Chapter-5 Sumberdaya Geologi

Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ 5 SUMBERDAYA GEOLOGI 5.1 Pendahuluan Sumberdaya alam adalah semua sumberdaya, baik yang bersifat terbarukan ( renewable resources) maupun sumberdaya tak terbarukan (non-renewable resources). Adapun sumberdaya yang akan dibahas dalam bab ini terbatas pada sumberdaya alam yang bersifat tak terbarukan yang berasal dan diambil dari dalam atau dekat permukaan bumi. Sumberdaya alam tak terbarukan dalam ilmu geologi disebut juga sebagai sumberdaya geologi. Keterdapatan dan ketersediaan sumberdaya geologi disuatu wilayah sangat tergantung pada kondisi geologinya. Sebagaimana diketahui bahwa persebaran sumberdaya geologi di bumi tidak merata, dibeberapa tempat dijumpai sumberdaya geologi yang cukup melimpah sedangkan ditempat lainnya hanya sedikit. Dewasa ini sumberdaya geologi, seperti minyakbumi merupakan barang komoditi yang sangat tinggi nilainya mengingat permintaan yang cenderung meningkat sedangkan ketersediaan semakin terbatas dan untuk menemukan sumberdaya tersebut semakin sulit dan mahal. Oleh karena itu pemanfaatannya harus dilakukan secara hati-hati sesuai dengan kebutuhan serta tidak berlebihan. Sumberdaya air, sumberdaya mineral, sumberdaya energi, dan sumberdaya lahan adalah sumberdaya geologi yang sangat penting dan menjadi kebutuhan utama dalam kehidupan modern saat ini. Oleh karena itu pembahasan hanya difokuskan pada keempat jenis sumberdaya tersebut diatas dengan pertimbangan karena sumberdaya tersebut merupakan sumberdaya yang dominan dan dibutuhkan dalam konteks perencanaan wilayah. 5.2 Sumberdaya Air Air merupakan salah satu sumberdaya geologi yang sangat penting dan vital, tidak saja diperlukan oleh semua makhluk hidup yang ada di bumi, tetapi juga diperlukan bagi prosesproses geologi. Air disamping sebagai agen/media yang mempunyai sifat-sifat kimiawi yang unik juga sangat berguna pada proses-proses geologi seperti misalnya proses pelapukan, erosi, transportasi, dan pengendapan material bumi. Aktivitas air di permukaan bumi, batuan, tanah, udara, dan lautan mempunyai arti penting dan secara berkelanjutan akan berdampak terhadap aktivitas manusia. Manfaat sumberdaya air bagi 80 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ manusia antara lain adalah sebagai air minum, irigasi, pembangkit tenaga listrik, proses pendinginan pada industri dan pembangkit tenaga serta untuk sarana olahraga dan rekreasi. 5.2.1. Distribusi air Air yang ada di bumi terdapat pada suatu lapisan yang disebut dengan lapisan hidrosfier. Air yang berada dalam hidrosfer tersebar di lautan, atmosfer, tanah, bawah tanah, danau, sungai, dan gunung es di kutub bumi. Pada table 5.1 terlihat distribusi air di bumi dengan konsentrasi terbesar berada di lautan, yaitu mencapai 97,2 % dan sisanya 2,8 % merupakan air yang berada di lapisan hidrosfir sebagai air segar (fresh-water) tersebar di atmosfer, kutub-kutub bumi sebagai gunung-gung es dan di daratan baik yang ada di permukaan maupun bawah permukaan bumi. Untuk dapat memanfaatkan sumberdaya air yang berada di permukaan bumi diperlukan biaya yang cukup tinggi dan air yang berada di bawah permukaan perlu dilakukan pemboran. Tabel 5.1 Penyebaran Air di Bumi SEBARAN AIR DI BUMI Air Permukaan :  Danau  Saline lakes dan inlandseas  Sungai Air Bawah Tanah :  Soil Moisture  Air Tanah Dangkal  Air Tanah Dalam Total Air di Daratan Kutub / Gunung Es Atmosfer Lautan Volume (m³) Volume (%) 48,300 x106 40,250 x106 0,483 x106 25,76 x 106 1.610 x 106 1.610 x 106 4.234,3 11.270 x106 x 106 0.009 0.008 0.0001 0.005 0.310 0.310 0.635 2.150 0.001 97.200 4,991 x106 510.370 x10 6 5.2.2. Siklus hidrologi Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari air mulai saat jatuh di daratan sampai masuk kelautan dan kembali ke atmosfer. Hidrologi melibatkan air permukaan dan air bawah permukaan. Untuk memahami sifat-sifat/karakterteristik air di daratan maka diperlukan pamahaman mengenai siklus hidrologi. Air yang terdapat di bumi berada dalam suatu lapisan hidrosfer dan seluruh air yang terdapat di lapisan hidrosfer ini akan mengikuti siklus hidrologi, yaitu suatu sirkulasi yang sangat komplek dari air diantara lautan, atmosfer, dan daratan. Dalam hal ini air yang berada di lautan dapat disebut sebagai reservoir, dan oleh energi radiasi matahari, air di lautan maupun daratan akan mengalami penguapan (evaporasi) masuk kedalam atmosfer. Temperatur udara dan temperatur permukaan air laut serta kecepatan angin merupakan faktor yang mempengaruhi terjadinya penguapan. Uap air yang masuk ke atmosfer kemudian akan di alirkan oleh masa udara ke seluruh bagian bola bumi. Adapun penyebaran uap air keseluruh bagian bumi tidak merata, hal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain: ukuran dan sebaran daratan serta badan air, topografi, elevasi, serta posisi geografis (lintang-bujur). 81 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Apabila air yang ada di atmosfer mengalami presipitasi (pengembunan) maka uap air tersebut akan berubah menjadi partikel-partikel air yang pada gilirannya jatuh kembali ke bumi sebagai air hujan atau sebagai salju. Air yang turun di daratan akan berinteraksi dengan material kulit bumi dan dapat terjadi beberapa kemungkinan antara lain infiltrasi masuk kedalam tanah (poripori tanah), pori-pori batuan sebagai air tanah dangkal dan air tanah dalam (shallow water and deep water), mengalir di permukaan tanah sebagai air permukaan (surface runoff /run off water), masuk ke dalam saluran-saluran sungai dan pada akhirnya mengalir masuk kembali ke laut. Sebagian air yang jatuh di daratan yang bervegetasi, maka air akan ditahan oleh akar-akar tanaman dan air yang jatuh dan berada di dedaunan pohon sebagian akan mengalami evapotranspirasi (evaporasi dan transpirasi). Gambar 5.1 meng-ilustrasikan sirkulasi air (siklus hidrologi) mulai dari lautan, masuk ke atmosfer dan jatuh di daratan dan kemudian kembali lagi kelaut. PENGUA PA N 380.000 KM3 JA TUH KEDA RA T; HUJA N 96000 KM3 JA TUH KEMBA LI KE LA UT 284000KM3 SA LJU A LUR PERMUKA N A 36000KM3 DA NA U LA UT INFILTRA SI GB 4-2 DA UR HIDROLOGI Gambar 5.1 Daur Hidrologi 5.2.3 Potensi Sumberdaya Air pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Potensi sumberdaya air di wilayah sungai menjadi sangat penting bila dilihat dari kebutuhan air yang terus meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dan bertambahnya jumlah sektor yang harus dilayani, seperti industri, perkotaan, pariwisata, pertanian, perikanan, perkebunan, dll. Sebagaimana diketahui bahwa ketersediaan sumberdaya air di suatu wilayah DAS jumlahnya relatif tetap, bahkan cenderung semakin berkurang karena menurunnya kondisi dan daya dukung lingkungan, yang pada akhirnya akan dapat menyebabkan ketidak seimbangan antara kebutuhan dan ketersediaan air. Oleh karena itu perlu upaya secara proporsional dan seimbang antara rencana pengembangan, pelestarian, dan pemanfaatan sumberdaya air. Untuk memenuhi kebutuhan air yang terus meningkat, seiring dengan bertambahnya berbagai kebutuhan, diperlukan suatu perencanaan terpadu yang berbasis wilayah sungai. Di Indonesia, pengelolaan sumberdaya air sudah diatur dalam Undang Undang No.7 Tahun 2004. Undang-undang tersebut menfasilitasi strategi pengelolaan sumberdaya air untuk wilayah sungai dalam rangka untuk memenuhi berbagai kebutuhan baik untuk jangka menengah maupun jangka panjang secara berkelanjutan. Penataan dan penggunaan air sungai harus dilakukan dengan memperhatikan semua kepentingan, baik pengguna yang berada di hulu, di tengah maupun yang berada di hilir sungai. Oleh karena itu, maka perlu diketahui terlebih dahulu ketersediaan air yang ada di DAS serta kebutuhan air yang ada. Ketersediaan air dalam pengertian sumberdaya air pada dasarnya berasal dari curah hujan (atmosfir), air permukaan, dan air tanah. Hujan yang jatuh diatas permukaan pada suatu DAS atau Wilayah Sungai sebagian akan menguap kembali sesuai dengan kondisi iklimnya, sebagian mengalir di permukaan, masuk kedalam saluran pembuangan, 82 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ sungai atau danau, dan sebagian lagi meresap kedalam tanah dan menjadi imbuhan (recharge) pada lapisan air tanah yang ada. Aliran air yang berada di sungai atau danau merupakan potensi debit air permukaan, sedangkan aliran air yang berada di bawah tanah merupakan potensi debit air tanah. Potensi yang paling besar untuk dimanfaatkan adalah sumber air permukaan dalam bentuk air di sungai, danau, waduk dan lainnya. Penggunaan air tanah sangat membantu pemenuhan kebutuhan air baku maupun air irigasi pada daerah yang sulit mendapatkan air permukaan, namun pemanfaatan air tanah membutuhkan biaya operasional yang tinggi. Untuk dapat menyatakan ketersediaan air secara akurat maka data debit aliran haruslah bersifat runtut waktu (time series). Data runtut waktu inilah yang menjadi masukan utama dalam model simulasi wilayah sungai, yang menggambarkan secara lengkap variabilitas data debit aliran. Cara paling sederhana untuk menyatakan ketersediaan air adalah dengan menggunakan sebuah angka/nilai yang berupa rata-rata dari data debit yang ada. Cara ini tidak memberikan informasi mengenai variablilitas data. Sedangkan sebuah angka dapat menunjukkan variabilitas ketersediaan air adalah debit andalan. Debit andalan adalah besaran debit yang dapat diandalkan untuk suatu reliabilitas tertentu. Untuk keperluan irigasi biasa digunakan debit andalan dengan reliabilitas 80% debit yang terjadi adalah lebih besar atau sama dengan debit tersebut. Untuk keperluan air minum dan industri maka dituntut reliabilitas yang lebih tinggi, yaitu sekitar 90% sampai dengan 95%. Jika air sungai akan digunakan untuk pembangkitan listrik tenaga air maka diperlukan reliabilitas yang sangat tinggi, yaitu antara 95% sampai 99%. Nilai debit rata-rata, maupun debit andalan dapat dihitung dari data debit pengamatan yang cukup panjang. Permasalahan yang sering terjadi adalah bahwa data debit yang diukur tidak lengkap, untuk itu perlu dilakukan analisis data hidrologi untuk melengkapi data yang kosong dan memperpanjang data runtut waktu yang kurang panjang. Potensi air permukaan biasanya ditunjukkan dengan debit andalan 80% dengan periode waktu setengah bulanan yang dianalisa dengan analisis frekuensi. Pada kondisi ketersediaan data debit sedikit, maka perlu dicari korelasi hubungan antara hujan dengan aliran. Dari analisis data hujan tersebut dilakukan analisis curah hujan rata-rata bulanan. Selanjutnya dilakukan analisis hujan rata-rata wilayah dengan menggunakan poligon Thiesen dengan mengambil asumsi kondisi hujan yang jatuh pada wilayah dianggap homogen. 5.2.4 Analisis Imbangan dan Alokasi Air (Analisis Neraca Air) Analisis keseimbangan air dilakukan dengan membandingkan antara ketersediaan air sebagai potensi, jumlah air yang sudah dimanfaatkan saat ini, dan kebutuhan air sebagai potensi fungsi tempat, waktu, teknologi dan finansial. Analisis imbangan air dilakukan pada kondisi eksisting dan kondisi waktu-waktu yang diproyeksikan dimasa masa yang akan datang. Dari analisis imbangan air ini akan diketahui jumlah air, baik air permukaan maupun air tanah, jumlah air yang masih tersisa dan dapat dikembangkan untuk berbagai sektor pada masa mendatang. Disamping itu hasil dari analisis imbangan air ini juga dapat digunakan sebagai rekomendasi pemanfaatan sumberdaya air yang tersisa untuk berbagai sektor. Alokasi air merupakan suatu upaya penjatahan air yang dilakukan dengan menyediakan air sejumlah tertentu pada daerah pelayanan (water district) tertentu agar dapat didistribusikan secara efisien, adil dan merata kepada pengguna air. Alokasi air dilaksanakan pada bangunanbangunan yang bernilai strategis, seperti misalnya bangunan utama, saluran induk, serta beberapa bangunan pembagi. Konsep alokasi air dapat dilakukan dengan melihat kondisi eksisting di lapangan dan dari hasil studi studi terdahulu, yang memungkinkan sudah berjalan cukup baik. Secara teknis penentuan 83 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ alokasi air untuk berbagai kebutuhan/penggunaan air didasarkan pada ketersediaan air yang ada, yang dapat ditentukan dengan prinsip optimasi. Hirarki dari alokasi air adalah sebagai berikut: Apabila ketersediaan air mencukupi dibandingkan kebutuhannya, maka semua pengguna akan memperoleh jatah sesuai kebutuhan. Apabila ketersediaan air tidak mencukupi atau lebih rendah dibandingkan dengan kebutuhannya, maka alokasi air ditentukan berdasarkan kriteria tertentu. Adapun kriteria tersebut dapat didasarkan atas: manfaat, prioritas pengguna, nilai ekonomi, keadilan/pemerataan, serta aspek lainnya. Kriteria kriteria tersebut diatas dapat dikuantifikasikan dalam bentuk fungsi tujuan dan fungsi kendala, untuk selanjutnya dicari solusi optimum. 5.2.5 Permasalahan air dan pengendaliannya Permasalahan air sebetulnya sudah ada sejak lama, namun intensitas dan frekwensinya semakin meningkat dari waktu ke waktu seiring dengan bertambahnya jumlah manusia, perluasan kawasan pemukiman, pembukaan lahan-lahan baru, pengembangan kawasan industri, pengembangan budidaya pantai, pengembangan berbagai bentuk rekayasa baik di kawasan pantai maupun jauh di pedalaman atau pegunungan. Dari kegiatan tersebut di atas timbul berbagai permasalahan yang berkaitan dengan sumberdaya air, antara lain bawa saat ini air tidak lagi menjadi barang atau suatu zat yang mudah di dapat di mana-mana; air tidak lagi selalu mempunyai konotasi yang kurang baik seperti banjir, penyebab tanah longsor erosi tanah dll. Oleh karena itu permasalahan-permasalahan yang berkaitan dengan air adalah: 1. Pasokan Air (Water Supply) 2. Air Permukaan (Surface Water) 3. Air Tanah (Ground Water) 4. Banjir (Flooding) 5. Erosi Tanah (Soil Erosion) 6. Amblesan (Subsidence) 7. Sedimentasi (Sedimentation) 8. Kualitas Air (Water Quality) Ke-delapan permasalahan tersebut diatas harus menjadi perhatian dan pertimbangan di dalam perencanaan tata guna lahan. 1. Pasokan Air Masalah ketersedian, pengelolaan dan pendistribusian sumberdaya air merupakan tiga hal yang sangat penting dalam tata kelola sumberdaya air. Seringkali rencana pengembangan suatu wilayah tidak memperhitungkan ketiga faktor diatas, seperti misalnya banyak kota metropolitan di dunia, kebutuhan air tidak mencukupi bagi pengembangan atau pertumbuhan kota. Variabel potensi sumberdaya air di suatu wilayah ditentukan oleh hubungan yang komplek antara ketersediaan air dan data potensi air yang ada. Permasalahannya adalah dalam penentuan potensi sumberdaya air yang tersedia di suatu wilayah didasarkan atas perhitungan antara input dan output-nya, namun harus di perhatikan juga mengenai perubahan yang telah terjadi di wilayah tersebut, seperti misalnya terjadinya perubahan tataguna lahan yang tadinya berupa hutan telah berubah menjadi persawahan atau pemukiman. Adanya perubahan tataguna lahan sedikit banyak akan berpengaruh pada potensi sumberdaya air yang tersedia di wilayah tersebut. 84 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Neraca air atau cadangan air dihitung berdasarkan jumlah air yang terdapat di suatu wilayah tangkapan air (catchment area). Perhitungan cadangan air yang didasakan atas siklus hidrologi bersifat kualitatif, sedangkan perhitungan neraca airnya lebih bersifat kuantitatif. Pada siklus hidrologi, input air berasal dari presipitasi (berupa curah hujan, salju, dan embun). Hasil presipitasi tersebar dipermukaan bumi sebagai air permukaan, evaporasi, infiltrasi pada zona tidak jenuh air, perubahan reservoir, dan perkolasi pada zona jenuh air. Rumus neraca air dalam suatu daerah tangkapan air dapat dinyatakan dalam rumusan sebagai berikut : P = R + E ± ∆S ± ∆G Dimana : P = Presipitasi (mm/hari) ; R = Air Permukaan E = Evaporasi ; ∆S = Perubahan kondisi kelembaban tanah ∆G = Perubahan kondisi air bawah tanah Rumus diatas berlaku dengan asumsi bahwa tidak ada aliran air yang melewati batas tangkapan air, namun demikian pada kenyataannya kondisi tersebut tidak pernah tercapai karena aliran air yang ada dalam tanah dibatas tangkapan air tidak pernah bernilai nol. 2. Air Permukaan Air permukaan atau yang biasa dikenal dengan surface runoff adalah air yang mengalir di permukaan bumi (daratan). Air permukaan pada dasarnya dipengaruhi oleh presipitasi tahunan (curah hujan tahunan), intensitas curah hujan (dihitung dalam volume per-satuan waktu), kecepatan evapo-tranpirasi, kedalaman muka air tanah (water-table), permeabilitas tanah/batuan, tutupan lahan, kecuraman lereng, karakteristik sungai, dan aktivitas dari manusianya. 1. Distribusi curah hujan, intensitas, dan perioda atau lamanya hujan mungkin lebih penting dibandingkan dengan rata-rata curah hujan tahunan. Apabila suatu curah hujan sebesar 100 cm terdistribusi secara merata sepanjang tahun, maka dampak yang ditimbulkan terhadap banjir dan erosi akan lebih kecil bila dibandingkan dengan curah hujan yang sama yang terjadi dalam waktu singkat dan dengan intensitas curah hujan yang tinggi. Dengan demikian lamanya hujan dan intensitas curah hujan sangat penting di dalam terjadinya banjir ataupun erosi. 2. Tutupan lahan seperti vegetasi berpengaruh pada jumlah surface runoff yang terjadi dipermukaan bumi. Kedalaman muka air tanah juga berdampak terhadap jumlah surface runoff yang mengalir dipermukaan tanah, apabila muka air tanah di suatu wilayah sangat dangkal, maka jumlah air permukaan akan lebih besar dibandingkan dengan wilayah yang mempunyai muka air tanahnya dalam. 3. Permeabilitas tanah/batuan juga mempengaruhi jumlah air permukaan, apabila disuatu wilayah kondisi tanah/batuannya sangat permeabel, maka volume air yang masuk kedalam tanah/batuan (infiltrasi) akan semakin besar dan air permukaan menjadi kecil, sebaliknya ababila permeabilitas batuan/tanahnya sangat kecil, maka volume air yang masuk juga sedikit dan hal ini berdampak kepada jumlah air pemukaan yang mengalir di permukaan tanah yang semakin besar. 4. Kecuraman lereng juga mempengaruhi banyaknya air permukaan, hal ini dapat dijelaskan bahwa apabila suatu wilayah yang mempunyai kelerengan yang sangat curam, maka air akan mengalir dengan kecepatan tinggi sehingga air tidak mempunyai kesempatan untuk masuk (infiltrasi) kedalam tanah/batuan. 85 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ 5. Karakteristik pola aliran sungai, apakah aliran sungainya lurus, berkelok-kelok (meandering), teranyam (braided), lebar, sempit, dangkal, atau dalam akan mempengaruhi/mengendalikan kecepatan aliran air. 6. Aktivitas manusia juga mempunyai kontribusi terhadap adanya air permukaan, seperti pengrusakan hutan atau pengrusakan wilayah tangkapan hujan, perubahan tataguna lahan, pengaspalan, betonisasi suatu wilayah yang menghalangi terjadinya infiltrasi air ke tanah/batuan. Adapun cara penanggulangan aliran air permukaan antara lain dilakukan dengan: 1. Melaksanakan reboisasi dengan cara menanam tanaman yang berguna untuk mencegah atau menahan air permukaan. 2. Membuat bendungan/dam yang berguna untuk penyediaan pasokan air bagi industri atau rumah tangga, pengendalian banjir, pembangkit tenaga listrik, irigasi, dan recharge air bawah tanah. Dampak negatif dari adanya bendungan, reservoir, dan danau adalah terjadinya akumulasi sedimen yang dibawa oleh aliran sungai yang menuju kearah bendungan, reservoir atau danau. Material-material yang sangat halus yang dibawa ke dalam reservoir akan di endapkan didalam reservoir, sedangkan yang lebih kasar akan diendapkan di mulut sungai yang masuk ke reservoir. 3. Pengelolaan hutan dan pertanian yang benar untuk mencegah aliran permukaan dan erosi. Penebangan hutan yang tidak terencana (tebang habis) akan memicu terjadinya banjir, sedangkan tebang pilih akan mengurangi/mencegah erosi dan banjir. Dalam pengelolaan pertanian, perlu dicegah terjadinya erosi tanah akibat pembukaan lahan yang tidak benar dan dalam pengelolaan paska panen. Volume air permukaan secara langsung dapat dihitung dengan cara menjumlahkan total curah hujan dikurangi dengan evapo-transpirasi dan infiltrasi air yang masuk ke dalam tanah/batuan. Sedangkan curah hujan dapat dihitung dengan menjumlahkan volume air hujan atau salju yang turun kepermukaan bumi dengan volume air permukaan. Hasil pengurangan antara volume curah hujan dan volume air sungai adalah sebagai evapotranspirasi dan infiltrasi. Perbedaan anatara 2 pengukuran akan mendekatkan evapotranspirasi dan infiltrasi. 3. Air Tanah Semua air yang ada dibawah permukaan bumi (tanah), dikelompokan sebagai air-tanah. Dalam daur hidrologi, nampak bahwa air-tanah hanya menempati 0.62% saja dari seluruh air tawar yang ada. Air-tanah menerima pemasukan air (recharge) dari air yang jatuh diatas permukaan Bumi melalui proses infiltrasi yang kemudian bergerak mengalir memasuki batuan dan lapisan tanah, sampai keluar lagi sebagai sumber-sumber air (discharge), dan kembali ke permukaan sebagai sungai, atau tertahan sementara sebagai danau atau dirawa-rawa. Banyaknya air yang masuk kedalam tanah sangat tergantung pada sifat, keadaan dan jenis batuan setempat, jumlah vegetasi di daerah tangkapan air (catchment area), bentuk bentang alam dan banyaknya air yang jatuh ke bumi sebagai curah hujan, salju dsb. Di daerah dengan vegetasi yang lebat infiltrasi akan dipercepat oleh akar tumbuh-tumbuhan yang membuka jalan untuk dilalui air. Air akan mengalir lebih cepat pada permukaan lereng yang curam dan menuju ke sungai dibanding dengan permukaan yang landai. Dengan demikian peresapan air akan lebih banyak terjadi di topografi yang landai. Sifat batuan atau tanah yang dapat meneruskan air, ditentukan oleh kadar kesarangan (porositas) seperti tanah lepas, pasir dan kerikil atau kerakal. Batuan dasar yang tersingkap yang retak-retak akan merupakan tempat infiltrasi yang potensial. Gambar 5.2 memperlihatkan bagian-bagian dan istilah-istilah yang 86 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ terdapat pada air-tanah. Muka air-tanah merupakan batas paling atas dari zona jenuh, yang merupakan sifat yang paling menonjol dalam sistim air-tanah. Danau, rawa dan sungai permanen, adalah tempat-tempat dimana muka air-tanah muncul ke permukaan. Di tempattempat kering dimana air sulit diperoleh di permukaan, diperkirakan bahwa muka air-tanah letaknya dalam. Kedalaman dari muka air-tanah sangat beragam dan ditentukan oleh bentuk bentang alam dan keadaan iklim. Mengetahui kedalaman muka air-tanah adalah sangat penting dalam upaya untuk menentukan keberhasilan melakukan pemboran air-tanah. Berdasarkan data dari sejumlah bor air, danau, rawa, dan sumber-air, muka air tanah dapat diketahui dan dipetakan. Kedudukan muka air-tanah dapat berada dalam keadaan yang tetap apabila terjadi keseimbangan antara pengisian (recharge) dan yang keluar (discharge). GD.01 DAERAH TANGKAPAN ("CATCHMENT AREA") PENGISIAN ("RECHARGE") SUMBER AIR "DISCHARGE" AQUICLUDE MUKA AIR TANAH ALIRAN AIR-TANAH Gambar 5.2 Aquiclude yang berada diatas muka air tanah akan Gb.4-3 terbentuk pengumpulan air tanah setempat. AQUICLUDE YANG BERADA DIATAS MUKA AIR TANAH UTAMA; AKAN TERBENTUK PENGUMPULAN AIR TANAH SETEMPAT Suatu bentuk atau lapisan massa batuan yang mampu meloloskan dan secara nyata dapat menyimpan air-tanah, dinamakan aquifer. Pada bagian ini kita dapat mengambil dan memanfaatkan air-tanah untuk keperluan rumah-tangga, pertanian dan industri. Aquifer yang paling baik adalah yang terdiri dari pasir dan kerakal yang lepas, batupasir yang tidak tersemenkan dengan baik atau batuan yang retak-retak. Kita mengenal adanya dua jenis aquifer: (1) aquifer bebas atau (unconfined), yaitu aquifer yang letaknya dekat sekali dengan muka air-tanah, dengan sedikit atau sama sekali tidak ada tanah atau lapisan penutup diatasnya. Aquifer ini berada dalam tekanan atmosfir. Kebanyakan airtanah setempat itu diperoleh dari aquifer jenis ini yang terutama berupa pasir dan kerakal lepas dan endapan banjir. (2) aquifer tertekan atau (confined). Aquifer ini letaknya berada diantara 2 lapisan yang tak lulusair. Berbeda dengan aquifer bebas, aquifer ini disamping sebarannya lebih luas, juga letaknya lebih dalam dari permukaan. Aquifer yang berada diatas muka air-tanah utama, disebut aquiclude. Dalam kondisi tertentu, air-tanah yang terperangkap dalam aquifer tertekan, dapat naik keatas melawan tarikan gayaberat dan bahkan dapat menyembur. Keadaan seperti ini dapat terjadi apabila aquifer tersebut kedudukannya miring dan ujungnya tersingkap diatas permukaan di wilayah pegunungan seperti terlihat pada gambar 5.3. Pemboran air pada “A” dan “B”, air-tanah akan naik sendiri keatas tanpa dipompa. Jenis aquifer seperti ini dinamakan “artesis” (berasal dari nama kota di Perancis “Artois”, dekat Calais). Permukaan dimana air-tanah dapat naik tanpa hambatan, dinamakan “bidang pizometrik”. Sedangkan pada “C” air-tanah baru mungkin dapat dikeluarkan dengan bantuan pompa. 87 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ PERMUKAAN POTENSIOMETRIK PENGISIAN ("RECHARGE") TERJADI PADA SINGKAPAN BATUAN LULUS AIR BOR AIR "C" PERMUKAAN TANAH BOR AIR "A" BOR AIR "B" LAPISAN BATUAN TAK LULUS AIR ("IMPERMEABLE") AQUICLUDE LAPISAN BATUAN LULUS AIR (PERMEABLE") AQUIFER TERTEKAN Gb.4-4 Gambar 5.3 Lapisan batuan lulus air/permeable (aquifer tertekan) dan lapisan impermeable (aquiclude) Akumulasi air bawah tanah akibat infiltrasi dari air hujan, air sungai, air danau, dan air reservoir. Pada kedalaman tertentu dari bagian bawah tanah berada dalam kondisi jenuh air dan bagian yang jenuh air ini di setiap tempat di bawah permukaan bumi ternyata tidak sama, hal ini sangat tergantung kepada iklim dan jenis material tanah yang ada di daerah tersebut. Air yang berada pada zona saturated tersebut dikenal sebagai air bawah tanah. Yang menjadi permasalahan pada air bawah tanah adalah berapa jumlah volume air bawah tanah secara pasti/significant. Untuk menjawab pertanyaan tersebut diatas, maka diperlukan suatu kajian yang sangat teliti dan komprehensif, mengingat sifat air yang sangat dinamik. Sebagai gambaran mengenai jumlah air tanah di Amerika Serikat, dari 48 negara bagian, ternyata jumlahnya 7 kali lipat lebih besar dibandingkan dengan keseluruhan jumlah air permukaan. Volume total air tanah yang ada di Amerika diperkirakan mencapai lebih kurang 125 000 km3, dan milyaran gallon air bawah tanah dikonsumsi setiap harinya, 80% diantaranya dipasok untuk kebutuhan pemukiman, 25% untuk kebutuhan perkotaan, 7% untuk kebutuhan industri, dan 25% air tanah digunakan untuk irigasi. Air tanah juga sangat penting sebagai pemasok sumberdaya air apabila pasokan air permukaan tidak mencukupi. Sebagai ilustrasi bahwa kota Miami di Florida, sangat tergantung kepada air tanah, khususnya air tanah yang berasal dari aquifer dalam (deep aquifer). Permasalahan yang mungkin timbul sebagai akibat penyedotan air tanah yang berlebihan adalah turunnya muka air tanah dan intrusi air laut. Untuk menanggulangi pengambilan air tanah yang berlebihan dapat dilakukan dengan: 1. Melakukan konservasi air bawah tanah yaitu dengan menjaga agar infiltrasi air permukaan dan retardasi surface runoff tidak mengganggu. 2. Eksploitasi air bawah tanah tidak melebihi recharge. 3. Konservasi air bawah tanah juga harus melibatkan pengendalian tanaman /vegetasi, karena tanaman/vegetasi dapat menahan surface runoff sehingga memungkinkan air berinfiltrasi ke dalam bumi. 4. Dalam kontek Daerah Aliran Sungai (DAS) atau Catchment Area, perlu dijaga agar supaya daerah resapan tidak rusak akibat perubahan tata guna lahan. 88 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ 4. Banjir Banjir adalah suatu peristiwa alamiah yang disebabkan oleh meluapnya air ke luar alur sungai karena volume air yang melebihi kapasitas saluran sungai yang tersedia. Wilayah luapan air sungai disebut sebagai daerah dataran banjir (flood-plain area). Bencana banjir baru akan timbul apabila di wilayah tersebut terdapat areal pemukiman sehingga luapan air yang menggenangi wilayah tersebut berdampak kepada kerugian dan kerusakan harta benda dan jiwa manusia. Peran dan kontribusi manusia terhadap terjadinya bencana banjir sangatlah besar, hal ini dapat kita lihat dari berbagai kasus bencana banjir yang melanda diberbagai wilayah dan kota. Sebagai contoh Jakarta sebagai ibukota negara setiap tahun menjadi langganan banjir. Adapun beberapa faktor faktor yang menjadi penyebab banjir di wilayah Jakarta antara lain adalah: 1. Pembangunan dan perluasan pemukiman yang tidak mengikuti peta arahan Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW), 2. Topografi Jakarta yang berbentuk cekungan sehingga di beberapa wilayah berfungsi sebagai tandon aliran air, 3. Berkurangnya daerah resapan air sebagai dampak dari pembangunan, 4. Meningkatnya surface runoff yang disebabkan perubahan tutupan lahan, 5. Tidak berfungsinya sistem drainase secara maksimal akibat banyaknya sampah dan kotoran lainnya, 6. Sistem Pengelolaan Daerah Aliran Sungai yang tidak terintegrasi serta degradasi lingkungan di wilayah DAS akibat perubahan tataguna lahan dan tutupan lahan. Usaha untuk mengurangi bencana banjir dapat dilakukan antara lain dengan cara antara lain: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Melakukan reboisasi di daerah tangkapan hujan, Membuat sumur-sumur resapan air, Mengurangi surface runoff dengan pembuatan drainase yang baik, Pembuatan check-dam untuk pengendalian banjir, Memodifikasi saluran sungai dan drainase, Membersihkan saluran sungai dan pengelolaan DAS secara komprehensif. terintegrasi dan 5. Erosi Tanah Tanah adalah bahan rombakan yang berasal dari proses pelapukan batuan, dengan demikian mineral-mineral yang dikandung oleh tanah sangat ditentukan oleh batuan asalnya. Suatu tanaman dapat hidup dengan subur apabila jenis tanahnya mengandung mineral-mineral yang sesuai dengan kebutuhan tanaman tersebut. Berbagai jenis tanaman dapat tumbuh subur apabila ditanam di tempat tempat dimana jenis tanahnya mempunyai kandungan mineralmineral yang dibutuhkan oleh tanaman tersebut. Permasalahan yang sangat vital pada tanah adalah erosi tanah, terutama bagi para petani. Erosi tanah dapat menyebabkan tanah yang tadinya sangat subur berubah menjadi tidak subur dikarenakan mineral-mineral yang dikandung tanah tersebut telah ter-erosi, dimana unsur-unsur hara yang di butuhkan oleh tanaman telah hilang. Oleh karena itu permasalahan erosi tanah menjadi perhatian utama bagi para petani, terutama lapisan-lapisan tanah yang berada di tempat tempat yang berlereng dan di tempat tempat yang terbuka tanpa ada vegetasi. Kebanyakan erosi tanah terjadi karena tidak terkendalinya surface runoff. Di tempat-tempat yang lapisan tanahnya tertutup vegetasi umumnya surface runoff dapat dicegah, sedangkan di tempat tempat yang berlereng dan tidak ber-vegetasi, erosi tanah sangat tinggi. Sheet erosion, 89 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ rill erosion, dan gully erosion adalah jenis-jenis erosi yang perlu dikendalikan agar erosi tanah dapat diminimalkan. Berikut ini beberapa cara penanggulangan erosi tanah yang harus dilakukan untuk mengurangi proses erosi: 1. Penyiapan lahan, penanaman, penyiangan, dan panen harus dilakukan mengikuti garis kontur. 2. Meminimalkan kemiringan lereng. Pada saat penyiapan lahan dan penanaman harus dilaksanakan secara bersamaan untuk mencegah bila hujan datang pada tahapan ini tanah tidak ter-erosi. 3. Pembuatan terasering, berfungsi untuk mengurangi kecepatan aliran air runoff dan memperlambat erosi tanah. 4. Pembuatan check-dam pada saluran drainase untuk mencegah aliran air runoff yang berasal dari arus turbit. 5. Penanaman pohon dan semak untuk mencegah erosi dan dapat berfungsi sebagai pagar untuk mencegah erosi tanah. 6. Amblesan Amblesan tanah adalah penurunan permukaan tanah yang diakibatkan oleh pelarutan batuan yang berada dibawah tanah oleh air yang ada di dalam tanah atau kosongnya rongga pori batuan yang disebabkan oleh pengambilan air tanah yang berlebihan. Kasus amblesan tanah atau penurunan permukaan tanah yang disebabkan oleh air tanah dapat kita lihat di wilayah-wilayah dimana pengambilan air tanah yang melebihi pengisisan kembali air (recharge water) ke dalam tanah, sehingga terjadi kekosongan air tanah yang ada di dalam pori batuan dan hal ini dapat berakibat pada penurunan permukaan tanah/ambles. Kota Bangkok dan Jakarta adalah dua contoh kota yang mengalami penurunan permukaan tanah karena eksploitasi air tanah yang berlebihan. Pengambilan air tanah yang berlebihan dapat juga mengakibatkan intrusi air laut kedalam lapisan air tanah. Kasus amblesan dapat juga terjadi sebagai akibat dari pelarutan batugamping oleh air tanah dan umumnya terjadi di daerah daerah dimana batuan dasarnya tersusun dari batu gamping. 7. Sedimentasi Sedimentasi adalah proses pengendapan dari material rombakan batuan atau tanah melalui media air, angin atau es/gletser. Masalah sedimentasi menjadi perhatian ketika akan membangun suatu bendungan atau pelabuhan. Dalam perencanaan pembangunan suatu Bendungan, perhitungan laju sedimentasi akan menentukan umur dari bendungan dan oleh karena itu upaya-upaya pencegahan dan memperlambat proses sedimentasi yang terjadi di dalam waduk, harus dilakukan antara lain dengan cara: 1). melakukan reboisasi dan konservasi di wilayah Daerah Aliran Sungai (DAS) untuk mengurangi erosi dan bahan rombakan yang akan terangkut oleh air sungai ke dalam waduk, 2). melakukan pengerukan secara teratur pada sungai sungai yang bermuara kedalam waduk. Sedangkan pada perencanaan pembangunan Pelabihan, masalah sedimentasi menjadi perhatian terutama untuk mencegah terjadinya pendangkalan di sekitar pelabuhan dan hal ini dapat berdampak pada kandasnya kapal-kapal yang akan merapat atau pelabuhan tidak dapat melayani kapal-kapal yang akan bongkar muat. Masalah sedimentasi yang terjadi di pelabuhan erat kaitannya dengan sistem perairan pantai dan daratan. Hal ini disebabkan karena sedimen di wilayah pantai dapat berasal dari proses sedimentasi oleh arus laut atau proses sedimentasi yang oleh air sungai. 90 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ 8. Kualitas Air Air dapat diperoleh dengan cara menampung air hujan, mengambil dari mata air, sungai, danau, atau berasal dari dalam tanah yang berupa air tanah dangkal maupun air tanah dalam (artesis). Berdasarkan kegunaannya, air dapat dimanfaatkan untuk irigasi, transportasi, pembangkit energi listrik, pariwisata, dan untuk air minum. Untuk keperluan air minum sudah barang tentu air harus memenuhi standar kualitas kesehatan. Sumberdaya air baru dapat dikatakan layak minum apabila unsur-unsur yang dikandungnya sudah memenuhi standar baku mutu air layak minum yang bebas dari mineral-mineral yang membahayakan bagi kesehatan manusia. Disamping itu hal yang perlu diketahui adalah asal dari sumber air, apakah air tersebut telah tercemar atau terkontaminasi oleh unsur-unsur logam berat? Sumberdaya air, baik yang berasal dari daratan (sungai, mata air, danau) maupun bawah tanah (air artesis) tidaklah otomatis dapat langsung dikonsumsi tanpa diperiksa terlebih dahulu kandungan unsurnya. Pencemaran pada air dapat terjadi ketika badan air mengalir melalui pori-pori batuan dibawah tanah maupun yang mengalir dipermukaan tanah, hal ini disebabkan karena sifat dan karakteristik air yang mudah melarutkan unsur unsur kimia tertentu maupun logam-logam berat lainnya. Mineral-mineral yang terkandung di dalam batuan merupakan faktor dominan sebagai sumber yang memberikan pencemaran pada badan air yang mengalir di daratan. Disamping itu pembuangan limbah ke dalam sungai ataupun tanah yang berasal dari limbah industri dan pertambangan serta limbah pertanian, rumah tangga dan limbah lainnya dapat menyebabkan baku mutu air menjadi turun kualitasnya. Sebagaimana diketahui bahwa sumberdaya air dapat dijumpai di permukaan tanah, seperti sungai, danau, rawa, udara dan lautan serta yang berada di bawah permukaan tanah, seperti air tanah dangkal (shallow groundwater) dan air tanah dalam (deep groundwater). Permasalahan dalam kualitas air adalah permasalahan yang berkaitan dalam pemanfaatan air bagi keperluan tertentu. Berikut ini adalah hal hal yang harus dipertimbangkan dalam pemanfaatan sumberdaya air, yaitu: 1). Metoda pengambilan sampel air untuk air minum; 2). Air permukaan untuk keperluan air minum; 3). Kualitas air untuk keperluan air minum; 4). Kualitas air untuk keperluan sektor perikanan; 5). Air payau; 6). Air pencucian; 7). Kandungan bahan berbahaya dalam air; 8). Air tanah ; 9). Limbah air buangan; 10). Kandungan nitrat yang berasal dari pertanian. Standar kualitas air merupakan hal yang sangat penting, terutama ditinjau dari kebutuhan dan peruntukannya. Standar kualitas air ditentukan berdasarkan kandungan: 1) Potable water yang meliputi: (a).Parameter organoleptic (warna, kekeruhan, bau dan rasa); (b). Parameter fisika-kimia (temperatur, pH, konduktivitas, Ca, Mg, K, Na); (c). Parameter yang berkaitan dengan bahan yang jumlahnya tidak terduga, seperti nitrat, nitrit, amonium, HCs. phenol, organochlorines, dll.); (d). Parameter kandungan toksin (pestisida, PAH, logam-logam berat); (e). Parameter mikrobiologi (total coliform dan faecal steptococci); (f). Kebutuhan minimal untuk softened water (total hardness dan alkalinitas). 2) Sumber bahan air yang berasal dari air tawar termasuk air tanah 3) Air untuk habitat ikan dan air untuk keperluan pencucian 4) Air buangan yang berasal dari perkotaan dan industri 5.3. Sumberdaya Mineral Sumberdaya mineral telah dimanfaatkan oleh manusia sejak manusia pertama kali menemukan bahan galian berupa bijih tembaga dan bijih besi. Pemanfaatan bahan galian ini pada awalnya digunakan untuk keperluan alat rumah tangga atau alat untuk mempertahankan diri dan berburu, seperti pedang, tombak, panah, dsbnya. Kemudian pada zaman revolusi industri, 91 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ kebutuhan bahan galian mineral semakin meningkat karena manfaat dari berbagai jenis mineral tersebut, misalnya untuk keperluan membuat mesin-mesin industri, alat transportasi, alat komunikasi, dan alat-alat rumah tangga. Untuk memenuhi kebutuhan hidupnya manusia sangat tergantung kepada material-material yang berasal dari bumi. Permintaan sumberdaya mineral dalam jumlah besar seringkali tidak dapat terpenuhi karena keterbatasan persediaan sumberdaya tersebut. Sumberdaya mineral merupakan sumberdaya yang diperoleh dari hasil ekstraksi batuan atau pelapukan batuan (tanah). Berdasarkan jenisnya sumberdaya mineral dapat dikelompokan menjadi 2, yaitu: (1). Sumderdaya mineral logam dan (2). Sumberdaya mineral non-logam. Tembaga, besi, nikel, emas, perak, timah adalah beberapa contoh dari material yang berasal dari mineral logam, sedangkan kuarsa (silika), muskovit (mika), batu pasir, bentonit, lempung adalah beberapa contoh material yang berasal dari mineral non-logam. 5.3.1. Ganesa sumberdaya mineral Pada dasarnya sumberdaya mineral diperoleh dari hasil ekstraksi batuan-batuan yang ada di bumi. Yang menjadi pokok persoalan adalah ketersediaan dan keterdapatan sumberdaya mineral di bumi tidak merata, karena sangat dipengaruhi oleh sebaran batuannya (kondisi geologinya). Berbagai jenis sumberdaya mineral dapat dijumpai dalam batuan tertentu, seperti Timah yang berasal dari mineral Casiterite, Tembaga yang berasal dari mineral Chalcopyrite, sedangkan Seng yang berasal dari mineral Sfalerite. Mineral-mineral yang mengandung unsur logam tersebut ditemukan berasosiasi dengan jenis dan kelompok batuan tertentu. Mineral dapat kita definisikan sebagai bahan padat anorganik yang terdapat secara alamiah, yang terdiri dari unsur-unsur kimiawi dalam perbandingan tertentu, dimana atom-atom didalamnya tersusun mengikuti suatu pola yang sistimatis. Mineral dapat kita jumpai dimanamana disekitar kita, dapat berwujud sebagai batuan, tanah, atau pasir yang diendapkan pada dasar sungai. Beberapa daripada mineral tersebut dapat mempunyai nilai ekonomis karena didapatkan dalam jumlah yang besar, sehingga memungkinkan untuk ditambang seperti emas dan perak. Mineral, kecuali beberapa jenis, memiliki sifat, bentuk tertentu dalam keadaan padatnya, sebagai perwujudan dari susunan yang teratur didalamnya. Apabila kondisinya memungkinkan, mereka akan dibatasi oleh bidang-bidang rata, dan diasumsikan sebagai bentuk-bentuk yang teratur yang dikenal sebagai “kristal”. Dengan demikian, kristal secara umum dapat di-definisikan sebagai bahan padat yang homogen yang memiliki pola internal susunan tiga dimensi yang teratur. Studi yang khusus mempelajari sifat-sifat, bentuk susunan dan cara-cara terjadinya bahan padat tersebut dinamakan kristalografi. Pengetahuan tentang “mineral” merupakan syarat mutlak untuk dapat mempelajari bagian yang padat dari Bumi ini, yang terdiri dari batuan. Bagian luar yang padat dari Bumi ini disebut litosfir, yang berarti selaput yang terdiri dari batuan, dengan mengambil “lithos” dari bahasa latin yang berarti batu, dan “sphere” yang berarti selaput. Tidak kurang dari 2000 jenis mineral yang kita ketahui sekarang. Beberapa daripadanya merupakan benda padat dengan ikatan unsur yang sederhana. Contohnya adalah mineral intan yang hanya terdiri dari satu jenis unsur saja yaitu “Karbon”. Garam dapur yang disebut mineral halit, terdiri dari senyawa dua unsur “Natrium” dan “Chlorit” dengan simbol NaCl. Setiap mineral mempunyai susunan unsur-unsur yang tetap dengan perbandingan tertentu. Studi yang mempelajari segala sesuatunya tentang mineral disebut “Mineralogi”, didalamnya juga mencakup pengetahuan tentang “Kristal”, yang merupakan unsur utama dalam susunan mineral. Pengetahuan dan pengenalan mineral secara benar sebaiknya dikuasai terlebih dahulu 92 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ sebelum mempelajari dasar-dasar geologi atau “Geologi Fisik”, dimana batuan, yang terdiri dari mineral, merupakan topik utama yang akan dibahas.Diatas telah dijelaskan bahwa salah satu syarat utama untuk dapat mengenal jenis-jenis batuan sebagai bahan yang membentuk litosfir ini, adalah dengan cara mengenal mineral-mineral yang membentuk batuan tersebut. Dengan anggapan bahwa pengguna buku ini telah mengenal dan memahami “mineralogi”, maka untuk selanjutnya akan diulas secara garis besar tentang mineral sebagai penyegaran saja. Terdapat dua cara untuk dapat mengenal suatu mineral, yang pertama adalah dengan melakukan analisa secara kimiawi, dan yang kedua yang paling umum dilkakukan adalah dengan cara mengenal sifat-sifat fisiknya. Yang dimaksud dengan sifat fisik disini adalah (1) bentuk kristalnya, (2) berat jenis, (3) bidang belah, (4) warna, (5) goresan, (6) kilap, dan (7) kekerasan. 5.3.2 Penggolongan Mineral Berdasarkan senyawa kimiawinya, mineral dapat dikelompokkan menjadi mineral Silikat dan mineral Non-silikat. Terdapat 8 (delapan) kelompok mineral Non-silikat, yaitu kelompok Oksida, Sulfida, Sulfat, Native elemen, Halid, Karbonat, Hidroksida, dan Phospat (lihat tabel 5.4). Adapun mineral silikat (mengandung unsur SiO) yang umum dijumpai dalam batuan adalah seperti terlihat pada tabel 5.3 dibawah: Tabel 5.3 Kelompok Mineral Silikat MINERAL Olivine Pyroxene Amphibole Muscovite Mica Biotite Orthoclase Feldspar Plagioclase Quartz RUMUS KIMIA (Mg,Fe)2SiO4 (Mg,Fe)SiO3 (Ca2Mg5)Si8O22(OH)2 KAl3Si3O10(OH)2 K(Mg,Fe)3Si3O10(OH)2 K Al Si3 O8 (Ca,Na)AlSi3O8 SiO2 Di depan telah dikemukakan bahwa tidak kurang dari 2000 jenis mineral yang dikenal hingga sekarang. Namun ternyata hanya beberapa jenis saja yang terlibat dalam pembentukan batuan. Mineral-mineral tersebut dinamakan “Mineral pembentuk batuan”, atau “Rock-forming minerals”, yang merupakan penyusun utama batuan dari kerak dan mantel Bumi. Mineral pembentuk batuan dikelompokan menjadi empat: (1) Silikat, (2) Oksida, (3) Sulfida dan (4) Karbonat dan Sulfat. 1. Mineral Silikat. Hampir 90 % mineral pembentuk batuan adalah dari kelompok ini, yang merupakan persenyawaan antara silikon dan oksigen dengan beberapa unsur metal. Karena jumlahnya yang besar, maka hampir 90 % dari berat kerak-Bumi terdiri dari mineral silikat, dan hampir 100 % dari mantel Bumi (sampai kedalaman 2900 Km dari kerak Bumi). Silikat merupakan bagian utama yang membentuk batuan baik itu sedimen, batuan beku maupun batuan malihan. Silikat pembentuk batuan yang umum adalah dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok ferromagnesium dan non-ferromagnesium. 1. Kuarsa: ( SiO ) 2. Felspar Alkali: ( KAlSiO ) 3. Felspar Plagiklas: (Ca,Na)AlSiO) 4. Mika Muskovit: (KAl(SiAlO)(OH,F) 5. Mika Biotit: K(Mg,Fe)SiO(OH) 6. Amfibol: (Na,Ca)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)O(OH) 7. Pyroksen: (Mg,Fe,Ca,Na)(Mg,Fe,Al)SiO 8. Olivin: (Mg,Fe)SiO 93 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Nomor 1 sampai 4 adalah mineral non-ferromagnesium dan 5 hingga 8 adalah mineral ferromagnesium. 2. Mineral Ferromagnesium. Yang termasuk dalam kelompok mineral ini adalah Olivin, Piroksin, hornblende (Amphibol) dan Biotite. Umumnya mempunyai warna gelap atau hitam dan berat jenis yang besar. Olivine: dikenal karena warnanya yang “olive”. Berat jenis berkisar antara 3.27 – 3.37, tumbuh sebagai mineral yang mempunyai bidang belah yang kurang sempurna; Augitit: warnanya sangat gelap hijau hingga hitam. BD berkisar antara 3.2 – 3.4 dengan bidang belah yang berpotongan hampir tegak lurus. Bidang belah ini sangat penting untuk membedakannya dengan mineral hornblende; Hornblende (Amphibol): warnanya hijau hingga hitam; BD. 3.2 dan mempunyai bidang belah yang berpotongan dengan sudut kira-kira 56 dan 124 yang sangat membantu dalam cara mengenalnya; Biotite: adalah mineral “mika” bentuknya pipih yang dengan mudah dapat dikelupas. Dalam keadaan tebal, warnanya hijau tua hingga coklat-hitam; BD 2.8 – 3.2. Tabel 5.4 Kelompok Mineral Non-Silikat KELOMPOK ANGGOTA Hematite Magnetite Corrundum Chromite Ilmenite Galena Sphalerite Pyrite Chalcopyrite Bornite Cannabar Gypsum Anhydrite Barite Gold Cooper Diamond Sulfur Graphite Silver Platinum Halite Flourite Sylvite Calcite Dolomite Malachite Azurite Limonite Bauxite Apatite Turquoise SENYAWA KIMIA Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 FeCr2O4 FeTiO3 PbS ZnS FeS2 CuFeS2 Cu5FeS4 HgS CaSO4,2H2O CaSO4 BaSO4 Au Cu C S C Ag Pt NaCl CaF2 KCl CaCO3 CaMg(CO3)2 Cu2(OH)2CO3 Cu3(OH)2(CO3)2 FeO(OH).nH2O Al(OH)3.nH2O Ca5(F,Cl,OH)PO4 CuAl6(PO4)4(OH)8 Oxides Sulfides Sulfates Native Elements Halides Carbonates Hydroxides Phosphates 3. Mineral Non-ferromagnesium. Yang termasuk mineral jenis ini adalah Muskovit, Felspar, Ortoklas, dan Kuarsa. Muskovit: Disebut mika putih karena warnanya yang terang, kuning muda, coklat , hijau atau merah. BD. berkisar antara 2.8 – 3.1; Felspar: Merupakan mineral pembentuk batuan yang paling banyak . Namanya juga mencerminkan bahwa mineral ini 94 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ dijumpai hampir disetiap lapangan. “Feld” dalam bahasa Jerman adalah lapangan (Field). Jumlahnya didalam kerak Bumi hampir 54 %.; Nama-nama yang diberikan kepada felspar adalah “plagioklas” dan “orthoklas”; Plagioklas kemudian juga dapat dibagi dua, “albit” dan “anorthit”; Orthoklas adalah yang mengandung Kalium, albit mengandung Natrium dan Anorthit mengandung Kalsium ; Orthoklas: mempunyai warna yang khas yakni putih abuabu atau merah jambu. BD. 2.57; Kuarsa: Kadang disebut “silika”. Adalah satu-satunya mineral pembentuk batuan yang terdiri dari persenyawaan silikon dan oksigen. Umumnya muncul dengan warna seperti asap atau “smooky”, disebut juga “smooky quartz”. Kadangkadang juga dengan warna ungu atau merah-lembayung (violet). Nama kuarsa yang demikian disebut “amethyst”, merah massip atau merah-muda, kuning hingga coklat. Warna yang bermacam-macam ini disebabkan karena adanya unsur-unsur lain yang tidak bersih. 4. Mineral Oksida. Terbentuk sebagai akibat perseyawaan langsung antara oksigen dan unsur tertentu. Susunannya lebih sederhana dibanding golongan silikat. Mineral oksida umumnya lebih keras dibanding mineral lainnya kecuali silikat. Mereka juga lebih berat kecuali sulfida. Unsur yang paling utama dalam oksida adalah besi, Chroom, mangan, timah dan aluminium. Beberapa mineral oksida yang paling umum adalah “es” (HO), korondum (AlO), hematit (FeO) dan kassiterit (SnO). 5. Mineral Sulfida. Merupakan mineral hasil persenyawaan langsung antara unsur tertentu dengan sulfur (belerang), seperti besi, perak, tembaga, timbal, seng dan merkuri. Beberapa dari mineral sulfida ini terdapat sebagai bahan yang mempunyai nilai ekonomis, atau bijih, seperti “pirit” (FeS), “chalcocite” (CuS), “galena” (PbS), dan “sphalerit” (ZnS). 6. Mineral-mineral Karbonat dan Sulfat. Merupakan persenyawaan dengan ion (CO), dan disebut “karbonat”, umpamanya persenyawaan dengan Ca dinamakan “kalsium karbonat”, CaCO dikenal sebagai mineral “kalsit”. Mineral ini merupakan susunan utama yang membentuk batuan sedimen. 5.3.3 Batuan Pengetahuan atau Ilmu Geologi didasarkan kepada studi terhadap batuan. Diawali dengan mengetahui bagaimana batuan itu terbentuk, terubah, kemudian bagaimana hingga batuan itu sekarang menempati bagian dari pegunungan, dataran-dataran di benua hingga didalam cekungan dibawah permukaan laut. Kemanapun anda menoleh, maka anda selalu akan bertemu dengan benda yang dinamakan batu atau batuan. Sebut saja kerakal di halaman rumah, kemudian di jalan yang landasannya atau bagian tepinya dibuat dari batu. Di dasar atau tebing sungai, bahkan menengok bagian dari rumah anda mungkin sebagian besar terbuat dari batu. Batu atau batuan yang anda lihat dimana-mana itu, ada yang sama warna dan jenisnya, tetapi juga banyak yang berbeda. Tidak mengherankan apabila batuan merupakan bagian utama dari Bumi kita ini. Berdasarkan persamaan dan perbedaan tadi, maka kita berupaya untuk mengelompokannya. Dari hasil pengamatan terhadap jenis-jenis batuan tersebut, kita dapat mengelompokkannya menjadi tiga kelompok besar, yaitu (1) batuan beku, (2) batuan sedimen, dan (3) batuan malihan atau metamorfis. Penelitian-penelitian yang dilakukan oleh para ahli Geologi terhadap batuan, menyimpulkan bahwa antara ketiga kelompok tersebut terdapat hubungan yang erat satu dengan lainnya, dan batuan beku dianggap sebagai “nenek moyang” dari batuan lainnya. Dari sejarah pembentukan Bumi, diperoleh gambaran bahwa pada awalnya seluruh bagian luar dari Bumi ini terdiri dari batuan beku. Dengan perjalanan waktu serta perubahan keadaan, maka terjadilah perubahan-perubahan yang disertai dengan pembentukan kelompok-kelompok batuan yang lainnya. Proses perubahan dari satu kelompok batuan ke kelompok lainnya, merupakan suatu siklus yang dinamakan “daur batuan. 95 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Pada gambar 5.4 diperlihatkan bagaimana perjalanan daur tersebut. Melalui daur batuan ini, juga dapat diruntut proses-proses geologi yang bekerja dan mengubah kelompok batuan yang satu ke lainnya. Konsep daur batuan ini merupakan landasan utama dari Geologi yang diutarakan oleh JAMES HUTTON. Dalam daur tersebut, batuan beku terbentuk sebagai akibat dari pendinginan dan pembekuan magma. Pendinginan magma yang berupa lelehan silikat, akan diikuti oleh proses penghabluran yang dapat berlangsung dibawah atau diatas permukaan Bumi melalui erupsi gunung berapi. Kelompok batuan beku tersebut, apabila kemudian tersingkap dipermukaan, maka ia akan bersentuhan dengan atmosfir dan hidrosfir, yang menyebabkan berlangsungnya proses pelapukan. DAUR BATUAN PROSES PENDINGINAN\ PENGHABLURAN MAGMA PROSES PELEBURAN BATUAN BEKU 2 PROSES PELAPUKAN -EROSI -PENGANGKUTAN BATUAN MALIHAN 4 3 1 SEDIMEN BATUAN SEDIMEN PROSES MALIHAN PENINGKATAN P&T LITIFIKASI (PEMBATUAN) Gambar 5.4 Daur Batuan (Siklus Batuan) Melalui proses ini batuan akan mengalami penghancuran. Selanjutnya, batuan yang telah dihancurkan ini akan dipindahkan\digerakkan dari tempatnya terkumpul oleh gayaberat, air yang mengalir diatas dan dibawah permukaan, angin yang bertiup, gelombang dipantai dan gletser dipegunungan-pegunungan yang tinggi. Media pengangkut tersebut juga dikenal sebagai alat pengikis, yang dalam bekerjanya berupaya untuk meratakan permukaan Bumi. Bahan-bahan yang diangkutnya baik itu berupa fragmen-fragmen atau bahan yang larut, kemudian akan diendapkan ditempat-tempat tertentu sebagai sedimen. Proses berikutnya adalah terjadinya ubahan dari sedimen yang bersifat lepas, menjadi batuan yang keras, melalui pembebanan dan perekatan oleh senyawa mineral dalam larutan, dan kemudian disebut batuan sedimen. Apabila terhadap batuan sedimen ini terjadi peningkatan tekanan dan suhu sebagai akibat dari penimbunan dan atau terlibat dalam proses pembentukan pegunungan, maka batuan sedimen tersebut akan mengalami ubahan untuk menyesuaikan dengan lingkungan yang baru, dan terbentuk batuan malihan atau batuan metamorfis. Apabila batuan metamorfis ini masih mengalami peningkatan tekanan dan suhu, maka ia akan kembali leleh dan berubah menjadi magma. Panah-panah dalam gambar, menunjukan bahwa jalannya siklus dapat terganggu dengan adanya jalan-jalan pintas yang dapat ditempuh, seperti dari batuan beku menjadi batuan metamorfis, atau batuan metamorfis menjadi sedimen tanpa melalui pembentukan magma dan batuan beku. Batuan sedimen dilain pihak dapat kembali menjadi sedimen akibat tersingkap ke permukaan dan mengalami proses pelapukan. 96 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ 5.3.4 Batuan Beku 5.3.4.1 Magma Dalam daur batuan dicantumkan bahwa 1batuan beku bersumber dari proses pendinginan dan penghabluran lelehan batuan didalam Bumi yang disebut magma. Magma adalah suatu lelehan silikat bersuhu tinggi berada didalam Litosfir, yang terdiri dari ion-ion yang bergerak bebas, hablur yang mengapung didalamnya, serta mengandung sejumlah bahan berwujud gas. Lelehan tersebut diperkirakan terbentuk pada kedalaman berkisar sekitar 200 kilometer dibawah permukaan Bumi, terdiri terutama dari unsur-unsur yang kemudian membentuk mineral-mineral silikat. Tempe ratur Deret Reaksi Bowen Olivine Pyroxene Amphibole Error! Ca-Plagioclase Tipe Batuan Beku Ultramafic (Peridotite) Basaltic (Basalt/Gabro) Temp Tinggi 12000 Biotite Na-Plagioclase K-Feldspar Andesitic (Andesite/Diorit) Muscovite Quartz Granitic (Rhyolite/Granite) Temp Rendah 3000 Gambar 5.5 Urutan pembentukan mineral pada proses pendinginan dan penghabluran dari larutan silikat magma Magma yang mempunyai berat-jenis lebih ringan dari batuan sekelilingnya, akan berusaha untuk naik melalui rekahan-rekahan yang ada dalam litosfir hingga naik menuju ke permukaan, dapat juga mulai kehilangan mobilitasnya ketika masih berada didalam litosfir dan membentuk dapurdapur magma sebelum mencapai permukaan. Dalam keadaan seperti itu, magma akan membeku ditempat, dimana ion-ion didalamnya akan mulai kehilangan gerak bebasnya kemudian menyusun diri, menghablur dan membentuk batuan beku. Namun dalam proses pembekuan tersebut, tidak seluruh bagian dari lelehan itu akan menghablur pada saat yang sama. Ada beberapa jenis mineral yang terbentuk lebih awal pada suhu yang tinggi dibanding dengan lainnya. Dalam gambar 5.5 diperlihatkan urutan penghabluran (pembentukan mineral) dalam proses pendinginan dan penghabluran lelehan silikat. Mineral-mineral yang mempunyai berat-jenis tinggi karena kandungan Fe dan Mg seperti olivine, piroksen, akan menghablur paling awal dalam keadaan suhu tinggi, dan kemudian disusul oleh amphibole dan biotite. Disebelah kanannya kelompok mineral felspar, akan diawali dengan jenis felspar calcium (Ca-Felspar) dan diikuti oleh felspar kalium (K-Felspar). Akibatnya pada suatu keadaan tertentu, kita akan mendapatkan suatu bentuk dimana hublur-hablur padat dikelilingi oleh lelehan. Bentuk-bentuk dan ukuran dari hablur yang terjadi, sangat ditentukan oleh derajat kecepatan dari pendinginan magma. Pada proses pendinginan yang lambat, hablur yang terbentuk akan mempunyai bentuk yang sempurna dengan ukuran yang besar-besar. Sebaliknya, apabila pendinginan itu berlangsung cepat, maka ion-ion didalamnya akan dengan segera menyusun diri dan membentuk hablur-hablur yang berukuran kecil-kecil, kadang berukuran mikroskopis. Bentuk pola susunan hablur-hablur mineral yang nampak pada batuan beku tersebut dinamakan tekstur batuan. Disamping derajat kecepatan pendinginan, susunan mineralogi dari magma serta kadar 97 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ gas yang dikandungnya, juga turut menentukan dalam proses penghablurannya. Mengingat magma dalam aspek-aspek tersebut diatas sangat berbeda, maka batuan beku yang terbentuk juga sangat beragam dalam susunan mineralogi dan kenampakan fisiknya. Meskipun demikian, batuan beku tetap dapat dikelompokan berdasarkan cara-cara pembentukan seta susunan mineraloginya. 5.3.4.2 Proses pembentukan magma Magma dalam kerak Bumi dapat terbentuk sebagai akibat dari perbenturan antara 2 (dua) lempeng litosfir, dimana salah satu dari lempeng yang berinteraksi itu menunjam dan menyusup kedalam astenosfir. Sebagai akibat dari gesekan yang berlangsung antara kedua lempeng litosfir tersebut, maka akan terjadi peningkatan suhu dan tekanan, ditambah dengan penambahan air berasal dari sedimen-sedimen samudra akan disusul oleh proses peleburan sebagian dari litosfir (gambar 5.6). Sumber magma yang terjadi sebagai akibat dari peleburan tersebut akan menghasilkan magma yang bersusunan asam (kandungan unsur SiO2 lebih besar dari 55%). Magma yang bersusunan basa, adalah magma yang terjadi dan bersumber dari astenosfir. Magma seperti itu didapat di daerah-daerah yang mengalami gejala regangan yang dilanjutkan dengan pemisahan litosfir. Gambar 5.6 Interaksi konvergen lempeng litosfir yang menghasilkan pembentukan magma 5.3.4.3 Pengelompokan Batuan Beku Untuk membedakan berbagai jenis batuan beku yang terdapat di Bumi, dilakukan berbagai cara pengelompokan terhadap batuan beku (gambar 5.7). Pengelompokan yang didasarkan kepada susunan kimia batuan, jarang dilakukan. Hal ini disebabkan disamping prosesnya lama dan mahal, karena harus dilakukan melalui analisa kimiawi. Dan yang sering digunakan adalah yang didasarkan kepada tekstur dipadukan dengan susunan mineral, dimana keduanya dapat dilihat dengan kasat mata. KLASIFIKASI BATUAN BEKU Didasarkan Kepada Susunan Kimia Batuan Tekstur Batuan Susunan Mineral Batuan Bentuk Tubuh Batuan Didalam Kerak Gambar 5.7 Dasar Klasifikasi Batuan Beku 98 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Pada gambar 5.8 diperlihatkan pengelompokan batuan beku dalam bagan, berdasarkan susunan mineralogi. Gabro adalah batuan beku dalam dimana sebagian besar mineral-mineralnya adalah olivine dan piroksin. Sedangkan Felsparnya terdiri dari felspar plagioklas Ca. Teksturnya kasar atau phanerik, karena mempunyai waktu pendinginan yang cukup lama didalam litosfir. Kalau dia membeku lebih cepat karena mencapai permukaan bumi, maka batuan beku yang terjadi adalah basalt dengan tekstur halus. Jadi Gabro dan Basalt keduanya mempunyai susunan mineral yang sama, tetapi teksturnya berbeda. Demikian pula dengan Granit dan Rhyolit, atau Diorit dan Andesit. Granit dan Diorit mempunyai tekstur yang kasar, sedangkan Rhyolit dan Andesit, halus. Basalt dan Andesit adalah batuan beku yang banyak dikeluarkan gunung-berapi, sebagai hasil pembekuan lava Gambar 5.8 Klasifikasi batuan beku berdasarkan Tekstur dan Komposisi Mineral Para ahli teknik Sipil akan sangat tertarik untuk mempelajari batuan, disamping fungsinya sebagai bahan bangunan, juga karena perannya sebagai batuan dasar atau pondasi. Karena itu kepada mereka dianjurkan untuk dapat mengenal beberapa jenis batuan beku yang utama di lapangan. Untuk memperoleh data tentang sifat batuan yang diperlukan oleh para ahli Teknik Sipil, umumnya dilakukan pengujian lapangan dan studi petrografi (mikroskopis). Data tersebut diperlukan dalam kaitannya untuk penambangan, konstruksi bawah permukaan atau untuk menentukan cara-cara membuat bukaan. Batuan beku juga dapat dikelompokan berdasarkan bentuk-bentuknya didalam kerak Bumi. Pada saat magma menerobos litosfir dalam perjalanannya menuju permukaan Bumi, ia dapat menempati tempatnya didalam kerak dengan cara memotong struktur batuan yang telah ada, atau mengikuti arah dari struktur batuan. Yang memotong struktur disebut bentuk-bentuk diskordan, sedangkan yang mengikuti struktur disebut konkordan. 5.3.4.4 Jenis Batuan Beku Batuan beku terbentuk ketika magma cair mengalami pendinginan. Berdasarkan tempat terbentuknya, batuan beku dibagi menjadi batuan beku intrusiif dan batuan beku ekstrusif. 1. Batuan Beku Ekstrusif Batuan beku ekstrusif terbentuk ketika magma keluar dan membeku di permukaan bumi atau dekat permukaan bumi. Batuan beku ekstrusif dapat berasal dari hasil erupsi gunungapi atau magma yang keluar kepermukaan bumi. Pada saat magma keluar ke permukaan bumi, pendinginan magma sangat cepat sehingga mineral-mineral yang terbentuk tidak cukup waktu 99 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ untuk tumbuh menjadi kristal yang sempurna, dan karena itu batuan ekstrusif mempunyai ukuran butir yang halus (aphanitic) dan bentuk kristal yang tidak teratur atau berbentuk gelas. Lava adalah batuan yang terjadi dari erupsi gunungapi. Lava terbentuk karena pendinginan magma yang sangat cepat sehingga seringkali pada batuan tersebut terdapat lubang-lubang bekas tempat keluarnya gas ketika magma membeku. Lubang-lubang bekas gas keluar pada batuan lava dikenal dengan tekstur vesiculer. Pumice, Obsidian, dan Basalt merupakan contohcontoh batuan beku ekstrusif. 2. Batuan Beku Intrusif Batuan beku intrusif atau batuan plutonik terbentuk ketika magma terperangkap pada kedalaman tertentu di dalam bumi. Penurunan temperatur pada pembekuan magma yang berada jauh dibawah permukaan bumi sangat lambat sehingga pembentukan mineral mineral yang menyusun batuan akan berkembang baik dan karena itu tekstur batuan beku intrusif memiliki ukuran butir yang kasar (fanerik) dan bentuk-bentuk kristal yang sempurna (euhedral). Batuan beku Granite adalah contoh dari batuan intrusif yang terbentuk jauh dibawah permukaan bumi, mempunyai tekstrur fanerik (kasar), dengan derajat kristalisasi equigranular, holokristalin, dengan bentuk mineralnya euhedral hingga subhedral. Berdasakan sifat kimiawinya, batuan beku dapat dikelompokan menjadi 4 (empat) kelompok, yaitu: (1) Kelompok batuan beku ultrabasa/ultramafic; (2) Kelompok batuan beku basa; (3) Kelompok batuan beku intermediate; dan (4) Kelompok batuan beku asam. Dengan demikian maka magma asal yang membentuk batuan batuan tersebut diatas dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu magma basa, magma intermediate, dan magma asam. Yang menjadi persoalan dari magma adalah : 1) 2) Apakah benar bahwa magma terdiri dari 3 jenis (magma basa, intermediate, asam) ? Apakah mungkin magma itu hanya ada satu jenis saja dan kalau mungkin bagaimana menjelaskan cara terbentuknya batuan-batuan yang komposisinya bersifat ultrabasa, basa, intermediate dan asam? Lava Basalt Tekstur vesikuler pada batuan beku ekstrusif Granite Tekstur fanerik pada batuan beku intrusif Gambar 5.9 Batuan Beku Ekstrusif dan Batuan Beku Intrusif Berdasarkan pengelompokan batuan beku, maka pertanyaan pertama dapat dibenarkan dan masuk akal apabila magma terdiri dari 3 jenis, sedangkan pertanyaan kedua, apakah benar bahwa magma hanya ada satu jenis saja dan bagaimana caranya sehingga dapat membentuk 100 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ batuan yang bersifat ultrabasa, basa, intermediate, dan asam?. Untuk menjawab pertanyaan ini, ada 2 cara untuk menjelaskan bagaimana batuan yang bersifat basa, intermediate, dan asam itu dapat terbentuk dari satu jenis magma saja? Jawabannya adalah melalui proses Diferensiasi Magma dan proses Asimilasi Magma. Diferensiasi Magma adalah proses penurunan temperatur magma yang terjadi secara perlahan yang diikuti dengan terbentuknya mineral-mineral seperti yang ditunjukkan dalam deret reaksi Bowen. Pada penurunan temperatur magma maka mineral yang pertama kali yang akan terbentuk adalah mineral Olivine, kemudian dilanjutkan dengan Pyroxene, Hornblende, Biotite (Deret tidak kontinu). Pada deret yang kontinu, pembentukan mineral dimulai dengan terbentuknya mineral Ca-Plagioclase dan diakhiri dengan pembentukan Na-Plagioclase. Pada penurunan temperatur selanjutnya akan terbentuk mineral K-Feldspar(Orthoclase), kemudian dilanjutkan oleh Muscovite dan diakhiri dengan terbentuknya mineral Kuarsa (Quartz). Proses pembentukan mineral akibat proses diferensiasi magma dikenal juga sebagai Mineral Pembentuk Batuan (Rock Forming Minerals) Pembentukan batuan yang berkomposisi ultrabasa, basa, intermediate, dan asam dapat terjadi melalui proses diferensiasi magma. Pada tahap awal penurunan temperatur magma, maka mineral-mineral yang akan terbentuk untuk pertama kalinya adalah Olivine, Pyroxene dan Caplagioklas dan sebagaimana diketahui bahwa mineral-mineral tersebut adalah merupakan mineral penyusun batuan ultra basa. Dengan terbentuknya mineral-mineral Olivine, pyroxene, dan Ca-Plagioklas maka konsentrasi larutan magma akan semakin bersifat basa hingga intermediate dan pada kondisi ini akan terbentuk mineral mineral Amphibol, Biotite dan Plagioklas yang intermediate (Labradorite – Andesine) yang merupakan mineral pembentuk batuan Gabro (basa) dan Diorite (intermediate). Dengan terbentuknya mineral-mineral tersebut diatas, maka sekarang konsentrasi magma menjadi semakin bersifat asam. Pada kondisi ini mulai terbentuk mineral-mineral K-Feldspar (Orthoclase), Na-Plagioklas (Albit), Muscovite, dan Kuarsa yang merupakan mineral-mineral penyusun batuan Granite dan Granodiorite (Proses diferensiasi magma ini dikenal dengan seri reaksi Bowen). Asimilasi Magma adalah proses meleburnya batuan samping (migling) akibat naiknya magma ke arah permukaan dan proses ini dapat menyebabkan magma yang tadinya bersifat basa berubah menjadi asam karena komposisi batuan sampingnya lebih bersifat asam. Apabila magma asalnya bersifat asam sedangkan batuan sampingnya bersifat basa, maka batuan yang terbentuk umumnya dicirikan oleh adanya Xenolite (Xenolite adalah fragment batuan yang bersifat basa yang terdapat dalam batuan asam). Pembentukan batuan yang berkomposisi ultrabasa, basa, intermediate, dan asam dapat juga terjadi apabila magma asal (magma basa) mengalami asimilasi dengan batuan sampingnya. Sebagai contoh suatu magma basa yang menerobos batuan samping yang berkomposisi asam maka akan terjadi asimilasi magma, dimana batuan samping akan melebur dengan larutan magma dan hal ini akan membuat konsentrasi magma menjadi bersifat intermediate hingga asam. Dengan demikian maka batuanbatuan yang berkomposisi mineral intermediate maupun asam dapat terbentuk dari magma basa yang mengalami asimilasi dengan batuan sampingnya. Klasifikasi batuan beku dapat dilakukan berdasarkan kandungan mineralnya, kejadian / genesanya (plutonik, hypabisal, dan volkanik), komposisi kimia batuannya, dan indek warna batuannya. Untuk berbagai keperluan klasifikasi, biasanya kandungan mineral dipakai untuk mengklasifikasi batuan dan merupakan cara yang paling mudah dalam menjelaskan batuan beku. Berdasarkan kejadiannya (genesanya), batuan beku dapat dikelompokkan sebagai berikut: 1) Batuan Volcanic adalah batuan beku yang terbentuk dipermukaan atau sangat dekat permukaan bumi dan umumnya berbutir sangat halus hingga gelas. 101 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ 2) Batuan Hypabysal adalah batuan beku intrusive yang terbentuk dekat permukaan bumi dengan ciri umum bertekstur porphyritic. 3) Batuan Plutonic adalah batuan beku intrusive yang terbentuk jauh dibawah permukaan bumi dan umumnya bertekstur sedang hingga kasar. 4) Batuan Extrusive adalah batuan beku, bersifat fragmental atau sebaliknya dan terbentuk sebagai hasil erupsi ke permukaan bumi. 5) Batuan Intrusive adalah batuan beku yang terbentuk dibawah permukaan bumi. 5.3.4.5 Jenis Batuan Beku Intrusif Batuan beku Intrusive dapat dibedakan berdasarkan bentuk dan ukuran/dimensi nya, yaitu: 1) Batholite adalah bentuk intrusi yang bersifat diskordan (memotong bidang perlapisan) terhadap batuan sampingnya dengan ukuran yang sangat luas, bentuk tidak teratur umumnya bagian bawahnya tidak dapat diketahui. 2) Stock adalah intrusi batuan beku yang berbentuk kubah memiliki ukuran sedang dengan luas sebaran/dimensinya mencapai 6 x 10 kilometer persegi bersifat diskordan terhadap batuan sampingnya. 3) Sill adalah intrusi batuan beku yang berbentuk pipih memanjang dan bersifat konkordan (sejajar bidang perlapisan) terhadap batuan sampingnya 4) Dyke adalah intrusi batuan beku yang berbentuk pipih memanjang dan bersifat diskordan terhadap batuan sampingnya. 5) Gangue/Pipe adalah bentuk intrusi yang menyerupai pipa dengan dimensi yang relatif kecil 6) Laccolith adalah intrusi batuan beku yang berbentuk cembung di bagian atasnya. 7) Lopolith adalah intrusi batuan beku yang bagian atasnya berbentuk cekung. 8) Roofpendant adalah intrusi batuan beku yang berbentuk tidak teratur, bersifat diskordan, merupakan bagian dari batholith. 5.3.4.6 Klasifikasi Mineralogi Dalam Batuan Beku Sebagaimana telah diiuraikan diatas bahwa batuan beku adalah batuan hasil pembekuan magma, sedangkan batuan itu sendiri tersusun dari sekumpulan mineral atau beberapa mineral yang terbentuk bersamaan dengan proses pembekuan magma. Mineral itu sendiri didefinisikan sebagai zat padat homogen yang terbentuk secara alamiah bersifat an-organik tersusun dari unsur unsur kimia tertentu dan mempunyai bentuk kristal yang teratur. Klasifikasi mineralogi dalam batruan beku pada hakekatnya didasarkan atas kehadiran dari variasi satu atau lebih mineral-mineral utama, seperti: a). Persentase kehadiran dan jenis mineral feldspar ; b). Kehadiran atau absennya mineral kuarsa, feldpathoid atau olivine; c).Kehadiran persentasi dan jenis mineral gelap; dan d). Besar butir dan tekstur Beberapa variabel diatas, pada kenyataanya tidak sepenuhnya bebas satu terhadap mineral lainnya, akan tetapi diperlihatkan oleh adanya hubungan asosiasi diantara mineral. Sebagai contoh: meningkatnya kandungan mineral Anorthite (Ca-Plagioclase) pada Plagioklas seringkali berhubungan dengan meningkatnya kandungan mineral-mineral Feromagnesian seperti Hornblende serta berkurangnya kehadiran mineral Kuarsa dan Fedlspar. Kehadiran mineral Kuarsa hampir selalu berhubungan dengan absennya mineral Feldspathoite dan Olivine (lihat: Tabel Klasifikasi Batuan Beku) 5.3.4.7 Penamaan Batuan Beku Penamaan batuan beku ditentukan berdasarkan dari komposisi mineral-mineral utama (ditentukan berdasarkan persentase volumenya) dan apabila dalam penentuan komposisi mineralnya sulit ditentukan secara pasti, maka analisis kimia dapat dilakukan untuk memastikan komposisinya. Yang dimaksud dengan klasifikasi batuan beku disini adalah semua batuan beku 102 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ yang terbentuk seperti yang diuraikan diatas (volkanik, plutonik, extrusive, dan intrusive). Dan batuan beku ini mungkin terbentuk oleh proses magmatik, metamorfosa, atau kristalisasi metasomatism. SEBAGAI AKIBAT DARI TINGKA T / DERAJAT PENDINGINAN DAN PEMBEKUAAN MAGMA TEKSTUR BATUAN AFANITIK (Halus) PENDINGINAN CEPAT MENCAPAI PERMUKAAN / DALAM AIR PORFIRITIK FANERIK (Kasar) PENDINGINAN LAMBAT PADA AWALNYA LAMBAT KEMUDIAN CEPAT DIDALAM KERAK DIBAWAH PERMUKAAN Gambar 5.10 Tekstur Batuan Beku Penamaan batuan beku didasarkan atas Tekstur Batuan dan Komposisi Mineral. Tekstur batuan beku adalah hubungan antar mineral dan derajat kristalisasinya. Tekstur batuan beku terdiri dari 3 jenis (gambar 5.10), yaitu Afanitik (bertekstur halus), Porfiritik (bertekstur halus dan kasar), dan Fanerik (bertekstur kasar). Pada batuan beku kita mengenal derajat kristalisasi batuan: Holohyaline (seluruhnya terdiri dari mineral amorf/gelas)), holocrystalline (seluruhnya terdiri dari kristal), dan hypocrystalline (sebagian teridiri dari amorf dan sebagian kristal). Sedangkan bentuk mineral/butir dalam batuan beku dikenal dengan bentuk mineral: Anhedral, Euhedral, dan Glass/amorf. Komposisi mineral utama batuan adalah mineral penyusun batuan (Rock forming Mineral) dari Bowen series, dapat terdiri dari satu atau lebih mineral. Komposisi mineral dalam batuan beku dapat terdiri dari mineral primer (mineral yang terbentuk pada saat pembentukan batuan / bersamaan pembekuan magma) dan mineral sekunder (mineral yang terbentuk setelah pembentukan batuan). Dalam Tabel 5.5 diperlihatkan jenis batuan beku Intrusif dan batuan beku Ekstrusif dan batuan Ultramafik beserta komposisi mineral utama dan mineral sedikit yang menyusun pada setiap jenis batuannya. Tabel 5.5 Batuan beku berdasarkan kandungan mineral utama dan minor mineral GRANITIS Intrusive Extrusive Komposisi Mineral Utama Mineral Sedikit Granite Rhyolite Kuarsa K-Feldspar Na-Plagioclase Muscovite Biotite Amphibole ANDESITIS Diorite Andesite Amphibole Intermediate Plagioclase (Andesine) Biotite Pyroxene BASALTIS Gabro Basalt Ca-Plagiclase Pyroxene Olivine Pyroxene ULTRAMAFIS Peridotite Olivine Amphibole Ca-Plagioclase (Anorthite) 103 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Untuk memastikan nama batuan secara benar, maka perlu dibandingkan persentase jumlah mineral plagioklas, K-feldspar (orthoklas), dan mineral Kuarsa. Prosentase Ketiga mineral tersebut kita plot-kan kedalam diagram segitiga batuan beku intrusif seperti tampak pada gambar 5.11. Sebagai contoh untuk batuan yang bertekstur fanerik dengan komposisi 40% Kuarsa, 30% Orthoklas dan 30% Plagioklas adalah batuan Granite. Gambar 5.11 Diagram segitiga untuk penentuan nama batuan intrusif 5.3.5 Batuan Sedimen Secara garis besar, genesa batuan sedimen dapat dibagi menjadi dua, yaitu : Batuan Sedimen Klastik dan Batuan Sedimen Non-klastik. Batuan sedimen klastik adalah batuan yang terbentuk dari hasil rombakan batuan yang sudah ada (batuan beku, metamorf, atau sedimen) yang kemudian diangkut oleh media (air, angin, gletser) dan diendapkan disuatu cekungan. Proses pengendapan sedimen terjadi terus menerus sesuai dengan berjalannya waktu sehingga endapan sedimen semakin lama semakin bertambah tebal. Beban sedimen yang semakin tebal mengakibatkan endapan sedimen mengalami kompaksi. Sedimen yang terkompaksi kemudian mengalami proses diagenesa, sementasi dan akhirnya mengalami lithifikasi (pembatuan) menjadi batuan sedimen. Kelompok sedimen non-klastik adalah kelompok batuan sedimen yang genesanya (pembentukannya) dapat berasal dari proses kimiawi, atau sedimen yang berasal dari sisa-sisa organisme yang telah mati. 5.3.5.1 Batuan Sedimen Klastik Batuan sedimen klastik dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis batuan atas dasar ukuran butirnya. Klasifikasi ukuran butir yang dipakai dalam pengelompokkan batuan sedimen klastik menggunakan klasifikasi dari Wentworth seperti yang diperlihatkan pada Tabel 5.6. Boulder (Bongkah) memiliki ukuran butir yang lebih besar dari 256 mm, Cobble memiliki ukuran butir berkisar antara 64 – 256 mm, Pebble (Kerakal) berukuran antara 4 – 64 mm, Granule (Kerikil) berukuran antara 2 – 4 mm, Sand (Pasir) mempunyai ukuran butir antara 1/16 – 2 mm, sedangkan Silt (Lanau) berukuran butir antara 1/256 – 1/16 mm, dan Clay (Lempung) berukuran lebih kecil dari 1/256 mm. Tabel 5.6 104 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Skala Ukuran Butir (Wentworth) SKALA WENTWORD Ukuran Butir >256 64 – 256 4 – 64 2-4 1/16 – 2 1/256 – 1/16 1/256 < Nama Boulder Cobble Pebble Granule Sand Silt Clay Tabel 5.7 adalah daftar nama-nama Batuan Sedimen Klastik (berdasarkan ukuran dan bentuk butir) dan Tabel 5.8 adalah Batuan Sedimen Non-klastik (berdasarkan genesa pembentukannya). Tabel 5.7 Klasiikasi Batuan Sedimen Klastik BATUAN SEDIMEN KLASTIK Tekstur Ukuran Butir Gravel > 2 mm 1/16 - 2 mm Klastik < 1/256 mm Diskkripsi Fragmen batuan membundar Fragmen batuan menyudut Mineral kuarsa dominan Kuarsa dan felspar Kuarsa, felspar, lempung dan fragmen batuan Laminasi masif Nama Batuan Konglomerat Breksi Batupasir Kuarsa Batupasir Arkose Batupasir Graywacke Serpih Lempung Tabel 5.8 Klasifikasi Batuan Non-Klastik BATUAN SEDIMEN NON-KLASTIK Kelompok Tekstur Klastik / Non-klastik Klastik / Non-klastik Non-klastik Non-klastik Non-klastik Klastik / Non-klastik Non-klastik Non-klastik Komposisi Calcite, CaCO3 Dolomite, CaMg(CO3)2 Mikrokristalin quartz, SiO2 Halite, NaCl Gypsum, CaSO4-2H2O Calcite, CaCO3 Mikrokristalin Quartz Sisa Tumbuhan yang terubah Nama Batuan Batugamping Klastik Dolomite Rijang (Chert) Batu Garam Batu Gypsum Batugamping Terumbu Rijang (Chert) Batubara An-organik Biokimia 105 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Batupasir Konglomerat Batugamping Batulempung Gambar 5.12 Beberapa contoh batuan sedimen 5.3.5.2 Batuan Sedimen Non Klastik Batuan sedimen non-klastik adalah batuan sedimen yang terbentuk dari proses kimiawi, seperti batu halit yang berasal dari hasil evaporasi dan batuan rijang sebagai proses kimiawi. Batuan sedimen non-klastik dapat juga terbentuk sebagai hasil proses organik, seperti batugamping terumbu yang berasal dari organisme yang telah mati atau batubara yang berasal dari sisa tumbuhan yang terubah (Tabel 3.7). 5.3.6 Batuan Metamorf Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk sebagai akibat dari proses metamorfosa pada batuan yang sudah ada karena perubahan temperatur(T), tekanan (P), atau Temperatur (T) dan Tekanan (P) secara bersamaan. Batuan metamorf diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) kelas atas dasar derajat metamorfosanya, yaitu: (1). Batuan metamorfosa derajat rendah; (2). Batuan metamorfosa derjat menengah, dan (3). Batuan metamorf derajat tinggi. 5.3.6.1 Penamaan Batuan Metamorf Penamaan batuan metamorf didasarkan atas tekstur, struktur dan komposisi mineral yang menyusun batuan tersebut. Adapun tekstur batuan metamorf terdiri dari: Bentuk butir granoblatik (terdiri dari mineral-mineral granular), lepidoblastik (terdiriri dari mineral-mineral 106 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ pipih), dan nematoblastik (terdiri dari mineral-mineral orthorombik), sedangkan teksturnya ada foliasi, dan non foliasi. Tekstur foliasi (tekstur batuan metamorf yang memperlihatkan adanya orientasi dari mineralnya). Struktur batuan metamorf dapat terdiri dari struktur schistose (struktur batuan metamorf yang memperlihatkan perselingan orientasi mineral pipih dan mineral granular / nematoblastik), gneistose (struktur batuan metamorf yang memperlihatkan hubungan dari orientasi mineral pipih dan mineral nematoblastik/granular yang saling berpotongan/tidak menerus), hornfelsic (struktur batuan metamorf yang hanya tidak memperlihatkan foliasi). 5.3.6.2 Derajat Metamorfosa Derajat metamorfosa adalah suatu tingkatan metamorfosa yang didasarkan atas temperatur (T) atau tekanan (P) atau keduanya T dan P. Tabel 5.9 dibawah adalah tingkatan batuan metamorf berdasarkan derajat metamorfosa: Tabel 5.9 Derajat Metamorofosa Lingkungan Derajat Rendah (200°C) Derajat Tinggi (800°C) Komposisi Mineral Chlorite Muscovite (Mica) Biotite (Mica) Garnet Staurolite Sillimanite Quartz Feldspar Slate Schist Gneiss Tipe Batuan Tabel 5.10 dibawah ini adalah nama-nama batuan metamorf, tekstur batuan, derajat metamorfosa, serta batuan asal. Tabel 5.10 Batuan Metamorf, Tekstur, Derajat Metamorfosa dan Batuan Asal Batuan Metamorfik Slate Phyllite Mica Schist Gneiss Marble Quartzite Amphibolite Chlorite Schist (Green schist) Hornfels Talc schist Tekstur Foliasi Foliasi Foliasi Foliasi Non-foliasi Non-foliasi Non foliasi Foliasi Non-foliasi Foliasi Derajat Metamorfosa Rendah Rendah- intermediate Intermediate-tinggi Tinggi Rendah - tinggi Intermediate-tinggi Sedang - tinggi Rendah Metamorfosa Kontak Rendah Batuan Asal Serpih (Shale) Serpih (Shale) Serpih (Shale) Granite, Andesit Batugamping, Dolomite Batupasir Kuarsa Basalt, Gabro Basalt Semua jenis batuan Peridotite 107 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Gambar 5.13 Foliasi pada batuan metamorf 5.3.7 Kebutuhan Sumberdaya Mineral Kebutuhan sumberdaya mineral di dunia dapat dikatakan sebanding dengan peningkatan populasi manusia di muka bumi serta ditunjang oleh perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Berdasarkan hasil studi yang dilakukan oleh para ahli menunjukan bahwa proyeksi permintaan dunia terhadap mineral-mineral logam yang biasa dipakai oleh manusia diperkirakan meningkat 4 (empat) kali lipat hingga tahun 2000. Adapun faktor-faktor yang menyebabkan meningkatnya permintaan mineral logam di dunia adalah: 1. Peningkatannya jumlah populasi manusia di dunia 2. Meningkatnya standar hidup manusia di negara berkembang. 3. Meningkatnya status negara (misalnya negara berkembang menjadi negara maju). Salah satu contoh negara yang kebutuhan sumberdaya mineralnya meningkat sangat tajam adalah negara Amerika Serikat. Sebagai gambaran di Amerika, jumlah konsumsi mineral logam seperti bijih besi, alumunium, tembaga, pasir dan kerikil pada tahun 1974 naik sangat tajam dibandingkan dengan jumlah total konsumsi sumberdaya mineral sejak tahun 1776 (Tabel 5.11). Tabel 5.11: Prediksi kebutuhan sumberdaya mineral di Amerika masa lalu, masa kini, dan masa mendatang Sumberdaya Mineral Konsumsi antara Jan. 1974 - Mei 1974 di USA 48 juta ton 5,25 juta ton 638 ribu ton 313,5 juta 4,5 milyar barrell 44,3 triliun galon Total konsumsi sejak 1776 di USA 6 milyar ton 290 juta 72 juta ton 30 milyar 400 milyar barrell 4700 triliun areell Prediksi kebutuhan SDA. Mineral Di masa depan 6 milyar ton 698 juta ton 86 juta ton 42 milyar ton 585 milyar barrell 4900 triliun galon Bijih besi (Ton) Alumunium (Ton) Bijih Tembaga (Ton) Pasir dan kerikil (Ton) Energi (Eqi.barrel oil) Sumberdaya Air 108 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Meningkatnya kebutuhan sumberdaya mineral di dunia telah memacu kegiatan eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya mineral serta untuk mendapatkan lokasi-lokasi sumberdaya mineral yang baru. Konsekuensi dari meningkatnya eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya mineral harus diikuti dengan usaha-usaha dalam pencegahan terhadap dampak yang ditimbulkan sebagai akibat dari eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya mineral tersebut. Permasalahan yang sering muncul dari kegiatan eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya mineral adalah penurunan kualitas lingkungan, seperti pencemaran pada tanah, udara, dan hidrologi air. serta terganggunya ekosistem. Di Indonesia dapat kita jumpai beberapa contoh lokasi tambang yang telah mengalami penurunan kualitas lingkungan, antara lain tambang timah di pulau Bangka, tambang batubara di Kalimantan Timur dan tambang tembaga di Papua. 5.3.8 Peran Industri Pertambangan Industri pertambangan adalah suatu industri dimana bahan galian mineral diproses dan dipisahkan dari material pengikut yang tidak diperlukan. Dalam industri mineral, proses untuk mendapatkan mineral-mineral yang ekonomis biasanya menggunakan metoda ekstraksi, yaitu proses pemisahan mineral-mineral dari batuan terhadap mineral pengikut yang tidak diperlukan. Mineral-mineral yang tidak diperlukan akan menjadi limbah industri pertambangan dan mempunyai kontribusi yang cukup signifikan pada pencemaran dan degradasi lingkungan. Industri pertambangan sebagai industri hulu yang menghasilkan sumberdaya mineral dan merupakan sumber bahan baku bagi industri hilir yang diperlukan oleh umat manusia di dunia. Sebagaimana kita ketahui bahwa di bidang pertanian, para petani sangat membutuhkan pupuk bagi tanamannya dan pupuk yang dibutuhkan oleh para petani tersebut berasal dari hasil industri pupuk (fertilizer) yang bahan bakunya berasal dari mineral-mineral yang ditambang. Bahan bakar minyak dan gas bumi digunakan sebagai bahan bakar kendaraan untuk alat transportasi serta bahan bakar energi yang dipakai untuk menggerakkan mesin-mesin industri maupun penerangan berasal dari industri pertambangan. Kendaraan transportasi seperti pesawat terbang, kapal, kereta api dan mobil serta mesin industri memerlukan material baja, besi, alumunium, tembaga, nikel dll. sebagai bahan baku. Berdasarkan hal tersebut diatas, maka keberadaan industri pertambangan pada hakekatnya adalah untuk memenuhi kebutuhan manusia dan kebutuhan ini akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah populasi manusia dan meningkatnya kesejahteraan suatu negara serta perkembangan suatu negara dari negara agraris menjadi negara industri. Proses dalam menghasilkan produk sumberdaya mineral mempunyai kontribusi yang besar terhadap pencemaran lingkungan dan hal ini telah dikritisi oleh para pemerhati lingkungan. Di satu sisi untuk menutup suatu tambang atau industri pertambangan yang menghasilkan mineralmineral yang dibutuhkan oleh manusia adalah sesuatu hal yang tidak bijaksana. Disisi lain, dampak yang ditimbulkan akibat pertumbuhan industri pertambangan harus disikapi dengan cara mencegah agar supaya dampak yang ditimbulkannya dapat diminimalkan. 5.3.9 Penyebaran Endapan Mineral Keterdapatan sumberdaya mineral di bumi sangat tergantung kepada kondisi geologinya dan tidak semua negara memiliki sumberdaya mineral yang mereka perlukan. Ganesa / pembentukan sumberdaya mineral ditentukan oleh asosiasi batuannya, misalnya nikel akan berasosiasi dengan batuan beku ultrabasa, sedangkan timah berasosiasi dengan batuan beku asam seperti granit. Tembaga dan emas akan berasosiasi dengan batuan beku intermedier seperti andesit dan diorit sedangkan minyakbumi terbentuk dalam batuan sedimenter. Oleh karena kondisi geologi setiap 109 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ negara tidak selalu sama, maka keterdapatan dan penyebaran sumberdaya mineral juga tidak merata di setiap negara. Sebagaimana diketahui ada negara-negara yang memiliki cadangan sumberdaya minyakbumi yang sangat besar dan ada pula negara-negara yang tidak memilikinya. Jepang adalah salah satu contoh negara yang tidak memiliki/miskin sumberdaya minyak dan gas bumi, namun kebutuhan akan sumberdaya tersebut sangat besar, terutama untuk kebutuhan energi listrik dan industri berat dan Jepang salah satu negara pengimpor terbesar minyak dan gasbumi yang berasal dari negara-negara penghasil minyak. Sebagaimana diketahui bahwa untuk mendapatkan sumberdaya mineral maka diperlukan suatu proses yaitu, mulai dari tahap penemuan (eksplorasi), tahap pengambilan (eksploitasi) dan tahap ekstraksi dan prosesing (pemisahan mineral-mineral dengan material yang tidak diperlukan). Dalam setiap tahapan pada proses mendapatkan sumberdaya mineral akan berdampak pada pencemaran lingkungan. 5.3.10 Dampak Lingkungan Pada Pertambangan Pengelolaan sumberdaya mineral dalam rangka memenuhi kebutuhan hidup manusia tidak harus menimbulkan dampak lingkungan baik yang berupa pencemaran dan degradasi lingkungan dimana sumberdaya tersebut dimanfaatkan. Degradasi lingkungan yang diakibatkan oleh eksploitasi sumberdaya mineral, khususnya limbah padat yang berasal dari hasil penambangan dan pemprosesan mineral telah mengakibatkan berbagai dampak lingkungan, seperti ekosistem menjadi terganggu, pencemaran udara, tanah, dan air oleh mineral-mineral yangn berbahaya bagi kehidupan manusia maupun flora dan fauna. Lubang-lubang bekas penambangan serta pembukaan lapisan tanah yang subur pada saat penambangan dapat mengakibatkan daerah yang semula subur menjadi daerah yang tandus dan akan memerlukan waktu yang sangat lama untuk kembali kedalam kondisi semula. Polusi dan degradasi lingkungan akan terjadi pada semua tahap dalam aktivitas pertambangan, mulai dari tahap eksplorasi, tahap eksploitasi hingga tahap prosesing mineral serta semua aktivitas yang menyertainya dalam seluruh tahap tersebut, seperti penggunaan peralatan survei, bahan peledak, alat-alat berat, limbah mineral padat yang tidak dibutuhkan. 1. Tahap Eksplorasi Biasanya pada tahap eksplorasi di mulai dengan penyelidikan di permukaan bumi yang diawali dengan survei geofisika dipermukaan tanah serta survei udara, kemudian dilanjutkan dengan survei geokimia dengan metoda stream sediment sampling, soil sampling, rock sampling yang kemudian dilanjutkan dengan pemboran (drilling), pembuatan paritan (trenching), dan peledakan (blasting). Dampak yang ditimbukan pada tahap ini adalah pembukaan lahan-lahan yang tertutup tanaman, seperti dilingkungan hutan lindung, hutan suaka marga satwa, taman nasional dan lain sebagainya. Masuknya peralatan survei dan alat-alat berat ke lokasi penyelidikan di daerah yang di eksploritasi akan menimbulkan degradasi lingkungan serta terganggunya ekosistem daerah tersebut. Bekas-bekas lubang pemboran, pengupasan lapisan tanah oleh alat-alat berat dan aktivitas pekerjaan bawah tanah (underground) yang ditinggalkan setelah suatu penyelidikan eksplorasi selesai akan mengakibatkan degradasi lingkungan. 2. Tahap Eksploitasi/Penambangan Pada tahap ini yang terpenting dan perlu diperhatikan adalah ketika alat-alat berat mulai masuk kelokasi penambangan serta sejumlah besar material (limbah material padat), baik yang berasal dari batuan maupun pengupasan lapisan tanah untuk mendapatkan mineral-mineral yang 110 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ diinginkan; dimana limbah material padat ini harus dipindahkan ke lokasi-lokasi diluar lokasi tambang. Pengelolaan limbah padat yang berasal dari tahap eksploitasi/penambangan harus dikelola secara hati-hati sehingga dikemudian hari tidak menimbulkan dampak lingkungan yang berupa pencemaran, degradasi lingkungan dan polusi. 3. Tahap Pemprosesan Mineral Pembuangan limbah yang berasal dari pemrosesan mineral-mineral merupakan permasalahan yang sangat unik dan komplek. Pemrosesan mineral dapat terdiri dari pencucian untuk memisahkan lempung dan pasir, proses penggerusan, penggilingan dan pemisahan materialmaterial yang tidak ekonomis (limbah padat) lebih besar dibandingkan dengan material-material yang mempunyai nilai ekonomis, yaitu perbandingannya berkisar antara 10 : 90 atau bahkan mencapai 0,5 : 99,5, sehingga pada tahap ini volume limbah dari material yang tidak terpakai menjadi suatu masalah tersendiri. Dampak lingkungan yang sering kita jumpai pada tahap ini adalah mereka membuang limbah padat kedalam sungai yang kemudian dibawa oleh arus sungai dan akhirnya akan diendapkan di daerah daerah yang lebih rendah seperti dataran banjir. Contoh nyata adalah tambang tembaga Freeport di Papua yang membuang limbahnya di daerah hulu sungai ( upstream) dan pencemaran lingkungan terjadi didaerah muara (downstream). Dampak lain yang mungkin timbul dalam tahap ini adalah degradasi lingkungan akibat suara dan getaran yang berasal dari peledakan dinamit di daerah penambangan serta debu yang berasal dari lalu lintas alat-alat berat. Disamping hal tersebut, problem yang cukup serius adalah bekas-bekas saluran pembuangan (drainase) yang ditinggalkan di wilayah pertambangan, dimana air yang bersifat sangat asam dan mengandung unsur besi. Air yang berasal dari pertambangan seringkali mengandung tembaga (Cu) atau seng (Zn), dan apabila air tersebut masuk kedalam sungai, maka unsur Zn tidak baik bagi kehidupan ikan. Dalam teknik penambangan terdapat 3 (tiga) dampak lingkungan yang sangat khas, yaitu Hidraulicking, Dredging, dan Strip Mining. 1. Hidraulicking adalah sistem penambangan yang dilakukan dengan cara menyemprotkan air terhadap material yang akan ditambang. Pada sistem ini mineralmineral berat yang ditambang seperti emas akan tertinggal ditempatnya sedangkan material lempung dan pasir akan terbawa oleh air dan akan diendapkan di daerah yang rendah seperti di lembah-lembah sungai atau didaerah dataran banjir di sepanjang sungai. Adapun dampak yang dapat terjadi pada sistem penambangan ini adalah endapan-endapan material yang diendapkan oleh sungai akan menimbun daerah seperti daerah pertanian ataupun daerah pemukiman. 2. Dredging adalah sistem penambangan yang dilakukan dengan cara menggunakan mesin keruk. Umumnya dilakukan disepanjang pantai dan sungai, untuk mendapatkan bahan baku pasir dan kerikil sebagai bahan bangunan. Dampak dari sistem penambangan model ini umumnya adalah terjadinya kolam kolam air yang ada disepanjang sungai akibat pengerukan oleh mesin keruk. Degradasi lingkungan yang mungkin terjadi pada sistem penambangan dengan metoda ini adalah terganggunya sistem hidrologi air tanah. 3. Strip Mining adalah sistem penambangan yang dilakukan dengan cara mengupas lapisan tanah dan batuan yang menutupi lapisan batuan yang akan di tambang, seperti lapisan batubara. Adapun dampak dari sistem penambangan seperti ini adalah material tanah yang tidak terpakai hasil pengupasan sebagai limbah padat. Disamping itu lahan bekas penambangan mengalami degradasi, karena untuk dapat ditanami kembali akan memakan waktu yang lama, karena lapisan tanah yang subur sudah terkupas dan dampak lainnya adalah terganggunya sistem hidrologi tanah. 111 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Tahap Eksplorasi Tahap Eksploitasi Strip mining pada pertambangan batubara Pembangkit listrik energi batubara 5.4. Sumberdaya Energi 5.4.1 Jenis Sumberdaya Energi Sumberdaya energi adalah sumberdaya geologi yang dimanfaatkan sebagai penghasil energi. Sebagaimana kita ketahui bahwa beberapa jenis sumberdaya geologi yang terdapat di alam, baik secara langsung maupun tidak langsung yaitu dengan memanfaatkan ilmu dan teknologi dapat dirubah dan dikonversikan menjadi energi. Berikut adalah sumberdaya geologi yang dimanfaatkan sebagai peghasil energi, yaitu : (1). Minyakbumi; (2). Gas Alam (Liquid Natural Gas/LNG); (3). Batubara; (4). Panasbumi (Geothermal); (5). Air ; (6). Mineral Radioaktif ; (7). Angin; (8). Gelombang Air Laut; dan (9). Radiasi Matahari. Berikut ini adalah pemanfaatan sumberdaya energi dalam berbagai sektor, baik untuk energi listrik, industri, transportasi, rumah tinggal, dan lain-lain: 5.4.2 Sumberdaya Energi dan Dampak Lingkungan Pemanfaatan dan pengembangan sumberdaya energi dewasa ini telah berdampak terhadap degradasi lingkungan dan hal ini telah menjadi suatu kontroversi yang ramai dibicarakan oleh para ahli. Sebagaimana diketahui bahwa perkembangan permintaan energi dunia dari tahun ke tahun semakin meninngkat, baik untuk memenuhi kebutuhanindustri di negara negara maju maupun negara negara yang sedang berkembang, sementara cadangan sumberdaya energi adalah terbatas. 112 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Diversifikasi sumberdaya energi telah banyak dilakukan, terutama di negara-negara maju dengan pemakaian sumberdaya energi tidak pada satu sumberdaya saja, melainkan memakai sumberdaya yang berasal dari berbagai jenis sumberdaya geologi, seperti mineral-mineral radioaktif, sumberdaya panas bumi, gelombang air laut dan sebagainya. Tabel 5.12 Jenis Sumberdaya dan Kegunaan No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Jenis Sumberdaya Minyakbumi Gas Alam (Natural Liquid Gas) Batubara Panasbumi (Geothermal) Air Mineral Radiokatif Angin Gelombang Air Laut Radiasi Matahari Penggunaan Energi Listrik, Rumah Tinggal, Komersial, Industri, Transportasi, Export/ Import Energi Listrik, Rumah Tinggal, Komersial, Industri, Trasportasi Energi Listrik, Rumah Tinggal, Komersial, Industri, Transportasi, Export/ Import Energi Listrik, Rumah Tinggal dan Komersial Energi Listrik Energi Listrik Energi Listrik Energi Listrik Energi Listrik, Rumah Tinggal, Komersial Pemanfaatan sumberdaya geologi sebagai sumberdaya energi tentunya tidak terlepas dari pengaruh dampak lingkungan yang dapat ditimbulkannya. Sebagai contoh adalah sumberdaya air yang dimanfaatkan untuk pembangkit energi listrik dengan cara membangun bendungan (dam) sebagai reservoir air yang dipakai untuk memutar turbin dan memutar generator pembangkit listrik dapat menyebabkan degradasi lingkungan, terutama terjadinya sedimentasi pada reservoir air dalam bendungan. Berikut ini adalah pemanfaatan sumberdaya geologi untuk pembangkit energi : 1. Mineral radioaktif Yang termasuk dalam sumberdaya mineral radioaktif adalah mineral-mineral yang mengandung unsur-unsur Uranium (U235) dan Thorium (Th232). Reaktor nuklir yang beroperasi saat ini kebanyakan adalah reaktor nuklir yang menggunakan metoda “atomic fission”. Fission adalah suatu proses yang mendasarkan pada sifat unsur U235 yang dapat meluruh (terbelah) menjadi fragmen-fragmen ketika ditembaki oleh suatu partikel atom berat (neutron). Sebelum terjadi tabrakan, energi yang tersimpan di berbagai bagian atom dan pada saat terjadi pemisahan inti atom, energi ini dilepaskan. Dalam proses fission akan dihasilkan tambahan neutron. Tabrakan yang terjadi dengan atom U235 lainnya juga akan menghasilkan energi tambahan dan tabarakan antara neutron-neutron dengan unsur U235 lainnya dikenal sebagai reaksi berantai. Sebagai gambaran satu pon U235, melalui reaksi berantai tersebut akan menghasilkan energi yang setara dengan 1500 ton batubara. Sebagaimana diketahui bahwa dalam satu sample Uranium, komposisi unsur U235 hanya terdiri dari 0.7% bagian. Meskipun demikian dua isotop lainnya mampu menyediakan reaksi berantai secara buatan yaitu dengan memborbardir neutron pada unsur Th232 untuk menghasilkan U233 dan U238 akan menghasilkan Pt239. Di alam unsur Th232 dan U238 ratusan kali lebih banyak jumlahnya dibandingkan dengan U235, sehingga unsur-unsur tersebut digunakan sebagai bahan bakar dalam proses fission. Reaktor Nuklir secara umum bekerja dengan menggunakan Uranium sebagai bahan bakar dan air berfungsi sebagai pendinginnya. Fision melepaskan panas yang digunakan untuk 113 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ memanaskan air menjadi uap air yang sangat panas. Dan uap air inilah yang dipakai untuk menggerakkan turbin untuk menghasilkan energi listrik. Sebelum Uranium sampai di dalam suatu reaktor,suatu rangkaian kegiatan pendahuluan yang mungkin berdampak terhadap lingkungan harus dilakukan, yaitu mulai bijih Uranium tersebut di tambang maka penanganan harus dilakukan secara hati-hati. Pada tambang uranium dampak lingkungan yang sangat rawan adalah Gas Radon sebagai hasil ikutan yang berasal dari bijih uranium sebagai hasil disintegrasi mineral radioaktif. Udara serta bahan tambang lainnya yang tertinggal di daerah tambang dapat terhirup oleh para penambang, akan tetapi gas Radon lebih berbahaya dari pencemaran yang ada. Pemisahan bijih Uranium dari material pengikutnyanya juga memungkinkan melepaskan radiasi ke udara dan air yang digunakan dalam pemrosesan bijih Uranium. Permasalahan dan dampak lingkungan terhadap penggunaan energi radioaktif harus dilakukan secara hati-hati dan penanganan yang sangat ketat, mengingat kebocoran suatu reaktor nuklir dapat mengakibatkan bencana yang menakutkan. Oleh karena itu pembangunan suatu reaktor nuklir di suatu lokasi harus memperhatikan kondisi lingkungan yang ada disekitarnya. Apakah lokasinya aman?, Apakah terletak di tempat yang padat penduduknya? dsb. 2. Minyak dan gas alam Minyak dan gas alam adalah sumberdaya mineral yang berasal dari hidrokarbon yang dimanfaatkan sebagai energi. Minyak dan gas alam pada hakekatnya berasal dari material organik yang terperangkap dan terendapkan bersama-sama dengan material batuan sedimen yang kemudian dengan perjalanan waktu geologi, material organik ini akan mengalami perubahan menjadi minyak dan gas alam (hidrokarbon) oleh perubahan gradient geothermal. Energi yang berasal dari minyak dan gas alam adalah energi yang paling banyak dipakai oleh umat manusia dibumi saat ini. Hal ini disebabkan karena minyak dan gas bumi selain berbentuk cair dan gas juga mudah dialirkan dan dikemas untuk dikirim ke berbagai lokasi. Permasalahan yang dapat ditimbulkan dalam penggunaan minyak dan gasbumi adalah polusi udara, yaitu gas karbon monoksida dan timah hitam (Pb) yang ditimbulkan oleh hasil pembakaran minyak dan gasbumi. Gambar 5.14 Tambang minyak dan gas bumi lepas pantai 114 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ 3. Batubara Sebagaimana halnya dengan minyak dan gasbumi, batubara adalah mineral yang dapat dipergunakan sebagai penghasil energi. Genesa pembentukkannya hampir sama dengan minyak dan gasbumi, akan tetapi berbeda dalam hal material bahan baku batubara. Komposisi kimia batubara sama dengan komposisi minyakbumi, yaitu terdiri dari hidrokarbon, yaitu unsur Carbon, Hidrogen dan Oksigen. Energi yang berasal dari batubara banyak digunakan, baik dalam sektor industri berat, yaitu peleburan bijih besi (baja), sektor rumah tangga (sebagai pemanas ruangan), dan untuk pembangkit energi listrik. Permasalahan yang ditimbulkan dalam pemanfaatan sumberdaya batubara adalah terjadi pada semua tahapan, mulai dari tahap eksplorasi, tahap eksploitasi hingga tahap penggunaannya, seperti penggunaan peralatan survei dan alat-alat berat, limbah material padat yang berasal dari pengupasan lapisan tanah serta pencemaran udara berupa kandungan belerang yang dilepaskan oleh hasil pembakaran batubara pada pembangkit listrik, selain itu juga debu batubara (partikelpartikel halus) hasil pembakaran yang masuk ke udara. Gambar 5.15 Tambang batubara 4. Panasbumi Energi panasbumi pada dasarnya adalah energi panas yang berasal dari uap air atau dari suatu sistem hidrotermal. Energi panasbumi berasal dari panas yang ada di dalam bumi. Sebagaimana diketahui bahwa nilai rata-rata emisi termal/panasbumi sangat rendah sehingga secara praktis tidak bernilai. Gradient geothermal (panasbumi) akan meningkat seiring dengan kedalaman bumi dan rata-rata naik sebesar 10 Celcius per 55 meter. Hanya di kawasan gunungapi umumnya memiliki aliran panas yang tidak normal dan beberapa dapat digunakan sebagai sumber energi. Umumnya energi panasbumi yang dimanfaatkan untuk energi listrik diambil di daerah-daerah gunungapi yang sudah padam, seperti di Kamojang (Garut), di pegunungan Dieng-Wonosobo (Jawa Tengah) dan Gunung Salak, Sukabumi (Jawa Barat). Adapun negara-negara yang telah lebih dulu memanfaatkan energi panasbumi adalah New Zealand, Jepang, Mexico, Rusia, Amerika Serikat, Italia, dan beberapa negara lainnya. Permasalahan yang ditimbulkan dari pemanfaatan energi panasbumi adalah gas beracun yang biasanya berasal dari gunungapi, seperti nitrogen, asam sulfat, belerang dll. 115 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Gambar 5.16 Gambar atas mengilustrasikan konsep / model energi panas bumi yang ada di lingkungan gunungapi dan gambar bawah memperlihatkan model pembangkit listrik energi panasbumi (geothermal electric power plant). 5. Hidro-elektrik Pembangkit energi listrik yang berasal dari air dikenal dengan istilah hidro-elektrik. Pembangkit energi hidro-elektrik adalah suatu pembangkit energi yang memanfaatkan air untuk menghasilkan listrik. Berikut adalah beberapa jenis pembangkit listrik yang dihasilkan melalui pemanfaatan air: a. Bendungan. Hampir semua pembangkit listrik tenaga air berasal dari air sungai yang di bendung dan kemudian dialirkan kedalam turbin untuk memutar generator pembangkit listrik.. Energi yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga air (PLTA) umumnya bersih dan murah. Pada pembangkit listrik tenaga air yang berasal dari bendungan umumnya tidak terdapat limbah pembakaran dan dampak panas yang berarti. Dampak lingkungan yang ada adalah inundasi pada lembah lembah disekitar sungai, perubahan ekologi di daerah muara bendungan serta sedimentasi di dalam waduk yang berasal dari hulu sungai. 116 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ Gambar 5.17 Bendungan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) b. Pasang surut air laut. Pembangkit energi listrik dapat dihasilkan dari arus pasang surut air laut, khususnya di daerah pantai yang memiliki perubahan pasang surut yang cukup tinggi. Sistem pembangkit energi listrik di daerah pasang surut memerlukan suatu pematang (dike) yang menyerupai bendungan dan berfungsi sebagai penampung air laut yang masuk ke darat ketika air pasang. Air yang terperangkap di dalam pematang akan memiliki perbedaan tinggi muka air dengan tinggi muka air laut rata-rata sehingga air dapat di alirkan untuk memutar turbin yang dihubungkan dengan generator pembangkit listrik. Total produksi tenaga listrik yang dihasilkan dari pembangkit semacam ini di dunia diperkirakan mencapai sekitar 13.000 megawatt setara dengan 12 pembangkit energi yang menggunakan batubara dan energi nuklir. Salah satu contoh pembangkit energi listrik yang memanfaatkan air pasang–surut yang terbesar di dunia adalah di Range River Estuary, pantai Brittany, Perancis dan dibangun pada tahun 1966 dengan kapasitas 10 megawatt berasal dari 24 generator pembangkit listrik. Dampak lingkungan yang dapat terjadi pada pembangkit energi semacam ini sangat kecil, kalaupun ada yaitu ekologi yang ada di wilayah dimana pembangkit listrik itu berada. Gambar 5.18 Pemanfaatan pasang surut air laut untuk pembangkit energi listrik 117 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ c. Arus laut. Pembangkit energi listrik yang berasal dari arus laut belum banyak dikembangkan, umumnya masih dalam tahap percobaan. Pembangkit energi listrik yang memanfaatkan arus laut telah dilaksanakan di Amerika Serikat, yaitu di bagian Gulf Stream, pantai Florida dimana di daerah ini memungkinkan untuk dibuat pembangkit listrik yang berasal dari arus laut dan telah menghasilkan listrik sekitar 2000 megawatt atau setara dengan 2 pembangkit tenaga listrik modern. Untuk membangun suatu pembangkit listrik yang memanfaatkan arus laut diperlukan sebuah kapal yang diam dan dilengkapi dengan peralatan yang berkaitan dengan arus air laut yang dipakai untuk pembangkit listrik. 6. Angin Angin adalah sumberdaya alam yang sudah sejak lama dimanfaatkan oleh manusia sebagai sumberdaya energi. Sejak tahun 1880 hingga 1930 hampir sekitar 6 juta kincir angin dibangun di Amerika Serikat yang digunakan untuk memompa air dan pembangkit energi listrik dan saat ini hanya tersisa beberapa kincir angin saja. Pemerintah Amerika saat ini tengah menggalakkan kembali program penelitian pembangkit listrik yang menggunakan energi angin mengingat energi yang berasal dari minyak dan gas bumi tidak selamanya dapat memenuhi kebutuhannya yang terus meningkat. Sebagaimana diketahui bahwa energi yang berasal dari angin dapat dikatakan adalah energi yang ramah lingkungan, mengingat tidak menimbulkan dampak pencemaran dari penggunaan energi tersebut. 7. Radiasi matahari Secara eksperimen energi matahari telah dimanfaatkan untuk alat pemanas dan pendingin ruangan. Alat pendingin ruangan yang berasal dari radiasi matahari memerlukan 3 elemen utama, yaitu sebuah alat penerima panas, umumnya terdiri dari pipa berbentuk sinusoidal yang memotong panel logam atau kayu yang dicat dan mampu menyerap panas serta dibungkus dengan gelas untuk merubah panas seperti di rumah kaca. Elemen ke dua adalah suatu alat penyimpan panas dan elemen ke tiga adalah sistem perpipaan yang menyelubungi seluruh ruangan atau rumah sebagai saluran sirkulasi cairan untuk keperluan pemanasan. Energi yang berasal dari radiasi matahari juga merupakan energi yang ramah lingkungan dan sudah dikomersilkan untuk berbagai keperluan, seperti pemanas air dan pembangkit listrik. Adapun penggunaan energi radiasi matahari masih terbatas, terutama di daerah daerah yang sinar mataharinya cukup baik, terutama di wilayah sekitar khatulistiwa. 5.5 Sumberdaya Lahan Lahan dapat didefinisikan sebagai suatu ruang di permukaan bumi yang secara alamiah dibatasi oleh sifat-sifat fisik serta bentuk lahan tertentu. Sedangkan sumberdaya lahan adalah lahan yang didalamnya mengandung semua unsur sumberdaya, baik yang berada diatas maupun dibawah permukaan bumi. 5.5.1 Kriteria Peruntukan Lahan Faktor-faktor yang menentukan sumberdaya lahan adalah :a). Ketinggian / Elevasi ; b). Kelerengan; c). Jenis batuan; d). Jenis tanah ; e). Tutupan lahan ; f). Hidrologi ; g). Fauna dan flora ; h). Iklim dan posisi geografis ; i). Bencana alam. 118 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ a. Ketinggian / elevasi Ketinggian suatu lahan diukur/ dihitung dari tinggi muka air laut rata-rata, yaitu harga ratarata tinggi air laut pasang dan tinggi air laut surut. Di dunia ini pasang-surut air laut sangat bervariasi dan hal ini sangat ditentukan oleh posisi geografis dimana lahan tersebut berada. Sebagai contoh pasang-surut air laut di daerah Merauke, Papua bisa mencapai puluhan kilometer ke arah daratan, sedangkan di pulau Jawa pasang-surut air laut mencapai beberapa meter hingga ratusan meter ke arah daratan. Berdasarkan lokasinya, lahan dapat dikelompokkan ke dalam lahan pasang-surut, lahan pantai, lahan basah, lahan kering, lahan dataran rendah, lahan dataran tinggi, lahan perbukitan, dan lahan pegunungan. b. Kelerengan: Sebagaimana kita ketahui bahwa permukaan bumi pada kenyataannya tidaklah berbentuk dataran, akan tetapi ada tempat-tempat di permukaan bumi yang berbentuk bukit-bukit, lembah/ngarai, dataran, dan lautan. Perbedaan bentuk-bentuk bentang alam / relief muka bumi dapat dikelompokkan berdasarkan sudut lerengnya, yaitu (Tabel 5.13) : Tabel 5.13 Kelas Lereng dan Kesesuaian Lahan Kelerengan (%) 0 - 50 ( 0 – 3) % 5 - 150 (3 - 9) % Bentangalam Sifat-sifat dan Kesesuaian Lahan Cocok untuk pengembangan pemukiman dan pertanian. Sebagian wilayah dapat berpotensi terhadap bencana banjir dan drainase yang buruk Kurang sesuai untuk lapangan terbang, baik untuk industri berat. Irigasi terbatas, tetapi baik untuk dry farming, drainase baik dan cocok untuk pembangunan pemukiman/ perumahan. Cocok untuk cultivation, problem erosi cukup besar. Cocok untuk areal industri ringan, bangunan rendah / apartemen, komplek pemukiman dan fasilitas rekreasi. Cocok untuk areal rekreasi, tempat peristirahatan, daerah buffer tanaman hutan atau padang rumput. Daerah yang sesuai untuk tempat tinggal binatang buas, hutan dan padang rumput yang terbatas. Datar Landai 15 – 30 0 ( 9 –17) % 30 –50 0 17 –27) % >50% Bergelombang Terjal Sangat Terjal c. Jenis Batuan Jenis batuan yang menempati suatu lahan sangat ditentukan oleh kondisi geologi di mana lahan tersebut berada. Suatu lahan dapat berisi berbagai jenis batuan, baik batuan beku, sedimen, maupun metamorf atau batuan volkanik serta material rombakan dari batuanbatuan yang ada dipermukaan bumi. Sebagai contoh wilayah DKI – Jakarta secara umum didominasi oleh endapan gunungapi dan alluvial sungai, sedangkan wilayah kota Bogor didominasi oleh batuan hasil endapan gunungapi. Jenis-jenis batuan yang terdapat di dalam suatu lahan sangat menentukan potensi sumberdaya geologi yang terdapat pada lahan tersebut. Suatu lahan dapat memiliki potensi sumberdaya geologi yang besar (sumberdaya air, bahan galian, mineral industri, sumberdaya energi, dll) apabila di dalam lahan tersebut terdapat berbagai jenis sumberdaya geologi yang dapat dimanfaatkan bagi memenuhi 119 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ kebutuhan manusia. Suatu lahan dapat juga tidak memiliki sumberdaya geologi yang memadai bagi pemenuhan kebutuhan manusia yang ada di dalamnya. d. Jenis Tanah Pada hakekatnya tanah secara geologi merupakan hasil pelapukan batuan yang ada di permukaan bumi. Oleh karena itu jenis-jenis tanah yang ada di permukaan bumi sangat erat kaitannya dengan komposisi kimia-mineral batuan dasarnya. Berbagai macam jenis tanah seperti Laterit, Andosol, Latosol, Alluvial, Podsolik adalah jenis-jenis tanah hasil pelapukan dari jenis-jenis batuan tertentu. Jenis-jenis tanah yang menempati suatu lahan sangat menentukan terhadap jenis tanaman apa saja yang sesuai dengan jenis tanah tersebut. Oleh karena itu potensi suatu lahan terhadap peruntukannya sangat ditentukan oleh jenis tanah yang menempati lahan tersebut. Disamping itu daya dukung lahan untuk bangunan ditentukan oleh sifat-sifat keteknikan dari tanah dan batuan terhadap daya dukung bangunan, seperti kuat tekan, plastisitas, mekanika tanah dan batuan. e. Tutupan Lahan Tutupan lahan adalah segala jenis vegetasi maupun hasil budidaya manusia yang menmpati suatu lahan. Suatu lahan dapat ditempati oleh berbagai jenis vegetasi seperti hutan, semak belukar, kebun, sawah, tegalan, pemukiman (kota, kampung) bangunan (jalan, rel KA, bendungan, saluran irigasi dsb.). f. Hidrologi Hidrologi yang ada di dalam suatu lahan akan berpengaruh terhadap potensi sumberdaya lahan tersebut. Sumberdaya air yang terdapat dalam suatu lahan dapat berasal dari curah hujan, mata air, air run off (sungai), air bawah tanah (deep and shallow water), danau, dan air rawa. Potensi sumberdaya air di suatu lahan dapat ditentukan berdasarkan rumus hidrologi air, yaitu input–output. Ketersediaan sumberdaya air untuk memenuhi kebutuhan, baik manusia maupun fauna dan flora yang berada di dalam lahan tersebut sangatlah vital. Daya dukung suatu lahan terhadap kemampuan memenuhi kebutuhan sumberdaya air, baik bagi manusia serta semua mahluk hidup yang ada diatasnya sangatlah terbatas. Keterbatasan dayadukung suatu lahan untuk suatu peruntukan tertentu harus di perhitungkan dengan sebaik-baiknya, karena kemampuan lahan yang ada batasnya. g. Fauna dan Flora Fauna dan Flora yang terdapat di dalam suatu lahan merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sumberdaya yang dimiliki oleh lahan tersebut. Berbagai jenis binatang serta tumbuhan yang hidup secara alamiah di dalam suatu lahan merupakan sumberdaya dari suatu lahan. Oleh karena itu peruntukan suatu lahan untuk kepentingan tertentu haruslah dipertimbangkan aspek ekologi yang ada di dalam lahan tersebut serta untuk menjaga kelestarian fauna dan flora yang terdapat di dalamnya. h. Iklim dan Posisi Geografis Posisi geografis suatu lahan sangat menentukan kondisi iklim yang ada di lahan tersebut. Secara geografis suatu lahan dapat berada di tepi pantai, di pegunungan, di dataran tinggi, di gurun pasir atau suatu lahan dapat berada di wilayah tropis, sub tropis, arid, semi arid, dan di kutub. Ketinggian / elevasi suatu lahan juga mempengaruhi kondisi iklim suatu lahan, lahan yang secara geografis terletak pada posisi geografis yang sama, akan tetapi ketinggian / elevasi berbeda akan berbeda pula kondisi klimatologinya. Oleh karena itu letak ketinggian dan posisi geografis suatu lahan sangat menentukan kondisi iklim yang ada di lahan 120 Bab 5. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan -2008 _____________________________________________________________________________ tersebut, seperti temperatur rata-rata, curah hujan rata-rata, presipitasi, kelembaban, angin dan arah angin, kabut, awan dan sebagainya. i. Bencana geologi Bencana geologi adalah bencana alam yang terjadi sebagai akibat proses alamiah yang menimpa manusia yang berada di wilayah tersebut sehingga menimbulkan kerugian, baik kerugian material berupa harta benda ataupun korban jiwa. Bencana geologi dapat menimpa manusia karena kurang pedulinya manusia dalam memahami sifat-sifat dan karakter dari kondisi geologi setempat. Potensi bencana geologi yang terdapat di suatu lahan/wilayah sangat ditentukan oleh kondisi geologi yang menempati lahan/wilayah tersebut. Lahan yang berada di areal dataran dan berdekatan dengan bantaran sungai atau muara sungai akan berpotensi terkena bencana banjir, sedangkan lahan yang berada di daerah pegunungan akan berpotensi terhadap bencana longsoran dan erosi. Disamping itu kondisi geologi seperti jenis batuan, struktur geologi, dan patahan aktif serta seismisitas akan berpengaruh terhadap kemungkinan bencana geologi. Faktor-faktor lainnya yang mempengaruhi potensi bencana geologi adalah tutupan lahan, pemanfaatan lahan dan eksploitasi lahan yang melebihi daya dukung suatu lahan. 5.5.2 Peta Rencana Tata Ruang Wilayah Peta Rencana Tata Ruang Wilayah (Peta RTRW) adalah peta peruntukan lahan/fungsi lahan untuk berbagai kepentingan. Di Indonesia, peta RTRW dikelompokkan berdasarkan wilayah administrasinya, yaitu Peta RTRW Tingkat Nasional, Peta RTRW Tingkat Propinsi, dan Peta RTRW Tingkat Kabupaten/ Kota. Peta RTRW dibuat dengan tujuan sebagai rujukan dan arahan bagi semua pihak (pemerintah, swasta, masyarakat, dan perorangan) tanpa terkecuali dalam penggunaan dan pemanfaatan ruang wilayah dalam pembangunan. Dalam peta RTRW peruntukan lahan bagi aktivitas dan kegiatan diatur dalam zonasi atau kawasan sesuai dengan kaidah kaidah tataguna lahan yang mengacu pada faktor lingkungan fisik, ekonomi, sosial dan politik. Peta Rencana Tata Ruang Wilayah Kota adalah peta yang mengatur penggunaan lahan untuk berbagai peruntukan, seperti kawasan pemukiman, kawasan perdagangan dan bisnis, kawasan penyangga, kawasan taman terbuka hijau dan lain sebagainya. 121