172번 글에 대한 생각...^^

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172번 글에 대한 생각...^^

이창원 0 6,814 2002.02.19 22:08
안녕하세요. 저는 연세대학교 석사과정에 있는 이창원이라고 합니다.
다름이 아니라 172 번 글을 보고 같이 생각해보고 싶어 이렇게 몇 자 적어 봅
니다. 요즘 제가 공부하고 있는 부분이기도 해서요... ^ ^

글에서 말씀하신 부분은 wet system에서의 magma생성에 대한 것 같습니다.
첫번째 "물이 첨가되면 녹는점이 낮아지는 이유... " mantle을 대상으로 생각
해본다면,

1. 간단히 solid + H2O = melt 의 식으로 나타낼 수 있습니다.
  여기서 "어떠한 시스템에서 변화가 생기면 그 시스템은 그 변화를 최소
  화 시키려는 따라서 다시금 안정화 하는 방향으로 반응이 일어난다"
  라는 르샤틀리에 법칙을 생각해보면 답글에서도 말씀하신 바와 같이
  물이 첨가됨에 따라 부피가 증가한 영향을 최소화 시키기 위해 반응은
  melt가 생성되는 방향으로 일어나게 되고 따라서 본래 dry system에서는
  발생되질 않았을 melt가 형성될 수 있으리라 생각됩니다.

2. 다르게 생각해 본다면, 고온 고압내 mantle 내부로 H2O가 첨가되는
  경우 H2O는 hydrolysis에 의해 H+ 와 OH-로 dissociation이 발생하고
  이 때 생성된 OH-는 mantle내 silicate 광물들이 이루고 있는 polymerize
  의 연결고리를 끊고 때문에 쉽게 끊어질 수 있는 상태가 됩니다.

두번째로요 "dry 경우 온도 압력이 증가하면 녹는점은 높아지는데 wet system
의 경우 오히려 떨어지는 이유...."

3. 이부분은 열역학에서 설명될 수 있으리라 생각됩니다. 많은 열역학 책에
  나와 있듯이 d(DG) = (DV)dP - (DS)dT 의 수식이 성립합니다.(D=delta)
  P-T diagram에서 온도 압력이 증가할수록 녹는점이 증가 하거나 감소한다
  는 표현은 이 평면에서의 solidus 기울기가 양수 혹은 음수인가에 해당
  됩니다. 또한 이 solidus 위에서는 equillibrium 상태이므로 DG = 0 이
  됩니다. 따라서 윗 식을 정리하면 0 = (DV)dP - (DS)dT
  dP/dT = (DS)/(DV)
  아시는 바와 같이 모든 반응에서 DS(entropy)>0 이고 위에서도 말씀드렸
  듯이 물이 첨가되면 DV(반응식에서 부피의 차이)<0 이므로 기울기는
  음수가 되어 solidus의 기울기는 음수가 됩니다.
  하지만 더욱더 압력이 높아진다면 solid에 H2O가 첨가되어도 높은 압력에
  의해 DV 값은 점차 작아지고 결국은 양수가 되겠지요 따라서 solidus의
  기울기는 약 1.5GP(basalt의경우)에서 다시금 양수로 꺽이게 됩니다.
  따라서 이 부분이 녹는점이 가장 낮은 부분이 될 것이고 magma가 쉽게
  생성될 수 있으리라 생각됩니다.

조금 길어졌네요. 저도 고온 고압에서의 마그마 형성에 대해 궁금하기도 하고
관심이 있는 부분이라 이렇게 주저리 주저리 적어 보았습니다.
아직 학생이고 이 내용들 또한 여기 저기 책들을 찾아 본 것들이라 아직
정리가 되지도 않고 해서 틀린 부분들이 있으리라 생각됩니다. 많은 지적
부탁드립니다. 감사합니다. 건강하세요 ^ ^

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