Malgré leur réputation de forces destructrices, les volcans étaient en réalité essentiels au développement de la vie sur Terre. Sans les volcans, la majeure partie de l'eau de la Terre serait toujours piégée dans la croûte et le manteau. Les premières éruptions volcaniques ont conduit à la deuxième atmosphère de la Terre, qui a conduit à l'atmosphère moderne de la Terre. Outre l'eau et l'air, les volcans sont responsables de la terre, une autre nécessité pour de nombreuses formes de vie. Les volcans peuvent être dévastateurs sur le moment, mais en fin de compte, la vie sur Terre ne serait pas la même, si elle existait du tout, sans volcans.
Les premiers volcans de la Terre
La matière accumulée formant la Terre s'est réunie avec divers degrés de violence. Le frottement du matériau en collision combiné à la chaleur de la désintégration radioactive. Le résultat était une masse fondue en rotation.
Terre
Au fur et à mesure que la masse fondue en rotation ralentissait et se refroidissait, le chaudron bouillonnant a développé une couche de surface solide. Le matériau chaud en dessous a continué à bouillir et à bouillonner jusqu'à la surface. La couche d'écume superficielle s'est déplacée, s'accumulant parfois en couches plus épaisses et s'enfonçant parfois dans la masse fondue. Au fil du temps, cependant, la surface s'est épaissie en couches plus permanentes. Les éruptions volcaniques ont continué, mais la première terre s'était formée.
Atmosphère
Au fur et à mesure que la masse de la Terre s'accumulait, les gaz moins denses piégés dans la Terre ont commencé à remonter à la surface. Les éruptions volcaniques ont transporté des gaz et de l'eau de l'intérieur de la Terre. En utilisant les éruptions d'aujourd'hui comme modèle, les scientifiques pensent que l'atmosphère générée par ces volcans consistait en de vapeur d'eau, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, acide chlorhydrique, méthane, ammoniac, azote et soufre des gaz. Les preuves de cette atmosphère primitive comprennent de vastes formations de fer rubanées. Ces formations rocheuses ne se produisent pas dans des environnements riches en oxygène comme l'atmosphère actuelle de la Terre.
L'eau
L'atmosphère de plus en plus épaisse s'est accumulée à mesure que la proto-Terre se refroidissait. Finalement, l'atmosphère a atteint sa capacité maximale de rétention d'eau et la pluie a commencé. Les volcans continuaient d'entrer en éruption, la Terre continuait de se refroidir et la pluie continuait de tomber. Finalement, l'eau a commencé à s'accumuler, formant le premier océan. Ce premier océan contenait de l'eau douce.
Les débuts de la vie
Certaines des roches les plus anciennes de la Terre, vieilles d'environ 3,5 milliards d'années, contiennent des fossiles identifiés comme bactériens. Des roches un peu plus anciennes, âgées d'environ 3,8 milliards d'années, contiennent des traces de composés organiques. En 1952, l'étudiant diplômé Stanley Miller a mis en place une expérience pour simuler les conditions des premiers océans et de l'atmosphère de la Terre. Le système scellé de Miller contenait de l'eau et des composés inorganiques comme ceux trouvés dans les gaz volcaniques. Il a retiré l'oxygène et inséré des électrodes pour simuler la foudre qui accompagne habituellement les éruptions volcaniques, en raison des perturbations atmosphériques causées par la poussière et les gaz volcaniques. Pour simuler l'évaporation et la condensation naturelles, Miller a soumis son infusion expérimentale à des cycles de chauffage et de refroidissement pendant une semaine, tout en faisant passer des étincelles électriques à travers le ballon. Après une semaine, le système scellé de Miller contenait des acides aminés, les éléments constitutifs des matériaux vivants.
Des expériences de suivi par Miller et d'autres ont montré que secouer le flacon pour simuler l'action des vagues a entraîné le piégeage de certains des acides aminés dans de petites bulles ressemblant au plus simple bactéries. Ils ont également montré que les acides aminés adhèrent à certains minéraux naturels. Bien que les scientifiques n'aient pas encore déclenché la vie dans un flacon, les expériences montrent que les matériaux de formes de vie simples se sont développés dans les premiers océans de la Terre. L'analyse de l'ADN des formes de vie modernes, des bactéries aux humains, montre que les premiers ancêtres simples vivaient dans l'eau chaude.
Alors que la plupart des formes de vie modernes étoufferaient dans cette atmosphère d'origine volcanique, certaines formes de vie prospèrent dans ces conditions. Des bactéries simples comme celles trouvées dans les évents des grands fonds montrent que les bactéries survivent dans des conditions difficiles. Des fossiles de cyanobactéries, un type d'algues bleu-vert photosynthétiques, se sont développés et se sont répandus dans l'océan ancien. Le déchet de leur respiration, l'oxygène, a finalement empoisonné leur atmosphère. Leur pollution a suffisamment modifié l'atmosphère pour permettre le développement de formes de vie dépendantes de l'oxygène.
Avantages modernes des volcans
L'importance des volcans pour la vie ne s'est pas arrêtée avec le développement d'une atmosphère riche en oxygène. Les roches ignées forment plus de 80 pour cent de la surface de la Terre, à la fois au-dessus et au-dessous de la surface de l'océan. Les roches ignées (roches du feu) comprennent les roches volcaniques (en éruption) et plutoniques (matière fondue qui s'est refroidie avant d'entrer en éruption). Les éruptions volcaniques continuent d'ajouter des terres, que ce soit en étendant les terres existantes, comme à Hawaï, ou en apportant de nouvelles îles à la surface, comme à Surtsey, une île qui a émergé en 1963 le long de la dorsale médio-océanique près de Islande.
Même la forme des masses continentales de la Terre se rapporte aux volcans. Les volcans se produisent le long des centres de propagation de la Terre, où la lave en éruption pousse lentement les couches supérieures de la Terre dans différentes configurations. La destruction de la lithosphère (croûte et manteau supérieur) au niveau des zones de subduction provoque également des volcans lorsque le magma fondu et moins dense remonte à la surface de la Terre. Ces volcans provoquent les dangers associés aux volcans composites comme le mont. Saint Helens et le Vésuve. Les effets des éruptions explosives des volcans composites vont des inconvénients d'un avion retardé et annulé les vols dus aux cendres épaisses aux changements des conditions météorologiques lorsque la poussière volcanique atteint la stratosphère et bloque une partie du soleil énergie.
Malgré les impacts négatifs de l'activité volcanique, les volcans ont aussi des effets positifs. La poussière, les cendres et les roches volcaniques se décomposent en sols avec une capacité exceptionnelle à retenir les nutriments et l'eau, ce qui les rend très fertiles. Ces sols volcaniques riches, appelés andisols, forment environ 1% de la surface disponible de la Terre.
Les volcans continuent de chauffer leur environnement local. Les sources chaudes soutiennent les habitats fauniques locaux, et de nombreuses communautés utilisent l'énergie géothermique pour le chauffage et l'électricité.
Les assemblages minéraux se développent souvent en raison de fluides provenant d'intrusions ignées. Des pierres précieuses à l'or et à d'autres métaux, les volcans sont liés à une grande partie de la richesse minérale de la Terre. La recherche de ces minéraux et d'autres minerais a alimenté de nombreuses explorations humaines de la Terre.