Vadovėlio paveikslėlyje roko ciklas, viskas prasideda nuo išlydytos požeminės uolienos: magma. Ką mes apie tai žinome?
Magma ir Lava
Magma yra daug daugiau nei lava. Lava yra išlydytos uolienos, išsiveržusios į Žemės paviršių, pavadinimas - ugnikalnių išsiliejusi raudona karšta medžiaga. Lava taip pat yra gautos kietos uolienos pavadinimas.
Priešingai, magma yra nematyta. Bet kokia visiškai ar iš dalies ištirpusi uoliena po žeme yra magma. Mes žinome, kad jis egzistuoja, nes kiekvienas nežinomų uolienų rūšis sukietintas iš išlydytos būsenos: granitas, peridotitas, bazaltas, obsidianas ir visos kitos.
Kaip Magma tirpsta
Geologai vadina visą lydymosi procesą magmagenezė. Šis skyrius yra labai paprastas įvadas į sudėtingą dalyką.
Akivaizdu, kad uolienoms išlydyti reikia daug šilumos. Žemės viduje yra daug šilumos, dalis jos liko dėl planetos formavimosi, o dalis - dėl radioaktyvumo ir kitų fizinių priemonių. Vis dėlto, nors didžioji mūsų planetos dalis - mantija, tarp uolų pluta ir lygintuvas
branduolys - jos temperatūra siekia tūkstančius laipsnių, tai tvirta uola. (Mes tai žinome, nes jis žemės drebėjimo bangas perduoda kaip kietas.) Taip yra todėl, kad aukštas slėgis prieštarauja aukštai temperatūrai. Kitaip tariant, aukštas slėgis pakelia lydymosi temperatūrą. Esant tokiai situacijai, yra trys būdai, kaip sukurti magmą: pakelti temperatūrą virš lydymosi temperatūros arba Sumažinkite lydymosi temperatūrą sumažindami slėgį (fizinis mechanizmas) arba pridedant srautą (cheminė medžiaga mechanizmas).Magma atsiranda visais trimis būdais - dažnai visais trim vienu metu - viršutinę mantiją maišo plokštelinė tektonika.
Šilumos perdavimas: Kylantis magmos kūnas - įsibrovimas - perduoda šilumą šaltesnėms aplink jį esančioms uolienoms, ypač kai įsibrovimai kietėja. Jei tos uolienos jau yra ant lydymosi slenksčio, reikia tik papildomos šilumos. Taip dažnai paaiškinamos žemyniniam interjerui būdingos ryolitinės magmos.
Dekompresijos lydymasis: Kai dvi plokštės yra atskirtos, apatinė mantija pakyla į tarpą. Mažėjant slėgiui, uola pradeda tirpti. Šio tipo tirpimas įvyksta ten, kur plokštelės yra išsidėsčiusios - esant skirtingoms kraštinėms ir žemyno bei nugaros lanko pratęsimo vietoms (sužinokite daugiau apie skirtingos zonos).
Flux lydymasis: Kai vanduo (arba kiti lakūs lakštai, tokie kaip anglies dioksidas ar sieros dujos) gali būti maišomi į uolienų telkinį, tirpimo poveikis yra dramatiškas. Tai paaiškina gausų vulkanizmą arti subdukcijos zonų, kur besileidžiančios plokštės su savimi nešioja vandenį, nuosėdas, angliavandenius ir hidratuotus mineralus. Iš skęstančios plokštės išsiskyrę lakieji lakštai kyla į viršutinę plokštę, sukeldami pasaulio ugnikalnių lankus.
Magmos kompozicija priklauso nuo to, kokio tipo uola ji ištirpo ir kaip visiškai ji ištirpo. Pirmieji ištirpę bitai yra turtingiausi silicio diokside (daugiausia felso), mažiausiai - geležyje ir magnyje (mažiausiai mafiniai). Taigi ultramaftinis mantijos akmuo (peridotitas) išgauna maftinį tirpalą (gabbro ir bazaltas), sudarančios vandenyno plokšteles ties vidurio vandenyno keteromis. Mafto uola duoda felsinį tirpimą (andesitas, riolitas, granitoidas). Kuo didesnis lydymosi laipsnis, tuo labiau magma primena savo šaltinio uolieną.
Kaip Magma pakyla
Kai magma susiformuoja, ji bando pakilti. Plūdrumas yra pagrindinis magmos variklis, nes ištirpusi uola visada yra mažiau tanki nei kieta uola. Auganti magma linkusi likti skysta, net jei vėsta, nes ji ir toliau suskaido. Vis dėlto nėra jokios garantijos, kad magma pasieks paviršių. Plutoninės uolienos (granitas, gabbro ir tt) su dideliais mineraliniais grūdais vaizduoja magmas, kurios užšąla labai lėtai, giliai po žeme.
Mes paprastai vaizduojame magmą kaip didelius tirpstančius kūnus, bet ji juda aukštyn plonomis ankštimis ir plonomis stygomis, užimdama plutą ir viršutinę mantiją, tarsi vanduo užpildytų kempinę. Mes tai žinome, nes seisminės bangos sulėtėja magmos kūnuose, tačiau neišnyksta taip, kaip jos būtų skystyje.
Mes taip pat žinome, kad magma niekada nebūna paprastas skystis. Pagalvokite apie tai kaip kontinuumą nuo sultinio iki troškinio. Paprastai tai apibūdinama kaip mineralinių kristalų grybas, gabenamas skystyje, kartais su dujų burbulais. Kristalai paprastai yra tankesni už skystį ir linkę lėtai nusileisti žemyn, atsižvelgiant į magmos standumą (klampumą).
Kaip evoliucionuoja Magma
Magmos vystosi trimis pagrindiniais būdais: jos kinta, kai jos lėtai kristalizuojasi, susimaišo su kitomis magmomis ir tirpsta aplink esančios uolienos. Kartu šie mechanizmai vadinami magminė diferenciacija. Magma gali sustoti su diferenciacija, nusėsti ir sukietėti į plutoninę uolieną. Arba tai gali patekti į paskutinę fazę, kuri veda prie išsiveržimo.
- Kaip mes išsiaiškinome eksperimentu, Magma kristalizuojasi, nes atvėsta gana nuspėjamai. Tai padeda galvoti apie magmą ne kaip apie paprastą išlydytą medžiagą, tokią kaip stiklas ar metalas lydykloje, bet kaip karštas cheminių elementų ir jonų tirpalas, turintis daug galimybių, nes jie tampa mineraliniais kristalai. Pirmieji mineralai, kurie kristalizuojasi, yra su maftinėmis kompozicijomis ir (paprastai) aukštu lydymosi tašku: olivinas, piroksenoir daug kalcio plagioklazė. Tada likęs skystis priešingai keičia sudėtį. Procesas tęsiamas naudojant kitus mineralus, gaunant skysčio su vis daugiau ir daugiau silicio dioksidas. Yra daug daugiau detalių, kurių neprivalomi benzino specialistai turi išmokti mokykloje (arba skaityti apie „Boweno reakcijos serija"), bet tokia yra esmė kristalų frakcionavimas.
- Magma gali maišyti su esamu magmos kūnu. Tada įvyksta ne tik tai, kad sumaišykite abu lydinius, nes vieno kristalai gali reaguoti su kito skysčiu. Įsibrovėliai gali pagyvinti senesnę magmą arba sudaryti emulsiją, kurių vienos dėmės plūduriuoja kitoje. Bet pagrindinis principas magmos maišymas yra paprasta.
- Kai magma įsiveržia į vietą tvirtoje plutoje, ji daro įtaką joje esančiai „kaimo uolai“. Dėl karštos temperatūros ir nesandarių lakiųjų medžiagų dalis šalies uolienų - paprastai felso dalies - gali ištirpti ir patekti į magmą. Ksenolitai - ištisi šalies uolienos gabalėliai - taip pat gali patekti į magmą. Šis procesas vadinamas asimiliacija.
Paskutinėje diferenciacijos fazėje yra lakiųjų medžiagų. Mama ištirpęs vanduo ir dujos ilgainiui pradeda pūsti, nes magma pakyla arčiau paviršiaus. Kai tai prasideda, aktyvumas magmoje smarkiai pakyla. Šiuo metu magma yra pasirengusi išbėrimo procesui, kuris veda prie išsiveržimo. Eikite į šią istorijos dalį Vulkanizmas trumpai.