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Zirkonium, Seltene Erden, daneben auch Was-
ser und, was auf den ersten Blick erstaunen
mag, Silizium. Bei der Fraktionierung von Ba-
salten kommt man am Ende also zu graniti-
schen Schmelzzusammensetzungen (I-Typ-
Granite). Vermutlich entstanden so die ersten
Vorläufer von Krustengesteinen auf unserer
Erde.
15
10
Rhyolith
3.9.2.6 Dichte und Viskosität
von Schmelzen
5
5
Andesit
Steigen Schmelzen eigentlich immer auf, oder
können sie auch absinken? Zur Klärung dieser
Frage muss man sich mit der Dichte und der
Viskosität von Schmelzen beschäftigen. Intuitiv
ist es offensichtlich, dass geringer viskose und
weniger dichte Schmelzen leichter und schnel-
leraufsteigen.BeidephysikalischenParameter
sind hauptsächlich von der Zusammensetzung
und der Temperatur der Schmelzen abhängig
und nehmen mit abnehmender Temperatur zu
(Abb. 3.87).
Um die
Viskosität
einerSchmelzezuverstehen,
müssen wir in die mikroskopische Betrachtung
der Schmelzstruktur einsteigen. Schmelzstruk-
turensinddenenvonSilikatstrukturenähn-
lich. Meist sind es mehr oder minder lange
SiO
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-Tetraederketten. Je länger diese Ketten,
destozäherdieSchmelze(wasmanhöhere
Viskosität nennt), und desto eher bleibt sie
stecken und „verklumpt“. Die verheerendsten
Vu l ka n au s br ü ch e ( „
plinianische Eruptionen
“)
entstehen bei der Explosion solcher zäher,
„verklumpter“ Schmelze, die gewaltige Über-
drücke aufbauen und aushalten kann, bevor sie
dann katastrophal ausbricht. Die Viskosität
wird also hauptsächlich vom SiO
2
-Gehalt einer
Schmelze bestimmt: SiO
2
-reiche Schmelzen
sind zähflüssiger als SiO
2
-arme (Abb. 3.87). Ei-
nen geringeren Einfluß auf die Viskosität ha-
ben Wasser und andere
Flussmittel
(die die
Schmelze flüssig machen, daher der Name) wie
F, B oder Na, denn diese können Silikatketten
aufspalten (Abb. 3.88) und dadurch die Visko-
sität herabsetzen. Bei gleichem SiO
2
-Gehalt be-
tholeiitischer Basalt
500
1000
1500
Temperatur (°C)
3,0
2,8
tholeiitischer Basalt
2,6
Andesit
2,4
2,2
Rhyolith
2,0
500
1000
1500
Temperatur (°C)
3.87
Die Korrelation der Dichte und Viskosität
von Schmelzen mit der Temperatur und der
Schmelzzusammensetzung. Nach McBirney (1984).
deutet dies auch, dass man weniger Energie be-
nötigt, um diese niedriger viskose Schmelze
flüssig zu halten und entsprechend erniedrigt
sich die Schmelztemperatur. Die Wirkung von
