Magma

Le magma est le matériau parent de toutes les roches ignées. Bien qu’il soit souvent utilisé de manière interchangeable avec « lave », la distinction est simple mais significative : le magma existe sous terre, tandis que la lave est du magma qui a percé la surface. Cette roche en fusion souterraine agit comme le moteur des volcans et est un moteur clé du cycle des roches.

Les Trois Composants du Magma

Le magma est rarement juste un liquide simple. C’est une substance multiphase complexe composée de :

1. La Matière Fondue : La partie liquide, composée d’ions mobiles d’éléments courants comme le silicium, l’oxygène, l’aluminium, le potassium et le calcium.
2. Solides : Cristaux minéraux qui ont commencé à geler hors de la matière fondue à mesure qu’elle refroidit.
3. Volatils : Gaz dissous qui restent piégés dans le liquide à haute pression. Les plus courants sont la vapeur d’eau (H₂O), le dioxyde de carbone (CO₂) et le dioxyde de soufre (SO₂). Lorsque le magma monte, ces volatils se dilatent, entraînant des éruptions explosives.

Propriétés Physico-chimiques

• Température : Les températures du magma varient d’environ 700°C pour les rhyolites riches en silice à plus de 1 300°C pour les basaltes pauvres en silice.
• Viscosité : Cela mesure la résistance du magma à l’écoulement. Le magma riche en silice est polymérisé (collant) et s’écoule mal, tandis que le magma pauvre en silice est fluide. La viscosité est le principal facteur déterminant si un volcan entre en éruption de manière effusive (coule) ou explosive (cendres).

Comment le Magma se Forme

Contrairement à la croyance populaire, le manteau terrestre n’est pas un océan liquide de magma ; c’est de la roche solide qui s’écoule très lentement sur les temps géologiques. Le magma ne se forme que dans des conditions particulières :

1. Fusion par Décompression : Se produit aux limites divergentes (dorsales médio-océaniques). À mesure que la roche du manteau remonte vers la surface, la pression chute plus vite que la température, permettant à la roche de fondre.
2. Fusion par Flux : Se produit dans les zones de subduction. L’eau libérée d’une plaque tectonique qui coule remonte dans le coin chaud du manteau au-dessus. Cette eau abaisse le point de fusion de la roche du manteau, tout comme le sel fait fondre la glace sur une route.
3. Transfert de Chaleur : Le magma basaltique très chaud remontant du manteau peut s’accumuler à la base de la croûte continentale, faisant fondre la roche environnante pour créer de nouveaux magmas riches en silice.

Évolution du Magma

Le magma conserve rarement la même composition de la source à la surface. Il change par Différenciation Magmatique :

• Cristallisation Fractionnée : À mesure que le magma refroidit, les minéraux à haute température (comme l’olivine) cristallisent en premier et coulent. Cela élimine le magnésium et le fer de la matière fondue, laissant le liquide restant plus riche en silice.
• Assimilation : Le magma peut faire fondre et incorporer la roche encaissante environnante à mesure qu’il monte.
• Mélange : Deux corps magmatiques différents peuvent se rencontrer et se mélanger dans une chambre, créant une composition hybride.

Classification Chimique

Le magma est classé par sa teneur en silice (SiO₂) :

• Mafique (Basaltique) : ~50 % de silice. Chaud, fluide et de couleur foncée. Les exemples incluent les laves d’Hawaï et d’Islande.
• Intermédiaire (Andésitique) : ~60 % de silice. Explosif et courant dans les stratovolcans comme le mont St. Helens.
• Felsique (Rhyolitique) : >70 % de silice. Froid, collant et de couleur claire. Ceux-ci forment des dômes et des supervolcans.

Perspective Planétaire

Le magmatisme n’est pas unique à la Terre. Les « mers » sombres (maria) sur la Lune sont de vastes plaines d’ancien magma basaltique. Io, une lune de Jupiter, est le corps le plus volcaniquement actif du système solaire, entrant en éruption avec des magmas silicatés ultra-chauds entraînés par le réchauffement des marées. Inversement, les lunes glacées comme Encelade peuvent produire du « cryomagma » — de l’eau fondue et de l’ammoniac — prouvant que le magma est un état de la matière défini par son environnement.