Magma

De meeste magmatische vloeistoffen zijn rijk aan silica. Silicaatsmelt bestaat voornamelijk uit silicium, zuurstof, aluminium, ijzer, magnesium, calcium, natrium en kalium. Het fysieke gedrag van smelt hangt af van hun atomaire structuren, evenals van temperatuur en druk en samenstelling.

viscositeit is een belangrijke smelteigenschap bij het begrijpen van het gedrag van magma ‘ s. De viscositeit is afhankelijk van de temperatuur, maar wordt meestal bepaald door de samenstelling., Het siliciumion is klein en sterk geladen, en dus heeft het een sterke neiging om te coördineren met vier zuurstofionen, die een tetrahedrale opstelling rond het veel kleinere siliciumion vormen. Dit wordt een silica tetraëder genoemd. In een magma dat laag in silicium is, worden deze silica tetrahedra geïsoleerd, maar als het siliciumgehalte toeneemt, begint silica tetrahedra gedeeltelijk te polymeriseren, waardoor ketens, platen en klontjes van silica tetrahedra worden gevormd die door het overbruggen van zuurstofionen worden verbonden. Deze verhogen sterk de viscositeit van het magma.,

• Een enkel silica tetraëder

• Twee silica tetrahedra verbonden door een brug zuurstof ion (getint roze)

De tendens in de richting van de polymerisatie wordt uitgedrukt als NBO/T, waar NBO is het aantal niet-bridging zuurstof ionen en T is het aantal netwerk-vorming van ionen., Silicium is het belangrijkste netwerkvormende ion, maar in magma ‘ s met een hoog natriumgehalte fungeert aluminium ook als netwerkvormer en ijzerijzer kan als netwerkvormer fungeren wanneer andere netwerkvormers ontbreken. De meeste andere metaalionen verminderen de neiging tot polymeriseren en worden beschreven als netwerkmodifiers. In een hypothetisch magma dat volledig is gevormd uit gesmolten siliciumdioxide, zou NBO/T 0 zijn, terwijl in een hypothetisch magma dat zo laag is in netwerkvormers dat er geen polymerisatie plaatsvindt, NBO/T 4 zou zijn. Geen van beide extreme is gebruikelijk in de natuur, maar basalt magma ‘ s hebben meestal NBO/T tussen 0,6 en 0.,9, andesitische magma ’s hebben NBO/T van 0,3 tot 0,5, en rhyolitische magma’ s hebben NBO / T van 0,02 tot 0,2. Water werkt als een netwerk modifier, en het oplossen van water drastisch vermindert smelt viscositeit. Koolstofdioxide neutraliseert netwerkmodifiers, dus opgeloste koolstofdioxide verhoogt de viscositeit. Smelt bij hogere temperaturen is minder visceus, omdat er meer thermische energie beschikbaar is om de banden tussen zuurstof en netwerkvormers te verbreken.,

Silicaatsmelt (de vloeibare fase van magma) is visco-elastisch, wat betekent dat het stroomt als een vloeistof onder lage spanningen, maar zodra de toegepaste spanning een kritische waarde overschrijdt, kan de smelt de spanning niet snel genoeg verdrijven door alleen ontspanning, wat resulteert in voorbijgaande fractuurvoortplanting. Zodra de spanningen onder de kritische drempel worden verminderd, ontspant de smelt viskeus opnieuw en geneest de breuk.

in het algemeen zijn meer mafische magma ‘s, zoals die welke basalt vormen, heter en minder viskeus dan meer silica-rijke magma’ s, zoals die welke rhyoliet vormen., De viscositeit van lava (magma dat het aardoppervlak heeft bereikt) varieert van 104 cP voor mafische lava tot 1011 cP voor felsische magma ‘ s. Ter vergelijking: water heeft een viscositeit van ongeveer 1 cP. Lage viscositeit leidt tot zachtere, minder explosieve uitbarstingen., Eruptieve gedrag: explosieve of uitbundig Distributie: convergente plaat grenzen, eiland bogen Felsic (rhyolitic) SiO2 > 70% Fe–Mg: ~ 2% Temperatuur: – < 900°C Viscositeit: Hoge Eruptieve gedrag: explosieve of uitbundig Verspreiding: algemeen in ‘hot spots’ in de continentale korst (Yellowstone National Park) en in continentaal kloven

Temperatuur

de Temperaturen van de meeste magmas zijn in het bereik van 700 °C tot 1300 °C (of 1300 °F tot 2400 °F), maar zeer zeldzaam carbonatite magmas kan zo cool als 490 °C, en komatiite magmas kan zijn zo heet als de 1600 °C., Bij een bepaalde druk en voor een bepaalde samenstelling van gesteente, zal een stijging van de temperatuur voorbij de solidus leiden tot smelten. In de vaste aarde wordt de temperatuur van een rots bepaald door de geothermische gradiënt en het radioactieve verval in het gesteente. De geothermische gradiënt is gemiddeld ongeveer 25 °C/km met een breed bereik van 5-10 °C/km in oceanische loopgraven en subductiezones tot 30-80 °C / km onder mid-oceanische richels en vulkanische boogomgevingen.,

Dichtheid

Samenstelling

Het is meestal erg moeilijk te veranderen is de bulk van de samenstelling van een grote massa van rock, dus de samenstelling is de basis van de controle op de vraag of een rock smelten op een gegeven temperatuur en druk., De samenstelling van een gesteente kan ook worden beschouwd als vluchtige fasen zoals water en kooldioxide.

de aanwezigheid van vluchtige fasen in een gesteente onder druk kan een smeltfractie stabiliseren. De aanwezigheid van zelfs 0,8% water kan de temperatuur van het smelten met maar liefst 100 °C verminderen. omgekeerd kan het verlies van water en vluchtige stoffen uit een magma ertoe leiden dat het in wezen bevriest of stolt.

een belangrijk deel van bijna al het magma is silica, een verbinding van silicium en zuurstof. Magma bevat ook gassen, die uitzetten als het magma stijgt., Magma dat hoog in silica is, is bestand tegen stromen, dus expanderende gassen zitten erin gevangen. De druk neemt toe tot de gassen exploderen in een gewelddadige, gevaarlijke explosie. Magma dat relatief slecht in silica stroomt gemakkelijk, dus gasbellen bewegen omhoog door het en vrij voorzichtig ontsnappen.