Magma

Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Gesteinsschmelze Magma, für die mathematische Bedeutung siehe Magma (Mathematik).

Magma (griechisch: "geknetete Masse") heißt die Masse aus Gesteinsschmelze, die in der tieferen Erdkruste und im oberen Erdmantel entsteht. Magma ist die Ursache des Vulkanismus (s. auch Vulkan) und hat eine große Bedeutung für die Gesteinsbildung, da sich aus erstarrendem Magma Gesteine, die Magmatite, bilden. Diese gliedern sich in Intrusivgesteine oder Plutonite, wenn das Magma im Erdinneren langsam abkühlt, und Effusivgesteine oder Vulkanite, wenn das Magma beim Austritt an die Erdoberfläche (z.B. als Lava oder in Form von Pyroklasten) schnell abkühlt. Zu den Plutoniten zählt z.B. der Granit, zu den Vulkaniten der Basalt.

Je nach Zusammensetzung und Druckverhältnissen beträgt die Temperatur von Magma zwischen 700°C und 1250°C. Magmen sind in der Regel silikatische Gesteinsschmelzen, das heißt, sie bestehen zu großen Teilen (40-75%) aus SiO₂. Magmen werden nach ihrem Silikatgehalt unterschieden in

saure oder rhyolitische Schmelzen (SiO₂-Gehalt > 65%)
intermediäre oder oder andesitische Schmelzen (SiO₂-Gehalt zwischen 52% und 65%).
basische oder basaltische Magma (SiO₂-Gehalt < 52%)

Die Entstehung von Magma ist ein erst teilweise verstandener Prozess. Es ist bekannt, dass der Erdmantel bis zur Grenze des Erdkerns in mehreren tausend Kilometern weitgehend fest ist. Das Vorkommen flüssiger Schmelzen ist nur unter besonderen Bedingungen erklärbar, unter denen es zu partiellen Gesteinsschmelzen kommt. Das Magma sammelt sich in Magmakammern, da das leichtere Magma durch das schwerere Umgebungsgestein nach oben steigt, dort Hohlräume auffüllt und durch Aufschmelzen erweitert. Diese Vorgänge spielen sich Zeiträumen von einigen zehntausend bis zu mehreren hundertausend Jahren ab.

Die Kristallisation von Magma ist ebenfalls ein komplexer Prozess, bei dem neben der Zusammensetzung der Ausgangsschmelze die Druckverhältnisse, der Wassergehalt und das Umgebungsgestein eine Rolle spielen. Dabei kommt es durch magmatische Differentation und fraktionierte Kristallisation zur Bildung unterschiedlicher Gesteine.

Magma entsteht in geologisch besonders aktiven Bereichen:

Mittelozeanische Rücken und Subduktionszonen sind Phänomene der Plattentektonik und kennzeichnen auseinanderdriftende oder zusammenstoßende Lithosphärenplatten. An den Mittelozeanische Rücken werden die Platten auseinandergerissen und es entstehen Gräben und Spalten, in die Schmelzen aus dem oberen Mantel aufsteigen, meist in der Form basaltischer Laven. In Subduktionszonen wird Material der Lithosphäre durch die abtauchende Platte in die heißen Zonen des Erdinneren befördert, wo es aufschmilzt und Magmakörper bildet. Manteldiapire oder Plumes sind schmale Säulen aufgeschmolzenen Materials, deren Wurzeln in großen Tiefen des Erdmantels liegen. Diese Diapire oder Hot Spots treten auch weit entfernt von Plattengrenzen auf und führen dann häufig zur Entstehung von Intraplattenvulkanen.