Lava
Zunächst müssen wir eine Definition vornehmen. Der Einfachheit halber verwenden Geologen das Wort „Magma“ für geschmolzenes Gestein, das sich noch unter der Erde befindet, und das Wort „Lava“, wenn es an die Oberfläche gelangt ist.
Gesteine im Erdmantel und im Erdkern sind noch heiß von der Entstehung der Erde vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Als sich die Erde bildete, stieß das Material mit hoher Geschwindigkeit zusammen. Diese Kollisionen erzeugten Wärme (versuchen Sie, Ihre Hände zusammenzuklatschen – sie werden heiß), die in der Erde eingeschlossen wurde. Die Wärme in der Erde wird auch durch den radioaktiven Zerfall natürlich vorkommender radioaktiver Elemente erzeugt. Es ist derselbe Prozess, der es einem Kernreaktor ermöglicht, Wärme zu erzeugen, aber in der Erde ist das radioaktive Material viel weniger konzentriert. Da die Erde jedoch so viel größer ist als ein Kernkraftwerk, kann sie eine große Menge Wärme erzeugen. Gesteine sind gute Isolatoren, so dass die Wärme nur langsam abgeleitet wird.
Diese Wärme reicht aus, um einige Gesteine im oberen Erdmantel, etwa 50-100 km unter der Oberfläche, teilweise zu schmelzen. Wir sagen teilweise schmelzen, weil die Gesteine nicht vollständig schmelzen. Die meisten Gesteine bestehen aus mehr als einem Mineral, und diese verschiedenen Mineralien haben unterschiedliche Schmelztemperaturen. Das heißt, wenn das Gestein zu schmelzen beginnt, schmelzen einige der Mineralien in einem viel höheren Maße als andere. Dies ist vor allem deshalb wichtig, weil die entstehende Flüssigkeit (Magma) nicht einfach das geschmolzene Äquivalent des Ausgangsgesteins ist, sondern etwas anderes.
Stellen Sie sich vor, Sie machen einen „Stein“ aus Zucker, Butter und Rasiereis. Stell dir vor, dass sie gleichmäßig gemischt sind, so dass dein Stein zu 1/3 aus Zucker, 1/3 aus Butter und 1/3 aus Shave Ice besteht. Wenn Sie nun diesen „Felsen“ schmelzen, wird sich das entstehende „Magma“ stark auf die Dinge konzentrieren, die leichter schmelzen, nämlich das Eis (jetzt Wasser) und die Butter. Es wird ein wenig geschmolzener Zucker in deinem Magma sein, aber nicht viel, das meiste wird immer noch kristallin sein.
Die häufigste Art von Magma, die produziert wird, ist Basalt (das Zeug, das an mittelozeanischen Rücken ausbricht, um die Ozeanböden zu bilden, sowie das Zeug, das in Hawai’i ausbricht). Schon bald nach ihrer Entstehung beginnen kleine Tropfen basaltischen Magmas, sich nach oben zu arbeiten (ihre Dichte ist etwas geringer als die des festen Gesteins), und schon bald vereinen sie sich mit anderen Tropfen, so dass es schließlich einen guten Strom basaltischen Magmas in Richtung Oberfläche gibt. Wenn es an die Oberfläche gelangt, bricht es als Basaltlava aus.