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Magma

Allgemeine Definition

Magma entsteht, wenn innerhalb der Erdkruste unter extremen Druck- und Hitzebedingungen silikatisches Material schmilzt und durch unter- oder oberirdische Abkühlung und Erstarrung unterschiedlich auskristallisiert bzw. texturiert wird. Je schneller die Schmelze erkaltet, desto feinkörniger wird das Gestein. Je länger der Prozess der Erstarrung dauert, desto mehr Zeit haben die Mineralien der Magmen, um größere Kristalle zu bilden.


Herkunftstiefe von Magma

Der feste (jedoch nicht starre) Erdmantel könnte in der Asthenospäre (ca. 100-200 km Tiefe) zu ca. 1 % aufgeschmolzen sein. Die meisten Magmen entstehen aber in geringeren Tiefen. Um die Bildung von Gesteinsschmelzen (Magma) zu verdeutlichen, ist es notwendig, die Zusammensetzung des Erdmantels, bzw. des Entstehungsortes der meisten Magmen zu kennen.

Durch den Vulkanismus werden nicht nur Magmen, sondern gelegentlich Fragmente des Erdmantels an die Erdoberfläche befördert. Diese Mantelfragmente sind grobkörnige Gesteine, die wesentlich aus Olivin, Orthopyroxen, Klinopyroxen und Spinell oder Granat bestehen. Solche Gesteine werden allgemein als Mantelperidotite bezeichnet.

Magma-Herde finden sich nicht nur im Erdmantel, sondern auch in verschiedenen Tiefen der unteren Erdkruste.

Zum oberflächennahen Ausfließen des Magmas kommt es, wenn die Schmelze stark überhitzt ist oder bei Vulkanen bzw. an tektonischen Schwächezonen rasch emporsteigen kann.

Das dünnflüssigere Magma wird durch das dichtere und gröbere Umgebungsgestein nach oben gedrückt, das schwerere sinkt nach unten.

Sobald Magma sich an der Erdoberfläche manifestiert (als Vulkan, Flutbasalt, mittelozeanischer Rücken etc.), wird Magma als Lava bezeichnet.

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Magma - Austritt in situ
Vulkan Kilauea, Hawaii 2005
Foto: USGS Public Domain


Bildung von Magma

Ein Gestein, welches ein Gemisch aus verschiedenen Mineralien ist, schmilzt - anders als etwa ein Metall oder Eis - nicht bei einer bestimmten Temperatur. Vielmehr bildet sich bei einer bestimmten Temperatur (sogen. Solidustemperatur) nur ein wenig Schmelze. Erst bei steigender Temperatur nimmt der Anteil der Schmelze zu, bis bei der sogenannten Liquidustemperatur der Mantelperidotit vollständig aufgeschmolzen ist (diese Temperatur wird im Erdmantel nie erreicht). Wenn der Anteil der Schmelze (Magma) ca. 5 % beträgt, kann diese sich aus dem Aufschmelzbereich lösen, an die Erdoberfläche steigen und zum Vulkanismus führen. Die Temperatur, bei der die Bildung von Schmelzen beginnt, ist umso höher, je höher der Druck ist. Das bedeutet, dass der Mantelperidotit nicht nur durch Erhöhung der Temperatur schmelzen kann, sondern auch durch Erniedrigung des Drucks. Zu einer Druckerniedrigung kommt es, wenn der Mantelperidotit aufsteigt. Schmelzbildung durch Druckerniedrigung ist der wichtigste Prozess bei der Bildung von Magma im Erdmantel. (s.a. > Eutektikum , peritektisch )


Magmatite / Magmatische Gesteine

Magmatite (Magmatische Gesteine) entstehen durch Erstarrung hochtemperierter, natürlicher silikatischer Gesteinsschmelzen innerhalb oder auf der Erdkruste. Je nachdem, ob die Erstarrung in oder auf der Erdkruste erfolgt, unterscheidet man Tiefengesteine (Plutonite), Ergussgesteine (Vulkanite) und subvulkanische Gesteine. Tiefengesteine sind grob- bis mittelkörnig; Ergussgesteine sind fein - bis mittelkörnig.


Magmatische Gesteinskörper

  • Autochthone Gesteinskörper

Charakteristika: Aufschmelzung am Ort, Erstarrung durch Kristallisation, nicht weit vom Magma entfernt.

  • Intrusive Gesteinskörper

Eindringen von Magma in Nebengesteine (Typen, Formen und Auftreten: s.u. > Intrusion).

  • Extrusive Gesteinskörper

Im weiteren Sinne > Lava und Pyroklastite.


Unterteilung der Magmen nach Chemismus und anderen Charakteristika

  • Nach dem Mineralbestand (sulfidische, karbonatische Schmelzen, etc.)
  • Nach der Menge an gelösten Gasen
  • Nach der Herkunftstiefe (s.o.)
  • Nach dem ursprünglichen Gehalt bereits auskristallisierter Mineralien
  • Hydromagma

Magmatische Abfolge

Bei der magmatischen Abfolge sind die Mineralien und Gesteine aus der Schmelze (Magma) entstanden, oder die Entstehung ist durch die Anwesenheit eines Magmas erst möglich geworden. Diese Abfolge wird in drei Schritte unterteilt:

Epi- und Pyromagma

  • Epimagma ist weitgehend entgastes Magma
  • Pyromagma ist aufgeschäumte Magma mit gelösten Gasblasen

s.a. > Geologisches Portrait/Magmatismus, Hydromagma, Hybrid



Literatur

  • Foulger, G.R. (Hrsg.); 2005; Plates, Plumes and Paradigms
  • Klett-Perthes; 2004; Terra-Alexander-Datenbank ( tw. zitiert)
  • Niggli, P., 1937; Das Magma und seine Produkte
  • Streckeisen, A.; 1977; Minerale und Gesteine
  • Wimmenauer, W.; 1985; Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine
  • Yoder, H.S.; Tilley, C.E.; 1962; Origin of Basalt Magmas; Journ. of Petrol., Vol. 3, 342-532

Quellenangabe


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