通過分析 2015 年 XNUMX 月噴發的火山灰的成分，了解埃特納火山噴發期間發生的情況。這就是 INGV 最近發表的研究的目的 su 科學報告 di 性質
火山灰的成分是揭示埃特納火山噴發動力學細節的有力工具。 試圖了解在每次陣發性噴發期間在其火山管道中發生的情況，並在整個噴發期間追踪岩漿的運動，使我們能夠提供有關岩漿本身特性的直接信息。 這些是研究的結果 噴發火山灰的結構和成分特徵揭示了玄武岩管道內的岩漿動力學：2015 年 XNUMX 月埃特納火山爆發，由比薩分部的國家地球物理和火山學研究所 (INGV) 的一組研究人員進行。 該作品最近發表於 科學報告 di 性質
(www.nature.com/articles/
“分析了 2015 年 15 月影響埃特納火山最古老火山口 Voragine 的四次猛烈爆炸事件的相關數據”，INGV 研究員兼該出版物的第一作者 Massimo Pompilio 說。 “這次活動產生的噴發柱（海拔高達 XNUMX 公里） 陣發性的，在距火山最遠 100 公里的地方噴出火山灰”。
在距火山口 6 至 14 公里的可變距離處，在埃特納火山的側面對四次爆炸事件的產物進行了採樣。
“特別是，分析了尺寸在 0.25 至 1 毫米之間的碎屑（火山產物）的質地（礦物、氣泡的含量、豐度、形狀和大小）以及岩漿熔體（玻璃）的化學成分”，Pompilio 繼續說道.
事實上，這種大小的火山灰碎片會很快冷卻，並提供有關噴發時岩漿物理和化學性質的寶貴信息。
INGV 研究人員解釋說：“有點像重新粘合各種碎片（在這種情況下由灰燼表示）以了解花瓶在破裂（管道中的岩漿）之前是如何製成的”。
分析和測量是使用連接到微量分析系統的光學和掃描電子顯微鏡 (SEM) 進行的，該系統能夠對幾微米數量級的碎屑部分進行測量。
“獲得的結果”，Pompilio 補充道，“不僅可以了解每次陣發性噴發期間火山管道中發生的情況，還可以追踪整個噴發期間岩漿的運動。 因此，證明了一種不含氣體但富含小晶體（<100 微米）的岩漿，稱為微石，以及一種不含微石但富含氣體的岩漿在管道內共存”。
微石的數量和形狀，連同玻璃的成分，對岩漿本身的粘度有很強的控製作用。
“在這項工作中，假設可以調節噴發的動力學，特別是低能量 Strombolian 活動（典型的埃特納火山頂峰活動）與這些陣發階段之間的過渡，這些階段會產生持續的 km 高度柱通過管道內部非常結晶和高粘性岩漿與較少結晶和更多流動岩漿之間的相對比例，”研究人員繼續說道。
富含微石的岩漿的流行有利於脆性碎裂並產生更高的噴發柱。 在這個過程中，富含氣體但不含微石的岩漿充當噴發的推進劑。
“火山灰的紡織和成分研究是揭示噴發動力學細節的有力工具，因為它們提供了有關岩漿特性的直接信息。 Pompilius 總結道，從地球物理（地震活動或土壤變形）和地球化學（氣體成分）監測方法獲得的信息的補充信息，雖然記錄了岩漿向地表的運動，但無論如何都無法定義其物理性質和成分。
抽象
噴發火山灰的結構和成分特徵揭示了玄武岩管道內的岩漿動力學：2015 年 XNUMX 月埃特納火山爆發
Massimo Pompilio、Antonella Bertagnini、Paola Del Carlo、Alessio Di Roberto，國家地球物理和火山學研究所，比薩分部（意大利）
2015 年 15 月，埃特納火山最古老的山頂火山口 Voragine 發生了四次猛烈的爆炸事件，產生了延伸至 XNUMX 公里 asl 的噴發柱，以及距噴口 XNUMX 公里的火山灰的大量沉降物。
在距火山口 6 至 14 公里的火山上採樣的四個火山灰沉積物中的三個的火山碎屑岩進行了結構和成分的綜合研究。 對灰分 (Φ=1-2) 進行了研究，因為這些粒度保留了未被就位後過程改變的岩漿特性。 結果用於識別每次發作期間管道中發生的過程，並了解它們在整個爆發期間如何演變。
特別是，我們證明，在所研究的陣發中，在管道內總是同時出現具有可變微晶石含量的高粘度部分和粘性較低的不含微晶石、富含氣體的岩漿。
在每一集中，這些異質性可以在幾十小時內發展。 系統完全重新填充和岩漿更新的時間尺度處於同一數量級（例如，第 30 集和第 1 集之間的 2 小時）。
這些岩漿批次的組成隨著時間的推移而變化，並且隨著更深的岩漿結晶儲存被挖掘而逐漸演變。 這種行為雖然在埃特納火山的淺層管道系統中並不少見，但與基於本體化學提出的一些最近的山頂爆炸活動所提出的行為明顯不同。
我們的分析還證實，微晶石的數量和形狀以及熔體成分對流變性能具有很強的控製作用。
在此基礎上，我們認為火山口內弱的 Strombolian 活動和具有 km 高持續柱的陣發相之間的轉變可能與管道內高（富含微晶石）和低（微晶石貧氣）粘度之間的相對比例有關部分。
正如之前埃特納火山的爆炸性噴發所示，這兩種成分之間的比例控制著碎裂方式和羽流高度。 結晶體積的普遍存在有利於脆性碎片和更高的柱高。 儘管如此，富含氣體且不含微晶石的岩漿群起著至關重要的作用，因為它們推動了爆炸性噴發。
這項工作證實，火山灰研究是揭示噴發動力學細節的有力工具。 在這方面，對火山灰的結構和成分進行綜合調查至關重要，火山灰的噴發時間眾所周知。 我們的結果還表明，來自單一火山灰成分的成分信息可能具有誤導性，應分析所有成分，以獲得有關岩漿柱和噴發過程發展的詳細信息。 我們還想強調，傳統上用於岩石學監測的本體化學在分析此類現象時可能不會提供很多信息。
圖一：灰屑（尺寸 ~100 微米）在掃描電子顯微鏡（SEM）下觀察。 碎屑具有流體外觀，與岩漿的低粘度有關。
照片 2：在掃描電子顯微鏡下看到的灰屑（刻度在左下角）。 碎屑的形狀與岩漿的粘度不同有關。 形狀規則的方形碎屑代表岩漿粘性較大的部分，球形或具有流體表面的碎屑代表岩漿粘性較小的部分。
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