Ondanks hun reputatie als vernietigende krachten, waren vulkanen eigenlijk van cruciaal belang voor de ontwikkeling van het leven op aarde. Zonder vulkanen zou het meeste water op aarde nog steeds vastzitten in de korst en de mantel. Vroege vulkaanuitbarstingen leidden tot de tweede atmosfeer van de aarde, wat leidde tot de moderne atmosfeer van de aarde. Naast water en lucht zijn vulkanen verantwoordelijk voor land, een andere noodzaak voor veel levensvormen. Vulkanen kunnen op dit moment verwoestend zijn, maar uiteindelijk zou het leven op aarde niet hetzelfde zijn, als het al zou bestaan, zonder vulkanen.
De vroegste vulkanen van de aarde
Het zich ophopende materiaal dat de aarde vormde, kwam samen met verschillende gradaties van geweld. De wrijving van het botsende materiaal gecombineerd met de warmte van radioactief verval. Het resultaat was een draaiende gesmolten massa.
Land
Terwijl de draaiende gesmolten massa langzamer ging draaien en afkoelde, ontwikkelde de borrelende ketel een stevige oppervlaktelaag. Het hete materiaal eronder bleef koken en borrelen naar de oppervlakte. De oppervlakkige schuimlaag bewoog, soms accumulerend in dikkere lagen en soms terugzakkend in de gesmolten massa. Na verloop van tijd verdikt het oppervlak echter tot meer permanente lagen. De vulkaanuitbarstingen gingen door, maar het eerste land was gevormd.
Atmosfeer
Naarmate de massa van de aarde zich opstapelde, begonnen de minder dichte gassen die in de aarde vastzaten naar de oppervlakte te stijgen. Vulkaanuitbarstingen voerden gassen en water uit het binnenste van de aarde. Met behulp van de uitbarstingen van vandaag als model, geloven wetenschappers dat de atmosfeer die door die vulkanen werd gegenereerd, bestond van waterdamp, koolmonoxide, kooldioxide, zoutzuur, methaan, ammoniak, stikstof en zwavel gassen. Bewijs voor die vroege atmosfeer omvat uitgebreide gestreepte ijzerformaties. Deze rotsformaties komen niet voor in zuurstofrijke omgevingen zoals de huidige atmosfeer van de aarde.
Water
De steeds dikkere atmosfeer stapelde zich op naarmate de proto-aarde afkoelde. Uiteindelijk bereikte de atmosfeer zijn maximale capaciteit om water vast te houden en begon het te regenen. De vulkanen bleven uitbarsten, de aarde bleef afkoelen en de regen bleef vallen. Uiteindelijk begon het water zich op te hopen en vormde de eerste oceaan. Die eerste oceaan bevatte zoet water.
Begin van het leven
Sommige van de oudste rotsen op aarde, ongeveer 3,5 miljard jaar oud, bevatten fossielen die als bacterieel zijn geïdentificeerd. Iets oudere gesteenten, ongeveer 3,8 miljard jaar oud, bevatten sporen van organische verbindingen. In 1952 zette afgestudeerde student Stanley Miller een experiment op om de omstandigheden in de vroege oceanen en atmosfeer van de aarde te simuleren. Het verzegelde systeem van Miller bevatte water en anorganische verbindingen zoals die in vulkanische gassen worden aangetroffen. Hij verwijderde de zuurstof en bracht elektroden in om de bliksem te simuleren die gewoonlijk gepaard gaat met vulkaanuitbarstingen, als gevolg van de atmosferische verstoringen door het vulkanische stof en de gassen. Om natuurlijke verdamping en condensatie te simuleren, liet Miller zijn experimentele brouwsel een week lang opwarmen en afkoelen, terwijl hij elektrische vonken door de fles liet gaan. Na een week bevatte Millers verzegelde systeem aminozuren, de bouwstenen van levende materialen.
Vervolgexperimenten door Miller en anderen toonden aan dat het schudden van de fles om golfwerking te simuleren resulteerde erin dat sommige van de aminozuren samen opgesloten raakten in kleine belletjes die op de eenvoudigste leken bacteriën. Ze toonden ook aan dat de aminozuren aan sommige natuurlijk voorkomende mineralen zullen blijven plakken. Hoewel wetenschappers nog geen leven in een kolf hebben veroorzaakt, laten de experimenten zien dat de materialen van eenvoudige levensvormen zich in de vroege oceanen van de aarde hebben ontwikkeld. Analyse van DNA van moderne levensvormen, van bacteriën tot mensen, laat zien dat de vroegste eenvoudige voorouders in heet water leefden.
Terwijl het meeste moderne leven zou stikken in die vroege door vulkaan gegenereerde atmosfeer, gedijen sommige levensvormen in die omstandigheden. Eenvoudige bacteriën zoals die gevonden worden bij diepzee-openingen laten zien dat bacteriën overleven in barre omstandigheden. Fossielen van cyanobacteriën, een soort fotosynthetische blauwgroene algen, ontwikkelden zich en verspreidden zich in de oude oceaan. Het afvalproduct van hun ademhaling, zuurstof, vergiftigde uiteindelijk hun atmosfeer. Hun vervuiling veranderde de atmosfeer voldoende om de ontwikkeling van zuurstofafhankelijke levensvormen mogelijk te maken.
Moderne voordelen van vulkanen
Het belang van vulkanen voor het leven eindigde niet met de ontwikkeling van een zuurstofrijke atmosfeer. Stollingsgesteenten vormen meer dan 80 procent van het aardoppervlak, zowel boven als onder het oceaanoppervlak. Stollingsgesteenten (gesteenten van vuur) omvatten vulkanische (uitgebarsten) en plutonische (gesmolten materiaal dat afkoelde voordat het uitbarstte) rotsen. Vulkaanuitbarstingen blijven land toevoegen, hetzij door bestaand land uit te breiden, zoals in Hawaï, of door te brengen nieuwe eilanden naar de oppervlakte, zoals bij Surtsey, een eiland dat in 1963 ontstond langs de mid-oceanische rug nabij IJsland.
Zelfs de vorm van de landmassa's van de aarde heeft betrekking op vulkanen. Vulkanen komen voor langs de verspreidingscentra van de aarde, waar de uitbarstende lava langzaam de bovenste aardlagen in verschillende configuraties duwt. De vernietiging van de lithosfeer (korst en bovenmantel) in subductiezones veroorzaakt ook vulkanen wanneer het gesmolten, minder dichte magma terug naar het aardoppervlak stijgt. Deze vulkanen veroorzaken de gevaren die gepaard gaan met samengestelde vulkanen zoals Mt. St. Helens en Vesuvius. De effecten van de explosieve uitbarstingen van samengestelde vulkanen variëren van het ongemak van vertraagd en geannuleerd vliegtuig vluchten als gevolg van dikke as tot veranderingen in weerpatronen wanneer vulkanisch stof de stratosfeer bereikt en een deel van de zon blokkeert energie.
Ondanks de negatieve effecten van vulkanische activiteit, zijn er ook positieve punten van vulkanen. Vulkanisch stof, as en rotsen vallen uiteen in bodems met een uitzonderlijk vermogen om voedingsstoffen en water vast te houden, waardoor ze zeer vruchtbaar zijn. Deze rijke vulkanische bodems, andisolen genaamd, vormen ongeveer 1 procent van het beschikbare aardoppervlak.
Vulkanen blijven hun lokale omgeving verwarmen. Warmwaterbronnen ondersteunen lokale natuurhabitats en veel gemeenschappen gebruiken geothermische energie voor warmte en kracht.
Minerale assemblages ontwikkelen zich vaak als gevolg van vloeistoffen van stollingsintrusies. Van edelstenen tot goud en andere metalen, vulkanen zijn gerelateerd aan een groot deel van de minerale rijkdom van de aarde. De zoektocht naar deze mineralen en andere ertsen voedde veel van de menselijke verkenningen van de aarde.