Какво е вулканичен пепел?

Вулканичната пепел се състои от фрагменти от вулканични стъкла, минерали и прахообразни скали с диаметър около 0.079 инча, които са били образувани по време на вулканично изригване. Терминът вулканична пепел често се използва свободно за обозначаване на тефра (всички продукти на вулканично изригване, включително всички частици с диаметър над 0.079 инча). Те се създават по време на експлозивно изригване, когато разтвореният газ се разширява и излиза в атмосферата. Силата разбива магмата и я принуждава във въздуха, където се втвърдява и се превръща във вулканични скали и фрагменти от стъкло.

Как се образува вулканичен пепел?

Експлозивните вулканични изригвания се случват, когато магмата се декомпресира, тъй като се повишава, като по този начин позволяват разтворените летливи съединения (най-вече въглероден диоксид и вода) да се изпарят до газови мехурчета. Тъй като повече газови мехурчета преминават през процеса на нуклеация, се създава форма, която намалява плътността на магмата и я принуждава в атмосферата. Фрагментацията се осъществява, когато мехурчетата заемат около 80% от изригналата магма. Докато фрагментирането, силно разширяващите се газови мехурчета разрушават изригваната смес в малки фрагменти, които се освобождават във въздуха, където се втвърдяват и образуват вулканична пепел.

Вулканичната пепел може да бъде създадена и от пирокластичните плътни токове, които се получават при срутване на купол от лава. Абразията на частиците възниква, когато те взаимодействат един с друг в рамките на тези течения и това води до образуването на някои частици от фино вулканична пепел. Той може също така да се образува по време на процеса на вторична фрагментация на пемзата поради запазване на топлината в тези потоци.

Вулканична пепел може да се образува и по време на процес на фрестомагматична ерупция. По време на този процес се извършва фрагментация, когато магмата се смесва с лед или вода. Тъй като те се съчетават изолация пара филм се формира, и разпадането на този филм води до пряко свързване на гореща магма и студена вода. Увеличаването на преноса на топлина води до разширяване на водата и разкъсване на магмата в малки частици, които се освобождават през вулканичния отвор. Процесът на фрагментация увеличава контактната площ между водата и магмата, което създава механизъм за обратна връзка, който произвежда повече фини частици пепел.

Какви са физическите свойства на вулканичния пепел?

Вулканичната пепел, образувана по време на вулканично изригване, има различни фракции от литиеви (немагнитни), кристални или витринни (некристални) частици. Създадените при нисковискозното изригване на магма (стромболианска и хавайска базалтна изригване) образуват широк спектър от пирокласти в зависимост от процеса на изригване. Пепелта от хавайския фонтан има светло кафяви базалтови пирокласти с втвърдители и микролити. Частиците, образувани по време на фреатни изригвания, имат хидротермално променен минерален и литичен фрагмент в глинена матрица.

Вулканичната пепел има пирокласти с диаметър по-малък от 0.079 инча. Общият размер на зърната на вулканичната пепел варира в зависимост от състава на магмата. Риолитни магми формират по-фини зърнести частици поради високия си вискозитет. Делът на фините частици е висок в сициловите вулканични изригвания, тъй като размерът на везикулите е по-малък от матичните магми.

Ефектите на вулканичния пепел върху атмосферата

Вулканичната пепел може да се разпространи в широк район в небето и да превърне дневната светлина в тъмнина и така да повлияе на видимостта. Пепел от въздуха е доста опасен за самолети. Светкавици и гръмотевици понякога придружават огромните облаци, образувани от вулканична пепел. Те могат да достигнат до стратосферата и да отразяват слънчевата радиация, докато абсорбират радиацията на земята и това ще доведе до понижаване на температурата на Земята. В тежки случаи, вулканичните зими засягат земните климатични условия.