Magma versus lava: como derrete, sobe e evolui

Na figura do livro didático ciclo das rochas, tudo começa com a rocha subterrânea derretida: magma. O que sabemos sobre isso?

Magma é muito mais que lava. Lava é o nome da rocha derretida que entrou em erupção na superfície da Terra - o material em brasa que sai dos vulcões. Lava também é o nome da rocha sólida resultante.

Em contraste, o magma é invisível. Qualquer rocha subterrânea que seja total ou parcialmente derretida é qualificada como magma. Sabemos que existe porque cada tipo de rocha ígnea solidificado a partir de um estado fundido: granito, peridotita, basalto, obsidiana e todo o resto.

Os geólogos chamam todo o processo de derreter magmagenesis. Esta seção é uma introdução muito básica a um assunto complicado.

Obviamente, é preciso muito calor para derreter rochas. A Terra tem muito calor no interior, parte dela remanescente da formação do planeta e parte gerada pela radioatividade e outros meios físicos. No entanto, mesmo que a maior parte do nosso planeta - o

O magma surge de todas as três maneiras - geralmente as três de uma só vez - à medida que o manto superior é agitado pelas placas tectônicas.

Transferência de calor: Um corpo crescente de magma - uma intrusão - envia calor para as rochas mais frias ao seu redor, especialmente quando a intrusão se solidifica. Se essas rochas já estão à beira do derretimento, basta o calor extra. É assim que os magmas riolíticos, típicos dos interiores continentais, são frequentemente explicados.

Descompressão de fusão: Onde duas placas são separadas, o manto sobe na fenda. À medida que a pressão é reduzida, a rocha começa a derreter. A fusão desse tipo acontece, então, onde quer que as placas sejam esticadas - em margens e áreas divergentes de extensão continental e de arco voltaico (saiba mais sobre zonas divergentes).

Derretimento de fluxo: Onde quer que a água (ou outros voláteis, como dióxido de carbono ou gases de enxofre) possa ser agitada em um corpo de rocha, o efeito sobre a fusão é dramático. Isso explica o vulcanismo abundante perto das zonas de subducção, onde as placas descendentes carregam água, sedimentos, matéria carbonácea e mineral hidratado. Os voláteis liberados da placa afundante sobem para a placa sobreposta, dando origem aos arcos vulcânicos do mundo.

A composição de um magma depende do tipo de rocha derretida e de quão completamente ela derreteu. Os primeiros bits a derreter são os mais ricos em sílica (mais félsicos) e os mais baixos em ferro e magnésio (menos máficos). Portanto, a rocha ultramafica do manto (peridotita) produz um derretimento máfico (gabbro e basalto), que forma as placas oceânicas nas cordilheiras do meio do oceano. A rocha máfia produz um derretimento félsico (andesite, riolito, granitóide). Quanto maior o grau de fusão, mais o magma se assemelha à sua rocha-fonte.

Uma vez que o magma se forma, ele tenta se elevar. A flutuabilidade é o principal motor do magma porque a rocha derretida é sempre menos densa que a rocha sólida. O magma crescente tende a permanecer fluido, mesmo que esteja esfriando porque continua a descomprimir. Não há garantia de que um magma chegue à superfície, no entanto. Rochas plutônicas (granito, gabbro e assim por diante), com seus grandes grãos minerais, representam magmas que congelaram muito lentamente no subsolo.

Geralmente, imaginamos o magma como grandes corpos derretidos, mas ele se move para cima em vagens finas e longarinas finas, ocupando a crosta e o manto superior como a água enche uma esponja. Sabemos disso porque as ondas sísmicas diminuem a velocidade nos corpos de magma, mas não desaparecem como desapareceriam em um líquido.

Também sabemos que o magma quase nunca é um líquido simples. Pense nisso como um continuum de caldo a guisado. É geralmente descrito como uma quantidade de cristais minerais carregados em um líquido, às vezes com bolhas de gás também. Os cristais são geralmente mais densos que o líquido e tendem a assentar lentamente para baixo, dependendo da rigidez (viscosidade) do magma.

Os magmas evoluem de três maneiras principais: eles mudam à medida que se cristalizam lentamente, se misturam com outros magmas e derretem as rochas ao seu redor. Juntos, esses mecanismos são chamados diferenciação magmática. O magma pode parar com diferenciação, se estabelecer e solidificar em uma rocha plutônica. Ou pode entrar em uma fase final que leva à erupção.

1. O magma cristaliza à medida que esfria de uma maneira bastante previsível, como desenvolvemos por experimentos. Ajuda pensar no magma não como uma substância derretida simples, como vidro ou metal em uma fundição, mas como uma solução quente de elementos químicos e íons que têm muitas opções à medida que se tornam minerais cristais. Os primeiros minerais a cristalizar são aqueles com composições máficas e (geralmente) altos pontos de fusão: olivina, piroxenoe rico em cálcio plagioclase. O líquido deixado para trás muda a composição da maneira oposta. O processo continua com outros minerais, produzindo um líquido com mais e mais sílica. Há muitos outros detalhes que os petrólogos ígneos precisam aprender na escola (ou ler sobre "A Série Reação Bowen"), mas essa é a essência de fracionamento de cristal.
2. Magma pode se misturar com um corpo existente de magma. O que acontece então é mais do que simplesmente mexer os dois derretidos, porque os cristais de um podem reagir com o líquido do outro. O invasor pode energizar o magma mais antigo ou formar uma emulsão com bolhas de uma flutuando na outra. Mas o princípio básico de mistura de magma é simples.
3. Quando o magma invade um lugar na crosta sólida, ele influencia o "country rock" existente lá. Sua temperatura quente e seus voláteis com vazamento podem fazer com que partes da rocha do país - geralmente a parte félsica - derretam e entrem no magma. Xenólitos - pedaços inteiros de rock country - também podem entrar no magma dessa maneira. Esse processo é chamado assimilação.

A fase final da diferenciação envolve os voláteis. A água e os gases que são dissolvidos no magma eventualmente começam a borbulhar à medida que o magma se aproxima da superfície. Uma vez iniciado, o ritmo de atividade em um magma aumenta drasticamente. Neste ponto, o magma está pronto para o processo descontrolado que leva à erupção. Para esta parte da história, prossiga para Vulcanismo em poucas palavras.