Magma
"Material natural fundido o semifundido que se encuentra bajo la superficie de la Tierra, que consiste en material fundido, cristales suspendidos y gases disueltos."
El magma es el material madre de todas las rocas ígneas y el motor fundamental del vulcanismo terrestre. Si bien a menudo se usa indistintamente con “lava”, la distinción es simple pero significativa: el magma existe bajo tierra, mientras que la lava es magma que ha atravesado la superficie. Esta roca fundida subterránea actúa como el motor de los volcanes y es un impulsor clave del ciclo de las rocas y de la evolución química de la corteza terrestre.
Los Tres Componentes del Magma
El magma rara vez es solo un líquido simple. Es una sustancia compleja multifásica compuesta de:
- El Fundido: La porción líquida, hecha de iones móviles de elementos comunes como silicio, oxígeno, aluminio, potasio, sodio, calcio, hierro y magnesio. La estructura del fundido está dominada por tetraedros de SiO₄ que pueden estar más o menos polimerizados según el contenido de sílice.
- Sólidos (Cristales): Minerales que han comenzado a solidificarse fuera del fundido a medida que el magma se enfría. Estos cristales, llamados fenocristales, pueden representar una fracción significativa del volumen total del magma (“papilla de cristales”).
- Volátiles (Gases): Gases disueltos que permanecen atrapados en el líquido a alta presión. Los más abundantes son el vapor de agua (H₂O), el dióxido de carbono (CO₂) y el dióxido de azufre (SO₂). Cuando el magma asciende y la presión disminuye, estos volátiles se exsuelven (salen de solución), expanden su volumen y constituyen la fuerza motriz de las erupciones explosivas.
Propiedades Fisicoquímicas
Temperatura
Las temperaturas del magma varían ampliamente según su composición:
- Basáltico (máfico): 1.100-1.300°C — el más caliente y fluido.
- Andesítico (intermedio): 800-1.000°C
- Riolítico (félsico): 650-850°C — el más frío y viscoso.
Viscosidad
Mide la resistencia del magma al flujo. Es la propiedad que más determina el comportamiento eruptivo de un volcán:
- El magma con alto contenido de sílice está muy polimerizado (cadenas largas de SiO₄), lo que lo hace pegajoso y dificulta el escape de gases. Resultado: erupciones explosivas.
- El magma con bajo contenido de sílice tiene tetraedros menos polimerizados, fluyendo casi como el alquitrán caliente. Los gases escapan fácilmente. Resultado: erupciones efusivas (flujos de lava tranquilos).
La diferencia de viscosidad entre una riolita y un basalto puede ser de hasta ocho órdenes de magnitud (cien millones de veces).
Cómo se Forma el Magma
Contrariamente a la creencia popular, el manto de la Tierra no es un océano líquido de magma; es roca sólida que fluye muy lentamente a lo largo del tiempo geológico. El magma solo se forma bajo condiciones especiales que reducen el punto de fusión de la roca o aumentan la temperatura por encima de él:
- Fusión por Descompresión: Ocurre en límites divergentes (dorsales oceánicas y zonas de rift continental). A medida que la roca del manto asciende, la presión disminuye más rápido que la temperatura, cruzando el solidus (la línea por encima de la cual la roca se funde). Es el proceso más común de generación de magma basáltico en la Tierra.
- Fusión por Flujo (Reducción del Punto de Fusión): Ocurre en zonas de subducción. El agua y otros volátiles liberados por la placa tectónica que se hunde ascienden hacia la cuña caliente del manto. Al igual que la sal derrite el hielo en una carretera, el agua baja el punto de fusión de la roca del manto en cientos de grados, generando magma rico en agua. Este magma, al ascender y reaccionar con la corteza continental, se vuelve más rico en sílice.
- Transferencia de Calor: El magma basáltico muy caliente que asciende desde el manto puede acumularse en la base de la corteza continental (underplating), transfiriendo calor y eventualmente fundiendo la roca continental inferior para crear magmas secundarios ricos en sílice (riolitas, granitos).
Evolución del Magma: Diferenciación Magmática
El magma raramente mantiene la misma composición desde la fuente hasta la superficie. Evoluciona a través de la Diferenciación Magmática:
- Cristalización Fraccionada: A medida que el magma se enfría en una cámara magmática, los minerales de alta temperatura cristalizan y se retiran del fundido. El olivino, rico en hierro y magnesio, cristaliza primero y se hunde. Esto hace que el fundido restante sea progresivamente más rico en sílice, transformando potencialmente un basalto en andesita, dacita y finalmente riolita.
- Asimilación: El magma puede disolver e incorporar fragmentos de la roca de caja circundante (xenolitos), cambiando su composición.
- Mezcla: Dos cuerpos de magma de diferente composición pueden fusionarse en una cámara, creando una composición híbrida con propiedades intermedias. Las erupciones que incluyen magmas mezclados suelen ser más explosivas porque la inyección de magma caliente en uno más frío desencadena una desgasificación súbita.
Clasificación Química
El magma se clasifica por su contenido de sílice (SiO₂):
| Tipo | SiO₂ | Viscosidad | Temperatura | Volcán típico |
|---|---|---|---|---|
| Basáltico (máfico) | 45-52% | Muy baja | 1.100-1.300°C | Volcanes en escudo (Hawái) |
| Andesítico (intermedio) | 52-63% | Media | 800-1.000°C | Estratovolcanes (Andes) |
| Dacítico | 63-68% | Alta | 750-900°C | Monte St. Helens |
| Riolítico (félsico) | >68% | Muy alta | 650-850°C | Supervolcanes (Yellowstone) |
Gases Volcánicos y el Poder Explosivo
La cantidad y composición de los volátiles disueltos determinan en gran medida la explosividad de una erupción. El agua es el gas más abundante (hasta el 90%), seguida del CO₂, SO₂, H₂S, HCl y HF.
La exsolución de gases (la transición de disueltos a burbujas libres) ocurre cuando la presión disminuye durante el ascenso del magma. Si el magma es fluido (basáltico), las burbujas migran y escapan fácilmente, desgasificándolo de forma pasiva. Si el magma es viscoso (riolítico), las burbujas quedan atrapadas, presionando hasta que el magma se fragmenta explosivamente.
Perspectiva Planetaria
El magmatismo no es exclusivo de la Tierra. Los oscuros “mares” (maria) de la Luna son vastas llanuras de antiguo magma basáltico solidificado hace 3.000-3.500 millones de años. Io, luna de Júpiter, es el cuerpo volcánicamente más activo del sistema solar, produciendo magmas ultramáficos a temperaturas superiores a 1.600°C, impulsados por el calentamiento de marea gravitatoria. Venus puede tener vulcanismo activo en la actualidad, con evidencias recientes de cambios en superficie compatibles con erupciones recientes.
Las lunas heladas como Encélado (Saturno) y Europa (Júpiter) producen “criomagma” —mezclas de agua líquida, hielo y amoníaco— que emergen como géiseres en sus superficies heladas, demostrando que el magma es un fenómeno universal definido por las condiciones locales de presión y composición.
Términos Relacionados
- Lava: El magma una vez que ha alcanzado la superficie terrestre.
- Cámara Magmática: El reservorio subterráneo donde el magma se almacena y evoluciona.
- Plinian Eruption: El tipo de erupción producida por magma félsico muy viscoso y cargado de gases.
- Basalto: La roca formada al solidificarse el magma basáltico.