Magma

Definição

Sob a crosta terrestre encontra-se uma vasta e profunda região, similar a um oceano semifluido de material a elevada temperatura que constitui o magma.

Sua emissão para a superfície, através das crateras dos vulcões, constitui um dos mais impressionantes espetáculos da natureza.

Magma é o material semifluido, altamente aquecido (de 800 a 1.200 ºC), encontrado em regiões profundas da crosta terrestre e que consiste predominantemente de silicatos em fusão (ou líquidos).

O magma que flui contém cristais em suspensão e bolhas de gás. Quando expelido violentamente pelos vulcões, recebe o nome de lava e, pelo resfriamento e solidificação, dá origem às rochas magmáticas ou ígneas.

A composição química dos magmas só pode ser conhecida após sua solidificação. Observa-se então que o oxigênio é o elemento mais abundante.

A composição química das rochas ígneas pode ser expressa em termos de sua quantidade de óxidos. O mais importante deles é o de silício (SiO₂), que compõe 35 a 75% de uma rocha magmática típica.

As rochas magmáticas de origem crostal profunda que afloram na superfície da Terra acham-se totalmente cristalizadas.

Isso acontece porque o magma que as originou encontrou condições necessárias para a cristalização: altas pressões e temperaturas lentamente decrescentes num meio inicialmente líquido.

Os primeiros constituintes dos magmas a se cristalizar são os minerais ditos “pirogenéticos”, que incluem a maioria dos silicatos encontrados como constituintes primários das rochas básicas — as olivinas, a maioria dos piroxênios, os plagioclásios cálcicos etc. A separação dos minerais pirogenéticos deixa o líquido relativamente rico em água e em vários outros componentes de pesos atômicos e moleculares baixos, conhecidos pelos nomes de voláteis, hiperfusíveis ou constituintes fugitivos. Os minerais ditos “hidratogenéticos” exigem para sua formação alta concentração desses voláteis.

A história do resfriamento e da cristalização de um magma pode ser dividida em diferentes estágios, baseados principalmente na temperatura e na concentração dos voláteis.

Denomina-se província magmática ou petrográfica uma região relativamente ampla da crosta terrestre que contém rochas ígneas aproximadamente da mesma idade, derivadas da mesma matriz magmática.

Uma província desse tipo é a existente ao redor de Roma e Nápoles, na Itália. Os maciços alcalinos de Itatiaia e de Passa Quatro, que abrangem partes dos estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo, constituem também uma província petrográfica ou magmática.

O que é Magma?

Quando você está em uma terra sólida, é difícil pensar no planeta como outra coisa que não uma rocha muito sólida. Este ainda não é o caso.

Vários quilômetros abaixo da crosta terrestre, a rocha dura é substituída por rocha mais macia e, em última análise, por rocha líquida com gases e minerais, que ocasionalmente surgem de vulcões ou rachaduras na terra.

Você certamente não gostaria de estar perto desta rocha derretida, já que sua temperatura é extremamente alta. Embora alguns materiais derretam a temperaturas de cerca de 593,33 ºC, a maioria do magma sob a crosta terrestre mantém temperaturas entre 700-1300 ºC.

Quando a rocha derretida entra em erupção ou flui para a superfície da terra, ela rapidamente perde energia térmica, embora ainda esteja muito mais quente do que a exposição justificaria.

Alguns cientistas fazem a distinção entre magma e lava, definindo lava como rocha derretida que está na superfície da terra ou acima dela. Isso também pode ser chamado de extrusivo.

Outra maneira de ver os vestígios de rocha derretida acima da terra, além dos fluxos de lava, é examinando a rocha ígnea.

Todas as rochas ígneas são formadas de magma, e algumas rochas se assemelham ao fluxo líquido que as produziu. A obsidiana, por exemplo, é brilhante e quebradiça e de certa forma se assemelha ao fluxo de certos tipos de magma. Na verdade, é um vidro natural que obtém seu brilho e suavidade pelo fato de que o magma não cristalizou ao esfriar.

Outra rocha ígnea interessante criada por uma rocha derretida é a pedra-pomes, que é muito leve, tão leve que vai flutuar na maioria dos fluidos. Ao contrário do brilho suave da obsidiana, a pedra-pomes se assemelha a esponjas naturais, com várias marcas de pústulas. Eles são causados quando os gases criam bolhas na rocha, que não tem tempo para se formar antes de esfriar.

Isso resulta no aparecimento de bolhas na pedra-pomes e em sua baixa densidade.

O que cria magma?

A temperatura e a pressão aumentam à medida que você se aprofunda nas camadas da Terra. É comparável à maneira como as coisas são aquecidas quando você as coloca em um forno de micro-ondas.

A parte mais quente é sempre o centro e o interior.

Sob certas condições, onde o calor se torna extremo, parte da rocha que se forma sob a crosta começa a derreter. Conforme a rocha aquecida sobe, ela começa a esfriar novamente, criando algumas das rochas ígneas que constituem porções da crosta terrestre. Quando o magma chega à superfície, especialmente debaixo de um oceano, onde pode estar muito mais próximo da crosta, ele empurra lentamente a rocha resfriada para cima, criando montanhas vulcânicas, uma fonte potencial para a extrusão de lava.

A Terra não é o único planeta em que existe magma. Pesquisas recentes em Marte em comparação com vulcões no Havaí sugerem um fluxo de rocha derretida sob a crosta. Estudos em 2007 postulam que os vulcões em Marte, antes considerados extintos, podem estar apenas adormecidos.

Geração de Magma

A geração de magmas e o movimento e a cristalização desses líquidos magmáticos são os mecanismos primários por meio do qual o planeta Terra diferenciou-se em núcleo, manto e crosta oceânica e continental.

Atualmente, a geração de magmas é limitada aos 200 km mais externos do planeta, dentro das camadas mais superiores do manto e na crosta.

Evidências sobre o ambiente e condições de geração de magmas são fornecidas por estudos geofísicos (sísmicos e geotérmicos), por estudos de fragmentos de rochas (xenólitos) transportados pelos magmas desde as suas regiões de origem, e também por estudos de petrologia experimental que procuram reproduzir em laboratório as condições de temperatura e pressão em que os magmas são formados.

O processo de geração de magmas raramente é uma fusão completa, sendo o que normalmente ocorre é uma fusão parcial das rochas do manto na astenosfera, ou do manto superior ou crosta inferior na litosfera, aonde se vai produzindo de forma progressiva a fusão dos componentes minerais menos refratários entre os que compõe a rocha que está sendo fundida. Os magmas formados dessa maneira (in situ) e que não tenham sofrido processos de diferenciação (vistos abaixo) são denominados de magmas primários.

A fusão parcial de rochas pode ocorrer por uma elevação da temperatura, por descompressão, pela variação na composição química dos fluídos do sistema ou por uma combinação desses fatores.

Fusões de rochas por descompressão e por variação na composição química do sistema são dominantes no manto terrestre, porque na astenosfera o transporte de massa é muito mais rápido que o transporte de calor e, também, porque a geração de calor interno por decaimento radioativo é pequena atualmente.

Ao contrário, na litosfera, que inclui a crosta, o transporte de massa e as temperaturas ambientais são mais baixas, assim que um aumento na temperatura por fluxo de calor radioativo ou geração de calor é requerido para ocorrer a fusão de rochas.

Entretanto, para a Terra como um todo a fusão astenosférica gera muito maior volume de magma a cada ano do que as fusões litosféricas.

Composição Química dos Magmas

A composição química de um magma é convencionalmente expressa em termos de elementos maiores, menores e traços.

Os elementos maiores e menores são expressos como óxidos: SiO₂, Al₂O₃, FeO, Fe₂O₃, CaO, MgO e Na₂O (elementos maiores); K₂O, TiO₂, MnO e P₂O₅ (elementos menores).

Elementos maiores são, por definição, aqueles com abundâncias acima de 1% em massa, ao passo que elementos menores são aqueles entre 0,1 e 1% da massa. Alguns elementos, tais como o Potássio (K) e o Titânio (Ti) estão presentes como elementos de abundância menor em algumas rochas, mas podem atingir proporções de elementos maiores em outras. Abaixo de 0,1% de massa, entra-se no domínio dos elementos traço, sendo que a concentração desses elementos é convencionalmente expressa em termos de ppm (partes por milhão).

Os principais elementos traços presentes no magma são: V, Cr, Ni, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Yb, Lu, Ta, Hf, Th e U.

Diversos óxidos e elementos voláteis (os gases) podem ser adicionados a esta lista, entre os quais se destacam o H₂O, o CO₂, o SO2, o Cl e o F.

Magmas de origem crustal (riolíticos, dacíticos ou andesíticos) são ricos em O, Si, Al, Na, K e H, enquanto que magmas gerados no manto terrestre (basálticos) são mais ricos em O, Si, Al, Ca, Mg e Fe.

Magmas carbonatíticos (que contém mais de 50% de carbonatos) também são gerados no manto terrestre.

Propriedades físicas do Magma

As propriedades físicas são relevantes no estudo do comportamento deformacional dos materiais, a reologia.

Os principais fatores que afetam o comportamento reológico dos magmas incluem a temperatura, a densidade e a viscosidade.

Ascensão dos Magmas na Crosta

Uma vez formados, os magmas tendem a ascender em direção a superfície, como consequência da densidade (menor densidade dos magmas em relação a densidade das rochas que os rodeiam) e da expansão volumétrica que sofrem.

A ascensão dos magmas em direção a superfície pode variar desde velocidades supersônicas, capazes de trazer para a superfície magmas originados no manto superior, até velocidades lentas, combinadas com estágios temporários em câmaras magmáticas intermediárias que incrementam o tempo de residência dos magmas em porções da crosta mais ou menos profundas.

Vulcões podem erupcionar explosivamente, gerando elevadas colunas de cinzas e ocasionais fluxos piroclásticos, ou podem extravasar lentamente formando fluxos ou domes de lava.

A razão de erupção é controlada pela razão de ascensão de magma através do conduto vulcânico e pelo tamanho do conduto.

A razão de ascensão do magma por si própria é uma função da pressão existente na zona de armazenagem, das propriedades físicas do magma (densidade e viscosidade), o diâmetro do conduto e a resistência ao fluxo no conduto que conecta a zona de armazenagem a superfície.

Sempre que possível os magmas ascendem em direção a superfície através de falhas ou fraturas.

Quando estas descontinuidades crustais não estão disponíveis formam-se bolsões de magmas com formas de gigantescas “bolhas invertidas” ou “balões” (diápiros) que se deslocam por fluxo plástico em meio às rochas sobrejacentes.

Alguns magmas não conseguem atingir à superfície, cristalizando e esfriando em profundidade (formando as intrusões magmáticas), sendo eventualmente revelados posteriormente por erosão.

Outros magmas, por sua vez, conseguem alcançar a porção externa da Terra, alimentando dessa forma os vulcões. Assim, os vulcões estão localizados acima de zonas de fusão parcial dentro do nosso planeta. Porém, a composição dos produtos vulcânicos depende das causas da fusão, a natureza do material fonte, e os processos que afetaram o magma na sua rota de subida, desde a sua fonte até a superfície.

Os produtos vulcânicos podem variar desde um líquido magmático puro (raro) até produtos essencialmente sólidos.

Estudos da razão de ascensão de magmas têm demonstrado interessantemente que extrusões de magmas de composição basálticas mostram a mesma velocidade de magmas mais ricos em sílica.

Classificações Químicas

Os elementos mais abundantes no magma são o Oxigênio e o Silício, por conseqüência é conveniente descrever os diferentes tipos de rochas vulcânicas em termos de seu conteúdo de Óxido de Silício (SiO₂).

Assim, as rochas variam desde ultrabásicas (com conteúdos de SiO₂ abaixo de 45%), básicas (conteúdos de SiO₂ entre 45 e 52%), intermediárias (conteúdos de SiO₂ entre 52 e 65%) e ácidas (com conteúdos de SiO₂ acima de 65%). Esses valores mudam um pouco de autor para autor, mas são bastante aproximados.

De um modo geral é possível tirar-se conclusões quanto aos tipos de elementos mais freqüentes existentes numa rocha conhecendo-se a sua classificação quanto ao teor de sílica. Assim, as rochas básicas e ultrabásicas são muito ricas em Mg, Ca e Fe, enquanto que as rochas ácidas são ricas K, Al e Na. As rochas intermediárias possuem proporções de elementos intermediários entre esses grupos.

Outro modo de classificação das rochas vulcânicas é a utilização do conceito de saturação em SiO₂ e Al₂O₃ que são os dois mais abundantes componentes das rochas ígneas.

O que é Lava?

Uma definição simples de magma rocha fundida. Pasta viscosa formada quando a temperatura no interior da Terra é suficiente para promover fusão das rochas.

Magmas apresentam temperaturas no intervalo de 700 a 1200 ° C, em função de sua composição química e profundidade de formação na crosta da terra.

Lava é rocha derretida que é expelida de um vulcão em erupção. É extremamente quente, atingindo temperaturas de até 704 a 1.093 graus Celsius.

Em uma erupção vulcânica, a lava está na forma líquida.

Quando se solidifica, forma rocha ígnea. No entanto, pode levar muito tempo para esfriar, viajar grandes distâncias antes de se tornar sólido.

A rocha derretida nem sempre é chamada de lava. Antes que um vulcão entre em erupção e a rocha derretida ainda esteja no subsolo, isso é chamado de magma. Além de ser um pouco mais fria, a rocha fundida não é dramaticamente diferente quando está acima do solo. A distinção entre magma e lava é feita basicamente para tornar as ocorrências geológicas mais fáceis de entender e explicar.

Erupções de lava não são acidentais. No subsolo, o magma contém bolhas de gás. Essas bolhas de gás geralmente são impedidas de se expandir pela pressão das camadas de rochas sobrepostas. Às vezes, entretanto, a pressão do gás pode aumentar o suficiente para que as bolhas comecem a se expandir e subir, levando o magma com elas. Quando a pressão aumenta para níveis suficientemente altos, o vulcão pode se quebrar, permitindo que o magma escape, permitindo que as bolhas se expandam rapidamente e causando uma erupção de lava.

A lava pode ser impulsionada a alturas incríveis; uma fonte de lava pode disparar até 609,6 metros acima de um vulcão. Tal como acontece com a erupção em si, é o gás que coloca essas propulsões explosivas em movimento. Conforme as bolhas de gás se expandem e explodem no magma, ele sobe em direção à superfície e é forçado para cima e para fora do vulcão.

A lava flui em várias velocidades, variando de muito lento a relativamente rápido. Um dos fluxos medidos mais rápidos atingiu cerca de 59,5 quilômetros por hora.

Muitos indivíduos não sabem que a lava nem sempre é vermelha. Pode ser laranja brilhante, vermelho brilhante, vermelho escuro ou vermelho acastanhado, dependendo da temperatura. No seu ponto mais quente, acima de cerca de 1.000 graus Celsius, é laranja brilhante, enquanto é vermelho escuro em temperaturas entre 800-1000 graus Celsius.

Lava é vermelho escuro em temperaturas entre 650-800 graus Celsius, e vermelho acastanhado em temperaturas que variam de 500 a 650 graus Celsius.

Em sua forma sólida, a lava é negra.

Existem alguns tipos diferentes de lava. Cada um é classificado por seu conteúdo de sílica. Os tipos de lava são basalto, andesita, dacito e riolito. O basalto tem o menor teor de sílica, enquanto o riolito tem o maior.

O conteúdo de sílica afeta o fluxo das lavas. Por exemplo, lavas basálticas são dadas para fluxos dispersos e finos; o riólito é mais rígido e flui em um ritmo mais lento.

Resumo

Magma é um líquido extremamente quente e uma rocha semilíquida localizada sob a superfície da Terra.

A Terra tem uma estrutura em camadas que consiste no núcleo interno, núcleo externo, manto e crosta.

Muito do manto do planeta consiste em magma. Esse magma pode passar por orifícios ou rachaduras na crosta, causando uma erupção vulcânica.

Quando o magma flui ou entra em erupção na superfície da Terra, é chamado de lava.

Como a rocha sólida, o magma é uma mistura de minerais. Ele também contém pequenas quantidades de gases dissolvidos, como vapor d’água, dióxido de carbono e enxofre.

As altas temperaturas e pressão sob a crosta terrestre mantêm o magma em seu estado fluido.

Existem três tipos básicos de magma: basáltico, andesítico e riolítico, cada um com uma composição mineral diferente.

Todos os tipos de magma possuem uma porcentagem significativa de dióxido de silício.

O magma basáltico é rico em ferro, magnésio e cálcio, mas pobre em potássio e sódio. A temperatura varia de cerca de 1000 ºC a 1200 ºC.

O magma andesítico possui quantidades moderadas desses minerais, com uma faixa de temperatura de cerca de 800 ºC a 1000 ºC.

O magma riolítico é rico em potássio e sódio, mas pobre em ferro, magnésio e cálcio.

Ocorre na faixa de temperatura de cerca de 650 ºC a 800 ºC. Tanto a temperatura quanto o conteúdo mineral do magma afetam a facilidade com que ele flui.

A viscosidade (espessura) do magma que emerge de um vulcão afeta a forma do vulcão. Vulcões com encostas íngremes tendem a se formar a partir de magma muito viscoso, enquanto vulcões mais planos se formam a partir de magma que flui facilmente.

Fonte: geocities.yahoo.com.br/www.vulcanoticias.hpg.ig.com.br/www1.susanapacheco.eu/earthobservatory.sg/www.usgs.gov/www.wisegeek.org/ciencias3c.cvg.com.pt/www.nationalgeographic.org