LUSI LIBRARY: KNOWLEDGE MANAGEMENT

2010-2011-2012-2013-2014, 2015

Dedicated by: Prof. Dr. Hardi Prasetyo

Deformasi tanah terkait dengan semburan gunung lumpur, di Jawa Timur, Indonesia

Ground deformation associated with the eruption mud volcano, east Java, Indonesia

Keywords:

Mud volcano, Ground deformation, Synthetic aperture radar,

Time-series analysis

Kata Kunci:

Gunung lumpur (Mud volcano), Deformasi tangah (Ground deformation), Synthetic aperture radar, Analisis berselang waktu (Time-series analysis)

Yosuke Aoki, Teguh Purnama Sidiq 1

Earthquake Research Institute, University of Tokyo, 1-1 Yayoi 1, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0032, Japan

Pokok-pokok Bahasan:

Abstrak

• Penyelidikan deformasi tanah 2006-2011 dengan citra SAR:

• Terjadi amblesan di kawah dan sebelah barat:

• Terjadi Peluruhan dari LOS, pertengahan tahun antara 1,5-2,5 tahun:

• Isyarat semburan tidak berlangsung lama lagi:

• Amblesan di barat berhubungan dengan semburan pada pertengahan 2008:

• Peluruhan di barat terjadi kemudian daripada di Kawah, amblesan di barat berhubungan dengan semburan:

• Hasil pemodelan, Geometri penghubung dan karakteristik kekakuan lumpur, peluruhan yang konstan:

Kesimpulan

• Evolusi deformasi tanah 2006-2011 dengan Citra SAR:

• Indikasi amblesan terjadi di kawah dan sebelah barat:

• Peluruhan eksponensial terjadi pertengahan 2008:

• Perkiraan semburan tidak berlangsung lama:

• Hubungan Kawah dan daerah barat pada pertengahan 2008:

• Semburan lumpur dikendalikan oleh gradien tekanan reservoir-permukaan:

• Waktu kejadian peluruhan eksponensial di semburan lebih awal 6 bulan dari di barat:

• Kesimpulan amblesan di barat Lusi dipicu oleh semburan lumpur dengan waktu tunda:

• 4. Diskusi.

· 4.1. Wawasan dari pengamatan

• Terjadi perlambatan tekanan pada kedalaman:

• Relevansi penurunan tekanan terhadap semburan sehingga semburan lumpur akan berhenti:

• Bertentangan dengan skenario semburan akan berlangsung lama:

• Konsisten peruluran deformasi dan kecepatan semburan:

• Peluruhan eksponensial 2008 di barat lebih besar:

• Indikasi ekspansi peluruhan kearah timur:

• Perbedaan dengan Rudolph 2013 terkait waktu peluruhan lama ke barat:

• Kesimpulan deformasi di bagian barat disebabkan semburan:

• Evolusi amblesan barat berhubungan amblesan kawah:

• Skenario amblesan di barat sebagi lapangan gas, tidak ada hubungan dengan semburan lumpur:

• Diperlukan informasi lainnya untuk menentukan penyebab semburan dari data ekstraksi lapangan gas alam:

Abstrak

Penyelidikan deformasi tanah 2006-2011 dengan citra SAR:

Deformasi tanah (Ground deformation) berkaitan dengan semburan mud volcano Lumpur Sidoarjo (Lusi), yang berlangsung antara tahun 2006 dan 2011. Telah diteliti dengan menggunakan citra Synthetic Aperture Radar (SAR images).

Terjadi amblesan di kawah dan sebelah barat:

Telah dapat diamati bahwa amblesan (subsidence) terjadi di sekitar Pusat Semburan dan di daerah sebelah baratnya.

Terjadi Peluruhan dari LOS terjadi pertengahan tahun antara 1,5-2,5 tahun:

Terjadi perubahan terhadap garis pandangan (Line-of-sight LOS) di kedua daerah yang mengalami peluruhan/pengurangan (decayed) telah terjadi sejak pertengahan tahun 2008, dengan waktu konstan selama 1,5-2,5 tahun,

Isyarat semburan tidak berlangsung lama lagi:

Hal ini mengisyaratkan bahwa semburan tidak akan berlangsung lama lagi (implying that the ongoing eruption won't last long).

Amblesan di barat berhubungan dengan semburan pada pertengahan 2008:

Waktu peluruhan yang terjadi secara seragam ini (uniform decay time) menunjukkan bahwa daerah amblesan di sebelah barat telah terhubung ke pusat semburan sejak pertengahan tahun 2008.

Membentuk sebuah sistem dengan geometri stasioner (system with stationary geometry).

Peluruhan di barat terjadi kemudian daripada di Kawah, amblesan di barat berhubungan dengan semburan:

Hasil pengamatan bahwa peluruhan amblesan yang terjadi bergeser ke arah barat, daripada yang berada sekitar semburan.

Hal ini menunjukkan bahwa amblesan di sebelah barat telah dipicu oleh semburan lumpur (subsidence to the west has been triggered by the mud eruption).

Hasil pemodelan, Geometri penghubung dan karakteristik kekakuan lumpur, peluruhan yang konstan:

Suatu pemodelan yang sederhana menunjukkan bahwa:

1) Saluran (conduit) memerlukan suatu yang sempit di kedalaman daripada di permukaan,

2) Kekakuan efektif lumpur (the effective rigidity of the mud) harus lebih rendah dari yang diperkirakan dari sampel pemboran, atau keduanya untuk menjelaskan adanya peluruhan konstan yang diamati dari deformasi (the observed decay constant of the deformation).

Kesimpulan

Evolusi deformasi tanah 2006-2011 dengan Citra SAR:

Tahun 2006 dan 2011 dilakukan studi terhadap evolusi temporal dari deformasi tanah (temporal evolution of ground deformation) yang terkait dengan semburan LUSI mud volcano.

Dilakukan dengan analisis time series dari citra SAR, berasal dari satelit ALOS.

Indikasi amblesan terjadi di kawah dan sebelah barat:

Hasil evaluasi menunjukkan indikasi bahwa amblesan telah terjadi baik di sekitar kawah maupun di sebelah barat dari pusat semburan.

Sedangkan perubahan total LOS yang diamati lebih dari 200 mm.

Peluruhan eksponensial terjadi pertengahan 2008:

Juga disimpulkan bahwa perubahan LOS dari peluruhan secara eksponensial (exponential decay).

Terjadi setelah pertengahan 2008 dengan konstanta waktu di kedua daerah 1,5-2,5 tahun

Perkiraan semburan tidak berlangsung lama:

Waktu peluruhan yang pendek tersebut menunjukkan bahwa semburan tidak akan berlangsung lama lagi.

Hubungan Kawah dan daerah barat pada pertengahan 2008:

Pengamatan ini juga menunjukkan bahwa daerah dekat pusat semburan dan di bagian barat, telah terhubung sejak pertengahan tahun 2008, dengan geometri yang stasioner.

Semburan lumpur dikendalikan oleh gradien tekanan reservoir-permukaan

Penciptaan sistem ini membuat ekstrusi lumpur dikendalikan oleh gradien tekanan (the mud extrusion controlled by a pressure gradient) antara reservoir lumpur dan permukaan.

Waktu kejadian peluruhan eksponensial di semburan lebih awal 6 bulan dari di barat:

Selang waktu (time series) yang diperoleh, juga mengungkapkan bahwa terjadinya peluruhan eksponensial di sekeliling kawah, telah terjadi sekitar setengah tahun lebih awal daripada yang berlangsung di bagian barat.

Juga diamati bahwa amblesan di bagian barat mengalami percepatan sampai tahun 2007, ketika amblesan di sekitar kawah telah berhenti percepatannya.

Kesimpulan amblesan di barat Lusi dipicu oleh semburan lumpur dengan waktu tunda:

Pengamatan ini menunjukkan bahwa amblesan di sebelah barat telah dipicu oleh semburan lumpur dengan waktu tunda (the subsidence to the west has been triggered by the mud eruption with time delay).

Diskusi.

Wawasan dari pengamatan

Terjadi perlambatan tekanan pada kedalaman:

Selama ini diasumsikan bahwa media bersifat elastis, sehingga waktu relaksasi berlangsung sekitar 2 tahun (the relaxation time of around 2 years).

Hal ini menunjukkan bahwa penurunan tekanan pada kedalaman juga melambat dengan konstanta waktu sekitar 2 tahun (the depressurization at depth is also decelerating with a time constant of around 2 years).

Relevansi penurunan tekanan dengan semburan sehingga semburan lumpur akan berhenti:

Karena evolusi penurunan tekanan (depressurization) dipandang sebagai proxy yang baik untuk ekstrusi lumpur (the evolution of depressurization is viewed as a good proxy for that of mud extrusion).

Sehingga hasil analisis telah menunjukkan bahwa semburan lumpur akan berhenti secepatnya (our result indicates that the mud eruption will cease soon).

Bertentangan semburan akan berlangsung lama:

Hal ini bertentangan dengan studi sebelumnya (Istadi et al, 2009;. Davies et al, 2011;. Rudolph et al., 2011) yang memperkirakan bahwa semburan kemungkinan akan berlangsung selama beberapa dekade (forecasted that the eruption will likely last for decades).

Konsistensi antara peluruhan intensitas deformasi dan kecepatan semburan:

Peluruhan yang cepat dari deformasi ini secara kualitatif konsisten dengan tingkat ekstrusi lumpur (rapid decay of deformation is qualitatively consistent with the mud extrusion rate) yang juga telah meluruh yaitu sebesar 5000-10.000 m3/hari pada tahun 2011.

Dari semburan yang optimal sebesar ~ 180.000 m3/hari (2006) dan ~ 90.000 m3/hari pada bulan Agustus 2008 (Istadi et al, 2009.; Mazzini et al., 2012, Gambar. 2).

Peluruhan eksponensial 2008 di barat lebih besar:

Peluruhan eksponensial sebelum pertengahan 2008 adalah lebih besar pada titik-titikpengamatan di sebelah barat daripada di timur.

Indikasi ekspansi peluruhan kearah timur:

Hal ini ini mencerminkan, suatu onset awal peluruhan eksponensial ke timur.

Perbedaan dengan Rudolph terkait waktu peluruhan lama ke barat:

Sementara Rudolph et al. (2013) menguraikan suatu waktu peluruhan yang lebih panjang ke barat, perkiraan mereka mungkin bias oleh terjadinya keterlambatan peluruhan eksponensial ke barat.

Kesimpulan deformasi di bagian barat disebabkan semburan:

Menggabungkan hasil tersebut dengan pengamatan bahwa deformasi ke barat adalah halus, jika tidak null, selama enam bulan pertama semburan, berbeda dengan deformasi yang signifikan di sekitar kawah (contrast with a significant deformation around the vent) (Fukushima et al., 2009)

Disimpulkan bahwa deformasi yang bergerak ke barat telah dipicu oleh semburan dengan beberapa penundaan, dipercepat, dan kemudian mulai meluruh daripada yang berada di sekitar semburan (we conclude that the deformation to the west was triggered by the eruption with some delay, accelerated, and then started to decay later than that around the vent).

Evolusi amblesan barat berhubungan amblesan kawah:

Evolusi sementara ini menunjukkan bahwa amblesan di barat dapat terhubung ke amblesan dekat kawah (temporal evolution suggests that the western subsidence could be connected to the near-vent subsidence).

Skenario amblesan di barat sebagi lapangan gas, tidak ada hubungan dengan semburan lumpur:

Bila daerah amblesan di barat selaras dengan terdapatnya lapangan gas (subsidence corresponds to a gas field), namun juga memungkinkan untuk menafsirkan bahwa penurunan di barat tidak ada hubungannya dengan semburan lumpur namun oleh ekstraksi gas (western subsidence does not have anything to do with the mud eruption but due to a gas extraction).

Diperlukan informasi lainnya untuk menentukan penyebab semburan dari data ekstraksi lapangan gas alam:

Untuk mengkonfirmasi penyebab penurunan tersebut, kita membutuhkan informasi yang independen seperti time series dari jumlah gas yang ekstraksi di sana.

STATISTIK:

Konsistensi antara peluruhan intensitas deformasi dan kecepatan semburan:

Peluruhan yang cepat dari deformasi ini secara kualitatif konsisten dengan tingkat ekstrusi lumpur (rapid decay of deformation is qualitatively consistent with the mud extrusion rate) yang juga telah meluruh yaitu sebesar 5000-10.000 m3/hari pada tahun 2011.

Dari semburan yang optimal sebesar ~ 180.000 m3/hari (2006) dan ~ 90.000 m3/hari pada bulan Agustus 2008 (Istadi et al, 2009.; Mazzini et al., 2012).

LINK LUSI LIBRARY

https://sites.google.com/site/lusilibraryhardi2010/0-aoki

0-Aoki

Aoki 2014

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037702731400122X

Yosuke Aoki, Teguh Purnama Sidiq,

Ground deformation associated with the eruption of Lumpur Sidoarjo mud volcano, east Java, Indonesia,

Journal of Volcanology and Geothermal Research, Volumes 278–279, 15 May 2014, Pages 96-102, ISSN 0377-0273, http://dx.doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2014.04.012.

(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037702731400122X)

Abstract:

Ground deformation associated with the eruption of Lumpur Sidoarjo mud volcano between 2006 and 2011 has been investigated from Synthetic Aperture Radar images.

Marked subsidence has been observed to the west of, as well as around, the vent. Line-of-sight changes in the both areas decayed since the middle of 2008 with a time constant of 1.5–2.5 years, implying that the ongoing eruption won't last long.

This uniform decay time indicates that the western part is connected to the eruption center since the middle of 2008 to form a system with stationary geometry.

Our observation that the decay started later to the west than around the vent suggests that the subsidence to the west has been triggered by the mud eruption.

A simple modeling suggests that 1) the conduit needs to be narrower at depth than at the surface, 2) the effective rigidity of the mud needs to be lower than that estimated from the drilled sample, or both to explain the observed decay constant of the deformation.

Highlights

· We investigated the ground deformation of LUSI associated with its eruption.

· We found marked subsidence to the west of, as well as around, the vent.

· The displacement decays with a time constant of around 2 years after mid-2008.

· The subsidence to the west is likely to be triggered by the eruption.