Tahapan pembentukan mud volcano yang berasosiasi dengan patahan strike-slip
Perdebatan tentang pemicu gununglumpur Lusi di kalangan para ahli ternyata belumlah selesai. Baru-baru ini (Maret 2009) di Marine and Petroleum Geology muncul sebuah makalah yang berjudul Strike-slip faulting as a trigger mechanism for overpressure release by piercement structures. Implication for the Lusi mud volcano, Indonesia (Article in Press). Makalah ini ditulis secara kolaboratif oleh A. Mazzini, A. Nermoen, M. Krotkiewski, Y Podladchikov, S. Planke dan H. Svensen.
Secara garis besar makalah ini menginvestigasi mekanisme yang bertanggungjawab terhadap pembentukan piercement structures seperti kompleks vent hidrotermal dan mud volcano pada cekungan sedimentasi dan peranan strike-slip fault sebagai mekanisme pemicu terjadinya fluidisasi. Kelahiran tema ini dilatarbelakangi oleh keberadaan Lusi mud volcano yang sampai sekarang masih menjadi debat yang hangat pada seputaran mekanisme pemicunya. Secara umum ada dua pendapat tentang ini, yaitu, pertama kalangan yang berpendapat bahwa Lusi mud volcano dipicu oleh aktivitas pengeboran pada sumur BJP-1, dan kedua, kalangan yang berpendapat bahwa aktivitas seismik gempabumi Yogyakarta pada tanggal 27 Mei 2006 telah mereaktivasi patahan Watukosek yang menyebabkan meletusnya gununglumpur Lusi.
Dalam melakukan investigasi ini, para penulis mengambil tiga metode pendekatan, 1)penelitian lapangan; penelitian lapangan di sekitar area Lusi Mud volcano, sepanjang patahan Watukosek dan sampai ke Pulau Madura dilakukan sebanyak tiga periode yaitu pada tahun 2006, 2007 dan 2008. 2)Percobaan analogi di laboratorium; percobaan di laboratorium berupa simulasi tekanan yang bertujuan untuk mempelajari hubungan antara tekanan yang terjadi selama pergerakan strike-slip fault, mengetahui tekanan kritis butiran batuan untuk mengalami fluidisasi (critical fluidization pressure), dan pengamatan di permukaan terhadap fluidisasi dan pembentukan piercement structure. Metode terakhir, 3)model matematis; yang merupakan tindak lanjut dari percobaan analogi di laboratorium untuk mengetahui hubungan antara critical fluidization pressure dan deformasi tektonik (tectonic deformation).
Dari hasil penelitian di lapangan maka didapatkan data pendukung eksistensi patahan Watukosek yang memanjang SW-NE. Zona Patahan bahkan menerus sampai ke Pulau Madura yang diketahui melalui ekspresi permukaan berupa gununglumpur Sening dan Bugag. Bukti-bukti lain tentang eksistensi patahan ditemukan sangat banyak, misalnya, escarpment Watukosek, orientasi beberapa crater yang terbentuk pada tahap awal letusan Lusi mud volcano (seakarang sudah tertutup lumpur) juga memanjang searah dengan arah memanjangnya Patahan, rekahan di sekitar BJP-1 dengan skala lebar puluhan sentimeter dan panjang ratusan meter dengan arah yang identik NE-SW, dan lain-lain. Penampang seisimik yang direkam pada tahun 1980-an memotong lokasi Lusi yang sekarang memperlihatkan keberadaan kompleks piercement structure bawah permukaan.
Percobaan analogi di laboratorium yang dilakukan dalam tiga seri memberikan hasil yang menerus (comparable), shearing sebesar sekira 1 cm telah cukup untuk memicu terjadinya fluidisasi pada sepanjang shear zone. Fluidisasi terjadi secara simultan sesuai dengan shearing yang terjadi, dengan kecepatan yang terlalu cepat untuk diikuti dengan mata telanjang.
Lebih lanjut, modelling matematis dilakukan untuk mempelajari efek pergerakan sebuah strike-slip fault berskala regional seperti patahan Watukosek. Modelling matematis ini bukan hanya berlaku untuk kasus Lusi mud volcano, tetapi pada semua mud volcano yang berasosiasi dengan strike-slip fault. Percobaan analogi dan modelling matematis menghasilkan beberapa kesimpulan; diantaranya, a)adanya asosiasi geometris antara shearing dan piercement sturctures, dan b)kehadiran tekanan dan tegangan mendukung terjadinya fluidisasi bagi batuan yang overpressured di bawah permukaan dan letusan pada sepanjang shear
zone.
Makalah ini juga memetakan beberapa momen geologi dalam hubungannya dengan Lusi mud volcano. Ada dua terma yang dipakai oleh para penulis, yaitu penyebab (cause) dan pemicu (trigger). Penyebab merepresentasikan even-even geologi yang terjadi, setting geologi dan kondisi eksternal. Sedangkan pemicu adalah tahapan final yang mendahului letusan.
Untuk kasus Lusi mud volcano maka ada beberapa penyebab yang dicatat oleh makalah ini; 1)secara keseluruhan cekungan memperlihatkan karakter pengendapan yang cepat, 2)keberadaan zona penunjaman di sebelah selatan sebagai zona yang sangat dinamis secara tektonik, 3)perlapisan sedimen kaya organik yang merupakan sekuen yang sempurna bagi kehadiran hidrokarbon dan ditutupi oleh tudung yang bagus berupa batuan volkaniklastik, 4)jarak yang dekat dengan komplek vulkanik Arjuno-Weilarang membentuk zona yang secara umum memiliki gradient geothermal yang tinggi. Tingginya gradient geothermal menyebabkan terjadinya transformasi mineral dan geokimia yang biasanya terjadi pada kedalaman besar, dan 5)illitisasi mineral lempung, yang pada kondisi di cekungan sedimentasi normal terjadi pada kedalaman 2.5-5 km, pada kasus Lusi mud volcano telah terjadi pada kedalaman 1100 m. Reaksi mineralogis ini menghasilkan fluida dalam volume yang substansial.
Tentang pemicu; secara umum mud volcano terjadi ketika kondisi overpressure pada suatu kedalaman cukup untuk menembus lapisan di atasnya. Ketika besaran ini tercapai beriringan dengan pembentukan fluida, rekahan terpropagasi menembus tudung hingga sampai di permukaan. Ketika kondisi ini tercapai, maka terjadilah fluidisasi dalam skala besar-besaran. Fluidisasi sendiri dimulai ketika material butiran berubah dari bentuk solid-like menjadi bentuk fluid-like.
Dalam kasus Lusi mud volcano, fakta lain yang mendukung bahwa gempabumi Yogyakarat 27 Mei 2006 telah mengusik sistem venting di Pulau Jawa. Selain reaktivasi patahan, gunung Merapi dan Semeru juga memperlihatkan aktivitas yang meningkat.
Pada akhirnya makalah ini menyimpulkan bahwa zona patahan dan piercement sturucture telah ada pada posisinya sebelum erupsi Lusi mud volcano. Fakta lapangan menunjukkan bahwa strike-slip fault Watukosek telah mengalami reaktivasi setelah gempabumi Yogyakarta pada tanggal 27 Mei 2006. Siginifikansi sumur eksplorasi BJP-1 dalam erupsi Lusi mud volcano masih merupakan debat yang berjalan, akan tetapi agak susah untuk menyatakan bahwa BJP-1 mampu untuk mempengaruhi plumbing system pada skala regional.
