Bowen-reaksjonsserien er en beskrivelse av hvordan magmaMineraler endres når de kjøler seg. Petrologen Norman Bowen (1887–1956) gjennomførte flere tiår med smelteforsøk på begynnelsen av 1900-tallet til støtte for sin teori om granitt. Han fant ut at når en basalt smelte langsomt ble avkjølt, dannet mineraler krystaller i en bestemt rekkefølge. Bowen utarbeidet to sett av disse, som han kåret den diskontinuerlige og kontinuerlige serien i papiret fra 1922 "Reaksjonsprinsippet i petrogenese."
Bowens reaksjonsserie
De diskontinuerlig serie starter med olivin, deretter pyroxen, amfibol og biotitt. Det som gjør dette til en "reaksjonsserie" i stedet for en vanlig serie, er at hvert mineral i serien erstattes av det neste ettersom smelten avkjøles. Som Bowen uttrykte det, "forsvinningen av mineraler i den rekkefølgen de vises... er av essensen av reaksjonsserie. "Olivine danner krystaller, deretter reagerer den med resten av magmaen når pyroksen former seg ved sin kostnader. På et visst tidspunkt resorberes alt olivinet, og bare pyroksen finnes. Deretter reagerer pyroksen med væsken da amfibolkrystaller erstatter den, og deretter erstatter biotitt amfibol.
De kontinuerlig serie er en plagioclase feltspat. Ved høye temperaturer danner den høye kalsium-varianten av anorthite. Når temperaturene faller, blir den erstattet av mer natriumrike varianter: bytownitt, labradorite, andesine, oligoclase og albite. Når temperaturen fortsetter å falle, smelter disse to seriene sammen, og flere mineraler krystalliserer i denne rekkefølgen: Alkali feltspat, muskovitt og kvarts.
En mindre reaksjonsserie involverer spinellgruppen av mineraler: kromitt, magnetitt, ilmenitt og titanitt. Bowen plasserte dem mellom de to hovedseriene.
Andre deler av serien
Den komplette serien finnes ikke i naturen, men mange stollete bergarter vis deler av serien. Hovedbegrensningene er væskens tilstand, kjølehastigheten og mineralkrystallers tendens til å sette seg under tyngdekraften:
- Hvis væsken går tom for et element som trengs for et bestemt mineral, blir serien med det mineralet avbrutt.
- Hvis magmaen avkjøles raskere enn reaksjonen kan fortsette, kan tidlige mineraler vedvare i delvis resorbert form. Det endrer utviklingen av magmaen.
- Hvis krystaller kan stige eller synke, slutter de å reagere med væsken og hoper seg et annet sted.
Alle disse faktorene påvirker forløpet av en magmas utvikling - dens differensiering. Bowen var trygg på at han kunne begynne med basaltmagma, den vanligste typen, og bygge hvilken som helst magma fra den rette kombinasjonen av de tre. Men mekanismer som han diskonterte - magma-blanding, assimilering av countryrock og omsmelting av jordskorpen bergarter - for ikke å snakke om hele systemet med platetektonikk han ikke forutså, er mye viktigere enn han tanken. I dag vet vi at ikke engang de største kroppene av basaltisk magma sitter stille lenge, skiller seg helt ut til granitt.