Magma (geologia)

Un magma è una roccia completamente o parzialmente fusa . Comprende necessariamente una fase liquida , generalmente composta da silicati e contenente gas disciolti. Spesso comprende anche, in sospensione nel liquido, una fase gassosa ( bolle ) ed una o più fasi solide ( cristalli ), che originano rispettivamente dalla parziale dissoluzione dei gas disciolti e dalla parziale solidificazione del liquido per decompressione e raffreddamento .

Il magma può comprendere anche elementi solidi provenienti dalle rocce attraverso le quali è risalito il magma: frammenti di mantello o rocce crostali ( xenoliti ) e / o cristalli isolati ( xenocristalli ).

Magmi si formano ad alta temperatura e ad alta pressione per fusione parziale della crosta terrestre o del mantello . Meno dense delle solide rocce della litosfera , sono trasportate verso l'alto dalla spinta di Archimede , sotto forma di dighe o diapiri . A seconda del contrasto tra la loro densità e quella delle rocce attraversate, i magmi si fermano ad una certa profondità ( plutoni ) o si riversano in superficie ( lave ). Il loro completo raffreddamento porta alla formazione di rocce magmatiche ( rocce plutoniche per i plutoni, rocce vulcaniche per le lave).

Il magmatico sorge

I magmi risultano direttamente (vulcanismo) o indirettamente ( intrusione ) dall'evacuazione del calore terrestre (in) . Per evacuare un calore centrale intorno ai 5000 ° C , gli unici meccanismi di conduzione e irraggiamento sono insufficienti. L'evacuazione è quindi assicurata principalmente dal fenomeno della convezione del mantello che smuove il mantello terrestre mettendo in moto materiale solido reso duttile da temperature molto elevate. Questa convezione "è la causa primaria di tutte le manifestazioni dell'attività della Terra solida ( vulcanismo , tettonica a placche , orogenesi , campo magnetico " . Ai limiti superiori delle cellule di convezione , alla fine della loro lenta risalita diapirica alla superficie, le peridotiti del il mantello superiore subisce una decompressione adiabatica a livello delle dorsali oceaniche , che provoca la loro parziale fusione che avviene ad una profondità relativamente bassa (da 20 a 30 km ) e la formazione di magmi basaltici. La dispersione del calore viene effettuata anche a livello di punti caldi o movimento di placche litosferiche la cui collisione o subduzione produce la fusione parziale di rocce sepolte e la formazione di magmi primari o differenziati . Sulla Terra, la dissipazione di energia termica è quindi del 95% ai confini delle placche di livello (dorsale, subduzione e collisione) e solo 5 % punti caldi. "il risultato è che il file Il magmatismo terrestre è anche un'espressione dei trasferimenti di calore interni. In questo modo il magmatismo partecipa al generale e inevitabile raffreddamento del globo ” .

Man mano che la roccia duttile sale in superficie, il magma si raffredda e può cristallizzarsi senza emergere per formare una roccia plutonica nei serbatoi ( camera magmatica , plutone ), dicchi quando rimane confinato in fessure discordanti, o anche di davanzali quando il magma si inserisce nella fessura corrispondente con le strutture che lo racchiudono. Se il magma raggiunge la superficie, sgorga dai crateri dei vulcani sotto forma di lava , la cui composizione determina il carattere più o meno fluido o viscoso.

La temperatura di queste lave varia da 500 a 550 ° C , per la carbonatite (in Kenya), a 1.200 ° C , ad esempio per i vulcani delle Hawaii.

Caratteristiche chimiche

Un magma è considerato acido, intermedio, basico o ultrabasico a seconda del suo contenuto di silice ( % in peso di SiO 2):

ricco di silice (oltre il 65%), il magma è “acido” e la sua viscosità è elevata;
con un contenuto intermedio compreso tra il 52 e il 65%, il magma è detto "intermedio";
povero di silice (meno del 52% ma più del 45), il magma è "basico" e la sua viscosità è bassa,
molto povero (meno del 45% di silice), è "ultrabasico".

Questo contenuto di silice avrà quindi un impatto sul comportamento del magma durante la sua risalita (velocità di movimento e natura effusiva o esplosiva dell'eruzione vulcanica se il magma raggiunge la superficie).

I gas contenuti nel magma possono essere vapore acqueo (che può abbassare la temperatura di fusione fino a 100 ° C ) o anidride carbonica .

Principali aree di formazione

Nel mantello terrestre: tra 50 e 150 km di profondità, le condizioni di pressione e temperatura consentono lo scioglimento parziale del mantello. Questa zona è stata scoperta grazie alla sua capacità di rallentare la diffusione delle onde sismiche ed è stata chiamata zona a bassa velocità , zona inglese a bassa velocità , acronimo LVZ . Il tasso di fusione del mantello è dell'ordine del 5-15%, in massa, del materiale del mantello, raramente superiore al 20%.
In un ambiente geodinamico di subduzione di una placca oceanica sotto una placca continentale, si forma una catena montuosa di tipo cordigliera . Un magma primario è formato dall'interazione tra i fluidi di disidratazione della piastra a tuffo e il materiale peridotitico del cuneo del mantello. Durante la sua ascesa, in particolare attraverso una litosfera continentale potenzialmente tettonicamente sovraispessita (prisma di accrescimento, desquamazione della crosta, compressione), il magma si evolve chimicamente per cristallizzazione e assimilazione frazionata, dando luogo a una serie differenziata di tipiche rocce magmatiche, note come vulcanismo andesitico.
In un ambiente geodinamico di subduzione di una placca oceanica sotto un'altra placca oceanica, il processo di magmatogenesi primaria è essenzialmente lo stesso. Ma la litosfera attraversata da questi magmi di tipo oceanico è quindi meno spessa (tipicamente 30 km contro il doppio nel caso precedentemente descritto). I magmi risultanti formano la cosiddetta serie calc-alcalina e gli edifici vulcanici sono organizzati in un arco vulcanico dell'isola .
Alle dorsali medio oceaniche , le litosfere si allontanano, la crosta basaltica si assottiglia e si frattura e la pressione nel mantello diminuisce. Il magma esce formando una nuova crosta oceanica . Sotto il mare, il magma si riversa nella lava a cuscino (o lava a cuscino ).
At hot spot (in inglese hot spot ): anche se la loro origine è enigmatica, alcune stringhe di isole vulcaniche sono gli effetti molto visibili. Ad un'estremità della stringa, un vulcano attivo è dovuto alla perforazione della litosfera che lo trasporta, da parte del magma ascendente nel punto caldo. Quando la placca si muove sotto l'effetto della tettonica delle placche , mentre la posizione del punto caldo rimane “fissa”, i vulcani vengono portati via dalla zona vulcanica e diventano inattivi. L'allineamento di questi vulcani estinti da un vulcano attivo forma la stringa sintomatica di punti caldi. Diverse catene di isole nell'Oceano Pacifico (comprese le Hawaii ) sono la prova di questo meccanismo.

Note e riferimenti

Appunti

Esistono anche magmi costituiti da più del 50% di carbonati (soprattutto sodio e calcio ). Questi cosiddetti magmi carbonatitici sono molto rari. L'unico vulcano attualmente attivo che lo emette è Ol Doinyo Lengai , in Tanzania .
Si parla di vene quando la composizione del magma è considerata sfruttabile come minerale .
Questo concetto di acido e base, ed i morsetti indicati qui, sono stati definiti dal Elie de Beaumont metà del XIX ° secolo, inizialmente per classificare rocce magmatiche .

Riferimenti

Jean-Claude Tanguy, Volcanoes of the Earth , edizioni Jean-Paul Gisserot,2002( leggi in linea ) , p. 7.
La velocità di questo movimento, da 1 a poche decine di cm all'anno, è dell'ordine di quella dello spostamento delle placche litosferiche che è l'espressione di questa dinamica interna sulla superficie della Terra.
Cyril Langlois, Mini manual of Geology - Geophysics , Dunod,2011( leggi in linea ) , p. 162.
Lo stesso tipo di decompressione avviene nei punti caldi .
JM Caron, Alain Gauthier, Planet Earth , Éditions OPHRYS,2007, p. 65-66.
Maurice Renard, Yves Lagabrielle, Erwan Martin, Marc de Rafélis Saint Sauveur, Elements of geology , Dunod,2018( leggi in linea ) , p. 51.
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