Obsah
- Co je Pumice?
- Jak se vytvoří pemza?
- Plyn a pemza na erupci Pinatubo
- Mount Mazama Eruption (Crater Lake)
- Složení Pumice
- Pemza má velmi nízkou specifickou gravitaci
- Použití Pumice
- Výroba pemzy a fumicitu
- Importovaná pemza a náhražky
Pemza: Tento vzorek ukazuje pěnivou vezikulární strukturu pemzy. Má měrnou hmotnost menší než jedna a vznáší se na vodě. Je to asi pět centimetrů (dva palce) napříč.
Pemza na hoře St. Helens: Pyroklastický tok bude někdy obsahovat velké kousky pemzy. Tato fotografie ukazuje vědce USGS zkoumajícího bloky pemzy na špičce pyroclastického toku na Mount St. Helens. Obrázek Terry Leighley, Sandia Labs.
Co je Pumice?
Pemza je světle zbarvená, velmi porézní vyvřelá hornina, která se tvoří během explozivních sopečných erupcí. Používá se jako kamenivo v lehčím betonu, jako kamenivo pro krajinářství a jako brusivo v různých průmyslových a spotřebních výrobcích. Mnoho vzorků má dostatečně vysokou pórovitost, aby mohly plavat na vodě, dokud se pomalu nezmáčou.
Lom pemzy: Fotografie stratifikovaného pemzového ložiska produkovaného pyroklastickými toky v Mount St. Helens ve Washingtonu. USGS obrázek L. Topinka.
Skalní a minerální soupravy: Pořiďte si skalní, minerální nebo fosilní sadu, abyste se dozvěděli více o materiálech Země. Nejlepší způsob, jak se dozvědět o horninách, je mít k dispozici vzorky pro testování a vyšetření.
Jak se vytvoří pemza?
Pórové prostory (známé jako vezikuly) v pemze jsou klíčem k tomu, jak se tvoří. Vezikuly jsou ve skutečnosti plynové bubliny, které byly zachyceny ve skále během rychlého ochlazování pěnivé magmy bohaté na plyn. Materiál se tak rychle ochladzuje, že atomy v tavenině nejsou schopny se uspořádat do krystalické struktury. Pemza je tedy amorfní sopečné sklo známé jako „mineraloid“.
Některé magmy obsahují několik procent rozpuštěného plynu, zatímco jsou pod tlakem. Zastavte se na chvíli a přemýšlejte o tom. Plyn váží na povrchu Země velmi málo, ale tyto magmy pod tlakem mohou obsahovat několik procent hmotnostních plynu zadrženého v roztoku.
To je podobné velkému množství rozpuštěného oxidu uhličitého v uzavřené láhvi sycených nápojů, jako je pivo nebo soda. Pokud nádobu protřepáte, okamžitě otevřete láhev, náhle uvolnění tlaku umožní plynu vytéci z roztoku a nápoj vybuchne z nádoby v pěnivé nepořádku.
Podobně se chová i stoupající tělo magmatu, přeplněné rozpuštěným plynem pod tlakem. Když magma proniká povrchem Země, náhlý pokles tlaku způsobí, že se plyn dostane z roztoku. To způsobuje enormní příval vysokotlakého plynu z větracího otvoru.
Tento proud plynu z větracího otvoru rozdrví magmu a vyhodí ji jako roztavenou pěnu. Pěna rychle tuhne, když letí vzduchem a padá zpět na Zemi jako kousky pemzy. Největší sopečné výbuchy mohou vyvrhnout mnoho kubických kilometrů materiálu. Velikost tohoto materiálu se může pohybovat od malých prachových částic po velké bloky pemzy velikosti domu.
Velké erupce mohou zakrýt krajinu kolem sopky přes 100 metrů pemzy a vypustit prach a popel vysoko do atmosféry.
Následující oddíly uvádějí citace ze zpráv Spojených států o geologickém průzkumu, které popisují výrobu pemzy ve dvou hlavních erupcích.
Erupce Pinatubo: Výbušná erupce Mount Pinatubo na Filipínách 12. června 1991 vypustila více než pět kubických kilometrů materiálu a byla hodnocena jako erupce VEI 5 na indexu vulkanické výbušnosti. Velká část tohoto materiálu byla pemza lapilli (viz obrázek níže), která zakrývala krajinu kolem sopky. USGS obrázek.
Pinatubo pemza: Dacitické pemzy fragmenty vybuchly Mount Pinatubo, Filipíny, během obrovské erupce dne 15. června 1991. Fotografie od W.E. Scott, obrázek USGS.
Plyn a pemza na erupci Pinatubo
Druhá nejsilnější sopečná erupce 20. století byla na hoře Pinatubo v roce 1991. Níže uvedený popis vysvětluje, jak obrovské erupce rozpuštěného plynu způsobilo erupci a jak byla z vulkánu odpálena krychlová míle popela a pemzy lapilli.
„Od 7. do 12. června se první magma dostala na povrch hory Pinatubo. Protože na cestě k povrchu ztratila většinu plynu v ní obsaženého, magma vytekla a vytvořila lávovou kupoli, ale nezpůsobila výbušninu 12. června se však na povrch objevily miliony krychlových yardů plynně nabité magmy a explodovaly v probouzejících se sopkách první velkolepá erupce.Když 15. června dosáhlo ještě více vysoce nabitého magmatu magmatu na povrch Pinatubosu, sopka explodovala v kataklyzmatické erupci, která vypudila více než 1 krychlovou míli materiálu. Krajinu pokryla přikrývka sopečného popela a pemzy lapilli.
Obrovské laviny spalujícího horkého popela, plynu a pemzy zařvaly po bokech hory Pinatubo, plněné kdysi hlubokými údolími čerstvými sopečnými nánosy až 660 stop tlustými. Erupce odstranila tolik magmatu a skály zpod sopky, že vrchol se zhroutil a vytvořil velkou sopečnou depresi o průměru 1,6 km. “
Pemza: „Vor“ lehké pemzy plovoucí na povrchu jižního Pacifiku po erupci na Tonga ostrovech. Obrázek NASA.
Mount Mazama Eruption (Crater Lake)
„Kataklyzmatická erupce hory Mazama před 7 700 lety začala z jediného větracího otvoru na severovýchodní straně sopky jako tyčící se pemzy a popela, který dosáhl výšky asi 30 kilometrů. Jižní Kanada. Tolik magmat vypuklo, že se sopka začala zhroutit sama na sebe. Jak se vrchol zhroutil, kolem vrcholu se rozevřely kruhové trhliny. Další magma propukla skrz tyto trhliny a rozběhla se dolů po svazích jako pyroklastické toky. Vklady z těchto toků částečně naplnila údolí kolem hory Mazama až 300 stop pemzy a popela. Když vybuchlo další magma, kolaps pokračoval, dokud se prach neusadil, aby odhalil sopečnou depresi, zvanou kaldera o průměru 5 mil a hloubka jedné míle. "
Pemza: Pohled na pemzu z člunu. Vlny mohou být vidět pod pohybem pemzy. Vory mohou plavat roky, dokud se veškerá pemza nezmrzne a nezmizí, nebo se nezmizí vlnami a větrem. USGS obrázek.
Složení Pumice
Většina pemzy vybuchne z magmat, které jsou vysoce nabity plynem a mají rhyolitické složení. Pemza málokdy může vybuchnout z plynů nabitých magmatů čedičového nebo andesitického složení.
Panteon: Část betonu používaného ke stavbě Pantheonu Římany v roce 126 nl byl lehký materiál vyrobený z pemzy. Fotografie Roberty Draganové, používaná pod licencí Creative Commons.
Pemza má velmi nízkou specifickou gravitaci
Bohaté vezikuly v pemze a tenké stěny mezi nimi dávají skále velmi nízkou měrnou hmotnost. Obvykle má měrnou hmotnost menší než jedna, což dává skále schopnost vznášet se na vodě.
Velká množství pemzy produkované některými ostrovními a podmořskými erupcemi se vznáší na povrchu a budou tlačeny kolem větry. Pemza může plavat po dlouhou dobu - někdy roky - předtím, než se konečně stane podmáčenou a klesá. Velké masy plovoucí pemzy jsou známé jako „pemzové vory“. Jsou dostatečně velké, aby je bylo možné sledovat pomocí satelitů, a představují nebezpečí pro lodě, které jimi proplétají (viz obrázky).
Pemza produkty: Různé zdravotní a kosmetické výrobky, které obsahují pemzu. Patří mezi ně slavné "lávové mýdlo", které čistí špinavé ruce malými kousky brusné pemzy, čisticí krém na nohy, který funguje jako exfoliant k vyhlazení "sandálních nohou", dvou kamenů z pemzy, a houba s vloženým brusným kamenem.
Použití Pumice
Největší využití pemzy ve Spojených státech je výroba lehkých betonových tvárnic a dalších lehkých betonových výrobků. Když je tento beton smíchán, vezikuly zůstávají částečně naplněny vzduchem. To snižuje hmotnost bloku. Lehčí bloky mohou snížit požadavky na konstrukční ocel budovy nebo snížit požadavky na založení. Zachycený vzduch také dává blokům větší izolační hodnotu.
Druhé nejčastější použití pemzy je v krajinářství a zahradnictví. Pemza se používá jako dekorativní půdní kryt v krajinářství a sadbě. Používá se jako drenážní hornina a půdní kondicionér při výsadbě. Pemza a scoria jsou také populární horniny pro použití jako substráty v hydroponic zahradnictví.
Pumice má mnoho dalších využití. Společně představují ve Spojených státech méně než několik procent spotřeby, ale to jsou výrobky, na které většina lidí myslí, když uslyší slovo „pemza“.
Spousta lidí našla malé kapesníčky v kapsech zbrusu nových „kamenných džínách“ a téměř každý viděl slavné „lávové mýdlo“, které používá pemzu jako brusivo. Níže uvádíme seznam těchto a některých dalších menších použití pemzy (v žádném zvláštním pořadí).
- brusný prostředek v kondicionovaném džínovém kameni
- brusivo v barech a tekutá mýdla jako "Lava Soap"
- brusivo v gumových tužkách
- brusivo v produktech na odlupování pokožky
- jemné brusivo používané k leštění
- trakční materiál na zasněžených silnicích
- zesilovač trakce v gumové pneumatice
- absorbent v podestýlce pro kočky
- jemnozrnné filtrační médium
- odlehčená výplň pro hrnčířskou hlínu
Výroba pemzy a fumicitu
Pemza se vyrábí ve dvou formách: pemza skála a pumicit. „Pumicit“ je název, který se dává velmi jemnozrnné pemze (průměr menší než 4 milimetry až do submilimetrových velikostí). Slovo lze použít synonymně jako „sopečný popel“. Těží se z ložisek sopečného popela, nebo se může vyrábět rozdrcením pemzy.
V roce 2011 bylo ve Spojených státech těženo asi 500 000 metrických tun pemzy a pumicitu. Celková hodnota této pemzy byla kolem 11 200 000 USD, což je v průměru kolem 23 USD za tunu v dole. Produkující státy byly v pořadí klesající výroby:
- Oregon
- Nevada
- Idaho
- Arizona
- Kalifornie
- Nové Mexiko
- Kansas
Pemza Reticulite: Reticulit je čedičová pemza, ve které všechny bubliny praskly a zanechává strukturu plástve. Fotografie J.D. Griggs, obrázek USGS.
Importovaná pemza a náhražky
Celá produkce pemzy ve Spojených státech se vyskytuje západně od řeky Mississippi. V roce 2011 byla většina pemzy na spotřebu ve východních Spojených státech dovážena z Řecka.
Ve východních Spojených státech se expandovaný agregát vyráběný zahříváním specifických typů břidlic za kontrolovaných podmínek používá jako náhrada pemzy v lehkých agregátech, zahradnických a krajinářských aplikacích.