Magma

Rozbalit box

Obsah boxu

Magma (z starořeckého μάγμα znamenajícího „hustá mast“) je žhavotekutá, převážně křemičitanová tavenina nacházející se pod povrchem Země nebo jiných pevných vesmírných těles. Kromě samotné taveniny obsahuje také rozpuštěné plyny (především vodní páru a oxid uhličitý) a často i pevné krystaly různých minerálů. Magma je základním materiálem, z něhož krystalizací vznikají všechny vyvřelé (magmatické) horniny. Pokud magma vystoupí na zemský povrch, označuje se jako láva.

Vzniká v zemském plášti nebo ve spodních částech zemské kůry tavením hornin vlivem vysoké teploty a tlaku. Díky své nižší hustotě oproti okolním pevným horninám má tendenci stoupat k povrchu. Během výstupu se může hromadit v podzemních rezervoárech, známých jako magmatické krby.

🔬 Složení a vlastnosti

Magma je komplexní směs, jejíž vlastnosti určují průběh sopečných procesů.

Chemické složení

Dominantní složkou magmatu jsou křemičitany. Hlavními chemickými složkami jsou oxidy, především oxid křemičitý (SiO₂), oxid hlinitý (Al₂O₃), oxidy železa (FeO, Fe₂O₃), oxid hořečnatý (MgO), oxid vápenatý (CaO) a oxidy alkalických kovů (Na₂O, K₂O). Důležitou součástí jsou také těkavé složky (fluidní fáze), jako je vodní pára (H₂O), oxid uhličitý (CO₂), sirovodík (H₂S) a halogeny, které významně ovlivňují chování magmatu.

Fyzikální vlastnosti

Teplota: Teplota magmatu se pohybuje v širokém rozmezí, obvykle mezi 600 °C a 1300 °C. Bazaltová (mafická) magmata jsou nejžhavější (1000–1300 °C), zatímco ryolitová (felsická) magmata mají teploty nižší (600–850 °C). Přítomnost vody snižuje teplotu tavení i krystalizace.
Viskozita: Viskozita (míra vnitřního tření, „tekutost“) je klíčovou vlastností. Je silně závislá na obsahu SiO₂ – magmata bohatá na křemík (felsická) jsou velmi viskózní (podobně jako hustý med nebo asfalt), zatímco magmata chudá na křemík (mafická) jsou mnohem tekutější (přirovnatelná k oleji). S klesající teplotou viskozita roste.
Hustota: Hustota magmatu se pohybuje mezi 2,2 a 2,8 g/cm³, což je méně než hustota většiny hornin zemské kůry a pláště (okolo 3,3 g/cm³). Tento rozdíl v hustotě je hlavní hnací silou výstupu magmatu k povrchu.

🔥 Typy magmatu

Magmata se klasifikují primárně podle obsahu oxidu křemičitého (SiO₂), což zásadně ovlivňuje jejich chování:

Felsické (kyselé) magma:
- Obsah SiO₂: > 65 %
- Vlastnosti: Vysoká viskozita, nižší teplota (600–850 °C). Je bohaté na plyny.
- Erupce: Kvůli vysoké viskozitě plyny nemohou snadno unikat, což vede k hromadění tlaku a explozivním erupcím.
- Horniny: Tuhnutím vzniká v hloubce žula (granit), na povrchu ryolit nebo pemza.

Intermediální (neutrální) magma:
- Obsah SiO₂: 52–65 %
- Vlastnosti: Střední viskozita, teplota i obsah plynů.
- Erupce: Často tvoří stratovulkány, kde se střídají explozivní erupce s výlevy lávy.
- Horniny: Typickým představitelem je v hloubce diorit a na povrchu andezit.

Mafické (bazické) magma:
- Obsah SiO₂: 44–52 %
- Vlastnosti: Nízká viskozita, vysoká teplota (1000–1300 °C). Plyny z něj snadno unikají.
- Erupce: Obvykle klidné, efuzivní. Vytváří rozsáhlé lávové proudy a štítové sopky.
- Horniny: V hloubce tuhne jako gabro, na povrchu jako čedič (bazalt).

Ultramafické (ultrabazické) magma:
- Obsah SiO₂: < 44 %
- Vlastnosti: Extrémně vysoká teplota (>1400 °C) a velmi nízká viskozita.
- Výskyt: Dnes je velmi vzácné, bylo typické pro raná stadia vývoje Země. Tuhnutím vznikají horniny jako peridotit.

🌍 Vznik a výskyt

Magma nevzniká roztavením celého zemského pláště, ale pouze částečným tavením hornin za specifických podmínek v litosféře a astenosféře. Existují tři hlavní mechanismy vzniku magmatu:

1. Dekompresní tavení: Dochází k němu tam, kde klesá tlak, například na středooceánských hřbetech nebo v kontinentálních riftech. Horniny pláště, které jsou horké, ale pevné kvůli vysokému tlaku, při jeho poklesu začnou tát. 2. Tavení s přídavkem fluid: V subdukčních zónách, kde se jedna litosférická deska podsouvá pod druhou, se z nořící se desky uvolňuje voda. Ta proniká do horkého pláště nad ní a výrazně snižuje teplotu tání tamních hornin, což vede ke vzniku magmatu. 3. Tavení přenosem tepla: Stoupající horké mafické magma z pláště může natavit horniny kontinentální kůry, které mají nižší bod tání. Tímto způsobem často vznikají felsická magmata.

Vzniklé magma stoupá a často se hromadí v magmatických krbích v hloubkách 5 až 30 km pod povrchem, kde může docházet k jeho dalšímu vývoji (tzv. magmatické diferenciaci).

🌋 Magma vs. Láva

Termíny magma a láva jsou často zaměňovány, ale v geologii mají přesný význam:

Magma je roztavená hornina pod zemským povrchem. Obsahuje rozpuštěné plyny pod vysokým tlakem.
Láva je magma, které se dostalo na zemský povrch. Během erupce z ní unikne většina plynů a její vlastnosti se mění při kontaktu s atmosférou nebo vodou.

Tento rozdíl má zásadní vliv na výslednou horninu. Magma, které tuhne pomalu hluboko pod povrchem, vytváří hrubozrnné hlubinné vyvřeliny (např. žula). Láva na povrchu chladne rychle, a proto tvoří jemnozrnné nebo sklovité výlevné vyvřeliny (např. ryolit, obsidián).

💡 Pro laiky: Tekutá Země pod našima nohama

Představte si Zemi jako broskev. Kůra, po které chodíme, je tenká jako slupka. Pod ní je dužina – horký, ale převážně pevný zemský plášť. Magma není obrovský oceán ohně pod námi, ale spíše malé „kapsy“ roztavené horniny, které vznikají jen na určitých místech, kde jsou správné podmínky – jako když v hrnci s tuhým sádlem zapnete plotýnku jen na jednom místě.

Chování magmatu si lze přirovnat k lahvi se sodovkou. Dokud je zavřená, plyn (oxid uhličitý) je rozpuštěný v kapalině pod tlakem – to je jako magma pod zemí. Když lahev otevřete, tlak klesne, plyn začne unikat a vytvoří bublinky, což může způsobit, že obsah vystříkne ven – to je sopečná erupce, při které se z magmatu stává láva.

Viskozita, tedy „hustota“ magmatu, je jako rozdíl mezi medem a vodou. Řídké čedičové magma teče snadno a daleko jako voda, a proto jsou havajské sopky nízké a rozlehlé. Naopak husté ryolitové magma se sotva pohne, jako studený med. Ucpe sopouch, tlak plynů pod ním narůstá, až dojde k obrovské explozi.

Zdroje