מה החשיבות של הרי געש לחיים על פני כדור הארץ?

למרות המוניטין שלהם ככוחות הרסניים, הרי געש דווקא היו קריטיים להתפתחות החיים על פני כדור הארץ. ללא הרי געש, רוב מי כדור הארץ עדיין נלכדים בקרום ובמעטפת. התפרצויות געש מוקדמות הובילו לאטמוספירה השנייה של כדור הארץ, שהובילה לאטמוספירה המודרנית של כדור הארץ. מלבד מים ואוויר, הרי געש אחראים על היבשה, צורך נוסף לצורות חיים רבות. הרי געש אולי הרסניים ברגע זה, אך בסופו של דבר חיי כדור הארץ לא יהיו זהים, אם הם היו קיימים בכלל, ללא הרי געש.

החומר המצטבר היוצר את כדור הארץ התגבש בדרגות אלימות שונות. החיכוך של החומר המתנגש בשילוב עם החום מפני ריקבון רדיואקטיבי. התוצאה הייתה מסה מותכת מסתובבת.

ארץ

כאשר המסה המותכת המסתובבת האטה והתקררה, הקדרה המבעבעת פיתחה שכבת משטח מוצקה. החומר החם שמתחתיו המשיך לרתוח ולבעבע אל פני השטח. שכבת החלאות העילית נעה, לעיתים הצטברה לשכבות עבות יותר ולעיתים שקעה בחזרה במסה המותכת. אולם עם הזמן, המשטח התעבה לשכבות קבועות יותר. התפרצויות הגעש נמשכו, אך הארץ הראשונה נוצרה.

אַטמוֹספֵרָה

ככל שהמסה של כדור הארץ הצטברה, הגזים הפחות צפופים שנלכדו בכדור הארץ החלו לעלות אל פני השטח. התפרצויות געשיות הובילו גזים ומים אל פנים כדור הארץ. כשהם משתמשים בהתפרצויות של ימינו כמודל, מדענים מאמינים שהאווירה שנוצרה על ידי הרי געש אלה הייתה מורכבת של אדי מים, פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, חומצה הידרוכלורית, מתאן, אמוניה, חנקן וגופרית גזים. עדות לאותה אווירה מוקדמת כוללת תצורות נרחבות של ברזל. תצורות סלע אלה אינן מתרחשות בסביבות עשירות בחמצן כמו האטמוספירה הנוכחית של כדור הארץ.

מים

האטמוספירה העבה יותר ויותר הצטברה עם התקררות כדור הארץ. בסופו של דבר האווירה הגיעה ליכולתה המרבית להחזיק מים והגשם החל. הרי הגעש המשיכו להתפרץ, כדור הארץ המשיך להתקרר והגשם המשיך לרדת. בסופו של דבר המים החלו להצטבר ויצרו את האוקיאנוס הראשון. אותו אוקיינוס ​​ראשון הכיל מים מתוקים.

כמה מהסלעים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ, בני כ -3.5 מיליארד שנה, מכילים מאובנים המזוהים כחיידקיים. סלעים מעט ישנים יותר, בני כ -3.8 מיליארד שנה, מכילים עקבות של תרכובות אורגניות. בשנת 1952, הסטודנט לתואר שני סטנלי מילר הקים ניסוי לדמות התנאים באוקיינוסים הקדומים של כדור הארץ. המערכת האטומה של מילר הכילה מים ותרכובות אנאורגניות כמו אלה שנמצאו בגזים וולקניים. הוא הסיר את החמצן והכניס אלקטרודות כדי לדמות את הברק המלווה בדרך כלל בהתפרצויות געש, עקב שיבושים באטמוספירה על ידי האבק והגזים הוולקניים. כדי לדמות אידוי ועיבוי טבעי, מילר העביר את חלל הניסוי שלו במחזורי חימום וקירור למשך שבוע, תוך שהוא מעביר ניצוצות חשמליים דרך הבקבוק. לאחר שבוע, המערכת האטומה של מילר הכילה חומצות אמינו, אבני הבניין של חומרי החיים.

ניסויי מעקב של מילר ואחרים הראו כי טלטול הבקבוקון כדי לדמות פעולת גל הביא לכך שחלק מחומצות האמינו נלכדו יחד בבועות קטנות הדומות לפשוטות ביותר בַּקטֶרִיָה. הם גם הראו כי חומצות האמינו ידבקו לכמה מינרלים המופיעים באופן טבעי. למרות שמדענים עדיין לא הפעילו חיים בבקבוק, הניסויים מראים כי החומרים של צורות חיים פשוטות התפתחו באוקיינוסים המוקדמים של כדור הארץ. ניתוח של DNA מצורות חיים מודרניות, מחיידקים ועד לבני אדם, מראה כי האבות הקדומים והפשוטים ביותר חיו במים חמים.

בעוד שרוב החיים המודרניים יחנקו באותה אווירה מוקדמת שנוצרה בהר הגעש, צורות חיים מסוימות משגשגות בתנאים אלה. חיידקים פשוטים כמו אלה הנמצאים בפתחי אוורור בים העמוק מראים כי חיידקים שורדים בתנאים קשים. מאובנים של ציאנובקטריה, סוג של אצות כחולות-ירוקות פוטוסינתטיות, התפתחו והתפשטו באוקיאנוס העתיק. תוצר הפסולת של הנשימה שלהם, חמצן, הרעיל בסופו של דבר את האטמוספירה שלהם. הזיהום שלהם שינה את האווירה מספיק כדי לאפשר התפתחות צורות חיים תלויות חמצן.

חשיבותם של הרי געש לחיים לא הסתיימה בהתפתחות אווירה עשירה בחמצן. סלעים דומים מייצרים מעל 80 אחוז משטח כדור הארץ, מעל ומתחת לפני הים. סלעים דומים (סלעים מאש) כוללים סלעים וולקניים (פרוצים) ופלוטוניים (חומר מותך שהתקרר לפני שהתפרץ). התפרצויות געשיות ממשיכות להוסיף אדמה, בין אם על ידי הרחבת אדמה קיימת, כמו בהוואי, ובין אם על ידי הבאתה איים חדשים לפני השטח, כמו ב Surtsey, אי שהגיח בשנת 1963 לאורך רכס האוקיאנוס הסמוך אִיסלַנד.

אפילו צורת מסות האדמה של כדור הארץ קשורה להרי געש. הרי געש מתרחשים לאורך מרכזי התפשטות כדור הארץ, שם הלבה המתפרצת דוחפת אט אט את שכבות כדור הארץ העליונות לתצורות שונות. הרס הליטוספירה (קרום ומעטה עליון) באזורי תת-כניעה גורם גם להר געש כאשר המאגמה המומסת והצפופה פחות עולה חזרה אל פני כדור הארץ. הרי געש אלו גורמים לסכנות הקשורות להר געש מרוכב כמו הר. סנט הלנס וזוב. ההשפעות של התפרצויות הנפץ מהרי געש מרוכבים נעות בין אי הנוחות של מטוס מושהה ומבוטל. טיסות עקב אפר סמיך לשינויים בדפוסי מזג האוויר כאשר אבק וולקני מגיע לסטרטוספירה וחוסם חלק משמש אֵנֶרְגִיָה.

למרות ההשפעות השליליות של פעילות געשית, ישנם גם תוצאות חיוניות של הרי געש. אבק געש, אפר וסלעים מתפרקים לקרקעות בעלות יכולת יוצאת דופן להחזיק חומרים מזינים ומים, מה שהופך אותם לפוריים מאוד. קרקעות וולקניות עשירות אלה, הנקראות אנדיסולים, מהוות כמאה אחוז משטח כדור הארץ הזמין.

הרי געש ממשיכים לחמם את סביבתם המקומית. מעיינות חמים תומכים בבתי גידול חיות בר מקומיות, וקהילות רבות משתמשות באנרגיה גיאותרמית לצורך חום וכוח.

מכלולים מינרליים מתפתחים לעיתים קרובות בגלל נוזלים מחדירות דלקתיות. מאבני חן ועד זהב ומתכות אחרות, הרי געש קשורים לחלק ניכר מעושר המינרלים של כדור הארץ. החיפוש אחר מינרלים אלה ועפרות אחרות דלק רבים בחיפושי האדם בכדור הארץ.