4.2: Serie Reacción de Bowen
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GFDL, CC-BY-SA-3.0 o CC BY-SA 2.5], vía Wikimedia Commons" width="221px" height="244px" src="https://geo.libretexts.org/@api/deki...t2-272x300.jpg">La serie de reacciones de Bowen describe la temperatura a la que los minerales cristalizan cuando se enfrían o se funden cuando se calientan. El extremo inferior de la escala de temperatura donde todos los minerales cristalizan en roca sólida es de aproximadamente 700°C (158°F). El extremo superior del rango donde todos los minerales existen en estado fundido es aproximadamente 1,250°C (2,282°F) [4]. Estos números hacen referencia a minerales que cristalizan a presión estándar a nivel del mar, 1 bar. Los valores serán diferentes para los minerales ubicados muy por debajo de la superficie de la Tierra debido al aumento de la presión, que afecta a las temperaturas de cristalización y fusión (ver Capítulo 4.4). No obstante, se mantienen el orden y las relaciones.
En la figura, la columna derecha enumera los cuatro grupos de roca ígnea de arriba a abajo: ultramáfica, máfica, intermedia y félsica. La flecha hacia abajo en el extremo derecho muestra cantidades crecientes de sílice, sodio, aluminio y potasio a medida que la composición mineral pasa de ultramáfica a félsica. La flecha hacia arriba muestra componentes ferromagnesianos crecientes, específicamente hierro, magnesio y calcio. Al extremo izquierdo del diagrama se encuentra una escala de temperatura. Los minerales cerca de la parte superior del diagrama, como el olivino y la anortita (un tipo de plagioclasa), cristalizan a temperaturas más altas. Los minerales cercanos al fondo, como el cuarzo y la moscovita, cristalizan a temperaturas más bajas.
El aspecto más importante de la Serie Reacción de Bowen es notar las relaciones entre los minerales y la temperatura. Norman L. Bowen (1887-1956) fue un geólogo de principios del siglo XX que estudió rocas ígneas. Notó que en las rocas ígneas, ciertos minerales siempre ocurren juntos y estos ensamblajes minerales excluyen a otros minerales. Curioso por qué, y con la hipótesis en mente de que tenía que ver con la temperatura a la que se enfriaban las rocas, se dispuso a realizar experimentos en rocas ígneas a principios del siglo XX. Realizó experimentos en rocas ígneas, moliendo combinaciones de rocas en polvo, sellando los polvos en cápsulas metálicas, calentándolos a diversas temperaturas y luego enfriándolos.
Al abrir las cápsulas templadas, encontró un vaso rodeando cristales minerales que pudo identificar bajo su microscopio petrográfico. Los resultados de muchos de estos experimentos, realizados a diferentes temperaturas durante un periodo de varios años, mostraron que los minerales ígneos comunes cristalizan a partir del magma a diferentes temperaturas. También vio que los minerales ocurren juntos en rocas con otras que cristalizan dentro de rangos de temperatura similares, y nunca cristalizan con otros minerales. Esta relación puede explicar la principal diferencia entre rocas ígneas máficas y félsicas. Las rocas ígneas máficas contienen más minerales máficos y, por lo tanto, cristalizan a temperaturas más altas que las rocas ígneas félsicas. Esto incluso se ve en los flujos de lava, con lavas félsicas en erupción cientos de grados más frías que sus contrapartes máficas. El trabajo de Bowen sentó las bases para comprender la petrología ígnea (el estudio de las rocas) y dio como resultado su libro, La evolución de las rocas ígneas en 1928 [5].