Mobilisierung von Eisen in Vulkanasche während des Transports in Eruptionssäulen

Description: Vulkanische Asche wurde vor kurzem als eines potenziellen Düngemittel für Ozeanoberfläche identifiziert worden. Jedoch werden die Prozesse, die Umwandlung von unlöslichen zu löslichen Eisen ermöglichen Fe-Verbindungen in der Asche wenig verstanden bisher. Diese Studie untersucht die vulkanische Wolke Kontrollen auf Asche Eisenlöslichkeit. Ich kombiniere Vulkanausbruch Spalte Modellierung mit hohen, mittleren und niedrigen Temperaturen chemische Reaktionen in Eruption Wolken, um besser einschränken Vulkanasche Eisen Mobilisierung unter Berücksichtigung der Wechselwirkung verschiedener Arten in einem Fest-Flüssig-Gas-System. Zuerst benutze ich ATHAM die Plum Dynamik und Mikrophysik lösen. Zweitens, entwickle ich eine Chemie und Thermodynamik Code, der die Umgebungsbedingungen (in-plume Temperatur, Druck, Feuchtigkeit usw.) bekommt von den ATHAM Ausgänge und simuliert die gas-ash/aerosol Interaktionen mit speziellem Fokus auf Eisen-Chemie. Dieses Modell basiert auf einer Reihe von gekoppelten Massenbilanzgleichungen für verschiedene Arten der Eruptionssäule. Begriffe, die in diesen Gleichungen basieren auf physikalisch-chemischen Wechselwirkungen von gasförmigen, flüssigen und festen Arten parametriert. Einige der wichtigsten Prozesse in dieser Studie nicht berücksichtigt sind: Gas-Scavenging durch Asche, Wasser und Eis, Auflösung von Asche in der flüssigen Phase und Eisen wässrigen Chemie. Eine Reihe von Laborexperimenten auf Asche wird auch als die Ergebnisse der Modellierung gegen echte Ascheproben und Beobachtung zu bewerten. Schließlich schlage ich die günstige vulkanischen Einstellung und in-plume Prozesse für Asche Eisen Mobilisierung.

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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Flüssiggas ? Eisen ? Asche ? Düngemittel ? Photochemie ? Aerosol ? Chemie ? Chemische Analyse ? Feststoff ? Temperatur ? Vulkanismus ? Gasförmiger Stoff ? Biosystem ? Löslichkeit ? Meeresoberfläche ? Stoffbilanz ? Studie ? Wolke ? Laborversuch ? Meeresgewässer ? Modellierung ? Chemische Reaktion ? Feuchtigkeit ? Atmosphärischer Prozess ? Auflösungsvermögen ? Thermodynamik ? Wechselwirkung ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2015-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Ash Iron Mobiliztion in Volcanic Eruption Plumes
  Description: Recent studies strongly suggest that volcanic ash fertilizes the surface ocean by releasing soluble iron. However, knowing the fact that ash iron near the volcanic vent is mostly insoluble, the volcanic and atmospheric processes that allow formation of soluble iron species in the ash are poorly understood so far. This study investigates the volcanic plume controls on ash iron solubility. I combine volcanic eruption column modeling with high, mid and low temperature chemical reactions in eruption plumes in order to better constrain volcanic ash iron mobilization taking into account the interaction of different species in a solid-liquid-gas system. First, I use ATHAM to solve the plume dynamics and microphysics. Second, I develop a chemistry and thermodynamics code which gets the environmental conditions (in-plume temperature, pressure, humidity etc) from the ATHAM outputs and simulates the gas-ash/aerosol interactions with special focus on iron chemistry. This model is based on a series of coupled mass balance equations for different species in the eruption column. Terms in these equations are parameterized based on physicochemical interactions of gas, liquid and solid species. Some of the major processes considered in this study are: gas scavenging by ash, liquid water and ice, dissolution of the ash in the liquid phase and ice, iron aqueous chemistry and photochemistry. A series of lab experiments on ash are also considered to evaluate the modeling results against real ash samples and observation. Finally, I propose the favorable volcanic setting and in-plume processes for ash iron mobilization. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1073974

Status

Aktiv

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