Магма против лавы: как она тает, поднимается и развивается

В учебнике картинка рок-циклВсе начинается с расплавленной подземной породы: магмы. Что мы знаем об этом?

Магма намного больше, чем лава. Лава - это название расплавленной породы, которая вспыхнула на поверхность Земли - раскаленный материал, вытекающий из вулканов. Лава - это также название полученного твердого камня.

Напротив, магма невидима. Любой подземный камень, который полностью или частично расплавлен, считается магмой. Мы знаем, что это существует, потому что каждый магматический камень затвердевшие из расплавленного состояния: гранит, перидотит, базальт, обсидиан и все остальное.

Геологи называют весь процесс изготовления расплавами magmagenesis. Этот раздел является очень простым введением в сложную тему.

Очевидно, что для расплавления камней требуется много тепла. Земля имеет много тепла внутри, часть которого осталась от образования планеты, а часть генерируется радиоактивностью и другими физическими средствами. Тем не менее, хотя большая часть нашей планеты -

Магма возникает всеми тремя путями - часто всеми тремя одновременно - когда верхняя мантия перемешивается тектоникой плит.

Теплопередача: Поднимающееся тело магмы - вторжение - отдает тепло более холодным камням вокруг него, особенно когда оно затвердевает. Если эти камни уже находятся на грани таяния, все, что нужно, - это дополнительное тепло. Именно так часто объясняются риолитовые магмы, типичные для континентальных интерьеров.

Декомпрессионное плавление: Там, где две пластины раздвинуты, мантия внизу поднимается в щель. Когда давление уменьшается, порода начинает таять. Таким образом, таяние такого типа происходит везде, где плиты вытянуты друг от друга - на расходящихся краях и в областях континентального и дугового расширения (узнайте больше о расходящиеся зоны).

Флюс плавления: Везде, где вода (или другие летучие вещества, такие как углекислый газ или газы серы) могут быть перемешаны с массой горных пород, влияние на таяние является значительным. Это объясняет обильный вулканизм вблизи зон субдукции, где нисходящие плиты уносят с собой воду, осадок, углеродистое вещество и гидратированный минерал. Летучие вещества, высвобождающиеся из тонущей пластины, поднимаются в вышележащую пластину, создавая вулканические дуги в мире.

Состав магмы зависит от типа породы, из которой она плавилась, и от того, насколько полностью она плавилась Первые кусочки, которые нужно расплавить, содержат больше всего кремнезема (больше всего фельзика) и меньше всего железа и магния (меньше всего мафика). Таким образом, ультрамафитовая мантийная порода (перидотит) дает мафитовый расплав (габбро и базальт), которая образует океанические плиты на срединно-океанических хребтах. Мафик рок дает фельсик расплава (андезит, риолитовая, гранитоидный). Чем больше степень таяния, тем ближе магма напоминает исходную породу.

Когда магма образуется, она пытается подняться. Плавучесть является основным двигателем магмы, потому что расплавленный камень всегда менее плотный, чем твердый камень. Восходящая магма имеет тенденцию оставаться текучей, даже если она остывает, потому что продолжает разжиматься. Однако нет гарантии, что магма достигнет поверхности. Плутонические породы (гранит, габбро и т. д.) с их крупными минеральными зернами представляют собой магмы, которые очень медленно замерзли глубоко под землей.

Мы обычно изображаем магму как большие расплавленные тела, но она движется вверх в виде тонких стручков и тонких стрингеров, занимая корку и верхнюю мантию, словно вода наполняет губку. Мы знаем это, потому что сейсмические волны замедляются в магматических телах, но не исчезают, как в жидкости.

Мы также знаем, что магма почти никогда не бывает простой жидкостью. Думайте об этом как о континууме от бульона, чтобы тушить. Это обычно описывается как куча минеральных кристаллов, перевозимых в жидкости, иногда с пузырьками газа тоже. Кристаллы обычно плотнее жидкости и имеют тенденцию медленно оседать вниз, в зависимости от жесткости магмы (вязкости).

Магмы развиваются тремя основными путями: они изменяются по мере того, как медленно кристаллизуются, смешиваются с другими магмами и расплавляют камни вокруг них. Вместе эти механизмы называются магматическая дифференциация. Магма может остановиться с дифференциацией, успокоиться и затвердеть в плутонический камень. Или это может войти в заключительную фазу, которая приводит к извержению.

1. Магма кристаллизуется, поскольку она охлаждается довольно предсказуемым образом, как мы разработали экспериментально. Это помогает думать о магме не как о простом расплавленном веществе, как о стекле или металле на металлургическом заводе, но как горячий раствор химических элементов и ионов, которые имеют много вариантов, поскольку они становятся минеральными кристаллы. Первыми минералами, которые кристаллизуются, являются минералы с мафическим составом и (как правило) высокими температурами плавления: оливин, пироксени богатый кальцием плагиоклаз. Затем оставленная жидкость меняет состав в противоположном направлении. Процесс продолжается с другими минералами, давая жидкости все больше и больше кремнезем. Есть еще много деталей, которые магматические петрологи должны изучить в школе (или прочитать оСерия реакции Боуэна"), но это суть фракционирование кристаллов.
2. Магма может смешиваться с существующим телом магмы. То, что происходит тогда, это больше, чем просто перемешивание двух расплавов вместе, потому что кристаллы одного могут реагировать с жидкостью другого. Захватчик может заряжать старую магму или образовывать эмульсию с каплями одного плавающего в другом. Но основной принцип смешивание магмы это просто.
3. Когда магма проникает в твердую кору, она влияет на существующую там «кантри-скалу». Его высокая температура и текучие летучие вещества могут привести к тому, что части кантри-скалы - обычно фельзитовая часть - тают и попадают в магму. Ксенолиты - целые куски кантри-рока - тоже могут войти в магму. Этот процесс называется усвоение.

Последний этап дифференциации включает летучие вещества. Вода и газы, которые растворяются в магме, в конечном итоге начинают пузыриться, когда магма поднимается ближе к поверхности. Как только это начинается, темп активности в магме резко возрастает. В этот момент магма готова к безудержному процессу, который приводит к извержению. Для этой части истории перейдите к Вулканизм в двух словах.