矿产性质:浮石又叫轻石,是一种浅色的多孔的玻璃质岩石。它是岩浆喷发时,由于压力的急剧减小,内部气体迅速逸出膨胀而形成的。根据其喷发物形状和大小,叫法上有所区别。从豆粒大小到蛋大小的叫火山渣、比豆小的叫火山灰。浮石是酸性火山岩.硬度为6,密度小于lg/cm3,能漂浮于水面;保温隔热良好;多孔而间壁锋利。化学活性高,吸附性强,在水硬性激发剂作用下有明显水硬胶凝性质。 浮石的化学成分不稳定,大体上501占65%—75%, Al0i9%—12%, Cao, Mgo, Fe2O3之和为30%左右。 浮石的化学成分(%): 日本浅间:SiO2(6267),Al2O3(1601),Fe2O3(232),CaO(644),MgO(372),烧失量(089)。 意大利白榴火山灰:SiO2(460),Al2O3(1650),Fe2O3(1550),CaO(100),MgO(30),烧失量(50)。 黑龙江克东县:SiO2(5163),Al2O3(1433),Fe2O3(627),CaO(579),MgO(654)。 矿产用途:浮石的用途很多,主要用作天然轻质骨料、保温隔热材料、填料等。我国浮石、火山灰主要用途如下。 建筑材料:混凝土用天然轻质骨料。如外墙板、楼板、屋面板;屋面保温层、隔热层;小型空心砌块;耐热混凝土;水泥活性混合材料;配制无熟料水泥;建筑物饰面材科;隔音保温材料。 化学工业:磨粉作过滤剂、干燥剂和催化剂、石油化工中的分子筛储酶载体。 塑料、填料工业:光学玻璃高级磨料、塑料抛光剂、橡胶填料、硬塑料填料、牙膏、肥皂及其他日用化工品填料。 其他:杀虫剂载体、肥料控制剂。 国外浮石、火山的主要用途如下: 建材:轻质混凝土如抹灰泥、装饰板填料比普通混报土轻2%,耐火度高2%;砌块砖、建筑大板、承重构件、水工、热工、桥梁工程建筑构件;铁路道渣;水泥(以浮石为原料)。 研磨业:玻璃及眼镜研磨料,软金属及塑料抛光剂,显像管及荧光屏抛光剂,电镀前抛光金属(银、铜,家具、乐器).清洗和摩擦木质、金属表面、石料。 填料:金属餐具擦洗剂.电路板清洗研磨料.肥皂、工作服洗涤用去污粉。 日用化工:美容材料,牙膏、机用肥皂和化妆用品填料。 石油化工:分子筛.像胶、沥青、造纸、油漆等的填料,过滤剂、杀虫剂载体,陶瓷彩釉、珐琅配料。代替轻质碳酸钙作塑料充填料。 保温隔热材料:以浮石为主要原料,经高温熔化制成矿棉及其制品,用于天花板的隔音。 矿产及矿石类型:由于火山喷发温度和压力不同,其矿物组成和成分有很大差别,按其组成可将浮石矿床分为玄武岩质、流纹岩质、安山岩质、粗面岩质矿床。 我国浮石资源十分丰富.北起黑龙江、南至海南岛的火山分布区都有浮石矿产分布,以北方地区为多,质量较好,喷发年代较新。 我国浮石资源以玄武岩质浮石为主,流纹岩质浮石仅见长白山地区、安山质岩石较为少见,仅长白山天池有所发现。 工业要求: 矿石质量通常要求:松散容重<1g/cm3;化学成分、抗压强度、粒度分布、吸水率,含泥量作一般了解。 产品质量要求见下表。矿床开采技术条件举例:吉林安图县圆池沸石矿床,最低可采厚度05m,夹石剔除厚度大于02 m,剥采比为05:1。吉林省和龙县赤峰浮石矿床,最低可采厚度05 m,夹石剔除厚度02m,剥采比为05:10。 矿产资源的综合利用: 我国浮石的综合利用:我国现有的浮石矿山企业多数是乡镇企业。天开采。加工方法极其简单。通常是将矿石破碎到20-40mm按粒度分级出售。 (1)吉林安图县浮石矿 该矿有两个矿区:圆池和二道白河矿区,年产量2x10^4 m3,加工原则流程是:原矿→水洗→筛选→晒干→包装。主要设备有笼式破碎机、推土机、搅拌洗矿机和磨粉机。 产品及规格:浮石粒,05-10cm、1-2cm;浮石块,3-5cm、5-8cm、8-12cm;浮石0043mm、006mm、009mm。 (2)黑龙江省克东县火山灰矿 矿区位于黑龙江省克东县境内,1974年建矿。1976年投产。主要生产小型空心砌块。 国外浮石的综合利用:国外浮石的加工流程和方法较为简单,通常是很据资源特点,按粒度分级出售。建筑用浮石加工流程为:原矿分选→破碎→干燥→筛分或水浮净化确分级→产品。工业用浮石粉加工渡程为:原矿破碎→干燥→净化→湿磨→微米级产品。 综合评价: 浮石火山灰是一种廉价的天然建筑材料,开发和利用程度受世界各国工业发展水平和建筑工业的兴衰而变化。 当今世界建筑群休风格各异.型式多样.向高层式多层次发展。要求现代建筑群体具有轻质高强、节能、抗震、风化、保湿、绝热、吸音、无毒和价廉的特点.浮石制品可充分满足以上技术要求,是一种新型建筑材料。有些国家可供开发利用的天热建筑砂石材料面临枯竭,而浮石、火山灰等资源又贫乏,迫使其加速在国内内找寻代用品,加硅藻土、膨胀珍珠岩、 粘土、页岩、炉渣、粉煤灰、塑料粉末等。上述材料的综合性能不如浮石、火山灰和火山渣优良.而且加工费用较昂贵.在建筑上应用受到一定限制。而浮石、火山灰采掘简便,成本低康,因而在世界各国建筑工业上得到普通应用。北美、西欧各国大量进口以们足国内建筑工业的需要。 浮石、火山灰的新用通不断发现.应用范围不断扩宽,如抛光、美容、洗涤、填科(化装用品、装饰板、隔音油漆、膨松油漆)等作为特殊用途的产品在工业上的需求量不断增长。 在数量上建筑工业用浮石占绝对优势.但在价值上工业用浮石、火山灰占优势。如洗涤用浮石在英国每吨售价400英磅,美容用浮石每吨日扣英曲,其盈利幅度较高。许多厂家已转向生产这种高值产品。如美国东部地区从意大利进口-64mm的浮石,进行第二次加工出售,每顿售价220美元。 我国浮石资源极为丰富,除生产建材用浮石外,应研究和开发工业级浮石,深度加工,大量出口,占领国际市场。
火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。它具有火山灰活性,即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物。因此磨细后可用作水泥的混合材料及混凝土的掺合料。火山灰化学成分的波动范围:45~60%SiO2;15~30%Al2O3+Fe2O3;15%左右CaO+MgO+R2O(杂质);10%左右烧失量。火山灰的主要成分是硅酸盐,跟各种碱性物质都会发生化学反应,化学反应是会散发热量,谢谢……
火山灰对人类的影响可以说时好时坏。好的一面主要是它能够提供肥沃的土壤、便利可采的轻型建筑与研磨材料,浮岩火山灰吸附的有益物质还是我们健康与美好生活的一种补充。沉降于海里的火山灰作为海洋低等生物营养补充的重要来源,为我们所知的海洋生物链的健康发育提供了一种最原始的保障。在当前人类关注全球气候变暖问题时,甚至有人提出将来考虑通过人造火山喷出的火山灰来调节气候变暖趋势的设想。
火山灰可作水泥的原料,制成的产品拉力好,隔间隔热力强。火山灰内含有丰富的磷、钾等成分,土壤特别肥沃,适宜于各种作物生长 所以可以肥沃土壤 。
火山灰当中含有很高比例的矿物质,所以对于庄稼来说,火山灰确实可以算得上是一种肥料。
事实上,如果某一个地方的土地覆盖了一层火山灰的话,当地的土质确实可以变得更肥沃,更有利于庄稼生长。
但是,火山灰虽然对庄稼有益,却不能完全当做肥料,更无法做成化肥。
之所以会如此,是因为以下几方面原因。
1,火山灰当中有机物成分不足。
火山灰是从火山中喷出来的,其中含有很多矿物质成分,这是可以理解的。
正因为火山灰是从火山中喷出来的,所以火山灰当中有机物成分含量非常低,因此,虽然火山灰当中的矿物质成分确实对庄稼更有利,但是火山灰本身却并不能作为一种单独的肥料来使用。
2,火山灰收集和运输成本高。
火山灰从火山当中喷出来,落到地面,其覆盖的面积是非常大的。……而这些地方基本上都是野外地区,交通不便。……因此,想把覆盖就广大面积的火山灰收集起来,运输到工厂里去做成化肥,其总体成本就非常高了……于是,用火山灰做化肥,其实并不划算。
正因为上述几方面原因,所以火山灰才不适合做成化肥。
当然会污染空气,而且对大气以及周边的生态环境都会造成破坏和影响。
许多火山灰微粒目前已进入大气平流层。同温层是地球大气的第二层,距离地表约20到50公里。同温层上热下冷,空气稀薄,水蒸气减少,因此这个楼层几乎没有雷电、雨水、风等天气变化。这个特点使进入同温层的火山灰难以清除,并在那里呆上好几年。火山灰阻碍了向地球发出的阳光,从而导致地球温度降低。另外火山喷发所形成的大量二氧化硫、二氧化碳等物质与大气水分相互作用,将形成酸雨进入海洋,其对环境的长期负面影响难以估计。
因为火山灰中含氟量极高,一旦从高空落到地面,火山灰将对人体健康造成重大影响,灾区居民的眼、鼻、喉可能受到火山灰中氟化物和硫黄的刺激。据专家估计,尘埃下降超过一厘米,家畜就会受到伤害。火山喷发产生的大量的火山灰就会进入大气层。灰烬随风飘向远方,污染了建筑和设备。灰烬的组成取决于岩浆的组成。其所含的火山灰通常非常重,不溶解。事实上,火山灰将吸收水分并在干燥后固化。
火山灰对建筑物的伤害有哪些?
房顶上浓烈的火山灰造成过大的负荷,造成屋顶倒塌。特别是,大雨过后,会使屋顶的火山灰变得更重。干了以后,灰就会变硬,像混凝土一样,给房顶增加压力。尘埃会堵塞下水道和下水道,阻塞排水系统。这种情况会引起区域洪涝灾害。尘埃堵塞滤网、冷凝器及进气口都会影响空调系统。金属屋顶、紧固件和电镀层暴露在湿灰中会发生腐蚀。
火山灰会产生磨蚀,会导致机械零件,特别是轴承、开关储存介质和电触头的过早磨损。炉灰微粒可能阻塞通风孔,堵塞冷却风扇,提高运行温度,从而导致过热而停止运行。潮湿的火山灰会使暴露的电路短路。根据火山灰的成分,长时间暴露在火山灰中造成设备的腐蚀。
火山灰是极好的天然肥料吗?
是的 火山灰中会有大量的铁 铝 铜锌 镁钙等微量元素 可以用于肥料使用
火山灰里有什么肥料火山灰的化学成分不稳定,大体上501占65%—75%, Al0i9%—12%, Cao, Mgo, Fe2O3之和为30%左右。
火山灰能不能做肥料?火山灰是农作物的上等肥料。
火山灰中含有大量的铁、铝、铜锌、镁钙等微量元素,适合农作物成长。
火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。在爆发性的火山运动中,固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰。它具有火山灰活性,即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物。在一些火山灰质的混合料中,存在着一定数量的活性二氧化矽、活性氧化铝等活性组分。
火山灰和火山灰云的关系火山灰是火山爆发时所有抛向空中的固体颗粒,这些颗粒中有大有小。
火山灰云是大量细小的火山灰组成的在空中飘浮,会持续较长一段时间才会落到地面。
火山灰中有丰富的什么肥料,火山岩又是优质的什么材料火山灰中有丰富的矿物质肥料,火山岩又是优质的建筑材料。
LZ,这是初一科学么是的话我的答案是正确的。。。科学书上有,但不好意思,初一科学书我找不到了,没办法告诉你具体页数。
火山灰可以当花肥吗
可以的。火山灰是农作物的上等肥料。
火山灰中含有大量的铁、铝、铜锌、镁钙等微量元素,适合农作物成长。
火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。在爆发性的火山运动中,固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰。它具有火山灰活性,即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物。在一些火山灰质的混合料中,存在着一定数量的活性二氧化矽、活性氧化铝等活性组分。
火山灰 酸雨4月22日,北京迎来一场春雨,伴随着溼润的空气,中国使用者的网路和手机上广泛流传着这样一个资讯:“从今天到28日,请大家不要淋雨。750年一次的酸雨,被淋到后患面板癌的机率很高。因为欧洲的一个火山的大爆发,向高空喷发了大量硫化物,在大气层7000米至10000米的高空形成了浓厚的火山灰层,强酸性。请大家注意,把这个资讯转发给你身边的人。”
火山灰真的会带来酸雨吗?被雨淋到真的会得面板癌吗?随着流言的传播,因小雨带来的宁静与安逸被恐惧和惊慌所替代。
“以往北京春夏之交时降雨确实偏弱酸性,但是22日这次降雨的pH值却是623,不是酸雨。”北京气象台高阶工程师张明英明确地告诉记者,这种担心是多余的。“北京气象台在南城设立了酸雨监测站,常年监测雨水的pH值。”
可是众所周知衡量酸碱pH值是以7为标准的,pH值小于7的是酸性,pH值大于7的是碱性,为什么这次降雨pH值是623,却不是酸雨呢?
面对记者的提问,张明英告诉记者,这是因为空气中含有二氧化碳,当水和二氧化碳结合后就会呈酸性。所以我们在测试自然界中雨水的酸碱性时是以pH值56为标准的,22日这场降雨的pH值是623,大于56,所以不是酸雨。
■漂移到中国上空的火山灰是微米级的物质,只会停留在平流层,不会造成酸雨
“人们之所以担心火山灰会造成酸雨,主要是因为火山灰的成分和飘移路线。”中国科学院大气物理研究所研究员王庚辰坦率地对记者说。
他告诉记者,火山喷发时会将大量的灰尘喷向7000米至20000米的高空,这些火山灰的主要成分是氧化铁、二氧化矽、二氧化硫,由于地质构造不同,火山灰成分中各种物质含量也有差别。其中的二氧化硫和水结合后会产生酸雨。但是,这次冰岛火山喷发时,火山灰中颗粒较大的物质,由于重量大,输送距离短,已经在火山喷发当地沉降,形成厚厚的火山灰覆盖在地表,这些物质不可能飘到中国。而火山灰中颗粒较小的微米级的物质,由于重量轻,会继续上升,到达较高的平流层。平时人们感受到的风霜雨雪都是高度较低的大气对流层产生的,而平流层中的物质只会随着大气环流飘移,并不会沉降。由于中国距离冰岛有数千公里远,即使有火山灰随大气环流漂移到中国上空,也都是微米级的物质,而且只会停留在平流层,不会造成酸雨。另外,火山灰扩散有好几个路径,并在输送过程中继续扩散,这样随着输送距离延长,扩散范围越大,浓度也越低。
北京大学环境科学与工程学院教授邵敏则认为,由于对流层最高可达10000米,当火山灰漂浮在这个高度中,其中的含硫颗粒与水结合有可能产生酸雨。但是这只在火山喷发地会有一定影响,在远离火山喷发地的中国,由于火山灰浓度已大大降低,所以影响不大。而且大部分积雨云高度都很低,所以在中国因火山灰降下酸雨的可能性很小。
北京气象台高阶工程师张明英也告诉记者,冰岛火山喷发后三天,也就是 17日,欧洲很多国家开始降雨,可就是这些离冰岛比中国要近得多的国家,也没有出现酸雨。在他看来,这次冰岛火山喷发的火山灰分布在3000米至10000米的高空中,其中颗粒较大的物质受低空气流影响向南飘移并在不远的地方沉降,而颗粒较小的物质受高空气流影响向偏北方向飘移,可以说对中国影响很小。
■含有氧化铁、二氧化矽的火山灰一旦被吸入飞机发动机,后果将不堪设想
那么除了酸雨外,火山灰对人类生活还会产生哪些影响呢?
“其实,冰岛火山喷发后,在酸雨之前影响人类生活的领域主要是航空业。”中国科学院院士、国防科工委专家咨询委员会委员、北京航空材料研究院研究员曹春晓告诉记者。
有专家表示,即使是“9·11”恐怖袭击事件后,航空业也仅受影响3天,而这次航空瘫痪无论是从规模还是时间来看都是自二战以来,欧洲最严重的航空大混乱,而大批乘客的滞留也让当地客房人满为患。此外,航空混乱带来骨牌效应波及全球物流业,欧洲粮食、药物等货品都出现短缺。
一座火山的爆发为何会使欧洲航空业瘫痪呢?曹春晓告诉记者,这次冰岛火山喷发后,在欧洲,火山灰主要分布在7000米至10000米的空中,而这个高度正是大多数民航飞机正常飞行的高度。火山灰附着在飞机表面影响不大,关键是含有氧化铁、二氧化矽的火山灰一旦被吸入飞机发动机,后果将不堪设想。飞机发动机中有叶片、齿轮和钢盘,如果将一些熔点不高却体积较大的火山灰颗粒进入发动机,就会粘在叶片和齿轮上,使发动机出现故障。
另外,如果火山灰浓度太高,也会影响飞行员的视线。尽管现代飞机上都安装着计算机自动操纵的盲飞装置,但是在起飞和降落时,飞行员还是不能完全依靠仪表,而要靠目视操作。
■火山喷发会导致气温升高,使大气层被火山灰笼罩,将使臭氧层变得更稀薄
除了酸雨、航空禁飞、物流业瘫痪、旅游业受损外,这次冰岛火山喷发还会产生一些间接影响。
王庚辰告诉记者,尽管冰岛火山喷发减弱,但是还没有完全停止,这次火山喷发时间较长,大量火山灰源源不断地进入大气层。火山灰首先会减弱太阳辐射,从而使地球获得的太阳能量减少,有的地方升温,有的地方降温。北京大学环境科学与工程学院教授邵敏也支援这一观点,他认为,火山灰减弱太阳辐射的直接影响是全球温度会比正常年份偏低一些。
这会不会给农业生产造成影响呢?记者在采访世界粮农组织驻华代表张中军和联合国粮食计划署中国发言人时,他们都表示,这种影响暂时还看不出来。
王庚辰认为,火山灰对农作物的影响要区别北方与南方,因为这次冰岛火山灰会首先进入中国北方地区,所以在飘移方向没有改变的情况下,对北方的影响要比南方大一些。但是,大气环流是不断运动的,处于平流层的火山灰也会随着大气环流继续向东,所以,即使有影响,也是暂时的。
同时,王庚辰和邵敏都认为火山喷发会导致气温升高,使大气层被火山灰笼罩,将使臭氧层变得更稀薄。
至于人们担心的火山灰会不会增加呼吸道疾病的发病率,邵敏认为,首先火山喷发地冰岛离我国距离遥远,此外,飘移到我国上空的火山灰已十分稀薄,而且其中都是微米级的物质停留在10000米以上的平流层,随着大气环流,这些火山灰很快就会飘走,所以,不会增加人们患呼吸道疾病的机率。
火山灰是致命的吗?细微的火山碎屑物。火山灰的量最多,分布最广,火山灰不同于菸灰,它坚硬、不溶于水。
火山爆发时炽热的火山灰随气流快速的上升,将对飞行安全造成威胁。大规模的火山喷发所产生的火山灰可在平流层长期驻留,从而对地球气候产生严重影响。火山灰也会对人、畜德呼吸系统产生不良影响。火山灰的下落也会给人们带来伤害,1991年皮纳图博火山喷发时,台风和雨使又溼又重的火山灰降落到人口稠密的地区,约200人死在压塌的屋顶下
算是致命的,不过也会使土壤变得更肥沃。。。
火山灰为什么肥沃?火山灰对人类的影响可以说时好时坏。好的一面主要是它能够提供肥沃的土壤、便利可采的轻型建筑与研磨材料,浮巖火山灰吸附的有益物质还是我们健康与美好生活的一种补充。沉降于海里的火山灰作为海洋低等生物营养补充的重要来源,为我们所知的海洋生物链的健康发育提供了一种最原始的保障。在当前人类关注全球气候变暖问题时,甚至有人提出将来考虑通过人造火山喷出的火山灰来调节气候变暖趋势的设想。
火山灰可作水泥的原料,制成的产品拉力好,隔间隔热力强。火山灰内含有丰富的磷、钾等成分,土壤特别肥沃,适宜于各种作物生长 所以可以肥沃土壤 。
火山灰是什么?火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。在爆发性的火山运动中,固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰。它具有火山灰活性,即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物。因此磨细后可用作水泥的混合材料及混凝土的掺合料。
火山灰由火山活动产生,就是细微的火山碎屑物。由岩石、矿物、火山玻璃碎片组成,直径小于2毫米,其中极细微的火山灰称为火山尘。在火山的固态及液态喷出物中,火山灰的量最多,分布最广,它们常呈深灰、黄、白等色,堆积压紧后成为凝灰岩。
在一些火山灰质的混合料中,存在着一定数量的活性二氧化矽、活性氧化铝等活性组分。
环境影响
火山灰的下落也会给人们带来伤害,1991年皮纳图博火山喷发时,台风和雨使又溼又重的火山灰降落到人口稠密的地区,约200人死在压塌的屋顶下。2010年4月16日,据台湾《联合报》报道,由于冰岛火山爆发产生的大量火山灰已在欧洲上空弥漫,台湾多家航空公司赴欧洲航班宣布取消或滞后起飞。在冰岛火山大规模喷发之后,英国民航机场全部关闭。进出挪威、瑞典、芬兰、丹麦等受火山灰云影响国家的数千架航班也被迫取消。
据悉,内燃机通过吸入空气工作,进而产生能量。火山灰能够钻入飞机发动机的零部件,导致各种各样的破坏。就像在沙暴中驾驶汽车一样,发动机的内部零件会被阻塞。此外,火山灰中的微小颗粒也会阻塞皮托管这个空速感测器。尘埃会堵塞这些装置进而产生错误的读数。飞机会因此失速,飞行员可能无法获知当时的速度。
众所周知,火山灰形成于火山喷发的过程之中,凝固的岩浆由于受到火山活动的剧烈推动,形成了由碎石和矿物质粒子所组成的微观碎片。而火山灰在形成之后,便进入了地球的大气层,并通过风力的作用被运输到不同的地点。这些火山碎屑物具有传播距离远、污染范围广的特点,它们中的一部分在覆盖冰面时被保留了长达数千年,而另一部分则在侵入到水中之后影响了水质。那么,形成于火山喷发的透明冰芯中的褐色层,与当时的气候存在着怎样的关联?而在火山活动的附近区域内,其水源的污染速率又是否取决于火山灰的形状?
火山灰的形成原理及组成部分
火山是地球上较为常见的一类地貌形态,而当其在压力作用下喷出熔融物质的过程,则是一种被称为火山爆发的自然现象。由于火山的类型具有多样性,因而,它们在爆发时所具有的破坏性也有所不同,比如:休眠火山、死火山和活火山。而火山灰的形成,就源于火山爆发时的岩浆或岩石被粉碎,这种细小颗粒不仅坚硬,而且还不溶于水。火山灰的形成过程,实质上就是一个二次反应过程,强大的压力作用使得熔融状态的岩浆在火山口喷出,并形成了岩浆雾,而火山灰又形成于这些岩浆的雾化作用。
那些由火山活动所产生的火山灰,它们的直径通常处于2毫米以下的范围,并主要呈现出灰色、**和白色。不管是火山的液态喷出物,还是固态喷出物,其中火山灰的含量最多、且分布更广,而当其经历堆积压紧之后,便会成为凝灰岩。比如,活性氧化硅、二氧化硅等活性物质,也存在于一些火山灰质的混合物质之中,尽管它们的存在数量有限。或许你有所不知,火山灰颗粒的大小,不仅决定了可到达我们呼吸道部位的深浅、损坏我们的建筑物表面、降低空气中的能见度,还能给予过往气候的重要提示,并决定该火山活动区域的水质污染速率。
冰芯中的火山灰和气候有关
有时候,科学家们也会在一些透明的冰芯中,观察到一到两毫米左右的褐色薄层,而这些微小的部分则形成于火山喷发的时候。那些数千年前覆盖在冰面的火山物质,虽然难以肉眼观察到,颗粒的大小一般处于十分之一到百分之一毫米,但研究人员却可以通过冰芯实现回收。极小的灰烬碎片含量,导致了大多数火山层在冰芯中都不可见,需要其中一层存有足够的灰烬颗粒,方才足以在该冰芯中观察到棕色的细条带结构。
我们可以通过数字来具体感知这样的探索难度,倘若我们想要在三公里左右的冰芯中,找到含有足够灰烬颗粒的灰烬层存在于冰芯之中,那么,这几乎就是一件不可能完成的任务。之所以科学家们会耗费如此多的时间来研究火山灰,其中还有一个与气候有关的重要因素,也就是说,含有火山灰的不同冰芯,记录下的实际上是不同时期的气候信息。我们可以通过火山灰本身的化学指纹,追溯到其火山来源,以及详细的喷发源。尽管分析样品的准备过程耗时费力,但却可以通过其化学成分的结果,将其与沉积岩心、或其他冰中具有类似碎片的分析数据进行对比,又或是将其与目标火山喷发现场的火山灰烬中含有的成分进行针对性比较。
火山灰形状决定水源污染速率
事实上,火山爆发时威力的大小,可直接决定其传播的距离有多远,而其周围土壤、植被、地表水和地下水的重金属污染,则会在短时间内快速蔓延。科学家们表示,火山灰的形状往往和水源被污染的速率有关,而这个关键的指标就是火山灰颗粒的面积。简而言之,火山灰的气泡多少决定了颗粒的表面积大小,而对于表面积更大的火山灰而言,则拥有更多的表面来渗透水,因而其浸出速度会相对更快,这为科学家们预估火山活动区域内的水质风险提供了很大的帮助。
科学家们在针对火山灰进行的研究过程中发现,就火山区域附近水源污染的程度而言,尽管,火山长时期以来的反复喷发,会导致该区域中的污染物蓄积。但就单次火山爆发事件而言,则在开始几个小时中呈现出了最严重的趋势,然后出现了浸出率缓慢下降的情况。这个结果同时还表明了,火山灰的颗粒结构与水质的污染存在很大关联,我们开始了解到这样一个重要的基本事实:污染物在水中的溶解方式,也会受到火山灰类型的影响。比如,左图中所示的图里亚尔巴火山的安山岩灰,便因为拥有高孔隙率而具有更大的表面积。但右图中所示的基拉韦厄的玄武岩灰图像,则由于具有光滑的球形外观而呈现出了相对更小的表面积。
关于火山灰研究的过去和现在
在之前的很长一段时间里,我们对火山灰所进行的研究,总是假定它们中的每个颗粒都具有致密而均匀的球形结构。然而,却忽略了其中的某些部分颗粒具有多孔性,比如,每一个多出来的微小气泡都可以增加火山灰的表面积,并促使更多的水因为充分接触了这样的物质而被污染。并且,火山灰也并不只有一种类型,它们分别都拥有自身特有的组成元素,因而具有不同的污染物浓度。比如,玄武岩灰中的火山灰金属含量就比安山灰更高。
科学家们为了弄清不同形态的火山灰,在同样的环境中如何浸入,于是收集了四个不同火山的火山灰样本。不仅测量了这些样本各自的表面面积,而且还计算了灰烬中包含的气泡数量。从实验过程来看,在七天的时间里,具有更大表面积的灰烬颗粒所,具有的金属浸出速度相对更快。为了确保实验的准确性,研究人员还在该过程中的不同时间节点,进行了火山灰样品表面积的测量,以确认风化对浸出率所带来的影响到底有多大。而这一切又会为当时的环境带来不可磨灭的影响,火山灰就像是一个指纹钥匙,能够带给我们和它有关的许多重要信息。
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