Abstrak
Industri minyak dan uranium selalu saling terkait. Kedua industri tersebut pada dasarnya bersifat global dan mencakup sejarah geologi yang luas. Pembentukan endapan uranium dan minyak, serta ekstraksi akhirnya, adalah kisah yang berputar melalui sejarah awal planet ini, berlanjut di sumur minyak yang terkuras di Jerman, Kanada, dan Prancis, dan bertahan hingga paruh kedua abad lalu. Memahami sejarah ini terbukti menjadi kunci bagi dua bisnis yang akan membentuk akhir abad kedua puluh: industri minyak dan nuklir. Perusahaan minyak termasuk yang pertama kali mengintegrasikan mekanika kuantum baru dan pengetahuan tentang peluruhan radioaktif ke dalam pencarian minyak mereka. Artikel ini menemukan asal mula keterkaitan ini dalam kemunculan geofisika terapan. Berdasarkan studi kasus pada eksperimen dan proyek penelitian ahli geofisika Richard Ambronn dan penelitian oleh perusahaan layanan minyak Schlumberger tentang pengukuran peluruhan radioaktif sebagai metode untuk menentukan sedimen bawah tanah dan menemukan minyak selama tahun 1920-an dan 1930-an, artikel ini berpendapat bahwa sumber minyak yang menipis di Pechelbronn dan Celle membentuk dasar bagi perkembangan industri dan akademis dalam pengetahuan radioaktivitas, geofisika, dan perminyakan.
1 Kenangan Minyak di Lower Saxony
Di wilayah Jerman di Niedersachsen, antara kota Hannover dan Celle, kenangan akan ekstraksi minyak lokal masih hidup. Museum minyak Jerman di kota terdekat Wietze mengingatkan pengunjung akan pengeboran minyak yang menandai wilayah tersebut selama dekade pertama abad ke-20. Sejak sumur bor pertama dibor untuk mengekstraksi minyak mentah dari pasir tar lokal yang kaya pada tahun 1858, para pemburu liar dan kelompok industri mencari sumber daya tersebut dan membangun industri yang akan membentuk sejarah, kenangan, dan lanskap wilayah tersebut. Terutama selama dekade pertama abad ke-20, wilayah Niedersachsen sedang berkembang pesat. Lebih dari 2000 sumur dibor hingga awal tahun 1930-an, mengekstraksi sedikitnya tujuh jenis minyak yang berbeda. Pada tahun-tahun awal ini, dengan titik puncak antara tahun 1910 dan 1920 sebelum produksi mulai menurun, beberapa lusin perusahaan minyak memasok sekitar delapan puluh persen dari produksi minyak Jerman saat itu. 1
Selain para pengusaha yang berharap untuk berbagi kekayaan minyak, sumur-sumur minyak tersebut juga menarik perhatian audiens lain: para ilmuwan yang ingin memanfaatkan peluang yang ditawarkan oleh industri baru ini untuk penelitian geofisika mereka. Bahkan hingga saat ini, sejarah industri dan geofisika awal yang saling terkait tetap hidup dengan kepemimpinan bisnis dalam bidang geofisika di Universitas Sains Terapan Celle dan dengan perusahaan-perusahaan seperti Mobile Geophysical Technologies Gesellschaft mit beschränkter Haftung dan GeoEnergy Celle eingetragener verein (eV) yang beroperasi di wilayah tersebut. 2 Selain itu, koleksi Museum Minyak Jerman mengingatkan pengunjung bahwa pembangunan industri minyak berfungsi sebagai inkubator bagi inovasi geofisika. Pameran tersebut menampilkan instrumen pengukuran geofisika seperti neraca putar dan gravimeter yang mengingatkan kembali perkembangan teknik yang dikembangkan dalam industri minyak lokal, yang dimungkinkan oleh perkembangan baru pengetahuan geofisika oleh para ilmuwan. 3
Di tempat ini, terjadi transisi yang mendorong minyak dari produk khusus, yang utamanya digunakan untuk minyak pelumas dan obat-obatan, menjadi sumber energi utama dalam bauran energi dunia selama abad kedua puluh, dan memulai pengembangan yang mengarah pada penambahan energi nuklir. Dalam artikel ini, saya menggabungkan bidang sejarah sains, sejarah bisnis, dan studi transisi untuk menunjukkan bagaimana keterkaitan antara ahli geofisika awal dan perkembangan lokal di ladang minyak seperti sumur di Niedersachsen membentuk dasar bagi subbidang geofisika terapan dan pengembangan pengetahuan geofisika tentang radioaktivitas alami dengan konsekuensi yang luas bagi perkembangan di industri minyak dan nuklir selanjutnya. Wilayah Niedersachsen memberikan contoh yang baik tentang tempat-tempat di mana infrastruktur minyak digunakan untuk melakukan penelitian terapan yang akan memperkenalkan teknologi untuk mengukur radioaktivitas. Khususnya penelitian oleh ahli geofisika Jerman Richard Ambronn, yang dilakukan di lubang bor di Celle, terbukti penting bagi perkembangan industri eksplorasi minyak dan uranium selanjutnya.
Dalam historiografi sains, banyak sarjana telah mempelajari kemunculan geofisika akademis dalam konteks minat industri yang berkembang. 4 Aitor Anduaga telah menunjukkan bagaimana industri minyak Amerika memengaruhi fondasi epistemik disiplin akademis seismologi kerak bumi, sementara Geoffrey Bowker dan Douglas Yates dalam studi mereka tentang perusahaan layanan minyak Prancis Schlumberger berpendapat bahwa pengembangan aplikasi metode geofisika untuk teknik pencatatan sumur listrik sangat dipengaruhi oleh spillover antara geofisika akademis dan industri minyak awal. Schlumberger adalah perusahaan layanan yang mengembangkan teknologi untuk mengeksplorasi minyak, dan menjadi, menurut Bowker, inkubator penting bagi teknologi dan pengetahuan geofisika baru dalam industri minyak seperti perangkat pencatatan sumur listrik. 5 Sejarawan ilmu bumi, Paul Lucier, juga secara luas berpendapat bahwa pembentukan ilmu bumi berjalan seiring dengan kepentingan industri dalam ekstraksi bahan baku. 6
Namun, bagian yang kurang dipelajari dari sejarah eksplorasi minyak industri dan geofisika awal adalah pengembangan pengetahuan tentang radioaktivitas dan teknologi geofisika berbasis mekanika kuantum awal seperti pencatatan sumur radioaktif. Perkembangan ini, yang terjadi dalam penelitian geofisikawan perorangan seperti Richard Ambronn dan dalam bidang produksi perusahaan geofisika seperti perusahaan Prancis Schlumberger, menyediakan hubungan penting antara historiografi fisika atom awal dan aplikasi industri fisi nuklir selanjutnya dalam Proyek Manhattan Amerika Serikat dan banyak upaya berikutnya untuk membangun industri nuklir di negara lain. Dalam perkembangan ini, industri minyak memainkan peran utama. Dalam Proyek Manhattan, berbagai perusahaan minyak dan firma layanan minyak dikontrak untuk mencari uranium, membangun dan mengelola pabrik produksi, dan melakukan penelitian geokimia. Setelah Perang Dunia Kedua, pelaku minyak melanjutkan keterlibatan mereka dengan proyek penambangan uranium, yang berpuncak pada keterlibatan minyak di mana-mana dalam industri nuklir selama tahun 1970-an. 7
Baru-baru ini, para sejarawan dalam subbidang diplomasi sains dan sejarah sains telah menunjukkan bagaimana ahli geofisika minyak dan metode geofisika yang berasal dari industri minyak memainkan peran penting dalam membangun industri uranium dan spillover antara industri minyak dan nuklir setelah Perang Dunia Kedua. 8 Artikel ini menunjukkan, bagaimanapun, bahwa dasar keterlibatan ini didasarkan pada pengetahuan tentang radioaktivitas dan fisika atom yang diperoleh antara tahun 1896 dan 1940 dalam banyak penelitian yang dilakukan pada lubang bor dan perairan ladang minyak, dan menghubungkan spillover geosains antara kedua industri dengan kerangka kerja menyeluruh dari transisi energi. Ahli geofisika Jerman Richard Ambronn menggunakan lubang bor di Celle untuk penelitian geofisikanya dan menggunakan penelitiannya untuk mengusulkan pembentukan subbidang “geofisika terapan” di mana ia menaruh perhatian yang luas pada penelitiannya tentang radioaktivitas dan aplikasi geofisikanya. Artikel ini mengkaji upaya Ambronn dalam konteks yang lebih luas dari beberapa ahli geofisika di Amerika Utara, Eropa Barat, dan Uni Soviet, yang semuanya menggunakan ladang minyak untuk penelitian mereka tentang sifat radioaktif mineral. Pengetahuan ini menghasilkan pengetahuan baru tentang endapan mineral radioaktif dan teknik baru untuk menemukan minyak. Teknik yang akan dikomersialkan melalui laboratorium perusahaan minyak industri seperti Schlumberger, dan kemudian Royal Dutch Shell, Lane Wells Company, dan Gulf Oil. Teknologi ini kemudian akan menyediakan titik masuk bagi industri minyak untuk memasuki era nuklir.
Dengan berfokus pada hubungan awal antara industri minyak dan penelitian geofisika tentang radioaktivitas, artikel ini menceritakan kembali kisah tradisional tentang transisi energi. Sementara kisah yang lebih konvensional tentang kemunculan energi nuklir dalam kaitannya dengan industri minyak cenderung berfokus pada berbagai jalur transisi yang ditempuh oleh para pelaku minyak yang ada saat menghadapi perkembangan industri nuklir pascaperang yang cepat, artikel ini menyoroti hubungan yang sudah terjalin antara fisika atom awal dan industri minyak yang sedang berkembang, tetapi jelas belum mendominasi. 9 Dengan berfokus pada keterikatan awal ini, dan memposisikannya di lokasi minyak seperti ladang-ladang di Lower Saxony, artikel ini menunjukkan bagaimana transisi energi selanjutnya sebagian didasarkan pada limpahan awal sebelum Perang Dunia Kedua dalam subdisiplin geofisika terapan yang sedang berkembang. 10
Berdasarkan penelitian baru untuk publikasi geosains seperti Richard Ambronn dan pendahulunya dalam jurnal seperti The London, Edinburg dan Dublin Philosophical Magazine dan Journal of Science , dan sumber arsip pada teknik awal untuk mengukur radioaktivitas di arsip Schlumberger, artikel ini menunjukkan bahwa kualitas spesifik situs seperti sumur minyak di Lower Saxony—situs dengan sumur minyak yang tampaknya telah terkuras—terbukti penting untuk perkembangan ini. Situs-situs di mana produksi mulai menurun setelah tahun 1920-an menawarkan peluang untuk menggunakan kembali infrastruktur minyak ke tempat pelatihan bagi ahli geofisika dan teknologi geofisika eksperimental, menunjukkan bagaimana asal-usul transisi menuju bauran energi pada akhir abad kedua puluh dibangun dalam residu literal industri minyak ini.
2 Geofisika Terapan
Methoden der Angewandten Geophysik pada tahun 1926 (diterjemahkan pada tahun 1928 ke dalam bahasa Inggris oleh ahli geologi petroleum Amerika Margareth C. Cobb sebagai Elements of Geophysics as Applied to Explorations for Minerals, Oil and Gas ) pada aplikasi metode geofisika untuk eksplorasi mineral dan minyak dan gas oleh Richard Ambronn membuktikan titik balik dalam sejarah pengukuran radioaktif dalam industri minyak. Ambronn, lahir pada bulan Mei 1887 di Hamburg, adalah seorang ahli geofisika Jerman. Setelah mempelajari fisika, ia memperoleh gelar doktornya pada tahun 1912 dengan fisikawan Woldemar Voigt di Universitas Georg August Göttingen pada konduktivitas listrik kristal. Sebelum Ambronn bergabung dengan NSDAP pada tahun 1932 sebagai ketua untuk faksi lokal partai nazi di Göttingen, ia menghabiskan dua dekade melakukan penelitian geofisika, khususnya di lubang bor pengeboran minyak Celle. 11 Di sana ia menyelidiki sifat-sifat inti yang diambil dari sumur minyak. Dengan melakukan hal tersebut, ia secara khusus berfokus pada pengukuran radioaktivitas—minat yang dipicu oleh penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Stefan Meyer dan Egon Schweidler, Marie Curie, Ernest Rutherford dan Frederick Soddy, serta Hans Wilhelm Geiger dan Walter Mackower—tetapi juga mengerjakan metode prospeksi magnetik dan pengukuran distribusi padang lamun bawah tanah. 12
Penelitian-penelitian ini berpuncak pada penerbitan Methoden der Angewandten Geophysik yang diterima dengan baik . 13 Dengan bukunya, Ambronn bertujuan untuk memberikan kontribusi terhadap meningkatnya perhatian terhadap penggunaan metode eksplorasi geofisika secara sistematis dalam pertambangan dan hidraulika, dalam solusi untuk masalah pasokan air, dan sebagai tambahan untuk penelitian geologi. Menurut Ambronn, publikasi yang telah melaporkan banyak masalah individual atau telah memberikan kontribusi pada bagian-bagian terbatas dari bidang yang berfokus pada aplikasi geofisika tersebar di seluruh majalah di seluruh dunia. Namun, dengan bukunya, Ambronn berharap untuk menyatukan proyek-proyek penelitian yang berbeda ini dalam subbidang baru geofisika terapan. Meskipun subbidang ini tidak akan pernah mendapatkan posisi yang sepenuhnya independen karena akan selalu mendukung geolog praktis dan kepentingan industri, Ambronn mengklaim bahwa geolog dan fisikawan sangat diperlukan satu sama lain dalam perencanaan dan pelaksanaan investigasi geofisika. Dengan melakukan hal itu, Ambronn berharap untuk menjual penelitian geofisika sebagai aset berharga bagi industri minyak (sebuah tujuan yang akan berhasil ia capai sebagaimana yang akan ditunjukkan dalam artikel ini nanti). 14
Untuk menegaskan hal ini, buku ini menyajikan berbagai macam metode penelitian geofisika yang menunjukkan aplikasi praktis untuk menemukan mineral, kubah, dan sedimen. Di antara metode-metode ini, penggunaan pengukuran radioaktif memainkan peran penting. Mengikuti hipotesis disosiasi Ernest Rutherford dan Frederick Soddy, Ambronn menyatakan bahwa seiring waktu, turunan radioaktif berkembang dari basa radioaktif. 15 Disosiasi ini disertai dengan emisi berbagai jenis sinar—terutama sinar alfa, beta, dan gamma—yang membawa energi dalam jumlah yang “luar biasa”. Sinar-sinar ini dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengklasifikasikan material yang dimaksud, kata Ambronn. Dengan mengukur sinar yang dipancarkan dan membandingkan hasilnya dengan periode setengah nilai setiap zat awal dari rangkaian peluruhan radioaktif, uranium, dan thorium, estimasi dapat dilakukan terhadap kandungan geologis sedimen. 16
Metode yang paling penting untuk mengukur radioaktivitas adalah pengukuran ionisasi dalam gas yang dipicu oleh sinar bahan radioaktif. Ketika gas ditembus oleh sinar alfa, beta, atau gamma, ion positif dan negatif dihasilkan, yang terpisah dari molekul gas netral. Dengan menciptakan medan listrik, kedua jenis ion mulai bergerak ke arah yang berlawanan menuju elektroda yang menghasilkan medan, yang memungkinkan saturasi arus listrik. Kekuatan arus jenuh, yang dihargai karena kesederhanaan teoretisnya, kemudian dapat digunakan untuk mengidentifikasi unsur radioaktif dengan mengukur daya penetrasi. Misalnya, karena sinar beta dicirikan oleh daya penetrasinya yang rendah, hal ini memungkinkan pengukuran dengan bahan penyerap yang berbeda untuk menghitung masing-masing komponen sinar dan menemukan jumlah dekomposisi radium yang berbeda dalam bahan tersebut. 17
Bagi seorang pemula dalam mekanika kuantum awal, ini merupakan prosedur yang tampaknya rumit, tetapi Ambronn berpendapat, berdasarkan penelitian sebelumnya, bahwa teknik ini membuka cara untuk menemukan lapisan sedimen, bahkan di situ, tanpa mengambil sampel dari tanah. Dalam bukunya, Ambronn mengusulkan beberapa metode untuk menurunkan kotak yang berisi peralatan yang sesuai untuk pengukuran lintasan ke dalam lubang bor. Di dalam lubang bor, penutup berisi gas di dalam kotak akan ditembus oleh berbagai jenis sinar, sehingga memperjelas elemen radioaktif mana yang dikelompokkan bersama pada ketinggian yang berbeda di bawah tanah. Dengan cara ini, Ambronn menawarkan aplikasi praktis untuk penelitian yang telah ia lakukan sendiri di lubang bor berlumpur di lokasi pengeboran minyak Celle. Tidak hanya memungkinkan untuk mempelajari radioaktivitas dan mengklasifikasikan mineral radioaktif, tetapi jenis penelitian ini sebenarnya akan memungkinkan ahli geofisika untuk menemukan lapisan sedimen tertentu di mana mineral radioaktif cenderung atau tidak cenderung mengendap, sehingga memudahkan untuk menemukan kubah, endapan, dan reservoir di bawah tanah. 18
3 Geofisika Radioaktif dalam Sisa-sisa Industri Minyak Awal
Untuk penelitiannya, Ambronn bergantung pada karya-karya awal para geolog, fisikawan atom, dan geofisikawan awal. Teori-teorinya dibangun berdasarkan penelitian fundamental yang dilakukan oleh banyak fisikawan terkemuka seperti Henri Becquerel, Marie Curie, Ernest Rutherford dan Frederick Soddy, Hans Wilhelm Geiger, dan Makower, tetapi juga pada penelitian-penelitian yang dilakukan oleh geolog Irlandia John Joly. 19 Khususnya karya Joly tentang radioaktivitas dan geologi terbukti fundamental bagi klaim-klaim Ambronn tentang pengukuran radioaktivitas alami. Selama tahun-tahun pertama abad kedua puluh, Joly melakukan penelitian terhadap kuantitas radium dan thorium dalam berbagai macam material, mulai dari batu dan mineral hingga air laut. Penelitian-penelitian ini mencapai puncaknya pada publikasi tahun 1909 dari sebuah karya yang sekarang terkenal yang disebut Radioactivity and Geology . Dalam buku ini, ia berpendapat bahwa unsur radioaktif hadir, dalam berbagai konsentrasi, di seluruh bumi. 20
Penelitian Joly menjadi sumber inspirasi bagi berbagai ahli geologi dan geofisika awal yang ingin mempelajari keberadaan radioaktivitas di alam dan mengukur radiasi yang dipancarkan oleh berbagai jenis batuan, cairan, dan gas. Dengan melakukan serangkaian pengujian di sepanjang lubang bor, terowongan, dan galeri, para ilmuwan mendokumentasikan berbagai radioaktivitas dalam berbagai jenis lapisan sedimen, meskipun tanpa dapat menetapkan hubungan yang konsisten dengan formasi geologi. 21
Untuk melakukan penelitian, para geolog sering memanfaatkan infrastruktur yang sudah mapan yang telah mengungkap lapisan sedimen yang jika tidak demikian akan terlalu mahal untuk dijangkau untuk penelitian mendasar seperti terowongan, poros tambang, dan lubang bor. Di Pegunungan Alpen Austria, fisikawan Heinrich Mache dan Max Bamberger mempelajari terowongan Tauern, sementara di Swiss John Hewett Jellet Poole menyelidiki terowongan Lötschberg. 22 Di benua Amerika Selatan, Fletcher mempelajari lapisan sedimen di terowongan di Andes. 23 Selain itu, proyek pertambangan juga digunakan. Misalnya, ahli geofisika Inggris Wiliam Frederick Smeeth menemukan di tambang emas Kolar di Karnataka, India, kandungan radium konstan hingga kedalaman seribu meter. 24
Banyak dari penelitian ini dilakukan di infrastruktur industri minyak yang berkembang pesat. Fisikawan seperti Arthur Stewart Eve, Douglas McIntosh, dan Eli Franklin Burton memanfaatkan infrastruktur yang disediakan oleh industri minyak awal untuk mempelajari sumur minyak di Amerika Serikat dan Kanada. 25 Di Uni Soviet, ahli geokimia terkenal Vladimir Vernadsky mempelajari perairan ladang minyak di ladang minyak Ukhta di Republik Komi. 26 Di Eropa Barat, ladang minyak juga secara teratur menarik perhatian fisikawan dan geolog yang ingin mempelajari radioaktivitas perairan ladang minyak, minyak bumi, dan mineral bawah tanah. Seperti Ambronn yang melakukan penelitiannya di lubang bor minyak dekat Celle, ahli geokimia Jerman Ernst Hendrik Büchner menggunakan lubang bor yang dibor oleh industri minyak di sebuah sumur di Baarlo di Holland-Limburg. 27
Meskipun berbagai contoh tersebut tersebar di separuh dunia, ada satu elemen yang menghubungkan sumur-sumur minyak ini. Banyak sumur telah dibor selama beberapa dekade pertama pencarian minyak oleh industri yang dimulai dengan pengeboran di Ontario, Kanada, dan di Lower Saxony pada tahun 1858. Sering kali sumber-sumber ini telah menghasilkan kemakmuran besar bagi pengusaha minyak pertama, atau pihak-pihak industri berikutnya, dan produksi dari sumber-sumber ini telah menghasilkan infrastruktur berskala besar yang membuatnya lebih memungkinkan untuk mencapai sumur-sumur minyak dan mengekstraksi minyak. Namun, setelah beberapa dekade mengekstraksi minyak dalam skala industri, banyak dari sumur-sumur minyak ini tampaknya telah mencapai puncak produksinya selama beberapa dekade pertama abad ke-20. Dalam kasus reservoir yang digerakkan oleh air, sumur-sumur minyak sering kali berproduksi pada tingkat yang hampir konstan hingga air yang menyerbu mencapai sumur. Hal ini menyebabkan penurunan produksi minyak secara tiba-tiba yang tercermin dalam ekstraksi air dan lumpur, bukan minyak. 28
Namun, ketika kepentingan industri di sumur minyak yang menipis mulai beralih ke ladang minyak yang lebih produktif dan baru, penipisan tersebut juga menawarkan peluang baru untuk mengubah fungsi ladang minyak yang ada menjadi tempat pelatihan bagi para ahli geofisika awal. Dalam konteks yang semakin kompetitif, perusahaan minyak sejak awal abad kedua puluh dan seterusnya semakin mencari aplikasi baru geofisika dan kimia akademis untuk meningkatkan tingkat produksi mereka dan tetap unggul dari perusahaan lain. 29 Dengan menggunakan infrastruktur yang sudah mapan di ladang minyak dengan tingkat produksi yang menurun untuk melatih ahli geofisika dan metode geofisika baru, industri ini diuntungkan dengan menawarkan akses ke pengembangan baru dan memperluas manfaat investasi yang sudah dilakukan untuk infrastruktur di sekitar lubang bor. Sejarawan Geoffrey Bowker menunjukkan bagaimana keunggulan kompetitif dalam pencatatan sumur listrik perusahaan Schlumberger Prancis didasarkan pada akses ke sumur minyak lokal di Pechelbronn, di wilayah Alsace, Prancis. Ladang minyak ini sudah hampir habis yang membuat pengeboran minyak menjadi mahal dan ada kebutuhan mendesak untuk metode baru yang inovatif untuk mengurangi biaya. Pechelbronn kemudian dialihfungsikan oleh Schlumberger untuk dijadikan lokasi magang bagi insinyur geofisika baru perusahaan, yang menawarkan kesempatan bagi para wirausahawan dan ilmuwan independen untuk melakukan eksperimen mereka. Dengan cara ini, Schlumberger menggunakan Pechelbronn untuk menganalisis, bertemu, dan mungkin menyabotase atau merekrut geosains lain yang mencoba meneliti cara menemukan minyak dan mineral lainnya. 30
Khususnya untuk penelitian tentang pengukuran radioaktivitas, kualitas inheren lubang bor yang hampir habis terbukti penting. Di lubang bor berlumpur, yang tercemar air bawah tanah, pengukuran peluruhan radioaktif dengan menurunkan penutup berisi gas di lubang bor memberikan hasil yang lebih banyak, dan seringkali lebih baik, daripada teknik yang sebanding seperti pencatatan sumur listrik. Karena radioaktivitas tidak terpengaruh oleh sifat lumpur, sementara banyak perangkat pencatatan sumur listrik kontemporer dengan cepat menjadi tidak berguna dalam lumpur yang jenuh air dan garam, pencatatan berdasarkan radioaktivitas masih dapat menghasilkan hasil di lubang bor berlumpur yang digunakan untuk melatih ahli geofisika minyak. 31 Kadang-kadang ini bahkan berarti bahwa eksperimen dengan pengukuran radioaktivitas menunjukkan bahwa beberapa reservoir minyak yang dianggap hampir habis masih mengandung cadangan minyak yang belum diekstraksi, atau ladang baru ditemukan di tempat-tempat yang sebelumnya dianggap tidak mengandung minyak. 32
Juga, Ambronn, dalam Methoden der Angewandten Geophysik , menekankan bagaimana berbagai keadaan geologis memengaruhi metode geofisika mana yang harus diterapkan. Terutama lokasi di sekitar Hannover, tempat Ambronn melakukan penelitiannya, memberikan kesulitan dalam membuat penilaian hanya dengan teknik pencatatan sumur listrik. Untuk hanya bergantung pada teknik-teknik ini tidak akan menghasilkan jawaban yang menentukan tentang keberadaan reservoir minyak menurut Ambronn. Metode lain, yang lebih disesuaikan untuk mengukur resonansi magnetik dan kepadatan, dapat memberikan kejelasan, katanya. 33 Dengan cara ini, status reservoir minyak yang terkuras memungkinkan pengembangan dan wawasan geofisika baru, dan memposisikan metode geofisika berdasarkan pengukuran radioaktivitas dalam posisi utama untuk dianut oleh industri minyak.
4 Mengukur Radioaktivitas untuk Mencari Minyak
Di sini, di sisa-sisa industri minyak yang sedang berkembang, penelitian tentang geofisika terapan radioaktif dikembangkan. Baik ilmu geofisika yang berfokus pada sifat-sifat radioaktivitas, maupun aplikasi industri awal muncul di lokasi-lokasi seperti Celle dan Pechelbronn. Ladang-ladang minyak yang telah memulai industri minyak di masa-masa awalnya kini telah terkuras, kotor, dan terancam dibuang demi ladang-ladang yang lebih produktif. Namun, pengukuran radioaktivitas mengubah tujuan ladang-ladang ini. Dengan memperkenalkan metode untuk memperluas produktivitasnya dan memenuhi tujuan barunya sebagai tempat pelatihan bagi para ahli geofisika dan teknologi geofisika baru, penerapan mekanika kuantum awal memicu perkembangan yang akan mengarah pada penggunaan pengetahuan radioaktif dalam skala besar di industri minyak dan keterikatan selanjutnya antara industri minyak dan uranium dalam beberapa dekade setelah Perang Dunia Kedua.
Perkembangan ini dimulai dengan penelitian terapan oleh fisikawan seperti John Joly selama beberapa tahun pertama abad ke-20 dan ditetapkan sebagai bidang independen dengan upaya Richard Ambronn untuk menyatukan disiplin ilmu geofisika terapan. Dari sana, penelitian dan kemungkinan penerapannya diambil oleh pihak-pihak minyak industri yang mengintai penelitian ladang minyak untuk metode-metode baru untuk digunakan dalam sektor minyak yang sedang tumbuh dan kompetitif. Schlumberger adalah salah satu perusahaan yang memimpin dalam mengembangkan aplikasi industri. Sudah pada tahun 1910, pada sebuah konferensi geologi minyak awal di Brussels, fisikawan Jerman telah mengklaim telah mengukur tingkat radioaktivitas yang sangat tinggi di bebatuan tepat di bawah reservoir minyak di daerah Lower Saxony, tetapi publikasi Ambronn benar-benar menarik perhatian Conrad Schlumberger, salah satu dari dua saudara pendiri perusahaan, terhadap kemungkinan untuk menemukan minyak yang ditawarkan dengan mengukur radioaktivitas. Sejak tahun 1920-an, Conrad Schlumberger mengarahkan penelitian geofisika perusahaan di Pechelbronn ke arah studi sistematis lumpur pengeboran untuk mendeteksi radioaktivitas, dengan mengontrak beberapa fisikawan yang sebelumnya bekerja secara independen sebagai ilmuwan yang menangani pengukuran radioaktif di Pechelbronn. 34
Di Pechelbronn, dan di sumur minyak di Uni Soviet dan Eropa Timur, terutama di Rumania, tempat kadar radioaktivitas tinggi diukur di reservoir minyak bumi setempat, ahli geofisika Schlumberger kemudian berupaya mengembangkan lebih lanjut teknik pencatatan sumur radioaktif pertama. 35 Banyak paten didaftarkan, terutama di Amerika Serikat. Di sana, studi fenomena radioaktivitas di lubang bor berkembang pesat sejak aplikasi praktis pertama metode ini dilakukan oleh berbagai organisasi sekitar akhir tahun 1930-an. Pada tanggal 29 Oktober 1938, radioaktivitas alami direkam untuk pertama kalinya di sebuah sumur di Oklahoma City oleh sekelompok fisikawan dari Engineering Laboratories di Tulsa, Oklahoma, di antaranya Segre A. Scherbatskoy dan Jacob Neufeld. Dengan dukungan Socony Vacuum (kemudian Mobil Oil), para fisikawan mendirikan perusahaan jasa, yang disebut Well Surveys, Inc., yang akan memasarkan catatan radioaktivitas mulai tahun 1939 dan seterusnya. 36
Aplikasi praktis segera ditemukan. Apa pun sifat lumpurnya, hasil dari perangkat pencatatan sumur radioaktif terbukti sebanding dengan pencatatan resistivitas yang lebih tradisional, dan terkadang bahkan lebih baik. Khususnya untuk dimulainya kembali produksi di sumur-sumur tua, tempat pencatatan tidak pernah dilakukan atau tempat perangkat pencatatan sumur listrik tidak berguna, pencatatan sumur radioaktif meningkatkan laju produksi. Tidak mengherankan, industri minyak memanfaatkan pengembangan perangkat geofisika baru ini. Pada tahun 1940, Schlumberger mengusulkan metode baru untuk menggunakan pelacak radioaktif guna menandai zona-zona produktif, dan Well Surveys, Inc. bergabung dengan perusahaan Lane Wells untuk lebih mengembangkan teknologi geofisika berdasarkan pengukuran radioaktivitas. 37 Perusahaan minyak lainnya juga dengan cepat menyadari potensi penggunaan teknik pencatatan sumur radioaktif untuk meningkatkan produksi mereka. Meskipun kekurangan personel dan peralatan masa perang menunda pengembangan perangkat pencatatan sumur radioaktif di beberapa bagian sektor minyak, perusahaan seperti Shell Oil memasuki pasar melalui penelitian di laboratorium penelitian geofisika mereka di Houston, dan Texas Company menggabungkan upaya mereka dengan Schlumberger untuk mengembangkan paten pencatatan sinar gamma. 38
5. Memicu Transisi Energi di Abad ke-20
Dalam beberapa dekade berikutnya, perangkat pencatatan sumur radioaktif menjadi alat penting dalam industri minyak yang berkembang pesat untuk memasok dunia yang semakin haus minyak bumi. Minyak melampaui batu bara sebagai sumber energi utama di dunia, terutama Barat, di mana kesejahteraan yang meningkat menciptakan permintaan yang terus berkembang. Mengukur radioaktivitas menawarkan aset penting bagi ahli geofisika minyak untuk menemukan sumber daya baru yang dibutuhkan. Terutama log neutron, cabang dari log sinar gamma tradisional, menjadi perangkat yang berpengaruh. Pada tahun 1938, ahli geofisika di Schlumberger diberikan paten untuk adaptasi neutron untuk studi litologi, dan paten lain diberikan pada tahun 1940 kepada fisikawan Belanda Folkert Brons. 39 Penelitian ini kemudian diambil di Amerika Serikat di mana Well Surveys, Inc. melakukan pengujian pertama mereka pada tahun 1941 yang menetapkan bahwa karakter yang sangat penetratif dari fluks partikel neutron menjadi pertanda baik untuk pencatatan melalui casing. 40 Setelah Perang Dunia Kedua, perusahaan seperti Schlumberger menginvestasikan jutaan dalam program untuk lebih mengembangkan teknik ini yang akan digunakan dalam berbagai pihak eksplorasi di seluruh dunia.41
Selain menawarkan alat untuk meningkatkan produksi minyak, pengukuran radioaktivitas juga terbukti berharga untuk menemukan mineral lain yang akan menjadi sumber daya penting untuk campuran energi akhir abad ke-20: uranium. Bahkan sebelum Perang Dunia Kedua, ketika uranium sering dibuang sebagai produk limbah dalam pencarian unsur radium yang lebih berharga, mineral radioaktif tersebut secara teratur ditemukan dalam kaitannya dengan reservoir minyak bumi. Ahli geofisika di Schlumberger telah melaporkan pada tahun 1910 temuan sejumlah besar mineral radioaktif di bawah endapan minyak di wilayah Lower Saxony oleh ahli geologi Jerman, dan kemudian bekerja pada sumber minyak Rumania dengan tingkat radioaktivitas tinggi yang tampaknya tidak biasa. 42 Di Amerika Serikat juga, ada banyak contoh pengusaha yang mencari minyak atau radium dan menemukan minyak bumi dan mineral radioaktif. 43
Bahwa temuan-temuan ini bukan suatu kebetulan telah ditetapkan oleh beberapa ahli geofisika dalam konteks Manhattan District Project yang meneliti kemunculan endapan uranium di berbagai lapisan sedimen. Untuk juga memasok bahan-bahan fisil bagi industri nuklir Amerika yang potensial setelah Perang Dunia Kedua, dibentuklah sebuah komite, yang dikelola oleh mantan ahli geologi Shell Paul L. Guarin, untuk mendokumentasikan berbagai endapan di seluruh dunia. 44 Salah seorang asisten Guarin, yang kemudian menjadi profesor geofisika di Amherst College George Bain, mempelajari hubungan antara endapan uranium dan kemunculannya yang teratur di dekat hidrokarbon yang terkumpul. Selama Perang Dunia Kedua, dan kemudian untuk American Atomic Energy Commission, Bain berpendapat bahwa uranium cenderung mengelompok di sekitar biomassa yang membusuk dan di batuan berpori. Hal ini sering terjadi di batuan sumber minyak bumi, lokasi yang sama tempat minyak mentah akan diproduksi sebelum merembes dan mengendap di kubah-kubah di antara lapisan sedimen. 45
Sebagaimana telah ditunjukkan oleh berbagai sejarawan sains, pengetahuan ini memungkinkan para ahli geofisika untuk memanfaatkan perangkat yang diciptakan dalam industri minyak untuk mencari uranium, dan banyak pengusaha minyak untuk bergabung dengan berbagai ledakan uranium dalam beberapa dekade setelah Perang Dunia Kedua. 46 Dengan cara ini, perangkat yang dibangun berdasarkan penelitian yang dilakukan di sumur-sumur minyak yang telah terkuras di wilayah Lower Saxony dan Pechelbronn memicu setidaknya dua dari transisi energi penting pada akhir abad kedua puluh. Baik sektor minyak yang berkembang pesat maupun industri nuklir yang sedang berkembang mendapatkan keuntungan dari pengembangan geofisika terapan radioaktif yang terjadi di ladang-ladang minyak yang telah digunakan kembali yang terancam menjadi sisa-sisa industri minyak awal.
6. Pengamatan Akhir
Transisi energi adalah fenomena yang tidak jelas. Berfokus pada kisah asal-usul sejarah yang saling terkait antara industri minyak dan nuklir membantu menyusun ulang beberapa konsep tradisional yang digunakan dalam studi transisi. Pertama, penggunaan lubang bor di Lower Saxony, Ontario, dan Pechelbronn menunjukkan bagaimana sisa-sisa industri yang sedang berkembang menjadi titik panas penting bagi inovasi ilmiah dan teknologi yang membentuk eksploitasi lebih lanjut terhadap industri minyak. Selama beberapa dekade pertama pengeboran minyak modern, sumur-sumur minyak menjadi episentrum industri minyak yang berkembang pesat, menarik banyak perusahaan dan pengusaha baru. Namun, ketika air dan lumpur mengambil alih, tingkat produksi sumur-sumur minyak mulai menurun, dan ahli geofisika diundang untuk melakukan penelitian mereka pada infrastruktur minyak yang nilainya terus menurun. Di sana, mereka mengembangkan pengetahuan dan teknologi yang akan menguntungkan industri minyak dalam upaya mereka yang berkelanjutan untuk memenuhi permintaan minyak dunia dengan menemukan reservoir minyak baru, dan terkadang memperpanjang umur sumur-sumur minyak yang sebelumnya dianggap telah habis. Dengan melakukan hal itu, sisa-sisa industri minyak awal berfungsi sebagai inkubator untuk transisi minyak selanjutnya menjadi sumber energi utama.
Pada saat yang sama, penelitian geofisika terhadap teknik-teknik baru untuk mengukur radioaktivitas juga memungkinkan diversifikasi berbagai pelaku usaha minyak menjadi energi nuklir. Teknologi seperti perangkat pencatatan sumur radioaktif menghubungkan industri minyak dengan proyek-proyek eksplorasi uranium di seluruh dunia yang dilakukan selama dan setelah Perang Dunia Kedua. Dengan cara ini, lubang-lubang bor di wilayah-wilayah ini, dengan kualitas geologisnya yang spesifik, melahirkan transisi minyak menjadi sumber energi primer serta pengembangan energi nuklir di kemudian hari selama paruh kedua abad ke-20.
Kisah ini menandai pentingnya menggabungkan sejarah sains dan sejarah bisnis dalam memahami mengapa transisi terjadi. Tanpa mempertimbangkan alasan bisnis bagi pihak industri untuk mengizinkan penelitian geofisika pada sumur minyak mereka, dan aplikasi industri geofisika terapan yang sengaja dipromosikan oleh ahli geofisika seperti Richard Ambronn, seseorang tidak akan dapat sepenuhnya menghargai keterkaitan selanjutnya antara industri minyak dan uranium dan akan kehilangan bagaimana keterkaitan ini dapat menjadi tempat lahirnya campuran energi abad ke-20.
Mempelajari keterkaitan awal ini menunjukkan kepada kita bagaimana spillover selanjutnya antara teknologi energi yang tampaknya saling bersaing dan sangat berbeda sering kali didasarkan pada karakteristik yang melekat pada sumber daya yang dibutuhkan untuk kedua industri. Kualitas reservoir minyak yang menjadi keruh saat hampir habis dikombinasikan dengan persaingan ketat dalam industri minyak Barat memungkinkan pengembangan perangkat pencatatan sumur pada sumur minyak yang hampir habis yang, berbeda dengan perangkat pencatatan listrik yang lebih umum, tahan terhadap kondisi berlumpur. Hal ini pada gilirannya mengarahkan industri minyak ke proyek diversifikasi selanjutnya ke energi nuklir. Namun, tanpa diketahui oleh para ahli geofisika selama dekade pertama abad kedua puluh, pembentukan endapan mineral radioaktif dan reservoir minyak bumi telah terjadi selama ribuan tahun di bawah tanah. Jadi, ketika ahli geofisika terapan melakukan penelitian mereka pada sumur minyak yang telah tersedia bagi mereka, mereka diarahkan untuk menemukan tingkat radioaktivitas yang tinggi yang pada gilirannya merangsang penelitian tentang penggunaan pengukuran radioaktivitas untuk menemukan lapisan sedimen dan pada waktunya pengembangan perangkat pencatatan sumur radioaktif oleh industri minyak.
1 Graig dan kawan-kawan; [21] Rinehart. [38[Bahasa Indonesia]
2 Tentang MGT, https://www.mgt-geo.com/about-us.html (diakses pada 11 Maret 2024); Magang Universitas—Geologi, Geosains, atau Geofisika (Celle, Jerman) peluang 2024, https://careers.bakerhughes.com/global/en/job/R110868/University-Internships-Geology-Geosciences-or-Geophysics-Celle-Germany-2024-opportunities (diakses pada 11 Maret 2024); GeoEnergy Celle eV: Kempetenz di Erdöl, Erdgas, Erdwärme, https://www.geoenergy-celle.de/ (diakses pada 11 Maret 2024).
3 Koleksi Museum Minyak Jerman, https://www.erdoelmuseum.de/unser-museum/sammlung (diakses 11 Maret 2024); Egloff [14] pada 433; Telford dkk. [43] pada 1–6.
4 Oreskes dan Doel; [30] Penjaga .33[Bahasa Indonesia]
5 Andaaga; [4] Yates, [48] pada 46–49; Bowker. [6[Bahasa Indonesia]
6 Lucier. [25[Bahasa Indonesia]
7 Perunggu. [7[Bahasa Indonesia]
8 Turchetti dan Roberts; [45] Kantoni, [12] pada 4–5; Bron. [7[Bahasa Indonesia]
9 Leung dan kawan-kawan. [24] pada 316–326; Geels, [20] pada 21–40; Strunz, [42] pada 152.
10 Modus; [28] Sumber. [7[Bahasa Indonesia]
11 Egloff, [14] pada 433.
12. Ambronn, [2] pada 107–108.
13 Ibid.; Hawa, [15] pada 192.
14 Hawa, [16] pada v–vii.
15 Ibid., pada 108; Rutherford dan Soddy. [39[Bahasa Indonesia]
16. Ambronn, [2] pada 108–110.
17 Ibid., hal. 110–123.
18 Ibid., hal. 118–123; Egloff, [14] pada 433; Allaud dan Martin, [1] pada 268.
19 Ambronn, [2] Ibidem, pada 108.
20 Joly; [23] Wyse Jackson, [47] pada 227–231; Allaud dan Martin, [20] pada 268.
21 Ambronn, [2] pada 125.
22 Mache dan Bamberger; [26] Kolam renang. [32[Bahasa Indonesia]
23 orang Fletcher. [18[Bahasa Indonesia]
24 Smeeth dan Watson; [41] Raychaudhuri, [35] pada 73–85.
25 Eve dan McIntosh; [16] Bahasa Indonesia : Burton.11[Bahasa Indonesia]
26 Mellor, [27] pada 41–54; Bailes, [51] 1990, pada 44–66.
27 Buchner. [10[Bahasa Indonesia]
28 Graig dan kawan-kawan; [21] Rinehart. [38[Bahasa Indonesia]
29 Andaaga, [4] pada 22–23; Oreskes, [29] pada 23–40; Pendeta, [34] pada 42–44; Servos, [40] pada 148; Yoder, [49] pada 134–143; Forbes dan O’Beirne, [19] pada 60.
30 Bowker, [6] pada 33–39.
31 Allaud dan Martin, [1] pada 268.
32 Sondage radioaktif, étude de Clark Goodman du center de Ridgefield sur des résultats expérimentaux (catatan), 1951, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-69; Reinhardt dan Gast, [36] pada 704.
33. Ambronn, [ Inggris Raya]2] pada 7.
34 La radioactivité dans les sondages, étude de Louis Migaux sur les manifestasi de la fluorescence et de la radioactivité (note de laboratoire), 1939, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-347; Radioaktif carottage, instruksi penggunaan pour les sondages de gisements pétroliers (teknik catatan), 1948, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-349; Bowker, [6] pada 38–39, 117.
35 Radioaktif carottage, instruksi penggunaan pour les sondages de gisements pétroliers (teknik catatan), 1948, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-349.
36 Turchetti, [44] pada 39–68; Allaud dan Martin, [1] pada 268.
37 Concurrence Lane-Well, observasi de leur procédé de carottage radioactif (patente, catatan d’Eugène G. Leonardon), 1946–1950, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-556; Allaud dan Martin, [1] pada 268–270.
38 Radioactivité dans les sondages, exérience d’application de la Texas Company (hubungan baik), 1942, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-835; Sondage radioactive, étude de Clark Goodman du center de Ridgefield sur des résultats expérimentaux (catatan), 1951, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-696; Allaud dan Martin, [1] pada 269–270; Forbes dan O’Beirne, [19] pada 206–207.
39 Takut; [17] Allaud dan Martin, [1] pada 270–271.
40 Pontecorvo; [31] Turchetti, [44] pada 39–68; Bonolis, [5] pada 73; Bron, [7] pada 42–43.
41 Sondage radioaktif, instruksi penggunaan du logging à neutron par la SWSC (teknik catatan), 1952, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AC-316; Allaud dan Martin, [1] pada 273.
42 Radioaktif carottage, instruksi penggunaan pour les sondages de gisements pétroliers (teknik catatan), 1948, Fonds Schlumberger, Fondation Musée Schlumberger, Crèvecoeur-en-Auge, AM-349.
43 Rentetzi, [37] pada 128–129; Bron, [7] pada 37–40.
44 Bagian laporan geologi Guarin direproduksi dalam Brown dan MacDonald; [9] Bahasa Indonesia:50] 48–49, 300; Helmreich, [22] pada 44–45.
45 George Bain, Geologi Bahan Fisi, Makalah George W. Bain, Arsip dan Koleksi Manuskrip Perguruan Tinggi, Amherst College, Kotak 10.
46 orang46] pada 46; Amundson, [3] pada 24–25; Cantoni; [12] Turchetti; [45] Karleson Ringholz; [13] Sumber, [7] pada 61–64.