Pređi na sadržaj

Magma

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
(preusmereno sa Mantle (geology))

Za drugu upotrebu, pogledajte stranicu Magma (računarski algebarski sistem).
Tok lave na Havajima. Lava je ekstruzivni ekvivalent magmi.
Havajski tok lave (lava je ekstruzivni ekvivalent magme)

Magma (od antičke grčke reči μάγμα (mágma) sa značenjem „debelo mazivo”[1]) stopljeni je ili parcijalno stopljeni stenski materijal silikatnog sastava, koja se nije izlila na površinu Zemlje već se tokom kretanja utiskuje u Zemljinu koru (najviši deo mantla i litosferu).[2] Očvršćavanjem magme formiraju se intruzivne magmatske stene (magmatiti). Magma može sadržati suspendovane mehurove gasova i kristale. Magma se nalazi ispod površine Zemlje, a dokazi o magmatizmu otkriveni su i na drugim terestričkim planetama i nekim prirodnim satelitima.[3] Pored rastopljene stene, magma može da sadrži i suspendovane kristale i mehure gasa.[4]

Magma je kompleksni visokotemperaturni fluidni materijal. Temperature većine magmi kreću se u rasponu od 650° C do 1300° C, ali vrlo retki karbonatitni rastopi mogu biti temperature ispod 600° C, dok komatitni rastopi mogu imati temperature veće od 1600° C. Sredine u kojima nastaje magma i sastav nastale magme su povezani. Ove sredini mogu biti zone subdukcije, zone kontinentalnog riftovanja, srednjookeanski grebeni i vruće tačke. Sastav magme može evoluirati frakcionom kristalizacijom, kontaminacijom i mešanjem magmi.

Magma nastaje topljenjem plašta ili kore na različitim tektonskim postavkama, koje na Zemlji uključuju zone subdukcije, kontinentalne zone riftova,[5] sredokeanske grebene i žarišta. Magma i rastopi plašta migriraju nagore kroz koru gde se smatra da su uskladišteni u komorama magme[6] ili zonama transkristalne kristalima bogate kaše.[7] Tokom njihovog skladištenja u kori, kompozicije magme mogu biti modifikovane frakcionom kristalizacijom, kontaminacijom rastopima kore, mešanjem magme i otplinjavanjem. Nakon uspona kroz koru, magme mogu napajati vulkan kroz koji bivaju istisnute u obliku lave, ili se mogu učvrstiti pod zemljom da bi stvorili intruzivi,[8] kao što je magmatski dajk ili sil.

Mada se proučavanje magme istorijski oslanjalo na posmatranje magme u obliku tokova lave, na magmu se tri puta naišlo in situ tokom projekata geotermalnog bušenja - dva puta na Islandu (vidi Upotreba u proizvodnji energije) i jednom na Havajima.[9][10][11][12]

Temperatura magme[uredi | uredi izvor]

Temperatura magme, koja je vrlo visoka, može se direktno meriti samo na živim vulkanima. Ova temperatura je uvek nešto izmenjena i može biti niža usled dugog transporta pri čemu se vrši hlađenje rastopa ili čak i više usled oksidacije. Neposrednim merenjima dobijene su temperature između 1400 i 900 *C. Za tačnije određivanje temperature služe u stvari minerali čije temperature kristalizacije (odnosno topljenja) poznajemo i njih zovemo geološki termometri. Na osnovu podataka merenja, geoloških termometara i laboratorijskih opita došlo se do zaključka da je temperatura magme između 1500 (Ultrabazične) do 1000 *C (kisele magme).

Prirodne magme[uredi | uredi izvor]

Prirodne magme počinju kristalizaciju na oko 900-600 *C, retko iznad 1000*C. Velika količina lakoisparljivih komponenata smanjuje temperaturu početka kristalizacije.

Pritisak u magmi[uredi | uredi izvor]

Posmatrajući magmu u unutrašnjosti zemljine kore možemo razmatrati dve vrste pritiska koji u toj sredini dejstvuju:

Unutrašnji pritisak[uredi | uredi izvor]

Unutrašnji pritisak se javlja u magmi kao posledica dejstva prisutnih lakoisparljivih komponenata. Uglavnom je mali ali se sa koncentrisanjem gasova može jako povećati. On ima veliki uticaj na tok izlivanja lava jer magme bogate volatilnijama, prvo su jače pokretljive a zatim, zbog snažnih unutrašnjih pritisaka obično imaju snažne erupcije praćenje eksplozijama.

Spoljašnji pritisak[uredi | uredi izvor]

Spoljašnji pritisak se javlja kao posledica dubine na kojoj se magma nalazi (hidrostatički pritisak) i on igra veliku ulogu na velikim dubinama dok je u plićim nivoima mali ili beznačajan. U ovim nivoima međutim, veliku ulogu može igrati usmereni pritisak potenciran tektonskim pokretima. Ovaj pritisak zovemo stres.

Viskozitet magme[uredi | uredi izvor]

Viskozitet magmatskog rastopa predstavlja u stvari otpor koji magma pruža prema tečenju.

Viskozitet rastopa zavisi od temperature i odnosa komponenata u njoj. Rastopi bogati sa SiO2 i Al2O3, većeg su viskoziteta od onih obogaćenih magnezijumom i gvožđem. Pad temperature povećava viskoziteta a količina lakoisparljivih sastojaka ako je povećana bitno ga smanjuje. Viskozitet se direktno reflektuje na njihovo ponašanje prilikom izlivanja. Kisele viskozne magme, teško teku, grade kupaste izlive neravnih površina. Bazične, malo viskozne magme teku brzo, grade pločaste izlive uglavnom ravnih površina.

Fizička i hemijska svojstva[uredi | uredi izvor]

Magma se sastoji od tečnosti u kojoj se obično nalaze suspendovani čvrsti kristali.[13] Kako se magma približava površini, a pritisak preopterećenja opada, rastvoreni gasovi počinju da se odvajaju od tečnosti kao mehurići, tako da se magma u blizini površine sastoji od čvrste, tečne i gasne faze.[14]

Kompozicija[uredi | uredi izvor]

Većina magmatskih tečnosti bogata je silicijum dioksidom.[8] Retke nesilikatne magme mogu nastati lokalnim topljenjem nesilikatnih mineralnih naslaga[15] ili razdvajanjem magme u odvojene nemešljive silikatne i nesilikatne tečne faze.[16]

Silikatne magme su rastopljene smeše u kojima dominiraju kiseonik i silicijum, najzastupljeniji hemijski elementi u Zemljinoj kori, sa manjim količinama aluminijuma, kalcijuma, magnezijuma, gvožđa, natrijuma i kalijuma i manjim količinama mnogih drugih elemenata..[17] Petrolozi rutinski izražavaju sastav silikatne magme u smislu težine ili molarnog masenog udela oksida glavnih elemenata (osim kiseonika) prisutnih u magmi.[18]

Pošto se primećuje da su mnoga svojstva magme (poput viskoznosti i temperature) u korelaciji sa sadržajem silicijum dioksida, silikatne magme su podeljene u četiri hemijska tipa na osnovu sadržaja silicijum dioksida: felsična, srednja, mafična i ultramafična.[19]

Felsična magma[uredi | uredi izvor]

Felsične ili silicijumske magme imaju sadržaj silicijum dioksida veći od 63%. One obuhvataju riolitne i dacitne magme. Sa tako visokim sadržajem silicijum dioksida, ove magme su izuzetno viskozne, u rasponu od 108 cP za vruću riolitnu magmu na 1.200 °C (2.190 °F) do 1011 cP za hladnu riolitnu magmu na 800 °C (1.470 °F).[20] Poređenja radi, voda ima viskoznost od oko 1 cP. Zbog ove vrlo visoke viskoznosti, felsične lave obično eksplozivno eruptiraju da bi proizvele piroklastične (fragmentarne) naslage. Međutim, riolitne lave povremeno efuzivno izbijaju formirajući lavske grebene, kupole lave ili „potoke“ (koji su gusti, kratki tokovi lave).[21] Lave se tipično fragmentiraju dok bivaju istisnute, stvarajući blok toka lave. Oni često sadrže opsidijan.[22]

Felsične lave mogu izbijati na niskim temperaturama od 800 °C (1.470 °F).[23] Neobično vruće (> 950 °C;> 1.740 °F) riolitne lave mogu, međutim, teći na rastojanja od nekoliko desetina kilometara, kao na primer u ravnici Snejk reke na severozapadu Sjedinjenih Država.[24]

Srednja magma[uredi | uredi izvor]

Intermedijarne ili andezitne magme sadrže 52% do 63% silicijum dioksida, a niže su u aluminijumu i obično su nešto bogatije magnezijumom i gvožđem od felsičnih magmi. Srednje lave formiraju kupole andezita i blokiraju lave, i mogu se pojaviti na strmim kompozitnim vulkanima, kao u Andima.[25] One su takođe su često toplije, u opsegu od 850 do 1.100 °C (1.560 do 2.010 °F. Zbog nižeg sadržaja silicijum dioksida i viših eruptivnih temperatura, one imaju tendenciju da budu mnogo manje viskozne, sa tipičnom viskoznošću od 3,5 × 106 cP na 1.200 °C (2.190 °F). Ovo je nešto veće od viskoznosti glatkog putera od kikirikija.[26] Intermedijarne magme pokazuju veću tendenciju stvaranja fenokrista.[27] Viši sadržaji gvožđa i magnezijuma imaju tendenciju da se manifestuju kao tamnija podloga, uključujući fenokriste amfibola ili piroksena.[28]

Mafične magme[uredi | uredi izvor]

Mafične ili bazaltne magme imaju sadržaj silicijum dioksida od 52% do 45%. One su karakteristične po njihovom visokom feromagneznom sadržaju, i uglavnom eruptiraju na temperaturama od 1.100—1.200 °C (2.010—2.190 °F). Viskoznosti mogu biti relativno niski, oko 104 do 105 cP, iako je to još uvek za mnogo redova magnitude veće od vode. Ova viskoznost je slična onoj u kečapu.[29] Bazaltne lave teže da proizvode štitaste vulkane niskog profila ili poplavne bazalte, jer fluidna lava teče na velike udaljenosti od ventilacionog otvora. Debljina bazaltne lave, posebno na malom nagibu, može biti mnogo veća od debljine toka lave koja se kreće u bilo kom trenutku, jer se bazaltna lava može „naduvati“ napajanjem lave ispod očvrsnute kore.[30] Većina bazaltnih lava su tipa ʻAʻā ili pahoihoi, umesto blok lave. Pod vodom mogu da formiraju lavne jastuke, koji su prilično slični lavama tipa pahoihoi na kopnu.[31]

Ultramafične magme[uredi | uredi izvor]

Ultramafične magme, poput pikritičnog bazalta, komatita, i visoko magnezijumske magme koje formiraju boninit, dovode kompoziciju i temperature do krajnjih granica. Sve imaju sadržaj silicijum dioksida ispod 45%. Komatiti sadrže preko 18% magnezijum oksida i smatra se da su eruptirali na temperaturama od 1.600 °C (2.910 °F). Na ovoj temperaturi praktično nema polimerizacije mineralnih jedinjenja, što stvara izuzetno pokretnu tečnost.[32] Smatra se da su viskoznosti komatitnih magmi niske od 100 do 1000 cP, slično kao i kod lakih motornih ulja.[20] Većina ultramafičnih lava nije mlađa od proterozoika, sa nekoliko ultramafičnih magmi poznatih iz fanerozoika u Centralnoj Americi koje se pripisuju vrućim magmatskim plaštovima. Nije poznata nijedna moderna komatitska lava, jer se Zemljin plašt previše ohladio da bi stvorio visoko magnezijumske magme.[33]

Alkalne magme[uredi | uredi izvor]

Neke silicijske magme imaju povišen sadržaj oksida alkalnih metala (natrijuma i kalijuma), posebno u regionima kontinentalnog rifta, područjima koja prekrivaju duboko udubljene ploče ili na vrućim tačkama između ploča.[34] Njihov sadržaj silicijum dioksida može se kretati od ultramafičnog (nefeliniti, bazaniti i tefriti) do felsičnog (trahiti). Za njih je verovatnije da će nastati na većim dubinama plašta od subalkalnih magmi.[35] Olivinske nefelinitne magme su ultramafične i visoko alkalne, i smatra se da su došle iz mnogo dubljeg plašta Zemlje od drugih magmi.[36]

Primeri kompozicija magme (tež. %)[37]
Komponenta Nefelinit Toleitski pikrit Toleitski bazalt Andezit Riolit
SiO2 39,7 46,4 53,8 60,0 73,2
TiO2 2,8 2,0 2,0 1,0 0,2
Al2O3 11,4 8,5 13,9 16,0 14,0
Fe2O3 5,3 2,5 2,6 1,9 0,6
FeO 8,2 9,8 9,3 6,2 1,7
MnO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,0
MgO 12,1 20,8 4,1 3,9 0,4
CaO 12,8 7,4 7,9 5,9 1,3
Na2O 3,8 1,6 3,0 3,9 3,9
K2O 1,2 0,3 1,5 0,9 4,1
P2O5 0,9 0,2 0,4 0,2 0,0

Toleitska bazaltna magma

  SiO2 (53,8%)
  Al2O3 (13,9%)
  FeO (9,3%)
  CaO (7,9%)
  MgO (4,1%)
  Na2O (3,0%)
  Fe2O3 (2,6%)
  TiO2 (2,0%)
  K2O (1,5%)
  P2O5 (0,4%)
  MnO (0,2%)

Riolitna magma

  SiO2 (73,2%)
  Al2O3 (14%)
  FeO (1,7%)
  CaO (1,3%)
  MgO (0,4%)
  Na2O (3,9%)
  Fe2O3 (0,6%)
  TiO2 (0,2%)
  K2O (4,1%)
  P2O5 (0,%)
  MnO (0,%)

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ „Definition of Magma”. Merriam-Webster Dictionary. Merriam-Webster. Pristupljeno 28. 10. 2018. 
  2. ^ BOWEN, NORMAN L. (1947). „MAGMAS”. Geological Society of America Bulletin. 58 (4): 263. ISSN 0016-7606. doi:10.1130/0016-7606(1947)58[263:M]2.0.CO;2. 
  3. ^ Greeley, Ronald; Schneid, Byron D. (1991-11-15). „Magma Generation on Mars: Amounts, Rates, and Comparisons with Earth, Moon, and Venus”. Science. 254 (5034): 996—998. Bibcode:1991Sci...254..996G. ISSN 0036-8075. PMID 17731523. S2CID 206574665. doi:10.1126/science.254.5034.996. 
  4. ^ Spera, Frank J. (2000), „Physical Properties of Magma”, Ur.: Sigurdsson, Haraldur (editor-in-chief), Encyclopedia of Volcanoes, Academic Press, str. 171—190, ISBN 978-0126431407 
  5. ^ Foulger, G.R. (2010). Plates vs. Plumes: A Geological Controversy. Wiley–Blackwell. ISBN 978-1-4051-6148-0. 
  6. ^ Detrick, R. S.; Buhl, P.; Vera, E.; Mutter, J.; Orcutt, J.; Madsen, J.; Brocher, T. (1987). „Multi-channel seismic imaging of a crustal magma chamber along the East Pacific Rise”. Nature. 326 (6108): 35—41. Bibcode:1987Natur.326...35D. ISSN 0028-0836. S2CID 4311642. doi:10.1038/326035a0. 
  7. ^ Sparks, R. Stephen J.; Cashman, Katharine V. (2017). „Dynamic Magma Systems: Implications for Forecasting Volcanic Activity”. Elements. 13 (1): 35—40. ISSN 1811-5209. doi:10.2113/gselements.13.1.35. 
  8. ^ a b MCBIRNEY, A. R.; NOYES, R. M. (1979-08-01). „Crystallization and Layering of the Skaergaard Intrusion”. Journal of Petrology. 20 (3): 487—554. Bibcode:1979JPet...20..487M. ISSN 0022-3530. doi:10.1093/petrology/20.3.487. 
  9. ^ Scientists' Drill Hits Magma: Only Third Time on Record, UC Davis News and Information, June 26, 2009.
  10. ^ Magma Discovered in Situ for First Time. Physorg (December 16, 2008)
  11. ^ Puna Dacite Magma at Kilauea: Unexpected Drilling Into an Active Magma Posters Arhivirano na sajtu Wayback Machine (6. jun 2011), 2008 Eos Trans. AGU, 89(53), Fall Meeting.
  12. ^ Teplow, William; Marsh, Bruce; Hulen, Jeff; Spielman, Paul; Kaleikini, Mike; Fitch, David; Rickard, William (2009). „Dacite Melt at the Puna Geothermal Venture Wellfield, Big Island of Hawaii” (PDF). GRC Transactions. 33: 989—994. Pristupljeno 8. 2. 2021. 
  13. ^ Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd izd.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. str. 19—20. ISBN 9780521880060. 
  14. ^ Schmincke, Hans-Ulrich (2003). Volcanism. Berlin: Springer. str. 49–50. ISBN 9783540436508. 
  15. ^ Guijón, R.; Henríquez, F.; Naranjo, J.A. (2011). „Geological, Geographical and Legal Considerations for the Conservation of Unique Iron Oxide and Sulphur Flows at El Laco and Lastarria Volcanic Complexes, Central Andes, Northern Chile”. Geoheritage. 3 (4): 99—315. S2CID 129179725. doi:10.1007/s12371-011-0045-x. 
  16. ^ Harlov, D.E.; et al. (2002). „Apatite–monazite relations in the Kiirunavaara magnetite–apatite ore, northern Sweden”. Chemical Geology. 191 (1–3): 47—72. Bibcode:2002ChGeo.191...47H. doi:10.1016/s0009-2541(02)00148-1. 
  17. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 19, 131.
  18. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 132–133.
  19. ^ Casq, R.A.F.; Wright, J.V. (1987). Volcanic Successions. Unwin Hyman Inc. str. 528. ISBN 978-0-04-552022-0. 
  20. ^ a b Philpotts & Ague 2009, str. 23.
  21. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 70–77.
  22. ^ Schmincke 2003, str. 132.
  23. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 20.
  24. ^ Bonnichsen, B.; Kauffman, D.F. (1987). „Physical features of rhyolite lava flows in the Snake River Plain volcanic province, southwestern Idaho”. Geological Society of America Special Paper. Geological Society of America Special Papers. 212: 119—145. ISBN 0-8137-2212-8. doi:10.1130/SPE212-p119. 
  25. ^ Schmincke 2003, str. 21–24, 132, 143.
  26. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 23–611.
  27. ^ Takeuchi, Shingo (5. 10. 2011). „Preeruptive magma viscosity: An important measure of magma eruptibility”. Journal of Geophysical Research. 116 (B10): B10201. Bibcode:2011JGRB..11610201T. doi:10.1029/2011JB008243 Slobodan pristup. 
  28. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 1376–377.
  29. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 23–25.
  30. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 53-55, 59-64.
  31. ^ Schmincke 2003, str. 128–132.
  32. ^ Arndt, N.T. (1994). „Archean komatiites”. Ur.: Condie, K.C. Archean Crustal Evolution. Amsterdam: Elsevier. str. 19. ISBN 978-0-444-81621-4. 
  33. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 399–400.
  34. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 139–148.
  35. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 606–607.
  36. ^ „Stikine Volcanic Belt: Volcano Mountain”. Catalogue of Canadian volcanoes. Arhivirano iz originala 2009-03-07. g. Pristupljeno 23. 11. 2007. 
  37. ^ Philpotts & Ague 2009, str. 145.

Literatura[uredi | uredi izvor]

  • Đorđević V., Đorđević P., Milovanović D. 1991. Osnovi petrologije. Beograd: Nauka

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Magma na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Магма&oldid=27787633”