Magma contro lava: come si scioglie, aumenta e si evolve

Nell'immagine del libro di testo del ciclo di roccia, tutto inizia con il rock sotterraneo fuso: il magma. Cosa ne sappiamo?

Il magma è molto più della lava. Lava è il nome della roccia fusa che è esplosa sulla superficie terrestre - il materiale rovente che fuoriesce dai vulcani. Lava è anche il nome della roccia solida risultante.

Al contrario, il magma è invisibile. Qualsiasi rock underground completamente o parzialmente fuso si qualifica come magma. Sappiamo che esiste perché ogni tipo di roccia ignea solidificato da uno stato fuso: granito, peridotite, basalto, ossidiana e tutto il resto.

I geologi chiamano l'intero processo di fusione magmagenesis. Questa sezione è un'introduzione di base a un argomento complicato.

Ovviamente, ci vuole molto calore per sciogliere le rocce. La Terra ha molto calore all'interno, in parte lasciato dalla formazione del pianeta e in parte generato dalla radioattività e da altri mezzi fisici. Tuttavia, anche se la maggior parte del nostro pianeta - il

Il magma sorge in tutti e tre i modi - spesso tutti e tre contemporaneamente - quando il mantello superiore è agitato dalla tettonica a zolle.

Trasferimento termico: Un corpo in aumento di magma - un'intrusione - invia calore alle rocce più fredde che lo circondano, specialmente mentre l'intrusione si solidifica. Se quelle rocce sono già sul punto di sciogliersi, il calore extra è tutto ciò che serve. Ecco come vengono spesso spiegati i magmi riolitici, tipici degli interni continentali.

Fusione decompressione: Dove due piastre vengono separate, il mantello sottostante sale nello spazio. Quando la pressione si riduce, la roccia inizia a sciogliersi. La fusione di questo tipo avviene, quindi, ovunque le piastre siano distanziate - a margini e aree divergenti di estensione continentale e di arco posteriore (ulteriori informazioni su zone divergenti).

Fusione del flusso: Ovunque l'acqua (o altri volatili come l'anidride carbonica o i gas di zolfo) possono essere agitati in un corpo di roccia, l'effetto sullo scioglimento è drammatico. Questo spiega il copioso vulcanismo vicino alle zone di subduzione, dove le piastre discendenti portano con sé acqua, sedimenti, materia carbonacea e minerali idrati. I volatili rilasciati dalla piastra che affonda si alzano nella piastra sovrastante, dando origine agli archi vulcanici del mondo.

La composizione di un magma dipende dal tipo di roccia da cui si è sciolta e dalla sua completa fusione. I primi frammenti da sciogliere sono i più ricchi di silice (la maggior parte felsica) e i più bassi di ferro e magnesio (la meno mafiosa). Quindi la roccia del mantello ultramafico (peridotite) produce un fuso mafic (gabbro e basalto), che forma le placche oceaniche sulle creste oceaniche. La roccia mafica produce una fusione felsica (andesite, riolite, granitoide). Maggiore è il grado di fusione, più da vicino un magma assomiglia alla sua roccia sorgente.

Una volta che il magma si forma, cerca di sollevarsi. La galleggiabilità è il motore principale del magma perché la roccia fusa è sempre meno densa della roccia solida. L'aumento del magma tende a rimanere fluido, anche se si raffredda perché continua a decomprimersi. Tuttavia, non vi è alcuna garanzia che un magma raggiunga la superficie. Rocce plutoniche (granito, gabbro e così via) con i loro grani minerali di grandi dimensioni rappresentano magmi che si sono congelati, molto lentamente, in profondità nel sottosuolo.

Generalmente immaginiamo il magma come grandi corpi di fusione, ma si sposta verso l'alto in baccelli sottili e sottili stringhe, occupando la crosta e il mantello superiore come l'acqua riempie una spugna. Lo sappiamo perché le onde sismiche rallentano nei corpi magmatici, ma non scompaiono come farebbero in un liquido.

Sappiamo anche che il magma non è quasi mai un semplice liquido. Pensalo come un continuum dal brodo allo stufato. Di solito è descritto come una poltiglia di cristalli minerali trasportati in un liquido, a volte anche con bolle di gas. I cristalli sono generalmente più densi del liquido e tendono a depositarsi lentamente verso il basso, a seconda della rigidità del magma (viscosità).

I magmi si evolvono in tre modi principali: cambiano mentre si cristallizzano lentamente, si mescolano con altri magmi e fondono le rocce intorno a loro. Insieme vengono chiamati questi meccanismi differenziazione magmatica. Il magma può fermarsi con la differenziazione, stabilirsi e solidificarsi in una roccia plutonica. Oppure può entrare in una fase finale che porta all'eruzione.

1. Il magma si cristallizza mentre si raffredda in modo abbastanza prevedibile, come abbiamo elaborato con l'esperimento. Aiuta a pensare al magma non come a una semplice sostanza fusa, come il vetro o il metallo in una fonderia, ma come una soluzione calda di elementi chimici e ioni che hanno molte opzioni quando diventano minerali cristalli. I primi minerali da cristallizzare sono quelli con composizioni mafiche e (generalmente) alti punti di fusione: olivina, pirossenoe ricco di calcio plagioclasio. Il liquido lasciato indietro, quindi, cambia la composizione in modo opposto. Il processo continua con altri minerali, producendo un liquido con sempre di più silice. Ci sono molti altri dettagli che i petrologi ignoti devono imparare a scuola (o leggere "La serie di reazione di Bowen"), ma questo è l'essenza di frazionamento di cristalli.
2. Il magma può mescolarsi con un corpo esistente di magma. Ciò che accade allora è più che semplicemente mescolare i due si scioglie insieme, perché i cristalli dell'uno possono reagire con il liquido dell'altro. L'invasore può eccitare il magma più vecchio o può formare un'emulsione con chiazze di uno che fluttuano nell'altro. Ma il principio base di miscelazione del magma è semplice.
3. Quando il magma invade un posto nella solida crosta, influenza il "rock country" esistente lì. La sua temperatura calda e le sue sostanze volatili che perdono possono far sciogliere parti del rock country - di solito la parte felsica - ed entrare nel magma. Anche gli xenoliti - interi pezzi di rock country - possono entrare nel magma in questo modo. Questo processo è chiamato assimilazione.

La fase finale di differenziazione coinvolge i volatili. L'acqua e i gas che si dissolvono nel magma alla fine iniziano a fuoriuscire mentre il magma si avvicina alla superficie. Una volta iniziato, il ritmo di attività in un magma aumenta drammaticamente. A questo punto, il magma è pronto per il processo in fuga che porta all'eruzione. Per questa parte della storia, procedere a Il vulcanismo in breve.