Kamnine, ki sestavljajo zemeljsko skorjo, so sestavljene iz različnih mineralov z različnimi kemičnimi sestavami in fizikalnimi lastnostmi. Minerali izvirajo iz magmatskih kamnin, ki so se strdile iz magme, vrste prisotnih mineralov pa niso odvisne le od kemične sestave prvotne magme, temveč od njene temperature, tlaka in hitrosti, s katero se ohladi. V začetku 20. stoletja je geolog Norman L. Bowen iz Geofizikalnega laboratorija na inštitutu Carnegie v Washingtonu, DC izvedel vrsto poskusov, katerih cilj je bil določiti zaporedje kristalizacije različnih mineralov iz magme. Stopil je praškaste vzorce magmatske kamnine, nato jih pustil, da se ohladijo na vnaprej določene temperature, da je lahko opazoval nastanek mineralnih kristalov in zaporedje, v katerem so se pojavili. Iz teh rezultatov je sestavil tisto, kar je postalo znano kot Bownova reakcijska serija, zaporedje tvorbe mineralov, ki se pogosto uporablja v geologiji, petrologiji in vulkanologiji.
Ko se staljena kamnina zelo hitro ohladi, ni dovolj časa, da minerali tvorijo kristale; rezultat je namesto tega amorfno steklo. Eksperimentalni postopek, ki ga je uporabil Bowen, je bil zasnovan za izkoriščanje tega pojava za “zamrznitev” procesa kristalizacije na različnih stopnjah. Vzorci kamnin so bili postavljeni v izjemno robustno posodo, znano kot “bomba”, in segreti na približno 2,912 °F (1,600 °C), kar je zagotovilo, da se bo ves material stopil. Vzorec smo pustili, da se ohladi na določeno temperaturo in ga vzdrževali pri tej temperaturi dovolj dolgo, da je omogočila kristalizacijo nekaterih mineralov, nato pa smo ga nenadoma ohladili z vodo, da bi zagotovili »posnetek« procesa v tej določeni fazi. Minerali, ki so že kristalizirali, so se ohranili, preostali material, ki je bil še staljen, pa se je strdil v steklo.
S ponavljanjem tega postopka za različne temperature je bila Bowenova reakcijska serija razširjena, kar je dalo sliko kristalnih mineralov, proizvedenih pri temperaturah od 2,552 °F (1,400 °C) do 1472 °F (800 °C). Bowen je identificiral dve ločeni veji serije, ki ju odlikuje kemija mineralov, ki sta se združila pri nižjih temperaturah. Ena, ki jo je imenoval neprekinjena serija, je opisala zaporedje kristalizacije mineralov, bogatih z natrijem, kalcijem, aluminijem in silicijevim dioksidom, skupaj znanih kot plagioklasi. Druga, imenovana diskontinuirana serija, je opisala zaporedje za minerale, bogate z železom in magnezijem, znane kot mafični minerali.
Neprekinjena serija je tako imenovana, ker kaže gladek prehod v sestavi mineralov, ki nastanejo ob znižanju temperature. To najbolje ponazarjajo relativna razmerja kalcija in natrija. Ko kristalizacija poteka pri zelo visokih temperaturah, je kristalni material zelo bogat s kalcijem in zelo malo natrija. Z zniževanjem temperature se razmerje med natrijem in kalcijem postopoma povečuje, dokler se ta razmerja ne obrnejo. Z nižanjem temperature se povečuje tudi delež silicijevega dioksida v mineralih.
V diskontinuirani veji serije Bowenovih reakcij so procesi bolj zapleteni. Tako kot pri neprekinjenem nizu se delež silicijevega dioksida povečuje z znižanjem temperature; vendar namesto stalnega povečevanja vsebnosti silicijevega dioksida obstaja zaporedje precej različnih mineralov: olivin, piroksen, amfibol in biotit. Olivin prvi kristalizira – pri približno 2,552 °F (1,400 °C), a ko temperatura pade, reagira s še staljenim materialom in tvori naslednji mineral v seriji, piroksen. Podobni procesi pretvarjajo piroksen v amfibol, amfibol pa v biotit; vendar se bo vsaka sprememba iz enega minerala v drugega zgodila le, če je v magmi še vedno prisotno dovolj silicijevega dioksida. Zaporedje se lahko ustavi tudi na kateri koli točki, če se magma zelo hitro ohladi, tako da doseže površino, pri čemer ostanejo minerali, kot so olivin, piroksen in amfibol, še vedno prisotni v strjeni kamnini, tako kot v Bownovih poskusih.
Kjer se obe veji združita, se zaporedje nadaljuje. Preostali minerali po naraščajočem vrstnem redu vsebnosti silicijevega dioksida so ortoklaz – znan tudi kot kalijev feldspat – muskovit in kremen. Na splošno se Bownova reakcijska serija razteza od kamnin z visoko vsebnostjo kalcija, magnezija in železa ter nizko vsebnostjo natrija in silicijevega dioksida – kot je bazalt – do kamnin z nizko vsebnostjo kalcija, magnezija in železa ter visoko vsebnostjo natrija in silicijevega dioksida – kot npr. granit. V veliki, podzemni komori z magmo, ki se ohlaja zelo počasi, bosta olivin in plagioklas z visoko vsebnostjo kalcija najprej kristalizirala in se potopila skozi tekočo magmo na dno komore, nato pa bodo sledili drugi minerali v zaporedju, pri čemer bosta granit in podobne kamnine ostale na vrh do trenutka, ko se cela masa strdi. Dobre primere tega zaporedja, ki sega od granita na vrhu do gabra – grobe kristalne kamnine z enako sestavo kot bazalt – na dnu, je mogoče najti na številnih lokacijah po vsem svetu.