Magma

Ten artykuł od 2021-02 wymaga zweryfikowania podanych informacji.
Należy podać wiarygodne źródła, najlepiej w formie przypisów bibliograficznych.
Część lub nawet wszystkie informacje w artykule mogą być nieprawdziwe. Jako pozbawione źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Magma (stgr. μάγμα ’gęsta maść’) – gorąca, stopiona masa krzemianów i glinokrzemianów z domieszkami tlenków i siarczków, z dużą ilością wody i gazów, powstająca w głębi Ziemi; magma, która wydobywa się na powierzchnię Ziemi, nazywana jest lawą.

Powstawanie magmy

Wytapianie magmy zachodzi pod grzbietami śródoceanicznymi (B), ponad plamami gorąca (C) i ponad strefami subdukcji (D)

Magma powstaje w głębokich partiach skorupy ziemskiej lub w górnym płaszczu. Wiedza o powstawaniu i właściwościach magmy wynika z obserwacji efektów jej krystalizacji, oddziaływania na skały ją otaczające i eksperymentów laboratoryjnych. Poprzez badania, eksperymenty i obliczenia matematyczne próbuje się odtworzyć warunki panujące w głębi Ziemi.

Przypuszcza się, że przyczyną powstania magmy może być:

  • wzrost temperatury,
  • obniżenie ciśnienia litostatycznego (np. gdy materiał w płaszczu Ziemi przemieszcza się do góry w postaci diapiru),
  • wzbogacenie w składniki lotne, które zmniejszają temperaturę topnienia skał.

Zjawiska te mogą zachodzić tylko w niektórych miejscach wewnątrz Ziemi, stąd tworzenie się magmy wiąże się z określonym reżimem tektonicznym (diapir płaszcza, strefy ryftowe, strefa subdukcji lub pasma orogeniczne).

Wytapianie magm

Teoretycznie wytapianie magm może zachodzić na dwa sposoby:

  • wytapianie równowagowe,
  • wytapianie frakcjonalne,
  • wytapianie horendalne.

Wytapianie równowagowe – nowo powstający stop cały czas pozostaje w kontakcie z otoczeniem (substratem) i cały czas reaguje z jego składnikami. W wyniku znikania poszczególnych topiących się minerałów stop zmienia swój skład chemiczny od stopu eutektycznego do składu materii wyjściowej przy jej całkowitym stopieniu.

Wytapianie frakcjonalne lub dyferencjalne – nowo powstały stop jest stopniowo, partiami wyciskany i oddzielany od skał wyjściowych i nie wchodzi w reakcje chemiczne z reziduum. W ten sposób powstaje wiele różnych stopów – magm o różnym chemizmie, odpowiadającym różnym punktom eutektycznym chwilowej mieszaniny minerałów.

W warunkach naturalnych zwykle następuje proces pośredni, wytapianie równowagowo-frakcjonalne, gdzie z ośrodka macierzystego wyciskane są kolejne porcje magmy o różnym składzie i różnym stopniu przereagowania ze skałami wyjściowymi i pozostałym reziduum.

Skład magmy

Magma może składać się wyłącznie ze stopu (układ jednofazowy), może też zawierać w sobie niestopione minerały i fragmenty skał oraz wykrystalizowane kryształy albo gaz (układ dwufazowy), wreszcie może zawierać wszystkie w/w składniki (układ trójfazowy). Najczęściej magma ulega przekształceniom i w czasie wytapiania mamy do czynienia z układem dwufazowym (stop + minerały skał wyjściowych). W trakcie migracji magma może stanowić układ jednofazowy (stop) lub dwufazowy (stop + minerały skał wyjściowych; stop + nowo wykrystalizowane minerały lub minerały skał wyjściowych + nowo wykrystalizowane minerały). Wydzielenie składników lotnych następuje blisko powierzchni Ziemi, przy zmniejszonym ciśnieniu litostatycznym, wtedy mamy do czynienia z układem dwu lub trójfazowym.

Właściwości magmy

W zależności od jej składu chemicznego i zawartości rozpuszczonych w niej gazów, temperatura magmy wynosi zazwyczaj od ok. +650 do ok. +1250 °C.

Gęstość magmy waha się od ok. 2,4 g/cm³ (magmy kwaśne) do ok. 2,9 g/cm³ (magmy zasadowe).

Lepkość magmy zmienia się w szerokich granicach. Maleje znacznie ze wzrostem temperatury, ze wzrostem zawartości gazów (w tym wody), ze spadkiem zawartości fazy stałej (krystalicznej), w niewielkim stopniu ze spadkiem ciśnienia. Silnie zależy od składu chemicznego – magmy zasadowe cechują się małą lepkością, a kwaśne dużą.

Efekty działalności

Magma może przeciskać się przez warstwy skorupy ziemskiej tworząc intruzje plutoniczne oraz wydobywać się na powierzchnię Ziemi jako lawa. Z krzepnącej magmy/lawy powstają skały magmowe – plutoniczne, wulkaniczne i żyłowe.

Podział magm

Genetyczny podział magm

Podział magm ze względu na skład chemiczny

  • magma krzemianowa
  • magma węglanowa
  • magma siarczkowa
  • magma tlenkowa

Podział magm krzemianowych ze względu na zawartość SiO2

  • magma ultrazasadowa i zasadowa
  • magma obojętna
  • magma kwaśna

Zobacz też

Media użyte na tej stronie

Partial melting asthenosphere PL.svg
Autor: Woudloper, translated by Szczureq, Licencja: CC BY-SA 3.0
Schemat ukazujący procesy fizyczne w górnym płaszczu Ziemi, które powodują powstawanie magmy. Przypadki A – D ukazują różne sytuacje występujące w tektonice. Wykresy ukazują geotermę (linię przebiegu zmian temperatury wewnątrz Ziemi, czerwoną) i temperaturę solidusa (powyżej której skały zaczynają się topić, zieloną). Magma powstaje wskutek częściowego stopienia skał tam, gdzie czerwona linia przekracza zieloną.

A) krzywe się nie przecinają – nie powstaje magma
B) pod grzbietami śródoceanicznymi magma tworzy się na niewielkich głębokościach, ze względu na wysokie temperatury i bardzo cienką litosferę
C) ponad pióropuszami płaszcza magma powstaje na większej głębokości, ze względu na wyższe temperatury, przy grubszej warstwie litosfery

D) ponad subdukującą płytą magma tworzy się na dużej głębokości, ze względu na obniżenie temperatury solidusa przez płyny uwolnione z płyty