Indhold
- Hvad er pimpsten?
- Hvordan dannes pimpsten?
- Gas og pimpsten ved Pinatubo-udbruddet
- Mount Mazama Eruption (Crater Lake)
- Sammensætning af pimpsten
- Pimpsten har en meget lav specifik tyngdekraft
- Anvendelser af pimpsten
- Produktion af pimpsten og pimpsten
- Importeret pimpsten og erstatninger
pimpsten: Denne prøve viser den skummende vesikulære struktur af pimpsten. Det har en specifik tyngdekraft på mindre end en og flyder på vand. Det er cirka fem centimeter tværs over.
Pimpsten ved Mount St. Helens: En pyroklastisk strømning kan undertiden indeholde store pimpsten. Dette fotografi viser en USGS-videnskabsmand, der undersøger blokke af pimpsten ved tåen af en pyroklastisk strøm ved Mount St. Helens. Billede af Terry Leighley, Sandia Labs.
Hvad er pimpsten?
Pimpsten er en lys, ekstremt porøs, stødende klippe, der dannes under eksplosive vulkanudbrud. Det bruges som aggregat i letvægtsbeton, som landskabsarkitekturaggregat og som et slibemiddel i en række industrielle og forbrugerprodukter. Mange prøver har en høj nok porøsitet til at de kan flyde på vandet, indtil de langsomt bliver vandfyldte.
Pimpstenbrud: Foto af lagbundet pimpstenaflejring produceret af pyroklastiske strømme ved Mount St. Helens, Washington. USGS-billede af L. Topinka.
Rock & Mineral Kits: Få et sten-, mineral- eller fossilsæt for at lære mere om jordmaterialer. Den bedste måde at lære om klipper på er at have eksemplarer tilgængelige til test og undersøgelse.
Hvordan dannes pimpsten?
Porerummet (kendt som vesikler) i pimpsten er en ledetråd til, hvordan den dannes. Vesiklerne er faktisk gasbobler, der blev fanget i klippen under hurtig afkøling af en gasrig skummende magma. Materialet afkøles så hurtigt, at atomer i smelten ikke er i stand til at arrangere sig selv i en krystallinsk struktur. Således er pimpsten et amorft vulkansk glas kendt som en "mineraloid".
Nogle magmas indeholder flere procent opløst gas efter vægt, mens de er under pres. Stop et øjeblik og tænk over det. Gas vejer meget lidt på jordens overflade, men disse magmas under tryk kan indeholde flere procent vægtprocent gas opbevaret i opløsning.
Dette svarer til den store mængde opløst kuldioxid i en forseglet flaske med kulsyreholdig drik, såsom øl eller sodavand. Hvis du ryster beholderen, skal du straks åbne flasken, den pludselige frigivelse af tryk giver gassen mulighed for at komme ud af opløsningen, og drikken ryker ud af beholderen i en skummende rod.
En stigende krop magma, overladet med opløst gas under tryk, opfører sig på en lignende måde. Når magmaen bryder gennem jordoverfladen, får det pludselige trykfald gassen til at komme ud af opløsningen. Det er dette, der producerer den enorme hastighed med højtryksgas fra udluftningen.
Denne hastighed med gas fra udluftningen makulerer magmaen og sprænger den ud som en smeltet skum. Skummet størkner hurtigt, når det flyver gennem luften og falder tilbage til Jorden som stykker pimpsten. De største vulkanudbrud kan sprøjte mange kubiske kilometer materiale. Dette materiale kan variere i størrelse fra små støvpartikler til store blokke af pimpsten på størrelse med et hus.
Store udbrud kan tæde landskabet omkring vulkanen med over 100 meter pimpsten og lancere støv og aske højt ud i atmosfæren.
Afsnittene nedenfor giver citater fra United States Geological Survey-rapporter, der beskriver produktionen af pimpsten ved to større udbrud.
Pinatubo-udbrud: Det eksplosive udbrud af Mount Pinatubo på Filippinerne den 12. juni 1991 kastede mere end fem kubik kilometer materiale ud og blev klassificeret som et VEI 5-udbrud på det vulkanske eksplosivitetsindeks. Meget af dette materiale var pimpsten-lapillier (se billedet nedenfor), der tømte landskabet omkring vulkanen. USGS-billede.
Pinatubo pimpsten: Dacitiske pimpstenfragmenter brød ud af Mount Pinatubo, Filippinerne, under et enormt udbrud den 15. juni 1991. Foto af W.E. Scott, USGS billede.
Gas og pimpsten ved Pinatubo-udbruddet
Det andet kraftigste vulkanudbrud i det 20. århundrede var ved Mount Pinatubo i 1991. Beskrivelsen nedenfor forklarer, hvordan enorme mængder af opløst gas drev udbruddet, og hvordan en kubisk kilometer aske og pimpsten lapilli blev sprængt fra vulkanen.
"Fra 7. til 12. juni nåede den første magma overfladen af Mount Pinatubo. Fordi den havde mistet det meste af den gas, der var indeholdt i den på vej til overfladen, ozede magmaen ud for at danne en lavakuppel, men forårsagede ikke et eksplosiv Den 12. juni nåede millioner af kubikmeter gasladet magma imidlertid overfladen og eksploderede i den genopvoksende vulkaner, det første spektakulære udbrud.Da endnu mere stærkt gasladet magma nåede Pinatubos-overfladen den 15. juni, eksploderede vulkanen i et kataklysmisk udbrud, der kastede mere end 1 kubik mil materiale ud. Et tæppe af vulkansk aske og pimpsten lapilli tæpper landskabet.
Kæmpe snøskred med brændende varm aske, gas og pimpsten brølede ned langs flankerne på Mount Pinatubo og fyldte engang dybe dale med friske vulkanaflejringer så meget som 660 meter tykke. Udbruddet fjernede så meget magma og klippe nedenunder vulkanen, at topmødet kollapsede for at danne en stor vulkansk fordybning 1,6 miles over. "
Pimpstenflåde: En "flåde" med letvægts pimpsten flyder på overfladen af det sydlige Stillehav efter et udbrud på Tonga-øerne. NASA-billede.
Mount Mazama Eruption (Crater Lake)
"Det kataklysmiske udbrud af Mount Mazama for 7 700 år siden startede fra en enkelt udluftning på den nordøstlige side af vulkanen som en ruvende søjle af pimpsten og aske, der nåede omkring 30 mil høj. Vindene bar asken hen over store dele af det nordvestlige stillehav og dele af sydlige Canada. Så meget magma brød ud, at vulkanen begyndte at kollapse i sig selv. Da topmødet kollapsede, åbnes cirkulære revner omkring toppen. Mere magma brød ud gennem disse revner for at køre ned ad skråningerne, når pyroklastiske strømmer. Indskud fra disse strømmer delvist fyldte dalene omkring Mount Mazama med op til 300 fod pimpsten og aske. Efterhånden som mere magma blev brist ud, fortsatte sammenbruddet, indtil støvet kom til syne for at afsløre en vulkanisk depression, kaldet en caldera, 5 miles i diameter og en kilometer dyb. "
Pimpstenflåde: Udsigt over en pimpstenflåde fra en båd. Bølger kan ses bevæge sig under pimpstenen. Flådene kan svæve i årevis, indtil al pimpsten bliver vandtæt og synker, eller det spredes af bølger og vind. USGS-billede.
Sammensætning af pimpsten
De fleste pimpsten kommer fra magmas, der er meget ladede med gas og har en rhyolitisk sammensætning. Sjældent kan pimpsten komme ud af gasladede magmas med basaltisk eller andesitisk sammensætning.
Pantheon: Noget af betonen, som Romerne brugte til at konstruere Pantheon i 126 e.Kr., var letvægtsmateriale fremstillet med pimpsten. Fotografi af Roberta Dragan, brugt under en Creative Commons-licens.
Pimpsten har en meget lav specifik tyngdekraft
De rigelige vesikler i pimpsten og de tynde vægge mellem dem giver klippen en meget lav specifik tyngdekraft. Det har typisk en specifik tyngdekraft på mindre end en, hvilket giver klippen en mulighed for at flyde på vand.
Store mængder pimpsten produceret af nogle ø- og undervandsudbrud vil flyde på overfladen og blive skubbet rundt af vinden. Pimpstenen kan flyde i lange perioder - nogle gange år - før den endelig bliver vandtæt og synker. Store masser af flydende pimpsten er kendt som "pimpstenflåder." De er store nok til at blive sporet af satellitter og er en fare for skibe, der sejler gennem dem (se billeder).
Pimpsten produkter: En række sundheds- og skønhedsprodukter, der indeholder pimpsten. De inkluderer den berømte "Lava Soap", der renser beskidte hænder med bittesmå stykker af pimpsten, en fodkratcreme, der fungerer som en eksfoliant til at udjævne "sandalfødder", to pimpsten og en svamp med indlejret pimpsten.
Anvendelser af pimpsten
Den største anvendelse af pimpsten i USA er produktion af lette betonblokke og andre lette betonprodukter. Når denne beton blandes, forbliver vesiklerne delvist fyldt med luft. Det reducerer vægten af blokken. Lysere blokke kan reducere en bygnings strukturelle stålkrav eller reducere fundamentkravene. Den indfangede luft giver også blokke en større isoleringsværdi.
Den næst mest almindelige brug af pimpsten er inden for landskabspleje og havebrug. Pimpstenen bruges som en dekorativ jorddækning i landskabsarkitektur og planteskovl. Det bruges som dræningssten og jordbalsam i beplantninger. Pimpsten og scoria er også populære klipper til brug som underlag i hydroponisk havearbejde.
Pimpsten har mange andre anvendelser. Til sammen tegner disse sig for mindre end et par procent af forbruget i USA, men det er disse produkter, som de fleste mennesker tænker på, når de hører ordet "pimpsten".
Masser af mennesker har fundet små pimpsten småsten i lommerne på splinterny "stenvasket jeans", og næsten alle har set den berømte "Lava Soap", der bruger pimpsten som et slibemiddel. Nedenfor viser vi disse og nogle af de andre mindre anvendelser af pimpsten (i ingen særlig rækkefølge).
- et slibemiddel til konditionering af "stenvasket" denim
- et slibemiddel i stang og flydende sæber såsom "Lava Soap"
- et slibemiddel i blyantudvekslere
- et slibemiddel i hudfolierende produkter
- et fint slibemiddel anvendt til polering
- et trækkraft på snedækkede veje
- en trækkraftforstærker i dækgummi
- en absorberende i kattedyr
- et finkornet filtermedie
- et let fyldstof til keramikler
Produktion af pimpsten og pimpsten
Pimpsten produceres i to former: stenpimpsten og pimpstenen. "Pumicite" er et navn, der gives til meget finkornet pimpsten (mindre end 4 mm i diameter ned til submillimeterstørrelser). Ordet kan bruges synonymt med "vulkansk aske." Det er udvindet fra vulkaniske askeforekomster, eller det kan produceres ved at knuse stenpimpsten.
Cirka 500.000 tons pimpsten og pimpsten blev udvindet i USA i 2011. Den samlede værdi af denne pimpsten var omkring $ 11.200.000, eller et gennemsnit på ca. $ 23 pr. Ton i minen. De producerende stater var i rækkefølge af faldende produktion:
- Oregon
- Nevada
- Idaho
- Arizona
- Californien
- Ny mexico
- Kansas
Pimpstenetik: Reticulite er en basaltisk pimpsten, i hvilken alle boblerne har brast, hvilket efterlader en honningkamstruktur. Fotografi af J. D. Griggs, USGS-billede.
Importeret pimpsten og erstatninger
Al pimpstenproduktion i USA foregår vest for Mississippi-floden. I 2011 blev det meste af forbrugspimpisen i det østlige USA importeret fra Grækenland.
I det østlige USA bruges ekspanderet aggregat, der er produceret ved opvarmning af specifikke skifertyper under kontrollerede forhold, som erstatning for pimpsten i letvægtsaggregater, gartnerier og anlægsanlæg.