Qual è l'importanza dei vulcani per la vita sulla Terra?

Nonostante la loro reputazione di forze distruttive, i vulcani in realtà erano fondamentali per lo sviluppo della vita sulla Terra. Senza vulcani, la maggior parte dell'acqua della Terra sarebbe ancora intrappolata nella crosta e nel mantello. Le prime eruzioni vulcaniche hanno portato alla seconda atmosfera terrestre, che ha portato all'atmosfera moderna della Terra. Oltre all'acqua e all'aria, i vulcani sono responsabili della terra, un'altra necessità per molte forme di vita. I vulcani possono essere devastanti in questo momento, ma alla fine la vita sulla Terra non sarebbe la stessa, se esistesse del tutto, senza vulcani.

Il materiale accumulatosi che formava la Terra si univa con vari gradi di violenza. L'attrito del materiale in collisione combinato con il calore del decadimento radioattivo. Il risultato fu una massa fusa rotante.

Terra

Mentre la massa fusa rotante rallentava e si raffreddava, il calderone ribollente sviluppò uno strato superficiale solido. Il materiale caldo sottostante continuava a bollire ea bollire in superficie. Lo strato di schiuma superficiale si è mosso, a volte accumulandosi in strati più spessi e talvolta sprofondando nella massa fusa. Nel tempo, tuttavia, la superficie si è ispessita in strati più permanenti. Le eruzioni vulcaniche continuarono, ma si era formata la prima terra.

Atmosfera

Man mano che la massa della Terra si accumulava, i gas meno densi intrappolati nella Terra iniziarono a salire in superficie. Le eruzioni vulcaniche hanno trasportato gas e acqua fuori dall'interno della Terra. Usando le eruzioni odierne come modello, gli scienziati ritengono che l'atmosfera generata da quei vulcani consistesse di vapore acqueo, monossido di carbonio, anidride carbonica, acido cloridrico, metano, ammoniaca, azoto e zolfo gas. Le prove di quella prima atmosfera includono estese formazioni di ferro a bande. Queste formazioni rocciose non si verificano in ambienti ricchi di ossigeno come l'attuale atmosfera terrestre.

acqua

L'atmosfera sempre più densa si accumulò mentre la proto-Terra si raffreddava. Alla fine l'atmosfera raggiunse la sua massima capacità di trattenere l'acqua e iniziò la pioggia. I vulcani continuavano a eruttare, la Terra continuava a raffreddarsi e la pioggia continuava a scendere. Alla fine l'acqua iniziò ad accumularsi, formando il primo oceano. Quel primo oceano conteneva acqua dolce.

Alcune delle rocce più antiche della Terra, di circa 3,5 miliardi di anni, contengono fossili identificati come batterici. Rocce leggermente più vecchie, di circa 3,8 miliardi di anni, contengono tracce di composti organici. Nel 1952, lo studente laureato Stanley Miller organizzò un esperimento per simulare le condizioni negli oceani e nell'atmosfera della Terra primitiva. Il sistema sigillato di Miller conteneva acqua e composti inorganici come quelli che si trovano nei gas vulcanici. Ha rimosso l'ossigeno e inserito elettrodi per simulare il fulmine che di solito accompagna le eruzioni vulcaniche, a causa delle perturbazioni atmosferiche causate dalla polvere e dai gas vulcanici. Per simulare l'evaporazione e la condensazione naturali, Miller ha sottoposto la sua miscela sperimentale a cicli di riscaldamento e raffreddamento per una settimana, facendo passare scintille elettriche attraverso il pallone. Dopo una settimana, il sistema sigillato di Miller conteneva amminoacidi, gli elementi costitutivi dei materiali viventi.

Esperimenti successivi di Miller e altri hanno mostrato che scuotere il pallone per simulare l'azione delle onde wave ha portato alcuni degli amminoacidi a rimanere intrappolati insieme in piccole bolle simili a quelle più semplici simple batteri. Hanno anche dimostrato che gli amminoacidi si attaccano ad alcuni minerali naturali. Sebbene gli scienziati non abbiano ancora attivato la vita in un pallone, gli esperimenti mostrano che i materiali di forme di vita semplici si sono sviluppati nei primi oceani della Terra. L'analisi del DNA di forme di vita moderne, dai batteri agli umani, mostra che i primi antenati semplici vivevano in acqua calda.

Mentre la maggior parte della vita moderna soffocherebbe in quella prima atmosfera generata dal vulcano, alcune forme di vita prosperano in quelle condizioni. Batteri semplici come quelli che si trovano nelle prese d'aria profonde mostrano che i batteri sopravvivono in condizioni difficili. Fossili di cianobatteri, un tipo di alghe azzurre fotosintetiche, si sono sviluppati e si sono diffusi nell'antico oceano. Il prodotto di scarto della loro respirazione, l'ossigeno, alla fine ha avvelenato la loro atmosfera. Il loro inquinamento ha cambiato l'atmosfera abbastanza da consentire lo sviluppo di forme di vita dipendenti dall'ossigeno.

L'importanza dei vulcani per la vita non si è esaurita con lo sviluppo di un'atmosfera ricca di ossigeno. Le rocce ignee formano oltre l'80% della superficie terrestre, sia sopra che sotto la superficie dell'oceano. Le rocce ignee (rocce del fuoco) includono rocce vulcaniche (eruttate) e plutoniche (materiale fuso che si è raffreddato prima di eruttare). Le eruzioni vulcaniche continuano ad aggiungere terra, sia estendendo la terra esistente, come alle Hawaii, sia portando nuove isole in superficie, come a Surtsey, un'isola emersa nel 1963 lungo la dorsale oceanica vicino Islanda.

Anche la forma delle masse terrestri della Terra si riferisce ai vulcani. I vulcani si verificano lungo i centri di diffusione della Terra, dove la lava in eruzione spinge lentamente gli strati superiori della Terra in diverse configurazioni. La distruzione della litosfera (crosta e mantello superiore) nelle zone di subduzione provoca anche vulcani quando il magma fuso e meno denso risale alla superficie terrestre. Questi vulcani causano i pericoli associati ai vulcani compositi come il Monte. Sant'Elena e il Vesuvio. Gli effetti delle eruzioni esplosive dei vulcani compositi vanno dagli inconvenienti dell'aereo in ritardo e cancellato voli dovuti alla cenere spessa ai cambiamenti dei modelli meteorologici quando la polvere vulcanica raggiunge la stratosfera e blocca parte del sole energia.

Nonostante gli impatti negativi dell'attività vulcanica, ci sono anche aspetti positivi dei vulcani. Polveri vulcaniche, ceneri e rocce si decompongono in terreni con un'eccezionale capacità di trattenere nutrienti e acqua, rendendoli molto fertili. Questi ricchi terreni vulcanici, chiamati andisol, formano circa l'1% della superficie disponibile della Terra.

I vulcani continuano a riscaldare i loro ambienti locali. Le sorgenti termali supportano gli habitat della fauna selvatica locale e molte comunità utilizzano l'energia geotermica per il calore e l'energia.

Gli assemblaggi minerali si sviluppano spesso a causa di fluidi da intrusioni ignee. Dalle pietre preziose all'oro e ad altri metalli, i vulcani sono legati a gran parte della ricchezza minerale della Terra. La ricerca di questi minerali e di altri minerali ha alimentato molte delle esplorazioni umane della Terra.