Magma

Wenn du an einen Vulkan denkst, siehst du vielleicht glühende Lava vor dir. Doch bevor dieses Material herausfließt, liegt es tief unter deinen Füßen. Dort ist es heiß, eng und voller Druck. Genau dort beginnt die Geschichte von Magma.

Deine Lernziele

• Du erklärst, was Magma ist und wie es sich von Lava unterscheidet.
• Du beschreibst, wo Magma entsteht.
• Du verstehst, warum Magma aufsteigen kann.
• Du unterscheidest dünnflüssiges und zähflüssiges Magma.
• Du erklärst, wie aus Magma neue Gesteine entstehen.

Magma unter der Erde

Die Erde besteht nicht nur aus Boden, Steinen und Wasser. Unter der festen Oberfläche liegen tiefere Schichten. Die Erdkruste ist die äußere feste Schicht der Erde. Darunter liegt der Erdmantel. Das ist eine sehr mächtige Gesteinsschicht, die meist fest ist, sich aber über sehr lange Zeit langsam verformen kann.

Magma ist geschmolzenes oder teilweise geschmolzenes Gestein im Erdinneren. Es kann außerdem Kristalle enthalten. Kristalle sind feste Mineralteilchen mit geordneter innerer Struktur. In Magma können also flüssige Schmelze, feste Kristalle und Gase zusammen vorkommen.

Definition

Magma ist heiße Gesteinsschmelze im Erdinneren. Sie entsteht, wenn Gestein in der Erdkruste oder im Erdmantel teilweise schmilzt.

Der Unterschied zu Lava ist der Ort. Lava ist Magma, das die Erdoberfläche erreicht hat. Unten in der Erde heißt es Magma. Oben an der Oberfläche heißt es Lava.

Beispiel

Stell dir einen Vulkan wie eine verschlossene Flasche mit heißem Inhalt vor. Solange der Inhalt in der Flasche bleibt, passt der Vergleich zu Magma. Wenn er herauskommt und außen sichtbar wird, passt der Vergleich zu Lava.

Merke

Magma ist Gesteinsschmelze im Erdinneren. Lava ist Magma an der Erdoberfläche.

Wie Magma entsteht

Gestein schmilzt nicht einfach überall in der Erde. Dafür müssen bestimmte Bedingungen passen. Eine Bedingung ist ein Umstand, der etwas möglich macht. Bei Magma sind vor allem Temperatur, Druck und Wasser wichtig.

Temperatur beschreibt, wie heiß oder kalt etwas ist. Hohe Temperatur kann Gestein dem Schmelzen näherbringen. Druck ist die Kraft, die auf ein Material wirkt. Tief in der Erde ist der Druck sehr groß.

Definition

Druckentlastung bedeutet: Auf heißes Gestein wirkt weniger Druck als vorher. Dadurch kann es teilweise schmelzen, auch wenn es nicht noch heißer wird.

Auch Wasser spielt eine wichtige Rolle. Wasser kann den Schmelzpunkt von Gestein senken. Der Schmelzpunkt ist die Temperatur, ab der ein Stoff schmilzt. Wenn der Schmelzpunkt sinkt, kann Gestein leichter teilweise schmelzen.

Beispiel

Beim Backen schmilzt Schokolade leichter, wenn sie warm genug wird. Bei Gestein ist es komplizierter, weil zusätzlich Druck wirkt. Sinkt der Druck oder sinkt der Schmelzpunkt durch Wasser, kann aus festem Gestein teilweise Magma entstehen.

Gut zu wissen

In der Erde schmilzt Gestein oft nur teilweise. Das bedeutet: Ein Teil wird zu Schmelze, ein anderer Teil bleibt fest.

Orte der Magmaentstehung

Viele Magmen entstehen dort, wo sich große Erdplatten bewegen. Plattentektonik bedeutet: Die feste äußere Hülle der Erde besteht aus großen Platten, die sich langsam verschieben.

Ein wichtiger Ort ist der mittelozeanische Rücken. Das ist ein langes Gebirge am Meeresboden. Dort bewegen sich Erdplatten auseinander. Heißes Mantelgestein steigt nach oben, der Druck sinkt, und Gestein kann teilweise schmelzen.

Ein zweiter Ort ist die Subduktionszone. Dort taucht eine Erdplatte unter eine andere. Mit der abtauchenden Platte gelangt Wasser in die Tiefe. Dieses Wasser senkt den Schmelzpunkt im umgebenden Gestein. So kann Magma entstehen.

Ein dritter Ort ist ein Hotspot. Das ist ein Bereich, in dem besonders heißes Material aus tieferen Teilen des Erdmantels aufsteigt. Hotspots können auch mitten auf einer Erdplatte liegen.

Beispiel

Island liegt an einem mittelozeanischen Rücken. Dort driften Platten auseinander, und Magma kann aus dem oberen Erdmantel aufsteigen. Hawaii entstand über einem Hotspot, also nicht direkt an einer Plattengrenze.

Merke

Magma entsteht häufig an mittelozeanischen Rücken, an Subduktionszonen und an Hotspots.

Warum Magma aufsteigt

Magma bleibt nicht immer dort, wo es entstanden ist. Es kann durch Risse und Schwächezonen im Gestein nach oben wandern.

Ein Grund dafür ist die Dichte. Dichte beschreibt, wie viel Masse in einem bestimmten Raum steckt. Ein Stoff mit geringerer Dichte ist bei gleichem Volumen leichter als ein Stoff mit höherer Dichte.

Definition

Dichte gibt an, wie schwer ein Stoff im Verhältnis zu seinem Volumen ist. Magma ist oft weniger dicht als das feste Gestein um es herum und kann deshalb aufsteigen.

Auf dem Weg nach oben kann Magma in bestimmten Bereichen gesammelt werden. Eine Magmakammer ist ein Bereich in der Erdkruste, in dem Magma für eine Zeit gespeichert wird. Sie ist keine riesige leere Höhle, sondern eher ein heißer Bereich mit Schmelze, Kristallen und festem Gestein.

Beispiel

Öl schwimmt auf Wasser, weil es eine geringere Dichte hat. Magma ist natürlich kein Öl. Aber die Idee hilft: Weniger dichtes Material kann nach oben steigen, wenn es einen Weg findet.

Merke

Magma steigt auf, weil es oft weniger dicht ist als das umgebende Gestein und durch Risse nach oben gelangen kann.

Dünnflüssig oder zähflüssig

Nicht jedes Magma fließt gleich. Manche Magmen bewegen sich leicht. Andere sind zäh und kommen nur langsam voran.

Viskosität bedeutet Zähflüssigkeit. Ein Stoff mit niedriger Viskosität fließt leicht. Ein Stoff mit hoher Viskosität fließt schwer. Wasser hat eine niedrige Viskosität. Honig hat eine höhere Viskosität.

Definition

Viskosität ist die Zähflüssigkeit eines Stoffes. Bei Magma hängt sie vor allem von Temperatur und chemischer Zusammensetzung ab.

Wichtig ist dabei Siliciumdioxid. Das ist eine chemische Verbindung aus Silicium und Sauerstoff. Die Formel dafür ist \(SiO_2\). Magma mit viel \(SiO_2\) ist meist zähflüssiger. Heißeres Magma ist dagegen oft dünnflüssiger.

Zähflüssiges Magma kann Gase schlechter entweichen lassen. Dann kann sich Druck aufbauen. Dünnflüssiges Magma lässt Gase leichter entweichen und kann ruhiger ausfließen.

Beispiel

Basaltisches Magma ist meist heiß und eher dünnflüssig. Es kann lange Lavaströme bilden. Siliciumreiches Magma ist oft zähflüssiger. Dabei können Gase eingeschlossen werden, was heftige Ausbrüche begünstigen kann.

Merke

Hohe Viskosität bedeutet: Magma ist zähflüssig. Dann können Gase schwerer entweichen.

Was aus Magma wird

Wenn Magma abkühlt, kann es erstarren. Dabei entstehen neue Gesteine. Magmatisches Gestein ist Gestein, das aus abgekühltem Magma oder aus abgekühltem vulkanischem Material entsteht.

Es gibt zwei wichtige Gruppen: Plutonite und Vulkanite. Plutonite entstehen, wenn Magma tief in der Erdkruste langsam abkühlt. Vulkanite entstehen, wenn Lava oder anderes vulkanisches Material an oder nahe der Erdoberfläche schnell abkühlt.

Definition

Plutonite sind magmatische Gesteine, die tief in der Erde langsam abkühlen. Vulkanite sind magmatische Gesteine, die an oder nahe der Erdoberfläche schnell abkühlen.

Langsames Abkühlen gibt Kristallen viel Zeit zum Wachsen. Deshalb haben Plutonite oft größere Kristalle. Schnelles Abkühlen gibt Kristallen wenig Zeit. Deshalb sind Vulkanite oft feinkörnig.

Beispiel

Granit ist ein Plutonit. Er entsteht tief in der Erdkruste und kühlt langsam ab. Basalt ist ein Vulkanit. Er entsteht häufig aus Lava, die an oder nahe der Oberfläche schnell abkühlt.

Vulkanismus nennt man alle Vorgänge, bei denen Magma, Lava, Gase, Asche oder vulkanische Gesteinsstücke mit der Erdoberfläche zusammenhängen. Dazu gehören ruhige Lavaströme und explosive Ausbrüche.

Zusammenfassung

Magma ist heiße Gesteinsschmelze im Erdinneren. Wenn Magma die Erdoberfläche erreicht, heißt es Lava. Magma kann Schmelze, Kristalle und Gase enthalten.

Magma entsteht vor allem dort, wo Temperatur, Druck und Wasser das teilweise Schmelzen von Gestein ermöglichen. Wichtige Orte sind mittelozeanische Rücken, Subduktionszonen und Hotspots. Magma kann aufsteigen, weil es oft weniger dicht ist als das umgebende Gestein.

Die Viskosität beschreibt, wie zähflüssig Magma ist. Sie beeinflusst, wie leicht Magma fließt und wie gut Gase entweichen. Kühlt Magma langsam in der Tiefe ab, können Plutonite wie Granit entstehen. Kühlt Lava oder vulkanisches Material schnell an oder nahe der Oberfläche ab, können Vulkanite wie Basalt entstehen.