Friedlander, E. A.

Giordano, Daniele

Kennedy, B

Russell, K

English

Institutional Research Information System University of Turin

7/2/2015 ADS 2.0 ­ Russell, K.: Dissolved, Exsolved and Re­dissolved H2O in Volcanology: Rheology, Glass Transition, and Thermodynamicshttp://labs.adsabs.harvard.edu/adsabs/abs/2012AGUFM.V23G..04R/ 1/2ADS 2ADS ClassicMirrors Home Search Feedback Help Tour this PageLog in/Sign up2012AGUFM.V23G..04RExportin ADS Classicin BibTeXin AASTeXin EndNoteAnalyzefor this abstract:MetricsAbstractReferencesCitationsCo­ReadsSimilar ArticlesGraphicsTable of contentsDissolved, Exsolved and Re­dissolved H2O in Volcanology: Rheology, Glass Transition, andThermodynamicsRussell, K. ( Dept Earth & Ocean Sci, Univ British Columbia, Vancouver, BC, Canada; ); kennedy, B.( Geological Sciences, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand; ); Giordano, D. (Scienze della Terra, Universita' degli Studi di Torino, Torino, Italy; ); Friedlander, E. A. ( Dept Earth& Ocean Sci, Univ British Columbia, Vancouver, BC, Canada; ) show affiliationsAmerican Geophysical Union, Fall Meeting 2012, abstract #V23G­04Published in Dec 2012All natural magmas originate with dissolved H2O. All such magmas degas during transport anderuption. The presence, abundance, and state of H2O in magmas control phase relations and thetransport properties of melts and magmas. For example, dissolved H2O lowers viscosity, lowers glasstransition temperatures (Tg), and controls the temperature and nature of crystallization. The effects ofexsolved water are also substantial in terms of modifying the bulk transport properties of the magma,facilitating egress of volatiles and, thus, promoting crystallization. Of great interest is the couplingthis component (H2O) creates between the thermodynamic processes (i.e. cooling, crystallization,vesiculation) and the properties (i.e. density, viscosity) controlling the mechanical behaviour (i.e. flowand fracture) of magma during transport and eruption. The coupling allows for strong feedbacksbetween system variables. The component H2O also has a retrograde solubility in silicate meltswherein H2O solubility in the melt increases with decreasing T. Here, we explore some of theconsequences of retrograde solubility of H2O for volcanic systems using a new preliminary7/2/2015 ADS 2.0 ­ Russell, K.: Dissolved, Exsolved and Re­dissolved H2O in Volcanology: Rheology, Glass Transition, and Thermodynamicshttp://labs.adsabs.harvard.edu/adsabs/abs/2012AGUFM.V23G..04R/ 2/2experimental dataset. These data establish the 1­atmosphere solubility limits of H2O in silicic melt atvolcanic temperatures and are complementary to the growing literature on the low pressure (<50 MPa)solubility of volatiles in silicate melts (e.g., Behrens et al. 2009; DiMatteo et al. 2004; Liu et al. 2005;Zhang 1999). We specifically look at the implications of these data, especially the retrogradesolubility limits, for welding of pyroclastic deposits (e.g. ignimbrites, conduit fill, fall out). Thecessation of welding and compaction processes in pyroclastic deposits is reached when deposits coolbelow Tg. However, the fact that H2O has a retrograde solubility means that inter­ and intraclastwater will be resorbed by vitric pyroclasts as the deposit cools (regardless of load). This has theimmediate consequence of reducing the viscosity of the pyroclasts and, more importantly, reducingTg. The reduction in pyroclast viscosity facilitates sintering, welding and compaction processes. Thereduced Tg, due to resorbed H2O, extends the T­time window for porosity reduction via viscous flow.Variations in welding intensity can, therefore, be an expression of the competition between cooling ofthe deposit and the re­hydration of vitric pyroclasts during cooling driven by retrograde solubility ofH2O. In essence, the temperature of the cooling deposit chases a descending Tg; once the deposittemperature catches and drops below Tg, viscous deformation processes are quenched. This allows forthe H2O contents of vitric pyroclasts to preserve higher water contents that they had at the time theyerupted. The analysis of the relationships between eruptive, emplacement and glass transitiontemperatures are discussed further. References Cited: Behrens H. et al. 2009: Am Min 94, 105­120. DiMatteo V. et al. 2004: Chemical Geology 213, 187­196. Liu Y et al. 2005: . J Volc Geotherm Res 143,219­235. Zhang Y 1999: Rev Geophys 37, 493­516.Keywords:Free Keywords: [8411] VOLCANOLOGY / Thermodynamics; [8439] VOLCANOLOGY / Physicsand chemistry of magma bodies; [8445] VOLCANOLOGY / Experimental volcanismNo Suggested Articles for this paper.     © The SAO/NASA Astrophysics Data SystemThe ADS is operated by the Smithsonian Astrophysical Observatory under NASA GrantNNX12AG54GTerms and ConditionsMirrorsFeedbackFAQSmithsonian InstitutionSmithsonian Privacy NoticeSmithsonian Terms of UseNASASmithsonian Astrophysical ObservatoryHarvard UniversityFeedback

Dissolved, Exsolved and Re-dissolved H2O in Volcanology: Rheology, Glass Transition, and Thermodynamics

https://iris.unito.it/bitstream/2318/153123/1/ADS%202.0%20-%20Russell%2c%20K.pdf

Dissolved, Exsolved and Re-dissolved H2O in Volcanology: Rheology, Glass Transition, and Thermodynamics

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Institutional Research Information System University of Turin