Série Bowen: o que são, séries descontínuas e séries contínuas - Ciência - 2023

Série Bowen: o que são, séries descontínuas e contínuas - Ciência

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As Série Bowen eles são principalmente um meio de categorizar os minerais de silicato ígneo mais comuns pela temperatura na qual eles se cristalizam. Na ciência da geologia existem três tipos principais de rochas, que são classificadas como rochas ígneas, sedimentares e metamórficas.

Principalmente, as rochas ígneas são formadas pelo resfriamento e solidificação de magma ou lava do manto e da crosta terrestre, um processo que pode ser causado por um aumento na temperatura, uma diminuição na pressão ou uma mudança na composição.

A solidificação pode ocorrer abaixo ou abaixo da superfície da terra, formando outras estruturas além das rochas. Nesse sentido, ao longo da história, um grande número de cientistas tentou explicar a forma como o magma se cristalizou em condições variadas para formar diferentes tipos de rocha.

Mas foi só no século 20 que o petrólogo Norman L. Bowen realizou uma longa série de estudos de cristalização fracionada para poder observar o tipo de rochas que se produziam de acordo com as condições em que trabalhava.

Além disso, o que ele observou e concluiu neste experimento foi rapidamente aceito pela comunidade, e essas séries de Bowen se tornaram a descrição correta do processo de cristalização do magma.

Em que consiste?

Como mencionado antes, a série Bowen é usada para classificar os minerais de silicato ígneo que existem mais por meio da temperatura na qual eles cristalizam.

A representação gráfica desta série permite visualizar a ordem em que os minerais irão se cristalizar de acordo com esta propriedade, sendo os minerais superiores os primeiros a se cristalizar em um magma em resfriamento e os inferiores os últimos a se formar. Bowen concluiu que o processo de cristalização é baseado em cinco princípios:

1- Conforme o fundido esfria, os minerais em cristalização permanecerão em equilíbrio termodinâmico com ele.

2- Com o passar do tempo e o aumento da cristalização do mineral, o fundido vai mudar sua composição.

3- Os primeiros cristais formados não estão mais em equilíbrio com a massa com a nova composição, e se dissolvem novamente para formar novos minerais. É por isso que há uma série de reações, que se desenvolvem com a passagem do resfriamento.

4- Os minerais mais comuns nas rochas ígneas podem ser categorizados em duas séries: uma série contínua para a reação dos feldspatos e uma série descontínua para os minerais ferromagnésicos (olivina, piroxênio, hornablenda e biotita).

5- Essa série de reações supõe que, de um único magma, todos os tipos de rochas ígneas podem se originar como resultado da diferenciação magmática.

Diagrama da série Bowen

As próprias séries Bowen são representadas por um diagrama em forma de “Y”, com linhas horizontais interceptando vários pontos no Y para indicar faixas de temperatura.

A primeira linha, vista de cima para baixo, representa uma temperatura de 1800 ºC e se manifesta na forma de rochas ultramáficas.

Esta é a primeira seção, uma vez que os minerais não podem se formar em temperaturas superiores. A segunda seção começa a 1100ºC, e entre esta temperatura e 1800ºC é onde se formam as rochas máficas.

A terceira seção começa a 900ºC e termina a 600ºC; o último representa o ponto onde os braços do diagrama se encontram e uma única linha desce. Entre 600ºC e 900ºC formam-se rochas intermediárias; abaixo disso, as rochas félsicas se cristalizam.

Série descontínua

O braço esquerdo do diagrama pertence à série descontínua. Este caminho representa formações minerais ricas em ferro e magnésio. O primeiro mineral a se formar dessa forma é a olivina, que é o único mineral estável por volta de 1800ºC.

A esta temperatura (e a partir deste momento) os minerais formados por ferro, magnésio, silício e oxigênio ficarão evidentes. Com a diminuição da temperatura, o piroxênio se tornará estável e o cálcio começará a aparecer nos minerais formados quando atingir 1100 ºC.

Ao atingir o resfriamento a 900 ºC, aparecem anfibólios (CaFeMgSiOOH). Por fim, esse caminho termina quando a temperatura cai para 600ºC, onde os biotitas começam a se formar de forma estável.

Série contínua

Esta série é chamada de "contínua" porque o feldspato mineral é formado em uma série contínua e gradual que começa com uma alta proporção de cálcio (CaAlSiO), mas é caracterizada por uma maior formação de feldspatos à base de sódio (CaNaAlSiO) .

À temperatura de 900 ºC, o sistema se equilibra, os magmas se resfriam e os íons cálcio se esgotam, de modo que a partir desta temperatura a formação dos feldspatos é baseada principalmente nos feldspatos sódicos (NaAlSiO). Este ramo culmina a 600 ºC, onde a formação dos feldspatos é quase 100% NaAlSiO.

Para as fases residuais - que são as últimas a se formarem e aparecem como a linha reta que desce da série anterior - o mineral conhecido como K-spar (feldspato potássico) aparecerá em temperaturas abaixo de 600 ºC, e a muscovita aparecerá irá gerar em temperaturas mais baixas.

O último mineral a se formar é o quartzo, e somente em sistemas onde há excesso de silício no remanescente. Este mineral é formado a temperaturas relativamente baixas do magma (200 ºC), quando está quase solidificado.

Diferenciação magmática

Este termo se refere à separação do magma em lotes ou séries, a fim de separar os cristais do fundido.

Isso é feito para obter certos minerais que não permaneceriam intactos no fundido se ele continuasse resfriando.

Como mencionado acima, os primeiros minerais que se formam a 1800ºC e 1100ºC se dissolvem novamente para formar outros, de modo que podem se perder para sempre se não forem separados da mistura fundida a tempo.

Referências

Britannica, E. (s.f.). Série de reações de Bowen. Obtido em britannica.com
College, C. (s.f.). Série de reações de Bowen. Obtido em colby.edu
Lerner, K. L. (s.f.). Série de reações de Bowen. Obtido em science.jrank.org
University, I. (s.f.). Série de reações de Bowen. Obtido em indiana.edu
Wikipedia. (s.f.). Série de reações de Bowen. Obtido em en.wikipedia.org