Vulkanische as is gevaarlijk voor veel aspecten van ons leven. Wanneer in de lucht, het kan vliegtuigen beschadigen:de deeltjes schuren vliegtuigoppervlakken en kunnen zelfs leiden tot uitval van kritieke instrumenten. Zodra de as valt, het kan onze gezondheid schaden en de infrastructuur beschadigen, landbouw en het milieu. Om zichzelf tegen deze gevaren te beschermen, de samenleving moet effectieve prognosemethoden ontwikkelen.

Daartoe hebben wetenschappers, ondersteund door de door de EU gefinancierde projecten AVAST en SLIM, onderzocht hoe asdeeltjes worden beïnvloed door verschillende vulkaanuitbarstingen. Het idee is dat als onderzoekers de grootte, vorm en samenstelling van vulkanische as kunnen schatten, ze de gevaren van verschillende uitbarstingen nauwkeuriger kunnen voorspellen zonder zelfs maar de as te bemonsteren. Om het doel te bereiken heeft het projectteam een ​​nieuwe analytische methode gebruikt om te begrijpen hoe gevarieerde uitbarstingsactiviteit een reeks gevaren beïnvloedt. Hun nieuwe techniek is gebaseerd op kwantitatieve minerale analyse uitgevoerd onder een scanning-elektronenmicroscoop, waardoor ze de oppervlaktesamenstelling van vulkanische asdeeltjes kunnen koppelen aan activiteit tijdens uitbarstingen. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

De onderzoekers verkregen hun asmonsters van het Guatemalteekse vulkanische complex Santiaguito dat sinds 1922 groeit. De meest recente van de vier ventilatieopeningen, Caliente, is al meer dan 40 jaar actief aan het uitbarsten, met regelmatige explosies van as en rotsfragmenten, en een bijna continue lavaontlading. De bestudeerde vulkanische as werd gekozen uit twee bronnen. Een bron was een vulkanische explosie bestaande uit gas- en aswolken die hoog in de lucht werden uitgestoten. De andere was een pyroclastische stroom - een snel bewegende stroom van heet gas en vulkanische materie die langs de zijkanten van een vulkaan veegde - veroorzaakt door een instorting van de koepel bij het Santiaguito-complex.

Vulkanische activiteit beïnvloedt de fragmentatie van magma

Vulkanische asdeeltjes hebben een diameter van minder dan 2 mm en bestaan ​​meestal uit kristal en vulkanisch glas gevormd in magma en soms ook uit rotsfragmenten. In hun onderzoek introduceerde het projectteam een ​​systeem genaamd QEMSCAN (Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy) Particle Mineralogical Analysis. Ze gebruikten dit nieuwe systeem om hun Santiaguito-asmonsters te onderzoeken en om de fragmentatiemechanismen te onderzoeken. "Hoe magmafragmenten afhangt van het type vulkanische activiteit dat betrokken is bij de productie ervan en dit verandert ook de mineralogie die wordt gevonden aan de oppervlakken van de asdeeltjes", legt hoofdauteur Dr. Adrian Hornby uit in een nieuwsbericht op Phys.org.

De asmonsters van de vulkaanexplosie hadden een gelijkmatige verdeling van plagioklaas - een vorm van veldspaat - en glas, verrijkt met andere mineralen op het oppervlak van de deeltjes. Echter, de as gegenereerd door de instorting van de koepel had meer glas en minder veldspaat aan de oppervlakken. "Onze bevindingen leveren een belangrijke bijdrage aan een beter begrip van de oorsprong en samenstelling van vulkanische as - wat nodig is om de risico's van uitbarstingen te kunnen beoordelen, ", verklaarde dokter Hornby.

Het onderzoek ondersteund door AVAST (Advanced Volcanic Ash CharacteriSaTion) en SLIM (Strain Localization in Magma) benadrukt de noodzaak van verder onderzoek naar fragmentatiemechanismen. SLIM eindigde in juni 2018, terwijl AVAST doorgaat tot augustus 2019.