Magma

In der immensen Komplexität des Erdkörpers spielt Magma eine entscheidende Rolle. Als geschmolzenes Gestein bildet es die Basis aller vulkanischen Aktivitäten und prägt daher maßgeblich die Struktur unserer Kontinente und Meere. In den folgenden Abschnitten erfährst du, was Magma genau ist, wie es entsteht und welche Arten es gibt. Darüber hinaus wird die Reise des Magmas hin zur Oberfläche und die Umwandlung zu Lava detailliert beleuchtet, inklusive der Temperaturverhältnisse und der daraus resultierenden vulkanischen Auswirkungen.

Was ist Magma: Eine Magma Definition

Im Herzen der Geographie spielt das Konzept des Magmas eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung unserer Erdoberfläche. Doch was ist Magma eigentlich? Diese Materialien bilden sich in der Regel im Erdmantel und steigen aufgrund ihrer geringeren Dichte im Vergleich zum umgebenden festen Gestein auf.

Magma einfach erklärt: Grundlegende Begriffe und Zusammenhänge

Im Allgemeinen entsteht Magma durch das Schmelzen von Gestein im Inneren der Erde, wobei drei Hauptschmelzprozesse anerkannt sind: Entgasung, partielle Schmelze und Schmelze durch Hitze. Jeder Prozess wird durch unterschiedliche geophysikalische Bedingungen ausgelöst und führt zu verschiedenen Magmaarten.

• Entgasung: Entsteht, wenn Gase aus dem Gestein auströmen und die Temperatur und der Druck ausreichend sind, um das Gestein in eine flüssige Form umzuwandeln.
• Partielle Schmelze: Dieser Prozess tritt auf, wenn nur ein Teil des Gesteins schmilzt und das resultierende Magma eine Mischung aus flüssigem und festem Material ist.
• Schmelzen durch Hitze: Wird hauptsächlich durch vulkanische Aktivität verursacht und führt dazu, dass Gestein vollständig in Magma umgewandelt wird.

Ein grundlegender Zusammenhang besteht darin, dass wenn Magma abgekühlt und kristallisiert wird, es sich in Gestein umwandelt. Diese Transformation ist der Kern des sogenannten "Gesteinszyklus".

Magma Arten: Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Es gibt drei Hauptarten von Magma: Basaltisches, Andesitisches und Rhyolithisches Magma. Jede Art unterscheidet sich in ihrer chemischen Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften.

Basaltisches Magma	Reich an Eisen und Magnesium; arm an Silizium und Alkalimetallen
Andesitisches Magma	Moderat reich an Silizium
Rhyolithisches Magma	Siliziumreich; arm an Eisen und Magnesium

Die verschiedenen Magmaarten bestimmen auch die Art des ausbrechenden Vulkans. So führt Basaltisches Magma oft zu effusiven Ausbrüchen, bei denen große Mengen Lava austreten, wohingegen Rhyolithisches Magma sehr zähflüssig ist und oft zu explosiven Ausbrüchen führt. Es ist immer wichtig zu bedenken, dass die Natur von Magma sehr komplex ist und dass sein Verhalten stark von den spezifischen Bedingungen wie Druck, Temperatur und chemischer Zusammensetzung abhängt.

Geodynamische Prozesse: Die Magma Entstehung

Die Magmaentstehung ist ein faszinierender Aspekt der Geowissenschaften und spielt eine entscheidende Rolle in den geodynamischen Prozessen unserer Erde. Die Entstehung von Magma ist ein komplexer Prozess, der von vielen Faktoren abhängt, insbesondere von Temperatur, Druck und chemischer Zusammensetzung des beteiligten Erdmaterials.

Magma und die Subduktionszone: Eine entscheidende Rolle

Eine der bemerkenswertesten Quellen für Magma ist die Subduktionszone. In einer Subduktionszone taucht eine tektonische Platte unter eine andere, was intensiven Druck und hohe Temperaturen erzeugt, die zur Bildung von Magma führen können. Beim Prozess der Subduktion taucht die untergehende Platte (häufig eine ozeanische Platte) in den Erdmantel ab und fängt an zu schmelzen. Dies geschieht nicht nur wegen der extremen Temperaturen im Mantel, sondern auch wegen der Zugabe von Wasser, das durch die subduzierte Platte in den Mantel transportiert wird. Dieses Wasser reduziert den Schmelzpunkt des Mantelgesteins, was zur Bildung von Magma führt. Die Magmaentstehung ist also ein zentrales Element in subduktionsbedingten Vulkanausbrüchen. Diese Art von Ausbrüchen führt dabei zu den gefährlichsten und zerstörerischsten Vulkanausbrüchen auf der Erde, weil sie dazu neigen, hohe Mengen an zähem, gasreichem Magma zu produzieren.

Manteldiapire: Die unbekannte Seite der Magma Bildung

Neben den mehr bekannten Prozessen wie der Subduktion gibt es eine weniger bekannte, aber ebenso wichtige Quelle für Magma: die sogenannten Manteldiapire. Manteldiapire repräsentieren Aufwölbungen des Erdmantels. Sie entstehen durch hohe Temperaturen und Druckverhältnisse in der Tiefe der Erde, welche dazu führen, dass Gesteinsschmelzen (Magma) erzeugt werden. Diese Gesteinsschmelzen sind leichter als das umliegende feste Mantelgestein und steigen daher in die Höhe, ähnlich wie Heißluftballons. Während ihrer Aufwärtsbewegung sammeln die Manteldiapire immer mehr Magma um sich herum und können so große Mengen an Gesteinsschmelze in der Erdkruste ablagern. Es ist auch wichtig zu wissen, dass die Geschwindigkeit, mit der Magma durch Manteldiapire aufsteigt, stark variiert und von vielen Faktoren abhängt. Diese beinhalten unter anderem die Dichte und Viskosität des Magmas sowie den Druck und die Temperatur im Erdmantel. Zusammengefasst kann man sagen, dass die Entstehung von Magma ein Ergebnis von komplexen geodynamischen Prozessen ist, sei es durch die Aktivität in Subduktionszonen oder durch das Aufsteigen von Manteldiapiren. Beide Prozesse tragen zur stetigen Neugestaltung der Erdoberfläche durch vulkanische Aktivität bei.

Von Magma zu Lava: Der Vulkanismus Prozess

Der Weg von Magma zu Lava bezeichnet den kritischen Übergang von geschmolzenem Gestein im Erdinneren zur sichtbaren Oberfläche. Dieser Übergang wird durch den Prozess namens Vulkanismus ermöglicht und kommt mit Auswirkungen, die weit über die unmittelbare Umgebung eines Vulkans hinausgehen.

Die magmatische Aktivität in der Magmakammer

Die Magmakammer ist die zentrale Region eines jeden vulkanischen Systems, in der sich Magma ansammelt und aus der es schließlich ausgestoßen wird. Die Magmakammer fungiert quasi wie ein "Druckkessel" für das Magma und stellt einen zentralen Punkt in der Geodynamik dar. In der Magmakammer geschieht viel mehr als nur das Speichern von Magma. Hier findet eine fortlaufende chemische Veränderung des Magmas statt. Dieser Prozess, auch Magmadifferenzierung genannt, kann entstehen durch:

• Kristallisation: Wenn Magma abkühlt, beginnen Mineralien zu kristallisieren und fallen aus dem Magma heraus.
• Mischung: Verschiedene Arten von Magma können sich mischen und dadurch eine neue chemische Zusammensetzung erzeugen.
• Kontamination: Magma kann durch das umgebende Gestein, in das es eintritt, kontaminiert werden.

Neben der chemischen Differenzierung spielt sich in der Magmakammer auch der Druckaufbau ab, der letztendlich zu einer Eruption führt. Ist der Druck im Inneren der Kammer hoch genug, kann er das überlagernde Gestein aufbrechen und einen Ausgang für das Magma schaffen - eine Eruption beginnt.

Vulkanisches Magma: Eigenschaften und Auswirkungen

Die Eigenschaften des vulkanischen Magmas haben einen erheblichen Einfluss auf die Art und Weise, wie ein Vulkan ausbricht. Die Viskosität (Zähflüssigkeit) und der Gasgehalt des Magmas sind dabei besonders entscheidend.

Viskosität	Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen Fließen. Je höher die Viskosität, desto zäher ist die Flüssigkeit. In Bezug auf Magma bestimmt die Viskosität, wie leicht oder schwer es ist, dass das Magma zur Oberfläche aufsteigt und aus einem Vulkan ausbricht.
Gasgehalt	Gase sind im Magma gelöst und können während des Aufstiegs und in der Nähe der Oberfläche freigesetzt werden. Wenn das Magma sehr viskos ist, wird das Gas eingeschlossen und der Druck baut sich auf. Dies führt oft zu explosive Ausbrüchen.

Die chemische Zusammensetzung des Magmas beeinflusst sowohl seine Viskosität als auch seinen Gasgehalt. So hat basaltisches Magma beispielsweise eine geringere Viskosität und einen niedrigeren Gasgehalt als rhyolithisches Magma, was zu unterschiedlichen Ausbruchsarten führt.

Magma Temperatur: Warum ist Magma so heiß?

Die Temperatur des Magmas variiert stark und hängt von seiner chemischen Zusammensetzung und seinem Herkunftsort im Inneren der Erde ab. Magma entsteht, wenn das Gestein so heiß wird, dass es schmilzt, ein Prozess, der tief in der Erde beginnt. Die Hitze, die zur Bildung von Magma führt, stammt von drei Hauptquellen:

• Radioaktive Zerfallsprozesse von Elementen wie Uran, Thorium und Kalium
• Restwärme aus der Zeit, als die Erde gebildet wurde
• Wärme, die durch Reibung bei tektonischen Prozessen erzeugt wird (wie Subduktion und Wärme aus dem Erdkern).

Es ist wichtig zu beachten, dass die Wärmeleitung im Innern der Erde extrem ineffizient ist. Dies bedeutet, dass die Wärme, die sich im Zentrum der Erde konzentriert, nur sehr langsam an die Oberfläche gelangt. Daher bleibt das Gestein tief im Inneren der Erde lange genug heiß, um bei entsprechendem Druck zu schmelzen und Magma zu bilden.