Wie entsteht Magma?

 

Magma entsteht durch das Aufschmelzen von Gestein. Die Aufschmelzung eines Gesteins und die damit einhergehende Magmenbildung wird hauptsächlich von folgenden Faktoren beeinflusst:

  • Druck

  • Temperatur

  • Mineralogie des Gesteins

Entgegen der weitläufigen Meinung wirkt sich eine Erhöhung des Drucks im Allgemeinen kontraproduktiv auf die Aufschmelzung aus, da die Ausdehnung des Gesteins durch sie behindert wird. Eine Erhöhung der Temperatur verstärkt abhängig vom Schmelzpunkt der im Gestein enthaltenen Minerale bevorzugt die Aufschmelzung. Feste Gesteine (Solidus) schmelzen außerdem kontinuierlich über ein bestimmtes Temperaturintervall auf und durchlaufen dabei u.A den Zustand partieller Schmelzung (Anatexis).

 

Das sich ergebende physiko-chemische Problem der Schmelzbildung besteht darin, dass der geothermische Gradient im allgemeinen linear mit der Druckzunahme korreliert. Das bedeutet, dass sowohl die Zunahme der Temperatur als auch die Zunahme des Drucks in der Tiefe linear verlaufen. Diese Beobachtung gilt für Tiefenstufen bis zum oberen Erdmantel. Es muss darum zusätzliche Mechanismen geben, die den Schmelzpunkt absenken. Folgende Prozesse kommen dafür infrage:

 

1. Druckabnahme an Divergenzzonen

 

Aufsteigendes Gestein im Solidus gerät unter Bereiche verringerten Außendrucks und schmilzt infolge der Druckentlastung auf (vgl. MOR).

 

2. Zufuhr fluider Phasen an Konvergenzzonen

 

Ozeanisches Krustengestein enthält Fluide und Wasser in porigen Gefügen, die den Schmelzpunkt des Gesteins während der Subduktion herabsetzen.

 

3. Temperaturerhöhung durch Intraplattenvulkanismus

 

Aufsteigende Manteldiapire schmelzen an der Grenze zur Lithosphäre das Gestein auf und erzeugen Magma was vulkanische Aktivitäten bedingt (vgl. Hawaii).

 

Nach dem Prozess der Schmelzbildung erfolgt ein Aufstieg des Magmas wenn die zugrundeliegende Dichte geringer als die des Umgebungsgesteins ist.

Nach gängigem Wissensstand sammeln sich große Teile des aufsteigenden Materials in einer Tiefe von 25-30 km in Magmakammern an. Wird die Festigkeit des Umgebungsgesteins überschritten, erfolgt ein weiterer Aufstieg der Schmelze, bis durch den Kontakt mit der Lithosphäre vulkanische Aktivitäten gespeist werden.