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Thesis etd-06142022-154601


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
COLAGRANDE, CAMILLA
URN
etd-06142022-154601
Thesis title
Determination of H2O content in volcanic glasses to reconstruct the ice thickness (Antarctica)
Department
SCIENZE DELLA TERRA
Course of study
SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Supervisors
relatore Prof. Rocchi, Sergio
correlatore Dott.ssa Rocchi, Irene
correlatore Prof.ssa Marianelli, Paola
Keywords
  • Antarctica
  • ft-ir
  • glaciovolcanism
  • ice-thickness
  • water content
Graduation session start date
15/07/2022
Availability
Withheld
Release date
15/07/2092
Summary
RIASSUNTO:
Il contenuto in volatili dei vetri vulcanici dipende dalle pressioni agenti sul materiale eruttato e, nel caso di glaciovulcanismo, le pressioni sono per lo più legate allo spessore della copertura glaciale. I campioni analizzati in questo lavoro sono stati prelevati in sei siti nel Northern Victoria Land (Antartide).
Trenta campioni sono stati visionati petrograficamente, allo scopo di selezionare quelli i cui vetri fossero privi di microliti e di vescicole. Tra questi, dodici sono stati scelti per la determinazione del contenuto in volatili del vetro. Le assorbanze, misurate con la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR), hanno portato alla determinazione del contenuto di acqua, conoscendo lo spessore e la densità (allo scopo di applicare la legge di Beer-Lambert). La densità è stata calcolata dalla composizione chimica del vetro analizzata con la microsonda elettronica (EMPA). In ultimo, le pressioni di raffreddamento del magma sono state calcolate usando il software VolatileCalc, il quale utilizza il contenuto in SiO2, la concentrazione di acqua e la temperatura iniziale del magma. Per i centri eruttivi di Cape Washington, Shield Nunatak e Edmonson Point, sono stati ottenuti dei valori di pressione e spessore del ghiaccio verosimili. Per quanto riguarda i campioni dell’area di Baker Rocks, i valori di pressione e spessore del ghiaccio non sono attendibili. Un’idratazione secondaria del vetro è stata ipotizzata per questi vetri. Infine, è stata fatta una critica all'utilizzo della relazione tra pressione e solubilità dei volatili, come metodo per ricostruire i paleo-spessori del ghiacchio.

ABSTRACT
The volatiles content in the volcanic glass depends on the pressure acting on the erupting material which, in glaciovolcanic system, is mainly linked to the thickness of the overlying ice cover. The samples analysed in this work have been collected from six sites in northern Victoria Land (Antarctica). Thirty samples have been screened petrographically in order to select the ones in which the glass is without microlites and vesicles. Among these samples, twelve have been selected for determination of the volatiles content in the glass. The absorbance measured using Fourier Transformed Infrared (FT-IR) spectroscopy led to the determination of the water content, once sample thickness and density have been accounted for (Beer-Lambert’s Law). The density has been calculated from the chemical composition of the glass, analysed by electron microprobe (EPMA). Finally, the magma chilling pressure has been calculated using the VolatileCalc software which uses the SiO2 concentration, the water concentration and the magmatic temperature.
For the eruptive centres of Cape Washington, Shield Nunatak and Edmonson Point reliable values of saturation pressure and ice thickness have been obtained. Regarding the Baker Rocks samples, their pressure and ice thickness values are not reliable. A secondary hydration has been inferred for these glasses. Finally, a critical review of the solubility-pressure relationship applied to paleo-ice thickness reconstruction has been made.



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