Magma Versus Lava Cum se topește, crește și evoluează

În imaginea manualului a ciclului de rocă, totul începe cu roca subterană topită: magma. Ce știm despre asta?

Magma și Lava

Magma este mult mai mult decât lavă. Lava este numele rocii topite care a erupt pe suprafața Pământului - materialul roșu-fierbinte care se varsă de la vulcani. Lava este, de asemenea, numele pentru roca solidă rezultată.

În schimb, magma nu este văzută. Orice rock subteran care este topit integral sau parțial se califică drept magmă. Știm că există deoarece fiecare tip de rocă igienă se solidifică dintr-o stare topită: granit, peridotit, bazalt, obsidian și toate celelalte.

Cum se topeste Magma

Geologii numesc întregul proces de producere a topiturilor magmagenesis. Această secțiune este o introducere de bază a unui subiect complicat.

Evident, este nevoie de multă căldură pentru a topi rocile. Pământul are foarte multă căldură în interior, o parte din acesta a rămas din formarea planetei și o parte din aceasta generată de radioactivitate și alte mijloace fizice. Cu toate acestea, chiar dacă cea mai mare parte a planetei noastre - mantaua, între crusta stâncoasă și miezul de fier - are temperaturi care ajung la mii de grade, este o rocă solidă. (Știm asta pentru că transmite valuri de cutremur ca un solid.) Asta pentru că presiunea ridicată contracarează temperatura ridicată. Altfel spus, presiunea ridicată crește punctul de topire. Având în vedere această situație, există trei moduri de a crea magmă: ridicarea temperaturii peste punctul de topire sau scăderea punctului de topire prin reducerea presiunii (un mecanism fizic) sau adăugarea unui flux (un mecanism chimic).

Magma apare în toate cele trei moduri - adesea toate trei simultan - pe măsură ce mantaua superioară este agitată de tectonica plăcii.

Transfer de căldură: Un corp în creștere de magmă - o intruziune - trimite căldură către rocile mai reci din jurul său, mai ales când intruziunea se solidifică. Dacă acele roci sunt deja pe punctul de a se topi, căldura suplimentară este nevoie. Așa se explică adesea magiile rolitice, tipice interioarelor continentale.

Topirea decompresiei: În cazul în care două plăci sunt trase, mantaua de dedesubt se ridică în gol. Pe măsură ce presiunea este redusă, roca începe să se topească. Apoi, topirea de acest tip se întâmplă, oriunde plăcile sunt întinse - la margini divergente și zone de extindere continentală și arcuri posterioare (aflați mai multe despre zonele divergente).

Topirea fluxului: Oriunde apa (sau alte volatile precum dioxidul de carbon sau gazele cu sulf) pot fi agitate într-un corp de rocă, efectul asupra topirii este dramatic. Acest lucru este responsabil pentru vulcanismul copios din apropierea zonelor de subducție, unde plăcile descendente transportă apă, sedimente, materii carbonace și minerale hidratate. Volatilele eliberate de pe placa de scufundare se ridică în placa supusă, dând naștere la arcurile vulcanice ale lumii.

Compoziția unei magme depinde de tipul de rocă din care s-a topit și cât de complet s-a topit. Primii biți care s-au topit sunt cei mai bogați în silice (cei mai felsici) și cei mai mici în fier și magneziu (cel puțin mafic). Așadar, roca ultramafică a mantalei (peridotite) produce o topire mafică (gabbro și bazalt), care formează plăcile oceanice de la creasta din mijlocul oceanului. Roca mafică produce o topire felsică (andezit, rolitol, granitoid). Cu cât gradul de topire este mai mare, cu atât o magmă seamănă mai mult cu roca sa sursă.

Cum se ridică Magma

Odată formată magma, încearcă să se ridice. Flotabilitatea este elementul principal al magmei, deoarece roca topită este întotdeauna mai puțin densă decât roca solidă. Magma în creștere tinde să rămână fluidă, chiar dacă se răcește, deoarece continuă să se decomprime. Nu există nicio garanție că o magmă va ajunge la suprafață. Rocile plutonice (granit, gabbro și așa mai departe) cu granulele lor minerale mari reprezintă magme care înghețează, foarte lent, adânc în subteran.

În mod obișnuit imaginăm magma ca corpuri mari de topitură, dar se deplasează în sus în păstăi subțiri și în coarde subțiri, ocupând crusta și mantaua superioară, ca apa umple un burete. Știm acest lucru deoarece undele seismice încetinesc în corpurile de magmă, dar nu dispar așa cum ar fi într-un lichid.

Știm, de asemenea, că magma este aproape niciodată un simplu lichid. Gândiți-vă la el ca la un continuum de la bulion la tocană. Este de obicei descris ca o ciupercă de cristale minerale transportate într-un lichid, uneori și cu bule de gaz. Cristalele sunt de obicei mai dense decât lichidul și tind să se așeze încet în jos, în funcție de rigiditatea (vâscozitatea) magmei.

Cum evoluează Magma

Magmele evoluează în trei moduri principale: se schimbă pe măsură ce se cristalizează încet, se amestecă cu alte magme și topesc rocile din jurul lor. Împreună, aceste mecanisme sunt numite diferențiere magmatică. Magma se poate opri odată cu diferențierea, așezarea și solidificarea într-o rocă plutonică. Sau poate intra într-o fază finală care duce la erupție.

1. Magma se cristalizează pe măsură ce se răcește într-un mod destul de previzibil, așa cum am lucrat prin experiment. Ajută să ne gândim la magmă nu ca o simplă substanță topită, cum ar fi sticla sau metalul într-o topitorie, ci ca o soluție fierbinte de elemente chimice și ioni care au multe opțiuni, deoarece devin cristale minerale. Primele minerale care s-au cristalizat sunt cele cu compoziții mafice și (în general) puncte de topire ridicate: olivină, piroxen și plagioclaza bogată în calciu. Lichidul rămas în urmă modifică compoziția în mod opus. Procesul continuă cu alte minerale, obținând un lichid cu tot mai mult silice. Există multe alte detalii pe care petrologii ignei trebuie să le învețe în școală (sau să citească despre „Seria de reacție Bowen”), dar acesta este aspectul fracționarea cristalelor.
2. Magma se poate amesteca cu un corp existent de magmă. Ceea ce are loc atunci este mai mult decât simpla agitare a celor două topiți, deoarece cristalele de la unul pot reacționa cu lichidul de la celălalt. Invadatorul poate energiza magma mai veche sau poate forma o emulsie cu blob-uri ale unuia plutind în cealaltă. Dar principiul de bază al amestecarea magmei este simplu.
3. Când magma invadează un loc în crusta solidă, influențează „rock rock-ul” existent acolo. Temperatura sa fierbinte și volatilele sale scurse pot provoca porțiuni din roca țării - de obicei partea felsică - să se topească și să intre în magmă. Xenolitii - bucăți întregi de rock country - pot intra și în magmă în acest fel. Acest proces se numește asimilare.

Faza finală de diferențiere implică volatilele. Apa și gazele care se dizolvă în magmă încep în cele din urmă să crească pe măsură ce magma se ridică mai aproape de suprafață. Odată ce începe acest lucru, ritmul activității într-o magmă crește dramatic. În acest moment, magma este pregătită pentru procesul fugit care duce la erupție. Pentru această parte a poveștii, treceți la vulcanismul în nuci.