Mikä on tulivuorten merkitys elämälle maan päällä?

Huolimatta maineestaan ​​tuhoavina voimina, tulivuoret olivat todella kriittisiä elämän kehitykselle maapallolla. Ilman tulivuoria suurin osa maapallon vedestä olisi edelleen loukussa kuoressa ja vaipassa. Varhaiset tulivuorenpurkaukset johtivat maapallon toiseen ilmakehään, joka johti maapallon moderniin ilmakehään. Veden ja ilman lisäksi tulivuoret ovat vastuussa maasta, mikä on myös välttämätön ominaisuus monille elämänmuodoille. Tulivuoret voivat olla tuhoisia tällä hetkellä, mutta lopulta maapallon elämä ei olisi sama, jos se olisi olemassa ollenkaan, ilman tulivuoria.

Maan muodostava kerääntyvä materiaali liittyi vaihtelevaan väkivaltaan. Törmäysmateriaalin kitka yhdistettynä radioaktiivisen hajoamisen lämpöön. Tuloksena oli pyörivä sula massa.

Maa

Kun pyörivä sula massa hidastui ja jäähtyi, kuplivasta kattilasta kehittyi kiinteä pintakerros. Alhaalla oleva kuuma materiaali kiehui ja kupli pintaan asti. Pintakerros liikkui, joskus kerääntyi paksumpiin kerroksiin ja joskus upposi takaisin sulaan massaan. Ajan myötä pinta kuitenkin sakeutui pysyvämmiksi kerroksiksi. Tulivuorenpurkaukset jatkuivat, mutta ensimmäinen maa oli muodostunut.

Tunnelma

Maan kerääntyessä maapalloon loukkuun jääneet vähemmän tiheät kaasut alkoivat nousta pintaan. Tulivuorenpurkaukset kuljettivat kaasuja ja vettä maapallon sisäosista. Käyttämällä nykypäivän purkauksia mallina tutkijat uskovat näiden tulivuorien luoman ilmapiirin muodostuneen vesihöyryn, hiilimonoksidin, hiilidioksidin, kloorivetyhapon, metaanin, ammoniakin, typen ja rikin kaasut. Todisteet tuosta varhaisesta ilmapiiristä sisältävät laajat raidalliset rautamuodostumat. Näitä kalliomuodostumia ei esiinny happirikkaissa ympäristöissä, kuten maapallon nykyisessä ilmakehässä.

Vesi

Yhä paksumpi ilmakehä kertyi, kun proto-Maa jäähtyi. Lopulta ilmakehä saavutti maksimaalisen kykynsä pitää vettä ja sade alkoi. Tulivuoria purkautui jatkuvasti, maa jatkoi jäähtymistä ja sade jatkui. Lopulta vesi alkoi kerääntyä muodostaen ensimmäisen valtameren. Tuo ensimmäinen valtameri sisälsi makeaa vettä.

Jotkut maapallon vanhimmista, noin 3,5 miljardin vuoden ikäisistä kivistä sisältävät bakteereiksi tunnistettuja fossiileja. Hieman vanhemmat, noin 3,8 miljardia vuotta vanhat kivet sisältävät jälkiä orgaanisista yhdisteistä. Vuonna 1952 jatko-opiskelija Stanley Miller aloitti kokeilun simuloimaan varhaisen maapallon valtamerien ja ilmakehän olosuhteita. Millerin suljettu järjestelmä sisälsi vettä ja epäorgaanisia yhdisteitä, kuten tulivuorikaasuissa. Hän poisti hapen ja asetti elektrodit simuloimaan salamaa, joka yleensä liittyy tulivuorenpurkauksiin johtuen ilmakehän häiriöistä tulivuoren pölystä ja kaasuista. Luonnollisen haihtumisen ja kondensaation simuloimiseksi Miller pani kokeellisen annoksensa kuumennus- ja jäähdytysjaksojen läpi viikon ajaksi samalla, kun sähköiset kipinät kuljettivat pullon läpi. Viikon kuluttua Millerin suljettu järjestelmä sisälsi aminohappoja, elävien materiaalien rakennuspalikoita.

Millerin ja muiden seurantakokeet osoittivat, että pullon ravistaminen aaltotoiminnan simuloimiseksi johti siihen, että osa aminohapoista jäi loukkuun yhteen pienimpiin kupliin, jotka muistuttavat yksinkertaisinta bakteerit. Ne osoittivat myös, että aminohapot tarttuvat joihinkin luonnossa esiintyviin mineraaleihin. Vaikka tutkijat eivät ole vielä käynnistäneet elämää pullossa, kokeet osoittavat, että yksinkertaisten elämänmuotojen materiaalit kehittyivät maapallon varhaisissa valtamerissä. DNA: n analyysi nykyaikaisista elämänmuodoista, bakteereista ihmisiin, osoittaa, että varhaisimmat yksinkertaiset esi-isät asuivat kuumassa vedessä.

Vaikka suurin osa nykyaikaisesta elämästä tukahduttaisi tuossa varhaisessa tulivuoren luomassa ilmapiirissä, jotkut elämänmuodot kukoistavat noissa olosuhteissa. Yksinkertaiset bakteerit, kuten syvänmeren tuuletusaukoista löytyvät, osoittavat bakteerien selviytyvän ankarissa olosuhteissa. Syanobakteerien fossiilit, eräänlainen fotosynteettinen sinilevä levä, kehittyi ja levisi muinaisessa meressä. Hengityksen jäte, happi, myrkytti lopulta ilmakehän. Niiden pilaantuminen muutti ilmakehää tarpeeksi mahdollistamaan happiriippuvien elämänmuotojen kehittymisen.

Tulivuorten merkitys elämälle ei päättynyt happirikkaan ilmapiirin kehittymiseen. Tomaattikivet muodostavat yli 80 prosenttia maapallon pinnasta, sekä valtameren pinnan ylä- että alapuolella. Magmaattikiviä (tulipalossa olevia kiviä) ovat vulkaaniset (purkautuneet) ja plutoniset (sulatetut aineet, jotka jäähdyttivät ennen purkausta) kiviä. Tulivuorenpurkaukset lisäävät edelleen maata, joko laajentamalla olemassa olevaa maata, kuten Havaijilla, tai tuomalla uusia saaria pintaan, kuten Surtsey, saari, joka syntyi vuonna 1963 pitkin valtameren keskiharjaa lähellä Islanti.

Jopa maapallon maamassojen muoto liittyy takaisin tulivuoriin. Tulivuoria esiintyy maapallon leviämiskeskusten varrella, joissa purkautuva laava työntää hitaasti maapallon ylemmät kerrokset eri kokoonpanoihin. Litosfäärin (kuori ja ylempi vaippa) tuhoaminen subduktiovyöhykkeillä aiheuttaa myös tulivuoria, kun sulanut, vähemmän tiheä magma nousee takaisin maapallon pinnalle. Nämä tulivuoret aiheuttavat vaaroja, jotka liittyvät yhdistettyihin tulivuoriin, kuten Mt. Pyhä Helens ja Vesuvius. Yhdistettyjen tulivuorien räjähtävien purkausten vaikutukset vaihtelevat viivästyneiden ja peruutettujen lentokoneiden haitoista lennot paksun tuhkan vuoksi säämuutoksiin, kun tulivuoren pöly saavuttaa stratosfäärin ja estää osan auringosta energiaa.

Tulivuoren toiminnan kielteisistä vaikutuksista huolimatta tulivuorilla on myös positiivisia vaikutuksia. Tulivuoren pöly, tuhka ja kivet hajoavat maiksi, joilla on poikkeuksellinen kyky pitää ravinteita ja vettä, mikä tekee niistä erittäin hedelmällisiä. Nämä rikkaat tuliperäiset maaperät, joita kutsutaan andoleiksi, muodostavat noin yhden prosentin maapallon käytettävissä olevasta pinnasta.

Tulivuoret jatkavat paikallisen ympäristönsä lämmittämistä. Kuumat lähteet tukevat paikallisia villieläinympäristöjä, ja monet yhteisöt käyttävät geotermistä energiaa lämpöön ja sähköön.

Mineraalikokoonpanot kehittyvät usein ydinmurtumien aiheuttamien nesteiden vuoksi. Jalokivistä kultaan ja muihin metalleihin tulivuoret liittyvät suurelle osalle maan mineraalivarallisuudesta. Näiden mineraalien ja muiden malmien etsiminen ruokki monia ihmisen tutkimuksia maapallolla.