ما هي أهمية البراكين للحياة على الأرض؟

على الرغم من سمعتها كقوى مدمرة ، إلا أن البراكين كانت في الواقع حاسمة في تطور الحياة على الأرض. بدون البراكين ، ستظل معظم مياه الأرض محاصرة في القشرة والعباءة. أدت الانفجارات البركانية المبكرة إلى الغلاف الجوي الثاني للأرض ، مما أدى إلى الغلاف الجوي الحديث للأرض. إلى جانب الماء والهواء ، البراكين مسؤولة عن الأرض ، وهي ضرورة أخرى للعديد من أشكال الحياة. قد تكون البراكين مدمرة في الوقت الحالي ، ولكن في النهاية لن تكون حياة الأرض كما هي ، إذا كانت موجودة على الإطلاق ، بدون البراكين.

اجتمعت المواد المتراكمة المكونة للأرض بدرجات متفاوتة من العنف. احتكاك المادة المتصادمة مع الحرارة الناتجة عن الاضمحلال الإشعاعي. وكانت النتيجة كتلة منصهرة تدور.

الأرض

مع تباطؤ الكتلة المنصهرة الدوارة وتبريدها ، طور المرجل الفقاعي طبقة سطحية صلبة. استمرت المادة الساخنة تحتها في الغليان وظهور فقاعات حتى السطح. تتحرك طبقة حثالة السطح ، وتتراكم أحيانًا في طبقات أكثر سمكًا وتغرق في بعض الأحيان مرة أخرى في الكتلة المنصهرة. ومع ذلك ، بمرور الوقت ، أصبح السطح سميكًا إلى طبقات أكثر ديمومة. استمرت الانفجارات البركانية ، لكن الأرض الأولى تكونت.

أجواء

مع تراكم كتلة الأرض ، بدأت الغازات الأقل كثافة المحتجزة في الأرض في الارتفاع إلى السطح. حملت الانفجارات البركانية الغازات والمياه من باطن الأرض. باستخدام ثورات اليوم كنموذج ، يعتقد العلماء أن الغلاف الجوي الناتج عن تلك البراكين يتكون بخار الماء وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وحمض الهيدروكلوريك والميثان والأمونيا والنيتروجين والكبريت غازات. تشمل الأدلة على ذلك الغلاف الجوي المبكر تشكيلات حديدية واسعة النطاق. لا تحدث هذه التكوينات الصخرية في البيئات الغنية بالأكسجين مثل الغلاف الجوي الحالي للأرض.

ماء

تراكم الغلاف الجوي الكثيف بشكل متزايد مع تبريد الأرض الأولية. في النهاية وصل الغلاف الجوي إلى أقصى قدرته على الاحتفاظ بالمياه وبدأ المطر. استمرت البراكين في الثوران ، وظلت الأرض تبرد واستمر المطر في النزول. في النهاية بدأت المياه تتراكم مكونة المحيط الأول. احتوى هذا المحيط الأول على مياه عذبة.

تحتوي بعض أقدم الصخور على الأرض ، التي يبلغ عمرها حوالي 3.5 مليار سنة ، على أحافير تم تحديدها على أنها بكتيرية. تحتوي الصخور الأقدم قليلاً ، التي يبلغ عمرها حوالي 3.8 مليار سنة ، على آثار من المركبات العضوية. في عام 1952 ، أجرى طالب الدراسات العليا ستانلي ميللر تجربة لمحاكاة الظروف في المحيطات والغلاف الجوي للأرض في وقت مبكر. احتوى نظام ميلر المختوم على الماء والمركبات غير العضوية مثل تلك الموجودة في الغازات البركانية. قام بإزالة الأكسجين وإدخال الأقطاب الكهربائية لمحاكاة البرق الذي يصاحب عادةً الانفجارات البركانية ، بسبب الاضطرابات الجوية بسبب الغبار والغازات البركانية. لمحاكاة التبخر والتكثيف الطبيعي ، وضع ميلر مشروبه التجريبي خلال دورات التسخين والتبريد لمدة أسبوع ، مع تمرير شرارات كهربائية عبر القارورة. بعد أسبوع ، احتوى نظام ميلر المختوم على أحماض أمينية ، وهي اللبنات الأساسية للمواد الحية.

أظهرت تجارب المتابعة التي أجراها ميلر وآخرون أن هز القارورة لمحاكاة حركة الموجة أدى إلى احتباس بعض الأحماض الأمينية معًا في فقاعات صغيرة تشبه الأبسط بكتيريا. كما أظهروا أن الأحماض الأمينية ستلتصق ببعض المعادن الطبيعية. على الرغم من أن العلماء لم يطلقوا الحياة في قارورة بعد ، فإن التجارب تظهر أن مواد أشكال الحياة البسيطة قد تطورت في محيطات الأرض المبكرة. يُظهر تحليل الحمض النووي من أشكال الحياة الحديثة ، من البكتيريا إلى البشر ، أن الأسلاف البسطاء الأوائل عاشوا في الماء الساخن.

في حين أن معظم أشكال الحياة الحديثة ستختنق في هذا الغلاف الجوي المبكر الناتج عن البراكين ، تزدهر بعض أشكال الحياة في تلك الظروف. تظهر البكتيريا البسيطة مثل تلك الموجودة في فتحات أعماق البحار أن البكتيريا تعيش في ظروف قاسية. تطورت أحافير البكتيريا الزرقاء ، وهي نوع من الطحالب الخضراء المزرقة التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي ، وانتشرت في المحيط القديم. الأكسجين الناتج عن تنفسهم أدى في النهاية إلى تسميم الغلاف الجوي. لقد أدى تلوثها إلى تغيير الغلاف الجوي بدرجة كافية للسماح بتطوير أشكال الحياة المعتمدة على الأكسجين.

لم تنته أهمية البراكين في الحياة بتطور الغلاف الجوي الغني بالأكسجين. تشكل الصخور النارية أكثر من 80 في المائة من سطح الأرض ، فوق وتحت سطح المحيط. الصخور النارية (صخور من النار) تشمل الصخور البركانية (البركانية) والبلوتونية (المواد المنصهرة التي بردت قبل الانفجار). تستمر الانفجارات البركانية في إضافة الأرض ، سواء عن طريق توسيع الأراضي الموجودة ، كما هو الحال في هاواي ، أو عن طريق جلبها جزر جديدة على السطح ، كما في سرتسي ، وهي جزيرة ظهرت في عام 1963 على طول سلسلة تلال وسط المحيط القريبة أيسلندا.

حتى شكل كتل اليابسة على الأرض يعود إلى البراكين. تحدث البراكين على طول مراكز انتشار الأرض ، حيث تدفع الحمم البركانية البركانية ببطء طبقات الأرض العليا إلى تكوينات مختلفة. يؤدي تدمير الغلاف الصخري (القشرة والوشاح العلوي) في مناطق الاندساس أيضًا إلى ظهور براكين عندما ترتفع الصهارة المنصهرة الأقل كثافة إلى سطح الأرض. تسبب هذه البراكين المخاطر المرتبطة بالبراكين المركبة مثل جبل. سانت هيلينز وفيزوف. تتراوح تأثيرات الانفجارات المتفجرة من البراكين المركبة من مضايقات الطائرة المتأخرة والملغاة الرحلات الجوية بسبب الرماد الكثيف إلى التغيرات في أنماط الطقس عندما يصل الغبار البركاني إلى طبقة الستراتوسفير ويمنع جزءًا من الشمس طاقة.

على الرغم من الآثار السلبية للنشاط البركاني ، هناك إيجابيات للبراكين أيضًا. يتحلل الغبار البركاني والرماد والصخور في التربة مع قدرة استثنائية على الاحتفاظ بالمواد المغذية والمياه ، مما يجعلها شديدة الخصوبة. تشكل هذه التربة البركانية الغنية ، والتي تسمى andisols ، حوالي 1 في المائة من سطح الأرض المتاح.

تستمر البراكين في تسخين بيئاتها المحلية. تدعم الينابيع الساخنة موائل الحياة البرية المحلية ، وتستخدم العديد من المجتمعات الطاقة الحرارية الأرضية للتدفئة والطاقة.

غالبًا ما تتطور التجمعات المعدنية بسبب السوائل من الاختراقات النارية. من الأحجار الكريمة إلى الذهب والمعادن الأخرى ، ترتبط البراكين بالكثير من الثروة المعدنية للأرض. أدى البحث عن هذه المعادن وغيرها من الخامات إلى تغذية العديد من الاستكشافات البشرية للأرض.