الصهارة مقابل الحمم: كيف يذوب ، يرتفع ويتطور

في صورة الكتاب المدرسي دورة الصخوريبدأ كل شيء بالصخور المنصهرة تحت الأرض: الصهارة. ماذا نعرف عن ذلك؟

الصهارة أكثر بكثير من الحمم البركانية. الحمم البركانية هي اسم الصخور المنصهرة التي اندلعت على سطح الأرض - المادة الحمراء الساخنة المنسكبة من البراكين. الحمم هي أيضا اسم الصخور الصلبة الناتجة.

في المقابل ، الصهارة غير مرئية. أي صخور تحت الأرض تذوب كليًا أو جزئيًا تعتبر صهارة. نحن نعرف أنه موجود لأن كل نوع الصخور النارية متجمد من حالة منصهرة: الجرانيت ، الزبرجد ، البازلت ، السبج وكل ما تبقى.

يسمي الجيولوجيون العملية الكاملة لصنع الذوبان magmagenesis. هذا القسم هو مقدمة أساسية للغاية لموضوع معقد.

من الواضح أنه يتطلب الكثير من الحرارة لإذابة الصخور. تحتوي الأرض على الكثير من الحرارة في الداخل ، وقد ترك بعضها من تكوين الكوكب وبعضها ناتج عن النشاط الإشعاعي والوسائل المادية الأخرى. ومع ذلك ، على الرغم من أن الجزء الأكبر من كوكبنا - عباءةبين الصخرية قشرة والحديد النواة - درجات حرارة تصل إلى آلاف الدرجات ، إنها صخرة صلبة. (نحن نعرف ذلك لأنه ينقل موجات الزلازل مثل الصلبة). وذلك لأن الضغط العالي يقاوم درجات الحرارة العالية. بعبارة أخرى ، الضغط العالي يرفع نقطة الانصهار. بالنظر إلى هذا الوضع ، هناك ثلاث طرق لإنشاء الصهارة: رفع درجة الحرارة فوق نقطة الانصهار ، أو خفض نقطة الانصهار عن طريق تقليل الضغط (آلية فيزيائية) أو عن طريق إضافة تدفق (مادة كيميائية) آلية).

تنشأ الصهارة من جميع الطرق الثلاث - غالبًا ما تكون الثلاثة في وقت واحد - حيث يتم تحريك الوشاح العلوي بواسطة تكتونية الصفائح.

انتقال الحرارة: الجسم الصاعد من الصهارة - تسلل - يرسل الحرارة إلى الصخور الباردة حوله ، خاصة مع ترسيخ التطفل. إذا كانت هذه الصخور بالفعل على وشك الذوبان ، فإن الحرارة الإضافية هي كل ما يتطلبه الأمر. هذه هي الطريقة التي غالبًا ما يتم فيها تفسير الصهارة الريولية ، النموذجية للداخلية القارية.

ذوبان الضغط: عندما يتم فصل لوحين عن بعضهما ، يرتدي الوشاح تحته إلى الفجوة. عندما ينخفض ​​الضغط ، تبدأ الصخور في الذوبان. يحدث ذوبان من هذا النوع ، عندما يتم تمدد الألواح متباعدة - في الهوامش المتباينة ومناطق التمدد القاري والخلفي (تعرف على المزيد حول مناطق متباعدة).

ذوبان الجريان: أينما يمكن تحريك الماء (أو المواد المتطايرة الأخرى مثل ثاني أكسيد الكربون أو غازات الكبريت) إلى جسم من الصخور ، فإن التأثير على الذوبان يكون مثيرًا. وهذا يفسر البراكين الغزيرة بالقرب من مناطق الاندساس ، حيث تحمل الصفائح الهابطة المياه والرواسب والمواد الكربونية والمعادن المائية. ترتفع المواد المتطايرة المنبعثة من صفيحة الغرق إلى الصفيحة العلوية ، مما يؤدي إلى ظهور الأقواس البركانية في العالم.

يعتمد تكوين الصهارة على نوع الصخور التي تذوب منها ومدى ذوبانها تمامًا. أول بتات تذوب هي الأغنى بالسيليكا (الأكثر سلاسة) والأدنى في الحديد والمغنيسيوم (الأقل مافيك). لذا فإن صخر الوشاح فوق البنفسجي (الزبرجد) ينتج ذوبان مافيك (الجابرو و بازلت حجر بركاني) ، التي تشكل الصفائح المحيطية عند التلال وسط المحيط. ينتج عن صخرة المافيك ذوبان فيليسي (انديسايت, ريولايت, الجرانيت). كلما زادت درجة الذوبان ، كلما كانت الصهارة أقرب إلى الصخور المصدر.

بمجرد تشكل الصهارة ، تحاول الارتفاع. الطفو هو المحرك الرئيسي للصهارة لأن الصخور المنصهرة تكون دائمًا أقل كثافة من الصخور الصلبة. تميل الصهارة الصاعدة إلى البقاء سائلة ، حتى لو كانت باردة لأنها تستمر في تخفيف الضغط. لا يوجد ما يضمن وصول الصهارة إلى السطح. صخور بلوتونية (الجرانيت ، الجابرو وما إلى ذلك) مع الحبوب المعدنية الكبيرة تمثل الصهارة التي تجمدت ببطء شديد وعميقة تحت الأرض.

عادة ما نتصور الصهارة على أنها أجسام كبيرة تذوب ، لكنها تتحرك إلى أعلى في القرون الرفيعة والمربعات الرفيعة ، وتحتل القشرة والغطاء العلوي مثل الماء يملأ الإسفنج. نعرف ذلك لأن الموجات الزلزالية تتباطأ في أجسام الصهارة ، لكنها لا تختفي كما تختفي في سائل.

نحن نعلم أيضًا أن الصهارة ليست سائلًا بسيطًا على الإطلاق. فكر في الأمر على أنه سلسلة متصلة من المرق إلى الحساء. وعادة ما توصف بأنها مزيج من بلورات معدنية محمولة في سائل ، وأحيانًا مع فقاعات من الغاز أيضًا. عادة ما تكون البلورات أكثر كثافة من السائل وتميل إلى الاستقرار ببطء إلى أسفل ، اعتمادًا على صلابة الصهارة (اللزوجة).

تتطور الصهارة بثلاث طرق رئيسية: فهي تتغير لأنها تتبلور ببطء ، وتختلط مع الصهارة الأخرى ، وتذيب الصخور المحيطة بها. تسمى هذه الآليات معا التمايز الصوفي. قد تتوقف الصهارة مع التمايز ، وتستقر وتتصلب في صخرة بلوتونية. أو قد تدخل مرحلة نهائية تؤدي إلى ثوران.

1. تتبلور الصهارة عندما تبرد بطريقة يمكن التنبؤ بها إلى حد ما ، كما عملنا من خلال التجربة. إنه يساعد على التفكير في الصهارة ليس كمواد ذائبة بسيطة ، مثل الزجاج أو المعدن في المصهر ، ولكن كحل ساخن للعناصر الكيميائية والأيونات التي لديها العديد من الخيارات عندما تصبح معدنية بلورات. المعادن الأولى التي تتبلور هي تلك التي تحتوي على تركيبات مافيك ونقاط انصهار عالية (بشكل عام): زيتوني, البيروكسينوغنية بالكالسيوم بلاجيوجلاز. ثم يترك السائل خلفه ، يغير التكوين في الاتجاه المعاكس. تستمر العملية مع المعادن الأخرى ، وتنتج سائلًا أكثر وأكثر السيليكا. هناك المزيد من التفاصيل التي يجب أن يتعلمها علماء البترول الجاهلين في المدرسة (أو يقرؤون عن "سلسلة تفاعل بوين") ، ولكن هذا هو جوهر تجزئة بلورية.
2. يمكن أن تختلط الصهارة مع الجسم الموجود من الصهارة. ما يحدث بعد ذلك هو أكثر من مجرد تقليب الذوبان معًا ، لأن بلورات أحدهما يمكن أن تتفاعل مع السائل من الآخر. يمكن للغازي تنشيط الصهارة القديمة ، أو يمكن أن يشكل مستحلبًا بنقط واحدة تطفو في الأخرى. لكن المبدأ الأساسي خلط الصهارة الأمر بسيط.
3. عندما تغزو الصهارة مكانًا في القشرة الصلبة ، فإنها تؤثر على "صخرة البلد" الموجودة هناك. يمكن أن تتسبب درجة حرارته الساخنة وتطاير المواد المتسربة في إذابة أجزاء من صخور البلد - عادةً الجزء الجليدي - في الصهر ودخول الصهارة. يمكن أن يدخل Xenoliths - قطع كاملة من موسيقى الروك الريفية - الصهارة بهذه الطريقة أيضًا. تسمى هذه العملية الاستيعاب.

تتضمن المرحلة الأخيرة من التمايز المواد المتطايرة. تبدأ المياه والغازات التي تم إذابتها في الصهارة في النهاية بالظهور مع ارتفاع الصهارة بالقرب من السطح. بمجرد أن يبدأ ذلك ، ترتفع وتيرة النشاط في الصهارة بشكل كبير. عند هذه النقطة ، تكون الصهارة جاهزة للعملية الهاربة التي تؤدي إلى الاندفاع. لهذا الجزء من القصة ، انتقل إلى البراكين باختصار.