Vulkanske askepartikler under mikroskopet

Vulkanaske er farlig for mange aspekter af vores liv. Når det er i luften, det kan beskadige fly:dets partikler sliber flyoverflader og kan endda forårsage svigt i kritiske instrumenter. Når asken falder, det kan skade vores sundhed og skade infrastrukturen, landbrug og miljø. For at beskytte sig mod disse farer, samfundet har brug for at udvikle effektive prognosemetoder.

Til dette formål har forskere støttet af de EU-finansierede projekter AVAST og SLIM undersøgt, hvordan askepartikler påvirkes af forskellige vulkanudbrud. Ideen er, at hvis forskere kan estimere størrelsen af ​​form og sammensætning af vulkansk aske, så kan de mere præcist forudsige farerne ved forskellige udbrud uden selv at prøve asken. For at nå målet har projektteamet brugt en ny analytisk metode til at forstå, hvordan varieret udbrudaktivitet påvirker en række farer. Deres nye teknik er baseret på kvantitativ mineralanalyse udført under et scanningselektronmikroskop, der gør det muligt for dem at forbinde overfladesammensætningen af ​​vulkanske askepartikler til aktivitet under udbrud. Forskningsresultaterne er blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

Forskerne hentede deres askeprøver fra det guatemalanske vulkankompleks Santiaguito, der er vokset siden 1922. Den seneste af dens fire ventilationsåbninger, Caliente, har aktivt brudt ud i mere end 40 år, med regelmæssige eksplosioner af aske og stenfragmenter, og en næsten kontinuerlig lavaudledning. Den undersøgte vulkanske aske blev valgt fra to kilder. En kilde var en vulkanisk eksplosion bestående af gas- og askeskyer, der blev skudt højt op i luften. Den anden var en pyroklastisk strøm-en hurtig bevægelse af varm gas og vulkansk stof, der fejede ned ad siderne af en vulkan-forårsaget af en kuplekollaps ved Santiaguito-komplekset.

Vulkanaktivitet påvirker magma -fragmentering

Vulkanske askepartikler er mindre end 2 mm i diameter og består normalt af krystal og vulkansk glas dannet i magma og undertiden også stenfragmenter. I deres undersøgelse introducerede projektteamet et system kaldet QEMSCAN (Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy) Particle Mineralogical Analysis. De brugte dette nye system til at undersøge deres Santiaguito -askeprøver og til at undersøge fragmenteringsmekanismerne. "Hvordan magmafragmenter afhænger af den type vulkansk aktivitet, der er involveret i dets produktion, og dette ændrer også mineralogien, der findes på askepartiklernes overflader," forklarede hovedforfatter Dr. Adrian Hornby i et nyhedsopslag på Phys.org.

Askeprøverne opnået ved vulkaneksplosionen havde en jævn fordeling af plagioklas - en form for feltspat - og glas, beriget med andre mineraler på partiklernes overflader. Imidlertid, asken, der blev genereret fra kuplekollapset, havde mere glas og mindre feltspat ved overfladerne. "Vores fund bidrager væsentligt til en bedre forståelse af vulkanisk aske oprindelse og sammensætning - hvilket er nødvendigt for at kunne vurdere de risici, der er forbundet med udbrud, "sagde Dr. Hornby.

Forskningen understøttet af AVAST (Advanced Volcanic Ash characterization) og SLIM (Strain Localization in Magma) fremhæver behovet for yderligere undersøgelse af fragmenteringsmekanismer. SLIM sluttede i juni 2018, mens AVAST fortsætter indtil august 2019.