Magma pret lavu: kā tā kūst, paceļas un attīstās

Mācību grāmatas attēlā klinšu cikls, viss sākas ar izkausētu pazemes iežu: magma. Ko mēs par to zinām?

Magma ir daudz vairāk nekā lava. Lava ir nosaukums izkausētam iežam, kas izcēlies uz Zemes virsmas - sarkanīgi karstajam materiālam, kas izlijis no vulkāniem. Lava ir arī nosaukums iegūtajam cietajam iežam.

Turpretī magma nav redzama. Jebkura klints pazemē, kas ir pilnībā vai daļēji izkususi, tiek kvalificēta kā magma. Mēs zinām, ka tas pastāv, jo katrs nezināmo iežu tips sacietējis no kausēta stāvokļa: granīts, peridotīts, bazalts, obsidiāns un visi pārējie.

Ģeologi sauc visu kūstošo procesu magmagenesis. Šī sadaļa ir ļoti vienkāršs ievads sarežģītā tēmā.

Acīmredzot, lai klintis izkustu, tas prasa daudz siltuma. Zemes iekšienē ir daudz siltuma, daļu no tās atlikušas no planētas veidošanās, un daļu no tās rada radioaktivitāte un citi fiziski līdzekļi. Tomēr, kaut arī lielākā daļa mūsu planētas - mantija, starp akmeņaino garoza un dzelzs kodols - ja temperatūra sasniedz tūkstošiem grādu, tā ir cieta klints. (Mēs to zinām, jo ​​tas pārraida zemestrīces viļņus kā ciets.) Tas ir tāpēc, ka augsts spiediens neitralizē augsto temperatūru. Citiem vārdiem sakot, augsts spiediens paaugstina kušanas temperatūru. Ņemot vērā šo situāciju, ir trīs veidi, kā radīt magmu: paaugstināt temperatūru virs kušanas temperatūras vai pazeminiet kušanas temperatūru, samazinot spiedienu (fizikāls mehānisms) vai pievienojot plūsmu (ķīmiska viela mehānisms).

Magma rodas visos trīs veidos - bieži vien visos trīs uzreiz -, kad augšējo apvalku maisa plākšņu tektonika.

Siltuma pārvade: Augošais magmas ķermenis - ielaušanās - izdala siltumu aukstākajiem iežiem ap to, it īpaši, kad ielaušanās sacietē. Ja šie klintis jau atrodas uz izkausēšanas robežas, ir vajadzīgs tikai papildu siltums. Tādējādi bieži tiek izskaidrotas kontinenta interjeriem raksturīgās rholitic magmas.

Dekompresijas kausēšana: Ja divas plāksnes tiek atdalītas viena no otras, mantija zem tās paceļas spraugā. Samazinoties spiedienam, klints sāk kust. Šāda veida kušana notiek neatkarīgi no tā, kur plāksnes ir izstieptas - atšķirīgās malās un kontinentālā un muguras loka pagarinājuma vietās (uzziniet vairāk par atšķirīgās zonas).

Kušņa kušana: Visur, kur ūdeni (vai citas gaistošas ​​vielas, piemēram, oglekļa dioksīdu vai sēra gāzes) var sajaukt iežu korpusā, ietekme uz kušanu ir dramatiska. Tas izskaidro lielo vulkānismu subdukcijas zonu tuvumā, kur dilstošās plāksnes satur ūdeni, nogulsnes, oglekļa vielas un hidratētu minerālu. Gaistošās vielas, kas izdalās no grimstošās plāksnes, paceļas virsējā plāksnē, radot pasaules vulkānu loka.

Magmas sastāvs ir atkarīgs no ieža veida, no kura tas izkusis, un no tā, cik pilnībā tas izkusis. Pirmie kušanas biti ir visbagātākie silīcija dioksīdā (visvairāk felsiskā) un zemākie dzelzs un magnija daudzumā (vismazāk mafiski). Tātad ultramafīls mantijas iezis (peridotīts) iegūst mafisku kausējumu (gabbro un bazalts), kas veido okeāna plāksnes pie okeāna grēdu vidus. Mafs iezis iegūst felsisku kausējumu (andesīts, riolīts, granitoīds). Jo augstāka ir kušanas pakāpe, jo tuvāk magma atgādina tās avota iežu.

Kad magma veidojas, tā mēģina pacelties. Peldspēja ir galvenais magmas virzītājspēks, jo izkusušie ieži vienmēr ir mazāk blīvi nekā cietie ieži. Augošajai magmai ir tendence palikt šķidrai, pat ja tā atdziest, jo tā turpina dekompresēties. Tomēr nav garantijas, ka magma sasniegs virsmu. Plutoniskie ieži (granīts, gabbro un tā tālāk) ar lieliem minerālu graudiem pārstāv magmas, kas ļoti lēni, dziļi zem zemes sasalst.

Mēs parasti attēlojam magmu kā lielus kausējuma ķermeņus, bet tie virzās uz augšu plānās pākstiņās un plānās stienēs, aizņemot garoza un augšējo apvalku, piemēram, kā ūdens piepilda sūkli. Mēs to zinām, jo ​​seismiskie viļņi magmas ķermeņos palēninās, bet nepazūd tāpat kā šķidrumā.

Mēs arī zinām, ka magma gandrīz nekad nav vienkāršs šķidrums. Padomājiet par to kā turpinājumu no buljona līdz sautējumam. Parasti to raksturo kā minerālu kristālu sēni, ko pārvadā šķidrumā, dažreiz arī ar gāzes burbuļiem. Kristāli parasti ir blīvāki par šķidrumu un mēdz lēnām nostāties uz leju, atkarībā no magmas stingrības (viskozitātes).

Magmas attīstās trīs galvenajos veidos: tās mainās, lēnām kristalizējoties, sajaucas ar citām magmām un izkausē ap tām esošos iežus. Kopā šie mehānismi tiek saukti magmatiskā diferenciācija. Magma var apstāties ar diferenciāciju, apmesties un sacietēt plutoniskā klintī. Vai arī tas var nonākt pēdējā fāzē, kas noved pie izvirduma.

1. Magma izkristalizējas, jo atdziest diezgan paredzamā veidā, kā mēs to esam izstrādājuši ar eksperimenta palīdzību. Tas palīdz domāt par magmu nevis kā vienkāršu izkusušu vielu, piemēram, stiklu vai metālu kausēšanas vietā, bet kā karsts ķīmisko elementu un jonu šķīdums, kam ir daudz iespēju, jo tie kļūst minerāli kristāli. Pirmie kristalizētie minerāli ir tie, kuriem ir mafiskas kompozīcijas un (parasti) augsta kušanas temperatūra: olivīns, piroksēnsun bagāti ar kalciju plagioklaze. Pēc tam palikušais šķidrums maina sastāvu pretēji. Process turpinās ar citiem minerāliem, iegūstot šķidrumu ar vairāk un vairāk silīcija dioksīds. Ir daudz vairāk informācijas, kas nezināmiem petrologistiem jāmācās skolā (vai lasiet par “Bovena reakcijas sērija"), bet tas ir galvenais kristālu frakcionēšana.
2. Magma var sajaukties ar esošo magmas ķermeni. Pēc tam notiek vairāk nekā tikai abu kūstīšana kopā, jo viena kristāli var reaģēt ar otra šķidrumu. Iebrucējs var aktivizēt vecāku magmu, vai arī viņi var izveidot emulsiju ar vienas pūtītes peldošās otrā. Bet pamatprincips magmas sajaukšana ir vienkārši.
3. Kad magma iebrūk kādā vietā cietajā garozā, tā ietekmē tur esošo "lauku klinti". Tā karstā temperatūra un noplūstošās gaistošās vielas var izraisīt lauku klinšu daļu - parasti felsiskās daļas - izkausēšanu un iekļūšanu magmā. Ksenolīti - veseli lauku klinšu gabali - arī šādā veidā var iekļūt magmā. Šis process tiek saukts asimilācija.

Diferencēšanas pēdējā fāze ietver gaistošās vielas. Ūdens un gāzes, kas izšķīst magmā, galu galā sāk burbuļot, jo magma paceļas tuvāk virsmai. Tiklīdz tas sāksies, aktivitātes temps dramatiski palielinās. Šajā brīdī magma ir gatava bēgošajam procesam, kas noved pie izvirduma. Dodieties uz šo stāsta daļu Vulkānisms īsumā.