Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Khí núi lửa”

Thành phần chính của khí núi lửa là [[hơi nước]] (H₂O), [[Cacbon điôxít|carbon điôxít]] (CO₂ ), [[lưu huỳnh]] dưới dạng [[Lưu huỳnh điôxit|sulfursulfua]] [[Cacbon điôxít|điôxít]] (SO₂) (khí núi lửa nhiệt độ cao) hoặc [[hydro sulfua|hiđrô sulfua]] (H₂S) (nhiệt độ thấp khí núi lửa), [[nitơ]], [[argon]], [[heli]], [[neon]], [[Mêtan|metan]], [[Cacbon monoxit|carbon monoxit]] và [[Hiđro|hydrohiđrô]] . Các [[hợp chất]] khác được phát hiện trong khí núi lửa là [[Ôxy|oxy]] (thiên thạch), [[Hiđrô clorua|hydrohiđrô clorua]], [[hydro florua|hiđrô florua]], [[hydro bromua|hiđrô bromua]], [[nitơ oxit]] (NO_x ), [[Lưu huỳnh hexaflorua|lưu huỳnh hexafluoridehexafluorua]], carbonyl sulfide và [[Hợp chất hữu cơ|các hợp chất hữu cơ]] . Các hợp chất vi lượng kỳ lạ bao gồm [[thủy ngân]], halocarbons (bao gồm cả [[Chlorofluorocarbon|CFC]]) và [[Halogen|các]] [[Gốc tự do|gốc]] [[oxit]] [[halogen]] .

Các núi lửa nằm ở ranh giới [[Ranh giới hội tụ|mảng hội tụ]] phát ra nhiều hơi nước và [[clo]] hơn so với núi lửa tại [[Điểm nóng (địa chất)|các điểm nóng]] hoặc ranh giới [[Ranh giới phân kỳ|mảng phân kỳ]] . Điều này được gây ra bởi việc bổ sung nước biển vào magmamắc ma hình thành tại [[Hút chìm|các khu vực hút chìm]] .Các núi lửa ranh giới mảng hội tụ cũng có tỷ lệ H₂O/H₂, H₂O/CO₂, CO₂/He và N₂/He cao hơn so với các núi lửa nằm ở [[Điểm nóng (địa chất)|điểm nóng]] hoặc ranh giới phân kỳ.<ref name="Encyclovolc">H. Sigurdsson et al. (2000) ''Encyclopedia of Volcanoes'', San Diego, Academic Press</ref>

Khí ban đầu sẽ được phân phối khắp magmamắc ma dưới dạng bong bóng nhỏ, không thể tăng nhanh qua magmamắc ma. Khi magmamắc ma bay lên, các bong bóng phát triển thông qua sự kết hợp của sự giãn nở thông qua quá trình giải nén và tăng trưởng khi độ hòa tan của các chất bay hơi trong magmamắc ma giảm hơn nữa khiến cho khí thoát ra nhiều hơn. Tùy thuộc vào độ nhớt của magmamắc ma, các bong bóng có thể bắt đầu nổi lên thông qua magmamắc ma và kết lại, hoặc chúng vẫn tương đối cố định tại chỗ cho đến khi chúng bắt đầu kết nối và tạo thành một mạng kết nối liên tục. Trong trường hợp trước, các bong bóng có thể nổi lên qua magmamắc ma và tích tụ ở một bề mặt thẳng đứng, ví dụ như 'mái nhà' của buồng magmamắc ma. Trong các núi lửa có đường dẫn mở ra bề mặt, vd [[Stromboli]] ở [[Ý]], các bong bóng có thể chạm tới bề mặt và khi chúng nổ những vụ nổ nhỏ xảy ra. Trong trường hợp sau, khí có thể chảy nhanh qua mạng thấm liên tục về phía bề mặt. Cơ chế này đã được sử dụng để giải thích hoạt động tại Santiaguito, [[Santa María (núi lửa)|núi lửa Santa Maria]], [[Guatemala]] <ref>Holland et al. (2011), ''Degassing processes during lava dome growth: Insights from Santiaguito lava dome, Guatemala'', Journal of Volcanology and Geothermal Research vol. 202 p153-166</ref> và Núi lửa Soufrière Hills, [[Montserrat]] . <ref>Hautmann et al. (2014), ''Strain field analysis on Montserrat (W.I.) as a tool for assessing permeable flow paths in the magmatic system of Soufrière Hills Volcano'', Geochemistry, Geophysics, Geosystems vol. 15 p676-690</ref> Nếu khí không thể thoát đủ nhanh khỏi magmamắc ma, nó sẽ phân mảnh magmamắc ma thành các hạt tro nhỏ. Tro hóa lỏng có khả năng chống chuyển động thấp hơn nhiều so với magmamắc ma nhớt, do đó tăng tốc, gây ra sự giãn nở thêm của khí và gia tốc của hỗn hợp. Chuỗi sự kiện này thúc đẩy núi lửa bùng nổ. Việc khí có thể thoát ra nhẹ nhàng (phun trào thụ động) hay không (phun trào nổ) được xác định bởi tổng hàm lượng chất bay hơi của magmamắc ma ban đầu và [[độ nhớt]] của magmamắc ma, được điều khiển bởi thành phần của nó.

Thuật ngữ khử khí 'hệ thống khép kín' dùng để chỉ trường hợp khí và magmamắc ma mẹ của nó bay lên với nhau và ở [[Cân bằng hóa học|trạng thái cân bằng]] với nhau. Thành phần của khí phát ra ở [[Cân bằng hóa học|trạng thái cân bằng]] với thành phần của magmamắc ma ở áp suất, nhiệt độ nơi khí rời khỏi hệ thống. Trong quá trình khử khí của hệ thống mở, khí rời khỏi magmamắc ma gốc của nó và tăng lên thông qua magmamắc ma quá mức mà không duy trì trạng thái cân bằng với magmamắc ma đó. Khí thoát ra ở bề mặt có thành phần là trung bình dòng chảy của magmamắc ma thoát ra ở các độ sâu khác nhau và không đại diện cho các điều kiện magmamắc ma ở bất kỳ độ sâu nào.

Đá nóng chảy ( [[Mắcmắc ma|magma]] hoặc [[dung nham]] ) gần [[Khí quyển Trái Đất|bầu khí quyển]] sẽ giải phóng khí núi lửa nhiệt độ cao (> 400 &nbsp; ° C). Trong các vụ phun trào núi lửa bùng nổ, việc phóng thích khí đột ngột từ magmamắc ma có thể gây ra chuyển động nhanh chóng của đá nóng chảy. Khi magmamắc ma gặp nước, nước biển, nước hồ hoặc nước ngầm, nó có thể bị phân mảnh nhanh chóng. Sự mở rộng nhanh chóng của khí là cơ chế thúc đẩy của hầu hết các vụ phun trào núi lửa bùng nổ. Tuy nhiên, một phần đáng kể của việc giải phóng khí núi lửa xảy ra trong các giai đoạn gần như liên tục của núi lửa đang hoạt động.

Khi khí magmamắc ma đi lên gặp nước thiên thạch trong [[tầng ngậm nước]], hơi nước được tạo ra. Nhiệt magmamắc ma tiềm ẩn cũng có thể khiến nước thiên thạch bốc lên như một pha hơi. Tương tác đá lỏng kéo dài của hỗn hợp nóng này có thể lọc các thành phần ra khỏi đá magmamắc ma làm mát và đá đất nước, gây ra sự thay đổi thể tích và chuyển pha, phản ứng và do đó làm tăng cường độ ion của chất lỏng thẩm thấu hướng lên. Quá trình này cũng làm giảm [[PH|độ pH]] của chất lỏng. Làm mát có thể gây ra sự phân tách pha và lắng đọng [[Khoáng vật|khoáng chất]], kèm theo sự thay đổi về điều kiện giảm nhiều hơn. Tại biểu hiện bề mặt của các hệ thống [[Nhiệt dịch|thủy nhiệt]] như vậy, khí núi lửa nhiệt độ thấp (<400 &nbsp; ° C) hoặc được phát ra dưới dạng hỗn hợp khí-hơi hoặc ở dạng hòa tan trong [[suối nước nóng]] . Ở đáy đại dương, các chất lỏng thủy nhiệt siêu bão hòa nóng như vậy tạo thành các cấu trúc ống khói khổng lồ được gọi là [[Miệng phun thủy nhiệt|người hút thuốc đen]], tại điểm phát xạ vào [[nước biển]] lạnh.

Sự giải phóng khí có thể xảy ra bằng cách tiến lên thông qua các vết nứt hoặc thông qua quá trình khử khí khuếch tán qua các khu vực rộng lớn trên mặt đất thấm như các cấu trúc khử khí khuếch tán (DDS). Tại các vị trí mất khí tiến bộ, sự kết tủa của [[lưu huỳnh]] và các khoáng chất quý hiếm hình thành các mỏ lưu huỳnh và ống khói lưu huỳnh nhỏ, được gọi là fumaroles . Nhiệt độ rất thấp (dưới 100 &nbsp; ° C) cấu trúc fumarolic còn được gọi là solfataras . Các vị trí khử khí lạnh chủ yếu là [[Cacbon điôxít|carbon dioxideđiôxít]] được gọi là mofettes . [[Suối nước nóng]] trên núi lửa thường cho thấy một lượng khí magmamắc ma có thể đo được ở dạng hòa tan.

Khí núi lửa đã được thu thập và phân tích từ năm 1790 bởi Scipione Breislak ở Ý. <ref>N. Morello (editor) (1998), ''Volcanoes and History'', Genoa, Brigati</ref> Thành phần của khí núi lửa phụ thuộc vào sự chuyển động của magmamắc ma trong núi lửa. Do đó, những thay đổi đột ngột trong thành phần khí thường báo trước sự thay đổi trong hoạt động của núi lửa. Theo đó, một phần lớn giám sát nguy cơ của núi lửa liên quan đến việc đo lượng khí thải thường xuyên. Ví dụ, sự gia tăng hàm lượng khí CO ₂ tại [[Stromboli]] đã được quy định là tiêm magmamắc ma giàu dễ bay hơi ở độ sâu trong hệ thống. <ref>Burton et al. (2007) ''Magmatic Gas Composition Reveals the Source Depth of Slug-Driven Strombolian Explosive Activity'' Science vol 317 p.227-230.</ref>

SulfurSulfua dioxideđiôxít (SO ₂ ) hấp thụ mạnh ở bước sóng tử ngoại và có nồng độ nền thấp trong khí quyển. Những đặc điểm này làm cho sulfursulfua dioxideđiôxít trở thành mục tiêu tốt để theo dõi khí núi lửa. Nó có thể được phát hiện bởi các công cụ dựa trên vệ tinh, cho phép giám sát toàn cầu và bằng các công cụ trên mặt đất như DOAS. Các mảng DOAS được đặt gần một số núi lửa được giám sát tốt và được sử dụng để ước tính dòng SO ₂ phát ra. Hệ thống phân tích khí đa thành phần (Multi-GAS) cũng được sử dụng để đo CO ₂ và SO ₂ từ xa. Thông lượng của các loại khí khác thường được ước tính bằng cách đo tỷ lệ các loại khí khác nhau trong khối núi lửa, ví dụ như FTIR, cảm biến điện hóa ở miệng núi lửa, hoặc lấy mẫu trực tiếp và nhân tỷ lệ khí quan tâm với SO ₂ SO _{2 từ} thông.

Kỹ thuật phân tích cho mẫu khí bao gồm khí [[sắc ký]] với [[Độ dẫn nhiệt|nhiệt độ dẫn]] phát hiện (TCD), ngọn lửa phát hiện ion hóa (FID) và [[Phương pháp khối phổ|khối phổ]] (GC-MS) cho khí, và các kỹ thuật hóa học ướt khác nhau cho các loài bị giải thể (ví dụ, acidimetric chuẩn độ cho hòa tan CO ₂ và sắc ký ion cho [[sunfat]], [[clorua]], [[florua]] ). Các kim loại vi lượng, [[Đồng vị|thành]] phần hữu cơ và [[đồng vị]] thường được xác định bằng các phương pháp phổ khối khác nhau.

Khí núi lửa chịu trách nhiệm trực tiếp cho khoảng 3% tất cả các trường hợp tử vong liên quan đến núi lửa của con người trong khoảng thời gian từ 1900 đến 1986. <ref name="Encyclovolc">H. Sigurdsson et al. (2000) ''Encyclopedia of Volcanoes'', San Diego, Academic Press</ref> Một số khí núi lửa giết chết do [[ăn mòn]] axit; những người khác giết chết do [[Ngạt|ngạt khói]] . Khí [[Khí nhà kính|nhà kính]], carbon dioxideđiôxít, không mùi, được phát ra từ núi lửa, chiếm gần 1% tổng số hàng năm trên toàn cầu. <ref>[[Royal Society]] ''Climate Change Controversies'', London, June 2007</ref> Một số khí núi lửa bao gồm sulfursulfua dioxideđiôxít, hydrohiđrô clorua, hydrohiđrô sunfua và hydrohiđrô florua phản ứng với các hạt khí quyển khác để tạo thành [[Aerosol|sol khí]] . <ref name="Encyclovolc" />