¿Qué es el magma?
El magma es básicamente material rocoso fundido (roca fundida) que cuando se enfría y solidifica forma a algún tipo de roca ígnea, este material magmático se origina de la fusión de cualquier tipo de roca, además, el mayor porcentaje provienen de la fusión parcial de las rocas que se encuentran entre el manto superior y la corteza inferior.
Existe evidencia considerable que respalda la idea de que el material magmático se forma mediante la fusión que ocurre en varios niveles dentro de la corteza terrestre y el manto superior a profundidades de quizás 250 kilómetros
Diferencia entre magma y lava
A pesar de que los dos términos se relacionan con material rocoso fundido (roca fundida), la diferencia radica en que la lava es el material rocoso fundido que es expulsado de alguna manera hacia la superficie por encima de la corteza, mientras que el magma nunca sale a superficie, es decir que a la final se enfriará bajo la corteza terrestre.
Una vez formado, un cuerpo de magma, éste se eleva flotantemente hacia la superficie porque es menos denso que las rocas circundantes. Cuando la roca se derrite, ocupa más espacio y, por lo tanto, se vuelve menos densa que la roca sólida circundante.
Ocasionalmente, la roca fundida alcanza la superficie de la Tierra, es ahí cuando se lo conoce como lava. En otras ocasiones, el magma es expulsado explosivamente, produciendo dramáticas erupciones de vapor y cenizas. Sin embargo, no todas las erupciones son violentas; muchos volcanes emiten efusiones silenciosas de lava muy fluida.
Componentes del magma
El magma es roca total o parcialmente fundida, que al enfriarse se solidifica para formar una roca ígnea compuesto de minerales, por lo tanto, la mayoría de los magmas constan de tres partes o componentes distintos:
- un componente líquido
- un componente sólido
- una fase gaseosa.
La porción líquida, llamada fundido, está compuesta principalmente de iones móviles de los ocho elementos más comunes que se encuentran en la corteza terrestre: silicio y oxígeno, junto con cantidades menores de aluminio, potasio, calcio, sodio, hierro y magnesio.
Los componentes sólidos (si los hay) en el magma son minerales de silicato que ya se han cristalizado de la masa fundida. A medida que el cuerpo de magma se enfría, el tamaño y el número de cristales aumentan. Durante la última etapa de enfriamiento, un cuerpo de magma es como una «papilla cristalina» con solo pequeñas cantidades de masa fundida.
Los componentes gaseosos del magma, llamados volátiles, son materiales que se vaporizarán (formarán un gas) a presiones superficiales.
Los volátiles más comunes que se encuentran en el magma son vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2) y dióxido de azufre (SO2), que están limitados por la inmensa presión ejercida por las rocas suprayacentes.
Estos gases tienden a separarse de la masa fundida a medida que se mueve hacia la superficie (ambiente de baja presión).
A medida que los gases se acumulan, eventualmente pueden impulsar el magma desde el conducto volcánico.
Cuando los cuerpos de magma profundamente enterrados cristalizan, los volátiles restantes se acumulan como fluidos calientes y ricos en agua que migran a través de las rocas circundantes y las fracturas.
Origen y formación del magma
Según la evidencia del estudio de las ondas sísmicas, la corteza terrestre y el manto están compuestos principalmente de roca sólida, no fundida.
Aunque el núcleo externo es fluido, este material rico en hierro es muy denso y permanece en lo profundo de la Tierra. Entonces, ¿de dónde proviene el magma?
Por el incremento de temperatura
La mayoría del magma se origina cuando la roca esencialmente sólida, ubicada en la corteza y el manto superior, se derrite. La forma más obvia de generar magma a partir de roca sólida es elevar la temperatura por encima del punto de fusión de la roca.
Aunque la tasa de cambio de temperatura varía considerablemente de un lugar a otro, el promedio es aproximadamente 25 ° C por kilómetro en la corteza superior conforme aumenta la profundidad.
Este aumento de la temperatura con la profundidad, conocido como el gradiente geotérmico, es algo mayor debajo de los océanos que debajo de los continentes.
Como se muestra en la FIGURA (gradiente geotérmico), cuando se compara un gradiente geotérmico típico con la curva del punto de fusión para la peridotita que es el componente principal del manto superior, la temperatura a la que se derrite la peridotita es en todas partes mayor que el gradiente geotérmico.
Por lo tanto, en condiciones normales, el manto es sólido.
Entonces, deben existir procesos tectónicos que pueden aumentar el gradiente geotérmico lo suficiente como para provocar la fusión.
Además, existen otros mecanismos que desencadenan la fusión al reducir la temperatura a la que la peridotita comienza a derretirse.
Por la disminución de la presión: fusión por descompresión.
Si la temperatura fuera el único factor que determinara si la roca se derrite o no, nuestro planeta sería una bola fundida cubierta con una capa externa delgada y sólida. Sin embargo, éste no es el caso, la razón es que la presión también aumenta con la profundidad.
La fusión, que se acompaña de un aumento en el volumen, ocurre a temperaturas más altas en profundidad debido a una mayor presión de confinamiento. En consecuencia, un aumento en la presión de confinamiento provoca un aumento en la temperatura de fusión de la roca.
Por el contrario, la reducción de la presión de confinamiento disminuye la temperatura de fusión de una roca. Cuando la presión de confinamiento cae lo suficiente, se desencadena la fusión por descompresión.
La fusión por descompresión se produce cuando la roca sólida y caliente del manto asciende en zonas de surgencia convectiva, moviéndose así a regiones de menor presión. Este proceso es responsable de generar magma a lo largo de los límites de las placas divergentes (dorsales oceánicas) donde las placas se están separando.
Debajo de la dorsal oceánica, la roca del manto caliente se eleva y se derrite reemplazando el material que se aleja horizontalmente del eje de la cresta. La fusión por descompresión también ocurre dentro de las plumas ascendentes del manto.
Adición de volátiles (agua)
Otro factor importante que afecta la temperatura de fusión de la roca es su contenido de agua. Es decir, los volátiles hacen que la roca se derrita a temperaturas más bajas. Además, el efecto de los volátiles se magnifica por el aumento de la presión.
La roca «húmeda» profundamente enterrada tiene una temperatura de fusión mucho más baja que la roca «seca» de la misma composición. Por lo tanto, además de la composición de una roca, su temperatura, profundidad (presión de confinamiento) y contenido de agua determinan si ocurre en forma sólida o líquida.
Los volátiles juegan un papel importante en la generación de magma en los límites de placas convergentes donde las losas frías de la litosfera oceánica descienden al manto. A medida que se hunde una placa oceánica, tanto el calor como la presión expulsan el agua de las rocas corticales que se subducen.
Estos fluidos, que son muy móviles, migran a la cuña del manto caliente que se encuentra directamente encima. La adición de agua reduce la temperatura de fusión de las peridotitas lo suficiente como para generar algo de fusión.
Los estudios de laboratorio han demostrado que la temperatura a la cual la peridotita comienza a derretirse puede reducirse hasta en 100 ° C mediante la adición de solo 0.1 por ciento de agua.
La fusión de la peridotita genera magma basáltico que tiene una temperatura de 1200 ° C o más. Cuando se forma suficiente magma basáltico derivado del manto, se elevará flotantemente hacia la superficie.
En un entorno continental, el magma basáltico puede «acumularse» debajo de las rocas corticales, que tienen una densidad más baja y ya están cerca de su temperatura de fusión. Esto puede dar lugar a una cierta fusión de la corteza y la formación de un magma secundario rico en sílice.
Composición química y tipos de magmas
| Composición Química del Magma | ||||
|---|---|---|---|---|
| Elementos mayores | Ultramáfico | Máfico | Intermedio | Félsico |
| SiO2 | 44,21 | 49,20 | 57,94 | 72,82 |
| TiO2 | 0,11 | 1,84 | 0,87 | 0,28 |
| Al2O3 | 0,96 | 15,47 | 17,02 | 13,27 |
| Fe2O3 | 1,8 | 3,79 | 3,27 | 1,48 |
| FeO | 9,36 | 7,13 | 4,04 | 1,11 |
| MgO | 32,86 | 6,73 | 3,33 | 0,39 |
| CaO | 8,88 | 9,47 | 6,79 | 1,14 |
| Na2O | 0,11 | 2,91 | 3,48 | 3,55 |
| K2O | 0,01 | 1,1 | 1,62 | 4,3 |
Es importante el estudio de la composición del magma, porque las rocas magmáticas son clasificadas sobre la base de su contenido sílice (SiO2), es así que las rocas enriquecidas en SiO2 son ricas en cuarzo y feldespato, mientras que las rocas pobres en SiO2 contienen muy poco, o casi nada de cuarzo.
Como norma general, los magmas que tienen contenido alto de SiO2 son ricas en minerales félsicos, son llamadas magmas félsicos, tienen contenido relativamente bajo de Fe, Mg y Ca, y contenido relativamente alto de Na y K.
Los magmas máficas y ultramáficas tienen bajo contenido de SiO2, estos magmas son ricos en minerales máficos, y son ricos en minerales de Fe, Mg y Ca, y pobres en Na y K.
Magmas ultramáficos
Tienen menor al 45% de sílice, son empobrecidos en gases, están enriquecidos en minerales máficos como el olivino y son poco viscosos.
Magmas máficos o básicos
Tienen entre el 46% al 52% de sílice, están enriquecidos en minerales máficos como el olivino, el piroxeno y plagioclasas cálcicas, además, son poco viscosos.
Magmas intermedios
Tienen entre el 53% al 63% de sílice, el contenido de gases y el porcentaje de viscosidad aumenta con respecto a los magmas básicos, cristalizan minerales de anfibol y piroxeno principalmente.
Magmas félsicos o ácidos
Tienen más del 63% de sílice, se caracterizan por ser muy viscosos y tener alto contenido de gases, cristalizan minerales de cuarzo, biotita y feldespatos enriquecidos en sodio y potasio
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
