Magma (Geologie)

Ein Magma ist ein ganz oder teilweise geschmolzener Stein . Es umfasst notwendigerweise eine flüssige Phase , die im Allgemeinen aus Silikaten besteht und gelöste Gase enthält. Es umfasst häufig auch in Suspension in der Flüssigkeit eine gasförmige Phase ( Blasen ) und eine oder mehrere feste Phasen ( Kristalle ), die jeweils aus der teilweisen Ablösung der gelösten Gase bzw. aus der teilweisen Verfestigung der Flüssigkeit durch Dekompression und Abkühlung stammen .

Das Magma kann auch feste Elemente enthalten, die aus den Gesteinen stammen, durch die das Magma gestiegen ist: Fragmente von Mantel- oder Krustengesteinen ( Xenolithen ) und / oder isolierte Kristalle ( Xenokristalle ).

Magmen entstehen bei hoher Temperatur und unter hohem Druck durch teilweises Schmelzen der Erdkruste oder des Erdmantels . Sie sind weniger dicht als die festen Gesteine der Lithosphäre und werden vom Archimedes-Schub in Form von Deichen oder Diapiren nach oben getragen . Je nach Kontrast zwischen ihrer Dichte und der der gekreuzten Felsen halten die Magmen in einer bestimmten Tiefe an ( Plutons ) oder strömen auf die Oberfläche ( Lava ). Ihre vollständige Abkühlung führt zur Bildung magmatischer Gesteine ( plutonische Gesteine für die Plutons, vulkanische Gesteine für die Laven).

Magmatisch steigt

Magmen resultieren direkt (Vulkanismus) oder indirekt ( Eindringen ) aus der Evakuierung der Erdwärme (in) . Um eine zentrale Wärme von etwa 5000 ° C abzuleiten, reichen die einzigen Leitungs- und Strahlungsmechanismen nicht aus. Die Evakuierung wird somit hauptsächlich durch das Phänomen der Mantelkonvektion sichergestellt, das den Erdmantel bewegt, indem festes Material in Bewegung gesetzt wird, das durch sehr hohe Temperaturen duktil gemacht wird. Diese Konvektion "ist die Hauptursache für alle Manifestationen fester Erdaktivität ( Vulkanismus , Plattentektonik , Orogenese , Magnetfeld ". An den oberen Grenzen der Konvektionszellen , am Ende ihres langsamen diapirischen Anstiegs an die Oberfläche, die Peridotite der Der obere Mantel wird auf Höhe der ozeanischen Kämme adiabatisch dekomprimiert , was zu einer teilweisen Verschmelzung in relativ geringer Tiefe (20 bis 30 km ) und zur Bildung von Basaltmagmen führt. Die Wärmeableitung erfolgt auch in Höhe von Hot Spots oder Bewegung von lithosphärischen Platten, deren Kollision oder Subduktion die teilweise Verschmelzung von vergrabenen Gesteinen und die Bildung von primären oder differenzierten Magmen bewirkt . Auf der Erde beträgt die Wärmeabgabe an den ebenen Plattengrenzen (dorsal, Subduktion und Kollision) 95% und nur 5 % durch Hot Spots. "Infolgedessen ist die Der Magmatismus der Erde ist auch Ausdruck innerer Wärmeübertragungen. Auf diese Weise Magmatismus nimmt an der allgemeinen und unvermeidlichen Abkühlung der ganzen Welt“ .

Wenn das duktile Gestein an die Oberfläche steigt , kühlt das Magma ab und kann kristallisieren, ohne dass es in Reservoirs ( Magmakammer , Pluto ), Deichen, wenn es in nicht übereinstimmenden Rissen eingeschlossen bleibt, oder sogar auf Schwellern, wenn Magma in entsprechende Risse passt, zu einem plutonischen Gestein austritt mit den umschließenden Strukturen. Wenn das Magma die Oberfläche erreicht, sprudelt es in Form von Lava aus den Kratern der Vulkane , deren Zusammensetzung den mehr oder weniger flüssigen oder viskosen Charakter bestimmt.

Die Temperatur dieser Laven variiert zwischen 500 und 550 ° C für Karbonatit (in Kenia) und 1.200 ° C , beispielsweise für die Vulkane von Hawaii.

Chemische Eigenschaften

Ein Magma wird abhängig von seinem Siliciumdioxidgehalt ( Gew .-% SiO 2) als sauer, intermediär, basisch oder ultrabasisch angesehen):

Magma ist reich an Kieselsäure (über 65%), „sauer“ und hat eine hohe Viskosität.
Mit einem Zwischengehalt zwischen 52 und 65% wird das Magma als „Zwischenprodukt“ bezeichnet.
Das Magma ist arm an Kieselsäure (weniger als 52%, aber mehr als 45%), "basisch" und seine Viskosität ist niedrig.
sehr schlecht (weniger als 45% Kieselsäure), es ist "ultrabasisch".

Dieser Kieselsäuregehalt hat daher einen Einfluss auf das Verhalten des Magmas während seines Aufstiegs (Bewegungsgeschwindigkeit und überschwängliche oder explosive Natur des Vulkanausbruchs, wenn das Magma die Oberfläche erreicht).

Die Gase in dem Magma enthalten kann Wasserdampf (die die Schmelztemperatur um bis senken 100 ° C oder) , Kohlendioxid .

Haupttrainingsbereiche

Im Erdmantel: Zwischen 50 und 150 km Tiefe ermöglichen die Druck- und Temperaturbedingungen das teilweise Schmelzen des Erdmantels. Diese Zone wurde aufgrund ihrer Fähigkeit entdeckt, die Ausbreitung seismischer Wellen zu verlangsamen, und wurde als Zone mit niedriger Geschwindigkeit , englische Zone mit niedriger Geschwindigkeit , Akronym LVZ bezeichnet . Die Mantelschmelzrate liegt in der Größenordnung von 5 bis 15 Massen-% des Mantelmaterials, selten mehr als 20%.
In einer geodynamischen Umgebung der Subduktion einer ozeanischen Platte unter eine Kontinentalplatte wird eine Bergkette vom Typ Cordillera gebildet . Ein primäres Magma entsteht durch die Wechselwirkung zwischen Dehydratisierungsflüssigkeiten der Tauchplatte und dem peridotitischen Material des Mantelkeils. Während seines Aufstiegs, insbesondere durch eine kontinentale Lithosphäre, die möglicherweise tektonisch überverdickt ist (Akkretionsprisma, Krustenablösung, Kompression), entwickelt sich das Magma chemisch durch fraktionierte Kristallisation und Assimilation, was zu einer differenzierten Reihe typischer magmatischer Gesteine führt, die als andesitischer Vulkanismus bekannt sind.
In einer Umgebung mit geodynamischer subduzierenden einer ozeanischen Platte unter einem anderen ozeanischen Platte, ist der Prozess der primären magmatogenesis wesentlichen gleich. Die von diesen Magmen vom ozeanischen Typ durchquerte Lithosphäre ist jedoch weniger dick (typischerweise 30 km gegen das Doppelte in dem zuvor beschriebenen Fall). Die resultierenden Magmen bilden die sogenannte calco-alkalische Serie und die Vulkankomplexen in einer organisierten Insel vulkanischen Bogen .
Auf der Höhe der Mittelozeanergrate bewegen sich die Lithosphären auseinander, die Basaltkruste wird verdünnt und gebrochen und der Druck im Mantel nimmt ab. Das Magma kommt heraus und bildet eine neue ozeanische Kruste . Unter dem Meer ergießt sich das Magma in Kissenlava (oder Kissenlava ).
An Hot Spots (auf Englisch Hot Spots ): Auch wenn ihre Herkunft rätselhaft ist, sind einige Ketten von Vulkaninseln die sehr sichtbaren Auswirkungen. An einem Ende der Schnur ist ein aktiver Vulkan auf das Durchstechen der Lithosphäre zurückzuführen, die ihn durch das aufsteigende Magma am Hot Spot trägt. Wenn sich die Platte bewegt sich unter der Wirkung der Plattentektonik , während die Position des Hotspots Reste „fixiert“ werden die von der Vulkanvulkanzone mitgerissen und inaktiv. Die Ausrichtung dieser erloschenen Vulkane von einem aktiven Vulkan bildet die symptomatische Kette von Hot Spots. Mehrere Inselketten im Pazifik (einschließlich Hawaii ) belegen diesen Mechanismus.

Anmerkungen und Referenzen

Anmerkungen

Es gibt auch Magmen, die zu mehr als 50% aus Carbonaten bestehen (insbesondere Natrium und Kalzium ). Diese sogenannten karbonatitischen Magmen sind sehr selten. Der einzige derzeit aktive Vulkan, der ihn emittiert, ist Ol Doinyo Lengai in Tansania .
Wir sprechen von Adern, wenn die Zusammensetzung des Magmas als Erz verwertbar angesehen wird .
Dieses Konzept der Säure und Base, und die Anschlüsse hier gezeigt, durch definiert wurden Elie de Beaumont in der Mitte des XIX - ten Jahrhundert, zunächst zu klassifizieren Eruptivgesteinen .

Verweise

Jean-Claude Tanguy, Vulkane der Erde , Jean-Paul Gisserot-Ausgaben,2002( online lesen ) , p. 7.
Die Geschwindigkeit dieser Bewegung von 1 bis zu einigen zehn Zentimetern pro Jahr liegt in der Größenordnung der Verschiebung der lithosphärischen Platten , die Ausdruck dieser inneren Dynamik auf der Erdoberfläche ist.
Cyril Langlois, Mini-Handbuch der Geologie - Geophysik , Dunod,2011( online lesen ) , p. 162.
Die gleiche Art der Dekompression findet an den Hot Spots statt .
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Renard, op. cit. , p. 482.
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