4.2. Evolución de los magmas
Una vez formados en el interior de la Tierra, los magmas tienden a ascender a la superficie, como consecuencia de que su densidad es menor que la de las rocas que los rodean. Además, la presencia de una fase gaseosa más o menos abundante hace que los magmas aumenten su volumen y ejerzan una presión sobre las rocas circundantes (figura derecha).
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| El magma menos denso sube y tiende a expandirse; en este proceso intervienen los fluidos. Al enfriarse el magma origina una roca ígnea que queda englobada entre las rocas circundantes. |
La velocidad de ascenso dependerá de la presión de los fluidos, pero, sobre todo, de la viscosidad del magma (cuanto más viscoso sea, más lenta es la subida). Así, podrán existir algunos magmas del manto superior que ascienden rápidamente a la superficie, aunque, por lo general, su ascenso es lento (en promedio, la velocidad de ascenso es aproximadamente de un metro al año) y en muchos casos no llegan a alcanzar la superficie, quedando acumulados a pocos kilómetros de profundidad en las llamadas cámaras magmáticas.
Los magmas generados en capas más profundas ascienden muy lentamente, e incluso pueden quedar estacionados durante un tiempo, geológicamente hablando, bastante largo. (Recuérdense las “islas térmicas” que se originan cuando los penachos magmáticos generados en el nivel D'' se detienen en el manto superior, dando lugar a las zonas de baja velocidad de ondas sísmicas (véase la Unidad 8).
Estos procesos son los siguientes:
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Diferenciación magmática. Conforme disminuye la temperatura se forman núcleos de cristalización y se van generando minerales, comenzando por los que presentan mayor punto de fusión (véase series de Bowen). Si este proceso (llamado cristalización fraccionada) no es interrumpido, al final se forma una roca con la misma composición que el magma inicial; pero si los cristales formados se separan (porque se depositen en el fondo o en las paredes de la cámara magmática, debido a la diferencia de densidad o al transporte por fluidos), el magma primario queda empobrecido en determinados elementos y tendremos, pues, un magma residual cuya composición difiere del primario.
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Asimilación. Durante el ascenso, el magma puede fundir rocas del borde de la cámara, que serán integradas en el magma primario, modificando su composición en función de la naturaleza química de la roca asimilada.
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Mezcla de magmas. Sucede fundamentalmente durante la estancia en cámaras magmáticas, como consecuencia del aporte de nuevas porciones de magmas primarios (que migran por diversas causas, generalmente tectónicas) que cambian la composición del magma allí acumulado.
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¿QUÉ HAY DE CIERTO EN LAS SERIES DE BOWEN?
El petrólogo canadiense Norman Levi Bowen (1887-1956) propuso en 1928 que, en algunos magmas basálticos, los minerales cristalizan según un orden bien definido:
Una de estas secuencias afectaba a los minerales oscuros y se le dio el nombre de serie discontinua, así llamada porque, a medida que baja la temperatura, los minerales dejan de ser estables y se combinan bruscamente con el dióxido de silicio para formar otro mineral estructuralmente distinto (por ejemplo, olivino + SiO2 → piroxeno); de esta manera se originan los minerales ferromagnesianos. La otra secuencia incluía minerales claros y se denominó serie continua porque en ella se producen sustituciones de cationes sin alterar su estructura. Por ejemplo, el calcio se sustituye progresivamente por sodio al descender la temperatura, y se originan así los feldespatos.
Hay que matizar algunos aspectos de estas series. La primera observación es que solo son válidas, en realidad, para los magmas basálticos que se forman en las dorsales (en los basaltos insulares oceánicos, por ejemplo, casi nunca se encuentran minerales como la biotita). En segundo lugar, no hay que interpretar una serie de Bowen como si unos minerales se convirtieran en otros (si así fuese solo encontraríamos en los basaltos los últimos minerales de la serie), sino que cada mineral se añadiría a los anteriores cuando tuviesen lugar los correspondientes procesos de diferenciación magmática. Así, a partir de magmas primarios se originan diferentes series de rocas ígneas.
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Como hemos visto, los magmas graníticos son más viscosos que los basálticos, debido a su alto contenido en SiO2. A su vez, los magmas menos viscosos suelen dar origen a erupciones tranquilas, con un flujo de lava continuo, mientras que las erupciones de los más viscosos son mucho más violentas, debido a la dificultad del magma para fluir. Por esta razón se producen interrupciones en su flujo, de manera que se acumulan hasta llegar a un momento crítico en el que ocurren erupciones explosivas.
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El contenido en gases también condiciona la violencia de las erupciones. Los magmas ricos en compuestos volátiles se relacionan con procesos eruptivos violentos, debido a su brusca liberación. Además, transportan diversos materiales volcánicos (rocas, cenizas…).
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