Žemės plutą sudarančios uolienos susideda iš įvairių mineralų, turinčių skirtingą cheminę sudėtį ir fizines savybes. Mineralai atsiranda iš magmos uolienų, kurios sukietėjo iš magmos, o esamų mineralų rūšys priklauso ne tik nuo pradinės magmos cheminės sudėties, bet ir nuo jos temperatūros, slėgio ir aušinimo greičio. XX amžiaus pradžioje geologas Normanas L. Bowenas iš Geofizikos laboratorijos Karnegio institute Vašingtone atliko daugybę eksperimentų, kurių tikslas buvo nustatyti įvairių mineralų kristalizacijos iš magmos seką. Jis ištirpdė dulkinių uolienų miltelius, tada leido jiems atvėsti iki iš anksto nustatytos temperatūros, kad galėtų stebėti mineralinių kristalų susidarymą ir jų atsiradimo seką. Remdamasis šiais rezultatais, jis sudarė tai, kas tapo žinoma kaip Boweno reakcijų serija – mineralų susidarymo seka, plačiai naudojama geologijoje, petrologijoje ir vulkanologijoje.
Kai išlydyta uoliena aušinama labai greitai, mineralams neužtenka laiko kristalams susidaryti; rezultatas yra amorfinis stiklas. Boweno naudojama eksperimentinė procedūra buvo sukurta siekiant išnaudoti šį reiškinį „užšaldyti“ kristalizacijos procesą įvairiuose etapuose. Uolienų pavyzdžiai buvo patalpinti į itin tvirtą talpyklą, vadinamą „bomba“ ir įkaitinta iki maždaug 2,912 °F (1,600 °C), užtikrinant, kad visa medžiaga išsilydys. Mėginiui buvo leista atvėsti iki tam tikros temperatūros ir palaikyti tokią temperatūrą pakankamai ilgai, kad galėtų kristalizuotis kai kurie mineralai, po to staiga atšaldomas vandeniu, kad būtų galima susidaryti proceso momentinį vaizdą tame konkrečiame etape. Jau susikristalizavusios mineralinės medžiagos buvo išsaugotos, o likusi medžiaga, kuri dar buvo išsilydžiusi, sukietėjo į stiklą.
Kartojant šią procedūrą skirtingoms temperatūroms, Boweno reakcijų serija buvo išplėsta, suteikiant vaizdą apie kristalinius mineralus, pagamintus nuo 2,552 °F (1,400 °C) iki 1472 °F (800 °C) temperatūroje. Bowenas nustatė dvi atskiras serijos atšakas, išsiskiriančias žemesnėje temperatūroje susijungusių mineralų chemija. Viena, kurią jis pavadino tęstine serija, aprašė mineralų, kuriuose gausu natrio, kalcio, aliuminio ir silicio dioksido, bendrai vadinamų plagioklazėmis, kristalizacijos seką. Kita, vadinama nepertraukiama serija, aprašė mineralų, kuriuose gausu geležies ir magnio, seką, vadinamą mafiniais mineralais.
Ištisinė serija vadinama, nes rodo sklandų mineralų sudėties perėjimą, susidarantį mažėjant temperatūrai. Tai geriausiai iliustruoja santykinės kalcio ir natrio proporcijos. Kai kristalizacija vyksta labai aukštoje temperatūroje, kristalinėje medžiagoje yra labai daug kalcio ir labai mažai natrio. Mažėjant temperatūrai, natrio ir kalcio santykis nuolat didėja, kol šios proporcijos pasikeičia. Silicio dioksido dalis mineraluose taip pat didėja mažėjant temperatūrai.
Nutrūkstančioje Boweno reakcijų serijoje procesai yra sudėtingesni. Kaip ir tolydžiose serijose, silicio dioksido dalis didėja, kai temperatūra nukrenta; tačiau vietoj to, kad silicio dioksido kiekis nuolat didėja, yra gana skirtingų mineralų seka: olivinas, piroksenas, amfibolis ir biotitas. Olivinas pirmasis kristalizuojasi – maždaug 2,552 °F (1,400 °C), bet temperatūrai nukritus jis reaguoja su vis dar išlydyta medžiaga, sudarydamas kitą serijos mineralą – pirokseną. Panašūs procesai pirokseną paverčia amfibolu, o amfibolą – biotitu; tačiau kiekvienas pokytis iš vieno mineralo į kitą įvyks tik tuo atveju, jei magmoje vis dar yra pakankamai silicio dioksido. Seka taip pat gali sustoti bet kurioje vietoje, jei magma labai greitai atšaldoma pasiekusi paviršių, o sustingusioje uolienoje lieka mineralų, tokių kaip olivinas, piroksenas ir amfibolas, kaip ir Boweno eksperimentuose.
Ten, kur susilieja dvi šakos, seka tęsiasi. Likę mineralai, didėjančia silicio dioksido kiekio tvarka, yra ortoklazė – taip pat žinoma kaip kalio lauko špatas – muskovitas ir kvarcas. Apskritai, Boweno reakcijų serija apima nuo uolienų, kuriose yra daug kalcio, magnio ir geležies bei mažai natrio ir silicio dioksido, pavyzdžiui, bazaltas, iki uolienų, kuriose yra mažai kalcio, magnio ir geležies bei daug natrio ir silicio dioksido, pvz. granito. Didelėje, požeminėje magmos kameroje, kuri vėsta labai lėtai, pirmiausia išsikristalizuosis olivinas ir daug kalcio turintis plagioklazas ir per skystą magmą nuskandins į kameros dugną, o po to seka kiti mineralai, palikdami granitą ir panašias uolienas. viršų, kol visa masė sustings. Gerų šios sekos pavyzdžių, pradedant nuo granito viršuje iki gabro – stambios kristalinės uolienos, kurios sudėtis yra tokia pati kaip bazaltas – apačioje galima rasti daugelyje vietų visame pasaulyje.