Cara Deteksi Minyak Bumi di Sekitar Kita

Minyak bumi merupakan material vital yang sangat menentukan roda perekonomian dunia. Berkaitan dengan keberadaan minyak bumi, Biomarka dalam Kancah Minyak Bumi merupakan tema dalam acara Profesor ITS Berbincang yang diadakan pada hari Rabu tanggal 1 Maret 2023 pukul 19.30 wib via zoom. 

Acara daring ini menghadirkan Keynote Speaker yaitu: Prof. Dr. R. Y. Perry Burhan, M.Sc. Beliau adalah Guru Besar Geokimia Organik di ITS. Moderator acaranya adalah Prof. Irmina Kris Muwarni yang merupakan Guru Besar Kimia FMIPA ITS. 

Saat jam menunjukkan waktu 20.15 WIB, telah hadir di dalam ruang zoom sebanyak 37 orang, sebagian besar berasal dari IRo Society, kelompok literasi dengan Prof. Imam Robandi sebagai foundernya. 

Saat ini Prof. Imam Robandi menjabat sebagai Ketua Dewan Profesor ITS. Beliau selalu memotivasi para santrinya untuk belajar dan meningkatkan pengetahuannya dengan mengikuti berbagai acara secara daring yang diadakan oleh ITS.

Terjadinya perang antara Ukraina dan Rusia menyebabkan langkanya minyak bumi sehingga terjadi kenaikan harga. Pada tahun 2023, kebutuhan minyak dunia meningkat sekitar 2 juta barrel per hari. 

Berakhirnya konflik Ukraina dan Rusia menyebabkan terjadi perubahan level harga minyak bumi. Potensi kenaikan atau menurunnya harga minyak bumi sangat tergantung dari situasi negara yang mengalami konflik. Saat ini harga minyak bumi stabil pada level USD 80--90 per barrel. 

Adanya keuntungan minyak bumi yang lebih besar dibandingkan dengan energi terbarukan yang masih dalam proses penyempurnaan membuat beberapa perusahaan besar enggan 'pindah ke lain hati'. 

Keuntungan yang telah diperoleh secara nyata menyebabkan beberapa perusahaan besar tetap memilih menjalankan bisnis bahan bakar fosil dengan alasan investasi sudah dilakukan sejak lama walaupun tetap mengembangkan prototipe menggunakan bahan bakar non fosil, contohnya penggunaan mobil listrik ramah lingkungan. 

Berdasarkan gambaran tersebut, dapat dikatakan bahwa bahan bakar fosil tetap menjadi primadona neraca perdagangan dunia yang terjadi saat ini.

Tumbuhan Hijau dan Terbentuknya Minyak Bumi

Biomarka atau marka biologi atau marker telah digunakan secara luas dalam bidang eksplorasi minyak bumi. Teknik deteksi ini juga dikenal dan dipelajari dalam ilmu kedokteran. Contohnya adalah terjadinya pembengkakan pada kaki, sendi, atau bagian tubuh lainnya karena naiknya kadar asam urat. 

Asam urat merupakan biomarka penyebab abnormalitas bagian tubuh tertentu. Secara umum biochemical marker atau chemical fossil adalah senyawa organik atau kerangka karbon tertentu yang dapat dikaitkan dengan prekursor biologis yang telah dketahui. Fosil yang telah terbentuk sekitar 60 juta tahun lalu merupakan dasar pembentukan minyak bumi. 

Beberapa senyawa spesifik yang berada di permukaan bumi diketahui menjadi bahan penyusun tubuh makhluk hidup, contohnya dinding sel bakteri tertentu berasal dari senyawa triterpen. 

Tumbuhan hijau melaksanakan aktivitas hariannya dengan fotosintesis yang memanfaatkan sinar matahari dan karbon dioksida. 

Senyawa porfirin adalah klorofil yang berwarna hijau begitupun senyawa isopren berasal dari zat hijau daun berkontribusi penting terjadinya fotosintesis.

Secara umum minyak bumi yang berkualitas bagus berasal dari pohon kayu besar, berupa fluvial deltaic dan adanya ciri khas pengaruh ganggang hijau Botryococcus braunii. 

Secara umum dapat dikatakan bahwa pembentukan minyak bumi berasal dari bakteri, ganggang dan pepohonan yang membentuk fosil di dalam tanah sejak puluhan juta tahun lalu. 

Saat bakteri tahan panas dan asam mengalami kematian, tubuhnya tidak hancur menyebabkan senyawa yang dikandungnya tetap utuh. Proses oksidasi memperlancar terbentuknya asam hopanoat. 

Tinggi atau rendahnya senyawa inilah yang dideteksi oleh biomarka saat dilakukan eksplorasi ladang minyak bumi yang baru. 

Sri NurAminah (01/03/2023)

Ilustrasi eksplorasi pengendapan minyak bumi di daerah Bawean dan Jatibarang menunjukkan bahwa minyak bumi yang terbentuk duluan selanjutnya diikuti oleh gas alam. 

Keduanya bergabung dalam rantai polimer yang sama namun terurai karena adanya panas. Massa  gas alam yang ringan menyebabkan posisinya berada di atas minyak bumi. 

Dari ilustrasi tersebut dapat dikatakan bahwa ladang minyak bumi juga menghasilkan gas dan batubara karena berasal dari endapan fosil.

Umumnya minyak bumi berkolaborasi dengan keberadaan gas alam. Normalnya gas alam di Indonesia berada di kedalaman 1.200 -- 1.500 m, sedangkan minyak bumi berada di kedalaman 3.000 -- 3.500 m. 

Hasil eksplorasi di Mentawai menunjukkan ditemukannya gas dan sumur minyak bumi. Sayangnya kedua bahan tersebut sangat sedikit jumlahnya sehingga tidak layak untuk dieksploitasi. 

Kasus lainnya adalah lumpur Lapindo di tahun 2006, di satu sisi menemukan minyak dan gas, tetapi di sisi lain menemukan lumpur panas. Adanya tekanan dari dalam perut bumi menyebabkan semua gas terdorong ke atas.

Inilah yang terjadi pada saat eksplorasi gas Lapindo beberapa puluh tahun yang lalu. Sumur gas Lapindo berada di kedalaman 1.200 -- 1.500 m. Minyak sudah ditemukan saat dilakukan pengeboran pertama. 

Saat dilakukan pengeboran kedua, mata bor bertemu dengan pecahan atau retakan yang mengandung lumpur panas dari perut bumi yang terus keluar menggenangi daerah yang luas sampai hari ini.

Endapan minyak bumi yang berasal dari fosil tumbuhan atau bakteri keluar dari dalam batu sehingga mencari tempat lain yang lebih rendah. Minyak yang terbentuk di satu tempat belum tentu dapat ditambang di tempat tersebut. 

Terdapat kemungkinan minyak bumi telah berpindah ke tempat lainnya. Hasil biomarka dan bebatuan yang berada di sekitarnya juga belum tentu matching karena terjadinya dinamisasi minyak bumi. 

Di negara Arab atau Timur Tengah banyak sekali ditemukan minyak bumi padahal daerahnya adalah gurun pasir dan tidak ada hutan disana. 

Sebaliknya di Indonesia banyak sekali pohon karena adanya hutan hujan tropis yang membentang di beberapa pulau besar. Setelah diselidiki oleh ahli pertambangan, ternyata minyak bumi di Timur Tengah berasal dari kontribusi bakteri dan ganggang. 

Umumnya jumlah bakteri lebih banyak dari pepohonan karena mampu membelah dalam waktu singkat dan menghasilkan banyak sekali generasi baru.

Sebagai ilustrasi untuk pembaca, masa perkembangan bakteri hanya 2 minggu sedangkan pohon jati memerlukan waktu selama 70 tahun untuk berkembang secara maksimal. Inilah menyebabkan perbedaan jumlah endapan minyak bumi yang terbentuk. 

Merujuk kepada kecepatan perkembangan bakteri maka jumlah minyak bumi yang berada di Timur Tengah melimpah ruah karena berasal dari mikroba. Pada tahun 1942 terjadi Perang Dunia II. 

Secara tiba-tiba Palestina menemukan tumpukan belerang di bagian selatan Gaza, sehingga ditambang sampai habis untuk kebutuhan amunisi perang Dunia II. 

Pertanyaan yang timbul dari kejadian itu adalah dari mana datangnya belerang? Ternyata belerang berasal dari bakteri yang hidup tanpa oksigen dan mengubahnya menjadi besi oksida. Belerang yang dihasilkan merupakan kotoran dari bakteri.

Dinamisasi Minyak Bumi di Alam 

Umumnya minyak bumi terbentuk dari plankton, ganggang dan bakteri. Penyebabnya karena adanya sinar matahari secara terus menerus dan cuacanya tidak ekstrim dibandingkan dengan negara empat musim. 

Hal ini merupakan indikator potensil terbentuknya minyak bumi, batu bara dan gas. Proses fotosintesis yang melibatkan tumbuhan hijau mengandung klorofil berlangsung sepanjang tahun di daerah tropis. Sumber bahan organik juga lebih banyak terdapat daerah khatulistiwa. 

Dari diskusi yang berkembang tentang keberadaan minyak bumi, ternyata terdapat fenomena condongnya pohon kelapa menimpa daerah Blora (Jawa Tengah) dan Bojonegoro (Jawa Timur). 

Saat eksplorasi, ditemukan minyak bumi di blok Cepu yang berada di Propinsi Jawa Timur. Eksploitasi minyak bumi langsung dilakukan di Bojonegoro namun Blora sebagai 'pemilik' ladang minyak malah tidak menikmati hasilnya. 

Hal ini lazim ditemukan saat minyak bumi telah mengalir jauh dari tempat asalnya dan berkumpul di lokasi lainnya. Pergerakan minyak bumi yang sangat dinamis dan selalu mencari tempat rendah menyebabkan minyak bumi mengalir sampai jauh.

Suatu eksplorasi menemukan sumur yang bagus kualitas minyaknya tetapi belum tentu akan diekploitasi karena jumlah minyaknya sedikit dan tidak menutupi biaya operasional eksploitasi. 

Umumnya perusahaan pengeboran minyak akan mencari keuntungan dalam eksploitasi minyak bumi atau gas alam karena  biaya operasional yang sangat besar. 

Khusus untuk sumber minyak atau gas yang berada di laut dalam, biaya operasionalnya lebih mahal dibandingkan dengan di darat. Prediksi perusahaan bahwa dalam jangka waktu 10 tahun modalnya sudah harus kembali sehingga menjadi alasan mengapa hasil eksplorasi minyak bumi tidak semuanya dapat dimanfaatkan.

Di dalam mendeteksi kehadiran minyak bumi atau gas alam, salah satu cara yang lazim digunakan saat ini adalah menggunakan jasa citra satelit yang tidak mengenal batas negara. 

Citra satelit menangkap sinyal berdasarkan spektrum warna sehingga diterjemahkan menjadi peta. Akurasi deteksi citra satelit terhadap suatu obyek sangat tergantung kepada kecanggihan alat yang digunakan. 

Cara satelit mendeteksi sumber daya alam adalah citra satelit mengirimkan energi untuk mendeteksi berupa spektrum warna tertentu ke obyek yang akan dideteksi. Obyek tersebut mengirimkan informasi balik ke satelit tentang warna dominan yang dimilikinya. 

Contohnya uranium mempunyai spektrum berbeda dengan mineral atau logam lainnya. Spektrum uranium dikembalikan ke satelit sehingga warna itulah yang dianalisis.

Hasil ekplorasi berupa kandungan uranium di suatu daetah selanjutnya divisualisasikan sebagai peta tentang cadangan sumber daya alam. Dapat dikatakan bahwa tahapan pertama deteksi sumber daya alam adalah menggunakan jasa citra satelit. 

Tahapan berikutnya adalah membuat peta, eksplorasi geologi untuk melihat kandungan bebatuan, dominansi bahan penyusunnya, ekplorasi geofisika dan deteksi geokimia dengan menggunakan biomarka. 

Kasus lainnnya adalah ditemukannya suatu celah di Timor Leste yang mengandung banyak endapan minyak bumi yang terbentuk dari pelapukan karbon tanaman.

Biomarka dalam forensik minyak bumi sangat bermanfaat untuk dipelajari. Misalnya sebuah kapal tanker mengalami kebocoran di Selat Malaka sehingga tumpahan minyak menutupi permukaan laut. 

Kapal yang menjadi sumber kebocoran itu telah melarikan diri karena tidak mau bertanggung jawab terhadap pencemaran yang dihasilkannya. Tetapi jejak yang ditinggalkan oleh kapal tanker dapat dideteksi dengan cara mengambil sampel tumpahan minyak dan dianalisis. 

Setiap minyak dari berbagai negara mempunyai biomarkanya masing-masing. Spesifikasi ini bagaikan sidik jari yang akurat dalam menentukan 'identitas' minyak bumi itu.

Adanya informasi hasil biomarka merupakan cara deteksi kapan terjadinya tumpahan minyak tersebut dan siapa pelakunya. Keuntungan deteksi dengan biomarka adalah teknik ini mampu mendeteksi tumpahan minyak di laut yang telah berlangsung selama 30 hari.

Selain itu, ladang minyak bumi yang cadangan minyaknya telah habis dapat diberikan perlakuan khusus dengan cara menyemprotkan karbon dioksida ke dalam lubang bor. 

Tekanan karbon dioksida akan menaikkan minyak bumi ke permukaan sehingga minyak yang tersisa dapat diambil manfaatnya. Pepohonan sekitar kita juga berpotensi menjadi minyak bumi namun membutuhkan waktu puluhan juta tahun yang akan datang. Disinilah pengetahuan memainkan peranan penting dalam memajukan peradaban manusia (srn).