Магма Версус Лава: Како се топи, диже и развија

На слици из уџбеника роцк циклус, све почиње са растопљеним подземним стијенама: магма. Шта знамо о томе?

Магма је много више од лаве. Лава је назив за растопљени камен који је избио на површину Земље - црвено-врући материјал који се излива из вулкана. Лава је такође назив за настали чврсти камен.

Супротно томе, магма је невиђена. Свака стена под земљом која је потпуно или делимично истопљена квалификује се као магма. Знамо да постоји зато што свако тип магнетске стене очврснуо је из растаљеног стања: гранит, перидотит, базалт, обсидијан и све остало.

Геолози називају читав процес прављења растопина магмагенеза. Овај одељак је врло основни увод у компликовану тему.

Очигледно је да је за топљење стена потребно много топлоте. Земља има много топлоте у себи, нешто што је преостало од формирања планете, а део коју ствара радиоактивност и друга физичка средства. Међутим, иако је највећи део наше планете - плашт, између стеновитог кора и гвожђе језгро - има температуре до хиљаде степени, то је чврста стена. (То знамо зато што преноси земљотресне таласе попут чврсте твари.) То је зато што високи притисак спречава високу температуру. Другим речима, висок притисак подиже тачку топљења. С обзиром на ту ситуацију, постоје три начина да се створи магма: повећати температуру преко тачке топљења, или снизите талиште смањењем притиска (физички механизам) или додавањем флукса (хемикалије) механизам).

Магма настаје на сва три начина - често сва три одједном - док горњи плашт мешају тектоником плоча.

Пренос топлоте: Тело магме у порасту - упад - шаље топлоту хладнијим стенама око ње, посебно док се упад учвршћује. Ако су те стијене већ на ивици топљења, потребна је додатна топлота. Овако се ритолитне магме, типичне за континентални интеријер, често објашњавају.

Декомпресијско топљење: Тамо где су две плоче раздвојене, плашт испод се уздиже у празнину. Како се притисак смањује, стена почиње да се топи. Тада се топи талиште, где год су плоче испружене - на различитим маргинама и подручјима проширења континенталног лука и лука (сазнајте више о дивергентне зоне).

Флук топљење: Где год вода (или други испарљиви састојци попут угљен-диоксида или сумпорних гасова) могу да се мешају у тело стене, ефекат топљења је драматичан. Ово представља богат вулканизам у близини зона субдукције, где падајуће плоче носе са собом воду, седимент, угљеничну материју и хидратизоване минерале. Хлапиве твари ослобођене од потонуће плоче уздижу се у горњу плочу, стварајући свјетске вулканске лукове.

Састав магме зависи од врсте стене из које је истопљена и колико се у потпуности растопила. Први комадићи који се топе су најбогатији силицијумом (већина фелика), а најмањи гвожђем и магнезијумом (најмање мафицом). Тако ултрамафикаста стена плашта (перидотит) даје мафијасто растворење (габро и базалт), који формира океанске плоче на гребенима средњег океана. Мафицна стена даје мелем од талине (андесите, ролит, гранитоид). Што је већи степен топљења, то више магма личи на своју изворну стену.

Једном када се магма формира, она покушава да се дигне. Пловидба је главни покретач магме јер је растопљени камен увек мање густ од чврстог камења. Растућа магма обично остаје флуидна, чак и ако се хлади јер наставља да се декомпримира. Ипак, нема гаранције да ће магма доћи до површине. Плутонске стене (гранит, габро и тако даље) са својим великим минералним зрнцима представљају магме које се, споро, дубоко под земљом смрзавају.

Магму обично доживљавамо као велика тијела истопљених, али она се креће према горе у витким махунама и танким струнама, заузимајући коре и горњи плашт попут воде која испуњава сунђером. Ми то знамо јер сеизмички таласи успоравају у телима магме, али не нестају као у течности.

Такође знамо да магма тешко да је икада једноставна течност. Сматрајте то континуумом од јухе до јухе. Обично се описује као гљива минералних кристала која се носи у течности, понекад и са мехурићима гаса. Кристали су обично гушћи од течности и имају тенденцију да се полако слежу према доле, у зависности од крутости магме (вискозности).

Магме се развијају на три главна начина: мењају се док се полако кристализирају, мешају са другим магмама и топе стене око њих. Заједно се називају ови механизми магматска диференцијација. Магма се може зауставити диференцијацијом, таложити и учврстити у плутонску стену. Или може ући у завршну фазу која води ерупцији.

1. Магма се кристализира док се хлади на прилично предвидив начин, као што смо експериментално радили. Помаже размишљати о магми не као о једноставној растопљеној супстанци, попут стакла или метала у топионици, али као врућа раствора хемијских елемената и јона који имају много могућности јер постају минерални кристали. Први минерали који се кристалишу су они са мафијашким саставима и (углавном) високим талиштем: оливине, пироксени богата калцијумом плагиоклаза. Течност која је заостала, тада мења састав на супротан начин. Процес се наставља са другим минералима, дајући течност са све више и више силицијум диоксид. Постоји много више детаља које магнетни петролози морају научити у школи (или читати о "Серија Бовен Реацтион"), али то је суштина фракционација кристала.
2. Магма се може мешати са постојећим телесом магме. Оно што се тада дешава је више него једноставно мешање две растопине ​​заједно, јер кристали из једног могу реаговати са течношћу из другог. Нападач може енергизирати старију магму или може формирати емулзију са мрљицама једне плутајуће у другој. Али основни принцип магма мешање је једноставно.
3. Када магма упадне на место у чврстој кори, она утиче на "сеоску стену" која постоји тамо. Његова врућа температура и цурење које пропуштају могу проузроковати да се делови сеоске стене - обично фекални део - растопе и уђу у магму. Ксенолити - цели комади сеоске стене - такође могу ући у магму. Овај процес се зове асимилација.

Завршна фаза диференцијације укључује испарљиве састојке. Вода и гасови који су растворени у магми временом почињу да бубре док се магма приближава површини. Једном када то почне, темпо активности магме драстично расте. У овом тренутку, магма је спремна за бјежећи процес који доводи до ерупције. За овај део приче, наставите на Вулканизам у матици.