Tuore tulivuoren tuhka on samanlaista kuin kuun maaperä (regoliitti) – mitä se tarkoittaa tieteelle ja innovaatioille?
Tulivuoren tuhka on usein haitta alueelle, jolle se leviää. La Palman purkaukset vuonna 2021 saivat GTK:n tutkijat ajattelemaan mielikuvituksellisia ja innovatiivisia ratkaisuja tulivuoren tuhkan hyödyntämiseen.
Perinteisesti tulivuoren tuhkaa on käytetty tieteellisissä tutkimuksissa ymmärtämään maapallon vaipan luonnetta tai mallintamaan tulivuorenpurkauksia tai jopa ennustamaan tulevia. Tuhkaa voidaan käyttää rakennusteollisuudessa sekä lannoitteena kasveille. Myös vulkaanisen pölyn hengittämisen vaikutusta ihmisten terveyteen on tutkittu aiemmin.
Mitä muuta voisimme tehdä tuhkalla?
Tutkijat alkoivat tutkia tuhkaa uudesta näkökulmasta. Ensimmäiseksi he karakterisoivat eli määrittivät sen rakenteen ja mitä se sisältää. Tutkijat havaitsivat, että tuhka on erittäin monimutkainen geologinen materiaali. Se on seos kiteisiä kivilajikappaleita (laava) ja lasimaisia partikkeleita (oletettavasti laavaa, joka jähmettyi nopeasti purkauksen jälkeen). Nämä ovat kaikki erikokoisia, vaikka selkeä yksimodaalinen raekokojakauma oli ilmeinen (katso kuva täältä): useimmat rakeet ovat alle 0,4–0,063 mm:n jakeissa. Joidenkin partikkeleiden tekstuuri oli poikkeuksellisen monimutkainen (kuva alla). Tämä viittaa siihen, että todisteet niiden muodostumiseen johtaneista prosesseista ovat hyvin säilyneet hurjasta historiastaan huolimatta.
Tutkijat havaitsivat, että La Palman tuhkan keskimääräinen raekoko on samanlainen kuin Kuun maaperän (regoliitin), joka muodostaa Kuun pinnan muutaman metrin paksuisen yläkerroksen. Lisäksi La Palman tuhkan basalttinen koostumus muistuttaa kemiallisesti Kuun meriksikin kutsuttujen tasankojen maaperää. Nämä Kuun tummat alueet näkyvät maapallolta paljaalla silmällä.
Tutkijat pohtivat voisiko La Palman tuhkaa käyttää Kuun regoliitin maanpäällisenä vastineena. He tutkivat aiheen kirjallisuutta ja keskustelivat yhteistyökumppaneidensa Mahesh Anandin ja Richard Windmillin Ison Britannian avoimesta yliopistosta kanssa. Anand ja Windmill osallistuvat todellisen Kuun maaperän tutkimiseen. Vastaus tutkijoiden pohdintaan oli kyllä. Näin he aloittivat sarjan kokeita La Palman tuhkalla, joista yksi sisälsi salaatinlehtien kasvattamisen tuhka-kompostiseoksissa.
Tuhka sisältää rapautumattomia, vaipasta peräisin olevia mineraaleja (amfiboli, magnetiitti, oliviini, klinopyrokseeni). On jo olemassa kokeellisia ideoita siitä, miten mineraaleista voisi parhaiten erottaa vettä ja happea Kuussa. Tuhkasta rikastetut mineraalit voisivat muodostaa perustan näiden ideoiden kokeilulle ja optimoinnille. Tuhkalla on monia mielenkiintoisia ja hyödyllisiä ominaisuuksia: se on väriltään musta, suhteellisen tiheä, heikosti magneettinen, koostuu lasista ja kiteistä ja sisältää monia partikkeleita, jotka ovat mikrohuokoisia ja hiovia. Ominaisuudet tekevät siitä hyödyllisen luonnollisen geomateriaalin, jonka avulla voidaan tehdä uusia löytöjä ja keksintöjä.
Lisätietoa
Teksti pohjaa Geology Todayn 28.7.2023 julkaistuun artikkeliin:
Volcanic ash as a resource for future research on Earth and the Moon
Alan R. Butcher, Richard Windmill, Ian J. Corfe, Sungwoo Lim, Ester M. Jolis, Sari Lukkari, Matt J. Pankhurst, Olivia A. Barbee, Beverley C. Coldwell, Nemesio Perez Rodriguez, Lee F. White, Alice Dunford and Mahesh Anand.
Alan Butcher, Research Professor
Geological Survey of Finland GTK
alan.butcher@gtk.fi
Saattaisit olla kiinnostunut myös näistä jutuista
Geologialla on tärkeä rooli avaruudessa
GTK auttaa avaruustutkijoita tekemään elämästä Kuussa mahdollista
