16.49
emozzart
MISTERI PERUT BUMI : ULASAN SECARA ILMIAH, FAKTA, MITOS DAN CERITA FIKSI
EARTH theory, teori ini intinya memaknai bahwa Bumi dan seluruh planet di jagat raya ini tidaklah bebentuk bola penuh, melainkan bola berongga yang didalamnya mungkin saja terdapat spesies mahluk hidup lain. Hal ini mungkin saja terjadi karena mesin bor kita hanya mampu paling jauh saat ini mencapai 12.3 kilometer menembus bumi melalui proyek Kola Superdeep Borehole yang dilakukan di Rusia.
Bumi selalu dianggap berbentuk bulat dan mempunyai gravitasi yang sama di seluruh permukaannya. Kenyataannya tidak begitu. Karena massa di perut bumi memiliki kerapatan yang heterogen, maka terjadilah penyimpangan gaya gravitasi. Anomali itulah yang justru dicari para memburu minyak bumi dan para penambang. Untuk menggambarkan bentuk bumi, ada beberapa model yang dipakai, di antaranya dipilih bentuk ellipsoida dan digunakan asumsi bahwa densitas (kerapatan) bumi homogen. Padahal, kenyataannya, kerapatan massa bumi itu heterogen yang juga diliputi air, batuan leleh, minyak, dan gas. Di permukaan bumi ada gunung-gunung yang memendam magma, sebagiannya ditutupi lautan, dan di bawahnya bersembunyi cekungan minyak. Daerah-daerah tersebut gaya beratnya lebih rendah dibandingkan dengan permukaan atau lapisan bumi yang padat dan rapat.
Dengan ditemukannya kondisi itu, bentuk ellipsoid bumi yang ideal tadi memiliki jarak dengan bentuk geoid, yaitu model bumi yang mendekati bentuk bumi sesungguhnya. Secara praktis geoid dianggap berimpit dengan permukaan laut rata-rata pada saat keadaannya tenang dan tanpa gangguan cuaca. Jarak geoid terhadap ellipsoid itu—yang disebut undulasi geoid—jelas tidak sama di semua tempat, karena ketidakseragaman sebaran densitas massa bumi itu. Beda tinggi antara ellipsoid dan tinggi geoid sangatlah bervariasi dan besarnya bisa mencapai puluhan meter. Peta geoid dibuat berdasarkan pengukuran gaya berat bumi di setiap tempat menggunakan alat ukur yang disebut dengan gravimeter. Pengukuran itu dilakukan dengan mengacu pada jejaring berupa garis-garis sejajar dengan kerapatan tertentu, yang direncanakan di atas peta. Bagi kegiatan survei pemetaan, geoid digunakan untuk acuan tinggi rupa bumi atau topografi. Untuk keperluan aplikasi geodesi, geofisika, dan oseanografi dibutuhkan juga geoid dengan ketelitian yang tinggi. Hal ini dapat dilakukan dengan memadukan sistem global positioning system (GPS) yang dapat mengukur ketinggian permukaan bumi di mana pun dan kapan pun, serta tidak tergantung cuaca di seluruh permukaan bumi. Dalam bidang geodesi, informasi geoid yang teliti ini dipadukan dengan sistem GPS dalam penentuan tinggi ortometrik digunakan untuk berbagai keperluan praktis, seperti pembangunan infrastruktur bangunan, bendungan, dan saluran irigasi. Teknik pengukuran aerial gravitasi adalah menempatkan alat gravimeter di pesawat terbang yang mengudara dengan kecepatan, tinggi, dan arah tertentu, banyak digunakan setelah era GPS, karena memberi akurasi posisi yang sangat teliti. Adapun teknik pengukuran dari antariksa dengan menempatkan sensor gravitasi pada satelit, baru diterapkan pada era milenium ini dengan diluncurkannya satelit gravitasi, seperti Champ, Grace, dan Goce. Data gravitasi ini diaplikasikan antara lain untuk pencarian sumber daya alam, seperti mineral, hidrokarbon, gas, geotermal, dan hidrologi. Selain itu, juga untuk mengetahui deliniasi struktur bumi yang berhubungan dengan bencana alam, seperti patahan, tanah longsor, dan gunung api. Informasi geoid yang dibuat dari data gaya berat diperlukan untuk penerapan sistem tinggi dengan teknik satelit, seperti GPS, Galileo, dan Glossnas, serta unifikasi sistem tinggi untuk pemetaan serta menunjang penelitian kenaikan paras muka laut dan sirkulasi arus laut.
Di Indonesia
Pengukuran gaya berat di Indonesia, telah lama dilakukan oleh perusahaan minyak di Jawa dan Sumatera. Namun, cakupannya tergolong sempit. Data itu selama ini dirahasiakan perusahaan itu karena dapat mengungkap kondisi lapisan permukaan bumi yang memiliki cekungan minyak. Sementara itu, di luar Pulau Jawa dan Sumatera boleh dibilang hingga kini minim data gaya berat, bahkan Papua masih tergolong blank area. Penyediaan data gaya berat secara nasional untuk keperluan pembangunan di daerah dilakukan Bakosurtanal dengan menggandeng Denmark Technical University. Untuk mempercepat survei gravitasi ini dipilih wahana pesawat terbang, yang menurut Koordinator Survey Airborne Gravity Indonesia (SAGI) 2008, Fientje Kasenda, memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan survei di darat atau teresterial dan satelit. Dengan pesawat terbang jangkauan lebih luas dan cepat untuk medan yang berat, seperti hutan, pegunungan, dan perairan dangkal hingga pesisir. Selain itu juga memberikan kesinambungan data antara laut dan darat. Resolusi data lebih baik dibandingkan dengan satelit. Biaya yang dikeluarkan pun relatif lebih murah. Dalam program Bakosurtanal, SAGI tahap pertama dilakukan di seluruh Sulawesi, sebagai daerah yang memiliki topografi yang kompleks. Diharapkan survei gaya berat dan pembuatan peta seluruh Indonesia dapat diselesaikan pada tahun 2012
Ketika ilmuwan memayar (scan) di kedalaman bagian dalam bumi menemukan sebuah waduk raksasa di bawah Asia Timur, volume air di dalamnya setara dengan jumlah air di lautan Antartika atau lautan kutub utara. Yang tampak di sisi kiri gambar atas adalah sebuah gambar bidang singgung gambar sebelah kanan, menampakkan ketidaknormalan atenuasi (pelemahan) gelombang kejut dalam mesofer di kedalaman 620 mil di bawah tanah. Di antara kedua gambar tersebut, warna merah menerangkan lapisan batuan yang luar biasa lemah dan gembur, dan dianggap bagian dalamnya banyak mengandung air, sedangkan warna biru menerangkan batuan yang luar biasa keras (warna putih dan kuning terletak di tengah-tengah).
Untuk pertama kalinya manusia menemukan sistem air raksasa di mesosfer bagian dalam. Menurut laporan life science com, bahwa ketika memayar di kedalaman bagian dalam bumi, ilmuwan menemukan sebuah waduk raksasa di bawah Asia Timur, volume air di dalamnya setara dengan jumlah air di lautan Antartika atau lautan Kutub Utara. Ini adalah kali pertamanya manusia menemukan sebuah sistem air raksasa di mesofer bagian dalam. Temuan ini adalah hasil penelitian bersama ahli geologi dari Universitas Washington yakni Michael Wysession dengan Jesse Lawrence, mahasiswanya dari Universitas California, dan temuan ini akan dipublikasikan di monograf terbitan lembaga geofisika Amerika. Mereka berdua telah mengalisis bersama grafik gelombang kejut sebanyak hampir 600.000 bagian (catatan gelombang kejut yang muncul ketika gempa bumi melintasi bumi, dikumpulkan dari peralatan yang tersebar di berbagai daerah di dunia).
Mereka mendapati, bahwa gelombang gempa di bawah daratan Asia memperlihatkan fenomena yang lemah, selain itu kecepatannya juga sedikit melamban, Wysession mengatakan : “Air dapat memperlambat kecepatan gelombang gempa, sejumlah besar tanda-tanda melamban dan melemahnya hal tersebut dapat memprediksi di mana terdapat air.” Menurut perhitungan sebelumnya, bahwa ketika lapisan batuan dingin tenggelam ke dalam mesofer di bawah tanah sedalam ribuan km, suhu tinggi di kedalaman bawah tanah akan mengeluarkan uap air dalam lapisan batu tersebut.
Wysession menuturkan : “Itulah yang akan kami tunjukkan di sini, air dalam lapisan batuan tersebut tenggelam bersama lapisan batuan dasar laut dan air itu sangat dingin, namun seiring dengan membesarnya tingkat kedalaman, suhu akan mulai naik, dan lapisan batuan mulai tidak stabil, dan kehilangan air yang terkandung di dalamnya.” kemudian air mulai naik dan masuk ke daerah timbunan, dan di sana menjadi daerah jenuh air, namun di sana sekilas tampak tetap seperti lapisan batuan padat, dan hanya dengan meletakkannya dalam laboratorium Anda baru dapat menemukan air di dalamnya.” Meski sekilas mereka tampak seperti batuan padat, sebanyak 15 % dalam beberapa batuan dasar laut adalah air. Wysession menuturkan: “Konkretnya, air berada dalam struktur mineral batuan. Ketika Anda memanaskannya, ia akan menghilangkan air, sama seperti Anda membakar sepotong tanah liat, bisa menghilangkan semua air di dalamnya.” Peneliti memprediksikan, bahwa di daerah-daerah permukaan bumi yang diselimuti air, cukup 0.1 % lapisan batuan tenggelam ke dalam mesofer sudah bisa menghasilkan volume air yang setara dengan satu lautan Kutub Utara. Wysession menamakan struktur bawah tanah yang baru ini sebagai “Beijing abnormal”, sebab ia ditemukan di bawah Kota Beijing, China, yang nilai resesi gelombang gempanya terbesar. Pertama kali Wysession memakai istilah ini dalam sebuah penjelasannya di Universitas Beijing. Menurut Wysession : “Mereka merasa sangat menarik, ancaman gempa bumi China jauh lebih besar dibanding daerah lain di dunia, karena itu mereka sangat tertarik pada seismologi.” Sebanyak 70% permukaan bumi ditutupi oleh air, air-air ini memiliki banyak manfaatnya, satu di antaranya adalah memainkan peranan “pelicin” bagi pergerakan lempeng daratan. Coba lihat Venus, di mana menurut Wysession bagian dalamnya sangat panas dan ekstrem kering, ia tidak memiliki struktur lempeng, semua air yang ada mungkin telah di-evaporasi (menguap), tidak ada lempeng, dan seluruh sistemnya ditutup
Pelangi dari Perut Bumi
Perut bumi yang padat dan gelap telah menyembunyikan pesonanya selama jutaan masa. Oleh karenanya kita menjadi takjub tak terkira ketika batu warna-warni bak pelangi itu muncul ke permukaan. Di bawah cahaya sinar matahari, mereka seakan berlomba memamerkan keindahannya. Kepadatan perut bumi serta temperatur magma yang super panas telah menjadi salah satu biang sebab terjadinya kristal-kristal batu berharga. Di saat magma sedang sedang hot-hotnya, beberapa jenis kristal batu bahkan sudah mulai terbentuk. Mula-mula butir intan diikuti kemudian oleh yang lain. Melalui kegiatan vulkanik maupun tektonik, letusan gunung berapi ataupun gempa bumi, magma mendidih keluar dari dapurnya menuju ke permukaan, mencari hawa segar. Magma keluar mengendap-endap sampai akhirnya malah mengendap beneran. Seiring dengan perjalanannya terbentuklah berbagai batu mineral, di antaranya tergolong sebagai batu mulia, batu berharga, ratna mutu manikam. Mereka diantaranya adalah: Beryl, Chrysoberil, Corundum, Diamond, Fieldspar, Garnet, Jade, Lazurite, Peridot, Opal, Quartz, Spinel, Topaz, Tourmaline, Turquise dan Zircon.
Meskipun berlainan warna namun batu ruby dan sapphire sesungguhnya berasal dari satu jenis mineral yang sama yaitu corundum (Al2O3 atau Aluminium Oxide). Corundum terbentuk jauh di dalam perut bumi, lebih dari minus puluhan km dari tempat pohon biasa berdiri, pada suhu ribuan derajat celsius. Muncul ke permukaan dengan nebeng lahar yang muncrat atau ndledek akibat gunung terbatuk atau akibat bumi menggeliat. Hal ini dapat kita ketahui dari kehadirannya di daerah Srilangka (Ceylon), Madagascar, Kenya dan Tanzania. Daerah daerah tersebut satu sama lain memang bersaudara secara geologi. Selain itu corundum juga terdapat di Kashmir (India), Pakistan, Thailand, Kamboja, Burma, Afghanistan, Colombia, Montana (USA), China serta Australia.
Mineral Corundum terlihat hanya serupa kerikil, bukan seperti kerakal atau batu besar. Ditimang terasa mantap, padat dan berisi. Kerasnya minta ampun, berskala 9, terpaut hanya 1 point dibawah intan, batu terkeras sedunia. Sudah pasti ribuan kali lebih keras dibanding kuku jari yang cuma berskala 2,5 atau dibanding dengan layar kaca komputer yang hanya 5,5 maupun dengan topi baja yang berskala 6,5. Berat jenisnya mendekati angka 4, artinya seperempat gelas berisi corundum bobotnya setara dengan segelas penuh air pada suhu 4 derajat celsius. Bodinya sekel dan tahan banting, tidak rapuh seperti kapur tulis. Kristalnya bersegi-segi mirip model piramid mini (hexagonal/trigonal). Sosoknya dapat ditemukan baik dalam keadaan bening sebening embun maupun keruh sekeruh kali Ciliwung. Corundum aslinya tidak berwarna. Imbuhan unsur lain membuatnya terlihat merona merah atau menjadi lebam membiru dan sebagainya. Unsur pewarna seperti Chromium (Ce), Ferrum (Fe), Titanium (Ti) dan Nickel (Ni) telah menjadikannya demikian. Corundum putih yang kerasukan unsur pewarna tersebut akan berubah menjadi corundum berwarna. Keadaannya menjadi persis serupa es serut yang diguyur aneka syrup, menjadi terlihat manis dan bikin kita ngiler cleguken.
Istana di Perut Bumi
Selama ini kita mengenal Beirut, Lebanon, hanya sebagai daerah konflik dimana perang saudara meletus dan meluluhlantakan kota itu. Tapi tahukah anda di kota ‘panas’ itu ternyata menyimpan petualangan menantang langsung ke perut bumi. Sebuah goa kapur Jeita Gratto menawarkan sensasi masuk ke dalam perut Beirut. Kalau anda pernah menyaksikan film petualangan “Journey to the Center of the Earth” , mungkin mirip-mirip seperti itulah situasi Jeita Grotto. Indah luar biasa! Pesona Jeita Grotto membuatnya masuk sebagai salah satu finalis 7 Keajaiban Dunia. Pengumuman tujuh keajaiban dunia ini baru akan dilakukan New7Wonders Foundation pada 2011. Wisata goa Jeita Grotto sempat ditutup ketika perang saudara meletus tahun 1978, dan baru dibuka kembali pada 1995.
Goa bagian bawah dihuni pada zaman prasejarah tetapi ditemukan kembali pada tahun 1836 oleh Pendeta William Thomson. Tempat ini hanya dapat dikunjungi dengan perahu karena merupakan sungai bawah tanah yang menyediakan air minum bersih untuk penduduk Beirut. Sedang bagian atas goa ditemukan pada tahun 1958 oleh Lebanon speleologists. Lokasinya, 60 meter (200 ft) di atas goa terbawah, di sini wisatawan dapat berjalan-jalan melihat sekeliling. Ada ruang-ruang seperti kamar yang berhiaskan stalaktit. Ruang-ruang itu paling tinggiberukuran 120 m.
Jeita Grotto yang berlokasi di lembah Sungai Nahr al-Kalb, sekitar 20 km utara ibu kota Beirut, bak istana di perut bumi. Di sana ada ruang-ruang berhiaskan stalaktit yang indah. Situs itu terdiri atas dua gua kapur terpisah, yaitu gua bagian atas dan bagian bawah, tempat mengalirnya sungai bawah tanah sepanjang 6.230 meter (6,23 km). Sebuah jembatan semen memungkinkan para turis melintasi struktur mirip istana tersebut. Juga bisa disaksikan stalaktit maupun stalagmit berkilau yang terbentuk beberapa milenium lalu melalui tetesan air sehingga tercipta jalan setapak di sekitar batu karang yang sulit dihancurkan. Gua sepanjang 10 ribu meter (sekitar 33 ribu kaki) itu memiliki salah satu stalaktit terbesar di dunia yang menggantung 8,2 meter dari atap. Pesona Jeita Grotto mendunia. Gua peninggalan prasejarah tersebut setiap tahun dikunjungi rata-rata 280 ribu wisatawan.
Sumber Energi Panas dan sumber Listrik PLN dari Perut Bumi
Perut bumi ternyata menyimpan potensi listrik yang sangat besar. Interaksi panas yang dihasilkan magma dan kandungan air di antara lapisan batuan membentuk reservoir uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin dan membangkitkan listrik dari generator. Dari 50 ribu megawatt potensinya di seluruh dunia, sekitar 40 persennya berada di Indonesia. Tidak berbeda dengan pembangkit listrik lainnya yang bertenaga uap, gas, atau diesel, Pembangkit Listrik tenaga Panas Bumi (PLTP) menggunakan tekanan uap air untuk menggerakkan turbin. Hanya saja uap air yang dibutuhkan sudah diperoleh langsung dari perut bumi. “Seolah-olah terdapat boiler (perebus air) di dalam perut bumi,” kata Yuddy Setyo Wicaksono, general manager PT Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Kamojang. Uap air pada dasarnya terbentuk dari penguapan air di dalam perut Bumi. Energi panas yang dimiliki uap air berasal dari magma bertemperatur lebih dari 1.200 derajat Celcius. Panasnya mengalir melalui lapisan batuan kedap air di atasnya yang disebut bedrock. Di atas bedrock itulah terdapat lapisan aquifier berisi air yang berasal dari akumulasi rembesan air hujan. Air yang dipanaskan pada suhu tinggi cenderung menguap dan bergerak ke atas karena berat jenisnya menurun. Tapi, karena di atas lapisan aquifier terdapat lapisan caprock yang juga kedap air, maka uap air terkurung dan membentuk reservoir uap bertekanan tinggi. Saat dibuat lubang yang menembus lapisan batuan tersebut, uap akan memancar dengan tekanan antara 3,5 hingga 4 bar dan suhu 140 derajat Celcius. Aliran uap ini kemudian dialirkan melalui pipa-pipa dan diatur untuk menggerakkan turbin. Mula-mula aliran uap dialirkan ke dalam steam receiving header (penyimpan uap) yang mengatur alirannya agar konstan. Selanjutnya uap dialirkan ke bagian penyaring untuk memisahkan zat-zat padat, silika, dan bintik-bintik air yang terbawa sebagai cara menghindari terjadinya vibrasi, erosi, dan pembentukan kerak pada turbin. Uap yang sudah bersih digunakan untuk menggerakkan turbin. Putaran inilah yang akan menimbulkan interaksi elektromeganetik pada generator sehingga membangkitkan listrik. Pada kecepatan 3.000 rotasi per menit, proses ini menghasilkan listrik dengan arus tiga fasa, frekuensi 50 Hertz, dan tegangan 11,8 kilovolt.
Sekitar 3 persen produksi listriknya dipakai untuk memenuhi pasokan energi bagi sistem pembangkit dan fasilitas di sekitarnya. Sedangkan sebagian besar lainnya dikirimkan ke sistem interkoneksi PLN. Menggunakan transformator step up, arus listrik dinaikkan tegangannya hingga 150 kilovolt untuk dikirimkan melalui sambungan umum tegangan ekstra tinggi (SUTET). Agar turbin bekerja efisien, uap air harus segera dikondensasikan sempurna. Sekitar 70 persen uap air yang terkondensasi akan menguap selama proses pendinginan. Sedangkan 30 persen sisanya diinjeksikan kembali ke dalam tanah. Selain untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, tambahan air diharapkan dapat mengisi kembali pasokan reservoir. Tapi, bukan berarti pembangkitan listrik dengan panas Bumi tidak menghasilkan emisi gas berbahaya. Gas yang tidak terkondensasi harus diekstraksi agar kandungan karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan nitrogen yang dilepas ke atmosfer tidak membahayakan lingkungan. Meskipun demikian, emisi yang dihasilkan masih lebih rendah daripada pembangkit bertenaga fosil (batubara dan gas).
Menyimpan Energi di Perut Bumi
Sebuah perusahaan di Phoenix, Arizona yang bernama Southwest Solar Technologies kini menawarkan metode baru untuk menyimpan kelebihan energi listrik yang dihasilkan dari sebuah pembangkit energi terbarukan. Kelebihan energi tersebut akan digunakan untuk memompa udara ke dalam sebuah gua bawah tanah hingga tekanannya mencapai 157,5 kilogram per inchi persegi. Dengan tekanan sebesar ini, ketika kembali dibutuhkan, maka udara akan mengalir keluar dengan tekanan tinggi dan memutar turbin. Tetapi untuk mendapatkan tekanan yang jauh lebih tinggi, udara tersebut dipanaskan terlebih dahulu menggunakan piringan cermin yang memusatkan sinar matahari hingga tercapai pemanasan dengan suhu 1.700 derajat Celcius.
Sebenarnya teknologi penyimpanan energi listrik dengan metode ini bukanlah hal baru. Sebuah perushaan Alabama Electrical Cooperative telah melakukannya sejak tahun 2000. Hanya saja untuk memanaskan udara, digunakan bahan bakar gas alam. Dengan metode ini emisi gas rumah kaca masih dihasilkan. Ide yang dibawa Southwest Solar Technologies agak berbeda dengan yang dimiliki Alabama Electrical Cooperative. Metode yang dibawa Southwest Solar adalah menggabungkan pembangkit listrik bayu yang biasanya mengalami kelebihan energi pada malam hari dan menggunakannya pada saat siang hari. Hanya saja metode menyimpan energi dengan mengubahnya menjadi tekanan udara tidaklah mudah untuk diaplikasikan. Salah satu contohnya, lokasi pilot plant yang dimiliki Southwest Solar saja memiliki stuktur geologi yang kurang memadai untuk menyimpan udara di dalamnya.
Bumi selalu dianggap berbentuk bulat dan mempunyai gravitasi yang sama di seluruh permukaannya. Kenyataannya tidak begitu. Karena massa di perut bumi memiliki kerapatan yang heterogen, maka terjadilah penyimpangan gaya gravitasi. Anomali itulah yang justru dicari para memburu minyak bumi dan para penambang. Untuk menggambarkan bentuk bumi, ada beberapa model yang dipakai, di antaranya dipilih bentuk ellipsoida dan digunakan asumsi bahwa densitas (kerapatan) bumi homogen. Padahal, kenyataannya, kerapatan massa bumi itu heterogen yang juga diliputi air, batuan leleh, minyak, dan gas. Di permukaan bumi ada gunung-gunung yang memendam magma, sebagiannya ditutupi lautan, dan di bawahnya bersembunyi cekungan minyak. Daerah-daerah tersebut gaya beratnya lebih rendah dibandingkan dengan permukaan atau lapisan bumi yang padat dan rapat.
Dengan ditemukannya kondisi itu, bentuk ellipsoid bumi yang ideal tadi memiliki jarak dengan bentuk geoid, yaitu model bumi yang mendekati bentuk bumi sesungguhnya. Secara praktis geoid dianggap berimpit dengan permukaan laut rata-rata pada saat keadaannya tenang dan tanpa gangguan cuaca. Jarak geoid terhadap ellipsoid itu—yang disebut undulasi geoid—jelas tidak sama di semua tempat, karena ketidakseragaman sebaran densitas massa bumi itu. Beda tinggi antara ellipsoid dan tinggi geoid sangatlah bervariasi dan besarnya bisa mencapai puluhan meter. Peta geoid dibuat berdasarkan pengukuran gaya berat bumi di setiap tempat menggunakan alat ukur yang disebut dengan gravimeter. Pengukuran itu dilakukan dengan mengacu pada jejaring berupa garis-garis sejajar dengan kerapatan tertentu, yang direncanakan di atas peta. Bagi kegiatan survei pemetaan, geoid digunakan untuk acuan tinggi rupa bumi atau topografi. Untuk keperluan aplikasi geodesi, geofisika, dan oseanografi dibutuhkan juga geoid dengan ketelitian yang tinggi. Hal ini dapat dilakukan dengan memadukan sistem global positioning system (GPS) yang dapat mengukur ketinggian permukaan bumi di mana pun dan kapan pun, serta tidak tergantung cuaca di seluruh permukaan bumi. Dalam bidang geodesi, informasi geoid yang teliti ini dipadukan dengan sistem GPS dalam penentuan tinggi ortometrik digunakan untuk berbagai keperluan praktis, seperti pembangunan infrastruktur bangunan, bendungan, dan saluran irigasi. Teknik pengukuran aerial gravitasi adalah menempatkan alat gravimeter di pesawat terbang yang mengudara dengan kecepatan, tinggi, dan arah tertentu, banyak digunakan setelah era GPS, karena memberi akurasi posisi yang sangat teliti. Adapun teknik pengukuran dari antariksa dengan menempatkan sensor gravitasi pada satelit, baru diterapkan pada era milenium ini dengan diluncurkannya satelit gravitasi, seperti Champ, Grace, dan Goce. Data gravitasi ini diaplikasikan antara lain untuk pencarian sumber daya alam, seperti mineral, hidrokarbon, gas, geotermal, dan hidrologi. Selain itu, juga untuk mengetahui deliniasi struktur bumi yang berhubungan dengan bencana alam, seperti patahan, tanah longsor, dan gunung api. Informasi geoid yang dibuat dari data gaya berat diperlukan untuk penerapan sistem tinggi dengan teknik satelit, seperti GPS, Galileo, dan Glossnas, serta unifikasi sistem tinggi untuk pemetaan serta menunjang penelitian kenaikan paras muka laut dan sirkulasi arus laut.
Di Indonesia
Pengukuran gaya berat di Indonesia, telah lama dilakukan oleh perusahaan minyak di Jawa dan Sumatera. Namun, cakupannya tergolong sempit. Data itu selama ini dirahasiakan perusahaan itu karena dapat mengungkap kondisi lapisan permukaan bumi yang memiliki cekungan minyak. Sementara itu, di luar Pulau Jawa dan Sumatera boleh dibilang hingga kini minim data gaya berat, bahkan Papua masih tergolong blank area. Penyediaan data gaya berat secara nasional untuk keperluan pembangunan di daerah dilakukan Bakosurtanal dengan menggandeng Denmark Technical University. Untuk mempercepat survei gravitasi ini dipilih wahana pesawat terbang, yang menurut Koordinator Survey Airborne Gravity Indonesia (SAGI) 2008, Fientje Kasenda, memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan survei di darat atau teresterial dan satelit. Dengan pesawat terbang jangkauan lebih luas dan cepat untuk medan yang berat, seperti hutan, pegunungan, dan perairan dangkal hingga pesisir. Selain itu juga memberikan kesinambungan data antara laut dan darat. Resolusi data lebih baik dibandingkan dengan satelit. Biaya yang dikeluarkan pun relatif lebih murah. Dalam program Bakosurtanal, SAGI tahap pertama dilakukan di seluruh Sulawesi, sebagai daerah yang memiliki topografi yang kompleks. Diharapkan survei gaya berat dan pembuatan peta seluruh Indonesia dapat diselesaikan pada tahun 2012
Ketika ilmuwan memayar (scan) di kedalaman bagian dalam bumi menemukan sebuah waduk raksasa di bawah Asia Timur, volume air di dalamnya setara dengan jumlah air di lautan Antartika atau lautan kutub utara. Yang tampak di sisi kiri gambar atas adalah sebuah gambar bidang singgung gambar sebelah kanan, menampakkan ketidaknormalan atenuasi (pelemahan) gelombang kejut dalam mesofer di kedalaman 620 mil di bawah tanah. Di antara kedua gambar tersebut, warna merah menerangkan lapisan batuan yang luar biasa lemah dan gembur, dan dianggap bagian dalamnya banyak mengandung air, sedangkan warna biru menerangkan batuan yang luar biasa keras (warna putih dan kuning terletak di tengah-tengah).
Untuk pertama kalinya manusia menemukan sistem air raksasa di mesosfer bagian dalam. Menurut laporan life science com, bahwa ketika memayar di kedalaman bagian dalam bumi, ilmuwan menemukan sebuah waduk raksasa di bawah Asia Timur, volume air di dalamnya setara dengan jumlah air di lautan Antartika atau lautan Kutub Utara. Ini adalah kali pertamanya manusia menemukan sebuah sistem air raksasa di mesofer bagian dalam. Temuan ini adalah hasil penelitian bersama ahli geologi dari Universitas Washington yakni Michael Wysession dengan Jesse Lawrence, mahasiswanya dari Universitas California, dan temuan ini akan dipublikasikan di monograf terbitan lembaga geofisika Amerika. Mereka berdua telah mengalisis bersama grafik gelombang kejut sebanyak hampir 600.000 bagian (catatan gelombang kejut yang muncul ketika gempa bumi melintasi bumi, dikumpulkan dari peralatan yang tersebar di berbagai daerah di dunia).
Mereka mendapati, bahwa gelombang gempa di bawah daratan Asia memperlihatkan fenomena yang lemah, selain itu kecepatannya juga sedikit melamban, Wysession mengatakan : “Air dapat memperlambat kecepatan gelombang gempa, sejumlah besar tanda-tanda melamban dan melemahnya hal tersebut dapat memprediksi di mana terdapat air.” Menurut perhitungan sebelumnya, bahwa ketika lapisan batuan dingin tenggelam ke dalam mesofer di bawah tanah sedalam ribuan km, suhu tinggi di kedalaman bawah tanah akan mengeluarkan uap air dalam lapisan batu tersebut.
Wysession menuturkan : “Itulah yang akan kami tunjukkan di sini, air dalam lapisan batuan tersebut tenggelam bersama lapisan batuan dasar laut dan air itu sangat dingin, namun seiring dengan membesarnya tingkat kedalaman, suhu akan mulai naik, dan lapisan batuan mulai tidak stabil, dan kehilangan air yang terkandung di dalamnya.” kemudian air mulai naik dan masuk ke daerah timbunan, dan di sana menjadi daerah jenuh air, namun di sana sekilas tampak tetap seperti lapisan batuan padat, dan hanya dengan meletakkannya dalam laboratorium Anda baru dapat menemukan air di dalamnya.” Meski sekilas mereka tampak seperti batuan padat, sebanyak 15 % dalam beberapa batuan dasar laut adalah air. Wysession menuturkan: “Konkretnya, air berada dalam struktur mineral batuan. Ketika Anda memanaskannya, ia akan menghilangkan air, sama seperti Anda membakar sepotong tanah liat, bisa menghilangkan semua air di dalamnya.” Peneliti memprediksikan, bahwa di daerah-daerah permukaan bumi yang diselimuti air, cukup 0.1 % lapisan batuan tenggelam ke dalam mesofer sudah bisa menghasilkan volume air yang setara dengan satu lautan Kutub Utara. Wysession menamakan struktur bawah tanah yang baru ini sebagai “Beijing abnormal”, sebab ia ditemukan di bawah Kota Beijing, China, yang nilai resesi gelombang gempanya terbesar. Pertama kali Wysession memakai istilah ini dalam sebuah penjelasannya di Universitas Beijing. Menurut Wysession : “Mereka merasa sangat menarik, ancaman gempa bumi China jauh lebih besar dibanding daerah lain di dunia, karena itu mereka sangat tertarik pada seismologi.” Sebanyak 70% permukaan bumi ditutupi oleh air, air-air ini memiliki banyak manfaatnya, satu di antaranya adalah memainkan peranan “pelicin” bagi pergerakan lempeng daratan. Coba lihat Venus, di mana menurut Wysession bagian dalamnya sangat panas dan ekstrem kering, ia tidak memiliki struktur lempeng, semua air yang ada mungkin telah di-evaporasi (menguap), tidak ada lempeng, dan seluruh sistemnya ditutup
Pelangi dari Perut Bumi
Perut bumi yang padat dan gelap telah menyembunyikan pesonanya selama jutaan masa. Oleh karenanya kita menjadi takjub tak terkira ketika batu warna-warni bak pelangi itu muncul ke permukaan. Di bawah cahaya sinar matahari, mereka seakan berlomba memamerkan keindahannya. Kepadatan perut bumi serta temperatur magma yang super panas telah menjadi salah satu biang sebab terjadinya kristal-kristal batu berharga. Di saat magma sedang sedang hot-hotnya, beberapa jenis kristal batu bahkan sudah mulai terbentuk. Mula-mula butir intan diikuti kemudian oleh yang lain. Melalui kegiatan vulkanik maupun tektonik, letusan gunung berapi ataupun gempa bumi, magma mendidih keluar dari dapurnya menuju ke permukaan, mencari hawa segar. Magma keluar mengendap-endap sampai akhirnya malah mengendap beneran. Seiring dengan perjalanannya terbentuklah berbagai batu mineral, di antaranya tergolong sebagai batu mulia, batu berharga, ratna mutu manikam. Mereka diantaranya adalah: Beryl, Chrysoberil, Corundum, Diamond, Fieldspar, Garnet, Jade, Lazurite, Peridot, Opal, Quartz, Spinel, Topaz, Tourmaline, Turquise dan Zircon.
Meskipun berlainan warna namun batu ruby dan sapphire sesungguhnya berasal dari satu jenis mineral yang sama yaitu corundum (Al2O3 atau Aluminium Oxide). Corundum terbentuk jauh di dalam perut bumi, lebih dari minus puluhan km dari tempat pohon biasa berdiri, pada suhu ribuan derajat celsius. Muncul ke permukaan dengan nebeng lahar yang muncrat atau ndledek akibat gunung terbatuk atau akibat bumi menggeliat. Hal ini dapat kita ketahui dari kehadirannya di daerah Srilangka (Ceylon), Madagascar, Kenya dan Tanzania. Daerah daerah tersebut satu sama lain memang bersaudara secara geologi. Selain itu corundum juga terdapat di Kashmir (India), Pakistan, Thailand, Kamboja, Burma, Afghanistan, Colombia, Montana (USA), China serta Australia.
Mineral Corundum terlihat hanya serupa kerikil, bukan seperti kerakal atau batu besar. Ditimang terasa mantap, padat dan berisi. Kerasnya minta ampun, berskala 9, terpaut hanya 1 point dibawah intan, batu terkeras sedunia. Sudah pasti ribuan kali lebih keras dibanding kuku jari yang cuma berskala 2,5 atau dibanding dengan layar kaca komputer yang hanya 5,5 maupun dengan topi baja yang berskala 6,5. Berat jenisnya mendekati angka 4, artinya seperempat gelas berisi corundum bobotnya setara dengan segelas penuh air pada suhu 4 derajat celsius. Bodinya sekel dan tahan banting, tidak rapuh seperti kapur tulis. Kristalnya bersegi-segi mirip model piramid mini (hexagonal/trigonal). Sosoknya dapat ditemukan baik dalam keadaan bening sebening embun maupun keruh sekeruh kali Ciliwung. Corundum aslinya tidak berwarna. Imbuhan unsur lain membuatnya terlihat merona merah atau menjadi lebam membiru dan sebagainya. Unsur pewarna seperti Chromium (Ce), Ferrum (Fe), Titanium (Ti) dan Nickel (Ni) telah menjadikannya demikian. Corundum putih yang kerasukan unsur pewarna tersebut akan berubah menjadi corundum berwarna. Keadaannya menjadi persis serupa es serut yang diguyur aneka syrup, menjadi terlihat manis dan bikin kita ngiler cleguken.
Istana di Perut Bumi
Selama ini kita mengenal Beirut, Lebanon, hanya sebagai daerah konflik dimana perang saudara meletus dan meluluhlantakan kota itu. Tapi tahukah anda di kota ‘panas’ itu ternyata menyimpan petualangan menantang langsung ke perut bumi. Sebuah goa kapur Jeita Gratto menawarkan sensasi masuk ke dalam perut Beirut. Kalau anda pernah menyaksikan film petualangan “Journey to the Center of the Earth” , mungkin mirip-mirip seperti itulah situasi Jeita Grotto. Indah luar biasa! Pesona Jeita Grotto membuatnya masuk sebagai salah satu finalis 7 Keajaiban Dunia. Pengumuman tujuh keajaiban dunia ini baru akan dilakukan New7Wonders Foundation pada 2011. Wisata goa Jeita Grotto sempat ditutup ketika perang saudara meletus tahun 1978, dan baru dibuka kembali pada 1995.
Goa bagian bawah dihuni pada zaman prasejarah tetapi ditemukan kembali pada tahun 1836 oleh Pendeta William Thomson. Tempat ini hanya dapat dikunjungi dengan perahu karena merupakan sungai bawah tanah yang menyediakan air minum bersih untuk penduduk Beirut. Sedang bagian atas goa ditemukan pada tahun 1958 oleh Lebanon speleologists. Lokasinya, 60 meter (200 ft) di atas goa terbawah, di sini wisatawan dapat berjalan-jalan melihat sekeliling. Ada ruang-ruang seperti kamar yang berhiaskan stalaktit. Ruang-ruang itu paling tinggiberukuran 120 m.
Jeita Grotto yang berlokasi di lembah Sungai Nahr al-Kalb, sekitar 20 km utara ibu kota Beirut, bak istana di perut bumi. Di sana ada ruang-ruang berhiaskan stalaktit yang indah. Situs itu terdiri atas dua gua kapur terpisah, yaitu gua bagian atas dan bagian bawah, tempat mengalirnya sungai bawah tanah sepanjang 6.230 meter (6,23 km). Sebuah jembatan semen memungkinkan para turis melintasi struktur mirip istana tersebut. Juga bisa disaksikan stalaktit maupun stalagmit berkilau yang terbentuk beberapa milenium lalu melalui tetesan air sehingga tercipta jalan setapak di sekitar batu karang yang sulit dihancurkan. Gua sepanjang 10 ribu meter (sekitar 33 ribu kaki) itu memiliki salah satu stalaktit terbesar di dunia yang menggantung 8,2 meter dari atap. Pesona Jeita Grotto mendunia. Gua peninggalan prasejarah tersebut setiap tahun dikunjungi rata-rata 280 ribu wisatawan.
Sumber Energi Panas dan sumber Listrik PLN dari Perut Bumi
Perut bumi ternyata menyimpan potensi listrik yang sangat besar. Interaksi panas yang dihasilkan magma dan kandungan air di antara lapisan batuan membentuk reservoir uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin dan membangkitkan listrik dari generator. Dari 50 ribu megawatt potensinya di seluruh dunia, sekitar 40 persennya berada di Indonesia. Tidak berbeda dengan pembangkit listrik lainnya yang bertenaga uap, gas, atau diesel, Pembangkit Listrik tenaga Panas Bumi (PLTP) menggunakan tekanan uap air untuk menggerakkan turbin. Hanya saja uap air yang dibutuhkan sudah diperoleh langsung dari perut bumi. “Seolah-olah terdapat boiler (perebus air) di dalam perut bumi,” kata Yuddy Setyo Wicaksono, general manager PT Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Kamojang. Uap air pada dasarnya terbentuk dari penguapan air di dalam perut Bumi. Energi panas yang dimiliki uap air berasal dari magma bertemperatur lebih dari 1.200 derajat Celcius. Panasnya mengalir melalui lapisan batuan kedap air di atasnya yang disebut bedrock. Di atas bedrock itulah terdapat lapisan aquifier berisi air yang berasal dari akumulasi rembesan air hujan. Air yang dipanaskan pada suhu tinggi cenderung menguap dan bergerak ke atas karena berat jenisnya menurun. Tapi, karena di atas lapisan aquifier terdapat lapisan caprock yang juga kedap air, maka uap air terkurung dan membentuk reservoir uap bertekanan tinggi. Saat dibuat lubang yang menembus lapisan batuan tersebut, uap akan memancar dengan tekanan antara 3,5 hingga 4 bar dan suhu 140 derajat Celcius. Aliran uap ini kemudian dialirkan melalui pipa-pipa dan diatur untuk menggerakkan turbin. Mula-mula aliran uap dialirkan ke dalam steam receiving header (penyimpan uap) yang mengatur alirannya agar konstan. Selanjutnya uap dialirkan ke bagian penyaring untuk memisahkan zat-zat padat, silika, dan bintik-bintik air yang terbawa sebagai cara menghindari terjadinya vibrasi, erosi, dan pembentukan kerak pada turbin. Uap yang sudah bersih digunakan untuk menggerakkan turbin. Putaran inilah yang akan menimbulkan interaksi elektromeganetik pada generator sehingga membangkitkan listrik. Pada kecepatan 3.000 rotasi per menit, proses ini menghasilkan listrik dengan arus tiga fasa, frekuensi 50 Hertz, dan tegangan 11,8 kilovolt.
Sekitar 3 persen produksi listriknya dipakai untuk memenuhi pasokan energi bagi sistem pembangkit dan fasilitas di sekitarnya. Sedangkan sebagian besar lainnya dikirimkan ke sistem interkoneksi PLN. Menggunakan transformator step up, arus listrik dinaikkan tegangannya hingga 150 kilovolt untuk dikirimkan melalui sambungan umum tegangan ekstra tinggi (SUTET). Agar turbin bekerja efisien, uap air harus segera dikondensasikan sempurna. Sekitar 70 persen uap air yang terkondensasi akan menguap selama proses pendinginan. Sedangkan 30 persen sisanya diinjeksikan kembali ke dalam tanah. Selain untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, tambahan air diharapkan dapat mengisi kembali pasokan reservoir. Tapi, bukan berarti pembangkitan listrik dengan panas Bumi tidak menghasilkan emisi gas berbahaya. Gas yang tidak terkondensasi harus diekstraksi agar kandungan karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan nitrogen yang dilepas ke atmosfer tidak membahayakan lingkungan. Meskipun demikian, emisi yang dihasilkan masih lebih rendah daripada pembangkit bertenaga fosil (batubara dan gas).
Menyimpan Energi di Perut Bumi
Sebuah perusahaan di Phoenix, Arizona yang bernama Southwest Solar Technologies kini menawarkan metode baru untuk menyimpan kelebihan energi listrik yang dihasilkan dari sebuah pembangkit energi terbarukan. Kelebihan energi tersebut akan digunakan untuk memompa udara ke dalam sebuah gua bawah tanah hingga tekanannya mencapai 157,5 kilogram per inchi persegi. Dengan tekanan sebesar ini, ketika kembali dibutuhkan, maka udara akan mengalir keluar dengan tekanan tinggi dan memutar turbin. Tetapi untuk mendapatkan tekanan yang jauh lebih tinggi, udara tersebut dipanaskan terlebih dahulu menggunakan piringan cermin yang memusatkan sinar matahari hingga tercapai pemanasan dengan suhu 1.700 derajat Celcius.
Sebenarnya teknologi penyimpanan energi listrik dengan metode ini bukanlah hal baru. Sebuah perushaan Alabama Electrical Cooperative telah melakukannya sejak tahun 2000. Hanya saja untuk memanaskan udara, digunakan bahan bakar gas alam. Dengan metode ini emisi gas rumah kaca masih dihasilkan. Ide yang dibawa Southwest Solar Technologies agak berbeda dengan yang dimiliki Alabama Electrical Cooperative. Metode yang dibawa Southwest Solar adalah menggabungkan pembangkit listrik bayu yang biasanya mengalami kelebihan energi pada malam hari dan menggunakannya pada saat siang hari. Hanya saja metode menyimpan energi dengan mengubahnya menjadi tekanan udara tidaklah mudah untuk diaplikasikan. Salah satu contohnya, lokasi pilot plant yang dimiliki Southwest Solar saja memiliki stuktur geologi yang kurang memadai untuk menyimpan udara di dalamnya.
Posted in: Secret Phenomena
