Magma

Das Magma ist teilweise oder ganz geschmolzenes Gesteinsmaterial innerhalb der Erdkruste. Wenn es an die Erdoberfläche tritt, wird es als Lava bezeichnet. Magma besteht aus
-  einem flüssigen Teil (oft als «Schmelze» bezeichnet),
-  einem erstarrten Teil aus kristallisierten Mineralien,
-  festem Gestein, welches die Magma von den Schlotwänden abgerissen hat, sogenannte «Xenolithen» (vom griechischen ksénos, Fremder + lithos, Stein) oder «Einschlüssen»,
-  gelösten Fluiden, insbes. Wasser und
-  gelösten Gasen.

Chemisch setzt sich Magma aus 10 Hauptelementen zusammen: Si, Al, Ti, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, K, P.

Drei Parameter beeinflussen die Eigenschaften der Schmelze: ihre Temperatur, ihr Druck und ihre chemische Zusammensetzung.
Hieraus ergeben sich Viskosität und Dichte der Schmelze, die das Verhalten bestimmen.

Das primäre Magma mit basaltischer Zusammensetzung hat eine geringere Dichte (etwa 2,9 g/cm) als der Erdmantel (etwa 3,3 g/cm). Deshalb steigt primäre Magma bis etwa 30 km unter der Erdoberfläche auf. In der starren oberen Erdkruste kann Magma dann nur noch in Bruchzonen weiter aufsteigen. In einigen Jahrtausenden können sich dabei Magmenkammern innerhalb dieser Bruchzonen bilden mit einer Größe von einigen Zehnern bis Hunderten km (Ausnahme: Strombolianischer Typ mit direktem Kanal nach oben).

In der Schmelze beginnen die Atome unter dem Einfluss der Gravitation zu wandern, die Schmelze schichtet sich. Gleichzeitig sinkt die Temperatur durch Wärmeleitung zum Nebengestein. Dabei kristallisieren manche Mineralien nach der "Bowenschen Kristallisationsreihe": Zuerst bei hohen Temperaturen das Olivin, dann bei Akühlung der Reihe nach Pyroxene, Amphibole und zuletzt die Biotite. Das waren die dunklen Mineralien. Die hellen Mineralien K-Feldspat, Quarz, Na-Plagioklase fallen erst bei niedrigen Temperaturen aus. Die jeweilige Restschmelze setzt sich nach der Auskristallisation anders zusammen.
Die Konzentration der Fluide in Form von Bläschen führt zu stark explosivem Charakter, geringe Bläschenbildung führt zu Lavaeruptionen.

Folgerungen:
- Große Kristalle in der Gesteinsschmelze zeigen hohe Verweildauer der Magmenkammer an (so z.B. Lanzarote, riesige Olivine).
- Dunkle Lava zeigt geringe Differenzierung und tiefe Herkunft des Magmas an (saure Basaltlava).
- Helle Lava zeigt starke Differenzierung des Magmas an.
- Eine blasige Oberfläche zeigt hohen Gasgehalt des Magmas an.
- (Glasige Elemente in der Lava (Obsidian oder Lapilli) zeigt nur an, dass die Abkühlung so schnell erfolgt ist, dass sich keine Kristalle bilden konnten.)