PROSIDING 2011
Rekaman satelit (analisis INSAR dari data radar) telah digunakan untuk memantau amblesan dari daerah yang tidak dibanjiri selama periode tersebut.
Penafsiran foto satelit IKONOS memungkinkan untuk mengkaji imbuhan panas (heat discharge) oleh pusat keluarnya uap (central steam plume)dan mengalirnya keatas kolom lumpur (upwelling mud column)
Dua survei temperatur tanah dangkal menemukan anomali suhu rendah di dekat pusat semburan sebagai dampak naikknya gas CO2
Beberapa studi pemantauan terdahulu: volume dan kecepatan semburan, amblesan dan pergerakan permukan, geokimia, gayaberat mikro, dan kegempaan mikro
Gunung Lumpur (mud volcano) LUSI merupakan manifestasi permukaan yang dominan dari sistem tekanan bumi (Geo-pressure).
Mud volcao lusi sebagai bagian sistem panas bumi bertemperatur rendah (low temperature geothermal system) di pulau Jawa.
Urutan Penelaahan Sari Makalah
· Lusi sebagai sistem panas bumi bertemperatur rendah, manifestasi Geo-pressure
· Lusi berlokasi dekat sumur eksplorasi dan kejadiannya 2 hasi seteleh gempabumi besar
· Lusi berlokasi dekat sumur eksplorasi dan kejadiannya 2 hari seteleh gempabumi besar
· Imbuhan lumpur dari kawah tersembunyi dengan kecepatan luapan 1 - 1,5m3/detik
· Dampak daerah tergenang 6 km2 dan menyebabkan pengungsi 40.000 orang
· Sumber lumpur cair panas 1,7 km, tekanan 30Mpa, temperatur 100oC gradien 40oC/km
· Pasca 1 th. penurunan tekanan pori lapisan atas menyebabkan amblesan area seluas 7km2
· Pada daerah tercakup luapan lumpur membentuk amblesan berbentuk baskom
· Pemantauan amblesan dengan analisis data satelit INSAR
· Sumber amblesan dari sedimen dangkal tertekan pada kedalaman 0,5 km
· Pengkajian imbuhan pada dari pusat keluarnya uap menggunakan data satelit IKONOS
· Hilangnya imbuhan uap 3-150MW dibarengi dengan imbuhan lumpur panas >200MW
· Siklus pengurangan dan pembaruan aktivitas imbuhan uap dan lumpur panas
· Kecepatan imbuhan gas CO2 dan CH4 belum diukur
· Pelaksanaan suvei kegempaan dan gayaberat mikro dan temperatur tanah
·
SARI MAKALAH
· Lusi sebagai sistem panas bumi bertemperatur rendah, manifestasi Geo-pressure
Gunung Lumpur (mud volcano) LUSI merupakan manifestasi permukaan yang dominan dari sistem tekanan bumi (Geo-pressure), sistem panas bumi bertemperatur rendah (low temperature geothermal system) di pulau Jawa.
· Lusi berlokasi dekat sumur eksplorasi dan kejadiannya 2 hari seteleh gempabumi besar
Gunung lumpur Lusi dengan semburan cairan panas dan lumpur (hot fluids and mud) pada akhir Mei 2006, dekat dengan lokasi sumur eksplorasi sdalam (deep oil exploration well) 2,8 km yang belum selesai, dua hari setelah gempa bumi besar (major earthquake).
· Semburan lumpur dari kawah tersembunyi dengan kecepatan luapan 1 - 1,5m3/detik
Semburan lumpur (mud discharges) yang berasal dari sebuah kawah tersembunyi (concealed crater) secara tidak teratur, dengan kesimpulan tingkat kecepatan volume (volume rate) jangka panjang antara 1 sampai 1,5 m3 /detik dan terus berlanjut sejak saat itu.
· Dampak daerah tergenang 6 km2 dan menyebabkan pengungsi 40.000 orang
Daerah tergenang (flooded area) telah meningkat dari awalnya 1 km2 pada bulan Juni 2006 menjadi 6 km2 Mei 2007; telah menyebabkan 40.000 orang mengungsi.
Daerah ini telah tertutup dan tersekat-sekat dengan suatu jaringan bendungan yang besar (network of huge dams).
· Sumber lumpur cair panas 1,7 km, tekanan 30Mpa, temperatur 100oC gradien 40oC/km
Imbuhan dari lumpur cair panas (discharged hot liquid mud) pada awalnya berasal dari kedalaman sekitar 1,7 km dimana membentuk tekanan sebesar 30 MPa dan temperatur 100 derajat C (dengan gradien sebesar 40 derajat C/km).
· Pasca 1 th. penurunan tekanan pori lapisan atas menyebabkan amblesan area seluas 7km2
Setelah waktu satu tahun penurunan tekanan pori (Pore pressure) di lapisan sedimen lebih atas (upper sediments) telah menyebabkan terjadinya awal amblesan (initial subsidence) pada suatu area seluas 7 km2.
· Pada daerah tercakup luapan lumpur membentuk amblesan berbentuk baskom
Sebagai hasil amblesan berbentuk mangkok (subsidence bowl) telah diakomodasikan hanya pada bagian dari lumpur yang diekstrusikan (extruded mud), dimana luapannya dilindungi oleh bendungan besar yang dibangun.
· Pemantauan amblesan dengan analisis data satelit INSAR
Pementauan amblesan (Monitoring of subsidence) dan imbuhan lumpur(mud discharge) dimulai pada Juni 2006, namun dihentikan April 2007 ketika lokasi dibanjiri lumpur.
Rekaman satelit (analisis INSAR dari data radar) telah digunakan untuk memantau amblesan dari daerah yang tidak dibanjiri selama periode tersebut.
· Sumber amblesan dari sedimen dangkal tertekan pada kedalaman 0,5 km
Amblesan dengan panjang gelombang yang lebih pendek (<2 km) (short wave length of subsidence) selama tahun pertama, ditentukan sebagai sumber berasal sedimen yang tertekan (compressed sediments) dari kedalaman yang dangkal (0,5 km).
· Pengkajian imbuhan pada dari pusat keluarnya uap menggunakan data satelit IKONOS
Penafsiran foto satelit IKONOS memungkinkan untuk mengkaji imbuhan panas (heat discharge) oleh pusat keluarnya uap (central steam plume)dan mengalirnya keatas kolom lumpur (upwelling mud column)
· Hilangnya imbuhan uap 3-150MW dibarengi dengan imbuhan lumpur panas >200MW
Hilangnya panas oleh imbuhan uap (heat loss by steam discharge) pada kawah telah berfluktasi antara 3 dan 150 MW, hilangnya panas tersebut karena selalu adanya semburan dari lumpur panas (hot mud discharges) lebih besar dari 200 MW.
· Siklus pengurangan dan pembaruan aktivitas imbuhan uap dan lumpur panas
Kecenderungan semburan (discharge trends) selama tahun 2008 ditentukan sebagai suatu pengurangan keseluruhan yang tidak beraturan dari uap dan hilangnya lumpur (irregular decrease of steam and mud losses),
Namun, telah diikuti dengan adanya pembaruan aktivitas imbuhan (renewal of discharge activity) pada Februari 2009.
· Kecepatan semburan gas CO2 dan CH4 belum diukur
Kecepatan semburan gas terutama (rate of gas discharges) terutama CO2 dan CH4 dari pusat kawah dan imbuhan gas pada daerah tergenang lumpur belum dapat diukur.
· Pelaksanaan suRvei kegempaan dan gayaberat mikro dan temperatur tanah
Survei kegempaan mikro dan gayaberat mikro (Micro-earthquake and micro gravity surveys) telah diawali pada tahun 2008 dan diulangi kembali pada Mei 2008 bersamaan dengan survei temperatur tanah (ground temperature survey).
URUT-URUTAN PENELAAHAN KESIMPULAN
· Lusi mud volcano sebagai menifestasi permukaan tekanan bumi, sistem panas bumi temperature rendah
· Lusi mud volcano telah mengeluarkan lumpur cair panas mendekati titik didih dan penebaran gas CO2 dan CH4
· Sumber lumpur panas dari kedalaman 1,7 km sangat berbeda dengan mud volcano lainnya
· Lusi dengan viskositas rendah, keluaran lumpur cair panas dengan komponen gas, menghasilkan danau lumpur, dipandang kurang tepat sebagai suatu mud volcano
· Pusat semburan aktif memperlihatkan setruktur kawah bawah permukaan
· Dua hipotesis yang berbeda terkait pemicu semburan Lusi: Gempabumi Yogyakarta dan ledakan bawah tanah dari operasi sumur BJP-1
· Beberapa studi pemantauan terdahulu: volume dan kecepatan semburan, amblesan dan pergerakan permukan, geokimia, gayaberat mikro, dan kegempaan mikro
· Hanya terdapat satu survei GPS berjangka panjang yang menyediakan data amblesan yang dipadukan dengan hasil INSAR (2006/2007)
· Pemodelan amblesan disebabkan oleh kompaksi dari sedimen yang mengalami pengurangan tekanan berasal dari kedalaman 0,6-0,7 km
· Penelitian kegempaan mikro tahun 2006 dan 2008, menghasilkan even seismik dangkal terutama terjadi di sektor selatan dari daerah amblesan yang memicu dampak pembebanan permukaan
· Dua survei temperatur tanah dangkal menemukan anomali suhu rendah di dekat pusat semburan sebagai dampak naikknya gas CO2
· Survei pemantauan suhu semburan lumpur mengindikasikan temparatur cairan lumpur di dekat kawan bervariasi antara 88-110oC
Kemanfaatan citra satelit IKONOS bulanan untuk pengkajian panas dan masa dari semburan di kawah
Saran untuk pengkajian semburan gas rumah kaca dan pemantauan amblesan di luar daerah tergenang Lusi
KESIMPULAN
· Lusi mud volcano sebagai menifestasi permukaan tekanan bumi, sistem panas bumi temperature rendah
Lusi mud volcano yang menyembur di dekat Surabaya (Jawa) pada akhir Mei 2006 merupakan manifestasi permukaan yang dominan dari tekanan bumi, sistem panas bumi temperatur rendah.
· Lusi mud volcano telah mengeluarkan lumpur cair panas mendekati titik didih dan penebaran gas CO2 dan CH4
Lusi mud volcano telah mengeluarkan lumpur cair panas mendekati temperarur titik didih (discharged hot liquid mud close to boiling point temperature), sudah berlangsung lebih dari 3 tahun dan pada Maret 2009 telah membanjiri suatu daerah lebih dari 10 km2.
Kenampakan lainnya termasuk imbuhan penebaran gas yang luas terutama CO2 dan CH4.
· Sumber lumpur panas dari kedalaman 1,7 km sangat berbeda dengan mud volcano lainnya
Lumpur panas naik ke atas dari kedalaman >1,7km. Sebagai perbandingan terhadap mud volcano lainnya yang telah dibahas di literatur (Kopf, 2002),
· Lusi dengan viskositas rendah, keluaran lumpur cair panas dengan komponen gas, menghasilkan danau lumpur, dipandang kurang tepat sebagai suatu mud volcano
Lusi dengan kenampakan yang berbeda (anomali) karena mempunyai viskositas yang lebih rendah (low viskosity) dari keluaran lumpur cair panas dengan komponen gas yang tinggi, sehingga menghasilkan suatu dataran banjir lumpur (mud flood-plain) atau danau lumpur (mud-lake) yang luas, dimana secara tegas tidak dapat diklasifikasikan sebagai suatu mud volcano.
Namun, istilah mud volcano yang telah digunakan untuk LUSI pada publikasi awal dan selanjutnya juga akan digunakan disini.
· Pusat semburan aktif memperlihatkan setruktur kawah bawah permukaan
Aktif pusat semburan lumpur aktif memperlihatkan suatu struktur kawah bawah permukaan (sub-surface crater structure) dan terjadi dekat dengan sumur eksplorasi minyak dan gas bumi yang belum selesai pada kedalaman 2,8 km.
· Dua hipotesis yang berbeda terkait pemicu semburan Lusi: Gempabumi Yogyakarta dan ledakan bawah tanah dari operasi sumur BJP-1
Dua hipotesis yang berbeda telah ditempatkan ke depan untuk menjelaskan pemicu dari even semburan.
Hipotesis pertama mengusulkan bahwa gempabumi yang besar (M6,2) di Jawa Tengah, dimana terjadi dua hari sebelum semburan pertama terjadi tanggal 29 Mei 2006, menyebabkan rekahan didalam zona rekahan yang sebelumnya telah ada dipicu oleh even tersebut.
Hipotesis lainnya beranggapan bahwa suatu ledakan liar, sebagai hasil dari masalah pemboran pada bagian 1,7 km panjangnya yang tidak terlindung dari sumur BJP-1, telah memicu even tersebut.
Semua hipotesis yang dikemukakan tersebut tidak sepenuhnya didukung oleh hasil pemantauan.
· Beberapa studi pemantauan terdahulu: volume dan kecepatan semburan, amblesan dan pergerakan permukan, geokimia, gayaberat mikro, dan kegempaan mikro
Beberapa sudi pemantauan yang rinci telah dilakukan selama spuluh bulan pertama setelah terjadinya smburan lumpur. Termasuk diantaranya survei-survei pengkajian volume dan kecepatan aliran masa, amblesan dan pergerakan permukaan, geokimia, gayaberat mikro, kegempaan mikro.
Banyak hasil-hasil telah terpengaruh dan diganggu oleh kompaksi tanah dan lokasi pada tanggul-tanggul
· Hanya terdapat satu survei GPS berjangka panjang yang menyediakan data amblesan yang dipadukan dengan hasil INSAR (2006/2007)
Hanya suatu survei GPS berjangka panjang dan perubahan ketinggian jangka panjang dari beberapa lokasi keteknikan menyediakan kecepatan amblesan jangka panjang yang representatif dimana mempunyai orde yang sama dari besarnya kecepatan dihasilkan dari analisis INSAR dari data radar satelit dan pesawat udara pada tahun 2006/2007.
· Pemodelan amblesan disebabkan oleh kompaksi dari sedimen yang mengalami pengurangan tekanan berasal dari kedalaman 0,6-0,7 km
Pemodelan pola titik-titik pola amblesan disebabkan oleh kompaksi dari sedimen-sedimen yang mengalami pengurangan tekanan (de-pressure sediments), awalnya pada kedalamaman 0,6-0,7 km.
Suatu analisis menggunakan pendekatan setengah panjang gelombang juga mendapatkan hasil yang sama.
Survei gayaberat mikro dengan 'time-lapse anomalies' dilaksanakan tahun 2006 tidak dapat ditafsirkan karena perubahan ketinggian dari lokasi tidak dapat direkam.
· Penelitian kegempaan mirko tahun 2006 dan 2008, menghasilkan even seismic dangkal terutama terjadi di sektor selatan dari daerah amblesan yang memicu dampak pembebanan permukaan
Survei gayaberat selanjutnya dengan penerapan metoda yang sama telah dilaksanakan tahun 2008.
Penelitian MEQ tahun 2006 dan 2008 memperlihatkan bahwa even seismik dangkal terutama terjadi di bawah sektor selatan dan tepian selatan dari daerah amblesan yang ditentukan telah memicu dampak pembebanan permukaan (triggering surface loading effect).
· Dua survei temperatur tanah dangkal menemukan anomali suhu rendah di dekat pusat semburan sebagai dampak naikknya gas CO2
Dua survei temperatur tanah dangkal (shallow ground temperature surveys) telah dilaksanakan pada tahun 2008 dan memperlihatkan bahwa anomali suhu rendah (anamalously low temperature) pada kedalaman 1 km, beberapa derajat C di bawah rata-rata tempertur udara minimum tahunan, terjadi di dekat pusat semburan gas ditentukan sebagai dampak 'a Joule-Thomson' oleh naiknya gas (didominasi CO2).
· Survei pemantauan suhu semburan lumpur mengindikasikan temparatur cairan lumpur di dekat kawan bervariasi antara 88-110oC
Survei pemantauan berjangka pendek (20 hari) dari suhu semburan lumpur pada kawah LUSI memperlihatkan bahwa temperatur dari cairan lumpur bervariasi antara 88 dan 110 derajat C, merupakan temperatur tertinggi tang terjadi setelah gempabumi yang besar.
Kemanfaatan citra satelit IKONOS bulanan untuk pengkajian panas dan masa dari semburan di kawah
Foto-foto satelit IKONOS yang dipublikasikan dengan selang sekitar bulanan mempunyai arti penting sebagai data pemantauan jangka panjang yang memungkinkan untuk pengkajian panas dan masa yang selalu ada disemburkan di kawah oleh selalu adanya hembusan uap dan naikknya lumpur (dimaksud dengan tendangan lumpur).
Saran untuk pengkajian semburan gas rumah kaca dan pemantauan amblesan di luar daerah tergenang Lusi
Ini sebaiknya termasuk pengkajian secara kuantitatif semburan dari gas rumah kaca (green-house gas discharges) dimana belum diketahui. Sebagai tambahan, analisis dari data radar yang lebih baru harus dilanjutkan juga pemantauan dari amblesan pada daerah yang tidak tergenang lumpur diluar bendungan pelindung.
REFERENCES
Abidin, H.Z. et al.: Subsidence and uplift of Sidoarjo (East Java) due to the eruption of the LUSI mud volcano (2006-present). Environmental Geology (2008): doi:10.1007.
Abidin, H.Z. et al.: GPS-based monitoring of surface displacement in the mud volcano area, Sidoarjo, East Java, pp. 595-603 in M.G.Sideris (ed): Observing our changing earth, Int. Assoc. Geodesy Symposium 133, Springer (2009).
BMG (Badan meteorology dan geofisika): Laporan Studi mikroseismik dan microgravity di daerah Lumpur Sidoarjo (LUSI). Unpublished report for Lapindo, (2008).
Bromley, C.J. et al. (2009): Recent ground subsidence at Crown Road, Tauhara and its probable causes. Geothermics 38, 181-191.
Climate(Surabaya-airport):
http://www.weatheronline.co.uk/weather/maps/city
CRISP-website: http://www.crisp.nus.edu.sg/coverages/mudflow
Davies, R.J. et al.: The East Java mud volcano (2006 to present) : An earthquake or drilling trigger ? Earth Planet. Sci. Lett., (2008): doi:10.1016.
Dimitrov,L.I.: Mud volcanoes-the most important pathway for degassing deeply buried sediments. Earth-Science Reviews 59, (2002): 49-76.
Faure, G.: Principles of Isotope Geology. Wiley, 589 pp, (1986).
Fukushima, Y. et al.: Subsidence associated with the LUSI mud eruption, East Java, investigated by SAR interferometry. Marine and Petroleum Geology, (in print).
Geertsma, J.: Land subsidence above compacting oil and gas reservoirs. Journ. Petroleum Geology 25, (1973), 734
744.
Griggs, J.: A re-evaluation of geopressured-geothermal aquifers as an energy source. Proceedings, 30th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, Stanford, CA (2005).
Hochstein, M.P. and Bromley, C.J.: Steam cloud characteristics and heat output of fumaroles. Geothermics 30, (2001), 547-559.
Hunt, T.M.: Microgravity measurements at Wairakei geothermal field, New Zealand: a review of 30 years data (1961-1991). Proceedings WGC 1995, Florence, (1995), pp.863-868.
Istadi, B.P. et al.: Simulation on growth and potential geohazard of East Java mud volcano, Indonesia. (28 pp), ( ms. in prep.).
Kopf, A.K.: Significance of mud volcanism. Reviews of Geophysics 40, (2002), 2.2 – 2.52.
Lu, X., and Kieffer, S.W.: Thermodynamics and mass transport in multicomponent multiphase H2O systems of Planetary Interest. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 37, (2009), 447-477.
Mazzini, A. et al.: Triggering and dynamic evolution of LUSI mud volcano, Indonesia. Earth Planetary Sciences Letters 261, (2007), 375-388.
Ryan, P.J., Harleman, D.R.F., Stolzenbach, K.D.: Surface heat loss from cooling ponds. Water Resources Research 10, (1974), 930-938.
Tingay, M. et al.: Triggering of the LUSI mud eruption: earthquake versus drilling initiation. Geology 36 (8), (2008), 639-642.