મૅગ્મા : ખડકોનો પીગળેલો રસ અથવા ભૂરસ. ખડકવિદોના મંતવ્ય પ્રમાણે પૃથ્વીની સપાટીથી આશરે 15 કે તેથી વધુ કિમી.ની ઊંડાઈ સુધી મળી આવતા વિવિધ પ્રકારના ખડકો પૈકી લગભગ 95 % પ્રમાણ અગ્નિકૃત ખડકોનું છે. અગ્નિકૃત ખડકો તૈયાર થવા માટેનું પ્રાપ્તિદ્રવ્ય અને સંજોગો પોપડાના નીચેના ભાગમાંથી ઉદભવે છે. પૃથ્વીના જુદા જુદા વિસ્તારોમાં આવેલી ઊંડી ખાણોમાં સપાટી કરતાં ઊંચું તાપમાન પ્રવર્તે છે. સપાટીથી જેમ જેમ નીચે જઈએ તેમ તેમ તાપમાન વધતું જાય છે. પૃથ્વીની સપાટીથી દર 30 મીટરની ઊંડાઈએ જતાં તાપમાનમાં 1° સે.નો વધારો થાય છે. તાપમાનના આ વધારાનું પ્રમાણ વધુ ઊંડાઈએ જતાં ક્રમશ: ઘટતું જાય છે. આ ઉપરથી ફલિત થાય છે કે ખૂબ ઊંડાણમાં રહેલું ખડકદ્રવ્ય અત્યંત ઊંચા તાપમાન હેઠળ હોવું જોઈએ. ઊંચા તાપમાને હોવા છતાં, ઉપર રહેલા ખડક-આવરણોના ઉગ્ર દબાણને કારણે તે ઘન સ્થિતિ જાળવી રાખી શકે છે, પીગળી જતું નથી; કારણ કે ખૂબ જ દબાણને લીધે પેટાળમાં ઊંચા તાપમાને રહેલા ખડકોનાં ગલનબિંદુ પણ ઊંચાં જતાં જાય છે; પરંતુ ક્યારેક કાર્યરત પ્રતિબળોની અસર હેઠળ થતી રહેતી ભૂસંચલનની ક્રિયાને કારણે પેટાળના કેટલાક ભાગોમાં જ્યારે સમતુલા જળવાતી નથી ત્યારે દબાણ ઘટી જાય છે, પરિણામે ત્યાં રહેલું ઘન ખડકદ્રવ્ય ઊંચા તાપમાને રહેલું હોવાથી એકાએક પીગળી જઈ પ્રવાહી કે અર્ધપ્રવાહી સ્થિતિમાં ફેરવાઈ જાય છે. આ પ્રમાણે પેટાળમાં તૈયાર થતા ખડકોના પીગળેલા રસને મૅગ્મા કહે છે. આ મૅગ્મા જ્યારે નબળા વિસ્તારો દ્વારા પૃથ્વીની સપાટી પર આવે છે ત્યારે તેને લાવા કહે છે. મૅગ્મા કે લાવાના, ઠંડા પડવાથી થતા ઘનીભવન કે સ્ફટિકીકરણની ક્રિયાથી જે ખડકો અસ્તિત્વમાં આવે છે તેમને અગ્નિકૃત ખડકો કહે છે. પોપડાની અંદર ઊંડાણમાં બને તેમને અંત:કૃત ખડકો, બહાર સપાટી પર બને તેમને બહિર્ભૂત ખડકો અને પોપડાની અંદર છીછરા વિભાગોમાં બને તેમને ભૂમધ્યકૃત ખડકો કહે છે.
મૅગ્મા તરીકે ઓળખાતા આ પૂર્ણત: કે અંશત: પીગળેલા ગરમ ભૂરસમાં વાયુઓ પણ દબાણ હેઠળ પ્રવાહી સ્થિતિમાં ભળેલા હોય છે. મોટેભાગે મૅગ્મા સંકલિત સ્ફટિકોવાળું, પીગળેલું પ્રવાહી અને વાયુઓથી બનેલો સિલિકેટ બંધારણ ધરાવતો દ્રવ હોય છે, તેમ છતાં કેટલોક મૅગ્મા ઑક્સાઇડ, સલ્ફાઇડ, ફૉસ્ફેટ, કાર્બોનેટ અને ગંધક દ્રવથી બનેલો હોવાનું પણ અનુમાન કરવામાં આવે છે. સરેરાશ કદપ્રમાણની ર્દષ્ટિએ જોતાં, જે ભૂરસમાં 60 % ઘનદ્રવ્ય રહેલું હોય તેને પણ મૅગ્મા તરીકે ઘટાવી શકાય. તર્કબદ્ધ ષ્ટિએ વિચારતાં, મૅગ્માના બે પ્રકારો પડી શકે છે : પ્રાથમિક મૅગ્મા અને પરિણામી મૅગ્મા. જે ભૂરસ પૂર્ણપણે પ્રવાહી હોય અને પૂર્વ-અસ્તિત્વ ધરાવતા ઘનખડકો અંશત: ગલન થવાથી તેમાં ભળેલા હોય તેને ‘પ્રાથમિક મૅગ્મા’ ગણવામાં આવે છે; અર્થાત્, અસ્તિત્વ ધરાવતા ઘન ખડકોનું અંશત: ગલન થવાથી ઉદભવતું સંપૂર્ણ પ્રવાહી કે જેમાં પરિમાણવિહીન તરતા રહેલા ઘન તેમજ વાયુદ્રવ્યોનું સંકેન્દ્રીકરણ થયેલું હોય તેને પ્રાથમિક મૅગ્મા કહે છે. પ્રાથમિક મૅગ્માના સ્ફટિકીકરણ દ્વારા તૈયાર થયેલું સંપૂર્ણ પ્રવાહી કે જેમાંથી તરતું રહેતું ઘનદ્રવ્ય અલગ પડી ગયું હોય તેને પરિણામી મૅગ્મા કે માતૃદ્રવ્યમાંથી બનેલો મૅગ્મા કહે છે.
સપાટી પર મૅગ્માજન્ય ખડકો તો જોવા મળે છે, પરંતુ મૅગ્માની પ્રાપ્તિ શક્ય ન હોવાથી તેની ઉત્પત્તિ માટેની આ સંકલ્પના સમજી શકાય એવી હોઈ ઉચિત ગણવામાં આવેલી છે. જ્વાળામુખી દ્વારા પ્રસ્ફુટિત થતો પ્રવાહિત લાવા નજરે પડી શકે છે; કુદરતી કાચખડક ઑબ્સિડિયન મળે છે. બેસાલ્ટ, ઍન્ડેસાઇટ, ડેસાઇટ, રહાયોલાઇટ તેમજ ક્યાંક જોવા મળતા કાર્બોનેટ-સમૃદ્ધ મૅગ્માજન્ય ખડકો અને ગંધક દ્રવ સિલિકેટ મૅગ્માના બંધારણ સાથે ઘણું મળતાપણું રજૂ કરે છે. તેમનાં કણરચનાત્મક અને સંરચનાત્મક લક્ષણો તેમજ ખનિજીય પુરાવા ઑક્સાઇડ-સમૃદ્ધ અને સલ્ફાઇડ-સમૃદ્ધ મૅગ્માના પૂર્વઅસ્તિત્વનું અનુમાન કરવા પ્રેરે છે. અગ્નિકૃત ખડકોમાં રહેલાં ખનિજો અને સ્ફટિકોની સ્થિતિ તેમનું મૂળભૂત તાપમાન જરૂર ઊંચું હતું તેની પણ સ્પષ્ટ સમજ આપે છે. બંધારણ, ઘટકો અને તાપમાન મૅગ્માની મૂળ સ્થિતિનો સ્પષ્ટ ખ્યાલ આપે છે.
તાપમાન : સપાટી પર નીકળી આવતા લાવા પરથી મૂળ સિલિકેટ મૅગ્માનાં તાપમાન 1,200° સે.(બેસાલ્ટ માટે)થી વધુ અને, 800° સે.(રહાયોલાઇટ માટે)ની આજુબાજુ સુધીનાં હોવાનું જણાયું છે. મૅગ્માનાં અંતર્ભેદનોનું તાપમાન પેટાળમાં પ્રવર્તમાન સંજોગો મુજબ લાવાના તાપમાન કરતાં વધુ (અમુક મૅગ્માજન્ય ખડકો માટે ઓછું પણ) હોય છે. મૅગ્માના સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન બાષ્પદ્રવ્યો મોટેભાગે તેમાં ભળેલાં હોય છે, જે લાવામાંથી નીકળી જતાં હોય છે. મૅગ્માની ઠંડા પડવાની ક્રિયા દરમિયાન બનતાં રહેતાં ખનિજો અરસપરસ પણ ક્રિયા-પ્રતિક્રિયા કરતાં રહે છે, તેથી અંતર્ભેદકોનાં તાપમાન ખાતરીબદ્ધ રીતે નક્કી કરવાનું મુશ્કેલ બની રહે છે. મૅગ્મા તૈયાર થતી વખતના તાપમાનનો અંદાજ ચોકસાઈપૂર્વક કાઢવાનું મુશ્કેલ એટલા માટે હોય છે કે સપાટી સુધી પહોંચતા અગાઉ તે પ્રાદેશિક ખડકોના સંપર્કમાં આવતો હોવાથી પ્રમાણમાં ઠંડો પડતો જતો હોય છે.
ઘનતા : સિલિકેટ મૅગ્માના પૂર્ણ જથ્થાની ઘનતા તેના બંધારણ અને ઉષ્ણતામાપન પર આધારિત રહીને આશરે 2.7થી 2.4 ગ્રામ/સેમી.3 ગણાય છે. તેમાંથી બનતા જતા ખનિજ-સ્ફટિકોની ઘનતા કરતાં દ્રવની ઘનતા ઓછી હોય છે. આ કારણે ગુરુત્વ-સ્વભેદન થતું હોય છે, તે માટે મોટેભાગે ઑલિવિન જવાબદાર લેખાય છે. એ જ રીતે પ્રવાહી સ્થિતિવાળા ખૂબ ગરમ બેસાલ્ટિક મૅગ્મામાં મિલીમીટર કદના સ્ફટિકો પ્રતિકલાક કેટલાક સેમી.ની થરજમાવટના દરથી જામતા જતા હોય છે, કારણ કે કેટલીક પીલો બેસાલ્ટમાં નીચેના થરમાં ઑલિવિન-સ્ફટિકોનું એકત્રીકરણ થયેલું જોવા મળે છે; કેટલાક લોહસમૃદ્ધ દ્રવમાં ફેલ્સ્પાર-સ્ફટિકો હલકા હોવાથી તરતા રહે છે. બેસાલ્ટિક મૅગ્મા ખંડીય પોપડાના ખડકદ્રવ્ય કરતાં ભારે હોય છે. ભારેપણાને કારણે તે ભૂમધ્યાવરણમાં રહેવો જોઈએ, પરંતુ બાષ્પદાબ અને જલદાબને લીધે તે પોપડા તરફ ધકેલાઈને આવ્યો હોય છે. ગ્રૅનાઇટિક મૅગ્મા હલકો હોવાથી આપમેળે સરળતાથી ઉપર તરફ આવીને ગોઠવાય છે.
સ્નિગ્ધતા : સિલિકેટ મૅગ્મા સ્નિગ્ધ હોય છે, જેની માત્રા 100 પૉઇઝથી 1,00,000 પૉઇઝ સુધીની હોય છે. (1 પૉઇઝ = 0.1N s/m2). મૅગ્માની સ્નિગ્ધતા તાપમાન ઘટવા સાથે, H2Oનું પ્રમાણ ઘટવા સાથે, સ્ફટિકીકરણ થતાં જવા સાથે, SiO2 જેમ વપરાતું જાય તેમ વધતી જાય છે. મૅગ્મામાં ઉપરના પ્રત્યેક પ્રમાણની ભિન્નતા સ્વતંત્ર રીતે કાર્યરત હોતી નથી. સિલિકેટ મૅગ્માની સ્નિગ્ધતા દ્રવમાં રહેલા SiO2ના પ્રમાણ પર અવલંબે છે SiO2 છૂટું પડીને જેમ જેમ વપરાતું જાય તેમ તેમ સ્નિગ્ધતા વધે છે. આ જ કારણથી બેસાલ્ટિક મૅગ્મા બહાર આવીને લાવાના થર રચે છે, જ્યારે રહાયોલાઇટ મૅગ્મા ઢગલાઓ, ટેકરાઓ કે ઘૂમટો રચે છે.
સંરચના : સિલિકેટ મૅગ્મા દ્રવ એ એક પ્રકારનું આયનિક દ્રાવણ છે અને ઊંચી વીજવાહકતા (100 ohm–1 cm–1) ધરાવે છે. આયનોની લાક્ષણિકતા પરખવાનું મુશ્કેલ હોય છે, તેમ છતાં તેમના અણુભાર અથવા કદપ્રમાણ વિશે ઓછી જાણકારી મળી શકી છે. FeO.MgO.CaOવાળો મૅગ્મા મૅફિક અને ભારે હોય છે, જ્યારે ફેલ્સ્પાર-સિલિકાવાળો મૅગ્મા સિલિસિક કહેવાય છે.
સ્ફટિકીકરણ : ઠંડા પડવાની ક્રિયા દરમિયાન અથવા વાયુઓના ઊભરાઓને કારણે અથવા બંનેથી મૅગ્મા સ્ફટિકીકરણ પામતો જાય છે. સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયામાં ઓછામાં ઓછા દ્રાવ્ય અને વિપુલ પ્રમાણ ધરાવતા ઘટકો પહેલાં તૈયાર થાય છે, વધુ દ્રાવ્ય અને ઓછા પ્રમાણવાળા ઘટકો પછીથી બને છે. સ્ફટિકીકરણની પ્રત્યેક કક્ષાએ સ્ફટિકો બનતા જાય અને અવશિષ્ટ દ્રવ રહેતું જાય છે. લાઇમ અને મૅગ્નેશિયા સોડા અને લોહ કરતાં વહેલાં બને છે. કેટલાક મૅગ્મામાં પ્રારંભિક કક્ષાએ જ સલ્ફાઇડ દ્રવ સિલિકેટ દ્રવથી અલગ પડી જાય છે. અમુક મૅગ્મામાં જે ખનિજો વહેલાં બને તે બીજા મૅગ્મામાં પછી પણ બની શકે છે. જે મૅગ્મા ઝડપથી ઠંડો પડે, સ્ફટિકીકરણ પામે તેમાં સ્ફટિકો નાના પરિમાણવાળા બને છે; જે ધીમેથી ઠંડો પડે તેમાં સ્ફટિકો મોટા પરિમાણવાળા બને છે.
પ્રાપ્તિ : ક્રિયાશીલ જ્વાળામુખી-વિસ્તારોમાં નીચે ઊંડાઈ તરફ નાનામોટા અંતર્ભેદકો બનાવી શકે એટલા પરિમાણવાળા મૅગ્માનો સંચયસ્રોત અસ્તિત્વમાં હોવાનું ધારવામાં આવેલું છે. મૅગ્મામાંથી એક કે અનેક નાનામોટા અંતર્ભેદકો બની શકે છે. વિસ્તૃત પ્રસ્ફુટનો દ્વારા આશરે 100 કિમી.3 ના કદના વિશાળ જ્વાળામુખી ખડકવિસ્તારો એક જ ઘટના દરમિયાન રચાયેલા છે. આવી ઘટના થોડાં સપ્તાહોથી વર્ષોના ગાળાનો સમય લઈ શકે છે. આવાં ઘણાં ઉદાહરણો પૃથ્વીના પટ પર જોવા મળે છે. જ્યાં જ્વાળામુખી-ક્રિયા ન થતી હોય ત્યાં પણ મૅગ્માનું અસ્તિત્વ હોઈ શકે છે, કારણ કે જ્યાં અંતર્ભેદકો અસ્તિત્વ ધરાવે છે ત્યાં જ્વાળામુખીનાં કોઈ ચિહનો નથી. ભૂકંપીય, ગુરુત્વ અને ચુંબકીય સંશોધન માહિતી પરથી યેલોસ્ટોન નૅશનલ પાર્ક, કાટમાઈ ટ્રીડેન્ટ, AK, કામચાટકા અને જાપાનની તળભૂમિ નીચે મૅગ્માના મહત્વના જથ્થાઓનું અસ્તિત્વ હોવાનું જાણી શકાયું છે.
ઉત્પત્તિ : જુદા જુદા મૅગ્મા માટે જુદી જુદી ઉત્પત્તિ હોવાનું મનાય છે. ઊંચા તાપમાનવાળો કહેવાતો બેસાલ્ટિક મૅગ્મા સંભવિતપણે સપાટી નીચે ઘણા કિમી.ની ઊંડાઈએ ભૂમધ્યાવરણ વિભાગમાં ઉત્પન્ન થતો હોવાનું ગણાય છે. તે ભૂમધ્યાવરણમાં ભલે તૈયાર થયો હોય, પણ શક્ય છે કે તેનું સ્ફટિકીકરણ પોપડાના વિભાગોમાં શરૂ થયું હોય, ઘટકો બનતા જવાથી વિભાગીકરણ થતું ગયું હોય. રહાયોલાઇટ મૅગ્મા બેસાલ્ટિક મૅગ્માના સ્ફટિકીકરણ દ્વારા તૈયાર થયો હોય અથવા પોપડાના ખડકોના ગલન દ્વારા તૈયાર થયો હોય. વચગાળાના બંધારણવાળો મૅગ્મા ભૂમધ્યાવરણમાં તૈયાર થયો હોય અથવા બેસાલ્ટિક મૅગ્માના સ્ફટિકીકરણથી થતા ઘટક વિભાગીકરણથી બન્યો હોય અથવા મૅગ્માના પ્રાદેશિક ખડકો સાથેના આત્મસાતીકરણથી પણ બન્યો હોય.
મૅગ્મા તૈયાર થવાની અન્ય ઘટનાઓને પણ આગળ મૂકવામાં આવેલી છે. તે પૈકીની એક ઘટના પુનર્ભવન (palingenesis) નામથી ઓળખાય છે, તેમાં ખડકોના પુનર્ગલનથી મૅગ્મા તૈયાર થતો હોય છે. પ્રાથમિક મૅગ્માની ગરમી મળવાથી પ્રાદેશિક ખડકોનું ગલન થતું હોય છે; તેમાં ગ્રૅનાઇટ કે ગ્રૅનાઇટ-સમકક્ષ ખડકોનું ઉમેરણ થતું હોય છે. આમાંથી જે નવો મૅગ્મા ઉદભવે તે ઘટનાને palingensis કહે છે.
ક્યારેક ગેડવાળા પર્વતોની ઊંડાઈએ રહેલા મૂળ (mountain roots) વિભાગોમાં જુદા જુદા પ્રમાણવાળું ખડકગલન થવાથી પણ મૅગ્મા તૈયાર થતો હોય છે.
ગિરીશભાઈ પંડ્યા