Concetti Chiave
- Il processo magmatico si studia attraverso il gradiente geotermico e geobarico, indicando l'aumento di temperatura e pressione con la profondità.
- Il magma è composto da una parte liquida, minerali solidi e volatili, con variazioni di densità e viscosità tra magmi acidi e basici.
- I magmi primari e anatettici si formano per fusione parziale di rocce del mantello e della crosta, rispettivamente, influenzati da gradiente geotermico e gas ad alta temperatura.
- La cristallizzazione magmatica segue una serie di reazione continua o discontinua, descritta dalla serie di Bowen, influenzando la composizione dei minerali.
- La degassazione è l'emissione di volatili dal magma in superficie, influenzando la formazione di rocce magmatiche come granito e basalto.
Indice
Unità di misura del processo magmatico
Per studiare il processo magmatico sono utili due unità di misura: il gradiente geotermico, cioè l’aumento della temperatura con la profondità (circa 30 °C/km) e il gradiente geobarico, cioè l’aumento della pressione con la profondità (circa 1 kbar/3 km).
Il processo magmatico avviene a temperature elevate e a pressione variabile; le rocce che si originano a piccole profondità sono dette subvulcaniche. Le due rocce magmatiche più diffuse nella crosta terrestre sono il granito (felsica intrusiva) e il basalto (mafica effusiva).
Caratteristiche del magma
Il magma è una sostanza con una composizione silicata e variabile; è composto da una parte liquida prevalente (il fuso), da uno o più minerali solidi e da una fase gassosa. I valori più bassi sono nei magmi di tipo granitico (rocce plutoniche), quelli più alti nei magmi di tipo basaltico (acidi ed esplosivi, come il magma nei vulcani).
Tipi di magmi e loro origine
La Altri caratteri del magma sono la densità e la viscosità: i magmi acidi sono a bassa densità (in quanto c’è tanta silice) e più viscosi, mentre i magmi basici sono ad alta densità (con poca silice) e meno viscosi. Ci sono di conseguenza diversi tipi di magmi:
- I magmi primari (a composizione basica) si originano con processi di fusione parziale (meno del 30%) di rocce del mantello superiore.
- I magmi anatettici (a composizione acida) si generano per fusione parziale di rocce della crosta. L’anatessi è il processo di fusione parziale di rocce crostali dovuto all’innalzamento del gradiente geotermico locale o per l’azione ad alta temperatura di gas o fluidi provenienti dalle parti più profonde della crosta.
Cristallizzazione e serie di Bowen
I magmi basici, avendo una densità minore rispetto alle circostanti rocce del mantello, tendono a salire in superficie e, dato l’abbassamento di temperatura, subiscono la cristallizzazione. La successione ordinata di cambiamenti nella cristallizzazione magmatica è detta serie di reazione; la reazione può essere continua o discontinua:
- Continua: il minerale che si forma per primo cambia poi composizione al variare della temperatura. Per esempio il plagioclasio passa a essere da ricco di calcio a ricco di sodio.
- Discontinua: tipica dei minerali mafici, la cristallizzazione procede da una specie minerale all’altra.
Le due reazioni formano due filoni convergenti, descritti dalla serie di Bowen.
Domande da interrogazione
- Quali sono le unità di misura utili per studiare il processo magmatico?
- Qual è la differenza tra magmi acidi e magmi basici in termini di densità e viscosità?
- Come si originano i magmi primari e i magmi anatettici?
- Cosa descrive la serie di Bowen nel contesto della cristallizzazione magmatica?
Le unità di misura utili sono il gradiente geotermico, che indica l'aumento della temperatura con la profondità (circa 30 °C/km), e il gradiente geobarico, che indica l'aumento della pressione con la profondità (circa 1 kbar/3 km).
I magmi acidi hanno bassa densità e sono più viscosi a causa dell'alta presenza di silice, mentre i magmi basici hanno alta densità e sono meno viscosi per la minore quantità di silice.
I magmi primari, a composizione basica, si originano da processi di fusione parziale di rocce del mantello superiore, mentre i magmi anatettici, a composizione acida, si generano per fusione parziale di rocce della crosta.
La serie di Bowen descrive la successione ordinata di cambiamenti nella cristallizzazione magmatica, distinguendo tra reazioni continue, dove il minerale cambia composizione con la temperatura, e reazioni discontinue, tipiche dei minerali mafici, dove la cristallizzazione procede da una specie minerale all'altra.
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