi dan terpanaskan oleh batuan panas (hot rock). Akibatnya temperatur air meningkat, volume bertambah dan tekanan menjadi naik. Sebagiannya masih tetap berwujud air panas, namun sebagian lainnya telah berubah menjadi uap panas. Tekanan yang terus meningkat, membuat fluida panas tersebut menekan batuan panas yang melingkupinya seraya mencari jalan terobosan untuk melepaskan tekanan tinggi. Kalau fluida tersebut menemukan celah yang bisa mengantarnya menuju permukaan bumi, maka akan dijumpai sejumlah manifestasi sebagaimana yang diterangkan pada halaman sebelumnya. Namun bila celah itu tidak tersedia, maka fluida panas itu akan tetap terperangkap disana selamanya. Lokasi tempat fluida panas tersebut dinamakan reservoir panas bumi (geothermal reservoir). Sementara lapisan batuan dibagian atasnya dinamakan cap rock yang bersifat impermeabel atau teramat sulit ditembus oleh fluida.

——————————————
Navigasi:
Catatan sebelumnya: Magma
Catatan berikutnya: Manifestasi
Kembali ke awal catatan
——————————————

 

Air atau uap panas –fluida– (yang berada di perut gunung api) ternyata tidak diam ditempatnya, justru karena menerima panas dari magma, terjadilah fenomena arus konveksi. Pada awalnya, molekul-molekul fluida tersebut berusaha mentransfer atau berbagi panas kepada sesamanya hingga mencapai kesetaraan temperatur. Seiring dengan meningkatnya temperatur, volumenya bertambah dan efeknya tekanan fluida semakin naik. Akhirnya fluida mendesak dan mendorong batuan sekitarnya atau berusaha menerobos celah-celah antar batuan (fracture) untuk melepaskan tekanannya. Secara umum, tekanan di sekitar permukaan bumi lebih rendah dari pada tekanan dibawah permukaan bumi. Berdasarkan hal ini, air panas maupun uap panas yang terperangkap dibawah permukaan bumi akan berupaya mencari jalan terobosan supaya bisa keluar ke permukaan bumi. Silakan perhatikan foto di atas. Ketika mereka menemukan jalan untuk sampai ke permukaan, kita bisa melihatnya sebagai asap putih yang sesungguhnya adalah uap panas (fumarole), atau bisa juga mereka keluar dalam wujud cairan membentuk telaga air panas  (hot spring), atau bisa juga berupa lumpur panas (mud pots). Semua fenomena ini adalah jenis-jenis manifestasi dari keberadaan sistem panas bumi (geothermal system). Itu merupakan tanda-tanda alam yang menunjukkan bahwa di bawah lokasi manifestasi tersebut pasti ada intrusi magma yang memanaskan batuan sekelilingnya. Berarti daerah tersebut menyimpan potensi panas bumi yang suatu saat bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi.

——————————————
Navigasi:
Catatan sebelumnya: Reservoir
Catatan berikutnya: Eksploitasi panasbumi
Kembali ke awal catatan
——————————————

 

Intrusi magma yang terakumulasi di perut gunung api masih memiliki temperatur sekitar 700°C hingga  1600°C dan masih memiliki tekanan yang sedemikian kuat sehingga terus mendorong ke atas dan menerobos rekahan-rekahan yang akhirnya keluar ke permukaan menjadi lava. Foto diatas memperlihatkan lava panas berwarna merah yang keluar dari dalam bumi dimana efek tekanan dari bawah membuat lava tersebut terdorong atau tersembur ke udara hingga ketinggian beberapa ratus meter. Tidak semua magma keluar menjadi lava, bahkan sebagian besar magma tetap tersimpan di perut gunung atau di lempeng benua. Magma tersebut memberikan panasnya kepada batuan yang ditempatinya hingga mampu merubah struktur dan sifat-sifat batuan disekitarnya dan akhirnya membentuk mineral-mineral yang beraneka ragam. Batuan yang terpengaruh oleh temperatur tinggi tersebut secara umum dinamakan batuan alterasi atau batuan yang mengalami alterasi. Disisi lain, air bawah tanah yang berada disekitar batuan alterasi akan menjadi air panas atau uap panas yang bertekanan tinggi.

——————————————
Navigasi:
Catatan sebelumnya: Proses tektonik
Catatan berikutnya: Reservoir
Kembali ke awal catatan
——————————————

 

Kerak bumi (crust) terdiri dari dua jenis lempengan (plate) yaitu lempeng samudera (oceanic plate) dan lempeng benua (continental plate). Lempeng  benua lebih tebal dibandingkan lempeng samudera. Namun densitas lempeng samudera lebih besar dari pada lempeng benua. Kedua jenis lempeng tersebut berada dalam posisi mengapung di atas mantel bumi yang berupa semi-cairan yang sangat panas yang dikenal dengan magma. Cairan panas tersebut tidak diam, melainkan berputar atau mengalir mengikuti pola konveksi akibat perbedaan temperatur yang tinggi antara inti bumi dan mantel bumi. Aliran konveksi tersebut mempengaruhi kestabilan lempeng benua dan lempeng samudera sehingga lempeng-lempeng tersebut bergerak bahkan saling bertabrakan satu sama lain. Pada saat lempeng samudera bertabrakan dengan lempeng benua, karena memiliki desitas lebih tinggi, maka lempeng samudera melesak atau menunjam (subducting)  ke bawah lempeng benua. Inilah yang terjadi di bagian selatan pulau Jawa dan bagian barat pulau Sumatera. Lempengan Indo-Australia yang memuat Australia, India dan Samudera Hindia melesak ke bawah lempeng Eurasia yang memuat benua Asia, termasuk Indonesia. Pada saat menghunjam ke bagian yang lebih dalam dimana temperatur dan tekanannya lebih tinggi, lempeng samudera tersebut meleleh menjadi magma. Adanya rekahan-rekahan di bagian lempeng benua sebagai akibat dari gesekan dan tabrakan tadi membuka jalan bagi magma untuk menerobos ke atas mendekati permukaan bumi sekaligus mendorong lempeng benua membentuk gunung api. Proses ini disebut intrusi magma. Sebenarnya, deretan gunung api semacam inilah yang membentuk Sumatera, Jawa, Bali, Lombok dan pulau-pulau dengan gunung api lain sampai ke Laut Banda. Terkadang magma tersebut memperoleh jalan untuk menuju ke permukaan bumi dan muncul sebagai lava. Ini terjadi pada saat terjadi letusan gunung api.

——————————————
Navigasi:
Catatan sebelumnya: Lapisan bumi
Catatan berikutnya: Magma
Kembali ke awal catatan
——————————————