테프라의 정밀하고 정확한 지구화학적 분석은 화산 폭발이 주변 환경에 미치는 영향을 분석하는 데 매우 중요합니다.
이 연구 분야에서는 용해 함유물에 대한 연구가 중요합니다. 이는 마그마가 지각 깊은 곳에서 화산을 향해 솟아오르는 동안 성장했던 결정 안에 갇혀 있는 10μm 이하의 작은 마그마 용융 혈입니다. 상승하는 마그마는 대기에 유해한 가스를 형성하는 불소, 염소, 황과 같은 휘발성 원소들을 방출합니다. 원래의 마그마 조성을 반영하는 가장 초기에 갇힌 함유물의 휘발성 농도와 분출 시 마그마가 식어서 굳을 때 형성된 유리(최종 휘발성 함량)를 비교하면 방출된 가스의 양을 추정할 수 있습니다.
테프라의 용융 함유물의 유리 물질은 분석 도중 특히 작은 영역에서 화학적 변화(주로 나트륨 손실)를 겪을 수 있기 때문에 이를 연구할 때는 빔 전류가 매우 낮은 EPMA를 사용합니다.
스코틀랜드 에든버러 대학의 Chris Hayward와 그의 팀은 단일 분석 도중 개별 빔 전류를 3개 사용하여 나트륨과 칼륨이 분석 볼륨 내로 유지되도록 하여 작은 빔 크기(3μm)에서 EPMA 측정을 수행하였습니다.
위:
2010년 아이슬란드의 Eyjafjallajökull에 의해 분출된 테프라 입자에서 얻은 사장석 결정 안의 용융 함유물(파란색 원 영역) X선 맵은 결정과 유리 안의 칼슘 농도를 보여줍니다. 결정 주변에는 분출 도중 급냉된 마그마에서 나온 유리가 있습니다.
아래:
빔 지름이 3μm인 Mount Edziza 양의 길에 대한 정량적 EPMA 데이터(평균 27개 지점).
| SiO2
| TiO2
| Al2O3
| FeO | MnO
| MgO
| CaO
| Na2O | K2O | P2O5 | 합계
|
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 St Dev
| 0.81 | 0.01 | 0.62 | 0.30 | 0.02
| 0.03
| 0.09 | 0.72 | 0.22 | 0.01 | |
DL(ppm)
| | 100 |
|
| 238
| 261
| 532 | | 88 | | |
추가 참고 자료 목록:
Hayward C. High spatial resolution electron probe microanalysis of tephras and melt inclusions without beam-induced chemical modification. Holocene 2012;22:119–25.
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0959683611409777
Gudmundsson MT, Thoordarson T, Hoskuldsson A, et al. Ash generation and distribution from the April–May 2010 eruption of Eyjafjallajökull, Iceland. Sci Rep 2012;2:572.
https://www.nature.com/articles/srep00572