화산안에 있는 마그마가 궁금합니다.

Question

안녕하세요 조그만 뱀눈새212입니다.

얼마전에 우연찮게 화산 안에 마그마는 수증기와 용암? 으로 되어 있다고 알게되었어요

그런데 어떻게 뜨거운곳에서 수증기가 증발 되지 않고 내재 할수 있는걸까요?

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

화산 안에서 마그마와 수증기가 공존하는 것은 화산 온도가 높은 온도와 압력으로 인해 수증기가 증발하지 않고 내재할 수 있기 때문입니다. 화산 마그마는 일반적으로 액태로 존재하며, 그 온도는 700℃ 정도이며 매우 뜨거운 온도입니다. 이렇게 높은 온도에서 수증기는 압력조절기 등 특수한 조건 없이 바로 증발하기 힘듭니다. 또한, 화산 깊은 곳의 수증기는 압력과 온도가 높기 때문에 마그마와 함께 공존할 수 있게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

암석이 용융되면 그것이 마그마를 만들게 됩니다. 암석 내에는 단순히 규산염과 같은 고체 성분만 있는 것이 아니라, 아르곤이나 미량의 이산화탄소, 산소, 수소 및 물 등이 있습니다.

이러한 성분을 우리는 "휘발성 기체(volatile)"라고 합니다.

지구는 초창기에 미행성의 충돌로 점점 덩치가 커지게 됩니다. 그런데 그 과정에서 우주 공간에 있는 엷은 기체 성분만 가지고는 지금의 대기를 만들 수 없습니다.

행성 형성 초기에 존재하는 미행성에는 다양한 원소가 혼합되어 있는 상태(primitive)입니다. 그것이 충돌에너지와 방사성 붕괴 에너지로 열을 받아 녹게 되면, 그 안에 있는 가벼운 원소가 빠져나갈 수 있는 겁니다.

지구 형성 초기에는 지표가 너무 달구어져 있었기 때문에 "화산 폭발"이라는 현상이 따로 있다기 보다는 지표 자체가 녹은 암석으로 되어 있다고 보기도 합니다. 이런 경우에는 지표의 압력이 낮기 때문에 용융된 암석 속에 포함된 휘발성 기체가 지표 쪽으로 빠져나가게 됩니다. 그러나 이 기체들은 우주 공간으로 날아가지 못하기 때문에(중력의 영향) 지표 가까이에 같히게 되고, 오늘날의 대기를 형성하게 된 겁니다.

한편 오늘날에도 마그마는 지표로 암석 속의 기체를 지표로 이끌어내는데, 화산 활동을 보면 그러한 작용을 잘 볼 수 있습니다. 마그마가 지표까지 도달하지 못하는 경우라도, 이것이 암석화되는 과정에서 일부 기체는 주변 암석의 균열을 따라 이동하기도 하며, 그 중에 일부는 지표로 도달하기도 합니다. 황, 염소, 물, 이산화탄소 등은 지표의 균열이나 지하수 등에 녹아 지표까지 이동하게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

마그마는 깊은 지하에서 매우 높은 압력과 온도로 유지되는 암석 물질입니다.

이러한 조건은 수증기가 증발하지 않고 암석 내부에 포집될 수 있게 합니다. 수증기는 이러한 깊은 지하에서는 더 높은 압력으로 인해 기체 상태로 존재할 수 있습니다. 따라서 마그마가 된 수증기와 용암은 고온 고압 조건에서 함께 유지될 수 있습니다.