Volkanik külün yakalanması - kaya manyetizması ile antik tabakaların volkanik kül tanımlamasına yeni bir bakış açısı
Volkanik patlama, dünyadaki en büyük jeolojik felaketlerden biridir. Bazı volkanlar, hava değişikliklerini etkileyebilecek stratosfere ulaşan onlarca kilometre yükseklikte kül salgılar ve volkanik külden kaynaklanan toz da yerel halk için büyük zorluklara neden olur. Bununla birlikte, jeolojik tarih dönemi boyunca, volkanik kül, dünyanın kadim tabakalarının mutlak yaşını "teşhis etmek" için en iyi malzemedir ve tabakaların mutlak yaşı, dünya sisteminin evrimini deşifre etmek için anahtar koddur.
12 Ocak 2020'de Filipinler'de Taal yanardağı patladı (İnternetten bir fotoğraf)
Volkanik kül nedir?
Volkanik kül, volkanik püskürmelerden oluşan küçük kırıntılı partiküllerden oluşur Son derece ince volkanik kül partikülleri, ince taneli kırıntılı çökeltilere benzeyen 125 mikrondan daha küçük olabilir. Bu nedenle, büyük miktarda volkanik külün konsolidasyonu ile oluşan volkanik tüfün sadece küçük bir kısmı sahada tespit edilebilirken, çoğu tortul tabakada bulunan volkanik külün çıplak gözle doğrudan tanımlanması zordur.
Antik tabakalardaki volkanik kül sinyalleri nasıl yakalanır? Bilim adamları, sahada toplanan şüpheli volkanik kül örnekleri ile laboratuvara yürüdü ve bunları volkanik camdan tanımlamaya çalıştı. Volkanik cam, volkanik patlamanın enkaz ürünlerinden biridir.Hızlı kristalleşmemiş bir tür camsı katı partiküldür ancak volkanik camın ekstraksiyon ve tanımlama deneyleri zaman alıcı ve pahalıdır ve yaygın tanıtıma uygun değildir. Volkanik püsküren materyaller, genellikle volkanik kül içinde, çevre tarafından kolayca yok edilemeyen ve normal kırıntılı tortul kayalardan farklı olabilen, ara kısımlar veya kapanımlar şeklinde bulunan çok sayıda manyetik mineral içerir. Bu nedenle, volkanik külü tanımlamak için hızlı ve ucuz bir petromanyetik yöntem düşünülebilir.
Volkanik külü nerede bulabilirim?
Volkanik külü yakalamak için hangi kaya manyetik parametresi en hassas ve etkilidir? Çin Bilimler Akademisi, Qinghai-Tibet Platosu Araştırmaları Enstitüsü'nün Senozoik Çevre Ekibinden araştırmacı Yan Maodu 2013'ten beri volkanik kül izleri için Yunnan, Jianchuan ve Qujing'e gittiler.
Yunnan, Jianchuan Havzasındaki Volkanik Kayaların İncelenmesi
Jianchuan Havzasında aşınmış volkanik kaya (trakit)
Yunnan, Qinghai-Tibet Platosu'nun güneydoğu kenarında yer alır ve birçok Senozoik tortul havzaya sahiptir. Havzadaki tortul tabakalar, Qinghai-Tibet Platosu ve Asya musonunun kökeninin ve evriminin gizemini çözmek için büyük bir değere sahip olan paleo çevrenin evrimi hakkında zengin bilgi kaydetti. Bununla birlikte, Yunnan'daki Senozoik tabakalar çoğunlukla mutlak yaştan yoksundur, bu da yukarıdaki sorunların anlaşılmasını sınırlar. Bu nedenle, Tibet Platosu ve Asya musonunun kökeni ve evriminin doğru bir zaman çizelgesini belirlemek için tabakaların mutlak yaşını belirlemek için tabakalardaki volkanik külü belirlemek acildir.
Ekip, Yunnan Eyaleti, Qujing Şehri, Zhanyi İlçesindeki Caijiachong Köyü ve Jianchuan İlçesindeki Shuanghe Kömür Madeni yakınlarında, 35 milyon yıldan daha eski iki küme nehir ve göl tortul tabakası keşfetti. Qujing'de bu tabakanın üzerinde 3 metre kalınlığa kadar gri-beyaz bir volkanik tüf tabakası bulunmaktadır. Jianchuan'daki katman, çok sayıda volkanik kaya tabakası içerir. Saha çalışmasında deneyimli jeologlar kaya mineral bileşimi, yapısı ve yapısal özelliklerine göre volkanik kayaları tanımlayabilir.
Qujing, Yunnan'daki Eosen kalın volkanik tüfü
Bununla birlikte, volkanik tüf esas olarak 2 mm'den daha küçük parçacık boyutuna sahip kristal döküntüleri, kaya döküntüleri ve cam döküntülerinden oluşur.Genellikle bazı karanlık minerallerle karıştırılır. Tanımlanması zor. Volkanik tüf morfolojik özelliklerde kireçtaşı ile kolayca karışır. Bu nedenle, saha çalışmasında, bilimsel araştırmacılar genellikle litolojik özellikleri ve hidroklorik asit titrasyonunu birleştirerek ikisi arasında ayrım yaparlar.Hidroklorik asit kabarcıklar olmadan damlatıldığında volkanik tüf muhtemelen volkanik tüf olacaktır.
Volkanik külü tanımlamak için en hassas parametre kimdir?
Ayrıntılı inceleme, tartışma ve örneklemenin ardından ekip üyeleri, "volkanik kaya-volkanik tüf-tortul kaya" karşılaştırma dizisini oluşturarak oluşumdaki volkanik külü tanımlayabilen en hassas ve etkili kaya manyetik parametrelerini bulmaya karar verdiler.
Jianchuan Havzasındaki nötr volkanik kayaların fotomikrografisi. Opak manyetik mineraller metalik minerallerdir, tek polarize mikroskop ışığı altında siyah görünür ve yansıyan ışık altında parlak gri görünür
Ekip, manyetik minerallerin türü, içeriği ve parçacık boyutu açısından bu üç tür numune için kaya manyetik parametrelerinin sistematik bir karşılaştırmalı çalışmasını gerçekleştirdi. Petrografi, jeokimya ve diğer yöntemleri birleştirerek tortul kayalardan farklı olan volkanik külün en önemli petromanyetik özellikleri araştırılır.
Çalışma, yukarıdaki üç özellik ile ilgili çok sayıda manyetik parametre arasında, düşük sıcaklık frekanslı manyetik duyarlılık parametresinin, volkanik kayaçların ve volkanik tüflerin çok sayıda ultra ince manyetik mineral içerdiğini gösterirken, çoğu tortul kayaçta bu özellik bulunmadığını bulmuştur. Bu nedenle, düşük sıcaklık frekansı manyetik duyarlılık parametresi, Yunnan'daki volkanik külü yakalamak için etkili bir indeks olarak kullanılabilir. Bu gösterge, basit örnek ön işleme ve hızlı test gerektirir Volkanik cam kullanılan tanımlama yöntemiyle karşılaştırıldığında, laboratuvarın volkanik külü belirlemedeki etkinliği büyük ölçüde iyileştirilmiştir.
Sonuçlar 2 Mart'ta Qinghai-Tibet Platosu'nun güneydoğu kenarının yapısı ve paleo ortamı olan "ayna boynu" stratigrafik kronoloji sorununu çözmeye yardımcı olabilecek "Jeofizik Araştırma Dergisi: Katı Toprak" (Jeofizik Araştırma Dergisi: Katı Toprak) 'da çevrimiçi olarak yayınlandı. Evrimin kronolojik sorunları ve diğer çalışmalar kaya manyetizması desteği sağlar ve Tibet Platosu ve Asya musonunun kökeni ve evriminin kapsamlı ve derinlemesine anlaşılması için büyük önem taşır.
Yazar: Shen Miaomiao, Yan Maodu, Liu Xiaoqian
Kaynak: Tibet Platosu Araştırma Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
