Welche Bedeutung haben Vulkane für das Leben auf der Erde?

Trotz ihres Rufs als zerstörerische Kräfte waren Vulkane tatsächlich entscheidend für die Entwicklung des Lebens auf der Erde. Ohne Vulkane wäre das meiste Wasser der Erde immer noch in der Kruste und im Mantel eingeschlossen. Frühe Vulkanausbrüche führten zur zweiten Erdatmosphäre, die zur modernen Erdatmosphäre führte. Vulkane sind neben Wasser und Luft für Land verantwortlich, eine weitere Notwendigkeit für viele Lebensformen. Vulkane mögen im Moment verheerend sein, aber letztendlich wäre das Leben der Erde ohne Vulkane nicht dasselbe, wenn es überhaupt existieren würde.

Das sich ansammelnde Material, das die Erde bildet, kam mit unterschiedlicher Gewalt zusammen. Die Reibung des kollidierenden Materials kombiniert mit der Wärme des radioaktiven Zerfalls. Das Ergebnis war eine sich drehende Schmelze.

Land

Als sich die sich drehende Schmelze verlangsamte und abkühlte, entwickelte der sprudelnde Kessel eine feste Oberflächenschicht. Das heiße Material darunter kochte weiter und blubberte an der Oberfläche. Die oberflächliche Schaumschicht bewegte sich, sammelte sich manchmal in dickeren Schichten an und sank manchmal in die Schmelze zurück. Im Laufe der Zeit verdickte sich die Oberfläche jedoch zu dauerhafteren Schichten. Die Vulkanausbrüche gingen weiter, aber das erste Land hatte sich gebildet.

Atmosphäre

Als sich die Masse der Erde anhäufte, begannen die weniger dichten Gase, die in der Erde eingeschlossen waren, an die Oberfläche zu steigen. Vulkanausbrüche beförderten Gase und Wasser aus dem Erdinneren. Mit den heutigen Eruptionen als Modell glauben Wissenschaftler, dass die von diesen Vulkanen erzeugte Atmosphäre bestand von Wasserdampf, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Salzsäure, Methan, Ammoniak, Stickstoff und Schwefel Gase. Beweise für diese frühe Atmosphäre sind ausgedehnte gebänderte Eisenformationen. Diese Gesteinsformationen treten nicht in sauerstoffreichen Umgebungen wie der gegenwärtigen Erdatmosphäre auf.

Wasser

Die immer dickere Atmosphäre sammelte sich an, als die Protoerde abkühlte. Schließlich erreichte die Atmosphäre ihre maximale Wasserspeicherkapazität und es begann zu regnen. Die Vulkane brachen aus, die Erde kühlte sich ab und es regnete immer wieder. Schließlich begann sich das Wasser anzusammeln und bildete den ersten Ozean. Dieser erste Ozean enthielt Süßwasser.

Einige der ältesten Gesteine ​​der Erde, etwa 3,5 Milliarden Jahre alt, enthalten Fossilien, die als Bakterien identifiziert wurden. Etwas ältere Gesteine, etwa 3,8 Milliarden Jahre alt, enthalten Spuren organischer Verbindungen. 1952 richtete der Doktorand Stanley Miller ein Experiment ein, um die Bedingungen in den Ozeanen und der Atmosphäre der frühen Erde zu simulieren. Millers versiegeltes System enthielt Wasser und anorganische Verbindungen, wie sie in vulkanischen Gasen vorkommen. Er entfernte den Sauerstoff und führte Elektroden ein, um die Blitze zu simulieren, die normalerweise mit Vulkanausbrüchen einhergehen, aufgrund der atmosphärischen Störungen durch den Vulkanstaub und die Gase. Um die natürliche Verdunstung und Kondensation zu simulieren, unterzog Miller sein experimentelles Gebräu eine Woche lang Zyklen von Heizen und Kühlen, während er elektrische Funken durch den Kolben schickte. Nach einer Woche enthielt Millers versiegeltes System Aminosäuren, die Bausteine ​​lebender Materialien.

Folgeexperimente von Miller und anderen zeigten, dass das Schütteln des Kolbens zur Simulation der Wellenbewegung führte dazu, dass einige der Aminosäuren in kleinen Bläschen zusammengehalten wurden, die den einfachsten ähneln Bakterien. Sie zeigten auch, dass die Aminosäuren an einigen natürlich vorkommenden Mineralien haften. Obwohl Wissenschaftler noch kein Leben in einer Flasche ausgelöst haben, zeigen die Experimente, dass sich die Materialien einfacher Lebensformen in den frühen Ozeanen der Erde entwickelt haben. Die DNA-Analyse moderner Lebensformen, von Bakterien bis zum Menschen, zeigt, dass die ersten einfachen Vorfahren in heißem Wasser lebten.

Während das meiste moderne Leben in dieser frühen, von Vulkanen erzeugten Atmosphäre ersticken würde, gedeihen einige Lebensformen unter diesen Bedingungen. Einfache Bakterien, wie sie in Tiefseeschloten gefunden werden, zeigen, dass Bakterien unter rauen Bedingungen überleben. Fossilien von Cyanobakterien, einer Art photosynthetischer Blaualgen, entwickelten sich und verbreiteten sich im alten Ozean. Das Abfallprodukt ihrer Atmung, Sauerstoff, vergiftete schließlich ihre Atmosphäre. Ihre Verschmutzung veränderte die Atmosphäre so weit, dass sich sauerstoffabhängige Lebensformen entwickeln konnten.

Die Bedeutung der Vulkane für das Leben endete nicht mit der Entwicklung einer sauerstoffreichen Atmosphäre. Eruptivgesteine ​​bilden über 80 Prozent der Erdoberfläche, sowohl über als auch unter der Meeresoberfläche. Eruptivgesteine ​​(Feuergestein) umfassen vulkanische (ausgebrochene) und plutonische (geschmolzenes Material, das vor dem Ausbruch abgekühlt wurde) Gesteine. Vulkanausbrüche fügen weiterhin Land hinzu, sei es durch die Erweiterung bestehender Flächen, wie in Hawaii, oder durch das Einbringen von neue Inseln an die Oberfläche, wie bei Surtsey, einer Insel, die 1963 entlang des mittelozeanischen Rückens in der Nähe von. entstand Island.

Auch die Form der Landmassen der Erde geht auf Vulkane zurück. Vulkane treten entlang der Ausbreitungszentren der Erde auf, wo die ausbrechende Lava langsam die oberen Erdschichten in verschiedene Konfigurationen drückt. Die Zerstörung der Lithosphäre (Kruste und oberer Mantel) an Subduktionszonen verursacht auch Vulkane, wenn das geschmolzene, weniger dichte Magma wieder an die Erdoberfläche aufsteigt. Diese Vulkane verursachen die Gefahren, die mit zusammengesetzten Vulkanen wie dem Mt. St. Helens und Vesuv. Die Auswirkungen der explosiven Eruptionen von zusammengesetzten Vulkanen reichen von den Unannehmlichkeiten eines verspäteten und ausgefallenen Flugzeugs Flüge aufgrund dicker Asche zu Wetteränderungen, wenn vulkanischer Staub die Stratosphäre erreicht und einen Teil der Sonne blockiert blocks Energie.

Trotz der negativen Auswirkungen der vulkanischen Aktivität gibt es auch positive Aspekte von Vulkanen. Vulkanischer Staub, Asche und Gestein zerfallen zu Böden mit einer außergewöhnlichen Fähigkeit, Nährstoffe und Wasser zu speichern, was sie sehr fruchtbar macht. Diese reichen vulkanischen Böden, Andisole genannt, bilden etwa 1 Prozent der verfügbaren Erdoberfläche.

Vulkane erwärmen weiterhin ihre lokale Umgebung. Heiße Quellen unterstützen lokale Wildlebensräume, und viele Gemeinden nutzen geothermische Energie für Wärme und Strom.

Mineral-Assemblies entwickeln sich oft aufgrund von Flüssigkeiten aus magmatischen Intrusionen. Von Edelsteinen bis hin zu Gold und anderen Metallen sind Vulkane mit einem Großteil des Mineralreichtums der Erde verbunden. Die Suche nach diesen Mineralien und anderen Erzen hat viele der menschlichen Erkundungen der Erde vorangetrieben.