Shirzaei 2015

LUSI PUSAT UNGGULAN STUDI MUD VOLCANO DI DUNIA

Shirzaei 2015

Shirzaei 2015, Sumber Dalam dan Dangkal untuk semburan lumpur Lusi berdasarkan deformasi di permukaan

Sumber Dalam dan Dangkal

untuk semburan lumpur Lusi

berdasarkan deformasi di permukaan

Deep and shallow sources

for the Lusi mud eruption

revealed by surface deformation

Manoochehr Shirzaei, Maxwell L. Rudolph, Michael Manga

School of Earth and Space Exploration,

Arizona State University, Tempe, AZ, USA

Manoochehr Shirzaei

Email: shirzaei@asu.edu

Makalah Ilmiah Dikontribusikan oleh Dr. Maxwell Rudulph

Ditelaah dan Alih Bahasa Oleh: Dr. Hardi Prasetyo

Untuk Lusi Library: Knowledge Management

Pokok-Pokok Bahasan

• Pemanfaatan citra InSAR merekam deformasi tanah dekat Lusi secara spasial dan temporal

• Pemodelan pada deformasi tanah dan terhadap perubahan vulometrik di bawah Lusi dan di bawah lapangan gas Wunut

• Berkurangnya lumpur dari Formasi Kalibeng Atas dan fluida dari kedalaman > 3500m sebagai pengengendali deformasi tanah

• Gas dan fluida telah bermigrasi dari kedalaman > 4 km

• Telah diketemukan bukti ekspansi lateral dari sumber lumpur

• Perlunya pemahaman ciri bawah permukaan

• Litologi dan sifat fisika batuan di bawah permukaan dapat dikarakteristikkan dari sumur BJP-1

• Sumber fluida dan kondisi overpressure di daerah sumber kurang diketahui

• Namun, sumber-sumber dari fluida yang disemburkan, dari waktu

• Potensi memahami sumber lumpur, fluida dan evolusinya selama semburan dari pengukuran deformasi dihasilkan pengurangan volume

• Material disemburkan Lusi air, cairan dan uap, partikel padatan

• Pentingnya identifikasi material disemburkan Lusi untuk memahami pengendali semburan dan inisiasinya

• Mineral ilit konsisten sumber utama lumpur dangkal pada kedalaman 1615-1828m dan kedua 1341-1432 m

• Erupsi awal Gas pada BJP-1 berasal dari sumber dalam

• Semburan lumpur pada titik didih dicapai pada kedalaman 1700m.

• Uap air sebesar >96% dominasi fase gas

• Rasio kandungan gas helium memperkuat bukti kontribusi sumber dari selubung atau magmatik

• Keseimbangan CO2-CH4 diproduksikan pada kedalaman > 4000m

• Kompleksitas percampuran sumber lumpur dan fluida terhadap waktu

• Studi deformasi tanah menentukan sumber material disemburkan

• Teknologi InSAR sebelumnya telah dapat mendokumentasikan deformasi amblesan di sekitar kawah Lusi

• Total kecepatan amblesan 2007-2011 mengalami penurunan dengan pola peluruhan eksponensial

• Identifikasi dan analisis perubahan volume dari tiga sumber berbeda

DISKUSI

4.1 (Sumber Cairan) Fluid sources

• Konsistensi temuan terdahulu terhadap sumber dangkal di bawah Lusi

• Penemuan deformasi berasal dari sumber dalam 3,5-4,75 km

• Temuan terakhir sumber gas dari lapisan marin Formasi Ngimbang kedalaman > 4400m

• Alternatif air berasal dari akuifer karbonat kedalaman 2,8 km, dari satuan batugamping Formasi Tuban

• Perkiraan gas H2S bersumber dari Karbonat Miosen, implikasi migrasi fluida sumber dalam pada awal semburan

• Pengurangan rasio air-lumpur berkurang, intensitas semburan meningkat

• Perkiraan pengaruh dari perubahan geometri saluran

• Tahun 2006 dominasi kontribusi sumber dangkal, tahun 2007 percampuran sumber dangkal dan dalam

• Rasio sumber dangkal meningkat 2007, menurun 2009

4.2 Model konseptual untuk Lusi

• Tiga Model Konseptual diusulkan untuk Lusi

• Model Davies, sumber lumpur dan fluida berbeda

• Perkiraan panjang umur semburan 26 Tahun: Debit berkurang secara eksponensial

• Mobilisasi lumpur di UKF berasal dari Kamar Lumpur (Mud Chamber)

• Alternatif semburan berhenti karena penurunan tekanan di sumber lumpur, atau semburan mencapai kulminasi oleh pembentukan kaldera

• Model Rudolph panjang umur semburan mendekati model Davies

• Temuan gas metana kedelaman dangkal pada awal semburan

• Mazzini mengusulkan prediksi panjang umur semburan, dikontrol overpressure dalam sistem hidrotermal sebagai pengumpan Lusi

• Pengaruh lainnya oleh deformasi sepanjang Patahan Watukosek

• Bukti perubahan volumetrik signifikan sumber dangkal dan dalam

• Tidak diterapkan rasio volumetrik percampuran air dan lumpur konstan

• Konseptual sumber fluida dalam tidak diterapkan pada model Rudolph

• Dua aspek dari model konseptual Rudolph yang tetap relevan

• Pertumbuhan lumpur lateral 2006-2007

• Analogi struktur runtuh Porong-1

PENDAHULUAN

• Awal Semburan Lusi dan dampaknya

• Sejarah semburan lumpur dari bawah pemukaan yang terbesar

• Pemahaman anatomi bawah permukaan diperlukan untuk menafsirkan sejarah dan perkiraan semburan ke depan

• Karakteristik litologi dan karakter fisik diketahui dari sumur BJP-1

• Kurang dipahami sumber fluida dan overpressure secara individu

• Deformasi tanah berpotensi untuk menentukan sumber lumpur

• Memahami proses yang mengenalikan dan mengawali semburan

• Sumber lumpur utama kedalaman 1615-1825m dan kedua 1341-1432m

• Awal semburan gas berasal dari sumber yang dalam

• Lumpur yang disemburkan mendekati titik didih, suhu 100oC dicapai dari kedalaman 1700m

• Komposisi gas didominasi uap air >96%

• Rasio gas Helium menunjukkan ciri selubung atau kontribusi magmatik, cairan sumber dalam

• Keseimbangan C dari CO2 dan CH2 diproduksikan kedalaman > 4 km

• Pencampuran dari sumber cairan mungkin tidak sederhana

• Indikasi perubahan volume air terhadap waktu dengan penyebab belum dapat dipastikan

• Penerapan teknik deformasi tanah dengan InSAR dan implikasinya

• Tahun 2007-2011 terjadi penurunan ecara eksponensial

• 3 sumber berbeda, dan perubahan volume dari setiap sumber

ABSTRAK

Identifikasi Semburan Lusi yang masih berlanjut

Semburan lumpur Lusi di Jawa Timur Indonesia bermula pada 29 Mei 2006, dan berlanjut hingga saat ini.

Status data deformasi sebelumnya yang telah dapat mengindikasikan pola penurununan secara pelurunan eksponensial

Analisis data deformasi (of surface deformation data) di permukaan yang telah dilakukan sebelumnya.

Telah dapat menunjukkan indikasi suatu pola peluruhan eksponensial (exponential decay) dari tekanan pada sumber lumpur (the pressure in the mud source).

Tidak dapat menentukan lokasi dan geometri dari kemungkinan sumber lumpur dan fluida

Namun tidak dapat menentukan lokasi, geometri dan lokasi dari kemungkinan sumber-sumber dari semburan lumpur dan fluida (did not constrain the location, geometry and evolution of the possible source(s) of the erupting mud and fluids).

Pemetaan deformasi permukaan menggunakan InSAR data citra satelit ALOS 2006-2011

Untuk memetakan deformasi di permukaan, telah digunakan multi temporal InSAR dan populasi dari sejumlah data (multitemporal InSAR and analyze a well-populated data).

Dari citra satelit ALOS L-band (ALOS L-band satellite) diambil antara Mei 2006 dan April 2011.

Selanjutnya telah digunakan skema pemodelan terbalik yang tergantung waktu (apply a time-dependent inverse modeling scheme).

Identifikasi Perubahan volume di bawah Lusi 0,3-2 km dan 3,5-4,75km.

Perubahan volume terjadi pada dua lokasi di bawah Lusi (Volume changes occur in two regions beneath Lusi), masing-masing pada kedalaman 0,3-2 km dan 3,5-4,75km.

Sumber dari dangkal memainkan peran kuci dengan mamasok lumpur

Kumulatif perubahan volume di dalam sumber dangkal (cumulative volume change within the shallow deep sources) lebih besar 2 sampai 3 kali dari sumber dalam.

Observasi dan pemodelan dipercayai bahwa sumber dangkal telah memainkan peran kuci untuk mamasok lumpur (a shallow source plays a key role by supplying the erupting mud).

Tambahan fluida yang telah naik dari kedalaman > 4km

Namun juga terdapat tambahan fluida yang telah naik dari kedalaman > 4km pada skala waktu semburan (additional fluids do ascend from depths >4 km on eruptive timescales).

KESIMPULAN

Pemanfaatan citra InSAR merekam deformasi tanah dekat Lusi secara spasial dan temporal

Telah dihasilkan suatu rekaman spasial temporal deformasi tanah dekat Lusi menggunakan citra InSAR (a new spatiotemporal record of ground deformation near Lusi using InSAR.).

Pemodelan pada deformasi tanah dan terhadap perubahan vulometrik di bawah Lusi dan dibawah lapangan gas Wunut

Telah dilakukan pemodelan pada deformasi tanah dan terhadap perubahan vulometrik (modeled the observed ground deformation and resolved volumetric changes) pada dua daerah di bawah permukaan di bawah Lusi (two distinct subsurface regions beneath Lusi)

Dan daerah dibawah lapangan gas Wunut as well as a region beneath the nearby Wunut gas field).

Berkurangnya lumpur dari Formasi Kalibeng Atas dan fluida dari kedalaman > 3500m sebagai pengengendali deformasi tanah

Deformasi tanah berasosiasi dengan Lusi dihasilkan dari berkurangnya lumpur dari Formasi Kalibeng Atas (ground deformation associated with Lusi results from the withdrawal of mud from the UKF).

Dan berkurangnya fluida dari kedalaman > 3500m, dengan pusat sekitar kedalaman 4300m (the withdrawal of fluids from >3500 m depth, with a centroid around 4300 m depth).

Gas dan fluida telah bermigrasi dari kedalaman > 4 km

Kedalaman dari sumber fluida ini konsisten dengan perkiraan sumber kedalaman hidrokarbon yang disemburkan pada Lusi (deep fluid source is consistent with the inferred source depth of hydrocarbons erupting at Lusi).

Dimana mencirikan bahwa gas dan fluida telah bermigrasi dari kedalaman > 4 km pada sekala waktu semburan (indicates that gas and fluids may be (migrating from >4 km depth on eruptive timescales.).

Diketemukan bahwa perbandingan kecepatan volume pada sumber dangkal terhadap sumber dalam, secara umum sesuai dengan kecenderungan berkurangnya kandungan air sejak awal semburan pada Mei 2006.

Telah diketemukan bukti ekspansi lateral dari sumber lumpur

Telah diketemukan bukti ekspansi lateral dari sumber lumpur (find evidence for lateral expansion of the mud source) selama antara Mei 2006 sampai awal 2007.

Ekspansi ini disebabkan adanya mobilisasi progresif dari lumpur (expansion due to progressive mobilization of mud) sebagaimana teori diusulkan Rudolph et al 2011.

Perlunya pemahaman ciri bawah permukaan

Model-model untuk menafsirkan sejarah masa lalu, dan memperkirakan kondisi ke depan dari semburan (Models to interpret the history, and predict the future, of the eruption).

Memerlukan dukungan pemahaman terhadap beberapa ciri dari bawah permukaan (require understanding several features of the subsurface).

Litologi dan sifat fisika batuan di bawah permukaan dapat dikarakteristikkan dari sumur BJP-1

Karena semburan berjarak 200m dari pemboran sumur eksplorasi Banjar Panji-1, sehingga litologi dan sifat-sifat fisika batuan (petrophysical properties) di bawah permukaan dapat dikarakteristikan selama inisiasi dari semburan (subsurface lithology and petrophysical properties were characterized prior to the initiation of the eruption).

Sumber fluida dan kondisi overpressure di daerah sumber kurang diketahui

Namun, sumber-sumber dari fluida yang disemburkan, dari waktu selama atau sebelum naiknya ke permukaan (the sources of erupting fluids, the timing of their syn-or pre-eruptive ascent).

Disamping pentingnya overpressure dari sumber-sumber fluida dan lumpur masih kurang diketahui (the importance of overpressure in the individual mud and fluid sources are less certain).

Potensi memahami sumber lumpur, fluida dan evolusinya selama semburan dari pengukuran deformasi dihasilkan pengurangan volume

Pengukuran deformasi tanah, dihasilkan dari pengurangan lumpur dan fluida dari bawah permukaan (Measurements of ground deformation, resulting from the withdrawal of mud and fluids from the subsurface), dikombinasikan dengan pendekatan pemodelan inversi sumber (in combination with inverse source modeling approaches).

Telah menjadi suatu potensi untuk dapat lebih memahami lokasi-lokasi dimana sumber-sumber lumpur dan fluida (have the potential to better constrain the locations of mud and fluid sources) dan evolusinya selama semburan (their evolution during the eruption).

material disemburkan Lusi air, cairan dan uap, partikel padatan

Material disemburkan dari Lusi terdiri dari air dari cairan dan uap (material erupting from Lusi contains water (liquid and steam), gas-gas bukan kondensat, dan partikel padatan (non-condensable gases, and solid particles).

Pentingnya identifikasi material disemburkan Lusi untuk memahami pengendali semburan dan inisiasinya

Identifikasi dari sumber-sumber dari setiap komponen material yang disemburkan menjadi kunci (Identifying the source(s) of each component of the erupting material is key) untuk memahami proses-proses yang mengendalikan semburan, dan juga kemungkian yang telah menginisiasi semburan (to understanding the processes that drive the eruption as well as those that may have initiated the eruption).

Terdapat suatu variasi pada aspek geokimia terhadap sumber padatan (There are a variety of geochemical constraints on the source of solids), gas dan air dan variasinya terhadap waktu (gas and water and their variations over time).

Mineral ilit konsisten sumber utama lumpur dangkal pada kedalaman 1615-1828m dan kedua 1341-1432 m

Mineralogi lempung jenis ilit dengan beberapa klorit (The clay mineralogy, dominantly illite with some chlorite), konsisten dengan adanya sumber utama lumpur pada kedalaman 1615-1828m (is consistent with a primary mud source at 1615-1828 m depth).

Disamping itu kontribusi sumber dangkal kedua dari lapisan-lapisan antara 1341-1432 m (secondary contributions from more shallow sources between 1341-1432 m ) [Mazzini et al., 2007].

Erupsi awal Gas pada BJP-1 berasal dari sumber dalam

Pengukuran Gas yang disemburkan pada BJP-1, dipercaya bahwa erupsi awal (hari pertama) fluida dimuntahkan dan dari kedalaman yang besar (initial eruption (first day) expelled fluids from greater depths)

Semburan lumpur pada titik didih dicapai pada kedalaman 1700m.

Lumpur yang disemburkan berada pada atau dekat titik didih (The erupting mud is at or very near the boiling point), dan suhu 100oC dicapai pada kedalam 1700m pada sumur BJP-1.

Uap air sebesar >96% dominasi fase gas

Komposisi dari fase gas didominasi oleh uap air >96% berdasarkan pengukuran Oktober 2011[Vanderkluysen et al., 2014].

Rasio kandungan gas helium memperkuat bukti kontribusi sumber dari selubung atau magmatik

Rasio 3He/4He dari contoh yang dikumpulkan tahun 2006-2011 memberikan indikasi terhadap kontribusi dari selubung atau magmatik yang signifikan (a significant mantle or magmatic contribution).

Sehingga mendukung suatu sumber fluida yang lebih dalam (a deeper source of fluid).. [Mazzini et al., 2012]

Keseimbangan CO2-CH4 diproduksikan pada kedalaman > 4000m

Isotop C dalam CO2 dan CH4 mengindikasikan keseimbangan CO2-CH4 pada suhu yang tinggi (>200oC).

Hal ini konsisten dengan produksi pada kedalaman> dari 4000m (consistent with production at depths >4 km.).

Kompleksitas percampuran sumber lumpur dan fluida terhadap waktu

Sumber percampuran fluida mungkin tidak sederhana (Mixing of fluid sources may not be simple).

Variasi rasio CO2/CH4 dengan beberapa periode waktu yang pendek (CO2/CH4 varies by a factor of a few over short time periods), tapi tidak memperlihatkan kecenderungan yang sistimatis terhadap waktu (but shows no obvious systematic trends over time).

Hal ini mengimplikasikan sumber-sumber kontribusi dari lumpur dan fluida (the relative contributions of mud and fluid sources) telah berubah terhadap arah dari semburan (changed over the course of the eruption).

Studi deformasi tanah menentukan sumber material disemburkan

Pada studi ini disajikan hasil analisis baru dari deformasi tanah (ground deformation) dengan tujuan untuk menentukan sumber material yang disemburkan (constraining the source of erupted materials).

Teknologi InSAR sebelumnya telah dapat mendokumentasikan deformasi amblesan di sekitar kawah Lusi

Studi terdahulu deformasi tanah pada Lusi menggunakan InSAR (studies of ground deformation at Lusi using InSAR) telah dapat mendokumentasikan amblesan pada daerah disekitar kepundan (documented subsidence in the area around the vent)

Total kecepatan amblesan 2007-2011 mengalami penurunan dengan pola peluruhan eksponensial

Keseluruhan kecepatan amblesan (The overall rate of subsidence)antara 2007-2011 telah mengalami pengurangan secara eksponensial,

Dengan waktu paruh “decay time” 2 tahun (decreased exponentially in time with a characteristic decay time of ~2 years) [Rudolph et al., 2013; Aoki and Sidiq, 2014].

Pada studi ini telah digunakan data interferometric processing of L-band synthetic aperture radar (InSAR) diambil oleh satelit ALOS antara 2006-2011.

Identifikasi dan analisis perubahan volume dari tiga sumber berbeda

Mengindentifikasikan tiga sumber yang berbeda sebagaimana dijelaskan dengan pengamatan pola deformation secara spasial dan temporal (observed spatial and temporal pattern of ground deformation)

Dikuantitafifkan perubahan volume berasosiasi dengan setiap sumber (quantify the volume changes associated with each source).

Disamping itu bagaimana kontribusi dari sumber-sumber yang berbeda berubah selama enam tahun pertama (how the contributions of the different sources changed) dari semburan Lusi (during the first six years of the eruption.).

DISKUSI

4.1 (Sumber Cairan)

Konsistensi temuan terdahulu terhadap sumber dangkal di bawah Lusi

Kedalaman perkiraan sumber dangkal di bawah Lusi (The depth of the inferred shallow source beneath Lusi) konsisten dengan perkiraan awal menggunakan data deformasi dan pemodelan sumber (is consistent with earlier estimates using deformation data and source modeling) [Fukushima et al., 2009].

Dimana disandingkan dengan hasil pengukuran gas, suhu, fosil mikro dan komposisi kerogen (and inferences based on gas measurements, temperature, microfossils, and kerogen compositions) dari pengintian sisi dinding sumur BJP-1 from side-wall cores in

BJP-1 [Mazzini et al., 2012].

Penemuan deformasi berasal dari sumber dalam 3,5-4,75 km

Juga telah dapat ditemukan deformasi yang berasal dari sumber dalam 3,5-4,75 km (We also resolve deformation from deep sources).

Suatu sumber fluida dari berkedudukan dalam pada awal dari semburan konsisten dengan geokimia yang diukur pada hari pertama semburan pada sumur BJP-1 (is consistent with the gas geochemistry measured during the first days of the eruption at the BJP-1 well).

Pusat perubahan kumulatif volumetrik berasosiasi sumber ini berada pada kedalaman 4350m (The centroid of the cumulative volumetric change associated with this source is at 4350 m depth).

Temuan terakhir sumber gas dari lapisan marin Formasi Ngimbang kedalaman > 4400m

Mazzini et al. [Vanderkluysen et al., 2014] beralasan, berdasarkan pada δ13C dari hidrokarbon, menunjukkan bahwa sumber gas setelah tahun 2006 lebih dalam dari sumber lumpur sebelumnya (the gas source after 2006

was deeper than the mud source).

Tampaknya sumber gas tersebut berasal dari sumber batuan yang diendapkan pada lingkungan marin (that the gas source after 2006 was deeper than the mud source and most likely came from a marine source rock), kemungkingan adalah serpih marin di Formasi Ngimbang pada kedalaman >4400 m (possibly marine shales in the Ngimbang Formation at depths >4400 m) [Vanderkluysen et al., 2014], konsisten dengan reservoir dalam dari paper ini (consistent with our deep reservoir).

Alternatif air berasal dari akuifer karbonat kedalaman 2,8 km, dari satuan batugamping Formasi Tuban

Studi terdahulu telah menyarankan bahwa beberapa bagian air yang disemburkan berasal dari akuifer karbonat pada kedalaman sekitar 2,8 km (the erupting water comes from a carbonate aquifer around 2.8 km depth) [Tingay et al., 2008; Istadi et al.,

2009; Davies et al., 2011], yang diperkirakan berasal dari Formasi Tuban berumur Miosen Tengah (likely in the Middle Miocene Tuban Formation,

Dalam kontek ini diduga telah dicapai atau hampir dicapai oleh sumur BJP-1 (which was reached or nearly reached by BJP-1). [Tingay, 2014].

Tidak ada bukti-bukti yang signifikan dari volumetrik sumber deformasi pada kedalaman ini (no geodetic evidence for significant volumetric

deformation sources at this depth).

Perkiraan gas H2S bersumber dari Karbonat Miosen, implikasi migrasi fluida sumber dalam pada awal semburan

Namun, dengan dideteksinya gas H2S yang berasosiasi dengan kick di BJP-1 saat awal semburan (detection of H2S associated with the kick in BJP-1 preceding the eruption), bersamaan dengan itu fakta bahwa karbonat Miosen hanya yang diketahui sebagai sumber H2S di Cekungan Jawa Timur (together with the fact that the Miocene carbonates are the only known source of H2S in the East Java Basin).

Sehingga ditafsirkan beberapa fluida telah dipindahkan dari kedalaman ini pada fase awal dari semburan (a strong indication that some fluids were removed from this depth during the initial phase of the eruption) [Tingay et al., 2015].

Pengurangan rasio air-lumpur berkurang, intensitas semburan meningkat

Volume Kandungan air dari semburan lumpur (water content of the erupting mud) yang dilaporkan berkisar antara 30-60%.

Sedangkan kandungan air lumpur yang disemburkan berkurang, aliran semburan dari Lusi meningkat (erupting mud’s water content decreased, the discharge from Lusi increased from) dari 40.000m3/hari Juni-Juli 2006 menjadi 180.000 m3/hari pada akhir September 2006 [Mazzini et al., 2007].

Perkiraan pengaruh dari perubahan geometri saluran

Sehingga selama periode ini, viskositas dari lumpur yang disemburkan, lebih sangat kuat dipengaruhi oleh dampak dari kandungan air (the viscosity of erupting mud, which is strongly affected by water content) [Rudolph

and Manga, 2010], namun tidak sebagai pengontrol utama dari aliran masuk (was not the primary control on discharge).

Namun tampaknya aliran lebih sebagai pengaruh dari adanya perubahan terhadap geometri saluran (discharge was likely affected by changes in conduit geometry).

Pada Gambar 2e, telah dibandingkan rasio dari perubahan volume kecepatan pada sumber-sumber dangkal dan dalam di bawah Lusi (we compare the ratio of volume change rates in the shallow and deep sources beneath Lusi).

Tahun 2006 dominasi kontribusi sumber dangkal, tahun 2007 percampuran sumber dangkal dan dalam

Meningkatnya aliran pada akhir 2006, diketemukan adanya ralatif kontribusi dari sumber dangkal (we find increasing relative contribution from the shallow source).

Sedangkan peningkatan aliran pada akhir 2007 tampaknya mencerminkan adanya peningkatan dari rasio percampuran lumpur yang berasal dari sumber dangkal (likely reflects primarily an increased mixing ratio of mud derived from the shallow source) dengan pasokan yang konstan fluida yang berasal dari sumber dalam (with a constant supply of fluids derived from deeper sources).

Analisis ulang dari log fisika batuan sumur BJP-1 mendapatkan angka volome densitas 30-60%, dari Formasi Kalibeng Atas. [Lupi et al., 2014; Tingay, 2014].

Berdasarkan pengukuran densitas dan perkiraan porositas dari sumber lumpur yang diperkirakan (based on the measured density and porosity estimates in the inferred mud source) hanya sedikit atau tidak ada tambahan air yang mungkin diperlukan untuk mencocokkan kandungan air dari semburan lumpur (little or no additional water may be necessary to match the water content of the erupting mud) setelah fase awal semburan yang kaya dengan air (after the initial water-rich phase of the eruption.).

Variasi volumetrik sumber dalam dan dangkal

Dilakukan perhitungan rasio perubahan volumetrik kumulatif pada sumber dalam terhadap ke sumber dangkal (We calculated the ratio of cumulative volumetric change in the deep source to that in the shallow source (Fig. 2d) .

Rasio sumber dangkal meningkat 2007, menurun 2009

Rasio percampuran material dari sumber dangkal ke dalam (Gambar 2 e). bervariasi (The mixing ratio of shallow- to deep-sourced material varied between) ~ 1 – 62 bertambah pada awal 2007 (increasing through early 2007), lalu berkurang dan mendekati konstan pada tahun 2009 (then decreasing, and has been nearly constant since 2009.)

4.2 model konseptual untuk Lusi

Tiga Model Konseptual diusulkan untuk Lusi

Tiga model konseptual telah diusulkan untuk Lusi (Three conceptual models have been proposed for Lusi). Gambar 3 menunjukkan komponen (nomor) termasuk dalam semua model, meskipun tidak semua komponen yang hadir di setiap model.

Model Davies, sumber lumpur dan fluida berbeda:

Dalam model Davies et al. [2011], digunakan untuk memprediksi panjang umur used to predict longevity, dua sumber yang berbeda dari lumpur dan fluida untuk tetap mempertahankan semburan (two distinct sources of mud and fluids sustain the eruption.

• Air dikeluarkan dari akuifer dalam (komponen 5) (Water is expelled from a deep aquifer),

• Mengalir ke atas (awalnya) melalui lubang sumur BJP-1 (flows upward (initially) through the wellbore of BJP-1) (4),

• Menembus lumpur pasif (entrains mud passively) (3), dan

• Naik ke permukaan melalui hydrofractures dimulai pada atau di bawah sepatu casing BJP-1 (and ascends to the surface through hydrofractures initiated at or below the casing shoe of BJP-1).

Semburan berlanjut ditopang oleh overpressure di akuifer (The eruption is sustained by overpressure in the aquifer) dan panjang umur semburan ditentukan oleh tingkat penurunan tekanan pori dalam jenuh, akuifer tertekan (the longevity of the eruption is determined by the rate of pore pressure decrease in a saturated, confined aquifer).

Perkiraan panjang umur semburan 26 Tahun: Debit berkurang secara eksponensial

Davies et al. [2011] meramalkan bahwa semburan kemungkinan akan bertahan lebih dari 26 tahun (predicted that the eruption is likely to last more than 26 years), meskipun debit diharapkan berkurang secara eksponensial (though discharge is expected to decreaseexponentially).

Dalam model konseptual kedua (In the second conceptual model ) [Rudolph et al., 2011],

Semburan berlanjut tersebut ditopang oleh overpressure dalam sumber lumpur (the eruption is sustained by overpressure within the mud source) (3) di Formasi Kalibeng Atas (UKF), dan oleh larutan padat dan perluasan gas karena naik melalui suatu saluran (2) (by the exsolution and expansion of gas as it ascends through a conduit ). Dimana mungkin awalnya terdiri dari rekahan hidro (that may have initially been comprised of hydrofractures), seperti pada model oleh Davies et al. [2011].

Rudolph et al. [2011] berpendapat bahwa karena lumpur yang menyembur memiliki kadar air ~ 30% setelah fase pengkayaan air awal (the erupting mud had water content of ~30% after the initial water-rich phase), hal ini konsisten dengan perkiraan porositas (consistent with estimates of porosity) di UKF, dimana sedikit atau tidak ada penambahan cairan (little or no additional fluid was added.).

Mobilisasi lumpur di UKF berasal dari Kamar Lumpur (Mud Chamber)

Lumpur di UKF akan semakin dimobilisasi (The mud in the UKF would be progressively mobilized) selama proses semburan sebagai evakuasi material (over the course of the eruption as the evacuation of material)yang berasal dari dari ‘ruang lumpur’ (‘mud chamber’) terkonsentrasi tekanan elastis di sekitarnya (concentrated elastic stresses in the surroundings.

Alternatif semburan berhenti karena penurunan tekanan di sumber lumpur, atau semburan mencapai kulminasi oleh pembentukan kaldera

Dalam model ini, semburan mungkin berakhir karena penurunan tekanan dalam sumber lumpur (In this model, the eruption might terminate due to decreasing pressure in the mud source),

Atau alternatif lainnya semburan mungkin berujung pada pembentukan kaldera (or alternatively the eruption might culminate in the formation of a caldera)

Dimana memiliki dimensi lateral yang sekitar sama dengan wilayah dimobilisasi lumpur di kedalaman (having approximately the same lateral dimension as the mobilized region of mud at depth).

Model Rudolph panjang umur semburan mendekati model Davies

Model oleh Rudolph et al. [2011] digunakan untuk membuat prediksi kemungkinan panjang umur (was used to make a probabilistic longevity prediction).

Dimana sampai pada kesimpulan yang sama dengan Davies et al. [2011], hal ini terutama karena kedua model menggunakan debit sebagai konstrain pada nilai-nilai parameter bebas (primarily because both models used discharge as a constraint on the values of free parameters.).

Temuan gas metanan kedelaman dangkal pada awal semburan

Mazzini et al. [2012] menemukan bukti awal semburan pada tahap awal semburan pada tahun 2006 untuk metana biogenik dari kedalaman dangkal (find evidence early in the eruption for biogenic methane from shallow depths).

Mazzini mengusulkan prediksi panjang umur semburan, dikontrol overpressure dalam sistem hidrotermal sebagai pengumpan Lusi

Sementara Mazzini et al. [2012] tidak memprediksi umur panjang (predict longevity).

Namun mengusulkan bahwa umur panjang akan dikontrol oleh akumulasi overpressure (they suggested that longevity would be controlled by the accumulation of overpressure) dalam sistem hidrotermal sebagai pengumpan Lusi (in the hydrothermal system feeding Lusi).

Pengaruh lainnya oleh deformasi sepanjang Patahan Watukosek

Pelepasan tekanan overpressur oleh semburan yang sedang berlangsung (its release by the ongoing eruption), mungkin akan dipengaruhi oleh deformasi sepanjang Watukosek Fault (which may be affected by deformation along the Watukosek Fault).

Dari model-model konseptual yang disajikan tersebut, model oleh Mazzini et al. [2012] adalah yang paling konsisten dengan sumber deformasi disimpulkan di sini (is most consistent with the sources of deformation inferred here).

Bukti perubahan volumetrik signifikan sumber dangkal dan dalam:

Ditemukan bukti untuk perubahan volumetrik signifikan dalam sumber lumpur dangkal (evidence for significant volumetric changes in the shallow mud source) (komponen 3 pada Gambar. 3)

Dan sumber dalam (as well as the deep source), dengan pusat masa dalam bertepatan dengan sumber hidrokarbon dipancarkan pada Lusi (centroid depth coincides with the source of hydrocarbons emitted at Lusi) diusulkan oleh Mazzini et al. [2012].

Kami mengatasi variasi temporal dalam rasio fluks volume (resolve temporal variations in the ratio of volume fluxes) dari daerah sumber dangkal dan dalam (from the shallow and deep source regions).

Tidak diterapkan rasio volumetrik percampuran air dan lumpur konstan

Dimana model penerobosan sederhana (simple entrainment model), dengan asumsi rasio volumetrik pencampuran antara air dan lumpur konstan (assuming constant volumetric mixing ratio between water and mud)) telah digunakan oleh Davies et al. [2011] mungkin tidak berlaku untuk Lusi (may not be applicable to Lusi).

Konseptual sumber fluida dalam tidak diterapkan pada model Rudolph

Suatu sumber fluida yang dalam tidak dipertimbangkan dalam model konseptual (A deep fluid source was not considered in the conceptual model) Rudolph et al. [2011].

Karena kandungan air dari lumpur yang menyembur sejak akhir 2006 (because the water content of the erupting mud since late 2006) telah sebanding dengan porositas di wilayah sumber lumpur (has been comparable to the porosity in the mud source region ) [Mazzini et al., 2007].

Dua aspek dari model konseptual Rudolph yang tetap relevan

1) kemungkinan bahwa sumber lumpur telah memperluas lateral (the possibility that the mud source has expanded laterally) selama masa semburan (during the course of the eruption),

2) Kemungkinan bahwa semburan akan berujung pada pembentukan kaldera (the possibility that the eruption will culminate in the formation of a caldera).

Pada Gambar 4, Diperlihatkan integrasi perubahan volumetrik secara vertikal (the vertically-integrated volumetric change) yang terkait dengan sumber lumpur di bawah Lusi (associated with the mud source beneath Lusi) pada 2006-2007.

Ditunjukkan kontur menggambarkan permukaan (contours delineating the surface). Dengan tingkat perubahan volumetrik adalah 1/3 nilai maksimum (the rate of volumetric change is 1/3 the maximum value), Proxy untuk tingkat lateral reservoir lumpur (a proxy for the lateral extent of the mud reservoir)

Perubahan volumetrik awalnya dibatasi (Volumetric change is initially restricted) untuk daerah yang relatif kecil di sekitar lokasi kepundan (relatively small region around the vent location) (ditunjukkan dengan segitiga merah).

Pertumbuhan lumpur lateral 2006-2007

Antara akhir 2006 dan awal 2007, sumber lumpur tumbuh lateral (the mud source grew laterally.)

Selama lumpur terus dipindahkan dari reservoir dangkal mengumpan Lusi (mud continues to be removed from the shallow reservoir feeding Lusi), sehingga tekanan elastis akan meningkat disekitarnya (elastic stresses will increase in the surroundings).

Analogi struktur runtuh Porong-1

Fenomena fitur suatu kaldera yang runtuh bisa terjadi (a caldera or collapse feature) mirip dengan yang telah terjadi pada struktur runtuh Porong (similar to the nearby Porong collapse structure) yang berlokasi didekatnya [Kusumastuti et al., 2002].