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Estudio de inclusiones de masa fundida de tefra (EPMA)

Study of melt inclusion of tephra
El análisis geoquímico preciso y exacto de tefra es clave para investigar los impactos ambientales de las erupciones volcánicas.
Importante dentro de esta área de investigación es el estudio de las inclusiones de masa fundida: pequeñas bolsas de magma, tan pequeñas como 10 μm de diámetro o menos, atrapadas dentro de los cristales que crecen mientras el magma se eleva desde sus fuentes en lo profundo de la corteza terrestre hacia los volcanes. El magma ascendente libera progresivamente elementos volátiles como flúor, cloro y azufre, formando gases atmosféricos dañinos. La comparación de las concentraciones volátiles en las primeras inclusiones atrapadas, lo que refleja la composición original de magma, y el vidrio formado cuando el magma se congela en la erupción, su contenido volátil final, permite hacer estimaciones de la cantidad de gases liberados.

El estudio de las inclusiones de masa fundida de la tefra implica el uso de EPMA con corrientes de haz extremadamente bajo porque estos materiales vítreos pueden sufrir cambios químicos (principalmente pérdida de sodio) durante el análisis, especialmente en áreas pequeñas.

Chris Hayward y su equipo de la Universidad de Edimburgo, Escocia, realizan mediciones de EPMA a un tamaño de haz pequeño (3 μm), aplicando tres corrientes de haz separadas durante un solo análisis, asegurando así que el sodio y el potasio se mantengan dentro del volumen de análisis.

Arriba:
Inclusiones de masa fundida (áreas azules redondeadas) dentro de un cristal de plagioclasa de un grano de tefra erupcionado por Eyjafjallajökull en 2010, Islandia. El mapa de rayos X muestra la concentración de calcio dentro del cristal y el vidrio. Rodeando el cristal hay vidrio de magma extinguido durante la erupción.

Abajo:
Datos cuantitativos de EPMA para la tefra de rastro tipo oveja del Monte Edziza con un diámetro de haz de 3 μm (promedio de 27 puntos).


SiO2
TiO2
Al2O3
FeO MnO
MgO
CaO
Na2O  K2O P2O5  Total
Av (wt%)
62.06 0.25 18.11
4.49 0.14
0.12
1.07  8.34 5.41  0.03  100.04
1σ St Dev
0.81 0.01 0.62 0.30 0.02
0.03
0.09 0.72  0.22  0.01   
DL (ppm)
100

238
261
532   88     

Más lecturas:

Hayward C. High spatial resolution electron probe microanalysis of tephras and melt inclusions without beam-induced chemical modification. Holocene 2012;22:119–25. 
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0959683611409777

Gudmundsson MT, Thoordarson T, Hoskuldsson A, et al. Ash generation and distribution from the April–May 2010 eruption of Eyjafjallajökull, Iceland. Sci Rep  2012;2:572. 
https://www.nature.com/articles/srep00572