Diagram dat de fysische processen in de aarde weergeeft die leiden tot het ontstaan van magma. A tot D zijn verschillende plaattektonische settings. De grafieken hierboven tonen de resulterende verstoringen in de druk en temperatuur van de geothermische gradiënt van de aarde.
Smelten in de mantel vereist een van de volgende drie mogelijke gebeurtenissen: een stijging van de temperatuur, een daling van de druk, of de toevoeging van vluchtige stoffen aan het systeem (een verandering in samenstelling).
TemperatuurEdit
In het geval van temperatuurverhoging zal het smelten van de mantel alleen plaatsvinden als de mantel tot voorbij de normale geotherm wordt verwarmd. Aangenomen wordt dat de warmtestroom vanuit de kern en de onderste mantel verantwoordelijk is voor het verhogen van de temperatuur van de bovenste mantel. Lokale verstoringen van de geothermische gradiënt, zoals hotspots, worden niet goed begrepen, maar worden beschouwd als een waarschijnlijke warmtebron voor de mantel. Het verval van radioactieve elementen wordt weliswaar beschouwd als een van de eenvoudigste manieren om warmte in de mantel op te wekken, maar is realistisch gezien niet verantwoordelijk voor het smelten van de mantel, aangezien het meer dan 10 miljoen jaar zou duren voordat het radioactieve verval van K, U en Th de temperatuur van peridotiet met 1 graad Celsius zou doen toenemen. Bovendien, zelfs als dit proces een kleine fractie smelt zou genereren, zouden de radioactieve elementen zich in de smelt concentreren en uit het systeem ontsnappen, waardoor het proces van smeltvorming uiteindelijk zou stoppen.
DrukEdit
Smelten van een stof die een vaste oplossing vertoont, met een bulk samenstelling van CB. Als de temperatuur stijgt, volgt de vaste stof het blauwe pad, en begint te smelten bij temperatuur TA. De aanvankelijk geproduceerde vloeistof heeft de samenstelling CL, en de samenstelling volgt het rode pad. Bij temperatuur TB is de gehele vaste stof gesmolten.
Smelten in de mantel kan ook plaatsvinden als de druk in het systeem bij een gegeven temperatuur voldoende is gedaald. Om de druk te laten dalen moeten de mantelgesteenten naar een lager niveau stijgen, waarbij een minimaal warmteverlies naar de omgeving optreedt. Dit proces kan adiabatisch worden genoemd als het warmteverlies nul is. Wanneer de massa van het mantelgesteente door de aardlagen blijft stijgen, volgt het een P-T pad dat uiteindelijk de solidus kan overschrijden, waarbij smelten begint. Dit smeltproces staat bekend als decompressie-smelting.
Toevoeging van vluchtige stoffenEdit
De aanwezigheid van vluchtige stoffen (met name H2O en CO2) kan de solidustemperatuur van een bepaald systeem aanzienlijk verlagen. Hierdoor kan smelt ontstaan bij lagere temperaturen dan anders voorspeld, waardoor een verandering in de druk- of temperatuursomstandigheden van het systeem niet nodig is. De mantel heeft echter doorgaans een zeer laag gehalte aan vluchtige stoffen en dit kan de hoeveelheid gegenereerde smelt beperken. Partiële versmelting is een belangrijk proces in de geologie met betrekking tot de chemische differentiatie van korstgesteenten. Op aarde ontstaat door partiële smelt van de mantel bij mid-oceanische ruggen oceanische korst, en door partiële smelt van de mantel en oceanische korst bij subductiezones ontstaat continentale korst. Op al deze plaatsen gaat gedeeltelijke afsmelting vaak gepaard met vulkanisme, hoewel sommige afsmeltingen niet aan de oppervlakte komen. Gedeeltelijke afsmeltingen zouden een belangrijke rol spelen bij de verrijking van oude delen van de continentale lithosfeer met onverenigbare elementen. Partiële smeltingen die op diepte worden geproduceerd, bewegen zich naar boven als gevolg van de verdichting van de omringende matrix.