Genesis Panas Bumi

Prospek panas bumi utama di Indonesia berada di lingkungan gunung api aktif dan gunung api tua berumur Kuarter yang sudah tidak aktif. Prospek panas bumi yang berkaitan dengan gunung api aktif umumnya mempunyai temperatur tinggi, kandungan gas magmatik yang cukup besar, dan permeabilitas bawah permukaan relatif kecil. Sedangkan panas bumi yang berkaitan dengan gunung api tua memiliki daerah prospek yang luas, dan permeabilitas reservoir yang lebih besar akibat berkembangnya struktur geologi. 

Bumi terdiri dari empat lapisan utama, masing-masing memiliki perbedaan komposisi, fungsi, dan temperatur. Empat lapisan tersebut adalah kerak bumi, mantle, outer core dan inner core. Temperatur pada mantle 150^oC – 370^oC dapat mengakibatkan mantle mancair menjadi magma. Pada lapisan kerak bumi terdapat gradien geotermal, yaitu kenaikan temperatur dengan semakin besarnya kedalaman. Gradien geotermal rata-rata 2,5^oC – 3^oC setiap kedalaman 100 m dan sangat tinggi pada daerah potensi panas bumi. 

Konsep dasar pembentukan sistem panas dapat berdasarkan teori tektonik lempeng, yaitu sebaran panas bumi terkait dengan terjadinya penunjaman Model dan tipe mineralisasi emas pada beberapa lokasi tambang di Indonesia akibat tabrakan antar lempeng, serta adanya pemekaran lempeng, yang menghasilkan busur magmatik atau vulkanik, dan munculnya jajaran gunung api. Daerah magmatik dan vulkanik di Indonesia sepanjang bagian barat Sumatra, bagian selatan Jawa, memanjang ke daerah Nusa Tenggara dan Maluku, serta busur vulkanik di Sulawesi dan Maluku Utara, mempunyai potensi panas bumi besar.

Penunjaman lempeng menghasilkan aliran panas (www.geosci.usyd.edu.au)

Di Sulawesi sebagian panas bumi berasosiasi dengan keberadaan pluton sebagai sumber panas. Penunjaman lempeng menghasilkan aliran panas yang besar di bawah permukaan, mengakibatkan terjadinya perubahan tekanan dan temperatur. Aliran panas merambat secara konduksi pada batuan dan merambat secara konveksi melalui fluida ke permukaan membentuk transfer panas berupa arus konveksi. 

Dalam pembentukan sistem panas bumi diperlukan sumber panas, reservoir, dan fluida untuk menghasilkan akumulasi energi. Sumber panas pada umumnya berupa sisa magma atau tubuh plutonik seperti batolit. Sedangkan reservoir panas bumi merupakan wadah di bawah permukaan yang bersifat sarang dan berdaya lulus terhadap fluida, dapat menyimpan fluida panas (hidrotermal), serta mempunyai temperatur dan tekanan tinggi dari sistem panas bumi.

Model tentatif sistem panas bumi daerah Arjuno–Welirang (Badan Geologi)

Gaya gravitasi mempengaruhi fluida yang dingin untuk bergerak ke bawah, dan apabila mengalami kontak dengan sumber panas atau batuan penghantar panas berubah menjadi fluida panas yang memiliki berat jenis yang lebih ringan. Sebagai akibatnya fluida panas tersebut naik kembali ke arah permukaan dan mengubah/mengalterasi komposisi batuan sekitar yang dilewati, serta mengendapkan mineral mineral pada pori batuan, kekar, dan patahan. Di antara mineral yang diendapkan tersebut sebagian mempunyai nilai ekonomis, seperti emas, perak, dan logam dasar. Aliran fluida panas dapat mencapai permukaan tanah, muncul sebagai manifestasi panas bumi. Munculnya manifestasi panas bumi ke permukaan umumnya dipengaruhi oleh adanya struktur geologi.

Batuan penudung (clay cap) merupakan lapisan tidak lulus air (impermeable) yang berfungsi menahan fluida panas untuk tidak bergerak ke permukaan. Lapisan tudung berupa lapisan lempung atau batuan impermeable yang lain. Lempung sebagai lapisan tudung bisa merupakan hasil ubahan/alterasi oleh aktivitas hidrotermal yang membentuk zona alterasi berupa argilik/lempung.

Manifestasi panas bumi terdiri dari mata air panas, tanah panas, kolam air panas, lumpur panas, fumarol/solfatar, sinter, geyser, dan alterasi. Mata air panas, adalah tempat keluarnya air tanah melalui celah-celah atau rekahan batuan secara alami yang memiliki suhu lebih tinggi dari suhu badan atau udara sekitarnya. Biasanya memiliki komposisi kimia yang beragam, dapat dikelompokkan menjadi tipe air panas sulfat, klorida, dan bikarbonat. Tanah panas, adalah manifestasi panas bumi berupa tanah panas beruap. Uapnya berasal dari air panas yang tertutupi lapisan tanah. Kolam air panas, terbentuk karena adanya aliran air panas ke permukaan, membentuk kolam dengan suhu di bawah titik didih, biasanya diiringi letupan-letupan kecil non-condensable gas CO2. Fumarol, berupa hembusan gas, terutama mengandung gas H2S dan belerang. Geyser, merupakan mata air panas yang menyembur ke udara dengan selang waktu tertentu dan ketinggian semburan beragam. Sinter, adalah endapan silika atau karbonat hasil aktivitas mata air panas atau geyser. Alterasi, adalah perubahan komposisi bantuan yang terbentuk akibat proses interaksi antara fluida panas dan gas dengan batuan yang dilewati.