Magma Üretimi
Magma ve lav üç bileşen içerir: eriyik, katılar ve uçucular. Eriyik, sıvılaşmış minerallerden gelen iyonlardan oluşur. Katı maddeler, sıvı eriyik içinde yüzen kristalleşmiş minerallerden oluşur. Bunlar halihazırda soğumuş olan mineraller olabilir Uçucular, magmada çözünmüş olan su buharı, karbondioksit, kükürt ve klor gibi gaz halindeki bileşenlerdir. Bu üç bileşenin varlığı ve miktarı magmanın fiziksel davranışını etkiler ve aşağıda daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.
Yüzeyin altında, Dünya'nın sıcaklığı yükselir. Bu ısı, Dünya'nın oluşumundan kalan artık ısıdan ve devam eden radyoaktif bozunmadan kaynaklanmaktadır. Sıcaklığın derinlikle birlikte artma oranına jeotermal gradyan denir. Kabuğun üst 100 km'sindeki (62 mil) ortalama jeotermal gradyan, kilometre derinlik başına yaklaşık 25°C'dir. Yani her bir kilometre derinlik için sıcaklık yaklaşık 25°C artar.
Derinlik-sıcaklık grafiği (bkz. Şekil 4.23) jeotermal gradyan (jeoterm, kırmızı çizgi) ile kaya erimesinin başlangıcı (solidus, yeşil çizgi) arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Jeotermal gradyan, kabuktan üst mantoya doğru derinlikle (basınçla doğrudan bir ilişkisi vardır) değişir. Yeşil çizginin solundaki alan katı bileşenleri içerir; sağdaki alan ise sıvı bileşenlerin oluşmaya başladığı yerdir. Derinlikle birlikte artan sıcaklık, doğal jeotermal eğimin solidusa en yakın olduğu yaklaşık 125 kilometre (78 mil) derinliği oluşturur.
100 km (62 mil) derinlikteki sıcaklık yaklaşık 1.200°C'dir (2.192°F). Kabuğun dibinde, 35 km (22 mil) derinlikte, basınç yaklaşık 10.000 bardır. Bar bir basınç ölçüsüdür ve 1 bar deniz seviyesinde normal atmosferik basınçtır. Bu basınç ve sıcaklıklarda, kabuk ve manto katıdır. 150 km (93 mil) derinliğe kadar jeotermal gradyan çizgisi solidus çizgisinin solunda kalır. Bu ilişki manto boyunca 2.880 km (1.790 mil) uzaklıktaki çekirdek-manto sınırına kadar devam eder.
Solidus çizgisi sağa doğru eğimlidir çünkü herhangi bir maddenin erime sıcaklığı basınca bağlıdır. Daha fazla derinlikte oluşan daha yüksek basınç, kayayı eritmek için gereken sıcaklığı artırır. Başka bir örnekte, 1 bar'a yakın atmosfer basıncıyla deniz seviyesinde su 100°C'de kaynar. Ancak aşağıdaki videoda gösterildiği gibi basınç düşürülürse, su çok daha düşük bir sıcaklıkta kaynar.
Kaya davranışının erimiş magma oluşturmak için yeşil solidus çizgisinin sağına geçmesinin üç temel yolu vardır: 1) basıncın düşürülmesinin neden olduğu dekompresyon erimesi, 2) uçucu maddelerin eklenmesinin neden olduğu akı erimesi (aşağıya bakınız) ve 3) sıcaklığın artmasının neden olduğu ısı kaynaklı erime. Bowen Reaksiyon Serisi, minerallerin farklı sıcaklıklarda eridiğini göstermektedir. Magma farklı minerallerin bir karışımı olduğundan, solidus sınırı iyi tanımlanmış bir çizgiden ziyade bulanık bir bölgedir; bazı mineraller erir ve bazıları katı kalır. Bu tür kaya davranışı kısmi erime olarak adlandırılır ve tipik olarak katı, sıvı ve uçucu bileşenler içeren gerçek dünya magmalarını temsil eder.
Önceki Ders: Bowen'in Tepkime Serisi
Yorumlar
Yorum Gönder