imported>LukeTriton: Aktualisiere Quelle

2025-08-28T20:57:04Z

Aktualisiere Quelle

Neue Seite

{{Dieser Artikel|beschäftigt sich mit der Gesteinsschmelze Magma, weitere Bedeutungen unter [[Magma (Begriffsklärung)]].}}
[[Datei:Pahoehoe toe.jpg|mini|[[Lavastrom]] auf [[Hawaii]], das im Vergleich zum Magma ausgetretene Äquivalent der Gesteinsschmelze]]
Als '''Magma''' ([[sächlich]]; von {{grcS|μάγμα|mágma|de=geknetete Masse}}) wird im Untergrund befindliche [[Gestein]]sschmelze bezeichnet. Magma bildet sich durch die Aufschmelzung der [[Erdkruste|Kruste]] oder des [[Erdmantel|Mantels]] unter verschiedenen [[Tektonik|tektonischen]] Bedingungen, im Falle der [[Erde]] vor allem in [[Subduktion]]szonen, kontinentalen [[Grabenbruch|Grabenbrüchen]], [[Mittelozeanischer Rücken|mittelozeanischen Rücken]] und [[Hotspot (Geologie)|Hotspots]].

Aufgrund der [[Viskosität|Fließfähigkeit]], [[Dichte]] und [[Temperatur]] können Magmen durch die Kruste aufsteigen, sich in Strukturen wie [[Magmakammer]]n sammeln und durch [[Vulkanismus]] an die Oberfläche austreten. Erstarrendes Magma bildet als Gruppe der [[Magmatisches Gestein|magmatischen Gesteine]] bzw. ''Magmatite'' eine der drei Gesteinshauptgruppen.

Diese Gruppe der Magmatite unterteilt man in ''[[Plutonit]]e'', wenn das Magma in der Erdkruste langsam abkühlt und daher größere [[Kristall]]e bilden kann, und in ''[[Vulkanit]]e'', wenn das Magma beim Austritt an die Erdoberfläche (zum Beispiel als [[Lava]] oder in Form von [[Pyroklast]]en) schneller abkühlt. Zu den Plutoniten zählt zum Beispiel der [[Granit]], zu den Vulkaniten der [[Basalt]].

== Eigenschaften und Klassifikation ==
Der wichtigste chemische Parameter zur Klassifikation von Magmen ist der [[Siliciumdioxid|SiO2]]-Gehalt der Gesteinsschmelze, da, mit Ausnahme von den äußerst seltenen [[carbonatit]]ischen und [[Sulfide|sulfidischen]] Magmen, Gesteinsschmelzen mit 40–75 [[Gewichtsprozent]] SiO2 [[silikat]]isch sind und dieser Siliziumgehalt deren Viskosität (Zähflüssigkeit) kontrolliert. Mit steigendem SiO2-Gehalt von Magmen sinken die Anteile von [[Magnesium]], [[Calcium]] und [[Eisen]], dafür steigen die [[Alkalimetalle|Alkaligehalte]] und der [[Aluminium]]-Gehalt.<ref>{{Literatur |Autor=Hans-Ulrich Schmincke |Titel=Vulkanismus |Auflage=4., unveränd. Aufl |Verlag=WBG (Wiss. Buchges.) |Ort=Darmstadt |Datum=2013 |ISBN=978-3-86312-944-6 |Abruf=}}</ref><ref name=":0" />
{| class="wikitable"
! colspan="4" |Klassifizierung nach Zusammensetzung<ref name=":0">{{Internetquelle |autor=Ulrich Knittel |url=https://www2.klett.de/sixcms/list.php?page=infothek_artikel&extra=Fundamente20-20Online&artikel_id=105518&inhalt=klett71prod_1.c.1792311.de |titel=Infoblatt Vulkanite |werk=Klett |datum=2012-06-12 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20250828205407/https://www2.klett.de/sixcms/list.php?page=infothek_artikel&extra=Fundamente20-20Online&artikel_id=105518&inhalt=klett71prod_1.c.1792311.de |archiv-datum=2025-08-28 |abruf=2023-09-28}}</ref>
|-
| Magmatyp || [[Mafische Minerale|mafische]]/primitive Magma
(früher ''basisch'')
| intermediäre Magma || hochdifferenzierte/[[Felsische Minerale|felsische]] Magma
(früher ''sauer'')
|-
| Farbe der Lava || dunkel || mittel || hell
|-
| SiO2-Gehalt || < 52 % || 52–66 % || > 66 %
|-
| Viskosität || niedrig || mittel || hoch
|-
| Austrittstemperatur || 1.050–1.200 °C || 900-1.000 °C || 700–900 °C
|-
| Fließgeschwindigkeit || hoch: 1–30 m/min || gering: < 5 m/min || gering: cm/min
|-
| Lavatyp || [[Pāhoehoe-Lava|Pahoehoe]]- und [[ʻAʻā-Lava|Aa-Lava]]|| mehr Aa-Lava || Aa-Lava, [[Obsidian]]ströme, oft [[Lavadom]]e
|-
|Gestein ([[Vulkanit]]/[[Plutonit]])
|[[Basalt]]/[[Gabbro]]
|[[Andesit]]/[[Diorit]]
|[[Rhyolith]]/[[Granit]]
|}
Hierbei gilt jedoch, dass sich aus dem SiO2-Gehalt ''nicht'' direkt auf den Entstehungsprozess oder Bildungsort zurückschließen lässt, sondern nur auf die Kristallisationstemperatur und Viskosität.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.cms.fu-berlin.de/geo/fb/e-learning/petrograph/magmatite/lesen/ma_kieselsaeure/index.html |titel=Zuordnung nach dem Kieselsäuregehalt |hrsg=FU Berlin |abruf=2023-09-28}}</ref> Um Proben einzelnen Vulkanen oder Mechanismen (z. B. Subduktionszonen- und Intraplattenvulkanismus) zuzuordnen, wird dafür gewöhnlich die gesamte Zusammensetzung (inklusive [[Spurenelement]]e) betrachtet und ein sogenannter „geochemischer Fingerabdruck“ erstellt.<ref>{{Internetquelle |autor=Ute Hänsler |url=https://www2.klett.de/sixcms/media.php/82/pdfGM02de.pdf |titel=Eine heiße Spur – warum Forscher Vulkane anbohren |werk=GEOMAX |hrsg=Max-Planck-Gesellschaft |datum=2001 |abruf=2023-09-28}}</ref>

Die häufig verwendete Einteilung in saure und basische Magmen stammt von dem Begriff [[Kieselsäure]], der oft verallgemeinernd für SiO2 verwendet wird. Da der [[Säure]]-[[Basen (Chemie)|Base]]-Begriff jedoch in der [[Chemie]] genau definiert und im Zusammenhang mit Magmen missverständlich ist, wird er durch felsisch (reich an [[Feldspat]] und [[Quarz]], hochdifferenziert, hell) und mafisch (reich an Magnesium und Eisen, primitiv, dunkel) ersetzt.<ref>vgl. H.-U. Schmincke: ''Vulkanismus.'' 2., überarbeitete und erweiterte Auflage. Darmstadt 2000, S. 21ff.</ref>

== Viskosität ==
Die Viskosität (Zähflüssigkeit) ist abhängig von Temperatur und dem Chemismus der Gesteinsschmelze.

Chemisch ist das Verhältnis sogenannter [[Netzwerkwandler]] zu [[Netzwerkbildner]]n entscheidend. Hohe Gehalte an Netzwerkbildnern wie z. B. SiO2 verursachen eine erhöhte Zähflüssigkeit, während hohe Gehalte an Netzwerkwandlern (v. a. Natrium, Calcium, Kalium-Verbindungen) eine geringe Viskosität verursachen.

Eine höhere Temperatur bringt grundsätzlich geringer viskose Magmen hervor.

Die Viskosität von Magmen entscheidet über die Formen von Vulkanen ([[Schildvulkan]], [[Schichtvulkan]]). Während bereits seit längerem bekannt war, dass wie z. B. auf den kanarischen Inseln Schild- in Schichtvulkanismus übergehen kann, zeigen neuere Beobachtungen am Fagradalsfjall-Vulkan auf Island, dass ein Wechsel des Vulkanismus deutlich flexibler vor sich gehen kann, als dies bisher angenommen wurde.<ref>{{Internetquelle |autor=Nadja Podbregar |url=https://www.scinexx.de/news/geowissen/island-vulkan-verbluefft-vulkanologen/ |titel=Island-Vulkan verblüfft Vulkanologen - Fagradalsfjall-Eruption enthüllt einzigartigen Wandel "im laufenden Betrieb" |werk=scinexx.de |datum=2022-09-18 |abruf=2024-03-16}}</ref>

== Entstehung ==
[[Datei:Partial melting asthenosphere DE.svg|mini|hochkant=2.25|Schematische Darstellung des Zusammenhangs von Temperaturgradient und Schmelztemperatur des Gesteins hinsichtlich der Entstehung von Magmen in verschiedenen plattentektonischen Szenarien.]]
Die Entstehung von Magma entzieht sich in der Regel unserer direkten Beobachtung und ist daher noch nicht vollständig verstanden. Es ist bekannt, dass der [[Erdmantel]] bis zur Grenze des [[Erdkern]]s in mehreren tausend Kilometern Tiefe fest, aber [[Duktilität|duktil]] ist. Es findet eine [[Mantelkonvektion]] statt. Das Vorkommen flüssiger Schmelzen ist durch Druckentlastung ([[Mittelozeanischer Rücken]]), Aufstieg ([[Mantelplume]]) oder [[Subduktion]] (Zufuhr niedrigschmelzenden Materials) erklärbar, es kommt zu [[Partielle Schmelze|partiellen Gesteinsschmelzen]]. Das Magma sammelt sich in [[Magmakammer]]n, da das leichtere Magma durch das schwerere Umgebungsgestein nach oben steigt, dort Hohlräume (welche durch tektonische Aktivität entstehen) auffüllt und durch Aufschmelzen erweitert. Diese Vorgänge spielen sich in teilweise sehr stark unterschiedlichen Zeiträumen ab, einige innerhalb weniger Tage, einige innerhalb von zehntausend bis zu mehreren hunderttausend Jahren.

Die [[Kristallisation]] von Magma ist ein komplexer Prozess, bei dem neben der jeweiligen chemischen Zusammensetzung der Ausgangsschmelze die [[Druck (Physik)|Druckverhältnisse]], die [[Temperatur]], der Wassergehalt und das Umgebungsgestein eine Rolle spielen. Dabei kommt es durch [[magmatische Differentiation]] und [[Fraktionierte Kristallisation (Petrologie)|fraktionierte Kristallisation]] zur Bildung unterschiedlicher Gesteine. Den Aufstieg von Magmen fördernde Elemente sind eine Erhöhung der Temperatur, eine Druckentlastung und/oder das Vorhandensein fluider Phasen ([[Wasser|H2O]], [[CO2|CO2]]).<ref>vgl. H.-U. Schmincke: ''Vulkanismus.'' 2., überarbeitete und erweiterte Auflage. Darmstadt 2000, S. 25.</ref> Auch die geringere [[Dichte]] der Magmen trägt zu ihrem Aufstieg bei.<ref>vgl. H.-U. Schmincke: ''Vulkanismus.'' 2., überarbeitete und erweiterte Auflage. Darmstadt 2000, S. 27.</ref>

Gestein wird in geologisch besonders aktiven Bereichen aufgeschmolzen, so entsteht Magma am Mittelozeanischen Rücken, an [[Subduktionszone]]n durch die von der subduzierten Platte zugeführten Fluide und den damit herabgesetzten Schmelzpunkt des oberen Mantels, und [[Plume (Geologie)|Manteldiapire]] führen zu Temperaturerhöhung.

Mittelozeanische Rücken und Subduktionszonen sind Phänomene der [[Plattentektonik]] und kennzeichnen auseinanderdriftende oder zusammenstoßende [[Lithosphäre]]nplatten. An den Mittelozeanischen Rücken werden die Platten auseinandergerissen und es entstehen Gräben und Spalten, in die Schmelzen aus dem oberen Mantel aufsteigen, meist in der Form basaltischer Laven. In Subduktionszonen wird Material der Lithosphäre durch die abtauchende Platte in das Erdinnere befördert. Mit dem Material der abtauchenden Platte werden auch Fluide wie [[Wasser]] und [[Kohlenstoffdioxid]] transportiert. Fluide setzen die [[Solidustemperatur]] des Gesteins herab und führen zu partiellem Aufschmelzen des umgebenden Materials. Manteldiapire oder [[Plume (Geologie)|Plumes]] sind schmale Säulen aufgeschmolzenen Materials, deren Wurzeln in großen Tiefen des [[Erdmantel]]s liegen. Diese Diapire oder [[Hot-Spot (Geologie)|Hot Spots]] treten auch weit entfernt von Plattengrenzen auf und führen dann häufig zur Entstehung von Intraplattenvulkanen.<ref>vgl. H.-U. Schmincke: ''Vulkanismus.'' 2., überarbeitete und erweiterte Auflage. Darmstadt 2000, S. 26f.</ref>

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Myron G. Best |Titel=Igneous and Metamorphic Petrology |Verlag=W.H. Freemann & Company |Ort=San Francisco CA |Datum=1982 |Sprache=en |ISBN=0-7167-1335-7}}
* {{Literatur |Autor=Wolfhard Wimmenauer |Titel=Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine |Verlag=Enke Verlag |Ort=Stuttgart |Datum=1985 |ISBN=3-432-94671-6}}
* {{Literatur |Autor=Hans-Ulrich Schmincke |Titel=Vulkanismus |Verlag=Wissenschaftliche Buchgesellschaft |Ort=Darmstadt |Datum=2000 |ISBN=3-534-14102-4}}

== Weblinks ==
* Florian Neukirchen: [http://www.riannek.de/spip.php?article180 ''Wo kommt das Magma her?''] In: ''riannek.de''. 11. Januar 2008. Ein Blick in die Tiefe der Erde.
* [http://sci.sdsu.edu/how_volcanoes_work/ How Volcanoes work: ''Physicochemical Controls on Eruption Style'' (Lava flow types - Link: "basaltic")] (englisch).
* [https://phys.org/news/2008-07-geologists-magma-carbon-dioxide-combine.html ''Geologists Discover Magma and Carbon Dioxide Combine to Make 'Soda-Pop' Eruption'']. In: ''Phys.Org''. 10. Juli 2008 (englisch).
* Gareth Fabbro: [https://www.science20.com/tuff_guy/beneath_volcano_magma_chamber-84329 ''Beneath the volcano: The Magma Chamber'']. In: ''Science 2.0''. 5. November 2011. Blogeintrag des Geologen (englisch).
* Gareth Fabbro: [https://www.science20.com/tuff_guy/magma_chambers_part_ii_magma_mushes-84812 ''Magma Chambers Part II: Magma Mushes'']. In: ''Science 2.0''. 20. November 2011 (englisch).
* Graham Lawton: [https://www.spektrum.de/news/magmakammer-bohrung-zum-mittelpunkt-der-erde/2206359 ''Mit einer Bohrmaschine zum Mittelpunkt der Erde''] in [[Spektrum.de]] vom 8. Februar 2024

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4168516-7}}

[[Kategorie:Vulkanismus]]
[[Kategorie:Plutonismus]]
[[Kategorie:Magmatisches Gestein]]

Magma - Versionsgeschichte

imported>LukeTriton: Aktualisiere Quelle