- En què consisteixen?
- Diagrama de les sèries de Bowen
- sèrie discontínua
- sèrie contínua
- diferenciació magmàtica
- referències
Les sèries de Bowen són principalment un mitjà de categoritzar els minerals de silicat igni més comuns per la temperatura a la qual cristal·litzen. En la ciència de la geologia hi ha tres tipus principals de roques, les quals es classifiquen en roques ígnies, les sedimentàries i les metamòrfiques.
Principalment, les roques ígnies són formades pel refredament i solidificació de l'magma o renta provinent de el mantell i l'escorça terrestre, un procés que pot originar-se per un increment de temperatura, un decreixement en la pressió, o un canvi de composició.
Norman L. Bowen
La solidificació es pot dur a terme sota la superfície de la terra o sota d'aquesta, formant estructures diferents de roques. En aquest sentit, al llarg de la història una gran quantitat de científics van intentar explicar la manera en què el magma cristal·litzava en condicions variants per formar diferents tipus de roca.
Però no va ser fins al segle XX quan el petrólogo Norman L. Bowen va dur a terme una llarga sèrie d'estudis de cristal·lització fraccionada per poder observar el tipus de roques que eren produïdes d'acord amb les condicions en què treballava.
Així mateix, el que va observar i va concloure en aquest experiment ràpidament va ser acceptat per la comunitat, i aquestes sèries de Bowen es van convertir en la descripció correcta de l'procés de cristal·lització de l'magma.
En què consisteixen?
Tal com es va esmentar abans, les sèries de Bowen serveixen per classificar els minerals de silicat igni que de gran existència per mitjà de la temperatura a la qual es cristal·litzen.
La representació gràfica d'aquesta sèrie permet visualitzar l'ordre en el qual els minerals es cristal·litzaran d'acord a aquesta propietat, sent els minerals superiors els primers a cristal·litzar en un magma que es troba refredant, i els inferiors els últims a formar-se. Bowen va concloure que el procés de cristal·lització es basa en cinc principis:
1- Mentre que la massa fosa es refreda, els minerals que cristal·litzen es mantindran en equilibri termodinàmic amb aquesta.
2- Amb el passar el temps i l'increment de cristal·lització de minerals, la massa fosa anirà canviant la seva composició.
3- Els primers cristalls formats deixen d'estar en equilibri amb la massa amb nova composició, i es dissolen novament per formar nous minerals. És per això que hi ha una sèrie de reaccions, la qual es desenvolupa amb el passar el refredament.
4- Els minerals més comuns de roques ígnies poden ser categoritzats en dues sèries: una sèrie contínua de reacció dels feldspats, i una sèrie discontínua per als minerals ferromagnésicos (olivina, piroxè, hornblenda i la biotita).
5- Aquesta sèrie de reaccions suposa que, d'un únic magma, tots els tipus de roques ígnies poden originar-se per efecte de la diferenciació magmàtica.
Diagrama de les sèries de Bowen
Les sèries de Bowen en si es representen amb un diagrama en forma de «I», amb línies horitzontals interceptant diversos punts de la I per indicar rangs de temperatura.
La primera línia, visualitzant de dalt a baix, representa una temperatura de 1800 ºC, i es manifesta en forma de roques ultramáficas.
Aquesta és la primera secció, ja que no poden formar-minerals en temperatures majors a aquesta. La segona secció comença als 1100 ºC, i entre aquesta temperatura i la dels 1800 ºC és a on es formen les roques máficas.
La tercera secció comença als 900 ºC i acaba a 600 ºC; aquesta última representa el punt on els braços de l'diagrama s'uneixen i baixa una sola línia. Entre els 600 ºC i 900 ºC es formen roques intermèdies; inferior a això es cristal·litzen les roques félsicas.
sèrie discontínua
El braç esquerre de l'diagrama pertany a la sèrie discontínua. Aquest camí representa formacions minerals que són riques en ferro i magnesi. El primer mineral que es forma per aquest camí és l'olivina, el qual és l'únic mineral estable al voltant dels 1800 ºC.
A aquesta temperatura (ia partir d'aquest moment) s'evidenciaran minerals formats per ferro, magnesi, silici i oxigen. Amb el decrement de temperatura, el piroxè es tornarà estable i començarà a aparèixer el calci en els minerals formats quan s'assoleixin els 1100 ºC.
Quan s'arriba a un refredament fins a 900 ºC, apareixen els anfíboles (CaFeMgSiOOH). Finalment, aquest camí acaba quan la temperatura disminueix fins als 600 ºC, on comencen a formar-se les biotitas en forma estable.
sèrie contínua
Aquesta sèrie es fa dir «contínua» perquè es forma el mineral feldspat en una sèrie contínua i gradual que comença amb una alta proporció de calci (CaAlSiO), però que es va caracteritzant per una major formació de feldspats basats en el sodi (CaNaAlSiO).
A la temperatura de 900 º C el sistema s'equilibra, les magmes es refreden i els ions de calci s'esgoten, de manera que a partir d'aquesta temperatura la formació de feldspats es basa principalment en feldspats de sodi (NaAlSiO). Aquesta branca culmina a 600 º C, on la formació de feldspats és gairebé d'un 100% NaAlSiO.
Per a les fases residuals -les quals són les últimes en formar-se i es presenten com la línia recta que baixa de les sèries anteriors- el mineral conegut com a K-spar (feldspat potàssic) apareixerà a temperatures inferiors als 600 ºC, i la moscovita es generarà a temperatures menors.
L'últim mineral en formar-se és el quars, i només en sistemes on hi hagi un excés de silici en el romanent. Aquest mineral es forma a temperatures relativament fredes de magma (200 ºC), quan ja gairebé ha solidificat.
diferenciació magmàtica
Aquest terme es refereix a la separació de l'magma en lots o sèries, per poder separar els vidres de la massa fosa.
Això es fa per poder obtenir certs minerals que no romandrien intactes en la massa fosa si aquesta es permetés seguir refredant.
Com es va esmentar anteriorment, els primers minerals que es formen a 1800 ºC i 1100 ºC tornen a dissoldre per formar altres, així que poden perdre per sempre si no es separen a temps de la mescla fosa.
referències
- Britannica, I. (sf). Bowen 's Reaction Series. Obtingut de britannica.com
- College, C. (sf). Bowen 's Reaction Series. Obtingut de colby.edu
- Lerner, KL (sf). Bowen 's Reaction Series. Obtingut de science.jrank.org
- University, I. (sf). Bowen 's Reaction Series. Obtingut de indiana.edu
- Wikipedia. (Sf). Bowen 's Reaction Series. Obtingut de en.wikipedia.org