Vulkanische Gas

Elisa von Feierbach April 7, 2016 V 19 0
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Vulkanische Gase sind eine Vielzahl von Substanzen durch aktive Vulkane gegeben. Dazu gehören Gasen in Hohlräume in vulkanischen Gesteinen eingeschlossen, gelöst oder dissoziierte Gase in Magma und Lava, oder Gase direkt aus Lava oder mittelbar ausgeht, durch das Grundwasser durch vulkanische Aktion erhitzt.

Die Quellen der vulkanischen Gasen auf der Erde sind:

  • Ur-und Recycling-Bestandteile aus dem Erdmantel,
  • assimiliert Bestandteile aus der Erdkruste,
  • Grundwasser und die Atmosphäre der Erde.

Substanzen, die gasförmig werden oder Gase abgeben können, wenn erhitzt werden flüchtige Substanzen bezeichnet.

Magmatische Gase und Hochtemperatur-vulkanischen Gasen

Gase werden aus Magma durch flüchtige Bestandteile Erreichen solch hoher Konzentrationen in der Basis Magma, sie verdampfen. Veröffentlicht, und ihre nachfolgende Verlust von dem Host durch Diffusion und Phasentrennung in Blasen). Geschmolzenes Gestein in der Nähe die Atmosphäre freigesetzt wird Hochtemperatur-vulkanischem Gas. In explosive Vulkanausbrüche, können plötzliche Freisetzung von Gasen aus Magma verursachen schnelle Bewegungen des geschmolzenen Gesteins. Wenn das Magma stößt Wasser, Meerwasser, Seewasser oder Grundwasser, kann es schnell fragmentiert. Die rasche Expansion von Gasen ist der Antriebsmechanismus der meisten explosive Vulkanausbrüche. , Während der quasi-kontinuierliche Ruhephasen des aktiven Vulkanismus ein erheblicher Teil der vulkanischen Gasfreisetzung tritt jedoch auf.

Niedertemperatur-vulkanischen Gasen und hydrothermale Systeme

Also, wenn der magmatischen Gas reisen nach oben stößt Niederschlagswasser in einem Grundwasserleiter wird Dampf produziert. Latent magmatischen Hitze kann auch dazu führen, kometenhaften Gewässern als Dampfphase aufsteigen. Erweiterte Fluid-Gesteins-Wechselwirkung dieses heiße Mischung können Bestandteile aus dem Kühlmagmatisches Gestein und auch der Country-Rock auslaugen, was zu Volumenänderungen und Phasenübergänge, Reaktionen und somit eine Erhöhung der Ionenstärke des Aufwärts sickert Flüssigkeit. Dieser Prozess verringert auch pH-Wert des Prozessmediums. Kühlung kann Phasentrennung und Mineralabscheidung, begleitet von einer Verschiebung in Richtung mehrere reduzierende Bedingungen verursachen. Bei der Oberflächenexpression von solchen hydrothermalen Systemen, sind Niedertemperatur vulkanischen Gasen entweder ausgeh als Dampf-Gas-Gemischen oder in gelöster Form in heißen Quellen. Auf dem Meeresboden, wie heiß übersättigten hydrothermalen Lösungen bilden gigantische Schornstein Strukturen genannt Schwarzen Rauchern, an der Stelle der Emission in die kalte Meerwasser.

Nicht explosiven vulkanischen Gasfreisetzung

Die Gasfreisetzung durch Advektion durch Frakturen auftreten, oder über diffuse Entgasung durch große Bereiche der durchlässigen Boden, als diffuse Entgasung Strukturen. An den Standorten der advektiven Gasverlust, Niederschlag von Schwefel und seltene Salze bildet Schwefelablagerungen und kleine Schwefel Schornsteine, genannt Fumarolen. Sehr niedrige Temperaturen & lt; 100 ° C) fumarolic Strukturen werden auch als Solfataren bekannt. Seiten der kalten Entgasung überwiegend Kohlendioxid Mofetten genannt. Heiße Quellen über Vulkane zeigen oft eine messbare Menge an magmatischen Gas in gelöster Form.

Zusammensetzung

Die Hauptkomponenten der vulkanischen Gase sind Wasserdampf, Kohlendioxid, Schwefel entweder als Schwefeldioxid oder Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Argon, Helium, Neon, Methan, Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Andere Verbindungen in vulkanischen Gasen detektiert sind Sauerstoff, Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Bromwasserstoff, Stickoxid, Schwefelhexafluorid, Carbonylsulfid und organischen Verbindungen. Exotische Spurenstoffe enthalten Quecksilber, Halogenkohlenwasserstoffen und Halogen-Reste.

Die Fülle von Gasen variiert beträchtlich von Vulkan zu Vulkan. Wasserdampf ist durchweg die häufigste vulkanischem Gas, in der Regel mit mehr als 60% der Gesamtemissionen. Kohlendioxid macht typischerweise 10 bis 40% der Emissionen.

Vulkane an konvergenten Plattengrenzen befindet, emittieren mehr Wasserdampf und Chlor als Vulkane an Hot Spots oder abweichende Plattengrenzen. Dies wird durch die Zugabe von Meerwasser in Magmen an Subduktionszonen gebildet verursacht. Konvergente Plattengrenze Vulkane haben auch höhere H2O / H2, H2O / CO2, CO2 / Er und N2 / He-Verhältnisse als Hot-Spot oder abweichende Plattengrenze Vulkane.

Sensing, Sammlung und Messung

Vulkanische Gase wurden gesammelt und bereits im Jahre 1790 analysiert durch Scipione Breislak in Italien.

Vulkanische Gase können erfasst oder zur weiteren Analyse entnommen werden. Vulkanische Gasmess können sein:

  • innerhalb des Gases mittels elektrochemischer Sensoren und Durchfluss infrarotspektroskopischen Gaszellen
  • außerhalb des Gas von erdgebundenen oder flugzeuggestützten Fernspektroskopie

Vulkanische Gasentnahme ist oft von einem Verfahren, das einen evakuierten Kolben mit Lauge, die zuerst von Robert W. Bunsen und später von dem deutschen Chemiker Werner F. Giggenbach verfeinert, genannt Giggenbach-Flasche getan. Andere Methoden umfassen Sammlung in evakuierte leere Behälter, in Durchflussglasröhren, in Gaswaschflaschen, auf imprägnierten Filterpackungen und auf festen Adsorbens Rohre.

Analysetechniken für Gasproben umfassen Gaschromatographie mit Wärmeleitfähigkeitsdetektion, Flammenionisationsdetektion und Massenspektrometrie für Gase und verschiedene nasschemische Techniken zur gelösten Spezies. Die Spurenmetall, Spuren organischen und Isotopenzusammensetzung wird üblicherweise durch verschiedene massenspektrometrische Verfahren bestimmt.

Vulkanischen Gasen und Vulkanüberwachung

Hauptartikel: Vorhersage von Vulkantätigkeit

Bestimmte Bestandteile der vulkanischen Gasen kann sehr frühen Zeichen der sich ändernden Bedingungen in der Tiefe, so dass sie ein leistungsfähiges Werkzeug, um drohende Unruhen vorhersagen zu zeigen. In Verbindung mit Überwachungsdaten über Seismizität und Verformung verwendet, gewinnt Korrelat Überwachung großer Effizienz. Vulkanische Gasüberwachung ist ein Standardwerkzeug nach einem Vulkanobservatorium. Leider sind die präzisesten kompositorischen Daten benötigen immer noch gefährlich Feld Probenahmekampagnen. Allerdings haben Fernerkundungstechniken enorm durch den 1990er Jahren vorangetrieben.

Gefahren

Vulkanische Gase wurden direkt für ungefähr 3% aller Vulkan-Todesfälle von Menschen zwischen 1900 und 1986. Einige vulkanischen Gasen zu töten durch saure Korrosion verantwortlich sind; andere zu töten durch Ersticken. Das Treibhausgas Kohlendioxid wird aus Vulkanen emittiert, die fast 1% des jährlichen globalen Gesamtmenge. Einige vulkanischen Gasen einschließlich Schwefeldioxid, Chlorwasserstoff, Schwefelwasserstoff und Fluorwasserstoff reagieren mit anderen atmosphärischen Partikeln Aerosole bilden.

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