Los magmas se generan por fusión de las rocas en el interior de la Tierra, es decir en las capas llamadas corteza y manto. La mayoría de los magmas no son enteramente líquidos sino una mezcla de una fase líquida, gas disuelto (principalmente vapor de agua y dióxido de carbono) y minerales sólidos. Los magmas son usualmente menos densos que el material a partir del cual se forman y, por tanto, tienden a ascender hasta que se enfrían y cristalizan, dando lugar a las ROCAS ÍGNEAS o MAGMÁTICAS. Cuando un magma sale a la superficie, los gases se separan de él causando las erupciones volcánicas de lava.

Las rocas que forman la corteza y el manto terrestre están mayoritariamente compuestas por minerales silicatados, es decir ricos en silicio y oxígeno. Como sistema complejo, una roca silicatada no funde a una temperatura fija sino en un intervalo de temperaturas y presiones. Estas temperaturas varían según la presión y la composición de la roca que funde, desde unos 650ºC en la corteza hasta más de 1200ºC en el manto. Este proceso es llamado fusión parcial.

La temperatura de la Tierra aumenta gradualmente con la profundidad, inicialmente a razón de entre 25 y 32 ⁰C por km (gradiente geotérmico). No obstante, en condiciones normales este aumento no es suficiente para superar el punto de fusión de las rocas, y tanto la corteza como el manto terrestre son esencialmente roca silicatada sólida.

La fusión parcial de las rocas, y por tanto la generación de los magmas, se produce solamente cuando en el manto o la corteza terrestres se dan algunas circunstancias particulares como:

– la llegada rápida de material más caliente (por ejemplo otros fundidos magmáticos) desde zonas más profundas

– un ascenso rápido de las rocas (la descompresión favorece la fusión)

– la entrada de sustancias volátiles, como fluidos ricos en agua o dióxido de carbono, que hace disminuir la temperatura de fusión

Normalmente los magmas se estancan a diferentes profundidades durante su ascenso, formando cámaras magmáticas. En estas situaciones los magmas pueden cristalizar en parte, asimilar las rocas encajantes y sufrir otras modificaciones a través de:

Diferenciación por cristalización fraccionada: los minerales cristalizan por enfriamiento y se separan de la parte fundida del magma principalmente por gravedad

Asimilación magmática: el magma integra en su interior rocas de las paredes de la cámara magmática y las funde

Mezcla de magmas: la sucesiva llegada de pulsos magmáticos a la cámara puede hacer que se mezclen magmas de diferente composición

Los magmas están compuestos de los elementos mayoritarios que forman la Tierra (O, Si, Al, Mg, Fe, Ca, Na y K). El componente que predomina en la mayoría de los magmas terrestres es la sílice (SiO₂). Los magmas y las rocas magmáticas se agrupan en categorías composicionales en base a su contenido en sílice:

• Rocas ultramáficas (< 45% SiO₂): presentan abundancia de minerales oscuros ricos en Fe y Mg y pobres en sílice (por ejemplo olivino, piroxenos)

• Rocas máficas (45-53% SiO₂)

• Rocas intermedias (53-63% SiO₂)

• Rocas félsicas (> 65% SiO₂): presentan abundancia de minerales claros pobres en Fe y Mg y ricos en sílice, Na y K (por ejemplo cuarzo, feldespatos)

Los magmas que solidifican lentamente bajo la superficie terrestre, en cámaras magmáticas, forman los cuerpos de rocas intrusivas (o plutónicas). En este caso el enfriamiento se produce muy lentamente, por lo que los minerales pueden cristalizar bien y en dimensiones relativamente grandes (de varios milímetros a varios centímetros).

Cuando el magma alcanza la superficie, da lugar a la actividad volcánica o eruptiva. El resultado son las rocas extrusivas (o volcánicas) y los edificios volcánicos. En este caso el enfriamiento es rápido, por lo que las rocas se caracterizan por una matriz vítrea o formada por minerales de dimensiones muy pequeñas (por debajo de un milímetro). Entre esta matriz pueden aparecer minerales de mayor tamaño llamados fenocristales, que han cristalizado previamente a la erupción en la superficie.

El término textura se refiere a las características relativas al tamaño y forma de los granos minerales en una roca, y al tipo de relación espacial entre los granos. La textura de una roca magmática está principalmente determinada por la velocidad de enfriamiento del magma. Si el enfriamiento es lento (es el caso de las rocas plutónicas), se producen pocos cristales que crecen hasta adquirir un gran tamaño de varios milímetros o más grandes. Si el enfriamiento es rápido (es el caso de las rocas volcánicas), se forman muchos cristales y de pequeño tamaño. Si el enfriamiento es extremadamente rápido, los átomos no tienen posibilidad de organizarse en cristales y se forma un vidrio volcánico (obsidiana).

Algunas texturas frecuentes de rocas magmáticas son:

Textura fanerítica: los granos minerales individuales (cristales) son reconocibles a simple vista. Indica enfriamiento lento y es típica de las rocas intrusivas o plutónicas (por ejemplo el granito)

Textura afanítica: los cristales no son visibles a simple vista, lo que indica un enfriamiento rápido típico de las rocas extrusivas o volcánicas (por ejemplo el basalto)

Textura vesicular: la roca volcánica presenta cavidades (vesículas) que se forman al separarse el gas disuelto en el magma (por ejemplo la piedra pómez)

Un sill es un cuerpo inyectado paralelamente a capas o estratos de otras rocas sedimentarias o volcánicas.

Un dique es un cuerpo discordante que se forma cuando el magma es inyectado en fracturas que cortan las capas de rocas previas.

Un facolito es un cuerpo con forma de plato lenticular o de media luna.

Un lacolito representa un cuerpo magmático que ha empujado las rocas suprayacentes para formar un cuerpo concordante en forma de seta.

Un batolito es un cuerpo de gran extensión superficial, típicamente de más de varios centenares de km².

Las chimeneas son cuerpos discordantes que representan la parte superior del conducto entre la fuente profunda del magma (cámara magmática) y la boca volcánica.

La actividad volcánica, el tipo de erupción y los productos resultantes dependen, sobre todo, de dos aspectos importantes del magma: la viscosidad, que determina la fluidez, y el contenido en gases.

Los magmas basálticos son característicamente fluidos y pueden fluir fácil y rápidamente formando coladas de lava que viajan a veces a grandes distancias.

Los magmas silíceos, en cambio, son mucho más viscosos, y al salir a la superficie no pueden fluir fácilmente y forman acumulaciones en torno a la boca eruptiva (domos).

Si los magmas silíceos son ricos en gases, éstos no se pueden liberar a causa de la gran viscosidad de la lava. Por tanto, se acumulan como burbujas y aumentan la presión interna de la lava hasta desencadenar enormes fenómenos explosivos. En una erupción explosiva se generan flujos piroclásticos, es decir una mezcla caliente y muy móvil de gas, ceniza y fragmentos de roca, que fluye como una avalancha caliente y rápida sobre la superficie del terreno.

Cuando un volumen muy grande de magma escapa desde una cámara magmática durante una erupción, el terreno se hunde o colapsa dentro del espacio vaciado, formando una enorme depresión circular llamada caldera. Algunas calderas tienen más de 25 kilómetros de diámetro y varios kilómetros de profundidad y suelen estar rellenadas por lagos. Los terremotos, grietas, hundimientos y levantamientos alternantes, y la actividad térmica (geiseres, aguas termales) son comunes en muchas calderas.