Banyak fihak yang sangat berkepentingan dengan penyediaan air tanah, baik untuk keperluan industri pertanian ataupun keperluan rumah tangga sehari-hari. Salah satu aspek terpenting tentang air tanah adalah menyangkut umurnya dan salah satu cara untuk menentukan umur tersebut adalah dengan metode penanggalan radiokarbon (radiocarbon dating). Kemudian timbul suatu pertanyaan, untuk apa umur air tanah diketahui dan bagaimana caranya?
Pada umumnya para konsumen tidak menyadari bahwa mutu air tanah yang mereka pergunakan tersebut berkaitan erat dengan umur air tanah, misalnya air tanah yang berumur tua cenderung mempunyai komposisi kimiawi yang lebih kaya dengan ion-ion tertentu, sehingga harus dipertimbangkan sebelum dipergunakannya. Persyaratan air tanah untuk keperluan air minum berbeda dengan keperluan untuk irigasi maupun industri.
Selain itu, pengetahuan tentang umur air tanah sangat berguna pula untuk berbagai hal, antara lain untuk mengetahui sumber dan arah gerakan air tanah atau juga untuk mengetahui kemungkinan terjadinya interaksi antara air tanah (ground water) dan air permukaan. Data ini selanjutnya dapat dijadikan bahan yang sangat bermanfaat bagi para pengambil keputusan yang berkepentingan dengan masalah konservasi air tanah, perencanaan dan tata kota, masalah –lingkungan serta kebijaksanaan— kebijaksanaan lainnya yang berkaitan dengan pengelolaan sumber daya air.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Isotop C-14
Penelitian tentang air tanah telah banyak dan masih sedang dilakukan di banyak negara dengan menggunakan teknik penanggalan radio karbon (radiocarbon dating). Dalam bidang geohidrologi, teknik ini telah di gunakan secara rutin karena dapat memberikan informasi yang tidak diperoleh dengan menggunakan metode lainnya, walaupun mempunyai keterbatasan-keterbatasan. Sebagai contoh di gurun pasir sebelah barat Mesir pada tahun 1962, untuk pertama kalinya penanggalan radio carbon (C-14) telah dipakai untuk menentukan umur air tanah.
Sumber utamanya dari isotop karbon (C-14) yaitu daerah transisi antara stratosfer dan troposfer. Isotop C-14 terbentuk oleh reaksi nuklir antara neutron sinar kosmis sekunder (sinar kosmis primer yang berbenturan dengan atom-atom udara ketika memasuki atmosfer bumi), dengan inti neutrogen yang terdapat di atmosfer bumi. Atom- atom C-14 teroksidasi dan membentuk molekul-molekul C-14 dioksida. Molekul-molekul C-14 dioksida ini bercampur dengan karbon dioksida atmosfer yang tidak aktif dan selanjutnya memasuki biosfera dan hidrosfera.
Peristiwa terdapatnya C-14 di dalam zat-zat organik berbeda dengan proses terjadinya dan terdapatnya di dalam air tanah. Pada umumnya isotop C-14 terdapat pada semua zat organik hidup seperti yang terdapat pada semua fosil cangkang karbonat laut dan moluskha daratan. Isotop C-14 pada bahan-bahan tsb adalah merupakan bagian dari senyawanya, sedangkan pada air C-14 bukan merupakan bagian molekul air, melainkan sebagai karbon anorganik terlarut. Terjadinya C-14 di dalam air tanah dapat dilihat pada skema (lihat skema).
Isotop C-14 yang dihasilkan sinar kosmis teroksidasi membentuk C-14 dioksida, kemudian bercampur dengan karbon dioksida atmosfer yang tidak aktif. Dari atmosfer karbon dioksida tersebut masuk ke dalam siklus air melalui dua proses utama yaitu proses kimiawi murni dan proses produksi biokimia karbon dioksida dan bikarbonat. Proses tersebut terjadi di dalam tumbuh-tumbuhan, bikarbonat laut dan lapisan tanah. Kemudian berinteraksi dengan sedimen kalsium karbonat. Melalui proses erosi dan sedimentasi, sedimen kalsium karbonat bersama karbon dioksida yang terkandung dalam tanah beserta air, membentuk bikarbonat air tanah. Isotop C-14 yang terdapat di dalam bikarbonat air tanah ditentukan umurnya dengan teknik isotop geohidrologi. (Bulletin IAEA Vol. 24, No.3 (1982)9.
Umur Air Tanah
Meskipun hingga sekarang telah dikenal beberapa kemungkinan penanggalan untuk penyelidikan umur air tanah misalnya silikon-32, argon-39, klor-36, tritium, tetapi penanggalan C-14 masih tetap merupakan alat yang sangat berguna dan dipakai secara rutin dalam penelitian geohidrologi. Isotop radioaktif C-14 dihasilkan secara terus menerus pada atmosfera bumi. Melalui serangkaian pertukaran, assimilasi dan proses-proses fiksasi karbon lainnya, semua bahan-bahan organik hidup yang ada dibumi kita mengandung isotop C-14.
Dengan berjalannya waktu, C-14 mengalami peluruhan pada tingkat peluruhan tertentu sesuai dengan hukum peluruhan zat radiokatif. Hal ini menyebabkan senyawa atau bahan yang mengandung karbon dapat ditentukan umurnya dengan mengukur aktivitas C-14 yang tertinggal pada senyawa atau bahan tersebut. C-14 ini merupakan isotop radioaktif karbon yang mempunyai waktu paroh (half life) T1/2 = 5730 tahun dan memancarkan radiasi beta negatif (Muhammad Ridwan, Ph.D. Pengantar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir, BATAN 1978). Peluruhan (desintegrasi) isotop C-14 ini mengikuti hukum peluruhan zat radioaktif.
Dari perhitungan dengan menggunakan hukum peluruhan radioaktif: (N (t) = No.e-?t dimana No adalah jumlah atom radioaktif pada saat t sama dengan nol dan N(t) adalah jumlah atom radioaktif pada saat tertentu), maka umur air tanah dapat diketahui yaitu 8270 tahun. Dengan waktu paroh C-14 sekitar 5730 tahun, maka penanggalan C-14 ini sesuai untuk pengukuran umur, antara 500 tahun dan 40000 tahun. Sehingga selain untuk menentukan umur air tanah dalam interval umur diatas, penanggalan C-14 dapat juga dipergunakan untuk menentukan umur benda-benda purbakala, fosil-fosil, lapisan kuarter, umur batuan dan sebagainya.
Akhirnya dapat disimpulkan bahwa teknik isotop hidrologi dengan menggunakan C-14 merupakan alat yang unik dan sangat berguna, karena dapat memberikan informasi yang tidak dapat diperoleh melalui metode lainnya. Tetapi beberapa koreksi harus ddakukan karena karbon bukan merupakan bagian molekul air, melainkan terdapat dalam air tanah sebagai karbon anorganik terlarut. Dengan demikian penanggalan C-14 sesuai untuk pengukuran umur dalam orde ratusan sampai puluhan ribu tahun. (Amien Nugroho, 87).
Sumber: Suara Karya, 3 Agustus 1987
