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Magma

 

Magma bildet unterirdische Kammern
US-Geological Survey
Magma ist aufgeschmolzenes Gestein im Innern der Erde (von griechisch mágma = geknetete Masse). Wenn es durch einen → Vulkan an der Erdoberfläche austritt, wird es als → Lava bezeichnet. Die Schmelzen haben Temperaturen von rund 1000 °C. Je nach der chemischen Zusammensetzung der Lava variiert ihre Temperatur in Bereichen zwischen 800 und 1200 °C. Solche Temperaturen, die zur Gesteinsverflüssigung führen, treten teilweise schon in Tiefen von 30-40 km, also in der Lithosphäre (von griechisch lithos = Stein), der äußersten und erkalteten Schale der Erde, auf. Zumeist werden sie aber erst in 75-250 km Tiefe in der Asthenosphäre (von griechisch asthenos = weich) erreicht. Wir wissen jedoch durch die Auswertung von → Erdbebenwellen, dass die Asthenosphäre durch den enormen Druck, der von Seiten der Lithosphäre auf ihr lastet, trotz großer Hitze nicht flüssig ist, sondern plastisch reagiert und somit eher fest ist. Der Druck wirkt der Verflüssigung entgegen.

Zur Aufschmelzung und Bildung von Magma kommt es nur bei Störungen der vorherrschenden Druck- und Temperaturverhältnisse, also dort, wo die Temperaturen im Verhältnis zum Druck sehr hoch sind oder, wo der Druck auf die heißen, plastischen Gesteinsmassen nachlässt. Diese Störungen finden wir dort, wo sich Lithosphärenplatten trennen, also divergieren, und dort, wo eine Platte unter die andere abtaucht. Durch Konvektionsströmungen steigt plastisches Mantelmaterial entlang der Naht von zwei divergierenden Platten, etwa an mittelozeanischen Rücken, nach oben. Die Druckentlastung entlang dieser Trennungslinie führt zum Schmelzen des plastischen Materials. Wo eine Platte unter der anderen abtaucht, wird das Gleichgewicht in der Asthenosphäre dadurch gestört, dass Reibungshitze entsteht und die Temperatur im Verhältnis zum Druck sehr hoch wird. Zudem werden wasserreiche Sedimente des Ozeanbodens bei der Kollision einer ozeanischen Platte mit einer kontinentalen Platte in die Tiefe gezogen, wodurch die Schmelztemperatur des Gesteins herabgesetzt wird. Aus diesen Gründen treten Vulkane in ganz bestimmten Zonen und Gürteln der Erde auf, den Grenzen der Lithosphärenplatten. Einige Mineralien im Mantel schmelzen bei niedrigeren Temperaturen eher als andere. Das entstehende Magma ist daher eine zähe Flüssigkeit, die zwischen heißen, aber immer noch festen Kristallen entsteht. Der Geologe bezeichnet diesen Bereich als partiell geschmolzene Zone. Die Magmabildung ist also mit einer Mineraltrennung nach Chemismus, Schmelzpunkt und Dichte verbunden. Jeder Temperaturbereich bildet daher eine bestimmte partielle Schmelze.

Durch diesen komplexen, als magmatische Differentiation bezeichneten Prozess können sich bei unterschiedlichen Temperaturen verschiedene Magmen bilden. Das meiste Magma ist von seiner Zusammensetzung her basaltisch. Flüssiges Gestein hat eine geringere Dichte als festes Gestein und steigt daher wie Öl in Wasser in Richtung Erdoberfläche. Durch Poren und Klüfte im überlagernden festen Gestein steigt es langsam aufwärts und bildet größere Magmanester. Letztendlich wird das umgebende Gestein aufgeschmolzen oder beiseite gedrängt, und es entstehen umfangreiche → Magmakammern, die in unterschiedlichsten Tiefen der Lithosphäre sitzen können. Ihre Größe kann Dimensionen von mehreren Kilometern erreichen. Von dort aus steigt das Magma infolge des sich aufbauenden Druckes durch Spalten oder Vulkanschlote hinauf an die Erdoberfläche und wird bei einer → Vulkaneruption zu Lava.

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