Contenu
- Qu'est-ce que la pierre ponce?
- Comment se forme la pierre ponce?
- Gaz et pierre ponce lors de l'éruption du Pinatubo
- Eruption du mont Mazama (lac du cratère)
- Composition de la pierre ponce
- La pierre ponce a une très faible densité
- Utilisations de la pierre ponce
- Production de ponce et de pumicite
- Pierre ponce et substituts importés
Pierre ponce: Ce spécimen montre la texture mousseuse vésiculaire de la pierre ponce. Il a une densité inférieure à un et flotte sur l'eau. Il fait environ cinq centimètres (deux pouces) de diamètre.
La pierre ponce au mont St. Helens: Un flux pyroclastique contient parfois de gros morceaux de pierre ponce. Cette photo montre un scientifique de l'USGS examinant des blocs de pierre ponce au pied d'un flux pyroclastique au mont St. Helens. Image de Terry Leighley, Sandia Labs.
Qu'est-ce que la pierre ponce?
La pierre ponce est une roche ignée de couleur claire et extrêmement poreuse qui se forme lors d'éruptions volcaniques explosives. Il est utilisé comme agrégat dans le béton léger, comme agrégat d'aménagement paysager et comme abrasif dans divers produits industriels et de consommation. De nombreux spécimens ont une porosité suffisamment élevée pour pouvoir flotter sur l'eau jusqu'à ce qu'ils deviennent lentement gorgés d'eau.
Carrière de pierre ponce: Photographie d'un gisement de pierre ponce stratifiée produit par des coulées pyroclastiques au mont St. Helens, Washington. Image USGS de L. Topinka.
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Comment se forme la pierre ponce?
Les espaces de pores (appelés vésicules) dans la pierre ponce sont un indice de la façon dont elle se forme. Les vésicules sont en fait des bulles de gaz qui ont été piégées dans la roche lors du refroidissement rapide d'un magma mousseux riche en gaz. Le matériau se refroidit si rapidement que les atomes de la masse fondue ne sont pas capables de s’organiser en une structure cristalline. Ainsi, la pierre ponce est un verre volcanique amorphe appelé «minéraloïde».
Certains magmas contiennent plusieurs pour cent de gaz dissous en poids lorsqu'ils sont sous pression. Arrêtez-vous un instant et réfléchissez-y. Le gaz pèse très peu à la surface de la Terre, mais ces magmas sous pression peuvent contenir plusieurs pour cent de gaz en poids maintenus en solution.
Ceci est similaire à la grande quantité de dioxyde de carbone dissous dans une bouteille scellée de boisson gazeuse telle que la bière ou la soude. Si vous secouez le récipient, puis ouvrez immédiatement la bouteille, le relâchement soudain de pression permet au gaz de sortir de la solution et la boisson sort du récipient dans un gâchis mousseux.
Un corps de magma en hausse, suralimenté en gaz dissous sous pression, se comporte de la même manière. Lorsque le magma traverse la surface de la Terre, la chute de pression soudaine provoque la sortie du gaz de la solution. C’est ce qui produit l’énorme affluence de gaz à haute pression provenant de l’évent.
Cette poussée de gaz de la ventilation déchiquette le magma et le souffle comme une mousse fondue. La mousse se solidifie rapidement lorsqu'elle vole dans les airs et retombe sur la Terre sous forme de morceaux de pierre ponce. Les plus grosses éruptions volcaniques peuvent projeter plusieurs kilomètres cubes de matériaux. La taille de ce matériau peut aller de particules de poussière minuscules à de gros blocs de pierre ponce de la taille d’une maison.
De grandes éruptions peuvent recouvrir le paysage autour du volcan avec plus de 100 mètres de ponce et propulser la poussière et les cendres haut dans l'atmosphère.
Les sections ci-dessous contiennent des citations de rapports du United States Geological Survey décrivant la production de pierre ponce lors de deux éruptions majeures.
Eruption de Pinatubo: L'éruption explosive du mont Pinatubo aux Philippines le 12 juin 1991 a projeté plus de cinq kilomètres cubes de matériaux et a été classée comme une éruption VEI 5 sur l'indice d'explosivité volcanique. Une grande partie de ce matériel était de la pierre ponce (voir image ci-dessous) qui recouvrait le paysage autour du volcan. Image USGS.
Pinatubo ponce: Des fragments de pierre ponce dacitiques ont éclaté au Mont Pinatubo, aux Philippines, lors d’une énorme éruption le 15 juin 1991. Photo de W.E. Scott, image USGS.
Gaz et pierre ponce lors de l'éruption du Pinatubo
La deuxième éruption volcanique la plus puissante du XXe siècle a eu lieu au Mont Pinatubo en 1991. La description ci-dessous explique comment d'énormes quantités de gaz dissous ont alimenté l'éruption et comment un kilomètre cube de cendres et de ponce lapilli a été projeté du volcan.
"Du 7 au 12 juin, le premier magma a atteint la surface du mont Pinatubo. Parce qu'il avait perdu la majeure partie du gaz qu'il contenait en remontant à la surface, le magma a coulé pour former un dôme de lave mais n'a pas causé d'explosif. Cependant, le 12 juin, des millions de mètres cubes de magma chargé de gaz ont atteint la surface et ont explosé lors de la première éruption spectaculaire des volcans en réveil.Lorsque le magma, encore plus chargé en gaz, a atteint la surface des Pinatubos le 15 juin, le volcan a explosé lors d'une éruption cataclysmique qui a éjecté plus d'un kilomètre cube de matériau. Une couverture de cendres volcaniques et de ponce lapilli recouvrait la campagne.
D'énormes avalanches de cendres brûlantes, de gaz et de pierre ponce ont déferlé sur les flancs du mont Pinatubo, remplissant les vallées naguère de profonds dépôts de dépôts volcaniques d'une épaisseur allant jusqu'à 660 pieds. L'éruption a éliminé tellement de magma et de roches situées sous le volcan que le sommet s'est effondré pour former une grande dépression volcanique s'étendant sur 2,5 km. "
Radeau de pierre ponce: Un "radeau" de ponce légère flottant à la surface du Pacifique Sud après une éruption dans les îles Tonga. Image de la NASA.
Eruption du mont Mazama (lac du cratère)
"L'éruption cataclysmique du mont Mazama il y a 7 700 ans a débuté par un seul évent situé du côté nord-est du volcan, sous la forme d'une colonne de ponce et de cendres très haute atteignant environ 30 miles de haut. Des vents ont transporté les cendres dans une grande partie du Pacifique Nord-Ouest et dans Sud du Canada: tellement de magma a explosé que le volcan a commencé à s’effondrer sur lui-même. Lorsque le sommet s’est effondré, des fissures circulaires se sont ouvertes autour du sommet, ce qui a provoqué la formation de plus en plus de magma afin de dévaler les pentes sous forme de coulées pyroclastiques. Près de 300 pieds de pierre ponce et de cendres ont été recouverts dans les vallées autour du mont Mazama. L'effondrement s'est poursuivi jusqu'à ce que la poussière retombe et révèle une dépression volcanique appelée caldera de 5 milles de diamètre et d'un kilomètre de profondeur. "
Radeau de pierre ponce: Vue d'un radeau de pierre ponce depuis un bateau. On peut voir des vagues se déplacer sous la pierre ponce. Les radeaux peuvent flotter pendant des années jusqu'à ce que toute la pierre ponce soit gorgée d'eau et coule ou qu'elle soit dissipée par les vagues et le vent. Image USGS.
Composition de la pierre ponce
La plupart des pierres ponces proviennent de magmas très chargés en gaz et de composition rhyolitique. Rarement, la pierre ponce peut sortir de magmas chargés de gaz de composition basaltique ou andésitique.
Panthéon: Une partie du béton utilisé pour construire le Panthéon par les Romains en 126 après JC était un matériau léger fabriqué avec un agrégat de ponce. Photographie de Roberta Dragan, utilisée sous licence Creative Commons.
La pierre ponce a une très faible densité
Les vésicules abondantes dans la pierre ponce et les parois minces qui les séparent confèrent à la roche une densité très faible. Il a généralement une densité inférieure à un, ce qui permet à la roche de flotter sur l'eau.
De grandes quantités de pierre ponce produites par certaines éruptions sur des îles et sous-marines flotteront à la surface et seront poussées par les vents. La pierre ponce peut flotter pendant de longues périodes - parfois des années - avant de devenir finalement gorgée d'eau et de couler. De grandes masses de pierre ponce flottante sont appelées "radeaux de pierre ponce". Ils sont assez grands pour être suivis par des satellites et constituent un danger pour les navires qui les empruntent (voir images).
Produits de pierre ponce: Une variété de produits de santé et de beauté contenant de la pierre ponce. Ils incluent le fameux "savon de lave" qui nettoie les mains sales avec de minuscules morceaux d'abrasif ponce, une crème exfoliante pour les pieds qui agit comme un exfoliant pour adoucir les "pieds de sandale", deux pierres ponces et une éponge contenant un abrasif ponce intégré.
Utilisations de la pierre ponce
Aux États-Unis, la plus grande utilisation de la pierre ponce est la production de blocs de béton légers et d’autres produits en béton léger. Lorsque ce béton est mélangé, les vésicules restent partiellement remplies d'air. Cela réduit le poids du bloc. Des blocs plus légers peuvent réduire les exigences en acier de construction d'un bâtiment ou les exigences de fondation. L'air emprisonné confère également aux blocs une valeur isolante supérieure.
La deuxième utilisation la plus courante de la pierre ponce concerne l'aménagement paysager et l'horticulture. La pierre ponce est utilisée comme couvre-sol décoratif dans les aménagements paysagers et les jardinières. Il est utilisé comme substrat de drainage pour les roches et les sols dans les plantations. La pierre ponce et les scories sont également des roches populaires utilisées comme substrats dans le jardinage hydroponique.
La pierre ponce a de nombreuses autres utilisations. Ensemble, ils représentent moins de quelques pour cent de la consommation aux États-Unis, mais ce sont les produits auxquels la plupart des gens pensent en entendant le mot "ponce".
Beaucoup de gens ont trouvé de petits cailloux de ponce dans les poches du tout nouveau "jean délavé" et presque tout le monde a vu le fameux "savon de lave" qui utilise la pierre ponce comme abrasif. Nous énumérons ci-dessous ceux-ci et quelques-unes des autres utilisations mineures de la pierre ponce (sans ordre particulier).
- un abrasif dans un denim "stone stone" conditionné
- un abrasif dans les barres et les savons liquides tels que le "savon de lave"
- un abrasif dans les gommes à crayons
- un abrasif dans les produits exfoliants pour la peau
- un abrasif fin utilisé pour le polissage
- un matériau de traction sur les routes enneigées
- un renforceur de traction en caoutchouc de pneu
- un absorbant dans la litière
- un média filtrant à grain fin
- une charge légère pour l'argile de poterie
Production de ponce et de pumicite
La pierre ponce est produite sous deux formes: la pierre ponce et la pumicite. "Pumicite" est un nom donné à la pierre ponce à grain très fin (moins de 4 millimètres de diamètre jusqu'à des tailles submillimétriques). Le mot peut être utilisé comme synonyme de "cendre volcanique". Il est extrait de gisements de cendres volcaniques ou peut être produit en broyant de la pierre ponce.
Environ 500 000 tonnes métriques de ponce et de pumicite ont été extraites aux États-Unis en 2011. La valeur totale de cette pierre ponce était d'environ 11 200 000 dollars, soit une moyenne d'environ 23 dollars la tonne à la mine. Les États producteurs étaient, par ordre de production décroissante:
- Oregon
- Nevada
- Idaho
- Arizona
- Californie
- Nouveau Mexique
- Kansas
Réticulite ponce: La réticulite est une pierre ponce basaltique dans laquelle toutes les bulles ont éclaté, laissant une structure en nid d'abeille. Photographie de J.D. Griggs, image USGS.
Pierre ponce et substituts importés
Aux États-Unis, toute la production de pierre ponce est produite à l’ouest du fleuve Mississippi. En 2011, la majeure partie de la pierre ponce destinée à la consommation dans l'est des États-Unis était importée de Grèce.
Dans l'est des États-Unis, un agrégat expansé, produit en chauffant des types spécifiques de schiste dans des conditions contrôlées, est utilisé comme substitut de la pierre ponce dans les applications d'agrégats légers, d'horticulture et d'aménagement paysager.