Magma Versus Lava: Bagaimana Itu Mencair, Naik, dan Berkembang

Dalam gambar buku teks siklus batu, semuanya dimulai dengan batuan bawah tanah yang meleleh: magma. Apa yang kita ketahui tentang itu?

Magma jauh lebih dari lava. Lava adalah nama untuk batuan cair yang telah meletus ke permukaan bumi - bahan merah-panas yang tumpah dari gunung berapi. Lava juga merupakan nama untuk batuan padat yang dihasilkan.

Sebaliknya, magma tidak terlihat. Batuan bawah tanah apa pun yang sepenuhnya atau sebagian meleleh memenuhi syarat sebagai magma. Kami tahu itu ada karena setiap jenis batuan beku dipadatkan dari keadaan cair: granit, peridotit, basalt, obsidian dan yang lainnya.

Ahli geologi menyebut seluruh proses pembuatan meleleh magmagenesis. Bagian ini adalah pengantar yang sangat mendasar untuk subjek yang rumit.

Jelas, butuh banyak panas untuk melelehkan batu. Bumi memiliki banyak panas di dalamnya, beberapa di antaranya tersisa dari pembentukan planet dan beberapa di antaranya dihasilkan oleh radioaktivitas dan cara fisik lainnya. Namun, meskipun sebagian besar planet kita -

Magma muncul dalam ketiga cara - seringkali ketiganya sekaligus - saat mantel atas diaduk oleh lempeng tektonik.

Perpindahan panas: Tubuh magma yang sedang naik - intrusi - mengirimkan panas ke batu-batu yang lebih dingin di sekitarnya, terutama saat intrusi memadat. Jika batu-batu itu sudah berada di ambang mencair, hanya panas yang diperlukan. Beginilah magma rhyolitic, tipikal interior benua, sering dijelaskan.

Peleburan dekompresi: Saat dua pelat ditarik terpisah, mantel di bawahnya naik ke celah. Saat tekanan berkurang, batu mulai meleleh. Melting dari jenis ini terjadi, kemudian, di mana lempeng dibentangkan terpisah - pada margin yang berbeda dan area benua dan ekstensi busur-belakang (pelajari lebih lanjut tentang zona divergen).

Peleburan fluks: Di mana pun air (atau bahan mudah menguap lainnya seperti karbon dioksida atau gas belerang) dapat diaduk ke dalam tubuh batu, efeknya pada pelelehan sangat dramatis. Ini menjelaskan gunung berapi yang banyak di dekat zona subduksi, di mana lempeng-lempeng yang turun membawa air, sedimen, zat yang mengandung karbon, dan mineral terhidrasi. Volatilitas yang dilepaskan dari lempeng yang tenggelam naik ke lempeng di atasnya, sehingga menimbulkan busur vulkanik dunia.

Komposisi magma tergantung pada jenis batuan yang dilebur dan seberapa lengkapnya meleleh. Bit pertama yang meleleh adalah yang terkaya dalam silika (paling felsik) dan terendah dalam zat besi dan magnesium (paling sedikit mafik). Jadi batuan mantel ultramafik (peridotit) menghasilkan lelehan mafik (gabbro dan basal), yang membentuk lempeng samudera di tengah samudera. Batuan mafik menghasilkan lelehan felsic (andesit, riolit, granitoid). Semakin besar tingkat lelehnya, semakin dekat suatu magma menyerupai batuan induknya.

Begitu magma terbentuk, ia mencoba bangkit. Daya apung adalah penggerak utama magma karena batuan yang meleleh selalu kurang padat daripada batuan padat. Naik magma cenderung tetap fluida, bahkan jika itu mendingin karena terus membusuk. Tidak ada jaminan bahwa magma akan mencapai permukaan. Batuan plutonik (granit, gabro, dan sebagainya) dengan butiran mineral besar mereka mewakili magma yang membeku, sangat lambat, jauh di bawah tanah.

Kami biasanya menggambarkan magma sebagai tubuh besar yang meleleh, tetapi ia bergerak ke atas dalam polong-polong tipis dan stringer tipis, menempati kerak dan mantel atas seperti air mengisi spons. Kita tahu ini karena gelombang seismik melambat dalam benda magma, tetapi jangan menghilang seperti yang terjadi dalam cairan.

Kita juga tahu bahwa magma hampir tidak pernah berupa cairan sederhana. Anggap saja sebagai kontinum dari kaldu ke semur. Ini biasanya digambarkan sebagai bubur kristal mineral yang dibawa dalam cairan, kadang-kadang dengan gelembung gas juga. Kristal biasanya lebih padat daripada cairan dan cenderung perlahan-lahan mengendap ke bawah, tergantung pada kekakuan magma (viskositas).

Magma berevolusi dalam tiga cara utama: mereka berubah saat perlahan-lahan mengkristal, bercampur dengan magma lain, dan melelehkan batuan di sekitarnya. Bersama-sama mekanisme ini disebut diferensiasi magmatik. Magma dapat berhenti dengan diferensiasi, menetap dan mengeras menjadi batuan plutonik. Atau mungkin memasuki fase akhir yang mengarah ke erupsi.

1. Magma mengkristal ketika mendingin dengan cara yang cukup dapat diprediksi, seperti yang telah kita lakukan dengan eksperimen. Ini membantu untuk memikirkan magma bukan sebagai zat leleh yang sederhana, seperti kaca atau logam di smelter, tetapi sebagai solusi panas dari unsur-unsur kimia dan ion yang memiliki banyak pilihan ketika mereka menjadi mineral kristal. Mineral pertama yang mengkristal adalah mineral dengan komposisi mafik dan (umumnya) titik leleh tinggi: olivin, piroksen, dan kaya kalsium plagioklas. Cairan yang tertinggal, kemudian, mengubah komposisi dengan cara yang berlawanan. Proses berlanjut dengan mineral lain, menghasilkan cairan dengan lebih banyak dan lebih banyak silika. Ada banyak lagi detail yang harus dipelajari oleh para ahli petrologi di sekolah (atau baca tentang "Seri Reaksi Bowen"), tapi itulah intinya fraksinasi kristal.
2. Magma dapat bercampur dengan tubuh magma yang ada. Apa yang terjadi kemudian adalah lebih dari sekadar mengaduk kedua lelehan bersama, karena kristal dari satu dapat bereaksi dengan cairan dari yang lain. Penyerbu dapat memberi energi magma yang lebih tua, atau mereka dapat membentuk emulsi dengan gumpalan-gumpalan yang mengapung di gumpalan lainnya. Tetapi prinsip dasar pencampuran magma sederhana.
3. Ketika magma menginvasi tempat di kerak bumi yang padat, itu mempengaruhi "country rock" yang ada di sana. Temperaturnya yang panas dan volatilnya yang bocor dapat menyebabkan sebagian dari batuan country - biasanya bagian felsic - mencair dan memasuki magma. Xenoliths - seluruh bongkahan country rock - dapat memasuki magma dengan cara ini juga. Proses ini disebut asimilasi.

Fase akhir diferensiasi melibatkan volatil. Air dan gas yang larut dalam magma akhirnya mulai menggelembung saat magma naik lebih dekat ke permukaan. Setelah itu dimulai, langkah aktivitas dalam magma meningkat secara dramatis. Pada titik ini, magma siap untuk proses pelarian yang mengarah ke erupsi. Untuk bagian cerita ini, lanjutkan ke Singkatnya, vulkanisme.