Quantitative morphological analysis of ashes from pyroclastic deposits of hydrovolcanic and magmatic origin
Hidrovolkanik ve magmatik kökenli piroklastik çökellerdeki küllerin kantitatif morfolojik analizleri
- Tez No: 216170
- Danışmanlar: PROF.DR. ALAİN GOURGAUD, PROF.DR. ERKAN AYDAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Volkanik kül, taramalı elektron mikroskobu, freatomagmatizma, pürüzlülük, gradyent analizi, yüzey dokusu, Mikroskopi-elektron taramalı, volcanic ash, scanning electron microscopy, phreatomagmatism, roughness, gradient analysis, surface texture, Microscopy-electron scanning
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Gelibolu'nun tarihsel süreç içerisinde morfolojik değişiminin sayısal yaklaşımlarla incelenmesi
A quantitative analysis of the morphological evolution of gallipoli within a historical framework
OĞUZ GÜVEN ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Şehircilik ve Bölge PlanlamaKonya Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TOPÇU
- Tipik, Atipik ve Malign menengiomlarda Feulgen Pararozanilin, AgNOR, Bcl-2, Cyclin A boyanması ile , hücrelerin morfolojik özelliklerinin saptanması ve prognostik parametrelerin karşılaştırılması. SAMBA 4000 görüntü analiz sistemi ile kantitatif ve semikantitatif çalışma
Determining the morphological properties of cells and comparison at prognostic factors in Typic, Atypic and Malign meningiomas according to painting by Feulgen Pararozanilin, AgNOR, Bcl-2, Cyclin A. Quantitative and semi-quantitative study with SAMBA 4000 image analysis system.
KENAN KIBICI
- Morphological analysis of urban blocks and their impact on urban quality in Mugla city center
Muğla kent merkezindeki kentsel blokların morfolojik analizi ve kentsel kaliteye etkileri
MELDA BALABAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Şehircilik ve Bölge PlanlamaMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERAY KOCA
- Trabzon kentinde çeper kuşakların oluşum ve değişim süreçlerinin tarihsel morfolojik analizi
Hi̇stori̇cal morphologi̇cal analysi̇s of the formati̇on and change processes of peri̇pheral zones i̇n Trabzon ci̇ty
CANAN DENİZ YILDIZ SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
MorfolojiKaradeniz Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YELDA AYDIN TÜRK
- 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
2021
Şehircilik ve Bölge PlanlamaSüleyman Demirel ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞİRİN GÜLCEN EREN