LUPI‎ > ‎

Lupi 2014

UPI NASKAH ASLI JULI 2013, DIKOREKSI JULI-AGUSTUS 2014

Pada artikel simulasi numerik dipublikasikan tahun 2013. Penulis (Lupi dkk., 2013) telah diperingatkan terhadap potensi adanya artefak yang terdapat pada profil kecepatan (artifacts in that velocity profile).

Sehingga berikut ini ditampilkan suatu revisi ulang sebagai hasil simulasi (revised simulation results) tersebut, berdasarkan data tambahan.

Profil kecepatan seismik gelombang-P (Vp) dan gelombang-S(Vs) (The seismic P-wave (Vp) and S-wave (Vs) velocity profiles)yang diukur pada lubang bor BJP1 (BJP1 borehole) (Tambahan Gambar. 1) menunjukkan bahwa profil Vp (Vp profile) meluasdari kedalaman sekitar 300 m ke bagian bawah dari penampang(the bottom of the section).

Gelombang-S dan profil kepadatan (density profile), namun hanya ditentukan dari kedalaman selubung (the depth of the casing) (sekitar 1.100 m) ke bagian bawah penampang.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya pada makalah asli,lebih kuat lagi energi gelombang-S (S-wave energy), tetapi informasi penting tentang gelombang-S impedansi mekanis (the S-wave mechanical impedance) yaitu (Vs dikalikan dengan densitas, ρ) tidak terjadi untuk 1.100 m pertama dari penampang ini.

Sebaliknya, diperkirakan profil impedansi-S (S-impedance profile) di atas lapisan lumpur dengan menggunakan profil yang diamati Vp dan pengamatan bahwa Vs pada lapisan lumpur adalah serendah-rendahnya 380 md-1 pada kedalaman 1.100 m.

Nilai yang sangat rendah ini memperkuat sebagaimana yang telah ditunjukkan di tempat lain (referansi 2,3), bahwa lapisan lumpur menunjukkan sebagai zona dengan kecepatan rendah dari horison sedimen yang berada pada overpressure dan dibawah konsolidasi (the mud layer is a low-velocity zone representative of an over-pressured and under-consolidated sedimentary horizon.).

Zona tersebut adalah umum berkembang di seluruh cekungan sedimen di Asia Tenggara.

Diperkirakan bahwa Vs di atas lapisan lumpur menggunakan data eksperimen (Tambahan Gambar. 2), dimana menunjukkan hubungan antara Vs dan Vp.

Meskipun profil Vp di atas lapisan lumpur tampaknya tidak bervariasi secara signifikan (Tambahan Gambar. 1a). Suatupengmatan yang lebih dekat (Tambahan Gambar. 1b) menunjukkan bahwa Vp terus meningkat tepat di atas lapisan lumpur dari kedalaman sekitar 1.500 md-1 sampai sekitar 2.000 md-1, rendahnya tekanan efektif (low effective stress) terdapat pada sekitar kedalaman antara 700 dan 875 m.

Meningkatnya secara tetap Vp terhadap kedalaman, merupakan suatu tipe dari horizon kompaksi normal, menunjukkan tekanan fluida yang lebih rendah relatif terhadap tekanan fluida di lapisan lumpur yang mendasarinya (typical of a normal compacting horizon, indicates lower fluid pressures relative to the fluid pressure in the underlying mud layer).

Diasumsikan bahwa bagian atas lapisan lumpur sebagai perwujudan penurunan Vp yang diamati dalam sekitar kedalaman 900 m (the top of the mud layer corresponds to the observed drop in Vp at around 900 m depth).

Hal ini merupakan hal yang konsisten dengan data dari log sumur (Tambahan Gambar. 3).

Menggunakan rekaman konstrain Vp pada 2.000 md-1 dengan rasio Vp/Vs sekitar 2,7 (Tambahan Gambar. 2).

Sehingga diperkirakan bahwa Vs pada batas atas lapisan lumpur menjadi sekitar 750 md-1.

Diasumsi bahwa Vs sebesar 380 md-1 yang direkam pada kedalaman 1.100 m meluas ke bagian atas dari lapisan lumpur.

Hal ini karena relatif konstan dan mengurangi Vp di bawah lapisan yang mengalami pemadatan (Tambahan Gambar. 1b).

Perlu ditekankan disini bahwa ada ketidakpastian yang cukup besar pada Vs yang berada di atas lapisan lumpur, tetapi pengurangan diamati pada Vp terhadap kedalaman (setelah kenaikan sistematis kecepatan dengan kedalaman di lapisan atas) sesuai dengan penurunan Vs yang jauh lebih besar di dalam lapisan lumpur .

Oleh karena itu, antarmuka antara lapisan lumpur dan lapisanyang mengalami pemadatan sesuai dengan kontras impedansi(the interface between the mud layer and the compacting layer corresponds to an impedance contrast).

Hal ini terbukti oleh adanya peningkatan rasio Vp/Vs sekitar 4,5 dalam lapisan lumpur (Tambahan Gambar. 4), yang lagi-lagi menunjukkan tegangan efektif normal yang rendah （indicate low effective normal stress） (Tambahan Gambar. 2).

Pada tegangan efektif rendah, Vp dan Vs hanya lemah dimana Vp tetap relatif konstan sementara Vs bervariasi tergantung pada tekanan pori （Vs varies depending on the pore pressure）.

Ｔｅｋａｎａｎ Efektif ketergantungan pada rasio Vp/Vs terjadi karena Vs semata-mata tergantung pada modulus shear sementara Vp didominasi oleh bulk modulus.

Karena shear modulus sangat bervariasi sebagai fungsi dari tekanan pori, perubahan kecil dalam tekanan pori pada tegangan efektif rendah menghasilkan perubahan besar dalam Vs, dengan sedikit pengaruh pada Vp.

Dari data eksperimen yang tersedia (Tambahan Gambar. 2), kita bisa mengharapkan tentang faktor dua dari perbedaan Vp / Vs.

Telah digandakan perkiraan profil Vs (Gbr. 1a) dengan profil kepadatan diukur (We multiply our estimated Vs profile (Fig. 1a) with the measured density profile) (lihat Gambar Tambahan. 3), menggunakan angka sebesar 1.800 kg m-3 dimana ada data, untuk menghasilkan profil impedansi baru (Gbr. 1b).

Telah digunakan profil impedansi ini sebagai masukan untuk simulasi numeriｋ (impedance profile as input for our numerical simulation), menggunakan input yang sama dan kondisi batas seperti yang dijelaskan sebelumnya yang telah dihapus.

Hasil dari simulasi revisi kami (Gbr. 1c) menunjukkan bahwa estimasi impedansi kontras antara lapisan lumpur kecepatan rendah dan sedimen yang mengalami pemadatan diatas(estimated impedance-contrast between the low-velocity mud layer and the compacting sediments) menghasilkan efek fokus sebanding dan tegangan geser maksimum （a comparable focusing effect and maximum shear strain）, sebagaimana saat dilaporkan sebelumnya.

Khususnya, simulasi dua dimensi berada dibawah dugaan sebelumnya, dengan tambahan perkuatan faktor lima jika dimensi ketiga dari struktur parabola ini ditentukan pada kesimpulan。

Gambar 1: Revisi simulasi numerik (Revised numerical simulations)

a, Kami memperkirakan profil Vs (garis merah) berdasarkanpengukuran profil Vp (jalur hijau) dan Vs (garis biru).

Model domain itu didiskritisasi menjadi 21 lapisan (dengan resolusi yang lebih tinggi untuk 2.000 m pertama) pendekatan nilai dari profil diukur dan diperkirakan (Gambar Tambahan 1 dan 2).

Eksperimental Data 4 menunjukkan bahwa Vs bervariasi secara tidak langsung dengan Vp.

Vp α AV, di mana A adalah koefisien yang bervariasi tergantung pada modulus shear, tekanan pori dan tekanan efektif (the shear modulus, pore pressure and effective pressure) （Tambahan Gambar. 2).

Oleh karena Vs tidak selalu berkorelasi positif dengan Vp. Pengamatan dari Vp = 2.000 mｄ-1 langsung di atas lapisan lumpur (Tambahan Gambar. 1b) menunjukkan dari Tambahan Gambar. 2 bahwa Vs = 750 mｄ-1, sedangkan pengamatan lebih lanjut dari Vp = 1,600-1,750 md-1 di lapisan lumpur juga konsisten dengan pengamatan Vs = 380 md-1 dan Vp /Vs = 4,5pada lapisan lumpur (Tambahan Gambar. 4).

Oleh karena itu, disarankan adanya sedikit ketidakpastian dalam besarnya kontras impedansi, dan perubahan kecil dalam nilai-nilai ini tidak secara signifikan akan mempengaruhi hasil, karenaia berskala dengan kontras impedansi.

b, Digunakan perkiraan gelombang-S (a) untuk membangun sebuah profil impedansi gelombang-S (dengan unit kg m-2 d-1).

c, Digunakan impedansi profil gelombang-S (b) dalam simulasi numerik kami, menggunakan input yang sama dan kondisi batas sebagai model asli simulasi1 kontras impedansi pada Lusi.

Dimana cukup memenuhi persyaratan untuk memfokuskan energi seismik ke dalam lapisan lumpur （impedance contrast at Lusi is sufficient to focus seismic energy into the mud layer.）.

Garis putus-putus menandai bagian atas lapisan lumpur.

Informasi tambahan tersedia online dalam versi makalah cetak., Kami mengadopsi profile2 kecepatan （published velocity profile2） sebagai data check-shot, yang digunakan sebagai masukan dari konstrain kami.

Tambahan Gambar. 2 berasal dari litologi yang berbeda dari Lusi, fisika adalah litologi-independen, oleh karena itu tetap tidak berubah.

Kami menghargai kesempatan yang diberikan untukmemperbaiki catatan.

References

1. Lupi, M., Saenger, E. H., Fuchs, F. & Miller, S. A. Lusi mud eruption triggered by geometric focusing of seismic waves. Nature Geosci. 6, 642–646 (2013).

2. Istadi, B. P., Pramono, G. H., Sumintadireja, P. & Alam, S. Modeling study of growth and potential geohazard for LUSI mud volcano: East Java, Indonesia. Mar. Petrol. Geol. 26, 1724–1739 (2009).

3. Tanikawa, W., Sakaguchi, M., Wibowo, H. T., Shimamoto, T. & Tadai, O. Fluid transport properties and estimation of overpressure at the LUSI mud volcano, East Java Basin. Engin. Geol. 116, 73–85 (2010).

4. Lee, M. W. Predicting S-Wave Velocities for Unconsolidated Sediments at Low Effective Pressure (USGS Scientific Investigations report 2010–5138, 2010).

5. Davis, P. Triggered mud eruption? Nature Geosci. 6, 592–593 (2013).

Acknowledgements

We thank Maxwell Rudolph at Portland State University, USA, Mark Tingay at the University of Adelaide, Australia, Michael Manga and Chi-Yuen Wang at the University of California, Berkeley, USA, and Richard Davies at Durham University, UK, for alerting us to the errors in the original seismic velocity profile and for providing us with the additional data from the BJP1 borehole.