마그마

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하와이에서 촬영한 용암, 용암은 마그마가 지표로 분출된 것이다.

마그마(magma, 문화어: 돌물)는 암석이 녹은 것이다. 가장 간단한 경우 암석이 녹는 조건은 일반적인 열역학의 법칙에 따라 온도와 압력에 의해서 결정된다. 하지만 실제 지구에서 일어나는 현상은 온도, 압력과 함께 물의 함량과 암석의 성분을 함께 고려하여야 한다. 온도가 높아지면 암석이 녹기 시작한다. 압력이 높아지면 더 높은 온도가 되어야 암석이 녹기 시작한다. 물이 포함된 암석은 훨씬 낮은 온도에서 녹을 수 있다. 일반적으로 소듐(Na), 포타슘(K)이 많이 포함된 암석보다 (Fe), 마그네슘(Mg)이 많이 포함되어있는 암석이 더 높은 온도에서 녹는다.

해령에서 분출되는 마그마는 맨틀 물질이 대류에 의해 상승하면서 압력이 낮아지자 녹아서 된 마그마이다. 해령 바로 아래의 맨틀 안에는 수분 함량이 매우 낮기 때문에 해령의 마그마는 온도가 매우 높다. 그리고 해령의 마그마는 매우 염기성이다.

해구 부근의 화산은 대륙 지각이나 해양 지각맨틀 안으로 섭입되어 들어가면서 물이 포함된 암석이 녹아서 된 마그마이다. 상대적으로 온도가 낮고 중성 내지는 산성인 경우가 많다. 점성이 높기 때문에 용암류는 넓게 퍼지지 못하고 한 곳에 집중되어 원추 모양의 화산체를 형성한다. 캄차카 반도, 일본 열도, 필리핀 열도, 안데스 산맥의 여러 화산들이 그 예이다.

열점에서의 화산들도 해령의 마그마와 비슷한 과정을 통해 형성되지만 그 기원은 맨틀의 더 깊은 곳으로 여겨진다. 열점은 많은 양의 마그마를 분출하기 때문에 그 위에 큰 화산체를 만든다. 염기성 마그마는 온도가 높고 이산화규소사슬이 발달되어있지 않기 때문에 점성이 낮아서 넓게 퍼져서 흐르며 그 결과 완만하고 거대한 화산체가 만들어진다. 하와이 섬아이슬란드가 그 대표적인 예이다. 제주도도 산 정상부의 일부를 제외하면 그러한 성질을 가지고 있다. 화산은 지표면에서 불과 수 킬로미터 아래에 있는 대규모 암석 농축액, 즉 '마그마 방' 위에 자리잡고 있다. 마그마 방 내부 압력은 대단히 높기 때문에 마그마르 방의 측면으로 밀어낸다. 마그마와 지표면 사이에 충분한 공간이 생기면, 마그마는 폭발하면서 화산에서 분출된다.