מגמה לעומת לבה: איך זה נמס, עולה ומתפתח

בתמונת ספר הלימוד של מחזור סלע, הכל מתחיל בסלע תת קרקעי מותך: מאגמה. מה אנחנו יודעים על זה?

מגמה היא הרבה יותר מלבה. לבה הוא שם לסלע מותך שהתפרץ על פני כדור הארץ - החומר האדום-חם שנשפך מהרי געש. לבה היא גם שם הסלע המוצק שהתקבל.

לעומת זאת, מאגמה לא נראית. כל סלע מתחת לאדמה שמומס באופן מלא או חלקי מגדיר כמאגמה. אנו יודעים שזה קיים מכיוון שכל סוג סלע מגורה מיוצק ממצב מותך: גרניט, פרידוטיט, בזלת, אובסידיאן וכל השאר.

הגיאולוגים מכנים את כל התהליך של ייצור נמסים מגמגנזה. החלק הזה הוא מבוא בסיסי מאוד לנושא מסובך.

ברור שצריך הרבה חום כדי להמיס סלעים. בכדור הארץ יש חום רב בפנים, חלקו נותר מתהוות כדור הארץ וחלקו נוצר על ידי רדיואקטיביות ואמצעים פיזיים אחרים. עם זאת, למרות שרוב הכוכב שלנו - ה מעטפה, בין הסלעי קרום והברזל הליבה - יש טמפרטורות שמגיעות לאלפי מעלות, זה סלע מוצק. (אנו יודעים זאת מכיוון שהוא מעביר גלי רעידת אדמה כמו מוצק.) הסיבה לכך היא שלחץ גבוה מנוגד לטמפרטורה גבוהה. במילים אחרות, לחץ גבוה מעלה את נקודת ההתכה. בהתחשב במצב זה, ישנן שלוש דרכים ליצור מאגמה: להעלות את הטמפרטורה מעל נקודת ההתכה, או להוריד את נקודת ההתכה על ידי הפחתת הלחץ (מנגנון פיזי) או על ידי הוספת שטף (כימיקל) מנגנון).

מאגמה מתעוררת בכל שלוש הדרכים - לעיתים קרובות שלושתם בבת אחת - כאשר המעטפת העליונה מעוררת על ידי טקטוניקת צלחות.

העברת חום: גוף עולה של מאגמה - חדירה - מעביר חום לסלעים הקרים יותר סביבו, במיוחד כאשר החדירה מתמצקת. אם הסלעים האלה כבר על סף התכה, החום הנוסף הוא כל מה שנדרש. כך מוסברים לעתים קרובות מגמות ראוליטיות, האופייניות לפנים יבשתיות.

התכה נמוכה: במקום בו שתי צלחות נפרקות זו מזו, המעטה שמתחת עולה אל תוך הפער. עם הפחתת הלחץ, הסלע מתחיל להתמוסס. התכה מסוג זה מתרחשת, אם כן, בכל מקום בו נמתחים צלחות זו מזו - בשוליים שונים ושטחים של הרחבה יבשתית וקשת אחורית (למידע נוסף על אזורים שונים).

נמס שטף: בכל מקום בו ניתן לערבב מים (או נדיפים אחרים כמו פחמן דו חמצני או גזי גופרית) לגוף של סלע, ​​ההשפעה על ההיתוך היא דרמטית. זה מסביר את הגעש השפע ליד אזורי הכניסה, שם צלחות יורדות מורידות עימם מים, משקעים, חומר פחמתי ומינרלים מיובשים. הנדיפים המשתחררים מהצלחת השוקעת עולים לצלחת המונחת ומניבים את הקשתות הוולקניות בעולם.

ההרכב של מאגמה תלוי בסוג הסלע ממנו נמס ועד כמה הוא נמס לחלוטין. הקטעים הראשונים להמסה הם העשירים ביותר בסיליקה (הפלסית ביותר) והנמוכים ביותר בברזל ומגנזיום (הכי פחות מאפי). כך שסלע המעטפת האולטראמפי (פרידוטיט) מניב נמס מאפי (גברו ו בזלת), המהווה את הלוחות האוקיאניים ברכסי הים האמצעי. סלע מאפי מניב נמס פלסי (andesite, ריאוליט, גרניטואיד). ככל שמידת ההיתוך גדולה יותר, כך מאגמה דומה יותר לסלע המקור שלה.

ברגע שמגמה נוצרת, היא מנסה לעלות. הציפה היא המוביל העיקרי של מאגמה מכיוון שהסלע המומס תמיד פחות צפוף מסלע מוצק. מגמה עולה עולה נוטה להישאר נוזלית, גם אם היא מתקררת מכיוון שהיא ממשיכה להתפרק. אין שום ערובה לכך שמגמה תגיע לפני השטח. סלעים פלוטוניים (גרניט, גברו וכדומה) עם גרגרי המינרלים הגדולים שלהם מייצגים מגמות שקפאו, לאט מאוד, מתחת לאדמה.

בדרך כלל אנו מציירים את המאגמה כגופי היתוך גדולים, אך היא נעה כלפי מעלה בתרמילים דקים ובמיתרי דק, תופסת את הקרום ואת המעטפת העליונה כמו מים ממלאים ספוג. אנו יודעים זאת מכיוון שגלים סיסמיים מאטים בגופי מאגמה, אך אינם נעלמים כפי שהיו נוזלים.

אנו גם יודעים שמגמה כמעט אינה נוזל פשוט. חשוב על זה כרצף מרק לתבשיל. בדרך כלל זה מתואר כפטריית גבישים מינרליים שנשאו בנוזל, לפעמים גם עם בועות גז. הגבישים בדרך כלל צפופים יותר מהנוזל ונוטים להתיישב לאט כלפי מטה, תלוי בקשיחות של המאגמה (צמיגות).

מגמות מתפתחות בשלושה דרכים עיקריות: הן משתנות כשהן מתגבשות אט-אט, מתערבבות עם מאגמות אחרות וממיסות את הסלעים סביבן. יחד מכנים מנגנונים אלה בידול מגמטי. מאגמה עשויה להפסיק עם בידול, להתיישב ולהתמצק לסלע פלוטוני. או שהוא עשוי להיכנס לשלב סופי שמוביל להתפרצות.

1. מאגמה מתגבשת כשהיא מתקררת בצורה צפויה למדי, כפי שעשינו ניסויים. זה עוזר לחשוב על מאגמה לא כחומר פשוט מומס, כמו זכוכית או מתכת במפעל, אלא כפתרון חם של יסודות כימיים ויונים שיש להם אפשרויות רבות ככל שהם הופכים למינרלים גבישים. המינרלים הראשונים שהתגבשו הם אלו עם תרכובות מאפיות ו (בדרך כלל) נקודות התכה גבוהות: אוליבין, פירוקסן, ועשיר בסידן plagioclase. הנוזל שנשאר מאחור, אם כן, משנה את ההרכב בצורה הפוכה. התהליך ממשיך במינרלים אחרים, ומניב נוזל עם עוד ועוד סיליקה. ישנם עוד הרבה פרטים שעל פטרולוגים מפגעים חייבים ללמוד בבית הספר (או לקרוא על "סדרת תגובת בואן"), אבל זה התמצית של שבר גביש.
2. מגמה יכולה להתערבב עם גוף מאגמה קיים. מה שמתרחש אז הוא יותר מאשר פשוט לערבב את שני המיסים זה לזה, מכיוון שגבישים מאחד יכולים להגיב עם הנוזל מהשני. הפולש יכול להמריץ את המאגמה הישנה יותר, או שהם יכולים להיווצר תחליב עם נפיחות של אחת שצפות באחת השנייה. אבל העיקרון הבסיסי של ערבוב מאגמה זה פשוט.
3. כשמאגמה פולשת למקום בקרום המוצק, היא משפיעה על "הסלע הכפרי" הקיים שם. הטמפרטורה החמה שלו והנדיפים הדולפים עלולים לגרום לחלקים מהסלע הכפרי - בדרך כלל החלק הפלסי - להתמס ולהיכנס למאגמה. קסנוליטים - נתחי שלם של סלע כפרי - יכולים להיכנס גם למאגמה ככה. תהליך זה נקרא הטמעה.

השלב האחרון של ההבחנה כולל את הנדיפים. המים והגזים המומסים במאגמה מתחילים בסופו של דבר לבעבע החוצה ככל שהמאגמה מתקרבת יותר לפני השטח. ברגע שזה מתחיל, קצב הפעילות במאמה עולה בצורה דרמטית. בשלב זה, מאגמה מוכנה לתהליך בורח המוביל להתפרצות. עבור חלק זה של הסיפור, המשך ל וולקנות על קצה המזלג.