Diagram przedstawiający procesy fizyczne zachodzące wewnątrz Ziemi, które prowadzą do wytworzenia magmy. A do D to różne ustawienia tektoniczne płyt. Powyższe wykresy pokazują wynikające z tego perturbacje w ciśnieniu i temperaturze gradientu geotermicznego Ziemi.
Topienie w płaszczu wymaga wystąpienia jednego z trzech możliwych zdarzeń: wzrostu temperatury, spadku ciśnienia lub dodania do systemu wolatyli (zmiana składu).
TemperatureEdit
W przypadku podniesienia temperatury, topnienie płaszcza wystąpi tylko wtedy, gdy płaszcz zostanie podgrzany powyżej normalnej geotermii. Uważa się, że strumień ciepła z rdzenia i dolnego płaszcza jest odpowiedzialny za wzrost temperatury górnego płaszcza. Lokalne perturbacje gradientu geotermicznego, takie jak hotspoty, nie są dobrze poznane, ale uważa się je za prawdopodobne źródło ciepła dla płaszcza. Rozpad pierwiastków promieniotwórczych, choć uważany za jeden z najprostszych sposobów generowania ciepła w płaszczu, nie jest realnie odpowiedzialny za topnienie płaszcza, ponieważ potrzeba ponad 10 milionów lat, aby rozpad promieniotwórczy K, U i Th podniósł temperaturę perydotytu o 1 stopień Celsjusza. Ponadto, nawet gdyby proces ten wygenerował niewielką frakcję stopionego materiału, pierwiastki promieniotwórcze skoncentrowałyby się w stopionym materiale i uciekłyby z systemu, ostatecznie zatrzymując proces wytwarzania stopionego materiału.
PressureEdit
Topienie substancji wykazującej roztwór stały, o składzie objętościowym CB. Wraz ze wzrostem temperatury ciało stałe podąża niebieską ścieżką i zaczyna się topić w temperaturze TA. Powstała początkowo ciecz ma skład CL, a jej skład jest zgodny ze ścieżką czerwoną. W temperaturze TB całe ciało stałe uległo stopieniu.
Topienie w płaszczu może również nastąpić, jeśli w danej temperaturze nastąpi wystarczający spadek ciśnienia w układzie. Aby obniżyć ciśnienie, skały płaszcza muszą wznieść się na płytsze poziomy, doświadczając przy tym minimalnej utraty ciepła do otoczenia. Proces ten można nazwać adiabatycznym, jeśli straty ciepła są równe zeru. Ponieważ masa skały płaszczowej kontynuuje wznoszenie się przez warstwy Ziemi, podąża ona ścieżką P-T, która może w końcu przekroczyć solidus, inicjując topnienie. Ten proces topnienia jest znany jako topnienie dekompresyjne.
Dodawanie wolatyliEdit
Obecność wolatyli (w szczególności H2O i CO2) ma potencjał do znacznego obniżenia temperatury solidus danego systemu. Pozwala to na generowanie stopu w niższych temperaturach niż inaczej przewidywane, eliminując potrzebę zmiany warunków ciśnieniowych lub temperaturowych systemu. Jednakże płaszcz ma zazwyczaj bardzo niską zawartość lotnych składników, co może ograniczać ilość generowanego stopu. Częściowe topnienie jest ważnym procesem w geologii w odniesieniu do zróżnicowania chemicznego skał skorupowych. Na Ziemi częściowe topnienie płaszcza w grzbietach śródoceanicznych tworzy skorupę oceaniczną, a częściowe topnienie płaszcza i skorupy oceanicznej w strefach subdukcji tworzy skorupę kontynentalną. We wszystkich tych miejscach częściowe topnienie jest często związane z wulkanizmem, choć niektóre z nich nie wydostają się na powierzchnię. Uważa się, że topienie częściowe odgrywa ważną rolę we wzbogacaniu starych części litosfery kontynentalnej w niezgodne pierwiastki. Topiki częściowe powstające na głębokości przemieszczają się ku górze na skutek zagęszczania otaczającej je macierzy.