Ko gre za sestavo Zemlje, pridejo v poštev tri glavne vrste kamna. Ti so znani kot metamorfne kamnine, sedimentne kamnine in magnetne kamnine. Ta vrsta kamnine je najpogostejša vrsta kamnine na Zemljini površini, znana tudi kot "ognjena skala" (izhaja iz latinskega "ignus"). Dejansko v kombinaciji z metaforično kamnino magnetne kamnine tvorijo od 90 do 95% vse skale do globine 16 km od površine.
Ogljične kamnine so prav tako zelo pomembne, saj jih lahko uporabimo za njihovo mineralno in kemično sestavo, če želimo spoznati sestavo, temperaturo in tlak, ki obstajajo v Zemljinem plašču. Prav tako nam lahko povedo veliko o tektonskem okolju, saj so tesno povezane s konvekcijo tektonskih plošč. Toda kako nastajajo te kamnine?
V bistvu nastanejo magnetne kamnine s hlajenjem in strjevanjem magme ali lave). Ko se vroča staljena kamnina dvigne na površino, je podvržena spremembam temperature in tlaka, zaradi katerih se ohladi, strdi in kristalizira. Po vsem povedanem je več kot 700 znanih tipov magnetnih kamnin, od katerih se večina oblikuje pod površjem Zemljine skorje. Nekateri pa se na površini oblikujejo tudi kot posledica vulkanske aktivnosti.
Tisti, ki sodijo v prvo kategorijo, so znani kot vsiljive (ali plutonske) kamnine, tiste, ki se prilegajo slednjim, pa so ekstruzivne (ali vulkanske) kamnine. Poleg teh obstaja tudi hypabyssal (ali subvolkanska skala), manj pogosta oblika magnetne kamnine, ki se tvori znotraj Zemlje med plutonskimi in vulkanskimi kamninami.
Vsiljiva (plutonska) magnetna skala:
Vpadljiva magnetna kamnina nastane, ko se magma ohladi in strdi v majhnih žepih, ki jih vsebuje zemeljska skorja. Ker je ta skala obdana s predhodno obstoječo skalo, se magma počasi ohlaja, zaradi česar je grobozrnata - t.j. mineralna zrna so dovolj velika, da jih je mogoče prepoznati s prostim očesom. Najpogostejše vrste plutonske magnetne kamnine so granit, gabro ali diorit.
Osrednja jedra večjih gorskih verig so sestavljena iz velikih teles vsiljivih magnetnih kamnin - znanih tudi kot bataliti -, ker so posledica ohlajanja magme znotraj predhodno obstoječe trdne kamnine na površini. Poleg batalitov so druge vrste ogrodnih kamnitih struktur zaloge, lakoliti, lopoliti, fakolit, kollitki, pragovi, nasipi in vulkanske cevi (ali vratovi). Vse to najdemo v podzemeljskih plasteh, včasih pa lahko zaradi tektonskega delovanja površino pokvarijo.
Ekstrudivna (vulkanska) magnetna skala:
Ekstrudivne kamnine so tako imenovane, ker so posledica izlivanja magme na površino planeta in hlajenja. Ko doseže površino bodisi na celinski polici kot vulkan bodisi na oceanskem dnu kot podvodni vulkan, po definiciji postane lava. Viskoznost lave je odvisna od temperaturne sestave in vsebnosti kristalov v staljeni kamnini.
Zato lahko lava teče počasi, tvori kratke strme tokove; ali pa lahko hitro teče in tvori dolge, tanke tokove. Lahko tudi eksplodira silovito in razprši magmo v zraku, ki pade nazaj na površino kot pepel in tuf. V primerjavi z vsiljivimi kamnin se ta vrsta magnetnih kamnin ohladi in kristalizira z veliko hitrejšo hitrostjo, ker je izpostavljena zraku ali vodi, kar ima za posledico finozrnatost.
Včasih je ohlajanje tako hitro, da prepreči nastanek še majhnih kristalov po ekstrudiranju, kar povzroči nastanek kamnine, ki je lahko večinoma steklena (na primer obsidijan). Če bi se ohlajanje lave zgodilo počasneje, bi bile kamnine finozrnate ali porfritne - tam, kjer se kristali razlikujejo po velikosti, z vsaj eno skupino kristalov, očitno večjo od druge skupine.
Bazalt je pogosta oblika ekstruzivnih magnetnih kamnin in tvori pretoke lave, lavinske plošče in lavne planote. Ekstrudivne magnetne kamnine vključujejo andezit, bazalt, obsidijan, bučo, ritolit, škorije in tuf. Ker so minerali večinoma drobnozrnata, je veliko težje razlikovati med različnimi vrstami ekstruzivnih magnetnih kamnin kot med različnimi vrstami vsiljivih magnetnih kamnin.
Na splošno je mogoče mineralne sestavine drobnozrnate ekstruzivne magnetne kamnine določiti le s pregledom z mikroskopom, tako da je običajno na terenu mogoče določiti samo približno klasifikacijo.
Hypabyssal (subvolcanic) magnetna kamnina:
Hypabyssal skala je oblika vsiljive magnetne kamnine, ki se strdi na srednji do plitvi globini znotraj skorje, običajno v razpokah kot nasipi in vsiljivi pragovi. Te kamnine imajo običajno vmesno velikost zrn in teksturo med vsiljivo in ekstruzivno kamnino. Kot je mogoče pričakovati, kažejo strukture, ki so vmesne med tistimi ekstruzivnih in plutonskih kamnin. Pogosti primeri subvolkanskih kamnin so diabaza, kremen-dolerit, mikro-granit in diorit.
Razvrstitev magnetnih kamnin:
Magnetne kamnine so razvrščene glede na njihov način pojavljanja, teksturo, mineralogijo, kemično sestavo in geometrijo magnetnega telesa. Dve pomembni spremenljivki, ki se uporabljata za razvrščanje magnetnih kamnin, sta velikost delcev in mineralna sestava kamnine. Feldspar, kremen, olivini, mikroni itd. So vsi pomembni minerali pri tvorbi magnetnih kamnin in so pomembni za njihovo razvrstitev.
Vrste magnetnih kamnin z drugimi bistvenimi minerali so zelo redke. V poenostavljeni razvrstitvi magnetne kamnine ločimo glede na vrsto prisotnega loputa, prisotnost ali odsotnost kremena in - v primerih, ko njiv ali kremen nista - glede na vrsto železovih ali magnezijevih mineralov. Kamnine, ki vsebujejo kremen, so prenasičene s silicijevim dioksidom, medtem ko so kamnine z feldsphoroidi nenasičene s kremenom.
Negnetne kamnine, ki imajo dovolj velike kristale, da jih je mogoče videti s prostim očesom, uvrščamo med faneritične, tiste s kristali, ki so premajhni, da bi jih videli, afanične. Po navadi so kamnine, ki pripadajo faneritskemu razredu, vsiljive po izvoru, afanične kamnine pa ekstruzivne.
Magnetna kamnina z večjimi, jasno vidnimi kristali, vgrajenimi v finozrnati matriks, je razvrščena kot porfir. Porfritske teksture se razvijejo, ko se lava neenakomerno ohladi, zaradi česar nekateri kristali rastejo pred glavno maso staljene kamnine.
Zato se naslednjič, ko se znajdete nekje, samo stojite okoli, spomnite, da so tla, po katerih hodite, nastala iz precej peklenskega procesa. Začelo se je globoko v Zemlji, kjer je silikatna skala, ki jo je mučila izjemna vročina in močan pritisk, postala vroča, neokusna nered. Nekoč se je prevrnilo na površje. bodisi je eksplodiral v ozračju, ali pa je stopil pot čez pokrajino, preden se je ohladilo.
Skratka, naš svet se je rodil iz razmer, zaradi katerih je Dante Inferno v primerjavi videti dolgočasno in veselo!
Za Space Magazine smo napisali veliko člankov o magnetnih kamninah. Tu je članek o tem, kako se oblikujejo kamnine, iz česa je narejen zemeljski plašč? In kakšna je razlika med magmo in lavo?
In za podrobnejši pogled na Zemljo je tukaj Kaj je litosfera in kakšni so sloji Zemlje?
Če želite več informacij o magnetnih kamninah, si oglejte ameriško spletno mesto za geološki pregled. In tukaj je povezava do Geology.com.
Posneli smo tudi epizodo Astronomy Cast o planetu Zemlji. Poslušajte tukaj, Epizoda 51: Zemlja.
