الماغما

الصهارة (من الكلمة اليونانية القديمة μάγμα ( mágma ) ' مرهم سميك ') [1] هي المادة الطبيعية المنصهرة أو شبه المنصهرة التي تتكون منها جميع الصخور النارية . [2] توجد الصهارة (يشار إليها أحيانًا بشكل عامي ولكن بشكل غير صحيح باسم الحمم البركانية ) تحت سطح الأرض ، كما تم اكتشاف أدلة على الصهارة على كواكب أرضية أخرى وبعض الأقمار الطبيعية . [3] بالإضافة إلى الصخور المنصهرة، قد تحتوي الصهارة أيضًا على بلورات معلقة وفقاعات غازية . [4]
تنتج الصهارة عن ذوبان الوشاح أو القشرة في بيئات تكتونية مختلفة ، والتي تشمل على الأرض مناطق الاندساس ، ومناطق الصدع القارية ، [5] وتلال منتصف المحيط والبقع الساخنة . تهاجر ذوبانات الوشاح والقشرة إلى أعلى عبر القشرة حيث يُعتقد أنها مخزنة في غرف الصهارة [6] أو مناطق طينية غنية بالبلورات عبر القشرة . [7] أثناء تخزين الصهارة في القشرة، قد يتم تعديل تركيبها عن طريق التبلور الكسري ، والتلوث بالذوبان القشري، واختلاط الصهارة، وإزالة الغازات. بعد صعودها عبر القشرة، قد تغذي الصهارة بركانًا وتنبثق على شكل حمم بركانية، أو قد تتصلب تحت الأرض لتشكل توغلًا ، [8] مثل السد أو العتبة أو اللاكوليث أو البلوتون أو الباتوليث . [9]
في حين اعتمدت دراسة الصهارة على مراقبة الصهارة بعد انتقالها إلى تدفق الحمم البركانية ، فقد تم العثور على الصهارة في الموقع ثلاث مرات أثناء مشاريع الحفر الحرارية الأرضية ، مرتين في أيسلندا (انظر الاستخدام في إنتاج الطاقة) ومرة واحدة في هاواي. [10] [11] [12] [13]
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
تتكون الصهارة من صخور سائلة تحتوي عادةً على بلورات صلبة معلقة. [14] ومع اقتراب الصهارة من السطح وانخفاض ضغط الحمولة الزائدة ، تخرج الغازات المذابة من السائل، بحيث تتكون الصهارة بالقرب من السطح من مواد في مراحل صلبة وسائلة وغازية . [15]
تعبير
معظم الصهارة غنية بالسيليكا . [8] يمكن أن تتكون الصهارة غير السيليكاتية النادرة عن طريق الذوبان المحلي لرواسب المعادن غير السيليكاتية [16] أو عن طريق فصل الصهارة إلى أطوار سائلة غير سيليكاتية وغير قابلة للامتزاج منفصلة. [17]
الصهارة السليكاتية عبارة عن مخاليط منصهرة يهيمن عليها الأكسجين والسيليكون ، وهما أكثر العناصر الكيميائية وفرة في قشرة الأرض، مع كميات أقل من الألومنيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والحديد والصوديوم والبوتاسيوم ، وكميات ضئيلة من العديد من العناصر الأخرى. [ 18] يعبر علماء الصخور بشكل روتيني عن تركيبة الصهارة السليكاتية من حيث الوزن أو الكسر الكتلي المولي لأكاسيد العناصر الرئيسية (بخلاف الأكسجين) الموجودة في الصهارة. [ 19]
نظرًا لأن العديد من خصائص الصهارة (مثل اللزوجة ودرجة الحرارة) لوحظ أنها ترتبط بمحتوى السيليكا، فإن الصهارة السليكاتية تنقسم إلى أربعة أنواع كيميائية بناءً على محتوى السيليكا: الفلسيسة، والمتوسطة، والمافية، والمافية فوق المافية. [20]
الصهارة الفلسية
تحتوي الصهارة الفلسية أو السيليكية على نسبة سيليكا أكبر من 63%. وهي تشمل صهارة الريوليت والداسيت . ومع هذا المحتوى العالي من السيليكا، تكون هذه الصهارة شديدة اللزوجة، وتتراوح من 10 8 سنتي بواز (10 5 باسكال) لصهارة الريوليت الساخنة عند 1200 درجة مئوية (2190 درجة فهرنهايت) إلى 10 11 سنتي بواز (10 8 باسكال) لصهارة الريوليت الباردة عند 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت). [21] للمقارنة، تبلغ لزوجة الماء حوالي 1 سنتي بواز (0.001 باسكال). وبسبب هذه اللزوجة العالية جدًا، تثور الحمم الفلسية عادةً بشكل انفجاري لإنتاج رواسب بركانية (مجزأة). ومع ذلك، تثور حمم الريوليت أحيانًا بشكل اندفاعي لتكوين أشواك الحمم البركانية أو قباب الحمم البركانية أو "الوديان" (وهي تدفقات حمم سميكة وقصيرة). [22] تتفتت الحمم البركانية عادةً أثناء انبثاقها، مما ينتج تدفقات حمم بركانية كتلية . غالبًا ما تحتوي هذه على حجر السج . [23]
يمكن أن تنفجر الحمم البركانية الفلسية عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت). [24] ومع ذلك، قد تتدفق الحمم البركانية الريوليتية الساخنة بشكل غير عادي (>950 درجة مئوية؛ >1740 درجة فهرنهايت) لمسافات تصل إلى عشرات الكيلومترات، كما هو الحال في سهل نهر الثعبان في شمال غرب الولايات المتحدة. [25]
الصهارة المتوسطة
تحتوي الصهارة المتوسطة أو الأنديزيتية على 52% إلى 63% من السيليكا، وهي أقل في الألمنيوم وعادة ما تكون غنية إلى حد ما بالمغنيسيوم والحديد من الصهارة الفلسية. تشكل الحمم المتوسطة قباب أنديسايت وحمم بركانية، وقد توجد على البراكين المركبة شديدة الانحدار ، كما هو الحال في جبال الأنديز . [26] كما أنها أكثر سخونة بشكل عام، في نطاق 850 إلى 1100 درجة مئوية (1560 إلى 2010 درجة فهرنهايت). ونظرًا لانخفاض محتواها من السيليكا ودرجات الحرارة البركانية الأعلى، فإنها تميل إلى أن تكون أقل لزوجة بكثير، مع لزوجة نموذجية تبلغ 3.5 × 10 6 سنتي بواز (3500 باسكال) عند 1200 درجة مئوية (2190 درجة فهرنهايت). وهذا أكبر قليلاً من لزوجة زبدة الفول السوداني الناعمة . [27] تظهر الصهارة المتوسطة ميلًا أكبر لتكوين بلورات فينوكريستية . [28] تميل نسبة الحديد والمغنيسيوم الأعلى إلى الظهور ككتلة أرضية داكنة ، بما في ذلك بلورات فينوكريستية أمفيبول أو بيروكسين. [29]
الصهارة المافية
تحتوي الصهارة المافيكية أو البازلتية على نسبة من السيليكا تتراوح بين 52% و45%. وتتميز بمحتواها العالي من الحديد والمغنيسيوم، وتنفجر عمومًا عند درجات حرارة تتراوح بين 1100 و1200 درجة مئوية (2010 إلى 2190 درجة فهرنهايت). يمكن أن تكون اللزوجة منخفضة نسبيًا، حوالي 10 4 إلى 10 5 سنتي بواز (10 إلى 100 باسكال)، على الرغم من أن هذا لا يزال أعلى بكثير من الماء. هذه اللزوجة تشبه لزوجة الكاتشب . [30] تميل الحمم البازلتية إلى إنتاج براكين درعية منخفضة الارتفاع أو بازلت فيضي ، لأن الحمم السائلة تتدفق لمسافات طويلة من الفتحة. قد يكون سمك الحمم البازلتية، وخاصة على المنحدرات المنخفضة، أكبر بكثير من سمك تدفق الحمم المتحركة في أي وقت، لأن الحمم البازلتية قد "تنتفخ" عن طريق إمداد الحمم تحت قشرة صلبة. [31] معظم الحمم البازلتية من نوع ʻAʻā أو pāhoehoe ، وليس الحمم الكتلية. تحت الماء، يمكن أن تشكل حمم وسادة ، والتي تشبه إلى حد كبير حمم pahoehoe من النوع الداخلي على الأرض. [32]
الصهارة فوق المافية
تأخذ الصهارة فوق المافية ، مثل البازلت البيكريتي ، والكوماتيت ، والصهارة عالية المغنيسيوم التي تشكل البونينيت ، التركيب ودرجات الحرارة إلى أقصى حد. تحتوي جميعها على محتوى من السيليكا أقل من 45٪. تحتوي الكوماتيت على أكثر من 18٪ من أكسيد المغنيسيوم، ويُعتقد أنها ثارت عند درجات حرارة 1600 درجة مئوية (2910 درجة فهرنهايت). عند هذه الدرجة من الحرارة، لا يوجد عمليًا أي بلمرة للمركبات المعدنية، مما يخلق سائلًا شديد الحركة. [33] يُعتقد أن لزوجة صهارة الكوماتيت كانت منخفضة تصل إلى 100 إلى 1000 سنتي بواز (0.1 إلى 1 باسكال)، على غرار لزوجة زيت المحرك الخفيف. [21] معظم الحمم فوق المافية ليست أحدث من عصر البروتيروزوي ، مع وجود عدد قليل من الصهارة فوق المافية المعروفة من عصر الفانروزوي في أمريكا الوسطى والتي تُعزى إلى عمود الوشاح الساخن . لا توجد حمم كوماتيتية حديثة معروفة، حيث أن غلاف الأرض قد برد كثيرًا بحيث لم يعد قادرًا على إنتاج الصهارة المحتوية على نسبة عالية من المغنيسيوم. [34]
الصهارة القلوية
تحتوي بعض الصهارة السليكية على نسبة مرتفعة من أكاسيد المعادن القلوية (الصوديوم والبوتاسيوم)، وخاصة في مناطق الصدع القاري ، والمناطق التي تقع فوق الصفائح المندسة بعمق ، أو في النقاط الساخنة داخل الصفائح . [35] يمكن أن يتراوح محتواها من السيليكا من فوق المافية ( النيفلينيت والباسانيت والتيفريت ) إلى الفلسيس ( التراكيت ). من المرجح أن تتولد على أعماق أكبر في الوشاح من الصهارة دون القلوية. [36] الصهارة النيفلينيتية الزبرجدية هي فوق المافية وقلوية للغاية، ويُعتقد أنها جاءت من أعماق أكبر في وشاح الأرض من الصهارة الأخرى. [ 37]
|
صهارة البازلت الثولييتية ثاني أكسيد السيليكون (53.8%) Al2O3 ( 13.9 % ) أكسيد الحديد (9.3%) أكسيد الكالسيوم (7.9%) أكسيد الماغنيسيوم (4.1%) نا 2 أ(3.0%) Fe2O3 ( 2.6 % ) ثاني أكسيد التيتانيوم (2.0%) ب 2 أ (1.5%) ف 2 أ 5 (0.4%) أكسيد المنجنيز (0.2%)
|
صهارة الريوليت ثاني أكسيد السيليكون (73.2%) Al2O3 ( 14 % ) أكسيد الحديد (1.7%) أكسيد الكالسيوم (1.3%) أكسيد الماغنيسيوم (0.4%) نا 2 أ(3.9%) Fe2O3 ( 0.6 % ) ثاني أكسيد التيتانيوم (0.2%) بوتاسيوم (4.1% ) ف 2 أ 5 (0.%) أكسيد المنجنيز (0.%)
|
|---|
الصهارة غير السيليكاتية
وقد ثارت بعض الحمم البركانية ذات التركيب غير العادي على سطح الأرض، ومنها:
- تُعرف لافات الكربوناتيت والناتروكربوناتيت من بركان أول دوينيو لينجاي في تنزانيا ، وهو المثال الوحيد لبركان الكربوناتيت النشط. [39] عادةً ما تكون الكربوناتيت في السجل الجيولوجي عبارة عن معادن كربونات بنسبة 75٪، مع كميات أقل من معادن السيليكات غير المشبعة بالسيليكا (مثل الميكا والزبرجد)، والأباتيت ، والمغنتيت ، والبيروكلور . قد لا يعكس هذا التركيب الأصلي للحمم البركانية، والذي ربما تضمن كربونات الصوديوم التي تمت إزالتها لاحقًا عن طريق النشاط الحراري المائي، على الرغم من أن التجارب المعملية تُظهر إمكانية وجود صهارة غنية بالكالسيت. تُظهر لافات الكربوناتيت نسب نظائر مستقرة تشير إلى أنها مشتقة من لافات السيليكا شديدة القلوية والتي ترتبط بها دائمًا، ربما عن طريق فصل طور غير قابل للامتزاج. [40] تتكون الحمم البركانية النتروكربوناتية في أول دوينيو لينجاي في الغالب من كربونات الصوديوم، مع نصف كمية كربونات الكالسيوم ونصف كمية كربونات البوتاسيوم، وكميات ضئيلة من الهاليدات والفلوريدات والكبريتات. الحمم سائلة للغاية، مع لزوجة أعلى قليلاً من الماء، وهي باردة جدًا، مع درجات حرارة تتراوح بين 491 إلى 544 درجة مئوية (916 إلى 1011 درجة فهرنهايت). [41]
- يُعتقد أن صهارة أكسيد الحديد هي مصدر خام الحديد في كيرونا بالسويد والذي تشكل خلال حقبة البروتيروزوي . [17] توجد حمم أكسيد الحديد من عصر البليوسين في مجمع إل لاكو البركاني على الحدود بين تشيلي والأرجنتين. [16] يُعتقد أن حمم أكسيد الحديد هي نتيجة للفصل غير القابل للامتزاج لصهارة أكسيد الحديد عن صهارة أبوية ذات تركيبة كلسية قلوية أو قلوية. [17] عند الثوران، تكون درجة حرارة صهارة أكسيد الحديد المنصهرة حوالي 700 إلى 800 درجة مئوية (1292 إلى 1472 درجة فهرنهايت). [42]
- تتدفق الحمم البركانية الكبريتية بطول يصل إلى 250 مترًا (820 قدمًا) وعرض 10 أمتار (33 قدمًا) في بركان لاستاريا في تشيلي. وقد تشكلت نتيجة ذوبان رواسب الكبريت عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 113 درجة مئوية (235 درجة فهرنهايت). [16]
الغازات البركانية
يمكن أن تختلف تركيزات الغازات المختلفة بشكل كبير. عادةً ما يكون بخار الماء هو الغاز الصخري الأكثر وفرة، يليه ثاني أكسيد الكربون [43] وثاني أكسيد الكبريت . تشمل الغازات الصخرية الرئيسية الأخرى كبريتيد الهيدروجين وكلوريد الهيدروجين وفلوريد الهيدروجين . [44]
تعتمد قابلية ذوبان الغازات المنصهرة في الصهارة على الضغط وتركيب الصهارة ودرجة الحرارة. الصهارة التي يتم قذفها على شكل حمم بركانية تكون جافة للغاية، ولكن الصهارة الموجودة في العمق وتحت ضغط كبير يمكن أن تحتوي على محتوى مائي مذاب يتجاوز 10٪. الماء أقل قابلية للذوبان إلى حد ما في الصهارة منخفضة السيليكا من الصهارة عالية السيليكا، بحيث عند 1100 درجة مئوية و 0.5 جيجا باسكال ، يمكن للصهارة البازلتية أن تذيب 8٪ من الماء بينما يمكن للصهارة الجرانيتية البيجماتيتية أن تذيب 11٪ من الماء . [ 45] ومع ذلك، فإن الصهارة ليست مشبعة بالضرورة في ظل الظروف النموذجية.
|
|---|
يُعد ثاني أكسيد الكربون أقل قابلية للذوبان في الصهارة من الماء، وغالبًا ما ينفصل إلى حالة سائلة مميزة حتى على عمق كبير. وهذا يفسر وجود شوائب سائلة من ثاني أكسيد الكربون في البلورات المتكونة في الصهارة على عمق كبير. [46]
علم الروماتيزم

اللزوجة هي خاصية ذوبان رئيسية لفهم سلوك الصهارة. في حين تتراوح درجات الحرارة في الحمم السيليكاتية الشائعة من حوالي 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت) للحمم الفلسية إلى 1200 درجة مئوية (2190 درجة فهرنهايت) للحمم المافية، [24] تتراوح لزوجة نفس الحمم على مدى سبع مراتب من حيث الحجم، من 10 4 سنتي بواز (10 باسكال) للحمم المافية إلى 10 11 سنتي بواز (10 8 باسكال) للحمم الفلسية. [24] يتم تحديد اللزوجة في الغالب من خلال التركيب ولكنها تعتمد أيضًا على درجة الحرارة. [21] إن ميل الحمم الفلسية إلى أن تكون أكثر برودة من الحمم المافية يزيد من فرق اللزوجة.
أيون السيليكون صغير ومشحون بدرجة عالية، وبالتالي لديه ميل قوي للتنسيق مع أربعة أيونات أكسجين، والتي تشكل ترتيبًا رباعي السطوح حول أيون السيليكون الأصغر كثيرًا. وهذا ما يسمى رباعي السطوح السيليكا . في الصهارة التي تحتوي على نسبة منخفضة من السيليكون، تكون رباعيات السطوح السيليكا هذه معزولة، ولكن مع زيادة محتوى السيليكون، تبدأ رباعيات السطوح السيليكا في التبلمر جزئيًا، وتشكل سلاسل وصفائح وكتل من رباعيات السطوح السيليكا المرتبطة بأيونات الأكسجين الجسرية. وهذا يزيد بشكل كبير من لزوجة الصهارة. [47]
-
رباعي السطوح من السيليكا واحد
-
رباعي السطوح من السيليكا متصلان بواسطة أيون أكسجين جسري (لونه وردي)
يتم التعبير عن الميل نحو البلمرة على أنه NBO/T، حيث NBO هو عدد أيونات الأكسجين غير الجسرية وT هو عدد أيونات تشكيل الشبكة. السيليكون هو الأيون الرئيسي المكون للشبكة، ولكن في الصهارة الغنية بالصوديوم، يعمل الألومنيوم أيضًا كمكون للشبكة، ويمكن أن يعمل الحديد الثلاثي كمكون للشبكة عندما تكون هناك نقص في مكونات الشبكة الأخرى. تقلل معظم الأيونات المعدنية الأخرى من الميل إلى البلمرة وتوصف بأنها معدِّلات للشبكة. في الصهارة الافتراضية المتكونة بالكامل من السيليكا المنصهرة، تكون نسبة NBO/T 0، بينما في الصهارة الافتراضية المنخفضة جدًا في مُشكِّلات الشبكة بحيث لا يحدث أي بلمرة، تكون نسبة NBO/T 4. لا يوجد أي من هذين الحدين شائعًا في الطبيعة، ولكن الصهارة البازلتية عادةً ما يكون لديها نسبة NBO/T بين 0.6 و0.9، والصهارة الأنديزيتية يكون لديها نسبة NBO/T من 0.3 إلى 0.5، والصهارة الريوليتية يكون لديها نسبة NBO/T من 0.02 إلى 0.2. يعمل الماء كمعدِّل للشبكة، ويقلل الماء المذاب بشكل كبير من لزوجة الذوبان. يعمل ثاني أكسيد الكربون على تحييد مُعدِّلات الشبكة، لذلك يزيد ثاني أكسيد الكربون المذاب من اللزوجة. تكون المصهورات ذات درجات الحرارة الأعلى أقل لزوجة، حيث تتوفر المزيد من الطاقة الحرارية لكسر الروابط بين الأكسجين ومُشكِّلات الشبكة. [15]
تحتوي معظم الصهارة على بلورات صلبة من معادن مختلفة، وشظايا من الصخور الغريبة المعروفة باسم زينوليث وشظايا من الصهارة المتصلبة سابقًا. يمنح المحتوى البلوري لمعظم الصهارة خصائص ثيكسوتروبية وترقق القص . [48] بعبارة أخرى، لا تتصرف معظم الصهارة مثل السوائل النيوتونية، حيث يتناسب معدل التدفق مع إجهاد القص . بدلاً من ذلك، تكون الصهارة النموذجية عبارة عن سائل بينغهام ، والذي يُظهر مقاومة كبيرة للتدفق حتى يتم تجاوز عتبة الإجهاد، والتي تسمى إجهاد الخضوع. [49] يؤدي هذا إلى تدفق سدادة من الصهارة البلورية جزئيًا. ومن الأمثلة المألوفة لتدفق السدادة معجون الأسنان الذي يتم عصره من أنبوب معجون الأسنان. يخرج معجون الأسنان كسدادة شبه صلبة، لأن القص يتركز في طبقة رقيقة في معجون الأسنان بجوار الأنبوب، وهنا فقط يتصرف معجون الأسنان كسائل. يعيق السلوك الثيكسوتروبي أيضًا ترسيب البلورات خارج الصهارة. [50] بمجرد أن يصل محتوى البلورات إلى حوالي 60%، تتوقف الصهارة عن التصرف مثل السائل وتبدأ في التصرف مثل المادة الصلبة. يُوصف هذا الخليط من البلورات مع الصخور المنصهرة أحيانًا باسم هريس البلورات . [51]
تتميز الصهارة أيضًا بأنها لزجة ومرنة ، مما يعني أنها تتدفق مثل السائل تحت ضغوط منخفضة، ولكن بمجرد أن يتجاوز الإجهاد المطبق قيمة حرجة، لا يمكن للصهر أن يبدد الإجهاد بسرعة كافية من خلال الاسترخاء وحده، مما يؤدي إلى انتشار الكسر المؤقت. بمجرد تقليل الضغوط إلى ما دون الحد الحرج، يسترخي الصهر بشكل لزج مرة أخرى ويعالج الكسر. [52]
درجة حرارة
تتراوح درجات حرارة الحمم المنصهرة، وهي الصهارة المنبعثة على السطح، في جميعها تقريبًا في النطاق من 700 إلى 1400 درجة مئوية (1300 إلى 2600 درجة فهرنهايت)، ولكن قد تكون صهارة الكربوناتيت النادرة جدًا باردة مثل 490 درجة مئوية (910 درجة فهرنهايت)، [53] وقد تكون صهارة الكوماتيت ساخنة مثل 1600 درجة مئوية (2900 درجة فهرنهايت). [54] تم العثور على الصهارة أحيانًا أثناء الحفر في الحقول الحرارية الأرضية، بما في ذلك الحفر في هاواي الذي اخترق جسمًا من الصهارة الداسيتية على عمق 2488 مترًا (8163 قدمًا). قُدِّرت درجة حرارة هذه الصهارة عند 1050 درجة مئوية (1920 درجة فهرنهايت). يجب استنتاج درجات حرارة الصهارة الأعمق من الحسابات النظرية والتدرج الحراري الأرضي. [13]
تحتوي معظم الصهارة على بعض البلورات الصلبة المعلقة في الطور السائل. يشير هذا إلى أن درجة حرارة الصهارة تقع بين درجة التجمد ، والتي تُعرف بأنها درجة الحرارة التي تتصلب فيها الصهارة تمامًا، ودرجة الحرارة السائلة ، والتي تُعرف بأنها درجة الحرارة التي تصبح فيها الصهارة سائلة تمامًا. [14] تشير حسابات درجات حرارة التجمد على الأعماق المحتملة إلى أن الصهارة المتولدة أسفل مناطق التشقق تبدأ بدرجة حرارة تتراوح بين حوالي 1300 إلى 1500 درجة مئوية (2400 إلى 2700 درجة فهرنهايت). قد تصل درجة حرارة الصهارة المتولدة من أعمدة الوشاح إلى 1600 درجة مئوية (2900 درجة فهرنهايت). قد تكون درجة حرارة الصهارة المتولدة في مناطق الاندساس، حيث يخفض بخار الماء درجة الانصهار، منخفضة تصل إلى 1060 درجة مئوية (1940 درجة فهرنهايت). [55]
كثافة
تعتمد كثافة الصهارة في الغالب على التركيب، حيث يعتبر محتوى الحديد هو المعلمة الأكثر أهمية. [56]
| يكتب | الكثافة (كجم/م 3 ) |
|---|---|
| الصهارة البازلتية | 2650–2800 |
| الصهارة الأنديسيتية | 2450–2500 |
| الصهارة الريوليتية | 2180–2250 |
تتمدد الصهارة قليلاً عند ضغط أقل أو درجة حرارة أعلى. [56] عندما تقترب الصهارة من السطح، تبدأ غازاتها المذابة في الخروج من السائل. وقد أدت هذه الفقاعات إلى تقليل كثافة الصهارة بشكل كبير في العمق وساعدت في دفعها نحو السطح في المقام الأول. [57]
الأصول
تُوصف درجة الحرارة داخل باطن الأرض بالتدرج الحراري الأرضي ، وهو معدل تغير درجة الحرارة مع العمق. يتم تحديد التدرج الحراري الأرضي من خلال التوازن بين التسخين من خلال الاضمحلال الإشعاعي في باطن الأرض وفقدان الحرارة من سطح الأرض. يبلغ متوسط التدرج الحراري الأرضي حوالي 25 درجة مئوية / كم في القشرة العليا للأرض، ولكن هذا يختلف على نطاق واسع حسب المنطقة، من 5-10 درجات مئوية / كم داخل الخنادق المحيطية ومناطق الاندساس إلى 30-80 درجة مئوية / كم على طول التلال في منتصف المحيط أو بالقرب من أعمدة الوشاح . [58] يصبح التدرج أقل حدة مع العمق، وينخفض إلى 0.25 إلى 0.3 درجة مئوية / كم فقط في الوشاح، حيث ينقل الحمل الحراري البطيء الحرارة بكفاءة. لا يكون متوسط التدرج الحراري الأرضي شديد الانحدار عادةً بما يكفي لجلب الصخور إلى نقطة انصهارها في أي مكان في القشرة أو الوشاح العلوي، لذا فإن الصهارة لا تنتج إلا حيث يكون التدرج الحراري الأرضي شديد الانحدار بشكل غير عادي أو حيث تكون نقطة انصهار الصخور منخفضة بشكل غير عادي. ومع ذلك، فإن صعود الصهارة نحو السطح في مثل هذه البيئات هو العملية الأكثر أهمية لنقل الحرارة عبر قشرة الأرض. [59]
قد تذوب الصخور استجابة لانخفاض الضغط، [60] أو لتغير في التركيب (مثل إضافة الماء)، [61] أو لزيادة درجة الحرارة، [62] أو لمجموعة من هذه العمليات. [63] هناك آليات أخرى، مثل الذوبان الناتج عن اصطدام نيزكي ، أقل أهمية اليوم، لكن التأثيرات أثناء تراكم الأرض أدت إلى ذوبان واسع النطاق، وربما كانت مئات الكيلومترات الخارجية من الأرض المبكرة عبارة عن محيط من الصهارة . [64] تم اقتراح تأثيرات النيازك الكبيرة في مئات الملايين من السنين الماضية كآلية واحدة مسؤولة عن الصهارة البازلتية الواسعة النطاق لعدة مقاطعات نارية كبيرة. [65]
إزالة الضغط
يحدث ذوبان الضغط بسبب انخفاض الضغط. [66] إنها الآلية الأكثر أهمية لإنتاج الصهارة من الوشاح العلوي. [67]
ترتفع درجات حرارة الصخور الصلبة (درجات الحرارة التي تكون تحتها صلبة تمامًا) مع زيادة الضغط في غياب الماء. قد تكون درجة حرارة البريدوتيت في عمق وشاح الأرض أعلى من درجة حرارة صُلْدِسها عند مستوى أقل ضحالة. إذا ارتفعت مثل هذه الصخور أثناء الحمل الحراري للوشاح الصلب، فسوف تبرد قليلاً مع تمددها في عملية كظومية ، لكن التبريد لا يتجاوز حوالي 0.3 درجة مئوية لكل كيلومتر. توثق الدراسات التجريبية لعينات البريدوتيت المناسبة أن درجات حرارة الصُلْدِس تزداد بمقدار 3 درجات مئوية إلى 4 درجات مئوية لكل كيلومتر. إذا ارتفعت الصخور إلى حد كافٍ، فستبدأ في الذوبان. يمكن أن تتجمع قطرات الذوبان في أحجام أكبر وتتسلل إلى الأعلى. هذه العملية المتمثلة في الذوبان من الحركة الصاعدة للوشاح الصلب مهمة في تطور الأرض. [63]
يؤدي ذوبان الضغط إلى تكوين قشرة المحيط عند التلال الوسطى للمحيط ، مما يجعلها المصدر الأكثر أهمية للماغما على الأرض. [67] كما يتسبب في حدوث نشاط بركاني في مناطق داخل الصفائح، مثل أوروبا وأفريقيا وقاع المحيط الهادئ. يُعزى النشاط البركاني داخل الصفائح إلى ارتفاع أعمدة الوشاح أو إلى الامتداد داخل الصفائح، مع كون أهمية كل آلية موضوعًا للبحث المستمر. [68]
تأثيرات الماء وثاني أكسيد الكربون
التغيير في تركيب الصخور الأكثر مسؤولية عن تكوين الصهارة هو إضافة الماء. يخفض الماء درجة حرارة الصخور الصلبة عند ضغط معين. على سبيل المثال، على عمق حوالي 100 كيلومتر، يبدأ البريدوتيت في الذوبان عند حوالي 800 درجة مئوية في وجود فائض من الماء، ولكن بالقرب من 1500 درجة مئوية في غياب الماء. [69] يتم دفع الماء خارج الغلاف الصخري المحيطي في مناطق الاندساس ، ويسبب ذوبانًا في الوشاح العلوي. يتم إنتاج الصهارة المائية ذات التركيب البازلتي أو الأنديزيت بشكل مباشر وغير مباشر نتيجة للجفاف أثناء عملية الاندساس. مثل هذه الصهارة، وتلك المشتقة منها، تبني أقواس الجزر مثل تلك الموجودة في حلقة النار في المحيط الهادئ . [70] تشكل هذه الصهارة صخور سلسلة الكلس القلوية ، وهي جزء مهم من القشرة القارية . [71] مع انخفاض الكثافة واللزوجة، تكون الصهارة المائية طافية للغاية وستتحرك إلى الأعلى في وشاح الأرض. [72]
إن إضافة ثاني أكسيد الكربون هي سبب أقل أهمية نسبيًا لتكوين الصهارة من إضافة الماء، ولكن نشوء بعض الصهارة غير المشبعة بالسيليكا يُعزى إلى هيمنة ثاني أكسيد الكربون على الماء في مناطق مصدر الوشاح. في وجود ثاني أكسيد الكربون، توثق التجارب أن درجة حرارة صهارة البريدوتيت الصلبة تنخفض بنحو 200 درجة مئوية في فترة ضغط ضيقة عند ضغوط تتوافق مع عمق حوالي 70 كم. على أعماق أكبر، يمكن أن يكون لثاني أكسيد الكربون تأثير أكبر: على أعماق تصل إلى حوالي 200 كم، تم تحديد درجات حرارة الانصهار الأولي لتركيبة البريدوتيت الكربونية لتكون أقل بمقدار 450 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية من نفس التركيبة بدون ثاني أكسيد الكربون. [ 73 ] تعد الصهارة من أنواع الصخور مثل النفلينيت والكربوناتيت والكيمبرليت من بين تلك التي قد تتولد بعد تدفق ثاني أكسيد الكربون إلى الوشاح على أعماق أكبر من حوالي 70 كم. [74] [75]
ارتفاع درجة الحرارة
إن ارتفاع درجة الحرارة هو الآلية الأكثر شيوعًا لتكوين الصهارة داخل القشرة القارية. يمكن أن تحدث مثل هذه الزيادات في درجات الحرارة بسبب التوغل الصاعد للصهارة من الوشاح. يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة أيضًا صلابة الصخور القشرية في القشرة القارية التي تزداد سماكتها بسبب الضغط عند حدود الصفائح . [76] توفر حدود الصفائح بين الكتلتين القاريتين الهندية والآسيوية مثالاً مدروسًا جيدًا، حيث يبلغ سمك قشرة هضبة التبت الواقعة شمال الحدود حوالي 80 كيلومترًا، أي ضعف سمك القشرة القارية العادية تقريبًا. كشفت دراسات المقاومة الكهربائية المستنتجة من البيانات المغناطيسية الأرضية عن طبقة يبدو أنها تحتوي على ذوبان السيليكات وتمتد لمسافة 1000 كيلومتر على الأقل داخل القشرة الوسطى على طول الهامش الجنوبي لهضبة التبت. [77] الجرانيت والريوليت نوعان من الصخور النارية التي يتم تفسيرها عادةً على أنها نتاج ذوبان القشرة القارية بسبب ارتفاع درجات الحرارة. قد تساهم زيادات درجات الحرارة أيضًا في ذوبان الغلاف الصخري الذي تم سحبه إلى أسفل في منطقة الاندساس. [ بحاجة لمصدر ]
عملية الذوبان

عندما تذوب الصخور، فإنها تفعل ذلك على مدى نطاق من درجات الحرارة، لأن معظم الصخور تتكون من عدة معادن ، ولكل منها نقاط انصهار مختلفة. درجة الحرارة التي يظهر عندها الذوبان الأول (الصلب) أقل من درجة انصهار أي من المعادن النقية. وهذا يشبه انخفاض نقطة انصهار الجليد عندما يختلط بالملح. يسمى الذوبان الأول باليوتكتيكي وله تركيبة تعتمد على مزيج المعادن الموجودة. [78]
على سبيل المثال، يبدأ خليط من الأنورثيت والديوبسيد ، وهما اثنان من المعادن السائدة في البازلت ، في الذوبان عند حوالي 1274 درجة مئوية. وهذا أقل بكثير من درجات حرارة الانصهار البالغة 1392 درجة مئوية للديوبسايد النقي و1553 درجة مئوية للأنورثيت النقي. يتكون المصهور الناتج من حوالي 43٪ من الأنورثيت. [79] مع إضافة حرارة إضافية إلى الصخر، تظل درجة الحرارة عند 1274 درجة مئوية حتى يذوب الأنورثيت أو الديوبسيد بالكامل. ثم ترتفع درجة الحرارة مع استمرار ذوبان المعدن المتبقي، مما يحول تركيبة المصهور بعيدًا عن التركيب الأوتوكتيكي. على سبيل المثال، إذا كان محتوى الأنورثيت أكبر من 43٪، فإن العرض الكامل للديوبسايد سوف يذوب عند 1274 درجة مئوية، جنبًا إلى جنب مع ما يكفي من الأنورثيت للحفاظ على المصهور في التركيب الأوتوكتيكي. يؤدي التسخين الإضافي إلى ارتفاع درجة الحرارة ببطء مع ذوبان الأنورثيت المتبقي تدريجيًا ويصبح المصهور غنيًا بشكل متزايد بسائل الأنورثيت. إذا كان الخليط يحتوي على فائض طفيف من الأنورثيت، فسوف يذوب هذا قبل أن ترتفع درجة الحرارة إلى ما يزيد كثيرًا عن 1274 درجة مئوية. إذا كان الخليط يتكون بالكامل تقريبًا من الأنورثيت، فستصل درجة الحرارة إلى ما يقرب من نقطة انصهار الأنورثيت النقي قبل ذوبان الأنورثيت بالكامل. إذا كان محتوى الأنورثيت في الخليط أقل من 43٪، فسوف يذوب كل الأنورثيت عند درجة حرارة الانصهار، جنبًا إلى جنب مع جزء من الديوبسيد، ثم يذوب الديوبسيد المتبقي تدريجيًا مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة. [78]
بسبب الذوبان الأوتوكتيكي، يمكن أن يكون تكوين المصهور مختلفًا تمامًا عن الصخور المصدر. على سبيل المثال، يمكن لمزيج من 10% أنورثيت مع ديوبسيد أن يتعرض لنحو 23% من الذوبان الجزئي قبل أن ينحرف المصهور عن الأوتوكتيكي، الذي يحتوي على نحو 43% أنورثيت. ينعكس تأثير الذوبان الجزئي هذا في تركيبات الصهارة المختلفة. يمكن أن تنتج درجة منخفضة من الذوبان الجزئي للوشاح العلوي (2% إلى 4%) صهارة شديدة القلوية مثل المليليتيت ، بينما يمكن أن تنتج درجة أكبر من الذوبان الجزئي (8% إلى 11%) بازلت أوليفيني قلوي. [80] من المحتمل أن تنتج الصهارة المحيطية من الذوبان الجزئي لنحو 3% إلى 15% من الصخور المصدر. [81] يمكن إنتاج بعض الجرانيتويدات الكلسية القلوية بدرجة عالية من الذوبان الجزئي، بما يصل إلى 15% إلى 30%. [82] قد تكون الصهارة عالية المغنيسيوم، مثل الكوماتيت والبيكريت ، أيضًا نتاجًا لدرجة عالية من الانصهار الجزئي لصخور الوشاح. [83]
تحتوي بعض العناصر الكيميائية، والتي تسمى العناصر غير المتوافقة ، على مزيج من نصف القطر الأيوني والشحنة الأيونية التي تختلف عن العناصر الأكثر وفرة في الصخور المصدرية. تتناسب أيونات هذه العناصر بشكل سيئ إلى حد ما مع بنية المعادن التي تشكل الصخور المصدرية، وتترك المعادن الصلبة بسهولة لتصبح شديدة التركيز في المصهور الناتج عن درجة منخفضة من الذوبان الجزئي. تشمل العناصر غير المتوافقة عادةً البوتاسيوم والباريوم والسيزيوم والروبيديوم ، وهي عناصر كبيرة ومشحونة بشكل ضعيف (العناصر الليثوفيلية ذات الأيونات الكبيرة ، أو LILEs) ، بالإضافة إلى العناصر التي تحمل أيوناتها شحنة عالية (العناصر ذات قوة المجال العالية، أو HSFEs)، والتي تشمل عناصر مثل الزركونيوم والنيوبيوم والهافنيوم والتنتالوم والعناصر الأرضية النادرة والأكتينيدات . يمكن أن يصبح البوتاسيوم غنيًا جدًا في المصهور الناتج عن درجة منخفضة جدًا من الذوبان الجزئي، وعندما تبرد الصهارة لاحقًا وتتصلب، فإنها تشكل صخورًا بوتاسية غير عادية مثل لامبروفير ، أو لامبرويت ، أو كيمبرليت . [84]
عندما يذوب ما يكفي من الصخور، فإن الكريات الصغيرة من الصهارة (التي تحدث عمومًا بين حبيبات المعادن) ترتبط وتليّن الصخور. وتحت الضغط داخل الأرض، قد يكون جزء ضئيل من النسبة المئوية من الذوبان الجزئي كافيًا للتسبب في ضغط الصهارة من مصدرها. [85] تنفصل الصهارة بسرعة عن صخور مصدرها بمجرد أن تتجاوز درجة الذوبان الجزئي 30٪. ومع ذلك، عادةً ما يتم ذوبان أقل من 30٪ من صخور مصدر الصهارة قبل استنفاد مصدر الحرارة. [86]
يمكن إنتاج البيجماتيت عن طريق درجات منخفضة من الانصهار الجزئي للقشرة. [87] بعض الصخور النارية المكونة من الجرانيت عبارة عن ذوبانات إيوتكتيكية (أو كوتكتيكية)، ويمكن إنتاجها عن طريق درجات منخفضة إلى عالية من الانصهار الجزئي للقشرة، وكذلك عن طريق التبلور الكسري . [88]
تطور الصهارة

تذوب معظم الصهارة بشكل كامل لأجزاء صغيرة فقط من تاريخها. وعادة ما تكون عبارة عن مزيج من الصهارة والبلورات، وأحيانًا أيضًا من فقاعات الغاز. [15] وعادة ما يكون للصهارة والبلورات والفقاعات كثافات مختلفة، وبالتالي يمكن أن تنفصل مع تطور الصهارة. [89]
مع تبريد الصهارة، تتبلور المعادن عادة من المصهور عند درجات حرارة مختلفة. وهذا يشبه عملية الذوبان الأصلية في الاتجاه المعاكس. ومع ذلك، نظرًا لأن المصهور عادة ما ينفصل عن صخوره الأصلية المصدرة وينتقل إلى عمق أقل، فإن عملية التبلور العكسية ليست متطابقة تمامًا. على سبيل المثال، إذا كان المصهور يحتوي على 50% من الديوبسيد والأنورثيت، فإن الأنورثيت سيبدأ في التبلور من المصهور عند درجة حرارة أعلى قليلاً من درجة حرارة الانصهار التي تبلغ 1274 درجة مئوية. وهذا يحول المصهور المتبقي نحو تركيبته الانصهارية التي تتكون من 43% ديوبسيد. يتم الوصول إلى الانصهار عند 1274 درجة مئوية، وهي درجة الحرارة التي يبدأ عندها الديوبسيد والأنورثيت في التبلور معًا. إذا كان المصهور يحتوي على 90% ديوبسيد، فإن الديوبسيد سيبدأ في التبلور أولاً حتى يتم الوصول إلى الانصهار. [90]
إذا ظلت البلورات معلقة في المصهور، فلن تغير عملية التبلور التركيب العام للمصهور بالإضافة إلى المعادن الصلبة. يوصف هذا الموقف بأنه تبلور متوازن . ومع ذلك، في سلسلة من التجارب التي بلغت ذروتها في ورقته البحثية عام 1915، التبلور-التمايز في سوائل السيليكات ، [91] أثبت نورمان إل. بوين أن بلورات الزبرجد والديوبسايد التي تبلورت من مصهور تبريد الفورستيريت والديوبسيد والسيليكا ستغرق عبر المصهور على مقاييس زمنية ذات صلة جيولوجية. وجد الجيولوجيون لاحقًا أدلة ميدانية كبيرة على مثل هذه التبلور الكسري . [89]
عندما تنفصل البلورات عن الصهارة، فإن الصهارة المتبقية ستختلف في تركيبها عن الصهارة الأم. على سبيل المثال، يمكن أن تنتج الصهارة ذات التركيب الجابروي ذوبانًا متبقيًا من التركيب الجرانيتي إذا انفصلت البلورات المتكونة مبكرًا عن الصهارة. [92] قد يكون للجابرو درجة حرارة سائلة تقترب من 1200 درجة مئوية، [93] وقد يكون للصهر الجرانيتي المشتق درجة حرارة سائلة منخفضة تصل إلى حوالي 700 درجة مئوية. [94] تتركز العناصر غير المتوافقة في آخر بقايا الصهارة أثناء التبلور الكسري وفي المصهور الأول الناتج أثناء الذوبان الجزئي: يمكن لأي من العمليتين تكوين الصهارة التي تتبلور إلى بيغماتيت ، وهو نوع من الصخور غني عادة بالعناصر غير المتوافقة. سلسلة تفاعل بوين مهمة لفهم التسلسل المثالي للتبلور الكسري للصهارة. [89]
يمكن تحديد تركيبة الصهارة من خلال عمليات أخرى غير الذوبان الجزئي والتبلور الجزئي. على سبيل المثال، تتفاعل الصهارة عادةً مع الصخور التي تتسلل إليها، سواء عن طريق إذابة تلك الصخور أو عن طريق التفاعل معها. يمكن أن يحدث الاستيعاب بالقرب من سقف حجرة الصهارة والتبلور الجزئي بالقرب من قاعدتها في وقت واحد. يمكن أن تختلط الصهارة ذات التركيبات المختلفة مع بعضها البعض. في حالات نادرة، يمكن أن تنفصل المصهور إلى مصهورين غير قابلين للامتزاج من تركيبات متناقضة. [95]
الصهارة الأولية
عندما يذوب الصخر، يكون السائل عبارة عن صهارة أولية . لم تخضع الصهارة الأولية لأي تمييز وتمثل التركيب الأولي للصهارة. [96] من الناحية العملية، من الصعب تحديد الصهارة الأولية بشكل لا لبس فيه، [97] على الرغم من أنه تم اقتراح أن البونينيت هو نوع من الأنديزيت المتبلور من صهارة أولية. [98] تم تفسير السد العظيم في زيمبابوي أيضًا على أنه صخرة متبلورة من صهارة أولية. [99] يتناقض تفسير الليوكوسومات في الميغماتيت على أنها صهارة أولية مع بيانات الزركون، مما يشير إلى أن الليوكوسومات هي بقايا ( صخرة تراكمية ) متبقية من استخراج الصهارة الأولية. [100]
الماغما الأبوية
عندما يكون من المستحيل العثور على التركيبة الأولية أو البدائية للماغما، فمن المفيد غالبًا محاولة تحديد الماغما الأصلية. [97] الماغما الأصلية هي تركيبة من الماغما تم اشتقاق النطاق الملحوظ لكيمياء الماغما منها من خلال عمليات التمايز الناري . لا يلزم أن تكون منصهرة بدائية. [101]
على سبيل المثال، يُفترض أن سلسلة من تدفقات البازلت مرتبطة ببعضها البعض. يُطلق على التركيبة التي يمكن إنتاجها منها بشكل معقول عن طريق التبلور الكسري اسم الصهارة الأصلية . سيتم إنتاج نماذج التبلور الكسري لاختبار الفرضية القائلة بأنها تشترك في صهارة أصلية مشتركة. [102]
الهجرة والتثبيت
تتطور الصهارة داخل الوشاح أو القشرة حيث تكون ظروف درجة الحرارة والضغط مواتية للحالة المنصهرة. بعد تكوينها، ترتفع الصهارة بشكل طافٍ نحو سطح الأرض، بسبب كثافتها المنخفضة مقارنة بالصخور المصدرية. [103] أثناء هجرتها عبر القشرة، قد تتجمع الصهارة وتستقر في غرف الصهارة (على الرغم من أن العمل الأخير يشير إلى أن الصهارة قد تكون مخزنة في مناطق طينية غنية بالبلورات عبر القشرة بدلاً من غرف الصهارة السائلة بشكل مهيمن [7] ). يمكن أن تظل الصهارة في الغرفة حتى تبرد وتتبلور لتكوين صخرة متطفلة ، أو تنفجر كبركان ، أو تنتقل إلى غرفة صهارة أخرى. [ بحاجة لمصدر ]
البلوتونية
عندما تبرد الصهارة تبدأ في تكوين أطوار معدنية صلبة. يستقر بعض هذه الأطوار في قاع حجرة الصهارة مكونًا تراكمات قد تشكل طبقات من التسلل المافي . عادةً ما تنتهي الصهارة التي تبرد ببطء داخل حجرة الصهارة بتكوين أجسام من الصخور الجوفية مثل الجابرو والديوريت والجرانيت ، اعتمادًا على تكوين الصهارة. بدلاً من ذلك، إذا ثارت الصهارة فإنها تشكل صخورًا بركانية مثل البازلت والأنديزيت والريوليت ( المكافئات الخارجية للجابرو والديوريت والجرانيت على التوالي). [ بحاجة لمصدر ]
النشاط البركاني
تسمى الصهارة التي تقذف إلى السطح أثناء الثوران البركاني بالحمم البركانية. تبرد الحمم البركانية وتتصلب بسرعة نسبية مقارنة بأجسام الصهارة الموجودة تحت الأرض. لا يسمح هذا التبريد السريع للبلورات بالنمو بشكل كبير، ولا يتبلور جزء من المنصهر على الإطلاق ، فيتحول إلى زجاج. تشمل الصخور المكونة إلى حد كبير من الزجاج البركاني حجر السج والفحم الحجري والخفاف .
قبل وأثناء الثورات البركانية، تخرج المواد المتطايرة مثل ثاني أكسيد الكربون والماء جزئيًا من الصهارة من خلال عملية تُعرف باسم الذوبان الخارجي . تصبح الصهارة ذات المحتوى المائي المنخفض لزجة بشكل متزايد. إذا حدث تحلل خارجي هائل عندما تتجه الصهارة إلى الأعلى أثناء ثوران بركاني ، فإن الثوران الناتج يكون عادةً متفجرًا. [104]
الاستخدام في إنتاج الطاقة
في عام 2009، أثناء حفر عدة ثقوب بعمق 5000 متر في محاولة لتسخير الحرارة في الصخور البركانية تحت سطح أيسلندا، ضرب مشروع الحفر العميق في أيسلندا جيبًا من الصهارة على عمق 2100 متر. ولأن هذه كانت المرة الثالثة فقط في التاريخ المسجل التي يتم فيها الوصول إلى الصهارة، قرر مشروع الحفر العميق في أيسلندا الاستثمار في الحفرة، وأطلق عليها اسم IDDP-1. [105]
تم إنشاء غلاف فولاذي مُصقول في الحفرة مع ثقب في القاع بالقرب من الصهارة. تم استخدام درجات الحرارة والضغط المرتفعين لبخار الصهارة لتوليد 36 ميجاوات من الطاقة، مما يجعل IDDP-1 أول نظام حراري أرضي مُعزز بالصهارة في العالم. [105]
مراجع
- ^ "magma". قاموس Merriam-Webster.com . Merriam-Webster . تم الاسترجاع في 2018-10-28 .
- ^ Bowen, Norman L. (1947). "Magmas". Geological Society of America Bulletin . 58 (4): 263. doi :10.1130/0016-7606(1947)58[263:M]2.0.CO;2. ISSN 0016-7606.
- ^ جريلي، رونالد؛ شنايد، بايرون د. (15 نوفمبر 1991). "تولد الصهارة على المريخ: الكميات، المعدلات، والمقارنات مع الأرض، والقمر، والزهرة". ساينس . 254 (5034): 996-98. رمز Bibcode :1991Sci...254..996G. doi :10.1126/science.254.5034.996. ISSN 0036-8075. PMID 17731523. S2CID 206574665.
- ^ Spera, Frank J. (2000). "Physical Properties of Magma". في Sigurdsson, Haraldur (ed.). موسوعة البراكين . أكاديميك بريس . ص. 171-190. ISBN 978-0126431407.
- ^ Foulger, GR (2010). Plates vs. Plumes: A Geological Controversy. Wiley-Blackwell . ISBN 978-1-4051-6148-0.
- ^ ديتريك، آر إس؛ بوهل، بي؛ فيرا، إي؛ موتر، جيه؛ أوركوت، جيه؛ مادسن، جيه؛ بروشر، تي (1987). "التصوير الزلزالي متعدد القنوات لحجرة الصهارة القشرية على طول مرتفع شرق المحيط الهادئ". نيتشر . 326 (6108): 35-41. رمز Bibcode :1987Natur.326...35D. doi :10.1038/326035a0. ISSN 0028-0836. S2CID 4311642.
- ^ ab Sparks, R. Stephen J.; Cashman, Katharine V. (2017). "Dynamic Magma Systems: Implications for Forecasting Volcanic Activity". Elements . 13 (1): 35–40. Bibcode :2017Eleme..13...35S. doi :10.2113/gselements.13.1.35. ISSN 1811-5209.
- ^ ab MCBIRNEY, AR; NOYES, RM (1979-08-01). "تبلور وتقسيم طبقات تسلل سكارجارد". مجلة علم الصخور . 20 (3): 487–554. Bibcode :1979JPet...20..487M. doi :10.1093/petrology/20.3.487. ISSN 0022-3530.
- ^ مارشاك، ستيفن (2016). أساسيات الجيولوجيا (الطبعة الخامسة). دبليو دبليو نورتون. ص 115. رقم ISBN 978-0-393-26339-8.
- ^ حفر العلماء يصل إلى الصهارة: المرة الثالثة فقط على الإطلاق، أخبار ومعلومات جامعة كاليفورنيا ديفيس، 26 يونيو 2009.
- ^ اكتشاف الصهارة في موقعها لأول مرة. Physorg (16 ديسمبر 2008)
- ^ صهارة بونا داسيت في كيلوايا: حفر غير متوقع في صهارة نشطة الملصقات المؤرشفة 2011-06-06 في آلة Wayback ، 2008 Eos Trans. AGU، 89 (53)، اجتماع الخريف.
- ^ ab Teplow, William; Marsh, Bruce; Hulen, Jeff; Spielman, Paul; Kaleikini, Mike; Fitch, David; Rickard, William (2009). "Dacite Melt at the Puna Geothermal Venture Wellfield, Big Island of Hawaii" (PDF) . معاملات GRC . 33 : 989–994. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09 . تم الاسترجاع في 8 فبراير 2021 .
- ^ ab Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 19–20. ISBN 9780521880060.
- ^ اي بي سي شمينكي ، هانز أولريش (2003). البراكين . برلين: سبرينغر. ص 49-50. رقم ISBN 9783540436508.
- ^ abc Guijón, R.; Henríquez, F.; Naranjo, JA (2011). "الاعتبارات الجيولوجية والجغرافية والقانونية للحفاظ على تدفقات أكسيد الحديد والكبريت الفريدة في المجمعات البركانية El Laco و Lastarria، جبال الأنديز الوسطى، شمال تشيلي". Geoheritage . 3 (4): 99–315. Bibcode :2011Geohe...3..299G. doi :10.1007/s12371-011-0045-x. S2CID 129179725.
- ^ abc Harlov, DE; et al. (2002). "علاقات الأباتيت-المونازيت في خام الماجنتيت-الأباتيت في كيرونافارا، شمال السويد". علم الجيولوجيا الكيميائية . 191 (1-3): 47-72. Bibcode :2002ChGeo.191...47H. doi :10.1016/s0009-2541(02)00148-1.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 19، 131.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 132-133.
- ^ Casq, RAF; Wright, JV (1987). Volcanic Successions . Unwin Hyman Inc. ص 528. ISBN 978-0-04-552022-0.
- ^ abc Philpotts & Ague 2009، ص 23.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 70-77.
- ^ شمينكي 2003، ص 132.
- ^ abc Philpotts & Ague 2009، ص 20.
- ^ Bonnichsen, B.; Kauffman, DF (1987). "الخصائص الفيزيائية لتدفقات الحمم البركانية الريوليتية في مقاطعة Snake River Plain البركانية، جنوب غرب ولاية أيداهو". ورقة خاصة للجمعية الجيولوجية الأمريكية . أوراق خاصة للجمعية الجيولوجية الأمريكية. 212 : 119–145. doi :10.1130/SPE212-p119. ISBN 0-8137-2212-8.
- ^ شمينك 2003، الصفحات من 21 إلى 24، 132، 143.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 23-611.
- ^ تاكيوتشي، شينغو (5 أكتوبر 2011). "لزوجة الصهارة قبل الانفجار: مقياس مهم لقابلية الصهارة للثوران". مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 116 (B10): B10201. رمز Bibcode : 2011JGRB..11610201T. doi : 10.1029/2011JB008243 .
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 1376-377.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 23-25.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 53-55، 59-64.
- ^ شمينكي 2003، ص 128 – 132.
- ^ Arndt, NT (1994). "Archean komatiites". In Condie, KC (ed.). Archean Crustal Evolution . أمستردام: إلسفير. ص. 19. ISBN 978-0-444-81621-4.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 399-400.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 139-148.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 606-607.
- ^ "حزام ستيكين البركاني: جبل بركاني". كتالوج البراكين الكندية . مؤرشف من الأصل في 2009-03-07 . تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2007 .
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 145.
- ^ Vic Camp, How volcanoes work, Unusual Lava Types Archived 2017-10-23 at the Wayback Machine , جامعة ولاية سان دييغو , الجيولوجيا
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 396-397.
- ^ كيلر، يورج؛ كرافت، موريس (نوفمبر 1990). "نشاط النتروكربوناتيت الانبعاثي في أولدوينيو لينجاي، يونيو 1988". نشرة علم البراكين . 52 (8): 629-645. رمز Bibcode :1990BVol...52..629K. doi :10.1007/BF00301213. S2CID 129106033.
- ^ جونسون، إي.؛ ترول، في آر؛ هوجدال، كيه.؛ هاريس، سي.؛ وايس، إف.؛ نيلسون، كيه بي؛ سكيلتون، إيه. (2013). "الأصل الصخري لخامات أكسيد الحديد الأباتيت العملاقة من نوع كيرونا في وسط السويد". التقارير العلمية . 3 : 1644. رمز Bibcode : 2013NatSR...3.1644J. doi : 10.1038/srep01644. PMC 3622134. PMID 23571605 .
- ^ بيدون، م.؛ أيوبا، أ.؛ جوديس، ج.؛ جراسا، ف.؛ فرانكوفونتي، ف.؛ بيرجسون، ب.؛ إيلينسكايا، إي. (2014). "قياسات الليزر الثنائي القابل للضبط لثاني أكسيد الكربون الحراري/البركاني وتأثيراته على ميزانية ثاني أكسيد الكربون العالمية". الأرض الصلبة . 5 (2): 1209-1221. رمز Bibcode :2014SolE....5.1209P. doi : 10.5194/se-5-1209-2014 .
- ^ شمينكي 2003، ص 42.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 244-250.
- ^ ab Schmincke 2003، ص 44.
- ^ شمينكي 2003، ص 38-41.
- ^ Pinkerton, H.; Bagdassarov, N. (2004). "الظواهر العابرة في تدفقات الحمم البركانية الحويصلية بناءً على التجارب المعملية مع المواد التناظرية". مجلة أبحاث البراكين والطاقة الحرارية الأرضية . 132 (2-3): 115-136. Bibcode :2004JVGR..132..115B. doi :10.1016/s0377-0273(03)00341-x.
- ^ شمينك 2003، ص 39-40.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 40.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 16.
- ^ Wadsworth, Fabian B.; Witcher, Taylor; Vossen, Caron EJ; Hess, Kai-Uwe; Unwin, Holly E.; Scheu, Bettina; Castro, Jonathan M.; Dingwell, Donald B. (ديسمبر 2018). "Combined effusive-explosive silicic volcanism straddles the multiphase viscous-to-brittle transition". Nature Communications . 9 (1): 4696. Bibcode :2018NatCo...9.4696W. doi :10.1038/s41467-018-07187-w. ISSN 2041-1723. PMC 6224499. PMID 30409969 .
- ^ Weidendorfer, D.; Schmidt, MW; Mattsson, HB (2017). "أصل مشترك لصخور الكربوناتيت المنصهرة". Geology . 45 (6): 507–510. Bibcode :2017Geo....45..507W. doi : 10.1130/G38801.1 . hdl : 20.500.11850/190852 .
- ^ Herzberg, C.; Asimow, PD; Arndt, N.; Niu, Y.; Lesher, CM; Fitton, JG; Cheadle, MJ; Saunders, AD (2007). "درجات الحرارة في الوشاح والأعمدة المحيطة: القيود من البازلت والبيكريت والكوماتيت". الجيوكيمياء والجيوفيزياء والجيوسيستمز . 8 (2): غير متاح. رمز Bibcode :2007GGG.....8.2006H. doi :10.1029/2006gc001390. hdl : 20.500.11919/1080 . ISSN 1525-2027. S2CID 14145886. مؤرشف من الأصل في 2019-04-27 . تم الاسترجاع بتاريخ 2019-12-07 .
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 593-597.
- ^ ab usu.edu - Geology 326, "Properties of Magmas", 2005-02-11
- ^ شمينكي 2003، ص 50.
- ^ ريتشاردز، ما؛ دنكان، ر.أ؛ كورتيلوت، ف.إ. (1989). "بازلت الفيضانات ومسارات النقاط الساخنة: رؤوس وذيول الريش". ساينس . 246 (4926): 103-107. رمز Bibcode :1989Sci...246..103R. doi :10.1126/science.246.4926.103. PMID 17837768. S2CID 9147772.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 6-13.
- ^ الجمعية الجيولوجية الأمريكية، الصفائح والأعمدة والنماذج ، ص 590 وما بعدها، 2005، ISBN 0-8137-2388-4
- ^ Asimow, PD; Langmuir, CH (2003). "أهمية الماء في أنظمة ذوبان الوشاح المحيطي". مجلة الطبيعة . 421 (6925): 815–820. رمز Bibcode :2003Natur.421..815A. doi :10.1038/nature01429. ISSN 0028-0836. PMID 12594505. S2CID 4342843.
- ^ كامبل، آي إتش (2005-12-01). "المقاطعات النارية الكبيرة وفرضية ريشة الوشاح". عناصر . 1 (5): 265-269. رمز Bibcode :2005Eleme...1..265C. doi :10.2113/gselements.1.5.265. ISSN 1811-5209.
- ^ ab Philpotts & Ague 2009، ص 591-599.
- ^ تونكس، دبليو. برايان؛ ميلوش، إتش. جاي (25 مارس 1993). "تكوين محيطات الصهارة بسبب الاصطدامات العملاقة". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الكواكب . 98 (E3): 5319-5333. رمز Bibcode :1993JGR....98.5319T. doi :10.1029/92JE02726.
- ^ جونز، أدريان ب.؛ برايس، جي. ديفيد؛ برايس، نيفيل ج.؛ دي كارلي، بول س.؛ كليج، ريتشارد أ. (سبتمبر 2002). "الذوبان الناجم عن الاصطدام وتطور المقاطعات النارية الكبيرة". رسائل علوم الأرض والكواكب . 202 (3-4): 551-561. رمز Bibcode :2002E&PSL.202..551J. doi :10.1016/S0012-821X(02)00824-5.
- ^ جيف سي براون؛ سي جيه هوكسورث؛ آر سي إل ويلسون (1992). فهم الأرض (الطبعة الثانية). مطبعة جامعة كامبريدج. ص 93. رقم ISBN 0-521-42740-1.
- ^ ab Philpotts & Ague 2009، ص 593.
- ^ Homrighausen, S.; Geldmacher, J.; Hoernle, K.; Rooney, T. (2021). "النشاط البركاني داخل الصفيحة". موسوعة الجيولوجيا : 52–59. doi :10.1016/B978-0-12-409548-9.12498-4. ISBN 9780081029091. S2CID 240954389.
- ^ Grove, TL; Chatterjee, N.; Parman, SW; Medard, E. (2006). "The effect of H 2 O on mantle wedge melting". رسائل علوم الأرض والكواكب . 249 (1-2): 74-89. Bibcode :2006E&PSL.249...74G. doi :10.1016/j.epsl.2006.06.043.
- ^ ستيرن، روبرت ج. (2002)، "مناطق الاندساس"، مراجعات الجيوفيزياء ، 40 (4): 24-31، رمز Bibcode : 2002RvGeo..40.1012S، doi : 10.1029/2001RG000108 ، S2CID 15347100
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 374-380.
- ^ Drewitt, JWE; Walter, MJ; Brodholt, JP; Muir, JMR; Lord, OT (2022). "ذوبان السيليكات المائية ودورة H2O في الوشاح العميق". رسائل علوم الأرض والكواكب . 581 : 117408. رمز Bibcode : 2022E&PSL.58117408D. doi : 10.1016/j.epsl.2022.117408 . hdl : 1983/5cc45839-38b0-45a2-ba4b-5ff2436ad9a1 . S2CID 246777976.
- ^ Dasgupta, R.; Hirschmann, MM (2007). "Effect of variable carbonate focus on the solidus of mantle peridotite". American Mineralogist . 92 (2–3): 370–379. Bibcode :2007AmMin..92..370D. doi :10.2138/am.2007.2201. S2CID 95932394.
- ^ ويلي، بيتر جيه؛ هوانج، وو ليانج (سبتمبر 1975). "تأثير ثاني أكسيد الكربون في الوشاح في تكوين الكربوناتيت والكيمبرليت". نيتشر . 257 (5524): 297-299. رمز Bibcode :1975Natur.257..297W. doi :10.1038/257297a0. S2CID 4267906.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 259-261، 394-397.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 597-599.
- ^ Unsworth, MJ; et al. (2005). "علم الروماتيزم القشري في جبال الهيمالايا وجنوب التبت المستنتج من البيانات المغناطيسية الأرضية". مجلة نيتشر . 438 (7064): 78–81. رمز Bibcode :2005Natur.438...78U. doi :10.1038/nature04154. PMID 16267552. S2CID 4359642.
- ^ ab Philpotts & Ague 2009، ص 195-197.
- ^ Osborn, EF; Tait, DB (1952). "The system diopside-forsterite-anorthite" (PDF) . Am. J. Sci . 250 : 413–433. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09 . تم الاسترجاع في 9 فبراير 2021 .
- ^ زو، هايبو؛ زيندلر، آلان (فبراير 1996). "القيود المفروضة على درجة الانصهار الجزئي الديناميكي وتكوين المصدر باستخدام نسب التركيز في الصهارة". جيوشيميكا إي كوزموشيميكا أكتا . 60 (4): 711-717. رمز Bibcode :1996GeCoA..60..711Z. doi :10.1016/0016-7037(95)00434-3.
- ^ هاس، كارستن م. (أكتوبر 1996). "العلاقة بين عمر الغلاف الصخري وتركيب الصهارة المحيطية: القيود المفروضة على الذوبان الجزئي ومصادر الوشاح والبنية الحرارية للصفائح". رسائل علوم الأرض والكواكب . 144 (1-2): 75-92. رمز Bibcode :1996E&PSL.144...75H. doi :10.1016/0012-821X(96)00145-8.
- ^ فرحات، عصام س.؛ زكي، رأفت؛ هاوزنبرجر، كريستوف؛ سامي، مبروك (نوفمبر 2011). "جرانيتويدات فوق ألومنيومية قلوية كلسية تعود إلى حقبة النيو بروتيروزوي في بلوتون دليهيمي، الصحراء الشرقية الوسطى، مصر: الآثار المترتبة على الانتقال من التطور التكتونوماغماتي المتأخر إلى التطور ما بعد التصادم في الدرع العربي النوبي الشمالي". المجلة الجيولوجية . 46 (6): 544-560. رمز Bibcode :2011GeolJ..46..544F. doi :10.1002/gj.1289. S2CID 128896568.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 400.
- ^ ألباريد، فرانسيس (2003). الكيمياء الجيولوجية: مقدمة. مطبعة جامعة كامبريدج. رقم ISBN 978-0-521-89148-6.
- ^ فاول، أولريش هـ. (2001). "احتباس الذوبان وانفصاله تحت التلال الوسطى للمحيط". نيتشر . 410 (6831): 920-923. رمز Bibcode :2001Natur.410..920F. doi :10.1038/35073556. ISSN 0028-0836. PMID 11309614. S2CID 4403804.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 400، 599.
- ^ باروس، ريناتا؛ مينوج، جوليان ف. (يوليو 2016). "أصل بيغماتيتات السبودومين المرتبطة بجرانيت لينستر في جنوب شرق أيرلندا". عالم المعادن الكندي . 54 (4): 847-862. رمز Bibcode :2016CaMin..54..847B. doi :10.3749/canmin.1600027. hdl : 10197/11562 . S2CID 134105127.
- ^ هاريس، إن بي دبليو؛ إنجر، إس. (مارس 1992). "نمذجة العناصر النزرة للجرانيت المشتق من البليت". مساهمات في علم المعادن وعلم الصخور . 110 (1): 46-56. رمز Bibcode : 1992CoMP..110...46H. doi : 10.1007/BF00310881. S2CID 129798034.
- ^ abc Philpotts & Ague 2009، ص 321.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 200.
- ^ Bowen, NL (1915). "التبلور والتمايز في سوائل السيليكات". المجلة الأمريكية للعلوم . 4 (230): 175-191. Bibcode :1915AmJS...39..175B. doi :10.2475/ajs.s4-39.230.175.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 378.
- ^ خاصتك ، ص. تيجنر، C .؛ ليشر، م (1 أكتوبر 2009). “درجات حرارة السائل في الصهارة Skaergaard”. عالم المعادن الأمريكي . 94 (10): 1371-1376. بيب كود :2009AmMin..94.1371T. دوى :10.2138/am.2009.3058. S2CID 128524162.
- ^ لوث، ويليام سي.؛ جانز، ريتشارد إتش.؛ تاتل، أو. فرانك (15 فبراير 1964). "نظام الجرانيت عند ضغوط من 4 إلى 10 كيلوبار". مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 69 (4): 759-773. رمز Bibcode :1964JGR....69..759L. doi :10.1029/JZ069i004p00759.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 340-345، 347-356.
- ^ جاكسون، جوليا أ.، محرر. (1997). "الماغما الأولية". قاموس الجيولوجيا (الطبعة الرابعة). الإسكندرية، فرجينيا: المعهد الجيولوجي الأمريكي. رقم ISBN 0922152349.
- ^ ab Philpotts & Ague 2009، ص 316.
- ^ كورودا، ن.؛ شيراكي، ك.؛ أورانو، ه. (ديسمبر 1978). "بونينيت كصهارة أولية محتملة من الكلس والقلويات". نشرة علم البراكين . 41 (4): 563-575. رمز Bibcode :1978BVol...41..563K. doi :10.1007/BF02597387. S2CID 129262580.
- ^ Schoenberg, R.; Nägler, Th.F.; Gnos, E.; Kramers, JD; Kamber, BS (September 2003). "The Source of the Great Dyke, Zimbabwe, and Its Tectonic Significance: Evidence from Re-Os Isotopes" (PDF) . مجلة الجيولوجيا . 111 (5): 565–578. رمز Bibcode :2003JG....111..565S. doi :10.1086/376766. S2CID 129598002. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09.
- ^ مويشر، ديفيد ب.؛ سامسون، سكوت د.؛ ميلر، كالفن ف. (مايو 2004). "الوقت الدقيق وظروف التحول في صخور الجرانيت التاكونية الذروة في أوروجين أبالاتشيان الجنوبي، الولايات المتحدة الأمريكية، مع الآثار المترتبة على سلوك الزركون أثناء أحداث ذوبان القشرة الأرضية". مجلة الجيولوجيا . 112 (3): 289-304. رمز Bibcode :2004JG....112..289M. doi :10.1086/382760. S2CID 109931682.
- ^ جاكسون 1997، "الماغما الأبوية".
- ^ كلايسون، ديك ت.؛ ميورر، ويليام ب. (1 مايو 2004). "التبلور الكسري للصهارة البازلتية المائية ذات "القوس" وتكوين تراكمات جابروية حاملة للأمفيبول". مساهمات في علم المعادن وعلم الصخور . 147 (3): 288-304. رمز Bibcode :2004CoMP..147..288C. doi :10.1007/s00410-003-0536-0. S2CID 129247893.
- ^ Philpotts & Ague 2009، ص 80.
- ^ أليسون، تشيلسي م.؛ روجينساك، كورت؛ كلارك، أماندا ب. (ديسمبر 2021). "الانفجارات البازلتية شديدة الانفجار الناجمة عن تحلل ثاني أكسيد الكربون". Nature Communications . 12 (1): 217. doi :10.1038/s41467-020-20354-2. PMC 7801484. PMID 33431860 .
- ^ أب ويلفريد آلان إلدرز، غوموندور عمر فريليفسون وبيارني بالسون (2014). مجلة الطاقة الحرارية الأرضية، المجلد. 49 (يناير 2014). إلسفير المحدودة.
