Penyelidikan Geokimia Gunung Papandayan, Jawa Barat (21 Mei– 1 Juni 2016)

Penyelidikan Geokimia Gunung Papandayan, Jawa Barat (21 Mei– 1 Juni 2016)

Gunung Papandayan (2.665 m, dpl) merupakan gunungapi strato yang terletak di Desa Sirna Jaya dan Desa Keramat Wangi, kecamatan Cisurupan, Kabupaten Garut, Propinsi Jawa Barat, berada pada posisi geografi 7° 19’ L.S. dan 107 ° 44’ B.T. Secara topografinya wilayah G. Papandayan termasuk kawasan curam, berbukit dan disertai dengan tebing terjal dengan area kawah sekitar 10 hektar. Gunungapi ini berada di Kabupaten Garut antara lain G. Papandayan (2.265 m dpl) dan Gunung Guntur (2.250 m dpl), keduanya terletak di perbatasan dengan Kabupaten Bandung, sertaGunung Cikuray (2.820 m dpl). Di Gunung Papandayan terdapat beberapa kawah aktif antara lain Kawah Mas, Balagadama dan Kawah Baru. Selain itu masih ada lagi beberapa kawah lain yaitu Kawah Tegalalun-alun dan Tegal Brungbung yang sudah tidak menunjukkan aktivitas lagi.

Penyelidikan geokimia yang dilakukan meliputi geokimia gas, air dan batuan. Evaluasi terhadap geokimia gas mencakup komposisi gas Solfatara/fumarola: CO2, H2O, HCl, SO2, H2S, evaluasi terhadap suhu solfatara/fumarola, serta distribusi gas: CO2, SO2, H2S di tanah dan udara.
Gambar 1. Struktur kawah, terdapat di Kawah Mas, Kawah Manuk, Kawah Brungbrung, Kawah Tegal Alun-alun, Kawah Nangklak, dan Kawah Baru yang biasanya disebut kompleks Kawah Papandayan.

Gambar 2. Sampling gas vulkanik di lapangan fumarola, kompleks Kawah Papandayan, Jawa barat.



(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 3. Komposisi kimia gas solfatara/fumarola dari Kawah: (a) Welirang, (b) Manuk/Baladagama, (c) Emas, (d) Nanglak.



Gambar 4. Perubahan suhu di kawah-kawah yang terdapat di G. papandayan.

Berdasar hasil evaluasi dari komposisi gas solfatara/fumarola kawah-kawah yang ada di G. Papandayan, maka dapat dinyatakan bahwa, secara umum, terdapat korelasi pada perubahan konsentrasi gas-gas vulkanik yang ada: CO2, H2O, SO2, H2S, dan HCl pada kawah-kawah di puncak G. Papandayan. Korelasi yang sangat terlihat adalah adanya perubahan gas CO2 dan H2O. Gas lain yang menunjukkan adanya kenaikan konsentrasi adalah gas HCl, H2S, dan SO2. Perubahan konsentrasi gas tidak terjadi pada kawah-kawah dalam waktu yang bersamaan. Perubahan konsentrasi gas bersifat lokal. Kemungkinan karena aktifnya fracture yang ada di puncak menyebabkan pergerakan pada kawah-kawah yang aktif yang bersifat lokal. Suhu di K. Emas mempunyai nilai yang cenderung menurun.

Selain komposisi gas solfatara/fumarola serta suhu, penyelidikan yang dilakukan adalah distribusi gas udara dan tanah. Pengukuran distribusi gas dilakukan dengan sensor gas: CO2, H2S, SO2 di udara dan tanah pada kedalaman sekitar 50 cm. Pengukuran gas (CO2) dalam tanah pernah dilakukan pada tanggal 12 s/d 21 Agustus 2011, digunakan sebagai pembanding. Pengukuran gas udara dan tanah ini dilakukan pada rute yang sering dilewati masyarakat. Hasil evaluasi distribusi gas udara tanah adalah sebagai berikut:
  • Sebaran gas CO2 tanah di kawah sebagian besar mempunyaikonsentrasi kurang dari 1 %, terutama pada jalur jalan setapak yang digunakan lewat oleh masyarakat. Beberapa titik mempunyai konsentrasi yang lebih tinggi, antara 1 – 10 %, berada pada kawah pusat aktivitas dan di area dekat parkir.
  • Sedangkan konsentrasi gas CO2 udara hampir tidak ada yang berkonsentrasi lebih dari 1 %, hanya satu titik yang CO2 udara yang lebh dri 1 % yaitu di dekat parkir kendaraan. Menunjukkan bahwa gas dalam tanah saat teremisikan diudara langsung terdistribusi dan terencerkan dengan udara, sehingga konsentrasi CO2 menjadi kecil.
  • Pemantauan pada tanggal 12 s/d 21 Agustus 2011, gas yang terdeteksi hanya gas CO2, hasil tidak terjadi peningkatan gas tersebut sampai dengan pengukuran terakhir. Pengukuran saat ini dibandingkan dengan pengukuran yang dilakukan pada tahun 2011, konsentrasi gas CO2 tanah tidak berubah.
  • Gas H2S dan SO2 mempunyai pola yang sama, yaitu gas dengan konsentrasi yang tinggi terdapat di pusat-pusat aktivitas, terutama gas udaranya. Kadar H2S antara 0 - 6,4 ppm, dan SO2 sebesar0-13 ppm., sehingga sangat disarankan masyarakat untuk tidak mendekati kawah.

Evaluasi aktivitas gunungapi dapat dilakukan berdasar komposisi air kawah baik anion (SO4, Cl, CO2), kation (SiO2, Al, Mg, Fe, Ca) serta parameter fisik (pH, DHL, TDS, suhu, dan salinitas). Secara umum air danau kawah bersifat asam.
  • K. Emas: Pada tahun 2010 (Mei dan Oktober) mempunyai pH yang rendah dengan konsentrasi anion dan kation yang tinggi, menunjukkan adanya gas vulkanik yang terlarut dalam danau kawah. Hal ini berkorelasi dengan komposisi gas solfatara yang telah dibahas di atas. Mulai tahun 2012 sampai dengan tahun 2014, nilai pH mengalami kenaikan yang diikuti dengan penurunan konsentrasi anion dan kation. Pada Des. 2015 terjadi penurunan pH dan kenaikan anion kation. Pada tahun 2016, pH kembali naik dan konsentrasi anion kation kembali menurun.
  • Kawah Nanglak: Secara umum pH K. Nanglak terus cenderung mengalami penurunan sejak Juni 2009 yang diikuti dengan kenaikan senyawa kimia terlarut. Konsentrasi senyawa kimia yang terlarut ini seiring dengan relatif tingginya konsentrasi gas yang diemisikan pada Juni 2009 tersebut. Tidak ada perubahan yang signifikan pada komposisi air, namun pada saat air memiliki pH rendah maka kadar Cl meningkat. Hal ini menunjukkan bahwa keasaman air kawah dipengaruhi oleh injeksi gas vulkanik di dasar kawah.
  • Kawah Baladagama: Secara umum K. Baladagama tidak berubah secara sigifikan sampai dengan Des. 2015. Pada Mei 2016 pH mempunyai nilai lebih tinggi dan senyawa kimia terlarut mengalami penurunan.
  • Kadar SO4, S total, dan Cl mempunyai variasi berbading terbalik dengan pH, sedangkan kadar CO2 tidak selalu mengikuti variasi pH. Hal ini menunjukkan bahwa anion memberikan kontribusi keasaman pada air dimana anion tersebut berasal dari gas vulkanik yang bereaksi dengan air.
  • Kadar Fe, Al, Ca, dan Mg menurun seiring dengan kenaikan pH. Tren tersebut disebabkan oleh terjadinya perubahan tingkat kejenuhan yang mengakibatkan adanya pengendapan sehingga kadar Fe, Al, Ca, dan Mg dalam air rendah.

Evaluasi terhadap Isotop air Deuterium (δ2D) dan Oksigen (δ18O) dilakukan terhadap air kawah dan air sungai yang ada disekitar G. Papandayan. Berdasar nilai isotop Deuterium dan Oksigen, maka Air sungai yang ada disekitar G. Papandayan merupakan air meteorik. MAP Air kawah dan kondensat merupakan campuran antara meteorik dan magmatik. Tidak ada nilai isotop yang murni magmatik. Perbandingan nilai isotop tahun 2010 dan 2016 ada beberapa yang mengalami perubahan, maka dilakukan analisis yang lebih detail dengan hanya membandingkan nilai isotop kondensat dan air MAP kawah saja.
  • Kondensat Baladagama: Pada tahun 2010 merupakan isotop yang terletak pada garis campuran menjadi semakin mendekati pada nilai isotop air meteorik pada tahun 2016.
  • MAP Baladagama: Pada tahun 2010 merupakan isotop campuran yang sangat dekat dengan isotop magmatik, pada tahun 2016 mempunyai nilai isotop murni air meteorik.
  • MAP K. Emas: Tidak mengalami perubahan yang signifikan nilai isotopnya, merupakan air meteorik.
  • Kondensat Welirang: Pada tahun 2010 mempunyai nilai isotop air campuran, menjadi murni air meteorik pada tahun 2016.

Gambar 5. Nilai Isotop Deuterium (δ2D) dan Oksigen (δ18O) air kawah G. Papandayan

Analisis kimia sampel tersebut dilakukan dengan menggunakan XRF. Data di plot berdasarkan diagram (LeBas et al. 1986) jumlah konsentrasi alkali (N2O + K2O) versus kadar SiO2 dari sampel dari Lava Ciparupug, Fragmen erupsi 2002 di Kawah Baru, Lava kerak roti di Kawah Nangklak, Lava Cibeureum, dan Sungai Ciparupug termasuk dalam lava/batuan andesit. Kadar SiO2 berkisar antara 58,64 % berat hingga 60,84 % berat, sedangkan Na2O + K2O antara 4,16 % berat hingga 4,79 % berat.
Gambar 6. Kurva klasifikasi Lava Ciparupug, Fragmen erupsi 2002 di Kawah Baru, Lava kerak roti di Kawah Nangklak, Lava Cibeureum, dan Sungai Ciparupug berdasarkan data hasil analisis kimia diolah dengan menggunakan software Geoplot dan dikelompokkan berdasarkan diagram (LeBas et al. 1986) jumlah konsentrasi alkali (N2O + K2O) versus kadar SiO2.