Точный геохимический анализ тефры является ключом к пониманию воздействия извержения вулкана на окружающую среду.
Важная часть подобного исследования — это исследование включений расплава, крохотных карманов магмы (меньше 10 мкм), захваченных внутри кристаллов, растущих по мере подъема магмы из Земной коры к вулканам. Поднимающаяся магма по мере поступления выпускает все больше летучих элементов, таких как фтор, хлор и сера, образуя газы, разрушающие атмосферу. Сравнение содержания летучих элементов в раннее образованных включения (исходный состав магмы) с выкристаллизованными включениями после застывания магмы во время извержения (окончательное содержание летучих элементов) позволяет рассчитать количество высвобожденного газа.
Для изучения включения расплава из образцов тефры используют ЭЗМА с крайне слаботочным пучком, так как во время анализа химический состав этих кристаллизованных материалов подвержен изменениям (уменьшению содержания натрия), особенно в маленьких участках.
Крис Хейвард (Chris Hayward) и его команда из Эдинбургского университета, Шотландия, проводит измерения с помощью ЭЗМА при малых пучках (3 мкм), применяя три отдельных тока пучка во время одного анализа, чтобы сохранить содержание натрия и калия в анализируемом объеме.
Сверху:
Включения расплава (закругленные голубые участки) в кристаллах плагиоглазы из зерен тефры, выброшенных вулканом Эйяфьятлайокудль в 2010 году, Исландия. На рентгеновской карте показано содержание кальция внутри кристалла и стекла. Вокруг кристалла находится стекло, закаленное в магме во время извержения.
Снизу:
Данные количественного ЭЗМА для тефры с овечей тропы вулкана Эдзиза при использовании пучка диаметром 3 мкм (в среднем 27 пунктов).
|
SiO2
|
TiO2
|
Al2O3
|
FeO |
MnO
|
MgO
|
CaO
|
Na2O |
K2O |
P2O5 |
Итого
|
Av (wt%)
|
62.06 |
0.25 |
18.11
|
4.49 |
0.14
|
0.12
|
1.07 |
8.34 |
5.41 |
0.03 |
100.04 |
1σ Ст. откл
|
0.81 |
0.01 |
0.62 |
0.30 |
0.02
|
0.03
|
0.09 |
0.72 |
0.22 |
0.01 |
|
DL (част./млн)
|
|
100 |
|
|
238
|
261
|
532 |
|
88 |
|
|
Дополнительная литература:
Хейворд С. Электронно-зондовый микроанализ с высоким пространственным разрешением тефр и включений расплава без химической модификации, вызванной пучком. Голоцен 2012; 22: 119–25.
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0959683611409777
Gudmundsson MT, Thoordarson T, Hoskuldsson A, et al. Образование и распространение пепла после извержения Эйяфьятлайокудля в Исландии в апреле-мае 2010 года. Sci Rep 2012; 2: 572.
https://www.nature.com/articles/srep00572