TINJAUAN DAN EVALUASI MAKALAH UTAMA LUSI, MARK TINGAY 2010

ANATOMI SEMBURAN ‘LUSI’ DI JAWA TIMUR

Anatomy of the ‘Lusi’ Mud Eruption, East Java

Mark Tingay

Tectonics, Resources and Exploration (TRaX), Australian School of Petroleum

University of Adelaide, SA 5005, Australia

Mark.tingay@adelaide.edu.au

Dikaji dan diterjemahkan ke bahasa Indonesia dengan cepat

Oleh: Dr. Hardi Prasetyo

Inisiator ‘LUSI LIBRARY’

RIGKASAN

SUMMARY

Awal semburan lumpur panas di Sidoarjo

Pada pagi hari, tanggal 29 Mei 2006, lumpur panas (hot mud) mulai menyembur dari suatu lahan pada daerah yang padat penduduk di Kecamatan Porong, di Sidoarjo, Jawa Timur.

Kecepatan awal semburan ~5000m3/hari

Dengan kecepatan semburan awalnya (initial flow rates) ~5000 m3/hari, selanjutnya lumpur dengan cepat telah menenggelamkan desa-desa dise yang berdekatan.

Total volume lumpur setelah empat tahun 74 jt m3, kecepatan rata-rata 64.000 m3/h dan maksimum 170.000m3/h

Setelah mendekati empat tahun semburan Lusi (‘Lusi’ eruption) telah memuntahkan lumpur dengan volume lebih dari 73 juta m3, dengan kecepatan rata-rata mendekati 64.000 m3/hari dan kecepatan semburan maksimum (maximum rates) 170.000m3/hari.

Daerah tergenang 700 hektar kedalaman 25 meter

Luapan lumpur telah menggenangi darah seluas 700 hektar dan kedalaman lebih 25 meter,  memporakporandakan lusinan desa dan menyebabkan sekitar 40.000 orang harus diungsikan. Sebagai tambahan dari daerah yang tergenang (inundated areas) daerah lainnya juga mempunyai resiko terhadap penurunan dan semburan dari gas (subsidence and distant eruptions of gas).

Tidak ada kesepakatan terhadap tatanan anatomi bawah permukaan mud volcano Lusi, sebagai kendala untuk mengendalikan aliran dan memantau evolusinya

Namun, upaya untuk mengendalikan aliran lusi (to stem the mud flow) atau memantau evolusinya secara keseluruhan terhalang oleh tidak adanya kesepakatan terhadap tatanan  anatomi bawah permukaan dari sistem mud volcano Lusi (efforts to stem the mud flow or monitor its evolution are hampered by an overall lack of knowledge and consensus on the subsurface anatomy of the Lusi mud volcanic system).

Sumber air dengan alternatif dari serpih atau karbonat dalam belum dapat ditentukan

Dalam kaitan ini, secara khusus terbesar dan paling tidak ada kepastian  adalah mengenai sumber dari air yang disemburkan  yaitu antara serpih versus karbonat dalam (shales versus deep carbonates).

Apakah air keluar melalui rekahan-rekahan atau kombinasi rekahan dan pemboran?

Jalan keluar dari aliran fluida antara sepenuhnya rekahan-rekahan versus, percampuran rekahan dan lubang bor (purely fractures versus mixed fracture and wellbore).

Ketidak sepakatan pada wujud karbonat dalam, dan litologi antara satuan serpih (Kalibeng Atas) dan satuan karbonat dalam.

Ketidaksepakatan terhadap geologi bawah pemukaan (subsurface geology) yaitu wujud dari karbonat dalam, litologi dari satuan batuan antara serpih dan karbonat (nature of deep carbonates, lithology of lithological unit between shales and carbonates).

Tujuan makalah ini meninjau secara seimbang anatomi mud volcano Lusi, penekanan terhadap hal-hal yang masih tidak jelas

Studi ini akan menyajikan suatu tinjauan pertama yang seimbang, dari anatomi sistem mud volcano Lusi (present the first balanced overview of the anatomy of the Lusi mud volcanic system). Dengan penekanan khusus pada masih adanya ketidak jelasan yang kritis tersebut, dan hubungannya  terhadap kebencanaan.

Kata Kunci:

Luapan Lumpur Sidoarjo (Sidoarjo Mudflow), Lumpur Sidorjo (Lusi), Gunung Lumpur (Mud volcano)

SUMMARY

Early in the morning of the 29th of May 2006, hot mud started erupting from the ground in the densely populated Porong District of Sidoarjo, East Java.

With initial flow rates of ~5000 cubic meters per day, the mud quickly inundated neighbouring villages.

After almost four years, the ‘Lusi’ eruption has expelled over 73 million cubic meters of mud at an average rate of approximately 64,000 cubic meters per day and at maximum rates of 170,000m3/day.

The mud flow has now covered over 700 hectares of land to depths of over 25 meters, engulfing a dozen villages and displacing approximately 40,000 people. In addition to the inundated areas, other areas are also at risk from subsidence and distant eruptions of gas.

However, efforts to stem the mud flow or monitor its evolution are hampered by an overall lack of knowledge and consensus on the subsurface anatomy of the Lusi mud volcanic system.

In particular, the largest and most significant uncertainties are the source of the erupted water (shales versus deep carbonates), the fluid flow pathways (purely fractures versus mixed fracture and wellbore) and disputes over the subsurface geology (nature of deep carbonates, lithology of lithological unit between shales and carbonates).

This study will present the first balanced overview of the anatomy of the Lusi mud volcanic system with particular emphasis on these critical uncertainties and their influence on the disaster.

Key words: Sidoarjo Mudflow, Lusi, Mud volcano.

PENDAHULUAN DAN LATAR BELAKANG

INTRODUCTION AND BACKGROUND

Luapan lumpur Sidoarjo sebagai bencana geologi yang unik, telah memicu kontroversi ilmiah dan politik

Luapan lumpur Sidoarjo, yang juga dikenal sebagai 'Lusi' (kependekan dari Lumpur Sidoarjo), adalah bencana geologi unik yang telah menyulut terjadinya kontroversi yang meluas pada aspek ilmiah dan politik (a unique geological disaster that has ignited widespread scientific and political controversy).

Awal kejadian  semburan selanjutnya membanjiri lahan seluas 7km2 menimbulkan kerugian jiwa (17 orang), 40.000 pengungsi dan materi lebih dari US$550 juta

Aliran  lumpur pertama kali diamati di lahan sawah padi pada Kecamatan Porong sekitar pukul 05:00, tanggal 29 Mei 2006 dan sejak saat itu terus menyembur (sampai hampir 4 tahun, di saat menulis).

Luapan lumpur telah menimbulkan kerugian korban jiwa 17 orang, pengungsi sekitar 40.000 orang, membanjiri lahan seluas 7km2 dari sebuah kota besar, dan telah menyebabkan kerugian lebih dari US$ 550 juta (Gambar 1; Cyranowski, 2007).

Lusi adalah mud volcano, suatu gejala geologi yang umum, lumpur dari bawah permukaan di ekstrusi ke permukaan.

Lusi adalah contoh mud volcano, suatu gejala geologi yang relatif umum, di mana lumpur di bawah permukaan diekstrusikan ke permukaan (Lusi is an example of a mud volcano, a relatively common geological feature in which subsurface mud is extruded at the surface.)

Hal yang tidak umum, pertama kalinya lahir gunung lumpur di daerah perkotaan, merupakan jenis bencana geologi yang baru

Namun, pada Lusi ada yang tidak umum, dalam hal ini yang pertama dicatat misalnya kelahiran sebuah gunung lumpur baru, di daerah dalam kota dan dengan demikian merupakan jenis bencana geologi yang baru (Davies et al, 2006.)

Lusi yang paling unik adalah menimbulkan kontroversi ilmiah dan politik, disebabkan atau dipicu pemboran Eksplorasi atau gempabumi Yogyakarta

Selain itu, telah ada perhatian yang sangat intensif terhadap aspek ilmiah dan politik atas pemicu Lusi. Dimana beberapa peneliti menyarankan bahwa luapan lumpur dihasilkan dari ledakan di sumur Banjar Panji-1 (mudflow resulted from a blowout in the Banjar Panji-1 well) yang terletak 150m jauhnya  (Davies et al, 2008;. Tingay et al, 2008).

Sementara teori pesaingnya, tetap mempertahankan bahwa bencana ini dimulai oleh gempa berkekuatan Mw6.3, terjadi pada Mei 27 2006 di Yogyakarta (disaster was initiated by the Mw6.3 May 27th 2006 Yogyakarta earthquake Mazzini dkk, 2007; Sawolo et al, 2009).

Banyaknya hal yang tidak diketahui dari anatomi bawah permukaan gunung lumpur, menyebabkan kontroversi dan perdebatan public menjadi belum tuntas

Namun, meskipun telah banyak makalah dan perdebatan publik, kontroversi tetap tidak terselesaikan.

Hal ini terutama disebabkan oleh banyak hal yang tidak diketahui dalam anatomi bawah permukaan gunung lumpur, ketidakpastian sekitar kejadian pada minggu-minggu sebelumnya (However, despite numerous papers and public debates, the controversy remains unresolved, primarily due to the many unknowns in the subsurface anatomy of the mud volcano, the uncertainties surrounding events in the weeks).

Perbedaan penafsiran data teknik perminyakan sumur Banjar Panji-1 juga sebagai penyebab kontroversi

Disamping itu mengikuti awal semburan dan perbedaan atas interpretasi data teknik perminyakan dari Sumur Banjar Panji-1 (and discrepancies over interpretation of petroleum engineering data from the Banjar Panji-1 well (Davies et al, 2010;. Sawolo et al, 2010).

Isu pemicu semburan, memberikan implikasi tidak saja pada aspek akademis atau hukum tapi pada 40.000 korbang pengungsi dari bencana ini

Masalah pemicu semburan lumpur tidak hanya dari
sisi akademis atau aspek hukum, namun juga memiliki implikasi yang signifikan terhadap 40.000 korban pengungsi dari bencana ini, sebagian besar diantaranya belum menerima penuh kompensasi atau bantuan.

Lapindo Brantas telah memberikan sebagaian kompensasi bagi empat desa warga korban semburan lumpur

Perusahaan yang bertanggung jawab atas pengeboran sumur Banjar Panji-1 baik (Lapindo Brantas), telah memberikan kompensasi sebagian bagi penduduk dari empat desa yang terkena dampak semburan lumpur.

Pemerintah memberikan bantuan bagi masyarakat lainnya dan memegang kendali penuh pada zona bencana

Sementara itu Pemerintah Indonesia telah memberikan bantuan bagi masyarakat lainnya yang terkena dampak dan telah memegang kendali penuh dari zona bencana (has assumed control of the disaster zone).

Gambar 1.

 Foto udara dari semburan lumpur Lusi dilihat dari barat daya (foto yang diambil mungkin akhir 2007). 

Aliran lumpur telah menutupi 7km2 dari kota Sidoarjo dan menimbulkan sekitar 40000 orang mengungsi.

Kawah utama telah menyembur terus menerus sejak tanggal 29 Mei 2006 dengan kecepatan aliran (flow rate) sampai di tingkat 170.000 m3/hari.

Sekitar 73 juta m3 aliran lumpur dalam 3 tahun pertama, volume tersebut mendekati sekitar 1/7th wilayah pelabuhan Sydney.

Kendala pada kompensasi dari Lapindo Brantas

Namun, Lapindo Brantas telah menghentikan kompensasi lebih lanjut kepada korban bencana (mengklaim adalah bencana alam dan mereka tidak tanggung jawab).

Kendala bantuan dari lembaga Internasional, dengan rasionalisasi bencana buatan manusia

Sementara lembaga bantuan internasional juga tidak akan
memberikan bantuan dan dukungan yang diperlukan (mengklaim bencana adalah buatan manusia dan dengan demikian harus dibiayai oleh Lapindo Brantas).

Antara pemicu Lusi dan kehidupan korban di pengungsian

Sehingga sementara isu pemicu Lusi terus diperdebatkan, masih banyak korban bencana yang telah hidup di pengungsian. Berlokasi pada desa dan kota-kota yang kumuh, yang dibangun berdekatan dengan zona bencana.

Pentingnya pengetahuan anatomi bawah permukaan terhadap panjang umur semburan, dan evolusi deformasi geologi dan pertimbangan untuk membunuh atau mengendalikan semburan

Karena itu, pengetahuan tentang anatomi bawah permukaan semburan lumpur Lusi adalah penting untuk memprediksi kemungkinan panjang umur dari bencana, kemungkinan evolusi daerah (Khususnya penurunan terus-menerus wilayah tersebut), dari reaktivasi patahan dan kemungkinan runtuhnya kaldera serta apakah mungkin ada solusi keteknikan terhadap potensi untuk membunuh atau mengendalikan semburan lumpur (Furthermore, knowledge of the subsurface anatomy of the Lusi mudflow is essential for predicting the likely longevity of the disaster, the possible evolution of the region (in particular the ongoing subsidence of the area, the reactivation of faults and possibility of caldera collapse) and whether there may be potential engineering solutions to kill or control the mudflow.)

GEOLOGI REGIONAL

REGIONAL GEOLOGY

Posisi geografis Lusi mud volcano (7º 31’ 37.8”S, 112º 42’ 42.4”E)

Lusi mud volcano (7º 31’ 37.8”S, 112º 42’ 42.4”E) berlokasi di kota Sidoarjo, kira kira 25 km selatan dari Surabaya, merupakan kota terbesar ke dua di Jawa Timur, Indonesia.

Kedudukan regional pada Cekungan Jawa Timur, sebagai cekungan busur belakang yang mengalami reaktivasi dari ekstensi ke inversi

Lusi berlokasi di dalam Cekungan Jawa Timur (the East Java Basin), suatu cekungan busur belakang yang mengalami inversi berarah timur-barat dimana  selama Paleogen mengalami ekstensi dan telah direaktivasi selama Miosen Bawah-Resen (E-W trending inverted back-arc basin that underwent extension during the Paleogene and was reactivated during the early Miocene-Recent (Kusumastuti et al., 2002; Shara et al., 2005).

Stratigrafi sekitar Lusi terdiri dari satuan-satuan batuan klastik, lumpur, karbonat, volkanik

Cekungan Jawa Timur berumur Miosen-Resen di daerah sekitar Lusi terdiri dari sedimen-sedimen klastik laut dan karbonat dangkal, lumpur marin (marine muds), klatistikvolkanik (volcaniclastic), dan satuan volkanik dari komplek Pananggungan yang berada didekatnya (of shallow marine clastics and carbonates, marine muds, volcaniclastic sediments and volcanic units from the nearby Penanggungan volcanic complex) (berlokasi 15 km pada SB dari Lusi).

Tatanan geologi bawah permukaan telah banyak dilaporkan antara lain (Davies et al., 2006; Mazzini et al., 2007; Davies et al., 2008; Tingay et al., 2008; Sawolo et al., 2009).

Geologi bawah permukaan Lusi awalnya telah dilaporkan dari banyak studi (Davies et al., 2006; Mazzini et al., 2007; Davies et al., 2008; Tingay et al., 2008; Sawolo et al., 2009) terdiri dari satuan-satuan:

1. Resen Aluvium (Recent alluvium), selang seling pasir dan serpih (alternating sands and shales), tebal  0-290m;
2. Pleistosen (Pleistocene), Formasi Pucangan (Pucangan Formation) terdiri dari perselingan pasir dan serpih (alternating sands and shales), kedalaman 290-900m;
3. Pleistosen (Pleistocene), Formasi Kalibeng Atas, lumpur smektit-ilit (smectite-illite muds) berada di bawah kompaksi (Upper Kalibeng undercompacted) pada kedalaman  900-1870m;
4. Pleistosen, batupasir volkanoklastik Kalibeng Atas (Pleistocene Upper Kalibeng volcaniclastic sands); kedalaman 1870-~2833m; dan
5. Oligosen, karbonat terumbu Formasi Kujung (Oligocene Kujung reefal carbonates); kedalaman sekitar ~2833-~3500m).

Revisi Baru Stratigrafi di bawah Lusi

New Revisions to the Stratigraphy below Lusi

Dr. Mark Tingay menekankan perlu adanya perubahan mendasar terhadap tatanan stratigrafi yang konvensional atau standar

Bukti baru mengindikasikan dua perubahan mendasar dari stratigrafi seperti diuraikan di atas.

Perlu dirubahnya penggunaan satuan karbonat terumbu Formasi Kujung berumur Oligosen Awal-Akhir (22-28 juta tahun)

Pertama, karbonat terumbu umumnya telah disebut sebagai Karbonat Kujung (the reefal carbonates have been commonly described as the Kujung Carbonates). Merupakan batuan reservoir utama di Cekungan Jawa Timur (major reservoir rock within the East Java Basin), khususnya di lepas pantai Selat Madura (Sharaf et al., 2005).

Karbonat Kujung adalah formasi terumbu transgresif (transgressive reefal formation) yang berumur Oligosen awal-akhir (22-28 Juta tahun).

Analogi dengan batuan karbonat di sumur Porong-1, berumur 16 juta tahun

Namun, fragmen red algal dari karbonat pada puncak di dekatnya dan secara stratigrafi ekuivalen dengan carbonate build up di sumur Porong-1 yang berdekatan, dengan  jarak 7 km TUT dari Lusi. Dimana telah ditentukan umurnya dengan metoda isotop strontium, menunjukkan telah dibentuk mendekati 16 Juta tahun (Kusumastuti et al., 2002).

Usulan perubahan Formasi Kujung berumur Oligosen menjadi Formasi Tuban berumur Miosen Tengah (22-15 juta tahun)

Dalam hal ini, batuan karbonat yang berada di bawah Lusi bukanlah Formasi Kujung berumur Oligosen, tapi lebih sesuai sebagai Formasi Tuban berumur Miosen Tengah (the carbonates underneath Lusi are not the Oligocene Kujung formation, but are most likely the Middle Miocene Tuban Formation ) berumur 22-15 Juta tahun (Sharaf et al., 2005).

Posisi penting fluida yang dikeluarkan dari reservoir, dari pemboran yang menembus Formasi Kujung, dalam pemodelan durasi hidup Lusi

Reservoir diketahui dan ciri-ciri dari fluida dari sumur lainnya yang menembus Karbonat Kujung  (Kujung Carbonates) telah digunakan untuk pemodelan kemungkinan durasi hidup atau masa hidup Lusi, juga sebagai dasar dari alasan apakah Lusi dipicu oleh pemboran (Sawolo et al., 2009; Swarbrick et al., under review).

Namun, bukti baru bahwa batuan karbonat di bawah Lusi kemungkinan lebih muda dari Formasi Tuban, akan menggangu terhadap perhitungan sebelumnya yang menggunakan data dari Formasi Kujung (the new evidence that the carbonates under Lusi are probably of the younger Tuban Formation renders these previous calculations using Kujung Formation data spurious).

Perlunya perubahan terhadap satuan batupasir volkanoklastik, karena ditemukan adanya kesalahan penafsiran

Sebagai tambahan dari penafsiran kembali terhadap karbonat yang lebih muda, bukti baru juga mengusulkan bahwa litologi yang telah dilaporkan terhadap pasir volkanoklastik juga memerlukan perubahan (In addition to the younger reinterpretation of the carbonates, new evidence also suggests that the lithology of the reported volcaniclastic sands requires correcting).

Satuan pasir volkanoklastik ini belum dapat diamati sebelumnya di dalam eksplorasi hidrokarbon dan sumur produksi sumur di daerah ini.

Dimana  sebelumnya telah dilaporkan  terdiri dari volkanoklastik dari mud logging di lokasi (was reported as being comprised of volcaniclastics by the on-site mud logging) dan selanjutnya pada semua publikasi yang meninjau bencana Lusi (the Lusi disaster).

Usulan satuan sediman pasir volkanoklastik sebagai batuan volkanik terutama welded tuffs

Namun analisis rinci dari potongan (cutting) memperjelas bahwa satuan ini sekara aktual terdiri dari batuan-batuan volkanik (volcanic rocks ) terutama dasit dan welded tuffs yang telah menyatu menjadi fragmen, terutama berukuran pasir, oleh proses pemboran.

Sehingga menyebabkan kesalahan penafsiran oleh mud logger sebagai pasir volkanoklastik (thus, mistakenly interpreted as volcaniclastic sands by the mud logger).

Data pendukung petrofisik terhadap penentuan sebagai batuan volkanik ekstrusi

Interpretasi baru dari satuan pasir volkanoklastik ini sebagai batuan beku ekstrusi (as extrusive igneous rocks), telah didukung oleh data log petrofisik (petrophysical log data) yang dikumpulkan dari interval ini.

Dimana menunjukkan suatu keseragaman sangat padu dan formasi yang cepat (fast formation) dengan spesifikasi (ρ=2.55-2.65 g/cm3; DT=160-120 μs/ft).

Densitas yang tinggi dan kecepatan gelombang-p (The high density and fast p-wave velocity ) dari sekuen volkanik ini mencirikan bahwa batuan-batuan volkanik secara ekstrim mempunyai porositas yang rendah (<5% dengan asumsi densitas butiran ‘a grain density‘ sebesar 2,68 g/cm3) dan, tidak banyak rekahan, juga mempunyai permeabilitas yang rendah (unless extensively fractured, are also likely to have low permeability).

Konsekuensi batuan volkanik ekstrusi mempunyai porositas rendah, sebagai penyekat, mempunyai implikasi pada sistem saluran bawah permukaan

Penafsiran kembali dari satuan batuan volkanik ini sebagai berporositas rendah dan kemungkinan sebagai penyekat (this unit as low porosity and possibly sealing), daripada ukuran-pasir dari volkanoklastik (dan tampaknya permeabel).

Sehingga mempunyai implikasi yang signifikan pada sistem saluran bawah permukaan di daerah ini (has significant implications for the subsurface plumbing system in the region).

SISTEM SALURAN BAWAH PERMUKAAN LUSI

LUSI’S SUBSURFACE PLUMBING SYSTEM

Isu kritis wujud sistem saluran bawah permukaan dan daya pengendali semburan

Salah satu isu utama sekitar aliran lumpur Lusi adalah wujud (nature) dari sistem saluran di bawah permukaan dan daya pengendali dari semburan.

Anatomi bawah permukaan dan implikasi kontroversi pemicu Lusi antara gempabumi versus kesalahan pemboran

Dua perbedaan model telah diusulkan untuk anatomi dari bawah permukaan Lusi dan hal ini akan terkait dengan dua teori yang bersaing terhadap pemicu aliran lumpur.

Model pertama, dipercaya oleh dianut dari teori ‘dipicu pemboran’, yang mengusulkan bahwa aliran lumpur Lusi berakar dalam (deep rooted) dan terutama dikendalikan oleh lepasnya fluida dari karbonat dalam (deep carbonates) (Davies et al., 2008; Tingay et al., 2008).

Model alternaif, dipercaya oleh pendukung teori ‘dipicu gempabumi’, yang mengusulkan bahwa Lusi berakar dangkal (shallow-rooted) dan dikendalikan oleh fluida yang keluar dan likuifaksi (liquefaction) dari lumpur Kalibeng Atas (Mazzini et al., 2007; Istadi et al., 2009; Sawolo et al., 2009).

Penentuan terhadap anatomi bawah permukaan Lusi tersebut mempunyai kendala yang signifikan untuk menentukan mekanisme yang lebih mungkin dari pemicu semburan Lusi.

Namun selama diskusi terhadap setiap model diusulkan untuk anatomi Lusi, perlu pertamakali didiskusikan aspek-aspek anatomi bawah permukaan (subsurface anatomy) Lusi dimana sumur dipadankan dari hasil pengukuran di permukaan.

Konstrain (tidak umum) terhadap Aspek-aspek Mudflow Lusi

Ketidak jelasan utama dari anatomi adalah sumber air dari semburan lumpur dan pengendali tekanan aliran lumpur

Ketidakjelasan utama disekitar anatomi dari aliran lumpur adalah sumber (atau sumber-sumber) dari komponen air dari semburan lumpur dan pengendali tekanan dari aliran lumpur.

Asal usul padatan dari semburan Lusi lebih jelas berasal dari sistem saluran dangkal (<1200m)

Namun, asal usul dari padatan yang dierupsikan Lusi dan dominan dari sistem saluran dangkal (<1200m) beralasan dengan konstrain yang baik dari pengukuran permukaan dan diuraikan pada bab ini.

Lumpur yang disemburkan dari Lusi sangat mempunyai variasi terhadap kehidupan dari mud volcano, tapi secara luas dapat dicirikan oleh:

Variasi lumpur panas Lusi

• Temperatur 70-100oC
• Warna abu-abu menengah
• Komposisi air 60-80%, menjadi 30%-50%
• Padatan keseluruhannya terdiri dari lumpur 80-90% lempung dengan sedikit lanau dan butiran berukuran pasir
• Awal densitas keseluruhan 1,3-1,4 g/cm3
• Salinitas air yang disemburkan 61% dari air laut (11300 ppm chloride, 7300 ppm sodium)
• Fraksi padatan dari lumpur yang disemburkan pada Lusi terdiri terutama dari ilit, smektit dan beberapa klorit
• vitrinite reflectances sebesar  0,55-0,69% (korelasi dengan kedalaman >1700m pada sumur Banjar Panji-1)
• Disepakati berasal dari lempung Formasi Kalibeng Atas (Upper Kalibeng Clays) antara kedalaman  1219-1828m

Lumpur panas cair (temperatur 70-100oC) berwarna abu-abu menengah terdiri dari air (awalnya air 60-80% air, tapi berkurang seiring waktu dan saat ini air 30%-50%) dan fraksi padatan terutama keseluruhannya terdiri dari lumpur (fraksi padat adalah 80=90% lempung dengan sedikit lanau dan butiran berukuran pasir).

Lumpur dengan asal usul densitas keseluruhan 1,3-1,4 g/cm3, tapi secara lambat telah meningkat jumlah padatannya (Mazzini et al., 2007).

Air yang disemburkan kira-kira mempunyai salinitas 61% dari air laut (11300 ppm chloride, 7300 ppm sodium; Mazzini et al., 2007) dan kaya di dalam 18O (δ18O=9.0‰)  dan deplesi  deuterium (and depleted in deuterium δD of -12.7‰ to -14.4‰)  bila dibandingkan terhadap air laut.

Temperatur dan geokimia dari air dicirikan sebagai sumber dari kedalaman > 1700m (Mazzini et al., 2007).

Fraksi padatan dari lumpur yang disemburkan pada Lusi terdiri terutama dari ilit, smektit dan beberapa klorit (of illite, smectite and some chlorite), dan konsisten bahwa sedimen berasal dari kedalaman 1341-1828m pada sumur Banjar Panji-1 (Mazzini et al., 2007).

Lebih jauh lagi, semburan dari lumpur memperlihatkan vitrinite reflectances sebesar  0,55-0,69% Ro, korelasi dengan kematangan organik (organic matter maturations) dari Ro>0,65% yang diamati pada kedalaman >1700m pada sumur Banjar Panji-1 (Mazzini et al., 2007).

Akhirnya analisis biostratigrafi (biostratigraphical analysis) dari semburan lumpur memperjelas adanya fosil foraminifera dan fosil nano sebagaimana yang diamati dari cutting yabg dikumpulkan dari kedalaman 1219-1828m pada sumur Banjar Panji-1.

Sehingga, fraksi padatan dari lumpur yang disemburkan oleh Lusi dapat disepakati dengan baik terutama berasal dari lempung Formasi Kalibeng Atas (Upper Kalibeng Clays) antara kedalaman  1219-1828m  (Mazzini et al., 2007).

Kondisi semburan satu kawah utama atau big hole

• Kawah utama melingkar diameter 100m
• Kecepatan aliran di atas  170.000 m3/hari, rata-rata sebelumnya 90.000-100.000 m3/hari

Semburan lumpur dari Lusi didominasi dari satu kawah (vent), istilah  kawah utama ‘main vent’ atau lubang besar or ‘big hole’.

Suatu kawah utama yang melingkar (circular main) dengan diameter sekitar 100m dan telah menyembur dengan kecepatan aliran di atas  170.000 m3/hari, dengan rata-rata sebelumnya 90.000-100.000 m3/hari (Davies et al., 2006; Mazzini et al., 2007; Istadi et al., 2009).

Juni 2009 total volume lumpur selama 3 tahun 73m3, terdiri  65 juta m3 di kolam, dan 8 m3 telah dipompa ke Kali Porong

Namun Bapel BPLS yang menghitung pada awal Juni 2009 bahwa volume dari lumpur yang berada di pond waktu itu sekitar 65 juta m3 dan sekitar 8 juta m3 diantaranya telah dipompakan dari kolam penampung lumpur ke Kali Porong.

Di sini total lumpur yang telah disemburkan oleh Lusi pada tiga tahun pertama mendekati 73 juta m3, dengan mengabaikan potensi kesalahan karena penambahan volume dari air hujan dan pengurangan karenapenguapan dan awal tidak dipantau pemompaan lumpur dan sluicing dari lumpur ke sungai.

Mengusulkan kecepatan rata-rata tiga tahun pertama  64.000m3/hari

Persamaan untuk kecepatan semburan per hari menunjukkan tiga tahun pertama rata-rata sebesar 64.000m3/hari, dan sangat berkurang dari rata-rata estimasi yang selama ini digunakan untuk mengukur durasi hidup ke depan dan evolusi Lusi (average estimates that have been used in estimates of Lusi longevity and evolution, Istadi et al., 2009; Swarbrick et al., under

review).

Perubahan drastis, semburan berfluktuatif dan pada tahun 2010 diperkirakan kecepatan 20.000-30.000m3/h.

Disamping itu, kecepatan semburan, dari hari ke hari berfluktuatif, telah secara gradual berkurang sejak September 2006 and, pada saat menulis, diperkirakan pada kecepatan 20.000-30.000m3/hari.

Geometri dari saluran permukaan kawah utama dari Formasi Kalibeng Atas tidak jelas seperti apa, namun di Azerbaijan umumnya berbentuk kerucut (conical)

Geometri permukaan dangkal dari kawah utama dari permukaan lumpung Formasi Kalibeng Atas, menjadi tidak jelas.

Pencitraan seismik dari mud volcano utama di Azerbaijan umumnya memberi kepercayaan bahwa pipa pengumpan lumpur berbentuk conical (Stewart and Davies, 2006).

Model lain sistem pengumpan di mud volcano Brunai, melalui terobosan bidang serpih yang menembus patahan

Namun, analisis dari sistem pergerakan serpih berumur Miosen-Pleosen di Brunai mengindikasikan bahwa sistem pengumpan mud volcano (mud volcano feeder system), kemungkinan terutama dari terobosan bidang serpih (planar shale dykes) yang menembus ke atas melalui patahan-patahan atau rekahan tarik (entrained up faults or tensile fractures) (Morley et al., 1998; Tingay et al., 2003).

Diameter kawah utama 100m dan kecepatan aliran tinggi sistem pengumpan berbentuk conical atau terdiri dari perpotongan rekahan besar

Kawah utama dengan lebar 100 m dan dengan kecepatan aliran yang ekstrim tinggi, dipercai bahwa sistem pengumpan di bawah Lusi baik berbentuk conical atau terdiri dari beberapa rekahan besar yang terbuka dan perpotongan rekahan.

Alternatif saluran pengumpan dangkal seperti pipa terbuka, dari pengalaman insersi untaian bola-bola beton (800-1000m)

Saluran pengumpan dangkal (shallow feeder channel) berbentuk seperti pipa terbuka, sangat konsisten dengan hasil pengukuran selama tahun 2007.

Dalam upaya untuk menghentikan semburan Lusi, dilakukan dengan menjatuhkan ke dalam kawah utama untaian bola-bola beton yang dirangkai menjadi satu kesatuan dengan rantai yang kuat.

Walaupun upaya untuk menjatuhkan cincin bola beton tersebut masuk ke kawah gagal untuk menghentikan atau mengurangi aliran lumpur.

Namun kabel yang menempel pada beberapa bola-bola beton memperlihatkan bahwa rangkaian tersebut telah dijatuhkan ke bawah pada kedalaman 800-1000m.

Selain semburan utama juga berkembang semburan sekunder (bubble)

Hampir pada semua aliran lumpur telah disemburkan dari kawah utama. Namun, sejumlah lokasi sekunder minor dari semburan juga terdapat.

Tiga yang berukuran agak besar (moderately-sized), tapi dengan kehidupan pendek mungkin satu minggu, semburan pasir dan lumpur terjadi di atas 1000 m3/hari, dari kawah utama pada hari-hari selanjutnya dari saat awal semburan.

Sejak saat itu sejumlah semburan kecil (<10m3/hari) dengan istilah ‘bubblelers’ dengan air, lumpur atau gas telah terjadi sampai 4,5 km dari kawah utama.

Jumlah semburan sekunder telah bervariasi dari 23 pada minggu ke tiga Agustus 2006, menjadi maksumum 155 bubblers pada tahun 2009, pada saat menulis, 39 bubbles aktif pada jarak maksimum 1,2 dari kawah  (sumber BPLS).

Sebaran bubble dikontrol oleh dua arah utama UT-SB dan UB-ST

Lebih jauh lagi, terdapat sebaran geometri dari bubblers, dengan kebanyakan terjadi pada dua kecenderungan yang linier memotong kawah utama (BPLS).

Dominasi arah kira-kira UT-SB, dan telah diusulkan sebagai patahan ekstensi yang terbentuk di dekat Gawir Watukosek, dimana arah sekunder berorientasi UB-ST (Mazzini et al., 2007).

Dua arah dominan semburan sekunder mencirikan bahwa terjadinya jaringan patahan aktif berarah UT_SB dan arah UB-ST di bawah mud volcano Lusi (active NE-SW and NW-SE trending fault network underneath the Lusi mud volcano).

Pembentukan patahan dan rekahan

Davies et al. (2006) awalnya mengusulkan bahwa sistem pengumpan dangkal (shallow feeder system) di bawah Lusi terdiri dari suatu rekahan tensi baru utama yang baru (a major newly initiated tensile fracture).

Namun, hal ini tidak konsisten dengan orientasi maksimum tekanan horizontal lokal berarah UUT-SSB (present-day maximum horizontal stress orientations) untuk daerah yang ditentukan dari mekanisme solusi gempabumi (earthquake focal mechanism solutions Tingay et al., 2010).

Rekahan tensi membuka terhadap tekanan utama minimum (Tensile fractures open against the least principal stress) dan ekspektasi dengan jurus UUT-SSB dekat Lusi.

Namun, arah tekanan horizontal maksimum saat ini, dan mekanisme solusi pusat gempa (earthquake focal mechanism Ssolution) memperkirakan suatu rezim patahan geser (a strike-slip faulting stress regime), yang konsisten dengan arah rekahan berarah UT-SB dan UB-ST kira-kira merupakan ‘conjugate sub vervical strik-slip fault zones’.

Model 1: Cairan terutama dari Karbonat dalam            (Fluids Primarily from Deep Carbonates)

Sumber fluida dan tekanan berasal dari karbonat dalam Formasi Tuban

Model pertama untuk sistem bawah permukaan lusi (model for Lusi’s subsurface plumbing system) diusulkan bahwa sumber utama fluida, dan tekanan utama yang mengendalikan semburan (main source of fluid for Lusi, and primary pressure drive of the eruption), berasal dari karbonat dalam berumur Miosen (sepertinya Formasi Tuban).

Model ini terutama telah diusulkan oleh penulis-penulis yang mendukung hipotesis bahwa Lusi telah dipicu oleh suatu ledakan di sumur Banjar Panji-1 (the hypothesis that Lusi was triggered by a blowout in the Banjar Panji-1 well) seperti  Davies et al., 2008; Tingay et al., 2008.

Air bertekanan berlebih telah difasilitasi oleh karbonat yang mengalir ke atas

Di bawah model ini, air bertekanan berlebih (overpressure) yang difasilitasi oleh karbonat telah menyembur ke atas melalui bagian lubang bor Banjar Panji-1, yang tidak diberi selubung (overpressured waters hosted by the carbonates escape upwards via the uncased section of the Banjar Panji-1 wellbore).

Mekanisme pengaktifan kembali rekahan dan patahan

Dan tampaknya yang paling mungkin, juga melalui pengaktifan kembali patahan dan rekahan yang saat ini dibentuk pada kedalaman (via deep recently created or reactivated faults and fractures).

Air melalui satuan lempung Formasi Kalibeng Atas, yang telah berada pada kondisi yang sangat tiksotropik, mengalir melalui sistem pengumpan dangkal

Fluida melalui lempung dari Formasi Kalibeng Atas, dimana telah berada pada kondisi yang sangat tiksotrokik (highly thixotropic). Sehingga siap mengalir membentuk lumpur cair yang menyembur ke permukaan melalui sistem pengumpan dangkal.

Yaitu kawah kerucut dari perpotongan zona patahan (conical vent of intersecting conjugate fault zones).

Bukti terdapatnya struktur runtuh melingkar dari sumur Porong1

Model ini terdapat beberapa bukti-bukti pendukung. Pertama, stratigrafi di sekitar dan identifikasi dari Porong (dimaksudkan  di sini sumur Porong-1) dan carbonat mounds di lokasi Kodeco-11C (Kedeco-11C carbonate mounds) berlokasi pada arah TUT dari Lusi.

Keduanya terdiri dari struktur runtuh melingkar yang ekstensif  dengan patahan yang propagasi ke luar dari puncak pertumbuhan (gundukan) karbonat (both contain extensive circular collapse structures with faults propagating out of the crest of the carbonate mounds (Kusumastuti et al., 2002).

Struktur runtuh yang besar ini dengan lebar lebih 1 km dan dalam 300m, belum dipelajari secara rinci hubungannya terhadap keberadaan Lusi.

Kemungkinan merupakan semburan lumpur tipe Lusi (are possibly Lusi type mud eruptions) yang terjadi selama Kuarter dan telah bersumber dari gundukan terumbu yang relatif dangkal (shallower reefal Mounds).

Air disemburkan dari fluida pori bertekanan sangat tinggi 18,5 MPa/km, dengan porositas dan permeabilitas yang tinggi

Pendukung lainnya untuk karbonat dalam sebagai sumber utama untuk air disemburkan oleh Lusi berasal dari fluida pori bertekanan sangat tinggi (very high pore fluid pressures) sebesar 18,5 MPa/km dan dari porositas dan permeabilitas yang tinggi (high porosity and permeability), yang diamati dari karbonat tersebut di sekitar sumur Porong-1.

Sehingga membuat karbonat tampaknya sangat ideal dan paling sesuai sebagai sumber utama air yang disemburkan pada Lusi (carbonates appear to bethe ideal and best suited primary source of water erupted at Lusi).

Kelemahan terhadap tertembusnya Formasi Kujung

Juga terdapat beberapa isu yang membuat model ini menjadi tidak jelas. Pertama, tidak diketahui apakah sumur Banjar Panji-1 memotong karbonat dalam (Sawolo et al., 2009).

Tidak ada potongan pemboran (cuttings) yang kembali dari dasar beberapa meter dari sumur bor ketika terjadi total hilangnya sirkulasi dan pemboran dihentikan (a complete loss of circulation and drilling was halted). Walaupun sejumlah besar gas H2S, dimana secara rutin dilepas dari pemboran pertumbuhan terumbu di daerah semburan dari Banjar Panji-1 ketika ditendangkan  dan dari kawah utama pada beberapa hari pertama.

Perkiraan sumur telah menembus satuan karbonat dalam

Dimana hilangnya sirkulasi ini, dan keluarnya H2S (loss of circulation and H2S release) mencirikan penetrasi dari atau koneksi dengan karbonat (may indicate penetration of, or connection with, the carbonates) tidak adanya tendangan yang seketika menunjukkan sangat tingginya besaran overpressure (there was no instantaneous kick suggesting very high magnitude overpressures).

Isu hubungan besarnya kecepatan semburan yang naik dari 50.000 ke 100.000 m3/h dibandingkan dengan diameter sumur bor

Lebih jauh lagi, masih tidak jelas apakah sumur bor dengan diameter sebesar 12,25 inci akan dapat menerima kecepatan semburan lebih dari 170.000m3/hari, sebagaimana yang diamati pada Lusi (Sawolo et al., 2009).

Namun, di bawah model sumber karbonat dalam, menjadi tidak penting untuk semua fluida mengalir via lubang sumur  (Lusi tiba-tiba meningkat dari  <50.000m3/hari menjadi  lebih besar dari 100.000m3/hari pada tanggal 1 September  2006.

Kemungkingan sistem saluran mengalir melalui patahan dan rekahan dan lobang sumur menjadi besar kerena dierosi

Dimana kemungkinan mencirikan adanya perubahan pada sistem saluran, terutama mengalir ke atas patahan-patahan dan rekahan-rekahan, dan lobang sumur tampaknya telah dierosi menjadi lebih besar terhadap waktu (the wellbore is likely to have been eroded larger over time).

Kontribusi dari tambahan lumpur dari Kalibeng Atas

Lebih jauh lagi, dan sangat signifikan, semua diskusi dari model ini menghilangkan kontribusi tambahan dari lumpur Kalibeng Atas.

Besarnya volume muntahan dari lempung (lumpur awalnya  20-40% clay  dan telah menebal terhadap waktu sampai pada konsistensi dari lempung 50-70%)  juga keterlibatan tambahan dari fluida pori di dalam lempung ke dalam lumpur yang disemburkan ke permukaan.

Pernyataan fluida terutama dari karbonat dalam dan imbuhan dari air pori lumpur Kalibeng Atas

Disini, di bawah model ini fluida yang disemburkan terutama akan bersumber dari karbonat tapi juga mengandung suatu yang signifikan (dan meningkat menjadi dominan) jumlahnya dari air pori dari lumpur Kalibeng Atas.

Model 2: Fluida dari Lumpur Kalibeng Atas      (Fluids from Upper Kalibeng Clays)

Model kedua diusulkan untuk geometri dan daya pendali aliran lumpur Lusi berasal dari lumpur Formasi Kalibeng Atas.

Di bawah model ini, semburan Lusi sebagai hasil pencairan dari lumpur Formasi Kalibeng Atas, disebabkan oleh reaktivasi sona patahan dengan orientasi UT-SB. Umum dikenal sebgai Patahan Watukosek (Lusi eruption was the result of liquefaction of the Upper Kalibeng clays caused by reactivation of a pre-existing NE-SW oriented fault zone (often termed the Watukosek Fault), dengan reaktivasi dipicu oleh gempabumi 27 Mei 2006 Mw6.3. Gempabumi Yogyakarta yang berjarak 250 km (Mazzini et al., 2007; Sawolo et al.,2009).

Sifat yang sangat thixotropic dari lumpur Kalibeng Atas tersebut membuatnya sangat rentan terhadap likuifaksi jika tergangu oleh gerakan gempa atau patahan.

Lebih jauh lagi, zona-zona patahan selalu ekstrim permeable selama momen dari pemecahan (moment repture), yang menyediakan suatu jalan keluar untuk likuifaksi serpih bergerak ke permukaan (liquefied and mobile shales to escape to the surface).

Sebagai tambahan, log sonik dan densitas (sonic and density logs) dari  Banjar Panji-1 memcirikan bahwa lempung Kalibeng Atas sangat signifikan berada di bawah kompaksi (significantly undercompacted) dan mempunyai porositas sekitar 5-12% lebih besar daripada yang diprediksi di bawah kompaksi normal (normal compaction).

Di bawah kompaksi pada lempung mencirikan tipe bahwa serih berada pada tekanan berlebih (Undercompaction in clays typically indicates that the shales are overpressured) dalam arti berada pada kompaksi yang tidak seimbang (disequilibrium compaction, Osborne and Swarbrick, 1997) dan tekanan fluida yang tinggi bisa menambah daya pengendali dari sistem mud volcano.

Mazzini et al., 2007 mengusulkan bahwa walaupun overpressure lebih besar (greater overpressures) mungkin telah terbentuk pada Lempung Kalibeng Atas oleh pelepasan dari air pada antar lapisan (release of inter-layer bound

Water) selama diagenesis dari smektit ke ilit (during the diagensis of smectite into illite).

Namun, transisi dari smektit ke ilit telah sebagian  menghilangkan  sebagai suatu pembangkitan mekanisme overpressure (largely dispelled as an overpressure generation mechanism, Osborne and Swarbrick,1997) dan karena itu tidak tampak untuk menyediakan lebih jauh peningkatan tekanan fluida pori sebagai pengenali Lusi (and thus is unlikely to provide any further increase thepore fluid pressures driving Lusi).

Model ini didukung oleh model-model analogi bahwa patahan aktif dapat menyebabkan  thixotropic shales untuk menjadi bergerak dan disemburkan sepanjang sona patahan (Mazzini et al., 2009).

Lebih jauh, gempa yang besar (>Mw 7.5) telah secara jarak jauh memicu peningkatan kecepatan semburan mud volcano di Iran dan Azerbaijan (Kopf, 2002; Mellors et al., 2007).  

Ditambahkan disini, tidak ada bukti langsung terhadap keterlibatan fluida dari karbonat dalam pada sistem mud volcano.

Sebagai contoh, tidak ada fragmen dari batugamping Miosen atau  batuan-batuan volkanik berumur Plio-Plesitosen yang telah diketemukan di dalam semburan lumpur (walaupun litologi ini kurang bermakna pada erosi dan frakmen yang besar dari litologi tersebut tidak diangkut ke permukaan).

Lebih jauh lagi tiga bulan survei kegempaan mikro (micro-seismicity survey) melaporkan  hanya satu dari lebih dalam dari kedalaman 2km.

Hanya beberapa lusin even mikro seismic (seismic micro) yang direkam dan mencirikan tidak ada kecenderungan spasial dan gagal untuk menyediakan suatu bukti yang konklusif dari suatu jaringan patahan bawah permukaan aktif (though only a few dozen micro-seismic events were recorded and these indicated no spatial trend and failed to provide conclusive evidence of an active subsurface fault network; source: BPLS).

Akhirnya, sumur Banjar Panji-1 mengalami kerusakan sehingga mengalami ‘loss’ kecil (20 barrels) saat tujuh menit setelah terjadinya gempabumi Yogyakarta.

Hal ini menunjukkan bahwa bagian dari gelombang gempa telah membuka bebarapa rekahan pada perpotongan dari lubang bor (the passage of seismic waves may have opened up some fractures intersecting the wellbore Sawolo et al., 2009).

Terdapat beberapa isu terkait model dimana semua dari lumpur berasal dari lempung Kalibeng Atas.

Pertama, itu tidak diketahui bagaimana gempa bumi Yogyakarta dapat memicu mengaktifkan kembali patahan di bawah Sidoarjo yang berjarak 250 km jauhnya satu dengan lainnya.

Analisis dari semua metoda yang tersedia untuk pemicu pengaktifan patahan dan pencairan lempung via kegempaan yang jauh (Analysis of all known methods for triggering of fault reactivation and clay liquefaction via remote seismicity) dimana dinamika perubahan tekanan karena ayakan langsung dari gelombang seismik kedua dapat menginduksi perubahan tekanan statik (dynamic stress changes due to direct shaking, co-seismically induced static stress changes), pasca relaksasi pasca gempa dari perubahan tekanan statik, dan efek ayunan elastik (post-seismic relaxation of static stress changes, and; poroelastic rebound effects) mencirikan bahwa gempabumi Yogyakarta pada mangnitut yang sangat kecil untuk dapat memicu pengaktidkan kembali patahan di bawah Sidoarjo (earthquake was at least an order of magnitude too small to have triggered fault reactivation under Sidoarjo.)

Ditambahkan bahwa perubahan tekanan maksimum (the maximum stress changes) disebabkan oleh gempabumi ini pada orde +33 kPa (lebih kecil daripada daya pasang surut (smaller than tidal forces), sedangkan perubahan tekanan disebabkan tendangan di lubang sumur Banjar Panji-1 magnitut lebih besar daripada tiga orde (were over three orders of magnitude greater, Tingay et al., 2008; Davies et al., 2008).

Lebih jauh lagi, terdapat beberapa rekaman gempabumi  yang lebih besar dan lebih dekat dari Sidoarjo berasal dari gempabumi Yogyakarta pada 27 Mei 2006, dan itu tidak menjadi jelas bagaimana hanya gempabumi Yogyakarta yang telah memicu aliran lumpur (Tingay et al., 2008; Davies et al., 2008).

Juga terdapat ketidakmungkinan dan tidak mungkin untuk serpih tidakpermeabel (for largely impermeable shales), walaupun di bawah likuifaksi, untuk menghasilkan kecepatan semburan di atas 170.000 m3/hari dan dapat berlangsung dengan kecepatan rata-rata 64.000 m3/hari untuk selama tiga tahun.

Tidak ada mekanisme yang diketahui bagaimana jumlah yang banyak dari serpih dapat berlanjut secara kotinyu dibawah likuifeksi selama suatu perioda waktu yang panjang.

Akhirnya, Lusi  hanya satu-satunya mud volcano yang tidak ada lainnya dimana  tercatat dengan kecepatan semburan yang besar untuk bertahan pada perioda waktu (Lusi is the only mud volcano ever recorded that has had such large flow rates for a sustained period of time Kopf, 2002; Davies et al., 2006).

Umumnya sistem mud volcano belum ada yang melaporkan mempunyai sifat serperti tersebut.

Umumnya sistem mud volcano di seluruh dunia cenderung kecepatan semburan hanya beberapa puluh sampai ratusan kubik meter per hari, tapi umumnya hanya mempunyai kehidupan semburan yang pendek 1-14 hari (Natural mud volcano systems worldwide tend to flow at rates of only a few tens to hundreds of cubic metres per day, but can occasionally have eruptions that are short-lived, 1-14 days) dan yang ekstrim liar sekitar (100.000-1.000.000 m3/hari).

Namun, semburan lumpur utama tersebut hanya tercatat pada sistem mud volcano yang berakar dalam (deeprooted mud volcanic systems) yang terutama dikendalikan oleh sumber overpressured  yang besar sehingga yang diamati kecepatan semburan di Lusi tidak konsisten  dengan mekanisme likuifaksi dengan akar dangkal (shallow-rooted liquefaction mechanism).

IMPLIKASI  UNTUK MEREVISI LUSI ANATOMI

IMPLICATIONS OF REVISED LUSI ANATOMY

Studi anatomi yang seimang

Studi ini menyediakan suatu tinjauan pemutahiran dari geologi luapan lumpur Lusi dan juga makalah pertama yang menyediakan suatu ringkasan secara seimbang dan harapannya tidak bias, terhadap model anatomi utama dari model-model untuk bencana geologi yang unik ini (summary of the main manatomical models for this unique geological disaster).

Tidak dilakukan perdebatan tentang pemicu semburan

Sehingga debat terhadap pemicu yang rinci tidak tercakup di sini, revisi stratigrafi, ringkasan geologi di ekstrapolasi dari pengukuran di permukaan dan diskusi kedua modal untuk sistem saluran bawah permukaan Lusi (subsurface plumbing system) mempunyai implikasi untuk debat pemicu dan untuk kemungkinan evolusi dan durasi dari bencana ini (have implications for the triggering debate and for the possible evolution and longevity of this disaster.)

Revisi dari stratigrasi di bawah Lusi mempunyai beberapa implikasi yang luas.

Alasan kelemahan penggungaan Formasi Kujung

Semua studi yang tertuju pada aliran lumpur Lusi telah menentukan karbonat dalam sebagai Formasi Kujung dan telah dibuat asumsi terhadap sifat-sifat yang diketahui (known properties) dari satuan ini.

Lebih jauh lagi, secara teori untuk sumur Banjar Panji-1 diasumsikan bahwa sasaran dari karbonat diasumsikan mild overpressure,  sebagaimana yang rutin diamati pada reservoir karbonat Kujung di lepas pantai.

Namun, di tetangganya tumpukan karbonat (carbonate mound) yang ditempus oleh sumur Porong-1, berjarak 7 km jauhnya menunjukkan sangat tingginya overpressure (very high overpressures).

Baru-baru ini, Swarbrick et al. (under review) berupaya untuk menghitung durasi yang mungkin dari aliran Lusi dengan mengasumsikan sumur dikembangkan, tapi sekarang tidak memadai, kecepatan semburan (flow rate), porositas dan permeabilitas dari karbonat Kujung.

Ditentukan secara sosial dan hukum yang signifikan dari bencana Lusi, dimana sebelumnya umumnya menggunakan informasi dari karbonat Kujung, ditentukan menjadi tidak dapat berlakukan (cannot be considered as valid).

Usulan satuan ekstrusi volkanik daripada sedimen volcanoklastik

Penafsiran yang baru dari satuan yang menutupi karbonat dan yang membawahi lempung Kalibeng Atas (of the unit overlying the carbonates and underlying the Upper Kalibeng clays) terdiri dari dan batuan-batuan ekstrusi dengan  porositas rendah, daripada sedimen volcanoklastik yang permeable, dimana telah mempunyai implikasi pada hidrodinamika dari daerah ini (being comprised of low porosity and tight extrusive igneous rocks, rather than permeable volcaniclastic sediments has major implications for the hydrodynamics of the region).

Fluida dari karbonat dalam menjadi lebih layak

Model dimana diasumsikan fluida terutama berasal dari karbonat dalam tidak layak kecuali karbonat tersekat, dan menjadi tidak layak dari usulan stratigrafi yang diusulkan pada tahap awal (The model in which the fluids are primarily derived from the deep carbonates is not feasible unless the carbonates are sealed, and thus was not likely under the initially proposed stratigraphy).

Penambahan fluida dari pasir volkanoklastik menjadi tidak relevan

Lebih jauh lagi, pada model pencairan lempung (clay liquefaction model), telah diusulkan bahwa kecepatan aliran yang tinggi dan berlangsung pada jangka panjang sebagai hasil penambahan dari akuifer yang berasal dari sebelumnya pasir klastikvolkanik (the long term high flow rates are the result of additional aquifer drive from the previously considered volcaniclastic sands). Teori ini tidak tampak di bawah stratigafi yang direvisi.

RANGKUMAN

SUMMARY

Studi focus pada pembaruan geologi dan model anatomi

Studi ini menyediakan suatu pembaruan tinjauan terhadap geologi dari luapan lumpur Lusi and juga makalah pertama yang menyediakan suatu ringkasan yang seimbang dan tidak bias dari model anatomi dari suatu bencana geologi yang unik ini;

Sehingga debat terhadap pemicu tidak tercakup secara rinci disini, revisi stratigrafi, ringkasan  geologi ektrapolasi dari pengukuran permukaan dan diskusi kedua model untuk sistem saluran (plumbing system) mempunyai implikasi untuk debat pemicu dan untuk kemungkinan evolusi dan durasi dari bencana ini (have implications for the triggering debate and for the possible evolution and longevity of this disaster).

Isu utama dan keseimpulan dari studi ini diringkas sebabagai berikut:

• Formasi Tuban sebagai pengganti Formasi Kujung: Kedalaman karbonat di bawah Lusi (The deep carbonates underneath Lusi) berumur Miosen dan tampaknya adalah Formasi Tuban, jadi bukan karbonat Kujung berumur Oligosen (not the Oligocene Kujung carbonates)
• Di atas karbonat terdiri dari batuan beku ekstrusi: Karbonat dalam ditutupi oleh batuan beku ekstrusi (extrusive igneous rocks) terdiri dari dasit, andesif, dan ‘welded tuffs’ yang mempunyai porositas sangat rendah (have very low porosities) yaitu <5% dan tampaknya juga mempunyai pemealitas rendah (low permeabilities), jadi bukan pasir klastik volkanik  (not permeable volcaniclastic sands).

• Mantap fraksi padat berasal dari Formasi Kalibeng Atas: Fraksi padat dari lumpur yang disemburkan oleh Lusi bersumber dari lempung Formasi Kalibeng Atas (the Upper Kalibeng clays) pada kedalaman antara 1219-1828m (Mazzini et al., 2007).
• Kecepatan rata-rata semburan lebih kecil dari yang dilaporkan sebelumnya: Rata-rata kecepatan aliran Lusi adalah sangat signifikan lebih rendah dari yang dilaporkan oleh publikasi ilmiah dan pada media (Average flow rate for Lusi is significantly lower than what has been previously reported by scientific publications and in the media).

• Angka rata-rata tiga tahun pertama 64.000m3/hari: Rata-rata kecepatan aliran pada tiga tahun pertama diperkirakan 64.000m3/hari (daripada 90.000-10.000 m3/hari) dan terhadap waktu telah berkurang (saat ini 20.000-30.000 m3/hari).
• Bentuk sistem pengumpan seperti pipa mengkerucut atay bidang perpotongan patahan: Sistem pengumpan lumpur (mud feeder system) pada kawah utama, (main vent) dimana berlanjut ke bawah sekurang-kurangnya pada lempung Kalibeng Atas, adalah apakah mendekati suatu bentuk pipa mengkerucut (conical pipe) atau dibentuk oleh perpotongan antara dua sistem sona patahan (intersection of two main fault zone) and sekurang-kurangnya lebar 30 cm sampai kedalaman 1000m.

• Bubble dengan semburan air, lumpur dan gas, terbentuk sebagai sistem patahan: Terdapat banyak lokasi semburan kecil atau sekunder (large number of minor secondary eruption sites) yaitu air, lumpur dan gas yang disalurkan oleh sistem patahan geser berarah UT_SB dan UB-ST, dengan dua zona patahan berpotongan di dekat kawah Lusi (feed by a currently active NE-SW and NW-SE conjugate strikeslip fault system, with the two fault zones intersecting near the main Lusi vent). Ketidakjelasan utama terhadap anatomi dari mud volcano Lusi (the anatomy of the Lusi mud volcano) adalah sumber air komponen dari lumpur yang disemburkan. Temperatur dan kimia dari air mencirikan kedalaman labih besar dari 1700m.

• Model sumber fluida dari karbonat dalam dan sumber dangkat dari Formasi Kalibeng Atas: Dua model untuk anatomi Lusi telah diusulkan, masing-masing secara genetik mempunyai keterkaitan dengan usulan pemicu dari bencana.

Model pertama mengusulkan bahwa fluida utamanya dipisahkan dari karbonat dalam overpressure (overpressured deep carbonates), dimana mengalir ke atas pada lubang sumur Banjar Panji-1 dan pengaktifkan kembali patahan-patahan (reactivated faults), menembus lumpur Kalibeng Atas (dan berlanjut pada air fluida pori) pada perjalanan ke permukaan.

• Model yang disusulkan sebagai altrnatif adalah lumpur keseluruhan berasal dari lempung Kalibeng Atas, dimana telah digerakkan kembali karena dipicu oleh patahan-patahan yang sebelumnya telah ada di Sidoarjo (the mud is entirely derived from the Upper Kalibeng clays, which have been remobilised due to remote triggering of preexisting faults underneath Sidoarjo).
• Dataset yang tersedia tidak dapat menentukan kebenaran salah satu diantaranya: Dataset yang ada sebelumnya tidak memadai untuk membenarkan atau tidak membenarkan (unequivocally prove or disprove) model yang ada. Masing-masing model mempunyai bukti yang mendukungnya, dan juga kritik yang belum dapat dijelaskan.

Pemahaman geologi bawah permukaan dan sistem saluran luapan lumpur Lusi menjadi hal penting ke depan: Menentukan geologi bawah permukaan dan sistem saluran dari aliran lumpur Lusi merupakan langkah ke depan yang sangat mendasar untuk memperkirakan evolusi dari mud volcano, durasi yang mungkin dari semburan dan untuk menyelesaikan debat yang telah berlangsung berkepanjangan pada pemicu dari bencana geologi yang unik ini (Determination of the subsurface geology and plumbing system of the Lusi mud flow is an essential first steptowards predicting the evolution of the mud volcano, likely duration of the eruption and for resolving the long-running debate on triggering of this unique geological disaster).

CATATAN PENULIS

AUTHORS NOTE

Semburan lumpur Lusi (Lusi mud eruption) dan, khususnya, perdebatan pada pemicu dari bencana menjadi isu sosial, politik dan aspek legal.

Penulis telah mempublikasikan beberapa publikasi sebelumnya bahwa Lusi tampaknya lebih dipicu oleh ledakan bawahtanah di sumur Banjar Panji-1.

Namun, tujuan dari tulisan ini menyediakan suatu tinjauan yang seimbang dan tidak bias (a balanced and unbiased overview) terhadap geologi dan system saluran (geology and plumbing system) di bawah Lusi.

Sehingga, Saya, sejauh mungkin meniadakan diskusi pada teori untuk pemicu dari aliran lumpur.

Informasi yang disajikan disini bertujuan untuk mengurangi variasi yang sangat luas atau ketidakakurasian dari laporan-laporan geologi di bawah Lusi dan untuk meringkas tanpa preferensi, dari dua model untuk system saluran Lusi (Lusi’s plumbing system) dan sumber dari air yang disemburkan.

Studi ini tidak dirancang untuk membenarkan atau tidak membenarkan teori atau model tertentu, tapi lebih memberikan suatu tinjuan terhadap pemahaman saat ini dari bencana ini.

DAFTAR PUSTAKA

REFERENCES

Cyranoski, D., 2007, Indonesian eruption: Muddy waters: Nature, 445, 812–815.

Davies, R.J., Swarbrick, R.E., Evans, R.J., and Huuse, M., 2007, Birth of a mud volcano: East Java, 29 May 2006: GSA Today, 17, 4–9.

Davies, R., Brumm, M., Manga, M., Rubiandini, R., Swarbrick, R., and Tingay, M., 2008, The east Java mud volcano (2006 to present): an earthquake or drilling trigger?: Earth and Planetary Science Letters, 272, 627-638.

Davies, R.J., Manga, M., Tingay, M., Lusianga, S., and Swarbrick, R., 2010 (in press), DISSCUSSION: Sawalo et al. (2009) The LUSI mud volcano controversy: Was it caused by drilling?: Marine and Petroleum Geology, 27, d oi:10.1016/j.marpetgeo.2010.01.019.

Istadi, B.P., Pramono, G.H., Sumintadireja, P., and Alam, S., 2009, Modeling study of growth and potential geohazard for Lusi mud volcano: East Java, Indonesia: Marine and Petroleum Geology, 26, 1724-1739.

Kopf, A.J., 2002, Significance of mud volcanism: Reviews of Geophysics, v. 40, doi: 10.1029/2000RG000093.

Kusumastuti, A., van Rensbergen, P., and Warren, J., 2002, Seismic sequence analysis and reservoir potential of drowned Miocene carbonate platforms in the Madura Strait, East Java, Indonesia: AAPG Bulletin, 86, 213-232.

Mazzini, A., Svensen, H., Akhmanov, G.G., Aloisi, G., Planke, S., Malthe-Sørenssen, A., and Istadi, B., 2007,

Triggering and dynamic evolution of LUSI mud volcano, Indonesia: Earth and Planetary Science Letters, 261, 375–388.

Mazzini, A., Nermoen, A., Krotkiewski, M., Podladchikov, Y., Planke, S., and, Svensen, H., 2009, Strike-slip faulting as a trigger mechanism for overpressure release through piercement structures. Implications for the Lusi mud volcano, Indonesia: Marine and Petroleum Geology, 26, 1751-1765.

Mellors, R., Kilb, D., Aliyev, A., Gasanov, G., and Yetirmishli, G., 2007, Correlations between earthquakes and large mud volcano eruptions: Journal of Geophysical Research, 112, B04304.

Morley, C.K., Crevello, P., and Ahmad, Z.H., 1998, Shale tectonics and deformation associated with active diapirism: the Jerudong Anticline, Brunei Darussalam: Journal of the Geological Society, London, 155, 475-490.

Osborne, M. J., and Swarbrick, R.E., 1997, Mechanisms for generating overpressure in sedimentary basins: a reevaluation: AAPG Bulletin, 81, 1023-1041.

Sawolo, N., Sutriono, E., Istadi, B.P., and Darmoyo, A.B., 2009, The LUSI mud volcano triggering controversy: Was it caused by drilling?: Marine and Petroleum Geology, 26, 1766- 1784.

Sawolo, N., Sutriono, E., Istadi, B.P., and Darmoyo, A.B., 2010 (in press), Was LUSI caused by drilling? – Authors reply to discussion: Marine and Petroleum Geology, 27, doi:10.1016/j.marpetgeo.2010.01.018.

Shara, E., Simo, J.A., Carol, A.R., and Shields, M., 2005, Stratigraphic evolution of Oligiocene-Miocene carbonates and siliciclastics, East Java basin, Indonesia: AAPG Bulletin, 89, 799-819.

Stewart, S.A., and Davies, R.J., 2006, Structure and emplacement of mud volcano systems in the South CaspianBasin: AAPG Bulletin, 90, 771-786.

Swarbrick, R.E., Mathias, S.A., Davies, R.J., and Tingay, M., under review, Probabilistic longevity estimate for the LUSI mud volcano, East Java:

Geophysical Research Letters.

Tingay, M., Hillis, R., Morley, C., Swarbrick, R., and, Okpere, E., 2003, Pore pressure/stress coupling in Brunei Darussalam implications for shale injection. In: Van Rensbergen, P., Hillis, R.R., Maltman, A.J., and, Morley, C.K. (eds.) Subsurface Sediment Mobilization. Geological Society of London Special Publication, London, 216, 369-379.

Tingay, M., Heidbach, O., Davies, R., and Swarbrick, R.E., 2008, Triggering of the Lusi mud eruption: earthquake versus drilling initiation: Geology, 36, 639-642.

Tingay, M., Morley, C.K., King, R.E., Hillis, R.R., Hall, R., and, Coblentz, D., 2010, The Southeast Asian Stress Map: Tectonophysics, 482, 92-104.