Magmatik Su

Jüvenil su olarak da adlandırılan magmatik su, Yer kabuğunun veya mantonun derinliklerindeki magmadan türetilen; erimiş kayaç içinde çözünmüş halde veya magmatik süreçler sırasında ayrışan (eksolüsyon) uçucu akışkanlar olarak bulunan sudur.^[1] Kaynakları arasında ilksel (primordial) manto suyu ve yiten levhalardan geri dönüştürülen malzemeler bulunur. Bu su, gezegenin iç kısmından, özellikle mantodan kaynaklanır ve yakın zamanda yüzey ortamından (meteorik veya konnate sular) döngüye girmiş sulardan genellikle ayırt edilir. Geleneksel olarak “yeni” olduğu imasıyla “jüvenil su” olarak adlandırılsa da, modern görüşler yitim (subduction) süreçlerinin yüzey suyunu jeolojik zaman ölçeklerinde mantoya geri dönüştürebileceğini kabul etmektedir.^[2] Magmalarda bu su; basınç, sıcaklık ve bileşime bağlı olarak bazaltik sistemlerde tipik olarak kütlece %0,7–1,5 (wt%) oranında, daha gelişmiş silisik eriyiklerde ise %6–9’a kadar bulunabilir.^[3]^[4]

Magmatik suyun varlığı; viskoziteyi düşürerek, yoğunluğu değiştirerek ve kristalleşmeyi teşvik ederek magma davranışını derinden etkiler. Bu durum, püskürme tarzlarını kontrol eder; daha sulu magmalar, hızlı gazdan arınma (degassing) nedeniyle genellikle daha patlayıcı volkanizmaya yol açar.^[3]^[5] Örneğin, daha yüksek su içerikleri, gaz çıkışının viskoziteyi artırması ve kaldırma kuvvetini (buoyancy) azaltması nedeniyle magmaların yüzeye çıkmadan önce daha büyük derinliklerde (20 km’ye kadar) duraklamasına neden olur.^[5] Magmatik akışkanlar genellikle CO₂, kükürt, klor gibi uçucular ve lityum, bor, flor ve silika gibi elementler açısından zenginleşmişken; kalsiyum, magnezyum ve organik bileşikler açısından fakirleşmiştir.^[1] Bu akışkanlar ayrıca hidrotermal sistemlerde, cevher yatağı oluşumunda ve volkanizma yoluyla yüzey ortamına “yeni” su katarak küresel su döngüsünde kilit bir rol oynar.^[6] Magmatik suyun rezervuarlarda birikmesi, binlerce ila yüz binlerce yıl sürebilir ve bu da püskürmeler için kısa uyarı süreleriyle sonuçlanan hızlı hareketliliğe olanak tanır.^[4]

Giriş

Tanım

Magmatik su, magmayı oluşturan silikat eriyiklerinde çözünmüş olan ve yüksek basınç ve sıcaklık altında temel olarak hidroksil (OH⁻) grupları veya moleküler H₂O türleri şeklinde bulunan suyu ifade eder. Bu çözünmüş hal, suyun magmanın bileşimine entegre olmuş temel bir uçucu bileşen olarak hareket etmesine ve dekompresyon (basınç azalması) veya soğuma sırasında ayrışma (eksolüsyon) gerçekleşene kadar ayrı bir faz oluşturmadan magmanın fiziksel özelliklerini etkilemesine olanak tanır.^[7]^[8]

Atmosferik yağışlardan ve yüzey infiltrasyonundan kaynaklanan meteorik sudan, kayaç deformasyonu ve yeniden kristalleşme sırasında açığa çıkan metamorfik sudan veya çatlaklar boyunca ısınmış sıvılar olarak dolaşan hidrotermal sudan farklı olarak; magmatik su doğası gereği jüvenildir ve doğrudan magmatik sistemin kendisinden türetilir. Çözünmüş bir uçucu olarak oynadığı rol, onu eriyik içinde kimyasal olarak bağlanmak yerine tipik olarak serbest veya gözenekler arası sıvılar olarak bulunan diğer sulardan ayırır.^[9]^[10]

Doğal magmalarda, magmatik su konsantrasyonları tipik olarak kütlece %0,1 ile %6 H₂O arasında değişir. Bu varyasyonlar temel olarak magmanın silikat bileşimi ve oluşum derinliği tarafından yönetilir. Bu seviyeler, çoğu yeraltı koşulunda sistemi doygunluğa ulaştırmadan eriyik viskozitesini ve faz dengelerini önemli ölçüde etkilemek için yeterlidir.^[11]^[12]

Magmatik koşullarda —100 MPa’yı aşan basınçlar ve 700–1200°C sıcaklıklarda— çözünmüş magmatik su, ayrışma (eksolüsyon) üzerine uçucu fazda süperkritik akışkan benzeri bir davranışa katkıda bulunur, bu da elementlerin verimli taşınmasını sağlar ve magma dinamiklerini etkiler.^[13]^[14]^[15]

Jeolojik Önem

Silikat eriyiklerinde çözünmüş haldeki magmatik su, viskoziteyi ve yoğunluğu azaltarak magma reolojisini derinden etkiler; bu da magma yükselişini kolaylaştırır ve kristalleşme oranlarını modüle eder. Çözünmüş su, silikat eriyik yapısını depolimerize ederek viskoziteyi büyüklük mertebelerine göre düşürür (örneğin, susuz koşullara kıyasla sulu riyolitik eriyiklerde 10³ ila 10⁴ Pa·s’ye kadar) ve yoğunluğu 100-200 kg/m³ azaltarak magmatik sistemlerde verimli konvektif taşınımı teşvik eder.^[16]^[17]^[18] Ayrıca su, sıvı fazları stabilize ederek kristalleşmeyi baskılar ve kristal çekirdeklenmesinin başlangıcını geciktirir, böylece magmaların yükseliş sırasında daha uzun süre hareketli kalmasını sağlar.^[4] Kabuk kayaçlarının solidus (katılaşma) sıcaklığını flukslama ve hidroksilasyon mekanizmalarıyla 100-200°C düşüren magmatik su, kuru ortamlarda 1000°C’nin üzerinde gerçekleşen granitik eriyik oluşumunu sulu koşullarda 700-850°C’de mümkün kılar; bu durum, yitim zonlarında magmatizmanın başlaması için hayati öneme sahiptir.^[19]^[20]^[21]

Volkanik süreçlerde magmatik su, hızlı gazdan arınma (degassing) yoluyla patlayıcı püskürmeleri tetikler. Basınç düşüşü üzerine uçucuların ayrışması magmayı parçalar ve piroklastik malzemeyi gökyüzüne fırlatır. Yüksek su içerikleri (silisik magmalarda kütlece %4-6), 1980 Mount St. Helens olayında olduğu gibi şiddetli Pliniyen püskürmelere yol açar; burada süper doygunluk (supersaturation) ve yükseliş sırasındaki kabarcık genişlemesi, yüksekliği 20 km’yi aşan püskürme sütunları oluşturmuştur.^[22]^[23]^[24] Bu gaz çıkışı, gaz-eriyik ayrışmasını artırarak püskürme yoğunluğunu güçlendirir (su fakiri magmalardaki efüzif tarzların aksine) ve suyun küresel volkanik tehlike ölçekleri üzerindeki kontrolünü vurgular.^[25]

Magmatik su, özellikle porfiri bakır sistemlerinde cevher yatağı oluşumunda çok önemlidir. Eriyik, su ile doygun hale geldiğinde (genellikle >%6 wt), sığ kabuk derinliklerinde (2-5 km) geç evre kristalleşme sırasında aşırı tuzlu (hipersalin) akışkan ayrışmasını tetikler. Bu süreç, bakır gibi metalleri magmatik-hidrotermal sıvılarda yoğunlaştırır; bu sıvılar daha sonra stokwork damarlarında sülfitleri çökelterek, Gangdese kuşağındakiler gibi toplam rezervi 25 milyon ton Cu’yu aşan dev yataklar oluşturur. Burada daha yüksek başlangıç su içerikleri daha büyük yataklarla ilişkilidir.^[26]^[27]^[28]

Magmaların ötesinde, ayrışan magmatik akışkanlar çevre kayaçları hidratlar ve değiştirir (alterasyon); 150-400°C’de metazomatik reaksiyonlar yoluyla amfibol (örneğin aktinolit, hornblend) ve mika (örneğin biyotit, serisit) gibi sulu silikatların oluşumunu teşvik eder. Porfiri ve volkanojenik masif sülfit sistemlerinde bu akışkanlar, kilometrelerce uzanan zonlu alterasyonlara neden olur (potasik çekirdeklerden propilitik halelere kadar). Noranda kompleksinde görüldüğü gibi, akışkan-kayaç etkileşimleri birincil mineralleri değiştirir ve cevherleşme için geçirgenliği artırır.^[29]^[30]^[31]

Gezegensel ölçekte magmatik su, hidratlaşmış okyanusal litosferin yitimi ve ardından yay (arc) volkanizması yoluyla serbest kalmasıyla yılda yaklaşık 10¹² kg suyu geri dönüştürerek küresel hidrolojik döngüyü sürdürür. Yiten levhalar mantoya yılda 1-2 × 10¹² kg su taşır; bunun %20-50’si volkanik gazlar ve sıvılar olarak yüzeye geri döner, okyanus ortası sırtlarından gelen girdileri dengeler ve jeolojik zaman boyunca Dünya’nın uçucu bütçesini korur.^[32]^[33]^[34]

Kökenler ve Kaynaklar

Manto Kökenli Su

Manto kökenli su, Dünya’nın iç kısmından kaynaklanan hem ilksel (primordial) hem de jüvenil bileşenleri kapsar. Erken güneş sistemi sırasındaki gezegenin oluşumundan (akresyon) miras kalan ilksel suyun, ilkel mantoda yaklaşık kütlece %0,01–0,1 (100–1000 ppm) oluşturduğu tahmin edilmektedir. Bu, oluşumdan bu yana derin iç kısımda kilitli kalan temel bir uçucu bütçeyi temsil eder.^[35] Bu su, temel olarak ismen susuz (nominally anhydrous) minerallerde ve sulu fazlarda bulunur; milyarlarca yıl boyunca manto reolojisini ve kısmi ergime süreçlerini etkiler.

Jüvenil su, derin Dünya malzemelerinden türetilen ve daha önce yüzeye ulaşmamış “yeni” suyu ifade eder; bu su, yükselme (upwelling) ve kısmi ergime sırasında manto minerallerinin dehidratasyonu yoluyla serbest kalır.^[2] Okyanus ortası sırtı bazaltlarında (MORB), bu su eriyiğe yaklaşık kütlece %0,2 H₂O katkıda bulunur; bu, yayılma merkezlerinin altındaki dekompresyon ergimesi sırasında üst mantonun dehidratasyonundan kaynaklanır.^[36] Bu serbest kalma, uçucu transferini kabuğa ve okyanuslara kolaylaştırarak onu geri dönüştürülmüş yüzey suyundan ayırır.

Bu suyun manto kökenli olduğuna dair kanıtlar arasında soygaz izotop imzaları, özellikle 7 Ra’yı (Ra atmosferik orandır) aşan ³He/⁴He oranları yer alır. Bu oranlar, okyanusal bazaltlarda gazı kaçmamış (undegassed), ilkel manto katkılarını gösterir.^[37] Bu yüksek oranlar, Dünya’nın oluşumundan korunan ve radyojenik bozunmadan asgari düzeyde etkilenen helyumu yansıtır ve manto kökenli magmalardaki su çıkışıyla (outgassing) ilişkilidir.

Jeolojik zaman boyunca, manto gaz çıkışı Dünya’nın yüzey suyunun çoğunu sağlamıştır; modeller, erken Dünya evrimi sırasında okyanusları oluşturmak için gazdan arınmada %90’dan fazla verimlilik olduğunu göstermektedir.^[38] 2020 sonrası yapılan son araştırmalar, elmaslar ve peridotitlerin analizi yoluyla derin manto su depolamasını doğrulamıştır. Geçiş zonunda (410–660 km derinlik) kütlece %1’e kadar H₂O içeren sulu ringwoodit kapanımlarının bulunması, buranın geniş bir yeraltı rezervuarı olduğunu desteklemektedir. Yaklaşık 660 km derinlikten gelen peridotitik parçalar da dahil olmak üzere bu bulgular, geçiş zonunun sulu minerallerde birkaç okyanus hacmine eşdeğer su depolama kapasitesini vurgulamaktadır.^[39]

Yiten Levha ve Kabuksal Katkılar

Yitim zonlarında su, manto kamasına (mantle wedge) öncelikle yiten okyanusal kabuk ve üzerindeki tortulardaki sulu minerallerin progradasyon metamorfizması sırasındaki dehidratasyonu (su kaybı) yoluyla verilir. Okyanus ortası sırtlarda hidrotermal süreçlerle altere olan okyanusal kabuk; serpantin, klorit ve amfibol gibi minerallere bağlı olarak kütlece birkaç yüzdeye kadar su içerirken, tortular kil ve zeolitler gibi ek sulu fazlar katkıda bulunur. Levha 50–150 km derinliğe alçaldıkça, metamorfik reaksiyonlar bu malzemelerden sulu akışkanlar ve sulu eriyikler salar. Altere okyanusal kabuk ve tortular birlikte, yay (arc) magmatizmasına levha kaynaklı uçucuların baskın kısmını sağlar. Bu süreç, ilkel yay magmalarına yaklaşık kütlece %2–4 su ekleyerek, okyanus ortası sırtı bazaltlarına kıyasla H₂O içeriklerini yükseltir.^[40]^[41]

Levha dehidratasyonu, manto kaması ergimesini flukslamakta (kolaylaştırmakta) merkezi bir rol oynar. Serbest kalan akışkanlar, peridotitin solidus sıcaklığını 200–300°C düşürerek kısmi ergimeyi teşvik eder ve volkanik yayları oluşturan sulu bazaltik ila andezitik magmaları üretir. Genellikle silika ve uyumsuz elementler gibi çözünmüş maddeler taşıyan bu akışkanlar, üzerindeki mantoya sızarak yay cephesinin altında 80–120 km derinliklerde sulu fluks ergimesini tetikler. Dünya çapındaki volkanik yaylarda bu mekanizma, püsküren lavlarda gözlenen su ve akışkan hareketli elementlerdeki (örn. Ba, U) zenginleşmeyi açıklar ve yitimle ilişkili magmaları susuz manto kaynaklarından türetilenlerden ayırır. Kantitatif modeller, küresel yitimin mantoya yılda yaklaşık 4 × 10¹¹ kg H₂O geri dönüştürdüğünü, bu suyun %10–20’sinin levhadaki dehidratasyon reaksiyonları yoluyla yay magması üretimine katkıda bulunmak üzere sığ bir şekilde serbest bırakıldığını göstermektedir.^[40]^[42]^[43]

Kıtasal ortamlarda, magmatik su içerikleri, magma yükselişi ve yerleşimi sırasında metatortular veya granitik sokulumlar gibi sulu yan kayaçların asimilasyonu yoluyla kabuksal kirlenme ile daha da değişir. Bu süreç, devolatilize olan duvar kayaçlarından veya sızan kabuksal eriyiklerden gelen suyu bünyesine katar ve tipik olarak orta ila silisik magmalarda H₂O konsantrasyonlarını kütlece %1–2 oranında artırır. Asimilasyon, termal kontrastların reaktif etkileşimleri tetiklediği kalınlaşmış kıtasal kabukta özellikle belirgindir; bu da uçucu bütçelerini artırır ve magma evrimini daha patlayıcı püskürme tarzlarına doğru yönlendirir. Cascadia gibi sıcak yitim zonlarına ilişkin yeni termal modeller (2022), genç ve sıcak okyanusal levhalar tarafından kolaylaştırılan daha derin levha ergimesinin, manto kamasına su akışını nasıl artırabileceğini vurgulamaktadır. Akışkan üretimi, levha sıcaklığı (30–40 km derinlikte 475–550°C) ve tortu girdisindeki farklılıklar nedeniyle yay boyunca değişmekte, böylece yüksek magmatik H₂O içerikleri (>%4 wt) ile yay altı derinliklerdeki artan dehidratasyon ilişkilendirilmektedir.^[44]

Bileşim ve Özellikler

Uçucu Bileşenler

Magmatik uçucular, magma özelliklerini ve püskürme davranışını önemli ölçüde etkileyen bir dizi çözünmüş türü kapsar. Su (H₂O), diğer gazlara kıyasla silikat eriyiklerindeki nispeten yüksek çözünürlüğü nedeniyle toplam uçucu envanterinin tipik olarak %50-90’ını oluşturan baskın bileşendir.^[45] Başlıca uçucular arasında H₂O’nun yanı sıra karbondioksit (CO₂), kükürt dioksit (SO₂), klor (Cl) ve flor (F) bulunur; bu türler temel olarak mantodan ve yiten malzemelerden kaynaklanır ve magma yükselişi ile gazdan arınma gibi süreçleri yönlendiren genel uçucu bütçesine katkıda bulunur.^[46] Yitimin magmaları zenginleştirdiği yay ortamlarında, bu uçucuların birleşik konsantrasyonları kütlece %1-5’e ulaşabilirken, levha içi (intraplate) magmalar genellikle %0,5-2’lik daha düşük toplamlar sergiler; bu da kaynak zenginleşmesi ve basınç koşullarındaki farklılıkları yansıtır.^[45]

Silikat eriyikleri içinde, çözünmüş H₂O temel olarak hidroksil grupları (OH⁻) ve moleküler H₂O olarak türleşir (speciation). Bu oran basınç, sıcaklık ve toplam su içeriğine göre değişir; 1 GPa’da tipik sulu eriyikler yaklaşık %80-95 oranında OH⁻ ve geri kalanını moleküler H₂O olarak gösterir, bu da eriyik ağının yapısal depolimerizasyonunu teşvik eder.^[47] H₂O (moleküler) + O (köprü) ⇌ 2 OH⁻ reaksiyonu tarafından yönetilen bu türleşme dengesi, suyun eriyik viskozitesi ve difüzivitesindeki rolünü etkiler.^[48]

Uçucular arasındaki etkileşimler dikkate değerdir; çözünmüş H₂O, karbonik asit benzeri türler veya hidrosalin sıvılar gibi hidratlanmış kompleksler oluşturarak CO₂ ve halojenlerin (Cl ve F) çözünürlüğünü artırır. Bu durum, bu bileşenleri daha yüksek basınçlarda stabilize edebilir ve dekompresyon sırasında faz ayrışmasını değiştirebilir.^[46] Örneğin, artan H₂O içeriği, eriyikte daha fazla CO₂ tutulmasını kolaylaştırarak kabarcık çekirdeklenmesini ve püskürme dinamiklerini etkiler.^[45]

Magmatik sistemlerdeki yığın (bulk) uçucu konsantrasyonlarının analitik tayini genellikle Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisini kullanır. Bu yöntem, yıkıcı numune hazırlamaya gerek kalmadan toplam envanterleri ölçmek için eriyik kapanımlarında veya camlarda H₂O, CO₂ ve diğer türlerin titreşim bantlarını hedefler.^[46] Bu teknik, mekansal olarak çözümlenmiş analizler için ikincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS) gibi diğer yöntemleri tamamlayarak püskürme öncesi uçucu bütçelerini yeniden oluşturmak için gerekli verileri sağlar.^[45]

Silikat Eriyiklerinde Çözünürlük

Suyun silikat eriyiklerindeki çözünürlüğü, temel olarak basınç ve sıcaklık koşulları tarafından yönetilir. Basınçla birlikte çözünürlük doğrusal olmayan bir şekilde artar çünkü sıkıştırma altında çözünmüş türlerin kararlılığı artar; sıcaklık arttıkça ise termal enerji ayrışmayı (eksolüsyonu) desteklediği için çözünürlük azalır. Deneysel ölçümler, yaklaşık 200 MPa’lık kabuksal basınçlarda su çözünürlüğünün yaygın magmatik bileşimlerde tipik olarak kütlece %4–6’ya ulaştığını, sulu bir akışkan faz ile dengede olan 1 GPa’lık üst manto basınçlarında ise yaklaşık %6–8’e çıktığını göstermektedir.^[49]^[50]^[51]

Faz dengesi deneylerinden türetilen ampirik modeller, çözünürlüğü basınç ve sıcaklıkla ilişkilendiren denklemler aracılığıyla bu davranışı yakalar. Yaygın olarak kullanılan bir form logaritmik ifadedir:

$$ \log S_{\text{H}_2\text{O}} = A + \frac{B}{P} + \frac{C}{T} $$

Burada $S_{\text{H}_2\text{O}}$ kütlece % olarak çözünürlük, $P$ MPa cinsinden basınç, $T$ Kelvin cinsinden sıcaklık ve $A$, $B$, $C$ çeşitli silikat sistemlerinde manometrik ve piston-silindir deneylerinden elde edilen bileşime özgü katsayılardır. Bu model, 300 MPa’ya kadar doygunluk sınırlarını %10-20 bağıl hatayla doğru bir şekilde tahmin ederek, basıncın çözünmüş suyu stabilize etmedeki baskın rolünü vurgular.^[52]^[53]

Eriyik bileşimi su çözünürlüğü üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir; eşdeğer basınç ve sıcaklıkta, riyolitik bileşimlere yaklaşan daha polimerize eriyiklerde, depolimerize bazaltik olanlara kıyasla daha yüksek değerler gözlenir. Örneğin, riyolitik eriyikler 200 MPa’da bazaltik eriyiklerden kütlece %1–2 daha fazla su çözebilir. Bu fark, ayrışmış sudan gelen protonların (H⁺) ağ yapısını değiştirici rolünden kaynaklanır; protonlar, yüksek oranda polimerize yapılardaki Si–O–Si köprü bağlarını tercihen kırarak hidroksil gruplarının daha fazla dahil edilmesini kolaylaştırır.^[54]^[55]

Piston-silindir ve çoklu örs (multi-anvil) aparatları kullanılarak yapılan faz dengesi çalışmaları, çözünmüş suyun depolimerize edici bir ajan olarak hareket ettiğini göstermiştir. Bu, sönümlenmiş (quenched) sulu camların Raman spektroskopisi ve NMR analizleriyle kanıtlandığı üzere, Si–O çerçevelerini bozan Si–OH ve Al–OH bağları oluşturarak silikat ağı bağlantı derecesini azaltır. 100–500 MPa ve 1000–1400°C’de yürütülen bu deneyler, artan su içeriğiyle birlikte Q⁴ (tam bağlantılı dörtyüzlüler) türlerinin fraksiyonunda sistematik bir azalma olduğunu göstererek, polimerize eriyiklerdeki artan çözünürlüğün yapısal temelini doğrular.^[56]^[57]

2021’den 2025’e kadar yapılan yüksek basınç çalışmalarındaki son gelişmeler, silikat eriyiklerindeki su davranışı hakkında yeni bilgiler sağlamıştır. 2021 tarihli bir simülasyon çalışması, 140 GPa’ya kadar suyu incelemiş, basınçla birlikte çözünürlüğün artmaya devam ettiğini ve aşırı derinliklerde türleşmenin moleküler H₂O’ya kaydığını ortaya koyarak derin manto hidratasyon modellerini bilgilendirmiştir.^[51] 2023 tarihli deneysel bir çalışma, 0,3 GPa’da sulu albit eriyiklerinin yapısını analiz etmek için yerinde (in situ) senkrotron X-ışını kırınımı ile lazer ısıtmalı elmas örs hücreleri kullanmış ve yapısal belirlemede hassasiyetler elde etmiştir.^[58] 2025 itibarıyla yeni modeller, indirgeyici koşulları dahil ederek, 4 GPa’ya kadar manto ile ilgili basınçlar altında çeşitli eriyik bileşimleri için Bayes parametre tahmini yoluyla sağlam çözünürlük yasaları türetmektedir.^[59]^[60] Bu çalışmalar, albit ve MgSiO₃ eriyikleri gibi sistemler için önceki veri setlerini genişletmektedir.

Magma Türüne Göre Değişimler

Bazaltik Magmalar

Düşük silika içeriğiyle (tipik olarak kütlece %45-52 SiO₂) karakterize edilen bazaltik magmalar, genellikle %0,5-2 oranında çözünmüş H₂O içerir. Bu suyun çoğunluğu, üst mantoda kısmi ergime sırasında manto peridotitinin dehidratasyonundan kaynaklanır.^[61] Bu aralık, manto kaynağındaki heterojenliği ve ergime derecesindeki varyasyonları yansıtır; burada su, solidus sıcaklığını düşürmek için bir fluks (akışkanlaştırıcı) görevi görür ve kabuksal veya yiten kaynaklardan önemli katkılar olmadan eriyik üretimini artırır.^[62]

Bazaltik eriyiklerde H₂O çözünürlüğü, 10-20 km’lik okyanus ortası sırtı derinliklerine (yaklaşık 0,3-0,6 GPa) karşılık gelen basınçlarda yaklaşık kütlece %4-6 ile sınırlıdır. Bu noktanın ötesinde ayrı bir buhar fazı oluşur ve magma yükselişi sırasında erken uçucu doygunluğuna yol açar.^[63] Daha sulu magma türlerine kıyasla bu düşük çözünürlük eşiği, basınç azaldıkça hızlı gazdan arınmayı (degassing) teşvik eder; bu da yükselişin başlangıcından itibaren magma reolojisini ve püskürme dinamiklerini etkiler.^[64]

Bazaltik magmalarda çözünmüş su, likidus (sıvılaşma) sıcaklığını düşürerek ve bu fazların kararlılık alanlarını genişleterek olivin ve piroksen gibi mafik minerallerin erken kristalleşmesini stabilize ederken, plajiyoklas kristalleşmesini daha düşük sıcaklıklara kadar baskılar.^[65] Gazdan arınma üzerine H₂O kaybı, faz dengelerini kaydırarak artık mafik fazların yanı sıra plajiyoklasın baskın olduğu susuz toplulukların oluşumunu destekler.^[66]

Temsili örnekler arasında, ilkel eriyiklerde kütlece %1’in altında su içeriği sergileyen Hawaii kalkan volkanlarından gelen bazaltlar yer alır; bu durum, asgari uçucu zenginleşmesi ile derin manto türevini yansıtır.^[67] Buna karşılık, okyanus ortası sırtı bazaltları (MORB), gazı kaçmamış eriyik kapanımlarında ölçüldüğü üzere ortalama %0,7 H₂O içerir ve bu da nispeten kuru, tüketilmiş manto kaynaklarından köken aldıklarını vurgular.^[68]

2022 tarihli son deneysel çalışmalar, bazaltik magmalardaki su içeriğinin, kristalleşme kinetiğini ve geçirgenliği modüle ederek kıtasal taşkın bazalt bölgelerinde yükselme oranlarını kritik bir şekilde kontrol ettiğini, böylece püskürmelerin efüzif mi yoksa daha patlayıcı tarzlara geçişli mi olacağını belirlediğini göstermektedir.^[69]

Andezitik ve Riyolitik Magmalar

Yitim zonu ortamlarında yaygın olan andezitik ve riyolitik magmalar, temel olarak yiten okyanusal kabuk ve tortuların dehidratasyonundan türetilen yüksek su içerikleri ile karakterize edilir. Bu su, manto kamasını flukslar ve üzerindeki mantonun ve kabuğun kısmi ergimesini teşvik eder.^[70] Bu orta ila felsik bileşimler (kütlece %55-77 SiO₂), levha içi bazaltik magmalardan önemli ölçüde daha yüksek olan %2-6 H₂O içerir ve patlayıcı volkanizmaya yatkın uçucu bakımından zengin sistemlerin oluşumunu sağlar.^[5] Yitim kaynaklı su, sadece ergime sıcaklığını düşürmekle kalmaz, aynı zamanda eriyik polimerizasyonunu da artırarak faz kararlılığını ve püskürme dinamiklerini etkiler.^[40]

Andezitik magmalarda, püskürme öncesi su içerikleri tipik olarak %2-4 aralığındayken, riyolitik magmalar %4-6 sergiler; bu yüksek seviyeler, büyük hacimli silisik kaldera oluşturan püskürmelerin oluşumunu kolaylaştırır.^[71] Bu su bolluğu, levhadan gelen sulu akışkanların gelişen eriyikleri zenginleştirdiği yay ortamlarındaki ilerleyen farklılaşmadan (diferansiyasyon) kaynaklanır. Bu içerikler, sığ rezervuarlarda aşırı basınç oluşumunu sağlayarak geniş ignimbrit örtüleri üreten süper püskürmeleri tetikler.^[5]

Bu yüksek oranda polimerize, silika zengini eriyiklerdeki su çözünürlüğü oldukça yüksektir; H₂O moleküllerinin silikat ağı içinde yapısal olarak yerleşebilmesi sayesinde, 200-500 MPa kabuksal basınçlarda (yaklaşık 7-18 km derinliğe karşılık gelir) ve 700-900°C sıcaklıklarda %7’ye kadar ulaşabilir.^[72] Bu çözünürlük, daha az polimerize olmuş bazaltik eriyiklerdekinden fazladır ve riyolitik sistemlerin yükselme sırasında doygunluk ve ayrışma gerçekleşmeden önce önemli miktarda uçucu depolamasına olanak tanır. Daha derin kabuk seviyelerinde (yaklaşık 30 km’ye kadar), basınç etkileri nedeniyle çözünürlükler yüksek kalır, ancak bu magmalar için gerçek depolama derinlikleri yay ortamlarında genellikle daha sığdır.^[54]

Kütlece %2-6 H₂O varlığı, kristalleşme sırasında amfibol ve biyotit gibi sulu mineralleri stabilize eder; bu mineraller suyu ve diğer uçucuları artık eriyik içine fraksiyonlayarak onu daha da zenginleştirir.^[73] Su açısından zengin andezitik ve riyolitik sistemlerde (≥%4 H₂O), amfibol 10-20 km derinliklerde erken kristalleşerek kalk-alkalin farklılaşmayı teşvik ederken, biyotit daha gelişmiş felsik evrelerde ortaya çıkarak püsküren ürünlerdeki fenokristal topluluklarına katkıda bulunur. Su tarafından teşvik edilen bu fazlar, eriyik viskozitesini ve gaz tutulumunu artırarak kaldera çökmesi sırasında patlayıcı ignimbritlerin oluşumuyla sonuçlanır.^[74] Örneğin, %4-6 H₂O içeren suya doygun riyolitik eriyikler, büyük yay süper püskürmelerinde görüldüğü gibi kalın, kaynaşmış ignimbrit yatakları oluşturan pomza zengini piroklastik akıntılar üretir.^[75]

Temsili örnekler bu özellikleri göstermektedir: 1980 Mount St. Helens püskürmesi, Cascadia yitim zonundan etkilenen sulu bir yay tesisat sisteminden kaynaklanan ve püskürme öncesi yaklaşık %4-6 H₂O içeren andezitik-dasitik magma içeriyordu; bu da pliniyen bir püskürmeye ve yanal patlamaya yol açtı.^[76] Benzer şekilde, Yellowstone riyolitleri eriyik kapanımlarında yaklaşık %3-4 H₂O içerir ve uçucu doygunluğu yoluyla Lava Creek Tüfü püskürmesi gibi kaldera oluşturan olayları tetikler.^[77]^[78]

2023-2025 yılları arasındaki son araştırmalar, magmatik suyun ekonomik cevherleşmedeki kritik rolünü vurgulamakta, özellikle andezitik-riyolitik yay magmalarındaki >%4 H₂O içeriğini porfiri bakır yataklarında metallerin taşınması ve birikmesi ile ilişkilendirmektedir.^[79] Çalışmalar, hidrotermal metal akışlarını optimize etmek için başlangıç H₂O içeriklerinin %4’ü aştığı yitimle ilişkili sistemler için modellenen şekilde; su doygunluk eşiklerinin verimli akışkan ayrışmasını sağladığını, bakırı eriyikten çekip alarak (scavenging) büyük cevher kütleleri oluşturduğunu vurgulamaktadır.^[26] Bu bağlantı, yitimle zenginleşmiş suyun sadece püskürme davranışını etkilemekle kalmayıp aynı zamanda küresel bakır rezervlerinin temelini oluşturduğunu da göstermektedir.^[80]

Magmatik Sistemlerdeki Davranış

Gazdan Arınma (Degassing) Süreçleri

Magmatik suyun gazdan arınması, temel olarak magma yüzeye doğru yükselirken gerçekleşir. Azalan basınç, çözünmüş uçucuların çözünürlüğünü azaltarak bunların bir buhar fazı olarak ayrışmasına (eksolüsyon) yol açar. Bu süreç, magma uçucu doygunluğuna ulaştığında, genellikle geç evre kristalleşme veya hızlı dekompresyon sırasında başlar ve volkanik sistemlerin dinamiği için temeldir. Ayrışan buhar ağırlıklı olarak sudan oluşur; kabarcık oluşumunu ve magma reolojisini etkiler.^[81]

Magmatik gazdan arınmayı iki temel mekanizma yönetir: uçucuların sabit basınçta kristalleşme sırasında ayrıştığı ve gaz kaçışı olmadan buharın artık eriyik içinde yoğunlaştığı izobarik kapalı sistem gazdan arınması; ve gazın sistemden dışarı atıldığı, sıcaklığın neredeyse sabit kaldığı dekompresyonu içeren izotermal açık sistem gazdan arınması. Kapalı sistem senaryolarında, kabarcık çekirdeklenmesi suyun aşırı doygunluğu (supersaturation) ile gerçekleşir; H₂O, kristal yüzeylerinde veya kapanımlarda heterojen çekirdeklenme için enerji bariyerini düşürür. CO₂ gibi daha az çözünen uçucuların aksine, düşük aşırı doygunluklarda bile kabarcıkların ilk oluşumunu kolaylaştırdığı için suyun rolü kritiktir.^[82]^[83]

Gazdan arınma sırasındaki faz ilişkileri basınca bağlı çözünürlük tarafından belirlenir. Su doygunluğu genellikle kabuksal magma odalarında 100–200 MPa’ya karşılık gelen derinliklerde meydana gelir; burada %3–6 H₂O içeren eriyikler aşırı doygun hale gelir. Ayrışma üzerine ortaya çıkan buhar fazı H₂O ağırlıklıdır ve düşük CO₂’li sistemlerde mol fraksiyonu olarak yaklaşık %90 sudan oluşur; CO₂, SO₂ ve HCl gibi ikincil bileşenler gaza karışır. Bu buhar-eriyik dağılımı, kabarcıklar büyüyüp birbirine bağlandıkça daha fazla gaz çıkışını artırır.^[84]^[85]

Gazdan arınma kinetiği, silikat eriyiğindeki su difüzyonu ile kontrol edilir. 900°C’de 10⁻⁹ m²/s mertebesinde olan difüzyon katsayıları, büyüyen kabarcıklara uçucu taşınım hızını sınırlar ve yükseliş hızlıysa aşırı basınçlanmaya yol açabilir. Dekompresyon zaman ölçeklerine göre yavaş kalan bu difüzyon, püskürme patlayıcılığını etkiler; çünkü yetersiz gaz çıkışı, magmanın çekme dayanımını aşan gözenek basınçları oluşturur. Kabarcık büyümesi, difüzyon sınırlı bir modeli izler ve parabolik yasa ile yaklaşık olarak ifade edilir:

$$ r = \sqrt{2 D t} $$

Burada $r$ kabarcık yarıçapı, $D$ difüzyon katsayısı ve $t$ zamandır; bu da büyümenin sürekli aşırı doygunlukla hızlandığını vurgular.^[86]^[87]

Bazik intruzyonlardan alınan magmatik ilmenit içindeki sıvı kapanımlarını kullanan son araştırmalar, çok aşamalı gazdan arınmaya dair doğrudan kanıtlar sunmaktadır. Bu çalışmalar, ~%95 katılaşmış eriyikte geç kristalleşme sırasında hapsolmuş birincil H₂O-baskın akışkanları (Na-Ca-Cl-S-Fe çözünenleri ile) ortaya çıkarmıştır. Armorican Masifi (Fransa) ve Orta İberya Zonu’ndan (İspanya) alınan örneklerde, 7 µm’ye kadar boyuta sahip kapanımlar ilmenit hacminin %15’ini kaplamaktadır. Bu durum, ardışık eksolüsyon olaylarını gösterir: önce CO₂ bakımından zengin bir buhar, ardından mafik sistemlerde ikinci kaynama ile tutarlı olan geç evre H₂O bakımından zengin bir faz. Bu bulgular, aksi takdirde açık sistem kaçışıyla kaybolacak olan geçici magmatik uçucu fazların korunmasında ilmenitin rolünü vurgulamaktadır.^[88]

Hidrotermal Sistemlerdeki Rolü

Soğuyan magma odalarından ayrışan magmatik su, hem ısı hem de akışkan dinamiğini yönlendiren uçucu bileşenleri sağlayarak hidrotermal dolaşımı başlatmada hayati bir rol oynar. Magma gazını kaybettikçe, birkaç kilometre derinlikte sıcak buhar (başlıca H₂O ile çözünmüş tuzlar ve gazlar) salar; bu buhar daha sonra yükselir ve çatlaklı kabukta dolaşan yeraltı suyuyla karışır. Bu karışma süreci, derinlik ve basınç koşullarına bağlı olarak tipik olarak 300°C ile 700°C arasında değişen sıcaklıklarda, hipersalin (aşırı tuzlu) brinler ve düşük yoğunluklu buharlar dahil olmak üzere bir akışkan spektrumu oluşturur.^[89]^[90] Ortaya çıkan brinler, faz ayrışması ve kaynama yoluyla oluşur; burada magmatik uçucular tuzları yoğunlaştırırken, buharlar yukarı doğru göçü ve meteorik su ile daha fazla etkileşimi kolaylaştırır.^[91]

Ekonomik jeolojide, bu magmatik kaynaklı akışkanlar cevher oluşumu için, özellikle porfiri bakır-altın (Cu-Au) sistemlerinde, metalleri kaynak magmadan birikim sahalarına taşıdıkları için çok önemlidir. Klor bakımından zengin hipersalin brinler, yüksek sıcaklıklarda (>400°C) klorür kompleksleri olarak Cu ve Au’yu verimli bir şekilde çözer ve taşır, bu da kilometrelerce mesafede hareketliliklerini sağlar.^[92] Yükselme, soğuma, basınç düşüşleri ve kükürt gazı çıkışı üzerine, brin ve buhar şeklinde faz ayrışması meydana gelir ve bu da stokwork damarlarında metal sülfitlerin çökelmesine yol açar.^[93] Bu süreç, And Dağları’ndakiler gibi büyük yataklarda örneklendirilmiştir; burada magmatik su, ekonomik olarak işletilebilir cevher tenörlerini yoğunlaştırmak için gerekli akışkan akısını sürdürür.^[94]

Hidrotermal alterasyon desenleri, bu akışkanların gelişen kimyasını ve sıcaklığını yansıtarak sokulum merkezleri etrafında eş merkezli zonlanma üretir. Biyotit ve K-feldispatın hakim olduğu proksimal potasik alterasyon, yüksek sıcaklıklarda (>350°C) ve nötr pH’a yakın (>7) koşullarda, doğrudan sıcak magmatik akışkanların etkisiyle oluşur.^[95] Akışkanlar soğudukça, yeraltı suyuyla karıştıkça ve H₂S oksidasyonu veya CO₂ gazı çıkışı nedeniyle asitleştikçe, pH 4-6’ya düşer; 200-350°C’de fillik (kuvars-serisit-pirit) ve distal arjilik (kaolinit-illit) zonlara geçiş görülür.^[96] Bu zonlanma, porfiri sistemlerinde cevher kütleleri için bir vektör görevi görür.^[97]

Magmatik hidrotermal sistemlerin ısı bütçesi, magmanın dolaşımı sürdürmek için muazzam termal enerji sağlamasıyla, bu sistemlerin uzun ömürlülüğünü ve ölçeğini vurgular. Yellowstone’da, alttaki magmatik sistemin yaklaşık 1,7 × 10²² J geri kazanılabilir enerji tuttuğu ve geniş çatlak ağları boyunca konvektif akışkan akışına güç verdiği tahmin edilmektedir.^[98] Bu enerji girdisi, epizodik kaldera canlanması ve termal kaynak kayıtları ile kanıtlandığı üzere, püskürme döngüsü başına 10⁵ yıla kadar hidrotermal aktiviteyi destekler.^[99]

Son araştırmalar, su bakımından zengin sistemlerde magma farklılaşmasının metal ekstraksiyonunun verimliliğini nasıl artırdığını vurgulamaktadır. 2025 tarihli bir çalışma, fraksiyonel kristalleşmenin Cu’yu artık eriyiklerde yoğunlaştırdığını, oksitlenmiş, sulu magmalarda akışkan aracılı ekstraksiyonu bir büyüklük mertebesine kadar artırdığını ve böylece dev porfiri yataklarının oluşumunu desteklediğini göstermektedir.^[100]

Tespit ve Ölçüm

Kararlı İzotop Analizi

Magmatik sudaki hidrojen (δD) ve oksijen (δ¹⁸O) kararlı izotop analizi, özellikle manto kökenli ve yitim etkisindeki kaynakları ayırt ederek magmatik sistemlerdeki uçucuların kökenlerini ve evrimini izlemek için güçlü bir araçtır. Bu izotoplar, magma oluşumu, taşınımı ve gazdan arınması sırasında karakteristik fraksiyonlanmalara uğrar ve jeokimyacıların su bütçelerini ve akışkan yollarını yeniden oluşturmalarına olanak tanır. Ölçümler tipik olarak, korunmuş püskürme öncesi bileşimlerin birincil magmatik imzaları yansıttığı eriyik kapanımları, mineraller veya volkanik camlar üzerinde gerçekleştirilir.

Manto kökenli magmatik su, tüketilmiş üst manto rezervuarı ile tutarlı olarak -80‰ ile -40‰ arasında değişen δD değerleri sergilerken; yay ile ilişkili sular, altere okyanusal kabuk ve tortulardan gelen döteryumca zenginleşmiş yiten bileşenlerin katılımı nedeniyle -50‰ ile +10‰ arasında daha yüksek δD değerleri gösterir. Benzer şekilde, manto suyu için δ¹⁸O değerleri 5,5‰ ve 6,5‰ arasında kümelenirken, yiten levha katkıları δ¹⁸O’yu 6‰–10‰’ye yükseltir; bu da okyanusal litosferin düşük sıcaklıklı hidrotermal alterasyonunu yansıtır. Örneğin, okyanus ortası sırtı bazaltları (MORB) tipik olarak -70‰ civarında δD değerleri kaydeder ve bu da kabuksal geri dönüşümle değişmemiş ilkel bir manto imzasını vurgular.^[101]^[102]^[103]^[104]

İzotopik fraksiyonlanma, suyun derinlikte silikat eriyiklerine ilk çözünmesi sırasında asgari düzeydedir ve kaynak bileşimlerini korur, ancak yükselme ve gazdan arınma sırasında önemli kaymalar meydana gelir. Açık sistem gazdan arınmasında, Rayleigh damıtılması (distillation), ayrışan buhardan hafif izotopları tercihen uzaklaştırır ve uçucular kayboldukça artık eriyikte ¹⁸O (ve D) zenginleşmesine yol açar. Bu süreç, ilerleyen gazdan arınmanın eriyikte artan δ¹⁸O ile ilişkili olduğu püskürmüş lavlarda belirgindir.^[105]^[106]

Kararlı izotop analizinin uygulamaları, fenokristaller içinde hapsolmuş eriyik kapanımlarında manto ile kabuksal veya yiten kaynakları ayırt etmeye odaklanır ve magmatik evrimin anlık görüntülerini sağlar. Kapanımlardaki δD ve δ¹⁸O değerlerini yığın kayaç veya buhar bileşimleriyle karşılaştırarak, araştırmacılar yiten levhalardan gelen akışkan ilavesi ile ilksel manto katkılarının derecesini nicelendirebilirler. İkincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS) gibi yerinde (in-situ) yöntemler, bu kapanımların δD için ±5‰ hassasiyetle mekansal olarak çözümlenmiş analizlerine olanak tanıyarak, numune tahribatı olmadan ince heterojenliklerin tespit edilmesini sağlar.^[103]^[106]

2021’den 2024’e kadar yapılan son çalışmalar, yay lavlarındaki izotop sistematiği anlayışını ilerletmiş ve δD varyasyonlarının, yiten Pasifik levhasından manto geçiş zonuna su geri dönüşümünü nasıl izlediğini göstermiştir. Örneğin, Japon yay volkanlarındaki olivin barındıran eriyik kapanımlarından elde edilen hidrojen izotop verileri, 90–550 km derinliklerdeki levha peridotitlerinden akışkan salınımı ile bağlantılı δD kaymalarını ortaya koymakta ve derin uçucu transferi ile yay derinliklerinin ötesinde sınırlı dehidratasyon modellerini desteklemektedir. Bu bulgular, levha kaynaklı akışkanların manto kaması bileşimlerini değiştirmedeki rolünü vurgulamaktadır.^[103]^[107]

Mineral ve Eriyik Kapanım Teknikleri

Eriyik kapanımları, magma kristalleşmesi sırasında olivin veya kuvars gibi fenokristal mineraller içinde hapsolmuş, çözünmüş magmatik su da dahil olmak üzere püskürme öncesi eriyiklerin bileşimini koruyan küçük, camsı eriyik cepleridir.^[108] Bu kapanımlar, gazdan arınma gerçekleşmeden önceki uçucu içeriklerinin doğrudan anlık görüntülerini sağlar. Fourier-dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, OH gerilme titreşimleri ile ilişkili 3500–3700 cm⁻¹ yakınındaki absorpsiyon bantlarını hedefleyerek bu camsı kapanımlardaki suyu nicelendirmek için birincil yöntemdir.^[109] Bu teknik, yaklaşık ±0,1–0,3 wt% H₂O ölçüm doğruluğu sağlayarak, 20 μm çapındaki küçük kapanımlarda bile çözünmüş su konsantrasyonlarının hassas bir şekilde belirlenmesine olanak tanır.^[109] Örneğin, bazaltik sistemlerden alınan eriyik kapanımlarının FTIR analizleri, magmanın köken derinliğine bağlı olarak genellikle %0,5 ila 5 arasında değişen püskürme öncesi H₂O içeriklerini ortaya çıkarır.^[110]

Klinopiroksen gibi ismen susuz (nominally anhydrous) mineraller, kristal kafeslerindeki hidrojen kusurları yoluyla magmatik ortamlarda tipik olarak 100–500 ppm H₂O depolayarak eser miktarda suyu bünyelerine katar.^[111] Higrotermometri, temel optik yönler boyunca polarize spektrumlarda 3630, 3530 ve 3460 cm⁻¹ gibi dalga sayılarındaki OH absorpsiyon bantlarını analiz ederek bu düşük su konsantrasyonlarını ölçmek için kızılötesi spektroskopiyi kullanır.^[111] Beer-Lambert yasası uygulamalarına dayananlar gibi kalibrasyon eğrileri, entegre bant yoğunluklarını H₂O içeriğiyle ilişkilendirir ve dağılım katsayısı modelleri (D^{H_2O}_{cpx/melt} ≈ 0,02–0,04) aracılığıyla ana eriyik su konsantrasyonlarının yeniden yapılandırılmasına olanak tanır.^[111] Örneğin Kanarya Adaları bazaltlarından alınan klinopiroksen çalışmaları, bu yaklaşımı kullanarak ve püskürme sırasındaki olası dehidratasyonu hesaba katarak %0,7–1,5 eriyik H₂O içeriği çıkarsamıştır.^[111]

Eriyik kapanımlarından farklı olan akışkan kapanımları, kuvars veya ilmenit gibi mineral konakçılar içinde magmatik akışkanların veya buharların ayrık hacimlerini hapsederek uçucu doygunluğu ve gazdan arınma koşullarını kaydeder.^[112] Genellikle Raman spektroskopisi ile analiz edilen bu kapanımlar içindeki buhar kabarcıkları, ayrışmış H₂O zengini fazların ve orta kabuksal depolama için tipik olarak 100–500 MPa aralığındaki ilişkili basınçların kanıtlarını korur.^[113] Temel magmalarda, ilmenit içinde barınan akışkan kapanımlarının son zamanlarda sodyum-kalsiyum-klorür-sülfit brinlerini ve buharlarını yakaladığı gösterilmiştir; kristal hacminin %15’ine kadarını kaplayan kapanımlarla ikinci kaynama ve magmatik-hidrotermal geçiş işaret edilmektedir.^[114] Bu özellikler, Armorican Masifi ve İberya Variskan kuşağındaki intruzyonlarda gösterildiği gibi, mafik sistemlerde gazdan arınmış H₂O basınçları ve metal taşınımı için vekiller sağlar.^[114]

2021’den 2025’e kadar olan son gelişmeler, piroksen bileşimlerinden birincil magmatik H₂O tahminlerini geliştirmek ve difüzyonla ilgili değişimleri ele almak için makine öğrenimini dahil etmektedir. 1900’den fazla klinopiroksen analizi içeren veri setleri üzerinde eğitilen destek vektör makinesi modelleri, değişmemiş su imzalarını hidrojen difüzyonundan etkilenenlerden ayırmada %92’nin üzerinde doğruluk elde ederek, ana eriyikte %0,2 civarında belirsizlikle manto kökenli H₂O’nun hassas tahminlerini mümkün kılar.^[115] Bu modeller, difüzyon düzeltmesini otomatikleştirerek geleneksel IR yöntemlerini geliştirmek için ana ve eser element verilerini entegre eder. Temel magmalardaki ilmenit için akışkan kapanım çalışmaları, izotopik doğrulamaya gerek kalmadan uçucu eksolüsyonunu cevher oluşumuna bağlayarak gazdan arınma yollarını doğrular.^[114]

Bu tekniklerin önemli bir sınırlaması, konakçı mineraldeki (özellikle olivin) difüzyon yoluyla hapsolma sonrası hidrojen kaybıdır; bu durum, eriyik kapanımı H₂O içeriklerini yaklaşık 1100°C’lik magmatik sıcaklıklarda saatler ila günler içinde dış magma ile yeniden dengeleyebilir.^[116] Kafes boşlukları aracılığıyla proton (H⁺) değişimi ile yönlendirilen bu süreç, hızla yükselen magmalarda ölçülen suyu %30–75’e kadar azaltır ve birincil değerleri geri yüklemek için 3B difüzyon modellemesi veya makine öğrenimi yoluyla düzeltmeler yapılmasını gerektirir.^[116] Bu tür değişiklikler, CO₂ ve S gibi ilişkili uçucuları da etkileyerek basınç yeniden yapılandırmalarını karmaşıklaştırır.^[116]