Differentiation, magmatische

Die magmatische Differentiation beschreibt die Entstehung verschiedener Magmen-Arten. Bei der Differentiation handelt es sich um einen Prozess der chemisch-physikalischen Umwandlung eines Stamm-Magmas in verschiedene, aber räumlich miteinander verbundene Teilmagmen. So können aus einer Schmelze unterschiedliche vulkanische Gesteine entstehen. Grundlegender Motor hinter diesem Prozess ist die Abkühlung einer Schmelze.

Klassisches Beispiel der magmatischen Differentiation ist die Kristallisationsdifferentiation (fraktionierte Kristallisation) einer silikatischen Schmelze. Eine typische silikatische Primärschmelze ist der Basalt. Er steigt in seiner primitivsten Forma vom Erdmantel aus auf und bildet unter dem Vulkan einen Magmenkörper. Dort kühlt die basaltische Schmelze langsam ab und verändert sich. Bei unterschreiten der sogenannten Kristallisationstemperatur, die für jedes Mineral unterschiedlich ist, bilden sich im Magmenkörper erste Kristalle. Bei diesen Kristallen handelt es sich z.B. um Olivin, Pyroxen und Amphibol. Diese sind schwerer als das Magma und saigern (sinken) -aufgrund der Gravitationskraft- zum Boden des Magmenkörpers. Es können auch Kristalle entstehen, die leichter als die Schmelze sind. Diese steigen nach oben. Da die Kristalle weniger SiO2 (Kieselsäure, Siliziumdioxid, Quarz) in ihre Gitter einbauen als in der Schmelze vorhanden ist, reichert sich die Kieselsäure in der Restschmelze an. Die Restschmelze wird auch als Teilschmelze oder Residuum bezeichnet. So entsteht eine differenzierte Schmelze, die in unserem Fall immer sauerer und zäher (hoch viskos) wird. Je nachdem, zu welchem Zeitpunkt der Vulkan ausbricht, können chemisch verschiedene Schmelzen gefördert werden. Wenn die geförderte Schmelze (Lava) an der Oberfläche erstarrt, entstehen die unterschiedlichen Vulkanite. Kommt es zu keinem Vulkanausbruch, dann erstarrt der Magmenkörper in der Erdkruste. Sofern er an die Erdoberfläche gelangt, kann man einen Pluton mit unterschiedlicher Gesteinszusammensetzung bewundern.

Die magmatische Differentiation beeinflusst auch die Eruptionsmechanismen, bzw. die Eruptionsart eines Vulkans. Im Zuge der Differentiation ändern sich nicht nur Temperatur, Dichte, Viskosität und Rheologie der Schmelze, sondern es wird auch Gas freigesetzt. Das Gas ist ein entscheidender Faktor dafür, wie der Vulkan ausbricht.