Geri Dön

Quantitative morphological analysis of ashes from pyroclastic deposits of hydrovolcanic and magmatic origin

Hidrovolkanik ve magmatik kökenli piroklastik çökellerdeki küllerin kantitatif morfolojik analizleri

  1. Tez No: 216170
  2. Yazar: ORKUN ERSOY
  3. Danışmanlar: PROF.DR. ALAİN GOURGAUD, PROF.DR. ERKAN AYDAR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Volkanik kül, taramalı elektron mikroskobu, freatomagmatizma, pürüzlülük, gradyent analizi, yüzey dokusu, volcanic ash, scanning electron microscopy, phreatomagmatism, roughness, gradient analysis, surface texture
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 132

Özet

Farklı parçalanma mekanizmalarından oluşan volkanik kül taneleri, farklı yüzey dokularına ve morfolojisine sahiptir. Her bir kül tanesi, kendi oluşum ortamı ve koşulları hakkında bilgi içerebilir. Belli özellikler parçalanma sistemi, parçalanma şiddeti ve parçalanma prosesi sırasında yer alan suyun miktarı hakkında ipucu verebilir. Ancak, günümüze kadar volkanik kül kalıplaşmış bazı kalitatif terimlerle karakterize edilmiş ve kül türlerinin ayırt edilmesindeki başarı ayırt eden kişinin deneyimine bağlı kalmıştır. Dahası, volkanik kül şekillerinin kompleksliği ve çeşitliliği kantitatif tanımlamayı zor hale getirmiş ve volkanik kül yüzey dokusunun sayısal tanımlanması, karmaşıklığından dolayı, halen büyük oranda çözümlenememiştir. Bu çalışmada basit ve iyi tanımlanmış yüzey parametreleri sunulmuştur. Gri seviye değişimi yüzeyin pürüzlülük değişimi ile ilişkilendirilmiştir. Bu çalışmada, gri seviye değerleri, yüzeydeki dikey ?z? değerlerine karşılık gelecek biçimde kullanılmıştır. Metodun basitliğinden kaylaklanan avantajları ve dezavanatajları tartışılmıştır. Kül yüzeyleri üzerinde yedi adet pürüzlülük parametresi (Rq, Ra, Rsk, Rku, Rv, Rp, Rt), üç adet dörtlü ağaç (quadtree) parametresi (nQT, mQT, sQT) ve fraktal boyut hesaplanmıştır. Sobel operatörlerine bağlı gradyan analizi uygulanmış ve gradyanların frekansına bağlı olarak kutupsal çizimler (polar plots) oluşturulmuştur. Kutupsal çizimler üzerinde şekil faktörü, sıkılık, yuvarlaklık, en-boy oranı, sağlamlık (solidity), dışbükeylik ve fraktal boyut hesaplanmıştır. İki boyutlu analizler için farklı püskürme tiplerine sahip beş adet volkandan (Nemrut, Erciyes-Türkiye, Galunggung-Endonezya, Villarica-Şili ve Miyakejima-Japonya) örnekler kullanılmıştır. Ancak, üç boyutlu görüntüler farklı morfolojik özelliklerin doğru yorumlanmasına ve doğru ölçülmesine olanak sağlarlar. Bu nedenle, üç boyutun yeniden oluşturulması için gerekli 3D verisetini elde etmek amacıyla optik olarak kesit alma, stereoskopi ve kontrollü aşındırma teknikleri kullanılmıştır. Yüzey parametreleri Villarica volkanından (Şili) alınan küllerin 3D yüzeyleri üzerinde hesaplanmıştır. Yüzey parametreleri farklı tipteki taneleri parçalanma mekanizmalarına bağlı olarak sınıflandırmada kullanılmış ve su/magma etkileşimi ile ilişkili püskürmelerde faz değişimlerini işaret etmiştir. En uygun ayırt edici yüzey parametreleri, kalitatif yüzey prametreleri, vesikülarite, ksenolit bolluğu, hesaplanan magma/su oranının (R) kantitatif yüzey parametreleri ile olan korelasyonu yardımıyla tespit edilmiştir. Pürüzlülük parametrelerinden Ra ve Rq'nun mikro-pürüzlülüğe (örn. ince taneli toz) hassas olduğu kanısına varılırken, diğer pürüzlülük parametreleri Rsk ve Rku'nun yüzey üzerindeki boşluklardan (gözenekler) kaynaklanan makro-pürüzlülüğü ölçtüğü kanısına varılmıştır. Dahası, dörtlü ağaç parametresi nQT, yüzeylerin fraktal boyutu ve kutupsal çizimlerin sağlamlılığı (solidity), Ra ve Rq'ya benzer biçimde mikro-pürüzlülüğe karşı aynı tepkileri vermiştir. Doğal materyallerin yüzey özelliklerine giderek artan ilgiden dolayı, bu çalışmada önerilen yüzey parametreleri çeşitli doğal materyal yüzeylerinde uygulanabilir.

Özet (Çeviri)

Volcanic ash particles from different fragmentation mechanisms have different surface textures and morphologies. Every single ash particle may convey information about its own formation environment and conditions. Certain features may give a hint about the fragmentation regime, the intensity of fragmentation and quantity of water that partakes in the fragmentation process. However, volcanic ash was characterized widely by qualitative set phrases up to date and the success in the discrimination of ash types depended on the experience of the person who dealt with characterization of particles. Furthermore, the complexity and variability of volcanic particle shapes make quantitative characterization difficult and numerical characterization of volcanic ash surface texture, because of its complexity, still remains largely unresolved. Simple and well-defined surface descriptors were presented in this study. It is based on assuming that the gray level variation is related to the roughness variation of the surface. Here, gray level values were used in a form corresponding to vertical z-values on the surface. The disadvantages and advantages of the simplicity of method have been discussed. Seven roughness descriptors (Rq, Ra, Rsk, Rku, Rv, Rp, Rt), three quadtree parameters (nQT, mQT, sQT) and fractal dimensions (FDs) on ash surfaces were measured. A gradient analysis based on Sobel operators was performed and polar plots were generated based on frequency of gradients. Different shape descriptors such as form factor, compactness, roundness, aspect ratio, solidity, convexity and the fractal dimensions (FD_PP) were calculated on polar plots. Samples from five volcanoes with different eruption styles were selected for 2D analysis (Nemrut, Erciyes (Turkey), Galunggung (Indonesia), Villarica (Chile) and Miyakejima (Japan)). However, threedimensional images allow different morphological features to be correctly interpreted and definitively measured. Therefore, optically sectioned particles, stereoscopy and controlled grinding were used to acquire 3D datasets for reconstruction. Surface descriptors were calculated on 3D surfaces of ash particles from Villarica volcano (Chile). The surface descriptors were used to cluster different type of particles according to their fragmentation mechanisms and designated the phase changes in eruptions associated with interacting water/magma ratios. The optimum distinctive surface descriptors were determined with the assistance of correlations between qualitative surface descriptions, vesicularity, xenolith abundance, calculated water/magma mass ratios (R) and quantitative surface descriptors. It is agreed that roughness parameters Ra and Rq are sensible to micro-roughness (eg. fine dust) while other roughness parameters Rsk and Rku measure the macro-roughness associated with cavities on the surface (vesicles). Furthermore, quadtree parameter nQT, fractal dimension of surfaces and solidity of polar plots also have the same response to microroughness similar to Ra and Rq. Because of increasing interest in surface properties of natural materials, surface descriptors proposed in this study can be applied to surfaces of various natural materials.

Benzer Tezler

  1. Kentsel büyüme kontrol ve yönetim mekanizmalarının morfolojik analizi: Abuja, Amsterdam ve Ankara örnekleri

    Morphological analysis of urban growth control and management mechanisms: Abuja, Amsterdam And Ankara cases

    JESUGBEMİ OLAOYE AJİBOYE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    MorfolojiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞİRİN GÜLCEN EREN

  2. İki agamid kertenkelesinin karşılaştırmalı ekomorfolojik analizi: Stellagama stellio ve Trapelus lessonae popülasyonlarında habitat farklılıklarının fenotipik etkisi

    Comparative ecomorphological analysis of two agamid lizards: Phenotypic effects of habitat differences on Stellagama stellio and Trapelus lessonae populations

    MELODİ YENMİŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    ZoolojiEge Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DİNÇER AYAZ

  3. Farklı adeziv sistemler kullanılarak yapılan ımmedıate dentın sealıng (hemen dentin kapama) işleminin monolitik zirkon blokların dentine olan bağlanma dayanımı üzerine etkisi

    The effect of immediate dentin sealing procedure using different adhesive systems on the bond strength of monolithic zirconia to dentin

    LEYLA FAZLIOĞLU

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Diş HekimliğiBezm-i Alem Vakıf Üniversitesi

    Restoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURCU OĞLAKÇI

  4. Sessiz koroidal neovaskülarizasyonların doğal seyrinin optik kohorens tomografi anjiografi ile analizi

    Analysis of the natural course of quiescent choroidal neovascularization with optical coherence tomography angiography

    YELİZ DELİBAY AKGÜN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Göz HastalıklarıManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Göz Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİN KURT

  5. Erzurum fasulye (Phaseolus vulgaris L.) popülasyonunun morfolojik, moleküler karakterizasyonu ve seleksiyonu

    Morphological, molecular characterization and selection of beans (Phaseolus vulgaris L.) population in Erzurum

    RAZİYE KUL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    ZiraatAtatürk Üniversitesi

    Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERTAN YILDIRIM