Fluide

Fluide sind fließfähige Substanzen, welche sich unter dem Einfluss von Scherkräften kontinuierlich verformen und deren Schubmodul null ist. Physikalisch betrachtet sind das Gase und Flüssigkeiten. Im Zusammenhang mit dem Vulkanismus spricht man von Fluiden bei Gasen und Flüssigkeiten aus im Erdinneren, die der Gesteinsschmelze Magma entweichen. Dies sind die  magmatischen Fluiden. Manchmal wird Magma selbst als Fluid betrachtet. Magmatische Fluide können als Einschlüsse im Gestein erhalten bleiben. Die mikroskopische Analyse dieser Flüssigkeitseinschlüsse verraten dem Mineralogen einiges über die Geschichte des Gesteins. Von besonderer Bedeutung sind sie nicht nur in magmatischen Gesteinen, sondern auch in Metamorphiten. Zudem helfen Fluideinschlüsse bei der Rekonstruktion von mineralischen Lagerstätten.

Magmatische Fluide und volatile Phasen

Eines der häufigsten magmatischen Fluide ist Wasser (H2O), welches im Gestein enthalten ist. Das vulkanische Gestein Basalt kann als Magma bis zu 2% H2O enthalten. Granit und Rhyolith enthalten bis zu 6% Wasser. Besonders, wenn sich die Druck- und Temperaturbedingungen ändern, denen die Gesteinsschmelze ausgesetzt ist, können Wasser und andere volatile Phasen entweichen. Zu diesen volatilen Phasen zählen die leicht flüchtigen Komponenten Kohlendioxid CO2 und Schwefeldioxid (SO2), aber auch Schwefelwasserstoff (H2S) und Chlorwasserstoff (HCl). Alkali-Chloriden und Metallverbindungen zählen ebenfalls zu den volatilen Phasen, da sie bei den hohen PT-Bedingungen im Erdmantel in einem überkritischen Zustand vorliegen. Sie verhalten sich wie Fluide. Am Vulkan können diese Komponenten als vulkanische Gase entweichen.

Einer besonderen Bedeutung bei der Bildung von Gesteinsschmelzen spielt das Wasser. Schon relativ geringe Mengen H2O können die Schmelztemperatur von Gesteinen herabsetzen. So schmilzt Granit schon bei 650 Grad, anstelle von 1035 Grad. Das Wasser muss nicht unbedingt aus den Gesteinen entweichen. Jüngst fanden Forscher heraus, dass entlang von Subduktionszonen Unmengen Meerwasser verschwindet und wahrscheinlich in den Erdmantel abtaucht. Schon seit längerem war bekannt, dass der subduzierten ozeanische Kruste marine Sedimente aufliegen, die viel Wasser enthalten. Dieses Wasser wird im Erdmantel freigesetzt und ermöglicht das partielle Schmelzen der Gesteine dort.

Quellen: Spektrum, Lexikon der Geowissenschaften, Wikipedia

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