Diagram som visar de fysikaliska processer i jorden som leder till att magma bildas. A till D är olika plattektoniska lägen. Diagrammen ovan visar de resulterande störningarna i tryck och temperatur i jordens geotermiska gradient.
För att smältning i manteln ska kunna inträffa krävs en av tre möjliga händelser: en ökning av temperaturen, en minskning av trycket eller ett tillskott av flyktiga ämnen till systemet (en förändring i sammansättningen).
TemperatureEdit
I fallet med höjning av temperaturen kommer smältning i manteln endast att inträffa om manteln värms upp över den normala geotermen. Man tror att värmeflödet från kärnan och den nedre manteln är ansvarigt för att höja temperaturen i den övre manteln. Lokala störningar av den geotermiska gradienten, t.ex. hotspots, är inte väl kända, men anses vara en trolig värmekälla för manteln. sönderfallet av radioaktiva grundämnen, även om det anses vara ett av de enklaste sätten att generera värme i manteln, är inte realistiskt sett ansvarigt för mantelsmältning, eftersom det skulle ta mer än 10 miljoner år för det radioaktiva sönderfallet av K, U och Th att öka temperaturen i peridotiten med 1 grad Celsius. Dessutom, även om denna process skulle generera en liten del av smältan, skulle de radioaktiva elementen koncentrera sig i smältan och fly från systemet, vilket i slutändan skulle stoppa processen för smältgenerering.
PressureEdit
Smältning av ett ämne som uppvisar en fast lösning, med en bulksammansättning av CB. När temperaturen stiger följer det fasta ämnet den blå banan och börjar smälta vid temperaturen TA. Den första vätskan som bildas har sammansättningen CL och dess sammansättning följer den röda banan. Vid temperaturen TB har hela fastämnet smält.
Smältning i manteln kan också ske om trycket i systemet sjunker tillräckligt mycket vid en given temperatur. För att trycket ska kunna sjunka måste mantelns bergarter stiga till grundare nivåer, samtidigt som de upplever en minimal värmeförlust till omgivningen. Denna process kan kallas adiabatisk om värmeförlusten är noll. När massan av mantelsten fortsätter att stiga genom jordens lager följer den en P-T-bana som så småningom kan korsa solidus och inleda smältning. Denna smältningsprocess kallas dekompressionssmältning.
Tillsats av flyktiga ämnenRedigera
Närvaron av flyktiga ämnen (särskilt H2O och CO2) kan potentiellt sänka solidustemperaturen för ett givet system avsevärt. Detta gör det möjligt att generera smälta vid lägre temperaturer än vad som annars hade förutsetts, vilket eliminerar behovet av att ändra tryck- eller temperaturförhållandena i systemet. Manteln har dock vanligtvis ett mycket lågt innehåll av flyktiga ämnen, vilket kan begränsa den mängd smälta som genereras. Partiell smältning är en viktig process inom geologin med avseende på den kemiska differentieringen av bergarter i jordskorpan. På jorden ger partiell smältning av manteln vid medelhavsryggar oceanisk skorpa, och partiell smältning av manteln och oceanisk skorpa vid subduktionszoner ger kontinental skorpa. På alla dessa platser är partiell smältning ofta förknippad med vulkanism, även om vissa smältor inte når upp till ytan. Partiell smältning tros spela en viktig roll för att berika gamla delar av den kontinentala litosfären med inkompatibla grundämnen. Partiell smältning som produceras på djupet rör sig uppåt på grund av kompaktering av den omgivande matrisen.