Tritium: Implies Young Groundwater Age? Insight from the Isotope and Hydrochemical Data of Mud Volcano and Hydrocarbon Well in East Java

Abstract

ABSTRACT

The use of tritium isotope is one of the methods for determining groundwater age. It can be used to determine the age of groundwater classified as young. However, if it is the only method used, the results may not be valid. In this study, tritium application in determining groundwater age was evaluated based on deuterium and oxygen-18 isotopes and hydrochemical data from seven mud volcanoes and one hydrocarbon production well in East Java Basin. The tritium analysis shows that the age of groundwater samples is young, 1.75 to 9 years. However, deuterium, oxygen-18, and hydrochemical analysis indicate that the groundwater age is relatively old. It shows that the results of groundwater age analysis using tritium are not valid in this study. It is because tritium is not only from the atmosphere but also from tritium enrichment below the surface through water and rock interaction. The shifting of oxygen-18 isotope, which becomes heavier, indicates that isotope enrichment occurred in the subsurface. Based on the composition of the major cations and anions, the groundwater samples in this study have Na-Cl type with high TDS values as saline water. The shifting of oxygen-18 isotope, the water type, and the high TDS value also indicate that water and rock interaction occurs beneath the surface and can increase the tritium content in groundwater.

Keywords: deuterium, groundwater age, hydrochemical data, mud volcano, oxygen-18, tritium

ABSTRAK

Salah satu metode untuk menentukan umur airtanah adalah dengan menggunakan isotop tritium. Tritium dapat digunakan untuk menentukan umur airtanah yang tergolong muda. Namun, jika hanya menggunakan metode ini, maka hasil yang diperoleh mungkin tidak valid. Dalam studi ini, penggunaan tritium untuk menentukan umur airtanah dievaluasi berdasarkan data isotop deuterium dan oksigen-18, serta data hidrokimia dari tujuh gunung lumpur dan satu sumur produksi hidrokarbon di Cekungan Jawa Timur. Analisis tritium menunjukkan umur sampel airtanah yang tergolong muda, yaitu 1,75 hingga 9 tahun. Namun, analisis deuterium, oksigen-18, dan analisis hidrokimia menunjukkan bahwa umur airtanah tergolong tua. Hal tersebut memperlihatkan bahwa hasil analisis umur airtanah berdasarkan tritium pada studi ini tidak valid. Hal ini disebabkan karena tritium tidak hanya berasal dari atmosfer, tetapi dapat juga berasal dari pengayaan tritium di bawah permukaan melalui reaksi air dan batuan. Pergeseran nilai oksigen-18 yang menjadi semakin berat mengindikasikan bahwa terjadi pengayaan isotop tersebut di bawah permukaan. Berdasarkan komposisi kation dan anion utama, sampel airtanah dalam studi ini memiliki tipe Na-Cl dengan nilai TDS yang tinggi dan air yang tergolong asin. Pergeseran oksigen-18, tipe air dan nilai TDS yang tinggi tersebut juga menunjukkan bahwa terjadi interaksi air dan batuan di bawah permukaan yang dapat meningkatkan nilai tritium pada airtanah.

Kata kunci: deuterium, umur airtanah, data hidrokimia, mud volcano, oksigen-18, tritium