Formación de Rocas Magmáticas.

Lava fluyendo en el mar. (Foto: FrancisTyers)

La corteza y el manto se encuentran en estado sólido, excepto la zona de la astenosfera en la que hay una fusión parcial. Por lo tanto, debe descartarse la idea de que hay depósitos extensivos y globales de magma bajo la tierra. Se trata de fenómenos muy puntuales.

Se originan por la fusión de rocas de la corteza o el manto de zonas muy limitadas, en los que se dan uno o varios de los siguientes fenómenos.

Por un lado, elevación de la temperatura por corrientes de convección, por plumas térmicas ascendentes o por fricción.

Por otro lado, disminución de la presión a la que están sometidas las rocas. Como ocurriría si se abriesen fallas o fisuras. La presión alta juega en contra de la presión y al disminuirse la presión, aumenta la fluidez de los materiales.

Por último, la presencia de agua, que favorece porque los iones OH- pueden romper las cadenas tetraédricas de óxido de silicio de los silicatos. Pequeñas cantidades de agua pueden ser la causa de la pequeña fusión que aparece en las rocas de la astenosfera.

 

Paisaje volcánico en Lanzarote (Timanfaya).

Estos factores producen la fusión de magmas en zonas muy localizadas. Las corrientes de convección y la disminución de la presión de la dorsal producen fusión de roas en zonas por debajo de la dorsal; debemos tener en cuenta que la convección puede ser de materiales casi sólidos, semifundidos.

 

Cámara magnética bajo Yellowstone (Dibujo: Gob. USA).

Una pluma térmica en una zona de punto caliente produce la fusión de materiales en zonas de punto caliente. Un ascenso de temperatura debido la fricción junto con la presencia de agua produce fusión en las zonas de subducción. Cantidades de agua significativas entran junto con la corteza que subduce y hay gran resistencia a la subducción.

Todos estos procesos, excepto los puntos calientes, están asociados a las placas. Hay un caso que no tiene relación ni con los puntos calientes ni con las placas. Se trata del vulcanismo asociado a fallas, a grandes fracturas, como las que se dan en las Islas Canarias (que no son ni un borde de placas, ni un punto caliente). En este caso, el principal fenómeno deriva de la disminución de presión.

 

Foto aérea de Yellowstone (Foto: NASA).

Cuando en algún punto de la Tierra se dan uno o varios de estos factores, comienza la fusión de las rocas. Pero no se produce de una manera brusca, sino a través de una serie de pasos. Las rocas están formadas por minerales y cada mineral tiene su propio punto de fusión.

Cuando empieza a elevarse la temperatura, o disminuir la presión, primero se funden los minerales con un punto de fusión más bajo. Se obtiene una mezcla con partes sólidas, roca, y partes fundidas, magma. Si el proceso continúa, los últimos en fundirse serán aquellos que necesitan una temperatura más elevada y una menor presión para fundirse.

Rocas de lava solidificada

Se habla de un punto de sólidus y un punto de liquidus. Son temperaturas variables, no concretas. La temperatura varía en función de la presión y el contenido de agua. La temperatura a la que la fusión comienza se denomina punto de solidus. Por debajo de la temperatura de solidus, todo el mateiral está en estado sólido. A partir de este punto, hay un intervalo en el que parte de los materiales están en estado sólido y parte están en estado líquido. Se alcanza el estado de liquidus, por encima del cual nos encontramos solo con magma, todo el material se encuentra fundido. Se funden los materiales más refractarios.

A ese proceso se le conoce como fusión. Como vemos implica varios pasos. El proceso inverso, en el que magma se enfría hasta formar una roca, se le denomina cristalización. La cristalización tampoco tiene lugar repentinamente, se van siguiendo pequeños pasos.

Olivino (Foto: RKBot)

Al enfriarse y llegar al punto de liquidus, los primeros materiales que se solidifican son los que tienen el punto de cristalización más alto. Entre ellos, uno de los primeros es el olivino. Casi a la vez que los piroxenos. Después los anfibioles, la biotita y finalmente la moscovita, la ortosa y el cuarzo, que se mantiene líquido hasta que baja mucho la temperatura.

Los primeros minerales que cristalizan lo hacen de forma evedral, es decir, desarrollan formas geométricas perfectas. Los segundos deben disponerse alrededor de los primeros. Y los últimos, lo hacen de manera intersticial, en los huecos que dejan las anteriores.

Si el proceso de cristalización se interrumpe en alguno de los pasos que incluye, obtenemos rocas y magmas con composiciones diferentes. A ese proceso se le conoce como diferenciación magmática.

Imaginemos, por ejemplo, que ocurre cuando ya se han cristalizado los piroxenos y el olivino, los minerales denominados más máficos (suelen corresponder también a los minerales más básicos, es decir, aquellos que tienen menor cantidad de sílice, hablándose de minerales ácidos para referirnos a los que contienen sílice y no correspondiéndose estos con el concepto ácido básico de química). Se habla de máficos por su alto contenido en magnesio y hierro (se habla, por otro lado dentro de los

Cuarzo (Foto: Didier Descouens)

minerales ácidos de miéntales férsicos, por contener altas cantidades de hierro y silicio). Pues bien, en este caso, tendríamos un magma pobre en prioxenos y olivino (ya que estos se encuentran en estado sólido). Si el magma se separa de su parte ya cristalizada, dará lugar a una roca muy básica y a una magma con una composición química que no se corresponde con la composición del magma primario. Se trata de un magma diferencial del que ya e ha separado una fracción.

Los magmas irán ascendiendo y en ese ascenso pueden sufrir múltiples diferenciaciones. La última fracción líquida corresponderá a un magma con minerales más ricos en sílice, que son los últimos en cristalizar. Es decir, cuarzo, moscovita y ortosa, que corresponden a los constituyentes del granito.

Granito (Foto: Zimbres)

Teóricamente, un magma que va ascendiendo y del que se van separando fracciones se va diferenciando hasta que la porción última corresponde a un magma con la composición del granito. Pero en la práctica este proceso no es siempre sucede.

Las plagioclasas van de un polo a otro, de más cálcicas a menos cálcicas progresivamente, primero se van cristalizando los que tienen más calcio y al final los que tienen más sodio. Los que primero cristalizan son los más básicos y finalmente los más ácidos.

El proceso de diferenciación magmático puede ocurrir por distintos mecanismos. Se definan principalmente tres.

Por un lado, tenemos la diferenciación gravitatoria. Consiste en que los primeros que cristalizan, al caer al fondo de la cámara magmática, se van acumulando en esa zona. Esta decantación o caída al fondo es gravitatoria, debida al peso. Si el magma sigue ascendiendo, se forma una roca ígnea más básica en el fondo, mientras el resto del magma sigue ascendiendo.

Por otro lado tenemos la diferenciación por presión. La cámara magmática puede estar sometida a presión y en ese caso, la parte líquida, el magma, tenderá a escapar por las fisuras de la cámara, dejando en la cámara inicial los minerales ya cristalizados y pasando el magma a una cámara más elevada.

Por último encontramos el transporte gaseoso. Dentro del magma hay encerrados gases y estos tienden a ascender hacia la parte más alta de la cámara, incorporando en ellos elementos y conduciendo a una diferenciación química. En la parte superior estarán los elementos que hayan sido transportados por los gases.