الماجما (الصهارة) أكثر بكثير من اللافا (الحمم البركانية). اللافا هي الاسم الذي يطلق على الصخور المنصهرة التي اندلعت على سطح الأرض – وهي المادة الحمراء الساخنة المتسربة من البراكين. اللافا هي أيضًا اسم الصخور الصلبة الناتجة.
في المقابل، الماجما غير مرئية. أي صخرة تحت الأرض مذابة كليًا أو جزئيًا تعتبر ماجما. نحن نعلم أنه موجود لأن كل نوع من الصخور النارية متصلب من الحالة المنصهرة: الجرانيت والبريدوتيت والبازلت وكل ما تبقى.
كيف تذوب الماجما (الصهارة)؟
يسمي الجيولوجيون العملية الكاملة لصنع المواد المنصهرة عملية الانصهار. هذا القسم هو مقدمة أساسية لموضوع معقد. من الواضح أن ذوبان الصخور يتطلب الكثير من الحرارة.
تحتوي الأرض على الكثير من الحرارة بداخلها، بعضها متبقي من تكوين الكوكب وبعضها ناتج عن النشاط الإشعاعي والوسائل الفيزيائية الأخرى.
ومع ذلك، على الرغم من أن الجزء الأكبر من كوكبنا – الوشاح، بين القشرة الصخرية واللب الحديدي – تصل درجات الحرارة فيه إلى آلاف الدرجات، إلا أنه صخور صلبة. (نحن نعلم هذا لأنه ينقل موجات الزلزال مثل المواد الصلبة.) وذلك لأن الضغط العالي يقاوم ارتفاع درجة الحرارة.
بعبارة أخرى، الضغط العالي يرفع نقطة الانصهار. بالنظر إلى هذا الموقف، توجد ثلاث طرق لإنشاء الماجما:
- رفع درجة الحرارة فوق نقطة الانصهار.
- خفض نقطة الانصهار عن طريق تقليل الضغط (آلية فيزيائية).
- عن طريق إضافة تدفق (آلية كيميائية).
حركة الماجما.
تنشأ الماجما من جميع النواحي الثلاث – غالبًا جميعها في وقت واحد – حيث يتم تحريك الوشاح العلوي بواسطة الصفائح التكتونية.
- انتقال الحرارة: جسم صاعد من الماجما – اقتحام – يرسل الحرارة إلى الصخور الباردة المحيطة بها، خاصةً عندما يصلب الاقتحام. إذا كانت تلك الصخور على وشك الذوبان بالفعل، فإن الحرارة الزائدة هي كل ما يتطلبه الأمر.
- ذوبان تخفيف الضغط: عندما يتم فصل لوحين عن بعضهما البعض، يرتفع الوشاح الموجود تحته في الفجوة. مع انخفاض الضغط، تبدأ الصخور في الذوبان. يحدث الانصهار من هذا النوع، إذن، في أي مكان يتم فيه شد الصفائح عن بعضها – عند هوامش متباينة ومناطق الامتداد القاري والقوس الخلفي.
- ذوبان التدفق: حيثما يمكن تحريك الماء (أو المواد المتطايرة الأخرى مثل ثاني أكسيد الكربون أو غازات الكبريت) في جسم صخري، يكون التأثير على الذوبان كبيرًا. يفسر هذا النشاط البركاني الغزير بالقرب من مناطق الاندساس، حيث تحمل الصفائح الهابطة الماء والرواسب والمواد الكربونية والمعادن الرطبة معها. المواد المتطايرة المنبعثة من الصفيحة الغارقة ترتفع إلى الصفيحة العلوية، مما يؤدي إلى ظهور الأقواس البركانية في العالم.
يعتمد تكوين الماجما على نوع الصخور التي انصهرت منها ومدى ذوبانها تمامًا. القطع الأولى التي تذوب هي الأغنى في السيليكا (الأكثر فلسية) والأدنى في الحديد والمغنيسيوم (الأقل مافيك).
لذا فإن صخور الوشاح فوق المافية (بريدوتيت) ينتج عنها ذوبان مافيك (الجابرو والبازلت)، والذي يشكل الصفائح المحيطية عند تلال وسط المحيط. ينتج صخور المافيك ذوبان فلسي (أنديسايت، ريوليت، جرانيتويد).
وكلما زادت درجة الانصهار، كلما كانت الصهارة أكثر تشابهًا مع مصدرها الصخري.
إقرأ أيضاً… كيف تنفجر البراكين؟
كيف ترتفع الماجما إلى الأعلى؟
بمجرد تشكل الماجما، فإنها تحاول الارتفاع. الطفو هو المحرك الرئيسي للصهارة لأن الصخور المنصهرة تكون دائمًا أقل كثافة من الصخور الصلبة.
تميل الماجما الصاعدة إلى البقاء سائلة، حتى لو تم تبريدها لأنها تستمر في فك الضغط. ومع ذلك، لا يوجد ما يضمن وصول الماجما إلى السطح.
تمثل الصخور الجوفية (الجرانيت والجابرو وما إلى ذلك) بحبيباتها المعدنية الكبيرة الصهارة التي تجمدت ببطء شديد وعميقة تحت الأرض.
عادة ما نتصور الماجما كأجسام كبيرة من الذوبان، لكنها تتحرك صعودًا في شكل قرون رفيعة وأوتار رفيعة، وتحتل القشرة والعباءة العلوية مثل الماء يملأ الإسفنج.
نحن نعلم هذا لأن الموجات الزلزالية تتباطأ في أجسام الماجما، لكنها لا تختفي كما لو كانت في السائل. نعلم أيضًا أن الماجما نادراً ما تكون سائلًا بسيطًا.
فكر في الأمر على أنه سلسلة متصلة من المرق إلى الحساء. عادة ما توصف بأنها هريسة من البلورات المعدنية محمولة في سائل، وأحيانًا مع فقاعات من الغاز أيضًا.
عادة ما تكون البلورات أكثر كثافة من السائل وتميل إلى الاستقرار ببطء نحو الأسفل، اعتمادًا على صلابة الماجما (اللزوجة).
إقرأ أيضاً… 6 حقائق مذهلة حول طبقة الوشاح الأرضي.
كيف تتطور الماجما؟
تتطور الماجما بثلاث طرق رئيسية: فهي تتغير عندما تتبلور ببطء، وتختلط مع الصهارة الأخرى، وتذيب الصخور من حولها.
تسمى هذه الآليات معًا تمايز الصخور المنصهرة. قد تتوقف مع التمايز، وتستقر وتتصلب في صخرة بلوتونية. أو قد يدخل في مرحلة نهائية تؤدي إلى ثوران البركان.
تتبلور الماجما عندما تبرد بطريقة يمكن التنبؤ بها إلى حد ما، كما توصلنا إلى التجربة. من المفيد التفكير في الماجما ليس على أنها مادة ذائبة بسيطة، مثل الزجاج أو المعدن في المصهر، ولكن كمحلول ساخن من العناصر الكيميائية والأيونات التي لها العديد من الخيارات لأنها تصبح بلورات معدنية.
المعادن الأولى التي تتبلور هي تلك التي تحتوي على تركيبات مافيك ونقاط انصهار عالية (بشكل عام): الزبرجد الزيتوني، والبيروكسين، والبلاجيوجلاز الغني بالكالسيوم.
يغير التركيب في الاتجاه المعاكس. تستمر العملية مع معادن أخرى، مما ينتج عنه سائل به المزيد والمزيد من السيليكا. هناك الكثير من التفاصيل التي يجب على علماء البترول البركاني تعلمها في المدرسة، ولكن هذا هو جوهر تجزئة الكريستال.
يمكن أن تختلط الماجما بجسم موجود من الماجما. ما يحدث إذن هو أكثر من مجرد تقليب الذوبان معًا، لأن البلورات من إحداهما يمكن أن تتفاعل مع السائل من الأخرى. يمكن للماجما المتحركة تنشيط القديمة، أو يمكنهم تكوين مستحلب بنقط واحدة تطفو في الأخرى. لكن المبدأ الأساسي لخلط الصهارة بسيط.
تتضمن المرحلة الأخيرة من التمايز المواد المتطايرة. يبدأ الماء والغازات المذابة في الصهارة في النهاية في الخروج مع ارتفاع الماجما بالقرب من السطح.
بمجرد أن يبدأ ذلك، ترتفع وتيرة النشاط في الصهارة بشكل كبير. في هذه المرحلة، تكون جاهزة للعملية الجامحة التي تؤدي إلى ثوران البركان.