ماگما: مواد مذاب، داغ و متحرک درون زمین که سرشار از گاز هستند.

ماگما: چشمه‌ی آتشین درون زمین

ماگما چیست و از کجا می‌آید؟

برای درک ماگما، اول باید ساختمان درونی زمین را بشناسیم. زمین مانند یک پیاز، از لایه‌های مختلفی تشکیل شده است: پوسته (لایه نازک و جامد بیرونی)، گوشته (لایه ضخیم و نیمه‌جامد زیر پوسته) و هسته. ماگما عمدتاً در قسمت‌های بالایی گوشته و در برخی مناطق زیر پوسته، در اثر حرارت و فشار بسیار بالا به وجود می‌آید. در این شرایط، برخی از سنگ‌ها ذوب می‌شوند و توده‌ای از مواد مذاب، حاوی بلورهای جامد و مقدار زیادی گاز تشکیل می‌دهند. این توده‌ی داغ و متحرک، ماگما نام دارد.

درون یک قطره ماگما: ترکیب و ویژگی‌ها

ماگما یک ماده‌ی ساده نیست، بلکه سوپی پیچیده از عناصر شیمیایی، کانی‌های در حال شکل‌گیری و گازها است. عناصر اصلی تشکیل‌دهنده‌ی آن در پوسته و گوشته شامل اکسیژن، سیلیسیم، آلومینیوم، آهن، منیزیم، کلسیم، سدیم و پتاسیم هستند. مقدار سیلیسیم ($SiO_2$) مهم‌ترین عامل در تعیین رفتار ماگما است.

همان‌طور که در جدول می‌بینید، هرچه ماگما سیلیس بیشتری داشته باشد، غلیظ‌تر و چسبناک‌تر می‌شود (ویسکوزیته بالا). ماگمای بازالتی سیال، به راحتی جریان می‌یابد و آتشفشان‌های پهن و کم‌شیب می‌سازد. در مقابل، ماگمای ریولیتی چسبناک، به سختی حرکت می‌کند و گازهای درون آن نمی‌توانند به آسانی خارج شوند. این انباشت گاز، می‌تواند منجر به انفجارهای شدید آتشفشانی شود.

سفر ماگما به سطح: از درون زمین تا آتشفشان

ماگما به دلیل دمای بالا و داشتن گاز، از سنگ‌های اطراف خود سبک‌تر است. این سبکی باعث می‌شود که به سمت بالا حرکت کند، درست مانند یک بادکنک پر از هوای گرم که در آب غوطه‌ور است و بالا می‌رود. ماگما از شکاف‌ها و مناطق ضعیف پوسته راه خود را به سمت بالا باز می‌کند. در طول این مسیر ممکن است در محفظه‌هایی زیر زمین به نام اتاقک ماگمایی تجمع کند و یا مستقیماً به سطح برسد.

وقتی ماگما به سطح زمین می‌رسد و فوران می‌کند، نام آن تغییر می‌کند. به ماده‌ی مذابی که از دهانه‌ی آتشفشان خارج می‌شود، گدازه¹ می‌گویند. بنابراین تفاوت اصلی در نام‌گذاری است: به مواد مذاب درون زمین «ماگما» و به مواد مذاب روی سطح زمین «گدازه» گفته می‌شود. گدازه به تدریج سرد و جامد می‌شود و سنگ‌های آذرین بیرونی مانند بازالت را می‌سازد. اگر ماگما درون زمین و به آرامی سرد شود، سنگ‌های آذرین درونی مثل گرانیت را تشکیل می‌دهد.

ماگما در زندگی ما: از خاک حاصلخیز تا انرژی زمین‌گرمایی

شاید فکر کنید ماگما و آتشفشان فقط ویرانگر هستند، اما نقش آن‌ها در شکل‌دهی به محیط زیست و فراهم آوردن امکانات برای زندگی انسان حیاتی است. برای مثال:

• خاک‌های حاصلخیز: سنگ‌های آذرینی که از ماگما به وجود می‌آیند، در درازمدت تجزیه شده و خاک‌های بسیار غنی و حاصلخیزی را تشکیل می‌دهند. بسیاری از زمین‌های کشاورزی در مناطق آتشفشانی قدیمی، بسیار مرغوب هستند.
• انرژی پاک: حرارت عظیم ناشی از ماگما و سنگ‌های داغ درون زمین، منبع انرژی زمین‌گرمایی است. در کشورهایی مانند ایسلند و نیوزیلند، از این انرژی برای تولید برق و گرمایش خانه‌ها استفاده می‌شود.
• معادن ارزشمند: فرآیندهای ماگمایی در اعماق زمین، باعث تشکیل و تمرکز بسیاری از کانی‌ها و فلزات ارزشمند مانند مس، طلا و نقره می‌شوند که بعدها توسط انسان استخراج می‌شوند.
• آتشفشان‌های ایران: در کشور ما نیز آتشفشان‌های مهمی مانند دماوند وجود دارند که نشان از فعالیت‌های ماگمایی در گذشته دارند. این کوه که یک آتشفشان نیمه‌فعال است، از انباشت مواد آتشفشانی تشکیل شده و مناظر زیبایی را پدید آورده است.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹گدازه (Lava): به ماده مذابی که از دهانه آتشفشان خارج شده و بر روی سطح زمین جاری می‌شود، گدازه گفته می‌شود.
²اتاقک ماگمایی (Magma Chamber): حفره‌ها یا فضای‌های زیرزمینی که ماگما در آن‌ها تجمع و ذخیره می‌شود.
³ویسکوزیته (Viscosity): معیاری برای سنجش غلظت و مقاومت یک مایع در برابر جریان یافتن. هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد، مایع غلیظ‌تر و چسبناک‌تر است.
⁴بازالت (Basalt): یک سنگ آذرین بیرونی تیره‌رنگ که از سرد شدن سریع گدازه‌های بازالتی (ماگمای کم‌سیلیس) به وجود می‌آید.