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Magma versus lava: cómo se derrite, sube y evoluciona

Magma versus lava: cómo se derrite, sube y evoluciona

En la imagen del libro de texto del ciclo de la roca, todo comienza con la roca subterránea fundida: el magma. ¿Qué sabemos al respecto?

Magma y lava

El magma es mucho más que lava. Lava es el nombre de roca fundida que ha entrado en erupción en la superficie de la Tierra: el material al rojo vivo que se derrama de los volcanes. Lava también es el nombre de la roca sólida resultante.

En contraste, el magma no se ve. Cualquier roca subterránea que se derrita total o parcialmente califica como magma. Sabemos que existe porque cada tipo de roca ígnea se solidificó a partir de un estado fundido: granito, peridotita, basalto, obsidiana y todo lo demás.

Cómo se derrite el magma

Los geólogos llaman a todo el proceso de hacer fundidos magmagenesis. Esta sección es una introducción muy básica a un tema complicado.

Obviamente, se necesita mucho calor para derretir las rocas. La Tierra tiene mucho calor adentro, parte de la formación del planeta y parte generada por la radiactividad y otros medios físicos. Sin embargo, a pesar de que la mayor parte de nuestro planeta, el manto, entre la corteza rocosa y el núcleo de hierro, tiene temperaturas que alcanzan miles de grados, es roca sólida. (Sabemos esto porque transmite ondas sísmicas como un sólido). Esto se debe a que la alta presión contrarresta las altas temperaturas. Dicho de otra manera, la alta presión eleva el punto de fusión. Dada esa situación, hay tres formas de crear magma: elevar la temperatura sobre el punto de fusión, o disminuir el punto de fusión al reducir la presión (un mecanismo físico) o al agregar un flujo (un mecanismo químico).

El magma surge de las tres formas, a menudo las tres a la vez, ya que el manto superior es agitado por la tectónica de placas.

Transferencia de calor: Un cuerpo ascendente de magma, una intrusión, envía calor a las rocas más frías a su alrededor, especialmente a medida que la intrusión se solidifica. Si esas rocas ya están a punto de derretirse, el calor extra es todo lo que se necesita. Así es como a menudo se explican los magmas riolíticos, típicos de los interiores continentales.

Descompresión de fusión: Donde se separan dos placas, el manto debajo se eleva hacia el espacio. A medida que se reduce la presión, la roca comienza a derretirse. La fusión de este tipo ocurre, entonces, donde las placas se estiran, en márgenes divergentes y áreas de extensión continental y de arco posterior (obtenga más información sobre zonas divergentes).

Fundente de fusión: Donde sea que el agua (u otros volátiles como el dióxido de carbono o los gases de azufre) se puedan agitar en un cuerpo de roca, el efecto sobre la fusión es dramático. Esto explica el abundante volcanismo cerca de las zonas de subducción, donde las placas descendentes arrastran agua, sedimentos, materia carbonosa y minerales hidratados con ellas. Los volátiles liberados de la placa de hundimiento se elevan a la placa suprayacente, dando lugar a los arcos volcánicos del mundo.

La composición de un magma depende del tipo de roca de la que se derritió y de cuán completamente se derritió. Los primeros bits en fundirse son los más ricos en sílice (más felsico) y los más bajos en hierro y magnesio (menos máfico). Entonces, la roca de manto ultramáfica (peridotita) produce una fusión máfica (gabro y basalto), que forma las placas oceánicas en las crestas del océano medio. La roca máfica produce una fusión félsica (andesita, riolita, granitoide). Cuanto mayor es el grado de fusión, más se parece un magma a su roca fuente.

Cómo se eleva el magma

Una vez que se forma el magma, trata de elevarse. La flotabilidad es el motor principal del magma porque la roca derretida siempre es menos densa que la roca sólida. El magma en aumento tiende a permanecer fluido, incluso si se está enfriando porque continúa descomprimiéndose. Sin embargo, no hay garantía de que un magma llegue a la superficie. Las rocas plutónicas (granito, gabro, etc.) con sus grandes granos minerales representan magmas que se congelaron, muy lentamente, bajo tierra.

Comúnmente, imaginamos al magma como grandes cuerpos derretidos, pero se mueve hacia arriba en vainas delgadas y largueros delgados, ocupando la corteza y el manto superior como si el agua llenara una esponja. Sabemos esto porque las ondas sísmicas se ralentizan en los cuerpos de magma, pero no desaparecen como lo harían en un líquido.

También sabemos que el magma casi nunca es un líquido simple. Piense en ello como un continuo de caldo a estofado. Por lo general, se describe como una masa de cristales minerales transportados en un líquido, a veces también con burbujas de gas. Los cristales suelen ser más densos que el líquido y tienden a asentarse lentamente hacia abajo, dependiendo de la rigidez (viscosidad) del magma.

Cómo evoluciona el magma

Los magmas evolucionan de tres maneras principales: cambian a medida que cristalizan lentamente, se mezclan con otros magmas y funden las rocas a su alrededor. Juntos, estos mecanismos se llaman diferenciación magmática. El magma puede detenerse con la diferenciación, establecerse y solidificarse en una roca plutónica. O puede entrar en una fase final que conduce a la erupción.

  1. El magma se cristaliza a medida que se enfría de una manera bastante predecible, como hemos trabajado por experimento. Ayuda a pensar en el magma no como una simple sustancia fundida, como el vidrio o el metal en una fundición, sino como una solución caliente de elementos químicos e iones que tienen muchas opciones a medida que se convierten en cristales minerales. Los primeros minerales que cristalizan son aquellos con composiciones máficas y (generalmente) altos puntos de fusión: olivina, piroxeno y plagioclasa rica en calcio. El líquido que queda, entonces, cambia la composición de la manera opuesta. El proceso continúa con otros minerales, produciendo un líquido con más y más sílice. Hay muchos más detalles que los petrólogos ígneos deben aprender en la escuela (o leer sobre "La serie de reacciones de Bowen"), pero esa es la esencia de fraccionamiento de cristal.
  2. El magma puede mezclarse con un cuerpo de magma existente. Lo que ocurre entonces es más que simplemente agitar las dos masas fundidas, porque los cristales de uno pueden reaccionar con el líquido del otro. El invasor puede energizar el magma más antiguo, o puede formar una emulsión con gotas de una flotando en la otra. Pero el principio básico de mezcla de magma es simple.
  3. Cuando el magma invade un lugar en la corteza sólida, influye en la "roca del país" que existe allí. Su temperatura caliente y sus volátiles con fugas pueden hacer que partes de la roca del país, generalmente la parte felina, se derrita y entre al magma. Los xenolitos, trozos enteros de country rock, también pueden ingresar al magma de esta manera. Este proceso se llama asimilación.

La fase final de diferenciación involucra los volátiles. El agua y los gases que se disuelven en el magma eventualmente comienzan a burbujear a medida que el magma se eleva más cerca de la superficie. Una vez que comienza, el ritmo de actividad en un magma aumenta dramáticamente. En este punto, el magma está listo para el proceso desbocado que conduce a la erupción. Para esta parte de la historia, proceda a Volcanism in a Nutshell.


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