v
Proses pembentukan minyak bumi
Membahas identifikasi minyak bumi tidak dapat lepas dari bahasan teori
pembentukan minyak bumi dan kondisi pembentukannya yang membuat suatu minyak
bumi menjadi spesifik dan tidak sama antara suatu minyak bumi dengan minyak
bumi lainnya. Karena saya adalah seorang chemist, maka pendekatan yang saya
lakukan lebih banyak kepada aspek kimianya daripada dari aspek geologi.
Pemahaman tentang proses pembentukan minyak bumi akan diperlukan sebagai bahan
pertimbangan untuk menginterpretasikan hasil identifikasi. Ada banyak hipotesa
tentang terbentuknya minyak bumi yang dikemukakan oleh para ahli, beberapa
diantaranya adalah :
a.
Teori Biogenesis (Organik)
Macqiur (Perancis, 1758) merupakan orang yang
pertama kali mengemukakan pendapat bahwa minyak bumi berasal dari
tumbuh-tumbuhan. Kemudian M.W. Lamanosow (Rusia, 1763) juga mengemukakan hal
yang sama. Pendapat di atas juga didukung oleh sarjana lainnya seperti, New
Beery (1859), Engler (1909), Bruk (1936), Bearl (1938) dan Hofer. Mereka
menyatakan bahwa: “minyak dan gas bumi berasal dari organisme laut yang telah
mati berjuta-juta tahun yang lalu dan membentuk sebuah lapisan dalam perut
bumi.”
b.
Teori Abiogenesis (Anorganik)
Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam
minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur
tinggi akan bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian
Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya
pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim
lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai
terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan
dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta
ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir
beberapa planet lain.
Dari sekian banyak hipotesa tersebut yang sering
dikemukakan adalah Teori Biogenesis, karena lebih bisa. Teori pembentukan
minyak bumi terus berkembang seiring dengan berkembangnya teknologi dan teknik
analisis minyak bumi, sampai kemudian pada tahun 1984 G. D. Hobson dalam
tulisannya yang berjudul “The Occurrence and Origin of Oil and Gas”.
Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi
terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon.
Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang
digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon
diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama,
karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari
atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut.
Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke
atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).
Dalam proses ini, terjadi kebocoran kecil yang memungkinkan satu bagian kecil
karbon yang tidak dibebaskan kembali ke atmosfir dalam bentuk CO2, tetapi
mengalami transformasi yang akhirnya menjadi fosil yang dapat terbakar. Bahan
bakar fosil ini jumlahnya hanya kecil sekali. Bahan organik yang mengalami
oksidasi selama pemendaman. Akibatnya, bagian utama dari karbon organik dalam
bentuk karbonat menjadi sangat kecil jumlahnya dalam batuan sedimen.
Pada mulanya senyawa tersebut (seperti
karbohidrat, protein dan lemak) diproduksi oleh makhluk hidup sesuai dengan
kebutuhannya, seperti untuk mempertahankan diri, untuk berkembang biak atau
sebagai komponen fisik dan makhluk hidup itu. Komponen yang dimaksud dapat
berupa konstituen sel, membran, pigmen, lemak, gula atau protein dari
tumbuh-tumbuhan, cendawan, jamur, protozoa, bakteri, invertebrata ataupun
binatang berdarah dingin dan panas, sehingga dapat ditemukan di udara, pada
permukaan, dalam air atau dalam tanah.
Apabila makhluk hidup tersebut mati, maka 99,9%
senyawa karbon dan makhluk hidup akan kembali mengalami siklus sebagai rantai
makanan, sedangkan sisanya 0,1% senyawa karbon terjebak dalam tanah dan dalam
sedimen. Inilah yang merupakan cikal bakal senyawa-senyawa fosil atau dikenal
juga sebagai embrio minyak bumi.
Embrio ini mengalami perpindahan dan akan
menumpuk di salah satu tempat yang kemungkinan menjadi reservoar dan ada yang
hanyut bersama aliran air sehingga menumpuk di bawah dasar laut, dan ada juga
karena perbedaan tekanan di bawah laut muncul ke permukaan lalu menumpuk di
permukaan dan ada pula yang terendapkan di permukaan laut dalam yang arusnya kecil.
Embrio kecil ini menumpuk dalam kondisi
lingkungan lembab, gelap dan berbau tidak sedap di antara mineral-mineral dan
sedimen, lalu membentuk molekul besar yang dikenal dengan geopolimer.
Senyawa-senyawa organik yang terpendam ini akan tetap dengan karakter
masing-masing yang spesifik sesuai dengan bahan dan lingkungan pembentukannya.
Selanjutnya senyawa organik ini akan mengalami proses geologi dalam perut bumi.
Pertama akanmengalami proses diagenesis, dimana senyawa organik dan makhluk
hidup sudah merupakan senyawa mati dan terkubur sampai 600 meter saja di bawah
permukaan dan lingkungan bersuhu di bawah 50°C.
Pada kondisi ini senyawa-senyawa organik yang
berasal dan makhluk hidup mulai kehilangan gugus beroksigen akibat reaksi
dekarboksilasi dan dehidratasi. Semakin dalam pemendaman terjadi, semakin panas
lingkungannya, penam-bahan kedalaman 30 – 40 m akan menaik-kan temperatur 1°C.
Di kedalaman lebih dan 600 m sampai 3000 m, suhu pemendaman akan berkisar
antara 50 – 150 °C, proses geologi kedua yang disebut katagenesis akan
berlangsung, maka geopolimer yang terpendam mulal terurai akibat panas bumi.
Komponen-komponen minyak bumi pada proses ini
mulai terbentuk dan senyawa–senyawa karakteristik yang berasal dan makhluk
hidup tertentu kembali dibebaskan dari molekul. Bila kedalaman terus berlanjut
ke arah pusat bumi, temperatur semakin naik, dan jika kedalaman melebihi 3000 m
dan suhu di atas 150°C, maka bahan-bahan organik dapat terurai menjadi gas
bermolekul kecil, dan proses ini disebut metagenesis.
Setelah proses geologi ini dilewati, minyak bumi
sudah terbentuk bersama-sama dengan bio-marka. Fosil molekul yang sudah
terbentuk ini akan mengalami perpindahan (migrasi) karena kondisi lingkungan
atau kerak bumi yang selalu bergerak rata-rata sejauh 5 cm per tahun, sehingga
akan ter-perangkap pada suatu batuan berpori, atau selanjutnya akan bermigrasi
membentuk suatu sumur minyak. Apabila dicuplik batuan yang memenjara minyak ini
(batuan induk) atau minyak yang terperangkap dalam rongga bumi, akan ditemukan
fosil senyawa-senyawa organik. Fosil-fosil senyawa inilah yang ditentukan
strukturnya menggunaan be-berapa metoda analisis, sehingga dapat menerangkan
asal-usul fosil, bahan pembentuk, migrasi minyak bumi serta hubungan antara
suatu minyak bumi dengan minyak bumi lain dan hubungan minyak bumi dengan
batuan induk.
v Ada tiga faktor utama dalam
pembentukan minyak dan/atau gas bumi, yaitu :
a. Ada “bebatuan asal” (source rock)
yang secara geologis memungkinkan terjadinya pembentukan minyak dan gas bumi.
b. Adanya perpindahan (migrasi)
hidrokarbon dari bebatuan asal menuju ke “bebatuan reservoir” (reservoir rock),
umumnya sandstone atau limestone yang berpori-pori (porous) dan ukurannya cukup
untuk menampung hidrokarbon tersebut.
c. Adanya jebakan (entrapment) geologis.
Struktur geologis kulit bumi yang tidak teratur bentuknya, akibat pergerakan
dari bumi sendiri (misalnya gempa bumi dan erupsi gunung api) dan erosi oleh
air dan angin secara terus menerus, dapat menciptakan suatu “ruangan” bawah
tanah yang menjadi jebakan hidrokarbon. Kalau jebakan ini dilingkupi oleh
lapisan yang impermeable, maka hidrokarbon tadi akan diam di tempat dan tidak
bisa bergerak kemana-mana lagi.
Temperatur bawah tanah, yang semakin dalam semakin
tinggi, merupakan faktor penting lainnya dalam pembentukan hidrokarbon.
Hidrokarbon jarang terbentuk pada temperatur kurang dari 65 oC dan
umumnya terurai pada suhu di atas 260 oC. Hidrokarbon kebanyakan
ditemukan pada suhu moderat, dari 107 ke 177 oC.
Minyak bumi terbentuk sekitar 30-juta tahun di
pertengahan jaman Cretaceous, pada akhir jaman dinosaurus, lebih dari 50% dari
cadangan minyak dunia yang sudah diketahui terbentuk. Cadangan lainnya bahkan
diperkirakan lebih tua lagi. Dari sebuah fosil yang diketemukan bersamaan
dengan minyak bumi dari jaman Cambrian, diperkirakan umurnya sekitar 544 sampai
505-juta tahun yang lalu. Para geologis umumnya sependapat bahwa minyak bumi
terbentuk selama jutaan tahun dari organisme, tumbuhan dan hewan, berukuran
sangat kecil yang hidup di lautan purba. Begitu organisme laut ini mati,
badannya terkubur di dasar lautan lalu tertimbun pasir dan lumpur, membentuk
lapisan yang kaya zat organik yang akhirnya akan menjadi batuan endapan
(sedimentary rock). Proses ini berulang terus, satu lapisan menutup lapisan
sebelumnya. Lalu selama jutaan tahun berikutnya, lautan di bumi ada yang
menyusut atau berpindah tempat.
