Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

magma

Oprindelig forfatter HeSø Seneste forfatter Redaktionen

magma, geologisk udtryk for 600-1200 °C varm, smeltet stenmasse, der ved afkøling og størkning danner magmabjergarter som fx basalt og granit. Magmaer karakteriseres ved at have et temperaturmæssigt størkningsinterval (ikke et smeltepunkt som rene kemiske stoffer) og vil i de fleste tilfælde indeholde opslæmmede krystaller og ved lave tryk også flygtige stoffer, den magmatiske gasfase, hvis hovedbestanddele er vand og kuldioxid, samt forbindelser med fluor, klor og svovl.

Silikatmagmaer består af silikater og oxider. Deres byggesten er de silicium-oxygen-tetraedre, som opbygger silikatmineraler, samt ioner af magnesium, jern, calcium, natrium m.m. og de nævnte flygtige forbindelser. Tetraedrene er i siliciumrige smelter bundet sammen af fælles hjørner til et uregelmæssigt netværk, hvilket er årsagen til, at siliciumrige magmaer er sejtflydende (har høj viskositet). Fx indeholder rhyolitiske smelter ca. 70 vægtpct. SiO2. I modsætning hertil er tetraedrene i basaltiske smelter, der indeholder ca. 50 vægtpct. SiO2, bundet sammen i en løs struktur af ioner af magnesium, jern m.m. og er derfor letflydende. Sjældne magmatyper består af carbonater.

Ordet magma er græsk 'sammenæltet masse, dej', af massein 'ælte'.

Man skelner mellem primære og afledede magmaer. De primære er dannet ved den direkte opsmeltning af kappebjergarter, de afledede ved modifikation af sådanne smelter ved fx assimilation af sidestenene til de magmakamre, hvor de primære magmaer er opsamlet, eller ved partiel opsmeltning af sidestenene. Analyse af bjergarters indhold af strontium- og neodymisotoper kan anvendes til at afgøre, om en given bjergart er dannet ved størkning af et primært eller afledet magma.

Annonce

Dannelse

Magmaer opstår ved delvis opsmeltning af bjergarter i den øverste del af Jordens kappe eller nederst i skorpen. Denne proces sættes i gang af en temperaturstigning, et fald i trykket eller en tilførsel af vand og andre flygtige stoffer.

Temperaturen stiger nedad i Jorden, den geotermiske gradient, gennemsnitligt med 30 °C pr. km, i vulkanske områder evt. med mere end 100 °C pr. km og ned til 10 °C pr. km i gamle grundfjeldsområder. Da smeltetemperaturen vokser med stigende ydre tryk, dvs. med dybden, idet trykket øges med ca. 0,1 GPa (1 kbar) pr. 3,5 km, vil en bestemt bjergart smelte ved højere temperatur i dybet end på jordoverfladen. Et stigende vandtryk har derimod den modsatte effekt, dvs. at smeltetemperaturen for bjergarter sænkes af et stigende vandtryk. Bjergarter nede i Jorden kan derfor have højere temperaturer end den, der skal til for at smelte de samme bjergarter højere oppe. Hvis der som led i pladetektoniske eller andre tektoniske processer åbnes dybe spalter, som når ned til disse bjergarter, vil det derved opståede trykfald kunne udløse, at de delvis opsmelter.

I de tilfælde, hvor varmt kappemateriale fra asthenosfæren som følge af pladetektoniske processer stiger opad under en konstruktiv pladegrænse, dvs. i en oceanryg, dannes magma. Dette skyldes smeltning pga. opstigningen til områder med lavere tryk. Mekanismen er årsagen til dannelse af oceanbundens basalter. Tilførsel af vand kan fx ske, hvor oceanbundsaflejringer ved subduktion føres ned under kappemateriale langs en destruktiv pladegrænse. Det subducerede materiale vil, efterhånden som det bliver varmet op på vej nedad i jordkappen, frigive vand og andre flygtige stoffer til den ovenover liggende del af kappen, hvor de vil forårsage opsmeltning. Dette kan forklare en del af vulkanismen langs denne type af pladegrænser. Se også pladetektonik.

De smelter, der dannes nede i kappen, vil i overvejende grad have basaltisk sammensætning, og opsmeltningsbetingelserne afgør, hvilken type basalt der opstår. Sker en høj grad af opsmeltning ved lave tryk, dvs. ned til dybder af ca. 50 km, dannes tholeiitiske basalter, som fx opbygger oceanbunden og hovedparten af kontinenternes store forekomster af plateaubasalter. Foregår der derimod en ringe grad af opsmeltning på større dybde, dannes alkalibasalt, der bl.a. findes på oceanøer. Opsmeltning på dybder større end ca. 150 km danner bjergarterne kimberlit og lamproit, som begge kan indeholde diamanter, et tegn på meget høje tryk. Skorpebjergarter omkring magmakamre kan blive opvarmet så kraftigt, at der sker en delvis smeltning. Dette er et eksempel på opsmeltning pga. temperaturstigning. Denne mekanisme forklarer forekomsten af store legemer af granit i bjergkæderne.

Magmabjergarter

Magmabjergarter inddeles i vulkanske og plutoniske bjergarter. Vulkanske bjergarter dannes, når magmaer størkner hurtigt på eller nær jordoverfladen, dvs. ved lavt tryk. De er finkornede eller tætte og kan indeholde glas. Plutoniske bjergarter er størknet langsomt i større dybde og er fin- til grovkornede. Den mere detaljerede klassifikation og navngivning af vulkanske og plutoniske magmabjergarter kan foretages på flere måder, fx ud fra indholdet af bjergartsdannende mineraler, dvs. den modale mineralsammensætning, eller på grundlag af bjergarternes kemiske sammensætning. Se bjergarter.

Magmakamre

Magmakamre er reservoirer, hvor magma opsamles og størkner. De opstår ved, at magma lettere bevæger sig ud til siden end opad under opstigningen pga. massefyldeforskelle eller andre fysiske forhold, fx opsprækkede bjergarter. De siges derfor at være intrusive og at danne intrusioner. Magmakamres størrelse og form kan bestemmes ved hjælp af geofysiske målinger. De er ofte åbne: opad ved at være fødekamre for vulkaner, nedad ved at få tilført nyt magma, som evt. kan være årsag dels til nye vulkanudbrud eller til magmakomplekser opbygget af flere suiter af bjergarter, dels til blanding af magmaer.

Magmatisk differentiation

Magmatisk differentiation er de processer, som er årsag til, at en serie af magmabjergarter med forskellig kemisk og mineralogisk sammensætning kan afledes fra et såkaldt modermagma. Et eksempel er fraktioneret krystallisation, der består af fjernelse, fraktionering, af krystaller og fx kan resultere i dannelse af rhyolitiske magmaer ud fra et basaltisk modermagma. Olivin og plagioklas er ofte de først udfældede mineraler i et størknende basaltmagma. Begge mineraler danner Bowens reaktionsserier, idet de skifter sammensætning, efterhånden som afkølingen skrider frem. Olivinkrystaller vil fx være rigere på magnesium og fattigere på jern og silicium end den basaltsmelte, de dannes i. Hvis de udfældede krystaller forhindres i at reagere med smelten, fx ved at de vokser fast på magmakammerets vægge eller bundfældes i magmaet, bliver restsmelten derfor rigere på silicium og jern og fattigere på magnesium i forhold til den oprindelige smelte. På tilsvarende måde vil fjernelse af de først dannede plagioklaskrystaller give en restsmelte, der er rigere på natrium og silicium og fattigere på calcium. Hvis krystallerne bliver forhindret i at reagere med restsmelten under den fortsatte krystallisation, skifter restsmelten sammensætning og bliver rigere på silicium, natrium og jern (og andre af magmaets bestanddele, som vi ser bort fra her). Resultatet kan blive, at den sidste smelte har fået rhyolits sammensætning med 70% SiO2 mod 50% i den oprindelige smelte. Processen er en af hovedårsagerne til, at der er associationer af bjergarter, fx basalt-andesit-rhyolit, som ud fra de geologiske relationer og datering af bjergarterne kan ses at høre sammen og være dannet ud fra et fælles modermagma af basaltisk sammensætning.

Ud over fraktioneret krystallisation kan magmatisk differentiation være forårsaget af forskellige processer i selve smelten, der kan opdele denne i partier, evt. lag, med forskellig kemisk sammensætning. Dette er særlig vigtigt i smelter rige på vand og andre flygtige stoffer.

Foruden magmatisk differentiation kan magmaer skifte sammensætning, ved at det under opstigningen reagerer med skorpens bjergarter, fx ved at brudstykker af disse synker ind i magmaet og opløses, assimileres, hvorved magmaets kemiske sammensætning ændres, og nye bjergartstyper dannes.

Mens man tidligere opfattede magmakamre som lukkede systemer, ved man nu, at de ofte er åbne, således at nye pulser af magma, evt. med en afvigende kemisk sammensætning, kan trænge ind og blive blandet med det oprindelige magma under dannelse af såkaldte hybride bjergarter, der i kemisk og mineralogisk henseende afviger fra de først dannede.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Henning Sørensen: magma i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 17. december 2018 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=120486