Co to jest popiół wulkaniczny?
Popiół wulkaniczny składa się z fragmentów szkieł wulkanicznych, minerałów i pyłowych skał o średnicy około 0, 079 cala, które powstały podczas erupcji wulkanu. Termin popiół wulkaniczny jest często luźno używany w odniesieniu do tefry (wszystkich produktów erupcji wulkanicznej, w tym wszystkich cząstek o średnicy ponad 0, 079 cala). Powstają podczas wybuchowej erupcji, gdy rozpuszczony gaz rozszerza się i ucieka do atmosfery. Siła rozbija magmę i zmusza ją do powietrza, gdzie krzepnie i zamienia się w wulkaniczne skały i fragmenty szkła.
Jak powstaje popiół wulkaniczny?
Wybuchowa erupcja wulkaniczna ma miejsce, gdy magma ulega dekompresji w miarę wzrostu, dzięki czemu rozpuszczone związki lotne (głównie dwutlenek węgla i woda) są uwalniane do pęcherzyków gazu. W miarę jak więcej pęcherzyków gazu ulega procesowi zarodkowania, tworzy się forma, która zmniejsza gęstość magmy i wymusza ją do atmosfery. Fragmentacja ma miejsce, gdy pęcherzyki zajmują około 80% objętości wyrzuconej magmy. Podczas rozdrabniania gwałtownie rozszerzające się pęcherzyki gazu rozbijają wyrzuconą mieszaninę na drobne fragmenty, które są uwalniane do powietrza, gdzie krzepną i tworzą popiół wulkaniczny.
Popiół wulkaniczny może być również wytwarzany przez prądy gęstości piroklastycznej, które powstają, gdy zapada się kopuła lawy. Ścieranie cząstek występuje, gdy oddziałują one ze sobą w obrębie tych prądów, a to powoduje tworzenie się drobnoziarnistych cząstek popiołu wulkanicznego. Może również powstać podczas wtórnego procesu fragmentacji pumeksu z powodu zachowania ciepła w tych przepływach.
Popiół wulkaniczny może również powstać w procesie erupcji freatomagmatycznej. Podczas tego procesu fragmentacja ma miejsce, gdy magma miesza się z lodem lub wodą. Gdy łączą się, tworzy się folia izolacyjna, a zapadnięcie się tej folii powoduje bezpośrednie sprzężenie gorącej magmy i zimnej wody. Wzrost wymiany ciepła powoduje ekspansję wody i rozbijanie magmy na drobne cząstki, które są uwalniane przez otwór wulkaniczny. Proces fragmentacji zwiększa powierzchnię kontaktu między wodą a magmą, co tworzy mechanizm sprzężenia zwrotnego, który wytwarza więcej drobnych cząstek popiołu.
Jakie są właściwości fizyczne popiołu wulkanicznego?
Popiół wulkaniczny powstały podczas erupcji wulkanicznej ma różne frakcje litycznych (niemagnetycznych), krystalicznych lub witrycznych (niekrystalicznych) cząstek. Te powstałe podczas erupcji magmy o niskiej lepkości (strombolijska i hawajska erupcja bazaltowa) tworzą szeroki zakres piroklastów w zależności od procesu erupcji. Popiół z hawajskiej fontanny ma jasnobrązowe bazaltowe piroklasty z fenokryształami i mikrolitami. Cząstki powstałe podczas erupcji phreatic mają hydrotermicznie zmieniony mineralny i lityczny fragment w glinianej matrycy.
Popiół wulkaniczny ma piroklasty o średnicy mniejszej niż 0, 079 cala. Ogólna wielkość ziarna pyłu wulkanicznego zmienia się w zależności od składu magmy. Magie riolitowe tworzą drobniejsze cząstki drobnoziarniste ze względu na ich wysoką lepkość. Udział drobnych cząstek jest wysoki w sicilicznych erupcjach wulkanicznych, ponieważ ich rozmiar pęcherzyków jest mniejszy niż magiczne magiczne.
Wpływ popiołu wulkanicznego na atmosferę
Popiół wulkaniczny może rozprzestrzeniać się na szerokim obszarze nieba i zamieniać światło dzienne w ciemność, wpływając na widoczność. Popiół lotny jest dość niebezpieczny dla samolotów. Błyskawica i grzmot czasami towarzyszą ogromnym chmurom utworzonym przez popiół wulkaniczny. Mogą dotrzeć do stratosfery i odbijać promieniowanie słoneczne, pochłaniając promieniowanie lądowe, co spowoduje obniżenie temperatury Ziemi. W ciężkich przypadkach zimy wulkaniczne wpływają na wzorce pogodowe Ziemi.
