Identifying the spatial extent of volcanic ash clouds in the atmosphere and forecasting their direction and speed of movement has important implications for the safety of the aviation industry, community preparedness and disaster response at ground level. Nine regional Volcanic Ash Advisory Centres were established worldwide to detect, track and forecast the movement of volcanic ash clouds and provide advice to en route aircraft and other aviation assets potentially exposed to the hazards of volcanic ash. In the absence of timely ground observations, an ability to promptly detect the presence and distribution of volcanic ash generated by an eruption and predict the spatial and temporal dispersion of the resulting volcanic cloud is critical. This process relies greatly on the heavily manual task of monitoring remotely sensed satellite imagery and estimating the eruption source parameters (e.g. mass loading and plume height) needed to run dispersion models. An approach for automating the quick and efficient processing of next generation satellite imagery (big data) as it is generated, for the presence of volcanic clouds, without any constraint on the meteorological conditions, (i.e. obscuration by meteorological cloud) would be an asset to efforts in this space. An automated statistics and physics-based algorithm, the Automated Probabilistic Eruption Surveillance algorithm is presented here for auto-detecting volcanic clouds in satellite imagery and distinguishing them from meteorological cloud in near real time. Coupled with a gravity current model of early cloud growth, which uses the area of the volcanic cloud as the basis for mass measurements, the mass flux of particles into the volcanic cloud is estimated as a function of time, thus quantitatively characterising the evolution of the eruption, and allowing for rapid estimation of source parameters used in volcanic ash transport and dispersion models.
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火山灰地层学主要依靠火山玻璃的成分进行源区的识别,然而,当火山玻璃成分不均一时就会对源区识别造成影响.四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,其湖泊沉积物可以记录周边的火山喷发,电子探针等方法得到的火山玻璃成分可以揭示其喷发来源.同时,玛珥湖的纹层年龄可以限定其喷发年龄.在四海龙湾沉积物(钻孔2008) 的78~79 cm岩芯处出现一层火山灰层,其纹层年龄为AD 308 a,电子探针结果显示火山玻璃具有不均一的主量元素组成,为玄武质粗安岩到碱玄质响岩.FeO、TiO2及Al2O3等与MgO协变图解更清楚地显示了此次火山喷发的火山玻璃成分的不均一性.火山玻璃与火山灰全岩对比分析显示,全岩分析在火山灰地层学应用中容易造成对比偏差. 相似文献
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火山灰年代学是判断第四纪沉积物年龄的有效手段。文章报告在江苏三处旧石器遗址（和尚墩、放牛山和将军崖）上部堆积中发现的火山玻璃及初步研究结果。和尚墩遗址的火山玻璃主要出现在两个层位: 上层距地表约45cm,火山玻璃的水合层很薄,年代有可能晚于K Ah火山（7.3ka）; 下层距地表约70cm,火山玻璃的水合过程已经完成,时代稍老,大致与日本晚更新世火山同期,至少相当于AT火山,年代等于/大于25ka。遗址中的火山玻璃分为pm型和bw型。形态、屈折率及微量包含物的研究表明,火山玻璃的来源可能与日本的火山喷发无关。江苏旧石器遗址中发现的火山玻璃对判断中国东部地区更新世沉积物时代以及埋藏其中的旧石器遗存年代具标志意义。 相似文献
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火山灰年代学:原理与应用 总被引：1，自引：0，他引：1
火山灰(2mm)等时标志层是火山灰年代学研究的基础。火山灰地层的直接或间接测年依赖于火山灰中存在合适的原生矿物(如:透长石、锆石、磷灰石)或外来物质(如:炭化木)。然而大多数火山灰沉积层,尤其是远源火山灰,其主要由岩浆源碎屑构成,开展测年显得十分困难。利用火山玻璃(岩浆)的地球化学,是一种被广泛应用的替代性方法。火山玻璃作为岩浆源物质普遍出现在各类近源、远源可见火山灰层和显微火山灰中,其主量、微量元素含量和特定的同位素组成能被电子、激光和离子探针技术准确测定。近源-远源玻璃化学成分的相互匹配,使得火山灰等时标志层得以在时间和空间上相互关联,构成有力的地层学工具,用以同步各类环境、考古和火山活动记录。近源火山沉积和远源火山灰层中的年龄信息得以实现交叉验证和整合。远源海洋、湖泊沉积中的相对年龄信息(氧同位素地层学,年纹层年代学)也为揭示火山活动、古环境变化和考古学事件的时间顺序提供了可能。火山灰年代学在地球科学中应用广泛,尤其是对于第四纪研究,其在同步各类记录从而评估火山活动、气候/环境变化和人类演化/迁移的因果关系中具有至关重要的作用。 相似文献
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火山灰的提取及测试技术 总被引：6，自引：0，他引：6
同一次火山爆发产生的火山灰 ,能在广阔的区域内形成等时标志层 ,成为地层定年和对比的极有价值的工具。文中介绍了提取肉眼不可见火山灰的 4种方法 :烧失法、稀碱法、重液浮选法和酸化法 ,还介绍了火山玻璃的显微镜下识别技术及电子探针测试技术。 相似文献
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在山西黎城县西井镇彭庄至大井盘公路旁剖面以及黄崖洞景区发育大量的微生物成因构造(MISS),多发育在砂岩表面。由于构造形态奇特,被误以为各种遗迹化石或是不规则的泥裂构造。依据其形态特征、成因构造和前人分类方案,将研究区此类构造分为3种类型,即微生物席生长构造、微生物席破坏构造和微生物席腐烂构造,以及9个不同形态构造,即小瘤状突起、圆顶大瘤状突起、不规则侧向生长脊、大脊状生长构造、纺锤状脱水裂痕、多边形网状脱水裂痕、曲形脱水裂痕、微生物席砂片、砂火山构造,对9种不同形态的MISS进行了详细的论述。对研究区微生物成因构造(MISS)的成因进行了探讨,与豫西鲁山地区、贺兰山苏峪口地区、北京南口地区、河北兴隆地区发育的MISS及地层特征进行类比,认为MISS对华北地台中元古代地层对比以及古环境研究有重要的指导意义。 相似文献
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山东半岛和苏皖北部的第四纪火山活动 总被引：1，自引：0，他引：1
山东半岛和苏皖北部的第四纪火山岩常与黄土共存于同一地质剖面中;山东黄土发育年龄与黄河中游地区的类似,在华北黄土带內的黄土地层具有等时面的意义。因此,根据黄土与火山岩的地层关系大致可以推断火山活动年龄。第四纪火山岩、火山岩烘烤层、以及黄土的热释光年龄测定数据表明,研究区的第四纪火山活动可分为四期,年龄分别为1.15—1.03、0.86—0.72、0.55—0.33和0.02 Ma B.P.。由于第四纪时期火山多期次活动,山东黄土层中有可能存在火山灰层。 相似文献
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基于FY-3A遥感数据的冰岛火山灰云识别 总被引：1，自引：0，他引：1
2010年4月至5月期间冰岛艾雅法拉火山喷发造成了欧洲航空业史无前例的瘫痪以及巨大的经济损失,其严重影响再次显示,对火山灰云进行有效监测的重要性。火山灰云是由火山碎屑物及气体组成的混合物,火山碎屑物主要由直径小于2mm的岩石、矿物、火山玻璃碎片组成,火山灰云中的气体主要包括水汽、CO2、SO2、H2S、CH4、CO、HCL、HF、HBr、和NOx等。使用具有我国自主知识产权的FY-3A/VIRR数据,对此次艾雅法拉火山喷发的不同阶段选取具有典型风向变化的日期,采用分裂窗亮温差算法(SWTD)、RGB真彩色方法、中红外波段数据等进行火山灰云的识别,并将结果与冰岛地区的火山灰监测报告以及前人的研究结果进行对比研究,结果表明:火山喷发初期火山灰云中较高含量的水汽会补偿反面吸收的影响,妨碍分裂窗亮温差算法(SWTD)对火山灰云的识别,而中红外波段数据因对高温物体的敏感性,不受水汽的影响,对喷发初期较高温度的火山灰云识别效果较好;在喷发中期,火山灰云浓度较大时三种方法均表现良好,卫星图像中火山灰云的位置信息及漂移方向均非常清晰,且同气象条件相吻合,验证了识别方法的正确性。该项结果表明,具有我国自主知识产权的FY-3A数据能够达到监测火山灰云的目的,而如何更加清晰地界定火山灰云的边界位置以及更加准确的计算出火山灰云的浓度需要进一步的深入研究。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>松辽盆地王府断陷下白垩统地层中发育火山岩地层——火石岭组,由粗安质-流纹质熔岩和火山碎屑岩以及正常碎屑沉积岩构成。火山岩地层基本上呈层状发育,地震剖面上可以识别出若干套地震火山地层,界面类型有风化剥蚀界面、喷发间断面和喷发整合面,构成不同级别的火山层序。在岩心和露头上可以识别的具有成因地层意义的最小地层单元是火山岩冷却单元,由一套具有成因联系的岩性和岩相构成,界面为冷却界面。以流纹岩为例,冷却单元可以区分为熔岩型、碎屑岩+熔 相似文献
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四海龙湾玛珥湖沉积物中碱流质火山灰的来源及其意义 总被引：5，自引：1，他引：5
四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,在玛珥湖沉积物距湖底69-70cm处分离出新鲜的火山灰。根据火山灰产出的层位、原生沉积特征、形貌和碱流质化学成分特征,属于长白山天池火山公元1199-1200年大喷发的产物。这一结果不仅表明天池火山历史时期大喷发的规模比原来估计的还要大,并且为建立千年以来四海龙湾沉积物及古气候演化的时间标尺提供了依据。 相似文献
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火山作用是熔岩（岩浆）、火山碎屑和火山气体通过火山口喷出到地球表面的现象。火山爆发带来大量火山碎屑物质和气体进入到大气、海洋和陆地环境系统中,这将对其中碳酸盐沉积物的成分、结构、沉积构造、相序及沉积演化过程产生重要影响。火山物质含量的增加不仅会干扰碳酸盐沉积,还能够改变其物理化学性质等,火山沉积物在空间上也遵循粒度分异的规律。在组合方式上往往出现狭义和广义的混合沉积,记录了火山活动的演化。碳酸盐岩主要形成于海洋、湖泊等环境,火山作用可以通过控制基底形态、热液喷涌、不同性质火山碎屑的输入和分布、台地的差异沉降/隆起等,影响生物、沉积水体性质等古环境参数。然而就生物而言,这种影响通常具有破坏性和建设性作用。例如火山灰的埋藏及释放有毒物质会导致生物死亡,而后期火山灰溶解又会释放PO3-、Fe3+、Mn2+等营养离子利于生物生长。就成岩作用及流体性质而言,不同类型的火山物质含不同元素、矿物等,导致流体性质的变化,进而影响成岩作用类型等,如火山灰可以提供Mg2+促进白云石化作用,有利于孔隙的形成,对碳酸盐岩储层的形成有积极作用。因此,研究火山作用对碳酸盐岩沉积、成岩的影响,对油气地质勘探有现实意义。 相似文献
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Rapid releases of metal salts and nutrients following the deposition of volcanic ash into aqueous environments 总被引：2，自引：0，他引：2
Deposition of volcanic ash into aqueous environments leads to dissolution of adsorbed metal salts and aerosols, increasing the bioavailability of key nutrients. Volcanogenic fertilization events could increase marine primary productivity, leading to a drawdown of atmospheric CO2. Here we conduct flow-through experiments on unhydrated volcanic ash samples from a variety of locations and sources, measuring the concentrations and fluxes of elements into de-ionized water and two contrasting ocean surface waters. Comparisons of element fluxes show that dissolution of adsorbed surface salts and aerosols dominates over glass dissolution, even in sustained low pH conditions. These surface ash-leachates appear unstable, decaying in situ even if kept unhydrated. Volcanic ash from recent eruptions is shown to have a large fertilization potential in both fresh and saline water. Fluorine concentrations are integral to bulk dissolution rates and samples with high F concentrations display elevated fluxes of some nutrients, particularly Fe, Si, and P. Bio-limiting micronutrients are released in large quantities, suggesting that subsequent biological growth will be limited by macronutrient availability. Importantly, acidification of surface waters and high fluxes of toxic elements highlights the potential of volcanic ash-leachates to poison aqueous environments. In particular, large pH changes can cause undersaturation of CaCO3 polymorphs, damaging populations of calcifying organisms. Deposition of volcanic ash can both fertilize and/or poison aqueous environments, causing significant changes to surface water chemistry and biogeochemical cycles. 相似文献
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本文系统总结了沉积岩定年的意义和常用的定年手段,详细介绍了火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上的应用。从火山事件层的分布、火山灰夹层的识别、火山灰锆石的区分、应用实例等方面对前人的研究进行概述,旨在为科研工作者运用火山灰锆石U-Pb定年提供借鉴经验。与传统的成岩矿物K-Ar/Ar-Ar和Rb-Sr定年技术相比,火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上具有显著的优势。火山灰夹层具有广泛性和等时性,且锆石U-Pb同位素体系不容易受到扰动,因此火山灰锆石U-Pb定年是高精度沉积岩定年的首选方案。沉积岩定年涉及到野外观察、样品采集、室内岩相学观察及地质年代学分析和年龄解释等多个环节。在这些环节中,识别火山灰夹层是最关键的一点,也是一大难点。这需要明确火山灰夹层的岩石类型并了解火山事件沉积层的分布,在此基础上通过野外观察和室内研究进一步判别,这样可以更加准确地识别出火山灰夹层。此外,火山灰锆石定年需要区分火山灰锆石、碎屑锆石、继承/捕获锆石,可以通过矿物形态学和矿物化学特征来加以区分。 相似文献
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湖光岩玛珥湖沉积物中的火山灰保存了其原始形貌、原生的沉积和成分特征,是进行岩芯沉积物对比和定年的理想材料之一。除了对火山灰进行常规的定年外,通过精确测定火山灰中玻璃碎屑(玻屑)的成分,并与已知时代的火山喷发物成分对比确定火山灰的年龄已成为火山灰年代学研究的重要领域之一,因为它能够区分年龄差别在同位素定年误差之内的数层火山灰。本文利用电子探针分析了湖光岩玛珥湖岩芯火山灰中玻屑的成分,经与全球年龄已知火山喷发物的成分对比和分析,认为该火山灰的年龄为74000aB.P.,在此基础上,讨论了湖光岩玛珥湖岩芯74000aB.P.以来沉积速率的变化趋势。 相似文献
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