uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Magmatic water content and its effect on volcano explosivity; an FTIR investigation on the 2006 and 2010 eruption products of Merapi volcano, Indonesia
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Magmatisk vattenhalt och dess effekt på vulkanexplosivitet; en FTIR-undersökning av utbrottsprodukterna från utbrotten under 2006 och 2010 av Merapi vulkanen, Indonesien (Swedish)
Abstract [en]

One of the most important volatiles in magma is water. In magma, water is incorporated in both the melt and in crystals, including hydrous and nominally anhydrous minerals (NAMs). The purpose of this study is to determine the role of magmatic water content in controlling volcano explosivity especially at Merapi volcano, Indonesia, which is one of the most active volcanoes in the world.

Here I apply clinopyroxene from two types of eruption products, lava and ash, to test the magmatic water content in the Merapi 2010 eruption. Both oriented and unoriented crystals were analysed using Fourier-Transformed Infrared (FTIR) spectroscopy to establish the clinopyroxene’s crystal water content. By combining the water content of clinopyroxene and geochemical data obtained from EPMA analysis, the magmatic water content is then estimated by inserting the data into the equation of O’Leary et al. (2010) [lnD= -4.2(60.2)16.5(60.5) VI[Al3+]-1.0(60.2) [Ca2+]].

I also investigated clinopyroxene crystals that were experimentally rehydrated, including four oriented crystals from a Merapi 2010 eruption ash sample annealed at a temperature of 700°C and pressure of 1 atm. Magmatic water contents of Merapi 2010 from rehydration experiments were then compared to the Merapi 2006 magmatic water content which were treated under the same conditions.

The results revealed a wide variation between samples and among crystals taken from the same sample. However, oriented samples yielded a smaller variation between minimum and maximum clinopyroxene crystal water content and, overall, ash samples yielded higher water content in clinopyroxene than lava samples. The rehydration experiment significantly amplified clinopyroxene crystal water content by 3 to 7-fold compared to the result without the rehydration procedure.

Comparison of data between the 2006 and 2010 Merapi eruptions demonstrates that there was a significant difference in magmatic water contents with the 2010 eruption displaying more than twice as much magmatic water than the 2006 eruption. The result implies that magmatic water plays potentially a crucial role in controlling explosivity of Merapi eruptions.

Abstract [sv]

Indonesien är det land i Världen som har den största befolkningen som lever inom 100 km av en aktiv vulkan. Merapi är en av de mest farliga vulkanerna i Indonesien, som också är en av de mest aktiva vulkanerna i Världen och ligger på ön Java runt 15-25 km från Yogyakarta med en total befolkningstäthet på 1000 personer per kvadratkilometer. Utbrott från Merapi har dödat cirka 5000 personer under de senaste 500 åren. Således är det viktigt att studera hur vulkanen beter sig och orsaken till utbrotten för att kunna vita förebyggande åtgärder för att minska antalet dödsfall eller till och med undvika dödsfall helt.

Vulkanutbrott kontrolleras av många faktorer, en av faktorerna är flyktiga ämnen i magman och en av de viktigaste flyktiga ämnen är vatten. Det här projektet syftar till att ta reda på vattnets roll på explosiviteten hos utbrotten genom att undersöka eruptiva produkter från utbrotten av Merapi under 2006 och 2010 med hjälp av Fourier-Transformed Infrared (FTIR) spektroskopi. Experimentet använder normalt vattenfria mineraler (NAMs) så som klinopyroxen men vatten kan införlivas i NAMs genom att binda väte i kristallgitteret under kristalltillväxten. Tidigare studier har visat att vattenhalten i klinopyroxenkristall skulle kunna användas för att beräkna magmatisk vattenhalt och därmed jämföra den magmatiska vattenhalt mellan olika utbrott med olika explosivitet i samma vulkan, vilket kan indikera hur vattenhalten påverkar vulkanutbrotten.

Magmatiskt vatteninnehåll beräknat utifrån klinopyroxenvattenhalten visade en variation mellan de undersöka proverna från samma utbrott, varför ytterligare undersökning genom rehydreringsexperiment gjordes genom annealing av proverna vid en temperatur av 700 °C och tryck vid 1 atm. Även om det var variation i magmatisk vattenhalt mellan proverna, så har utbrotten av Merapi under 2010 högre magmatiskt vatteninnehåll än utbrottet under 2006 med 3-7 gånger. Sammantaget har Merapi 2010 utbrottet högre explosivitet och högre magmatisk vattenhalt än 2006 utbrottet, vilket innebär att högre vattenhalt ger högre explosivitet. På detta sätt kontrollerade vattnet vulkanens explosivitet för Merapivulkanen.Nyckelord: Merapi vulkan, NA

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 31
Keywords [en]
Merapi volcano, NAMs, clinopyroxene, magmatic water content, FTIR spectroscopy
National Category
Earth and Related Environmental Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-355487OAI: oai:DiVA.org:uu-355487DiVA, id: diva2:1229208
Subject / course
Earth science
Educational program
Master Programme in Earth Science
Presentation
2018-05-29, Norrland I, Geocentrum, Villavägen 16, Uppsala, 11:00
Uppsok
Life Earth Science
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-06-29 Created: 2018-06-29 Last updated: 2018-06-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

The full text will be freely available from 2022-06-30 13:23
Available from 2022-06-30 13:23

By organisation
Department of Earth Sciences
Earth and Related Environmental Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 41 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf