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Wo entstehen Magmen?
ОглавлениеDie meisten an der Erdoberfläche eruptierenden Magmen haben eine basaltische Zusammensetzung mit Temperaturen von ca. 1100 bis 1250 °C. Allein aus diesem Grunde können sie nicht aus der Erdkruste stammen, denn für die unterste Kruste, etwa in Mitteleuropa, nimmt man Temperaturen von ca. 500 bis 600 °C an. Da der Erdkern vermutlich aus Eisen und Nickel besteht, Magmen aber silikatische Schmelzen darstellen, scheidet auch der Erdkern als Liefergebiet aus. Alkalibasaltische Magmen, wie sie auf Ozeaninseln und in Kontinenten – z.B. in der Eifel – vorkommen, können Bruchstücke eines Peridotit genannten Gesteins enthalten, das vor allem Olivin (Ol) (daher oft auch Olivinknolle genannt) (Abb. 3.6) und Orthopyroxen (Opx) enthält, daneben wechselnde Mengen an Klinopyroxen (Cpx) und den aluminiumreichen Chromspinell (Sp). Wenn ein Peridotit Ol+ Opx+ Cpx+ Sp enthält, nennt man ihn Spinell-Lherzolith nach dem Ort Lherz in den Pyrenäen. Aus Experimenten weiß man, daß dieses Gestein unterhalb von etwa 80 km, d.h. bei Drücken von über ca. 25 kb in Granat-Lherzolith übergeht; Granat, wie Spinell der Hauptträger für Al im Lherzolith, ist dichter als Spinell. Wir können also heute davon ausgehen, daß Basaltmagmen im oberen Erdmantel entstehen, unter den Mittelozeanischen Rücken (MOR) in etwa 20 bis 70 km Tiefe (bei Tiefen von weniger als 30 km aus Plagioklaslherzolith); bei den Kontinenten und vielen Ozeaninseln, unter denen die Lithosphäre kälter und dicker ist als unter den MOR, kommen sie aus Tiefen von ca. 80 bis 150 km.
Ganz andere Quellen muß man für viele der hellen, rhyolithischen bis dazitischen Magmen annehmen. Von ihrer chemischen Zusammensetzung her können sie nicht aus dem Erdmantel stammen, dagegen gut aus der unteren Erdkruste. Ihre Temperaturen (etwa 700 °C für H2O-reiche, granitische und bis 1000 °C bei „granodioritischer“ Zusammensetzung) sind höher als die normalerweise in der Erdkruste herrschenden. Die Krustengesteine, ihr wahrscheinliches Liefergebiet, sind chemisch und mineralogisch allerdings so heterogen, daß man nicht von einer einheitlichen Zusammensetzung ausgehen kann. Allerdings können diese hellen Magmen auch durch Differentiation aus basaltischen entstehen, wie ich gegen Ende dieses Kapitels zeigen werde.