Innhold
- Hva er Pimpsten?
- Hvordan danner pimpsten seg?
- Gass og pimpstein ved Pinatubo-utbruddet
- Mount Mazama Eruption (Crater Lake)
- Sammensetning av pimpsten
- Pimpsten har en veldig lav tyngdekraft
- Bruk av pimpstein
- Pimpstein og pumisittproduksjon
- Importert pimpstein og erstatninger
Pumice: Dette eksemplet viser skummende vesikulær tekstur av pimpsten. Den har en egenvekt på mindre enn en og vil flyte på vann. Det er omtrent fem centimeter tvers over.
Pimpstein ved Mount St. Helens: En pyroklastisk flyt vil noen ganger inneholde store biter av pimpsten. Dette fotografiet viser en USGS-forsker som undersøker blokker av pimpstein ved tåen til en pyroklastisk strøm ved Mount St. Helens. Bilde av Terry Leighley, Sandia Labs.
Hva er Pimpsten?
Pimpsten er en lysfarget, ekstremt porøs stollartet bergart som dannes under eksplosive vulkanutbrudd. Den brukes som aggregat i lettbetong, som landskapsaggregat, og som et slipemiddel i en rekke industrielle og forbrukerprodukter. Mange prøver har en høy nok porøsitet til at de kan flyte på vann til de sakte blir vannet.
Pimpsteinbrudd: Fotografi av lagdelt pimpsteinavsetning produsert av pyroklastiske strømmer ved Mount St. Helens, Washington. USGS-bilde av L. Topinka.
Rock & Mineral Kits: Få et stein-, mineral- eller fossilsett for å lære mer om jordmaterialer. Den beste måten å lære om bergarter er å ha eksemplarer tilgjengelig for testing og undersøkelse.
Hvordan danner pimpsten seg?
Porerommene (kjent som vesikler) i pimpsten er en ledetråd til hvordan den dannes. Vesiklene er faktisk gassbobler som ble fanget i fjellet under rask avkjøling av en gassrik skummende magma. Materialet avkjøles så raskt at atomer i smelten ikke klarer å ordne seg inn i en krystallinsk struktur. Således er pimpsten et amorft vulkansk glass kjent som en "mineraloid."
Noen magmas inneholder flere prosent oppløst gass etter vekt mens de er under trykk. Stopp et øyeblikk og tenk på det. Gass veier veldig lite på jordoverflaten, men disse magmaene under trykk kan inneholde flere vektprosent gass som holdes i løsningen.
Dette ligner på den store mengden oppløst karbondioksid i en forseglet flaske med kullsyreholdig drikke som øl eller brus. Hvis du rister beholderen, må du øyeblikkelig åpne flasken, den plutselige pressutløsningen gjør at gassen kan komme ut av løsningen, og drikken renner ut av beholderen i en skummende rot.
Et stigende legeme av magma, overladet med oppløst gass under trykk, oppfører seg på en lignende måte. Når magmaen bryter gjennom jordas overflate, fører det plutselige trykkfallet til at gassen kommer ut av løsningen. Det er dette som produserer den enorme hastigheten med høytrykksgass fra utløpet.
Denne hastigheten på bensin fra ventilasjonsåpningen makulerer magmaen og blåser den ut som en smeltet skum. Skummet stivner raskt når det flyr gjennom luften og faller tilbake til jorden som biter av pimpsten. De største vulkanutbruddene kan kaste ut mange kubikk kilometer med materiale. Dette materialet kan variere i størrelse fra bittesmå støvpartikler til store blokker av pimpsten på størrelse med et hus.
Store utbrudd kan tette landskapet rundt vulkanen med over 100 meter pimpstein og skyte støv og aske høyt ut i atmosfæren.
Avsnittene nedenfor gir sitater fra United States Geological Survey-rapporter som beskriver produksjonen av pimpstein ved to store utbrudd.
Pinatubo-utbrudd: Det eksplosive utbruddet av Mount Pinatubo på Filippinene den 12. juni 1991 kastet ut mer enn fem kubikk kilometer materiale og ble vurdert som et VEI 5-utbrudd på den vulkanske eksplosivitetsindeksen. Mye av det materialet var pimpstein (se bilde nedenfor) som tømte landskapet rundt vulkanen. USGS-bilde.
Pinatubo pimpstein: Dacitiske pimpsteinfragmenter brøt ut av Mount Pinatubo, Filippinene, under et enormt utbrudd 15. juni 1991. Foto av W.E. Scott, USGS image.
Gass og pimpstein ved Pinatubo-utbruddet
Det nest kraftigste vulkanutbruddet på 1900-tallet var ved Mount Pinatubo i 1991. Beskrivelsen nedenfor forklarer hvor enorme volum av oppløst gass drev utbruddet og hvordan en kubikk kilometer ask og pimpelapilli ble sprengt fra vulkanen.
"Fra 7. til 12. juni nådde den første magma overflaten på Mount Pinatubo. Fordi den hadde mistet det meste av gassen som var inne i den på vei til overflaten, ozo ut magmaen for å danne en lavakuppel, men forårsaket ikke et eksplosiv Utbrudd. 12. juni nådde imidlertid millioner kubikkmeter gassladd magma overflaten og eksploderte i det gjenoppvåkende vulkanenes første spektakulære utbrudd.Da enda mer sterkt gassladet magma nådde Pinatubos-overflaten 15. juni, eksploderte vulkanen i et kataklysmisk utbrudd som kastet ut mer enn 1 kubikk kilometer med materiale. Et teppe av vulkansk aske og pimpstein lapilli teppet landet.
Store snøskred med brennende varm aske, gass og pimpstein brølte ned langs flankene til Mount Pinatubo, og fylte en gang dype daler med friske vulkanavsetninger så mye som 660 fot tykke. Utbruddet fjernet så mye magma og stein fra under vulkanen at toppen kollapset for å danne en stor vulkansk depresjon 1,6 kilometer over. "
Pimpsteinflåte: En "flåte" av lett pimpstein som fløt på overflaten i Sør-Stillehavet etter et utbrudd på Tonga-øyene. NASA-bilde.
Mount Mazama Eruption (Crater Lake)
"Det kataklysmiske utbruddet av Mount Mazama for 7 700 år siden startet fra en enkelt ventil på nordøstsiden av vulkanen som en ruvende søyle av pimpstein og aske som nådde noen 30 miles høy. Vinder bar asken over store deler av Stillehavet nordvest og deler av Sør-Canada. Så mye magma brøt ut at vulkanen begynte å kollapse i seg selv. Da toppen brøt sammen, åpnet det seg sirkulære sprekker rundt toppen. Mer magma brøt ut gjennom disse sprekkene for å rase nedover bakkene når pyroklastiske strømmer. Innskudd fra disse strømmer delvis fylte dalene rundt Mount Mazama med opptil 300 fot pimpstein og aske. Etter hvert som mer magma ble brutt ut, fortsatte sammenbruddet til støvet slo seg ned for å avsløre en vulkansk depresjon, kalt en kaldera, 5 mil i diameter og en kilometer dypt. "
Pimpsteinflåte: Utsikt over en pimpsteinflåte fra en båt. Bølger kan sees bevege seg under pimpsten. Flåtene kan flyte i årevis til all pimpsten blir vannet og synker eller den blir forsvunnet av bølger og vind. USGS-bilde.
Sammensetning av pimpsten
De fleste pimpsten utbryter fra magmas som er sterkt ladet med gass og har en rolitisk sammensetning. En sjelden gang kan pimpstein komme ut av gassladd magma med basaltisk eller andesittisk sammensetning.
Pantheon: Noe av betongen som ble brukt til å konstruere Pantheon av romerne i 126 e.Kr. var lett materiale laget med pimpsteinaggregat. Fotografering av Roberta Dragan, brukt under en Creative Commons-lisens.
Pimpsten har en veldig lav tyngdekraft
De riktige vesiklene i pimpsten og de tynne veggene mellom dem gir bergarten en veldig lav spesifikk tyngdekraft. Den har typisk en egenvekt på mindre enn en, noe som gir bergarten en mulighet til å flyte på vann.
Store mengder pimpstein produsert av noen utbrudd på øya og subsea vil flyte på overflaten og skyves rundt av vindene. Pimpsten kan flyte over lengre perioder - noen ganger år - før den endelig blir vannet og synker. Store masser av flytende pimpstein er kjent som "pimpsteinflåter." De er store nok til å spores av satellitter og er en fare for skip som seiler gjennom dem (se bilder).
Pimpstein produkter: En rekke helse- og skjønnhetsprodukter som inneholder pimpstein. De inkluderer den berømte "Lava Soap" som renser skitne hender med bittesmå biter av pimpstein, en kratt for fotskrubbe som fungerer som en eksfoliant for å glatte "sandal føtter", to pimpsteiner og en svamp med innebygd pimpstein.
Bruk av pimpstein
Den største bruken av pimpstein i USA er produksjonen av lette betongblokker og andre lette betongprodukter. Når denne betongen blandes, forblir vesiklene delvis fylt med luft. Det reduserer vekten på blokken. Lettere blokker kan redusere byggets stålkrav eller redusere fundamentkravene. Den fangede luften gir også blokkene en større isolasjonsverdi.
Den nest vanligste bruken av pimpstein er i landskapsarkitektur og hagebruk. Pimpsten brukes som et dekorativt jorddekke i landskapsarkitektur og planter. Det brukes som dreneringsbergart og jordbalsam i beplantninger. Pimpstein og scoria er også populære bergarter for bruk som underlag i hydroponisk hagearbeid.
Pimpsten har mange andre bruksområder. Til sammen utgjør disse mindre enn noen få prosent av forbruket i USA, men dette er produktene som folk flest tenker på når de hører ordet "pimpstein."
Mange mennesker har funnet små pimpstein i lommene på helt nye "steinsvasket jeans", og nesten alle har sett den berømte "Lava Soap" som bruker pimpstein som et slipemiddel. Nedenfor viser vi disse og noen av de andre små bruk av pimpstein (i ingen spesiell rekkefølge).
- et slipende i kondisjonerende "steinvasket" denim
- et slipemiddel i bar og flytende såper som "Lava Soap"
- et slipemiddel i blyant viskelær
- et slipemiddel i hudfolierende produkter
- et fint slipemiddel brukt til polering
- et trekkmateriale på snødekte veier
- en trekkforsterker i dekkgummi
- en absorbent i kattesand
- et finkornet filtermedium
- et lett fyllstoff for keramikkleire
Pimpstein og pumisittproduksjon
Pimpstein produseres i to former: bergens pimpstein og pimpstein. "Pumicite" er et navn gitt til veldig finkornet pimpstein (mindre enn 4 millimeter i diameter ned til submillimeterstørrelser). Ordet kan brukes synonymt med "vulkansk aske." Den er utvunnet fra vulkanske askeforekomster, eller den kan produseres ved å knuse bergimpimp.
Rundt 500.000 tonn pimpstein og pumicitt ble utvunnet i USA i 2011. Den totale verdien av denne pimpsten var rundt 11.200 000 dollar, eller et gjennomsnitt på rundt 23 dollar per tonn ved gruven. De produserende statene var i rekkefølge av synkende produksjon:
- Oregon
- Nevada
- Idaho
- Arizona
- California
- New Mexico
- Kansas
Pimpsteinretikulitt: Reticulite er en basaltisk pimpstein der alle boblene har brast, og etterlater en bikakestruktur. Fotografi av J. D. Griggs, USGS-bilde.
Importert pimpstein og erstatninger
All pimpsteinproduksjonen i USA skjer vest for Mississippi River. I 2011 ble det meste av pimpsten for forbruk i det østlige USA importert fra Hellas.
I det østlige USA brukes utvidet aggregat, produsert ved å varme opp spesifikke skifertyper under kontrollerte forhold, som erstatning for pimpstein i lette applikasjoner for aggregat, hagebruk og landskapsarkitektur.