Magma - Magma (English spelling)

Japanese: マグマ - まぐま（英語表記）magma

Also called magma. A high-temperature, molten rock-like material formed underground (such as inside the Earth or a planet). When this cools and solidifies, it becomes igneous rock. When this erupts onto the ground, it becomes a volcano. Some say that magma only refers to liquid molten material, and that anything that contains a large amount of crystals should be called something else. However, in reality, it does not always rise from underground as a purely liquid material, and the number of crystals increases during the cooling process, so the term is often used in a broad sense to include crystals. Another explanation is that it is a "high-temperature, fluid material that is generated underground." In some cases, such as dacite (silica andesite), it is pushed up to the surface in an almost solid state, and this is also sometimes called magma.

[Toshihiko Yajima]

composition

Magma contains almost every element, with the most abundant being oxygen, silicon, aluminum, iron, magnesium, calcium, sodium, potassium, phosphorus, manganese, and hydrogen. In volcanic rocks, the chilled margin formed when the magma cools rapidly is thought to indicate the composition of the magma. Most of the water, carbon dioxide, and other volatile components contained in the magma are released into the air or surrounding area. Therefore, the analytical values of rocks do not directly indicate the chemical composition of the magma. The escaped volatile components must be estimated to reconstruct the original composition.

Volatile components include carbon, sulfur, fluorine, and chlorine. Depending on the region, there is magma that is mainly composed of carbonates, and magma that contains large amounts of sulfides. Various types of magma erupt on the surface, but it is thought that only a limited number of types of magma are first generated underground, and this parent magma is called primary magma. The main primary magmas are basaltic magma and granitic magma, but there is also andesitic magma, and it is further estimated that there are several types of basaltic magma, such as tholeiitic and alkaline. Ultrabasic magma also seems to have existed in the Precambrian era.

[Toshihiko Yajima]

Occurrence and activity

The temperature of magma in shallow underground places is between 650 and 1300°C. Magma is generated at depths from the lower crust to the upper mantle (tens to hundreds of kilometers underground). At this depth, there is a place (low-velocity layer) where the speed of seismic waves is slower than the surrounding area, and this is said to be the magma generation zone. When partial melting occurs due to an increase in underground temperature or a decrease in pressure, magma is generated. When it gathers, the density of the magma is slightly lower than the density of the surrounding rocks, so it gradually moves upward due to buoyancy. When it reaches the same density as the surrounding rocks, it forms a magma reservoir. There are several types of magma reservoirs, from those located near the surface (directly under volcanoes) to those located at great depths. When crystallization progresses in the magma reservoir, the pressure of volatile components such as water in the unsolidified part increases, and a force acts to push the magma up to the surface again. The regional pressure acting near the magma reservoir (the force pushing the plate) triggers the magma to rise. As the magma rises further and the surrounding pressure decreases, the volatile components become saturated and separate into a gas phase, which then vesiculates. When magma vesiculates, its volume increases, and if this occurs suddenly, it can become an eruption. More macroscopic causes of magma generation are thought to include the release of pressure in the mantle and the rise of mantle convection, viscous frictional heat during mantle subduction, and other heat sources such as hot spots.

[Toshihiko Yajima]

"Iwanami Lectures on Earth Science 3: Earth's Material Science II" edited by Ikuo Hisaki and Shigeo Aramaki (1978, Iwanami Shoten) " "Iwanami Lectures on Earth Science 7: Volcanoes" edited by Izumi Yokoyama, Shigeo Aramaki and Kazuaki Nakamura (1979, Iwanami Shoten)"

[Reference items] | Volcanoes | Igneous rocks

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

岩漿(がんしょう)ともいう。地下（地球あるいは惑星の内部など）で形成された高温で溶融状態の岩石質物体。これが冷却固結してできたのが火成岩である。また、これが地上に噴出して形成されたものが火山である。マグマは液状の溶融体のみをさし、結晶を多量に含んだものは別の名称でよぼうという考え方もある。しかし、現実には純粋に液状のものとして地下から上昇してくるとは限らず、また冷却の過程で結晶が増加していくので、結晶を含めて広義で用いることが多い。このほか、「地下で発生した高温の流動性物体」という説明も可能である。デイサイト（石英安山岩）質の場合のように、ほとんど固体に近いような状態で地上に押し上げられてくる場合があるが、これもマグマとよぶことがある。

［矢島敏彦］

組成

マグマの中にはほとんどあらゆる元素が含まれているが、そのなかでも多いものは酸素、ケイ素、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、リン、マンガン、水素などである。火山岩ではマグマが急冷してできたチルドマージンchilled margin（急冷周縁相）がマグマの組成を示すものと考えられている。マグマの中に含まれていた水分、二酸化炭素その他の揮発性成分は大部分空中あるいは周囲に放出される。そこで、岩石の分析値はそのままマグマの化学組成を示すものではない。逃げ去った揮発性成分を推定して元の組成を復原しなければならない。

　揮発性成分としては炭素、硫黄(いおう)、フッ素、塩素などが含まれる。地域によっては、炭酸塩を主成分とするマグマ、硫化物を多量に含むマグマなどがある。地上に噴出するマグマの種類はさまざまであるが、地下で最初に発生するマグマの種類は限られていると考えられており、この親マグマのことを本源マグマとよぶ。おもな本源マグマは玄武岩質マグマ、花崗岩(かこうがん)質マグマであるが、このほかにも安山岩質マグマもあり、さらに、玄武岩質マグマにもソレアイト質のもの、アルカリ質のものなど、いくつかの系統があると推定されている。先カンブリア時代には超塩基性マグマも存在したらしい。

［矢島敏彦］

発生および活動

地下浅所でのマグマの温度はおおよそ650～1300℃の間である。マグマは地殻下部からマントル上部（地下数十～数百キロメートル）の深さで発生する。この深さの位置に地震波の速度が周辺より遅くなるところ（低速度層）があって、これがマグマ発生帯であるとされている。地下の温度の上昇とか、圧力の減少などによって部分溶融がおこりマグマが発生し、それが集まると、マグマの密度は周辺の岩石の密度よりわずかに低いので、浮力によって徐々に上方に向かって移動してゆくことになる。周囲の岩石の密度と同じところまでくると、マグマ溜(だま)りをつくる。マグマ溜りには地表近く（火山直下）に位置するものから、かなりの深所に位置するものまで、いくつかの種類のものがあるらしい。マグマ溜りの中で結晶化が進むと、未固結の部分の水などの揮発性成分の圧力が高くなり、ふたたび地上にマグマを押し上げようとする力が働く。マグマ溜り付近に働く広域的圧力（プレートを押す力）はマグマ上昇の引き金となる。マグマがさらに上昇して周辺の圧力が低下すると、揮発性成分が飽和して気相として分離して発泡することになる。マグマが発泡をおこすと体積が増大し、それが急激におこると噴火作用となる。マグマ発生のより巨視的原因としては、マントル内の圧力解放とマントル対流の上昇、マントル沈み込みの際の粘性摩擦熱、ホットスポットhot spotなどの熱源が考えられている。

［矢島敏彦］

『久城育夫・荒牧重雄編『岩波講座　地球科学3　地球の物質科学Ⅱ』（1978・岩波書店）』▽『横山泉・荒牧重雄・中村一明編『岩波講座　地球科学7　火山』（1979・岩波書店）』

[参照項目] | 火山 | 火成岩

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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