Magma (geología)

Un magma es una roca total o parcialmente derretida . Comprende necesariamente una fase líquida , generalmente compuesta de silicatos y que contiene gases disueltos. A menudo también comprende, en suspensión en el líquido, una fase gaseosa ( burbujas ) y una o más fases sólidas ( cristales ), que se originan respectivamente de la disolución parcial de los gases disueltos y de la solidificación parcial del líquido por descompresión y enfriamiento. .

El magma también puede contener elementos sólidos procedentes de las rocas por las que ha subido el magma: fragmentos de rocas del manto o de la corteza ( xenolitas ) y / o cristales aislados ( xenocrysts ).

Los magmas se forman a alta temperatura y bajo alta presión por el derretimiento parcial de la corteza terrestre o el manto . Menos densas que las rocas sólidas de la litosfera , son transportadas hacia arriba por el empuje de Arquímedes , en forma de diques o diapiros . Dependiendo del contraste entre su densidad y la de las rocas atravesadas, los magmas se detienen a cierta profundidad ( plutones ) o se derraman en la superficie ( lavas ). Su enfriamiento completo conduce a la formación de rocas magmáticas ( rocas plutónicas para los plutones, rocas volcánicas para las lavas).

Ascensos magmáticos

Los magmas resultan directamente (vulcanismo) o indirectamente ( intrusión ) de la evacuación del calor de la tierra (in) . Para evacuar un calor central de alrededor de 5000 ° C , los únicos mecanismos de conducción y radiación son insuficientes. Así, la evacuación está asegurada principalmente por el fenómeno de la convección del manto que agita el manto de la Tierra al poner en movimiento material sólido dúctil por temperaturas muy altas. Esta convección "es la causa principal de todas las manifestaciones de la actividad sólida de la Tierra ( vulcanismo , tectónica de placas , orogénesis , campo magnético " . En los límites superiores de las células de convección , al final de su lento ascenso diapírico a la superficie, las peridotitas del El manto superior sufre una descompresión adiabática a nivel de las dorsales oceánicas , lo que provoca su fusión parcial que se produce a una profundidad relativamente baja (20 a 30 km ) y la formación de magmas basálticos. La dispersión de calor también se realiza a nivel de puntos calientes o movimiento de placas litosféricas cuya colisión o subducción produce la fusión parcial de rocas enterradas y la formación de magmas primarios o diferenciados . En la Tierra, la disipación de energía térmica es por lo tanto del 95% en los límites de las placas de nivel (dorsal, subducción y colisión) y solo del 5% por puntos calientes " . Como resultado, el El magmatismo de la Tierra también es una expresión de las transferencias internas de calor. De esta forma, el magmatismo participa en el enfriamiento general e inevitable del globo ” .

A medida que la roca dúctil asciende a la superficie, el magma se enfría y puede cristalizar sin emerger para formar una roca plutónica en depósitos ( cámara de magma , plutón ), diques cuando permanece confinado en grietas discordantes, o incluso de alféizares cuando el magma encaja en la grieta correspondiente. con las estructuras de cerramiento. Si el magma llega a la superficie, brota de los cráteres de los volcanes en forma de lava , cuya composición determina el carácter más o menos fluido o viscoso.

La temperatura de estas lavas varía de 500 a 550 ° C , para la carbonatita (en Kenia), a 1200 ° C , por ejemplo para los volcanes de Hawai.

Caracteristicas quimicas

Un magma se considera ácido, intermedio, básico o ultrabásico dependiendo de su contenido de sílice ( % en peso de SiO 2):

rico en sílice (más del 65%), el magma es "ácido" y su viscosidad es alta;
con un contenido intermedio entre 52 y 65%, se dice que el magma es “intermedio”;
pobre en sílice (menos del 52% pero más del 45), el magma es "básico" y su viscosidad es baja,
muy pobre (menos del 45% de sílice), es "ultrabásico".

Este contenido de sílice tendrá por tanto un impacto en el comportamiento del magma durante su ascenso (velocidad de movimiento y carácter efusivo o explosivo de la erupción volcánica si el magma llega a la superficie).

Los gases contenidos en el magma pueden ser vapor de agua (que puede reducir la temperatura de fusión hasta en 100 ° C ) o dióxido de carbono .

Principales áreas de formación

En el manto terrestre: entre 50 y 150 km de profundidad, las condiciones de presión y temperatura permiten el derretimiento parcial del manto. Esta zona fue descubierta gracias a su capacidad para frenar la propagación de ondas sísmicas y se denominó zona de baja velocidad , en inglés zona de baja velocidad , acrónimo LVZ . La tasa de fusión del manto es del orden del 5 al 15%, en masa, del material del manto, rara vez más del 20%.
En un ambiente geodinámico de subducción de una placa oceánica debajo de una placa continental, se forma una cadena montañosa tipo cordillera . Un magma primario se forma por la interacción entre los fluidos de deshidratación de la placa de inmersión y el material peridotítico de la cuña del manto. Durante su ascenso, en particular a través de una litosfera continental potencialmente tectónicamente sobre espesada (prisma de acreción, descamación de la corteza, compresión), el magma evoluciona químicamente por cristalización fraccionada y asimilación, dando como resultado una serie diferenciada de rocas magmáticas típicas, conocido como vulcanismo andesítico.
En un entorno geodinámico de subducción de una placa oceánica debajo de otra placa oceánica, el proceso de magmatogénesis primaria es esencialmente el mismo. Pero la litosfera atravesada por estos magmas de tipo oceánico es por tanto menos espesa (típicamente 30 km contra el doble en el caso descrito anteriormente). Los magmas resultantes forman la serie llamada calco-alcalina, y los edificios volcánicos se organizan en un arco volcánico insular .
En las dorsales oceánicas , las litosferas se separan, la corteza basáltica se adelgaza y fractura y la presión en el manto disminuye. El magma sale formando una nueva corteza oceánica . Debajo del mar, el magma se derrama en forma de almohada de lava (o almohada de lava ).
En los puntos calientes (en los puntos calientes ingleses ): aunque su origen sea enigmático, algunas cadenas de islas volcánicas son los efectos muy visibles. En un extremo de la cuerda, un volcán activo se debe a la perforación de la litosfera que lo transporta, por el magma ascendente en el punto caliente. A medida que la placa se mueve bajo el efecto de la tectónica de placas , mientras que la posición del punto caliente permanece "fija", los volcanes se alejan de la zona volcánica y se vuelven inactivos. La alineación de estos volcanes extintos de un volcán activo forma la cadena sintomática de puntos calientes. Varias cadenas de islas en el Océano Pacífico (incluido Hawai ) son evidencia de este mecanismo.

Notas y referencias

Notas

También existen magmas compuestos por más del 50% de carbonatos (especialmente sodio y calcio ). Estos magmas denominados carbonatíticos son muy raros. El único volcán actualmente activo que lo emite es Ol Doinyo Lengai , en Tanzania .
Hablamos de vetas cuando la composición del magma se considera explotable como mineral .
Este concepto de ácido y base, y los terminales que se muestran aquí, fueron definidas por Elie de Beaumont a mediados del XIX ° siglo, una primera calificación de rocas ígneas .

Referencias

Jean-Claude Tanguy, Volcanes de la Tierra , ediciones Jean-Paul Gisserot,2002( leer en línea ) , pág. 7.
La velocidad de este movimiento, de 1 a algunas decenas de cm por año, es del orden del desplazamiento de las placas litosféricas que es la expresión de esta dinámica interna en la superficie de la Tierra.
Cyril Langlois, Mini manual de Geología - Geofísica , Dunod,2011( leer en línea ) , pág. 162.
El mismo tipo de descompresión tiene lugar en los puntos calientes .
JM Caron, Alain Gauthier, Planeta Tierra , Éditions OPHRYS,2007, p. 65-66.
Maurice Renard, Yves Lagabrielle, Erwan Martin, Marc de Rafélis Saint Sauveur, Elementos de geología , Dunod,2018( leer en línea ) , pág. 51.
Renard, op. cit. , pag. 482.
Charles Pomerol y Maurice Renard, Elementos de geología , Masson ,1997, 11 ª ed. , 629 p. , p. 240.