마그마 [magma]
깊은 땅속의 암석이 높은 지열에 녹아서 반액체 상태로 된 암석 물질.

광물결정과 용존가스가 포함된 암석의 용융체로서, 온도가 충분히 높아서 지각이나 맨틀이 용융될 때 생성된다.

마그마란 용어는 가루 반죽과 같은, 반죽된 혼합물을 일컫는 그리스어에서 기원되었다. 이 용어를 지질학에서 정의할 때는 지각의 암석 중으로 뚫고 들어갈 수 있는 지구 내의 어떤 뜨거운 유동성 물질을 말한다.

화학조성
O, Si, Al, Ca, Na, K, Fe, Mg등이며, 규산(SiO2)이 주 성분으로 물과 더불어 마그마의 성질을 좌우한다. 마그마에 용해되어 있는 가스는 소량이지만 마그마의 점성과 화산분출시의 폭발성을 결정짓는 데 중요하다. 가스는 대부분 H2O과 CO2 이며 약간의 SO2등 휘발성 성분을 포함하고 있다.  성분인 SiO2 함량으로 그 조성범위를 특징지을 수 있다.SiO2  함량이 50% 내외인 현무암질 마그마, 60% 내외인 안산암질 마그마, 70% 내외인 유문암질 마그마로 3대분 된다.

온도
마그마는 고온이다. 매우 위험하기 때문에 화산에서 멀리 떨어져서 광학기계를 이용하여 온도를 측정한다.

점성(viscosity)
유동에 저항하는 물질의 내부성질. 점성이 큰 마그마일수록 유동성이 작아진다. 마그마의 점성은 온도와 SiO2  및 용존 가스 함량과 같은 화학조성에 의해 결정된다. 
①점성에 대한 온도 효과: 고온의 마그마일수록 점성이 낮아져 쉽게 유동한다.
②점성에 대한 SiO2 함량의 효과: SiO2 함량이 높을수록 중합체의 크기가 커진다. 중합체의 크기가 증가하면 마그마의 점성도 증가하게 된다.

마그마의 분출
폭발성 화산과 비폭발성 화산의 차이는 마그마의 점성과 가스함량에 달려 있다. 비폭발성 화산의 마그마는 점성과 가스함량이 낮다.

☞비폭발성 분출: 비폭발성 화산도 초기에는 점성이 낮은 현무암질 마그마 내 가스 기포가 급속히 상승하기 때문에 격렬하게 나타날 수 있다. 가스 방출시의 압력으로 용암 분말이 화구주변으로 치솟는 분천을 형성한다. 격렬한 분출이 진정되면 뜨거운 용암이 사면을 따라 급속히 흘러내리면서 용암 터널을 형성하게 된다. 초기의 용암은 파호에호에 유동을 보이지만, 점성이 증가하고 유동속도가 감소하면서 거친 표면 조직의 아아 유동을 보인다. 따라서 하와이와 같은 비폭발성 화산에서는 분천, 파호에호에 용암 및 아아용암을 생성시킨다.

☞폭발성 분출: 용존가스가 극소량이거나 없는 마그마는 조성에 관계없이 용암을 분출한다. 그러나 용존가스가 존재하고 점성이 높을수록 분출되는 가스들에 의해 폭발성 분출을 하게 된다.

①화산 쇄설물(pyroclast): 화산분출 동안에 방출된 암편. 그 크기에 따라 화산탄, 화산력, 화산재로 분류된다.

②테프라(tephra): 마그마 고결에 따라 새롭게 생성된 암편인 본질 화산 쇄설물과 화구 주변 기존암석의 암편인 이질 화산 쇄설물을 모두 포함하는 의미로서, 공중으로 날아와서 쌓인 화산 쇄설물을 총칭한다.

③분출기둥: 마그마 상승에 따른 급격한 압력 감소가 가스의 급격한 팽창을 유발하고, 이 압력은 뜨거운 가스와 테프라를 혼합시키면서 격렬히 상승시킨다. 이 뜨거운 혼합체들은 화구 밖의 차가운 대기 속으로 급격히 상승하면서 분출기둥을 형성하는데, 대기권내 45㎞ 높이까지 치솟기도 한다.

④테프라의 낙하: 분출기둥과 주변대기의 밀도가 같아지는 고도에서는 분출물이 수평으로 퍼지면서 핵폭발 시 볼 수 있는 것과 같이 버섯 모양의 구름을 형성한다. 이 구름들은 상층대기의 바람에 의해 흩어지면서, 쇄설물의 입자들이 낙하되어 지표에 쌓여 테프라층을 형성한다. 예외적으로 거대한 폭발성 분출에서는 테프라가 1500㎞ 영역 밖으로 흩어지기도 한다. 

⑤화쇄류(pyroclastic flow): 뜨겁고 유동성이 큰 테프라들이 화산의 주분출기에 산록을 따라 흘러내리는 것. 가장 파괴적이고 치명적인 화산분출 유형이다. 화구로부터 100㎞이상 이동할 수 있으며, 그 이동속도는 시속 70㎞이상에 달한다.

⑥측면분출: 마그마 쳄버 상부의 암석이 제거되자 급격한 압력 감소에 따른 용존가스의 폭발로 뜨거운 가스가 파쇄된 암석 분말과 혼합되어 화산체의 상부뿐만 아니라 측면으로도 분출되는 것.

Copyright ⓒ (주) 지식을 다함께 Corp. All Rights Reserved ,
무단 전재 및 재배포 금지