Magma

**Magma**, yeraltında bulunan, erimiş haldeki kayaçlar. Kayaçların basınç düşmesi, sıcaklık yükselmesi, H<sub>2</sub>O ilavesi gibi etkenler altında erimesi sonucu oluşan silikat hamuru durumundaki eriyiklerdir. Yeryüzüne ulaşarak yanardağlardan püsküren magmaya lav denir. Magma, dünya yüzeyinin altında bulunur ve diğer karasal gezegenlerde ve bazı doğal uydularda da magmatizmanın kanıtı keşfedilmiştir. Erimiş kayanın yanı sıra, magma ayrıca kristaller ve volkanik gazlar içerebilir.

Magma, yitim bölgeleri, kıtasal yarık bölgeleri, orta okyanus sırtları ve sıcak noktalar dahil olmak üzere çeşitli tektonik ortamlarda manto veya kabuğun erimesi ile üretilir. Manto ve kabuk eriyikleri, magma odalarında veya trans-kabuk kristal zengini lapa zonlarında depolandıkları düşünülen kabuktan yukarı doğru hareket ederler. Kabukta depolanmaları sırasında, magma bileşimleri fraksiyonel kristalizasyon, kabuk eriyikleri ile kontaminasyon, magma karıştırma ve gaz giderme yoluyla değiştirilebilir.

Magma çalışması tarihsel olarak lav akışları şeklinde magmayı gözlemlemeye dayanırken, jeotermal sondaj projeleri sırasında İzlanda'da iki kez ve Hawaii'de bir kez olmak üzere toplam üç kez yerinde görülmüştür.

Magmanın katılaşmasıyla magmatik kayaçlar oluşur. Üç tür magmatik kayaç vardır. Bunlar derinlik, yarı derinlik ve yüzey kayaçlarıdır.

Eğer magma derinlerde soğursa iri kristaller oluşur. Derinlerde magma ile ortam arasındaki ısı farkı azdır. Çünkü derinlere inildikçe yerin ısısı artar. (Jeotermal gradyan -1&nbsp;km'de 33&nbsp;°C) magma ile ortam arasında ısı farkı az olduğu için iri kristaller oluşur. Derinlik kayaçları tamamen iri kristallerden oluşur. Ve kristaller yaklaşık eş boyutludur.

Magma yarı derinlikte soğursa hem iri hem de küçük kristaller oluşur. Yarı derinlik kayaçları, başka bir deyişle damar kayaçları tamamen kristalli ve kristaller iki farklı tane boyutundadır.

Magma yüzeyde soğursa tamamen kristalli bir kayaç oluşmaz. Bunun nedeni yüzeyde magma ile ortam arasındaki ısı farkı fazla olması ve buna bağlı olarak magmanın hızlı soğumasıdır.         
    
Magmanın yerkabuğuna çıkması ile yanardağ patlamaları oluşur.

## Magmanın fiziksel ve kimyasal özellikleri
Çoğu magmatik sıvı silika bakımından zengindir. Silikat eriyikleri esas olarak silikon, oksijen, alüminyum, demir, magnezyum, kalsiyum, sodyum ve potasyumdan oluşur. Eriyiklerin fiziksel davranışları atomik yapılarının yanı sıra sıcaklık, basınç ve bileşime bağlıdır.

Viskozite, magmaların davranışını anlamada önemli bir erime özelliğidir. Daha silika bakımından zengin eriyikler, daha fazla silika tetrahedra bağlantısı ile tipik olarak daha polimerize edilir ve dolayısıyla daha viskozdur. Suyun çözünmesi eriyik viskozitesini büyük ölçüde azaltır. Daha yüksek sıcaklık eriyikleri daha az viskozdur. Ayrıca, silikat eriyiği (magmanın sıvı fazı) viskoelastiktir, yani düşük gerilimler altında bir sıvı gibi akar, ancak uygulanan gerilim kritik bir değeri aştığında, eriyik gerilimi tek başına gevşetme yoluyla yeterince hızlı dağıtamaz, bu da geçici kırılmaya neden olur. Stresler kritik eşiğin altına düştüğünde, eriyik bir kez daha viskoz bir şekilde gevşer ve kırığı iyileştirir.

Genel olarak konuşursak, bazalt oluşturanlar gibi daha mafik magmalar, riyolit oluşturanlar gibi daha silika bakımından zengin magmalardan daha sıcak ve daha az viskozdur. Düşük viskozite, daha yumuşak, daha az patlayıcı püskürmelere yol açar

Birkaç farklı magma türünün özellikleri aşağıdaki gibidir:

(pikrit)

SiO2 Fe - Mg > 8% ila 32%MgO

**Sıcaklık:** 1500&nbsp;°C'ye kadar

**Viskozite:** Çok Yavaş

**Erüptif davranış:** yumuşak veya çok patlayıcı

**Dağılım:** Sıcak noktalar, yakınsak plaka sınırları

Mafik (Bazaltik)

SiO2 FeO ve MgO tipik olarak SiO2 ~60%

Fe - Mg: ~3%th

**Sıcaklık:** ~1000&nbsp;°C

**Viskozite: Orta Düzey**

**Erüptif davranış:** Patlayıcı

**Dağılım:** Yakınsak plaka sınırları, ada yayları

Felsik (riyolitik)

SiO2 > 70%

Fe - Mg: ~2%

**Sıcaklık:** 2 bakımından oldukça zenginleşecektir. Daha sonra olivin eriyik ile reaksiyona girerek piroksen mineraline dönüşecektir.

Mg2SiO4 + SiO2 → 2MgSiO3

Bir mineralin eriyik ile reaksiyona girerek başka bir minerale dönüştüğü bu reaksiyon serisine kesikli reaksiyon serisi adı verilir.

Kesiksiz reaksiyon serisinde ise katı çözelti serisi teşkil eden bir mineralin kimyasal bileşimi devamlı olarak değişir.

Burada ortoklaz, biyotit ile plajiyoklas'ın reaksiyonu sonucu oluşmamaktadır.

### Gazlarla taşınma
Uçucu bileşenlerin magma odasının bir kısmından kaçarak başka bir kısmında birikmesi, bu esnada bazı elementleri beraberinde taşıması ve böylece magma odasında farklı bileşime sahip kısımların ortaya çıkmasıdır.

### Termogravitasyonel difüzyon
Magma odasındaki magma uzun süre beklerse ve katılaşmazsa eriyiğin her tarafında bileşim aynı olmaz. Ağır olan elementler aşağı çöker, hafif olanlar ise yukarı çıkar. Ve böylece magma odasında farklı bileşime sahip kısımlar ortaya çıkar.

## Magmaların evrimi

### Birincil erir
Kaya eridiğinde sıvı birincil eriyiktir. Birincil eriyikler herhangi bir farklılaşmaya uğramamış ve bir magmanın başlangıç bileşimini temsil etmektedir. Doğada birincil eriyikleri bulmak nadirdir. Migmatitlerin lökozomları birincil eriyik örnekleridir. Mantodan türetilen birincil eriyikler özellikle önemlidir ve ilkel eriyikler veya ilkel magmalar olarak bilinir. Bir magma serisinin ilkel magma bileşimini bularak, bir eriyiğin oluştuğu mantonun bileşimini modellemek mümkündür; bu, mantonun evrimini anlamak için önemlidir.

### Ebeveyn erir
İlkel veya birincil magma bileşimini bulmak imkânsız olduğunda, ebeveyn erimesini belirlemeye çalışmak Genellikle yararlıdır. Ebeveyn eriyiği, gözlenen magma kimyası aralığının magmatik farklılaşma süreçleri tarafından türetildiği bir magma bileşimidir. İlkel bir eriyik olması gerekmez.

Örneğin, bir dizi bazalt akışının birbiriyle ilişkili olduğu varsayılır. Makul olarak fraksiyonel kristalizasyon yoluyla üretilebilecekleri bir kompozisyon, ebeveyn eriyiği olarak adlandırılır. Fraksiyonel kristalleşme modelleri, ortak bir ebeveyn erimesini paylaştıkları hipotezini test etmek için üretilecektir.

Mantonun yüksek derecede kısmi erimesinde, komatit ve pikrit üretilir.

## Magmaların göçü ve kalınlaşması
Magma, sıcaklık ve basınç koşullarının erimiş hal için elverişli olduğu manto veya kabuk içinde gelişir. Magma, oluşumundan sonra yüzer bir şekilde Dünya yüzeyine doğru yükselir. Kabuktan geçerken magma toplanabilir ve magma odalarında kalabilir (son çalışmalar, magmanın baskın sıvı magma odaları yerine trans-kabuk kristal zengini lapalarda depolanabileceğini öne sürse de. Magma soğuyana ve kristalleşip volkanik kaya oluşturana, bir volkan olarak patlayana veya başka bir magma odasına geçene kadar bir odada kalabilir. Magmanın değiştiği bilinen iki süreç vardır: kabuk veya manto içinde kristalleşerek bir plüton oluşturarak veya volkanik püskürme yoluyla lav veya tephra haline gelir.

### Plütonizm
Magma soğuduğunda katı mineral fazları oluşturmaya başlar. Bunlardan bazıları magma odasının dibine yerleşerek, mafik katmanlı intrüzyonlar oluşturabilecek kümülatlar oluşturur. Bir magma odası içinde yavaşça soğuyan magma, genellikle magmanın bileşimine bağlı olarak gabro, diyorit ve granit gibi plütonik kayaların gövdelerini oluşturur. Alternatif olarak, magma püskürtülürse, bazalt, andezit ve riyolit (sırasıyla gabro, diyorit ve granitin ekstrüzif eşdeğerleri) gibi volkanik kayaçlar oluşturur.

### Volkanizma
Volkanik bir patlama sırasında yeraltını terk eden magmaya lav denir. Lav, yeraltı magma kütlelerine kıyasla nispeten hızlı bir şekilde soğur ve katılaşır. Bu hızlı soğutma, kristallerin büyümesine izin vermez ve eriyiğin bir kısmı hiç kristalleşerek cama dönüşür. Büyük ölçüde volkanik camdan oluşan kayalar obsidiyen, çürükçü ve süngertaşı içerir.

Volkanik püskürmelerden önce ve sırasında, CO2 ve H2O gibi uçucular, eriyik olarak bilinen bir işlemle eriyiği kısmen terk eder. Düşük su içeriğine sahip magma giderek daha yapışkan hale gelir. Volkanik bir patlama sırasında magma yukarı doğru hareket ettiğinde kitlesel bir çözülme meydana gelirse, ortaya çıkan patlama genellikle patlayıcıdır.

## Enerji üretimi için magma kullanımı
İzlanda Derin Sondaj Projesi, İzlanda yüzeyinin altındaki volkanik ana kayadaki ısıyı kontrol altına almak amacıyla birkaç 5.000 milyon delik açarken, 2009 yılında 2.100 metrede bir magma cebine çarptı. Çünkü bu, kayıtlı tarihte yalnızca üçüncü seferdi. Magmaya ulaşıldığında, IDDP deliğe yatırım yapmaya karar verdi ve adını IDDP-1 olarak verdi.

Magmaya yakın dibinde bir delik bulunan deliğe çimentolu çelik bir kasa inşa edildi. Magma buharının yüksek sıcaklıkları ve basıncı, 36MW güç üretmek için kullanıldı ve IDDP-1'i dünyanın ilk magma destekli jeotermal sistemi haline getirdi.

## Kaynakça

* Prof.Dr. Yavuz Erkan, *Magmatik Petrografi*, sf. 17-23 (1997)