La serie de reacciones de Bowen es una descripción de cómo cambian los minerales del magma a medida que se enfrían. El petrólogo Norman Bowen (1887-1956) llevó a cabo décadas de experimentos de fusión a principios del siglo XX en apoyo de su teoría del granito. Descubrió que a medida que un fundido basáltico se enfriaba lentamente, los minerales formaban cristales en un orden definido. Bowen elaboró dos conjuntos de estos, a los que denominó series discontinuas y continuas en su artículo de 1922 " El principio de reacción en la petrogénesis ".
La serie de reacciones de Bowen
La serie discontinua comienza con olivino, luego piroxeno, anfíbol y biotita. Lo que hace que esta sea una "serie de reacciones" en lugar de una serie ordinaria es que cada mineral de la serie es reemplazado por el siguiente a medida que se enfría el fundido. Como dijo Bowen, "La desaparición de los minerales en el orden en que aparecen ... es la esencia misma de la serie de reacciones". El olivino forma cristales, luego reacciona con el resto del magma a medida que se forma piroxeno a su costa. En cierto punto, todo el olivino se reabsorbe y solo existe el piroxeno. Luego, el piroxeno reacciona con el líquido a medida que los cristales de anfíbol lo reemplazan, y luego la biotita reemplaza al anfíbol.
La serie continua es un feldespato plagioclasa. A altas temperaturas, se forma la variedad de anortita con alto contenido de calcio. Luego, a medida que bajan las temperaturas, se reemplaza por variedades más ricas en sodio: bytownita, labradorita, andesina, oligoclasa y albita. A medida que la temperatura continúa bajando, estas dos series se fusionan y más minerales cristalizan en este orden: feldespato alcalino, moscovita y cuarzo.
Una serie de reacciones menores involucra el grupo de minerales de la espinela: cromita, magnetita, ilmenita y titanita. Bowen los colocó entre las dos series principales.
Otras partes de la serie
La serie completa no se encuentra en la naturaleza, pero muchas rocas ígneas muestran partes de la serie. Las principales limitaciones son el estado del líquido, la velocidad de enfriamiento y la tendencia de los cristales minerales a asentarse por gravedad:
- Si el líquido se queda sin un elemento necesario para un mineral en particular, la serie con ese mineral se interrumpe.
- Si el magma se enfría más rápido de lo que puede proceder la reacción, los primeros minerales pueden persistir en forma parcialmente reabsorbida. Eso cambia la evolución del magma.
- Si los cristales pueden subir o hundirse, dejan de reaccionar con el líquido y se acumulan en otro lugar.
Todos estos factores afectan el curso de la evolución de un magma: su diferenciación. Bowen confiaba en que podría comenzar con magma de basalto, el tipo más común, y construir cualquier magma a partir de la combinación correcta de los tres. Pero los mecanismos que descartó —mezcla de magma, asimilación de country rock y refundición de rocas de la corteza— sin mencionar todo el sistema de placas tectónicas que no previó, son mucho más importantes de lo que pensaba. Hoy sabemos que ni siquiera los cuerpos más grandes de magma basáltico se quedan quietos el tiempo suficiente para diferenciarse hasta el granito.