InSAR

Istadi 2012

Pemahaman teknik InSAR terkait Deformasi:

InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) adalah teknik untuk memetakan pergerakan tanah dengan resolusi tinggi, hingga tingkat presisi sampai sentimeter (misalnya Massonnet dan Feigl, 1998; Hanssen, 2001).

InSAR adalah alat bantu yang efektif untuk mengukur besarnya deformasi tanah (InSAR is effective tool to measure the amount of ground deformation) sebagai akibat dari gempa, dan aktivitas vulkanik.

Disamping itu InSAR telah bermanfaat untuk mempelajari amblesan tanah yang terkait dengan gerakan air tanah (been useful for studying land subsidence associated with ground water movements) (misalnya Amelung et al, 1999;.. Gourmelen et al, 2007), pertambangan (misalnya Carnec dan Delacourt, 2000; Deguchi et al, 2007a), dan panas bumi serta eksploitasi minyak (geothermal as well as oil exploitation) (misalnya Massonnet et al, 1997;.. Fielding et al, 1998).

Jumlah dan pola deformasi (amount and pattern of deformation) ditunjukkan oleh berbagai warna dalam spektrum dari merah ke ungu.

Interferograms diinterpretasikan dengan menggunakan metode inversi yang menggabungkan metode elemen batas dengan algoritma inversi dari Monte-Carlo (Fukushima et al., 2005).

Penerapan InSAR untuk Lusi:

Untuk LUSI, teknik ini digunakan guna menentukan deformasi permukaan akibat semburan lumpur (In LUSI, this technique was used to determine the surface deformation due to the mudflow) mulai dari 19 Juni 2006 (tiga minggu setelah semburan lumpur) 19 Februari 2007.

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan PALSAR (Phased Array L-band SAR) ditempatkan pada pesawat observasi Bumi ALOS satelit milik Jepang (The measurement was done using PALSAR (Phased-Array L-band SAR) onboard the Japanese Earth observation satellite ALOS).

Pengukuran penurunan/amblesan tanah dimungkinkan karena microwave L-band kurang dipengaruhi oleh vegetasi (Deguchi et al., 2007a). Deguchi et al . ( 2007a , 2007b ) dan Abidin et al. (2008) melakukan penelitian dan pengukuran amblesan tanah InSAR (study and measured the ground subsidence temporal changes of deformation), sebagai perubahan temporal dari deformasi yang diperoleh dengan menerapkan analisis time-series dari hasil deformasi diekstraksi dengan InSAR (obtained by applying time-series analysis to the deformation results extracted by InSAR.).

Hasil analisis InSAR terhadap amblesan pola elip:

Dari 19 Juni 2006 hingga 4 Juli 2006 subsidence menunjukkan pola elips (the subsidence showed an elliptical pattern), dimana menunjukkan terjadinya amblesan di sekitar kawah utama dan sebelah barat kawah utama (suggesting subsidence around the main vent and west of the main vent).

Fluktuatif intensitas subsidence dan uplift

Dari 4 Juli 2006 sampai dengan 19 Pebruari 2007, skala amblesan dan pengangkatan menjadi lebih signifikan (the scale of subsidence and uplift became more significant). Kedua deformasi subsidence dan uplift di sebelah timur kawah utama menjadi lebih jelas lagi.

Berbeda dengan tingginya tingkat semburan lumpur, namun hasil InSAR jelas menunjukkan bahwa deformasi tanah terkait dengan semburan lumpur telah berkurang setelah November 2006 (InSAR results clearly showed that the ground deformation associated with mud eruption decreased after November 2006).

Empat Zonasi Amblesan

Hasil dari penggunaan InSAR mengindikasikan bahwa telah terjadi subsidence di daerah ini (The results from the use of InSAR indicate subsidence has occurred in this area.)

Diusulkan adanya empat daerah deformasi yang berbeda, termasuk wilayah berpusat di sekitar lubang semburan utama (areas centered around the main eruption vent); daerah di sebelah barat - barat laut dari kawah utama; wilayah ke timur laut dari kawah utama; dan ke barat daya dari kawah utama.

Terpisah dari daerah ke arah barat - barat laut berhubungan dengan deformasi akibat produksi dari lapangan gas Wunut (areas to the west-northwest which is associated with the deformation due to gas production in Wunut gas field).

Sedangkan 3 daerah deformasi lainnya mengikuti pola patahan regional, lokasinya berdekatan dengan arah dari Patahan Watukosek NE - SW (3 deformation areas follow the regional fault pattern, contiguous to the Watukosek NE-SW fault trend).

Evolusi amblesan yang progresif

Hasil ini juga menunjukkan evolusi amblesan yang progresif dari waktu ke waktu (the progressive subsidence evolution from time to time) selama periode pengukuran.

Subsidence di daerah semburan utama menunjukkan kecepatan amblesan paling cepat (Subsidence in the main eruption area showed the most rapid subsidence rates).

Periode pengukuran 8 - bulan menunjukkan pola amblesan ellipsoidal (ellipsoidal subsidence pattern) seluas sekitar 2 x 3 km2, dengan sumbu panjang berarah NE- SW.

Daerah lain di sebelah barat - barat laut dari daerah semburan utama juga mengalami penurunan.

Secara khusus daerah yang berada di dalam lapangan gas Wunut (the Wunut gas field) yang mencakup sekitar 2 X 2,5 km2, dengan sumbu panjang berarah NW- SE. Arah NW- SE ini sebagai jurus dari Patahan regional Siring (the regional Siring NW-SE fault trend).

Gambar. 19. Hasil penafsiran citra satelit InSAR (InSAR satellite imagery) pada Februari 2007 dimana menunjukkan suatu bentuk elip dari amblesan sepanjang sumbu panjang NW - SE dengan jarak 1-2 km dari kepundan semburan utama, yaitu di daerah sekitar Siring Barat dan Pamotan. Di sekitar semburan lumpur utama dan wilayah timur sekitar 2,5 km sebelah timur laut dari semburan utama, subsidence terjadi berbentuk elip dengan sumbu panjang NS. (angka dimodifikasi dari Deguchi et al, 2007).

Pengendali mekanisme reaktivasi patahan

Reaktivasi patahan dihasilkan dari gerakan horisontal dan vertikal (Fault reactivation resulted in horizontal and vertical movement), yang kemudian diwujudkan dalam pembentukan dari uplift dan subsidence atau pergeseran vertikal dan horizontal.

Tumpang susun dari pengukuran ellipsoidal InSAR dengan patahan regional di daerah ini menunjukkan korelasi antara keduanya (An overlay of the ellipsoidal InSAR measurements with regional faults in these areas indicate a correlation between the two).

Elipsoidal pengangkatan (Elipsoidal uplift) menunjukkan sumbu panjang berarah NNW - SSE adalah suatu stepover untuk mengimbangi pergeseran dari reaktivasi Patahan kesalahan Watukosek (a restraining stepover to offset oblique strike slip fault of the reactivated Watukosek fault).

Fluktuatif intensitas semburan pada kurun waktu 6 bulan pasca semburan awal

Sangat menarik untuk dicatat bahwa pengukuran InSAR menemukan bahwa deformasi berkurang setelah November 2006, hanya 6 bulan setelah awal dari semburan (InSAR measurements found that the deformation diminished after November 2006, only 6 months after the start of the eruption).

Interpretasi interferogram untuk setiap siklus periodik untuk periode Mei-Juli 2006 (awal semburan) menunjukkan peningkatan perubahan temporal deformasi dibandingkan dengan periode November 2006 (more temporal change of deformation compared to the period of November 2006).

Peningkatan subsicence di Desa Siring (Okt.-Nov. 2006)

Sebaliknya, selama periode Oktober - November 2006 observasi di lapangan menunjukkan peningkatan intensitas subsidence di sisi barat kawah utama, hususnya di Desa Siring Barat (increasing intensity of subsidence in the western side of the main vent, particularly in the village of Siring Barat).

Subsidence tercepat di sekitar Pusat Semburan

Lubang di pusat semburan dan sekitarnya mengalami tingkat subsidence yang paling cepat (The main eruption vent and surrounding central area were experiencing most rapid rate of subsidence) dan berlanjutnya tanggul penahan lumpur mengalami runtuh (continual collapse of the mud retaining dykes). Wilayah di E - TL dari kawah utama mengalami peningkatan pengangkatan (Areas to the E-NE of the main vent were experiencing increases in uplift.).

Indikasi pengurangan intensitas reaktivasi patahan

Indikasi dari perbedaan dari pengukuran InSAR (The indication of contrasting InSAR measurements) dapat diartikan sebagai berkurangnya atau menghilangnya efek reaktivasi sesar awal yang memicu LUSI (lesser or diminishing effect of initial fault reactivation that triggered LUSI) .

Justifikasi pengangkatan di timurlaut Lusi

Interpretasi interferogram oleh Deguchi menunjukkan anomali psudo di daerah ke timur laut kawah utama (suggesting psudo anomaly in an area to the northeast of the main vent) dan tidak menunjukkan pengangkatan berdasarkan konversi ke koordinat persegi panjang (lihat Deguchi et al , 2007b ).

Namun observasi lapangan menunjukkan bahwa pengangkatan telah terjadi pada daerah-daerah di sebelah timur dan timur laut dari semburan utama, di desa Renokenongo dan sekitarnya. Daerah yang terangkat meliputi area seluas sekitar 1 X 1,5 km2 dengan sumbu panjang berarah NNW - SSE.

Gambar. 20. Pola rekahan berarah NE -SW di Desa Renokenongo. Bagian tanah di sisi kanan dari gambar yang terangkat (sisi timur) sedangkan sebelah kiri adalah blok menurun (downthrown block) (sisi barat).

Catatan:

Botol air mineral yang digunakan sebagai pembanding untuk menunjukkan jumlah pergeseran (~ 20cm). Berbeda dengan, interpretasi anomali psudo Degushi et al., 2007b. Di atas foto yang diambil 2 bulan setelah semburan menunjukkan pergesran karena pergerakan patahan (displacement due to fault movement). Gerakan akibat amblesan itu tidak mungkin seperti itu minimal pada tahap awal semburan.