Hva er viktigheten av vulkaner for livet på jorden?

Til tross for sitt rykte som ødeleggende krefter, var vulkaner faktisk avgjørende for utviklingen av livet på jorden. Uten vulkaner ville det meste av jordens vann fortsatt være fanget i skorpen og kappen. Tidlige vulkanutbrudd førte til jordens andre atmosfære, som førte til jordens moderne atmosfære. Foruten vann og luft, er vulkaner ansvarlige for land, en annen nødvendighet for mange livsformer. Vulkaner kan være ødeleggende i øyeblikket, men til slutt ville jordens liv ikke være det samme hvis det i det hele tatt eksisterte uten vulkaner.

Det akkumulerende materialet som dannet jorden kom sammen med varierende grad av vold. Friksjonen av kolliderende materiale kombinert med varmen fra radioaktivt forfall. Resultatet var en roterende smeltet masse.

Land

Etter hvert som den roterende smeltede massen ble redusert og avkjølt, utviklet den boblende gryten et solid overflatelag. Det varme materialet under fortsatte å koke og boble opp til overflaten. Overflateskumlaget beveget seg, noen ganger akkumuleres det i tykkere lag og noen ganger synker det tilbake i den smeltede massen. Over tid ble imidlertid overflaten tykkere til mer permanente lag. Vulkanutbruddene fortsatte, men det første landet hadde dannet seg.

Stemning

Da jordas masse akkumulerte, begynte de mindre tette gassene som var fanget i jorden å stige til overflaten. Vulkanutbrudd førte gasser og vann ut fra jordens indre. Ved å bruke dagens utbrudd som modell, mener forskere at atmosfæren som ble generert av disse vulkanene besto av vanndamp, karbonmonoksid, karbondioksid, saltsyre, metan, ammoniakk, nitrogen og svovel gasser. Bevis for den tidlige atmosfæren inkluderer omfattende jernbåndformasjoner. Disse fjellformasjonene forekommer ikke i oksygenrike miljøer som jordens nåværende atmosfære.

Vann

Den stadig tykkere atmosfæren akkumulerte mens den forjordiske jorden ble avkjølt. Til slutt nådde atmosfæren sin maksimale kapasitet til å holde vann og regnet startet. Vulkanene fortsatte å bryte ut, jorden holdt på å kjøle seg ned og regnet fortsatte å komme ned. Til slutt begynte vannet å samle seg og danne det første havet. Det første havet inneholdt ferskvann.

Noen av de eldste bergarter på jorden, omtrent 3,5 milliarder år gamle, inneholder fossiler identifisert som bakterier. Litt eldre bergarter, omtrent 3,8 milliarder år gamle, inneholder spor av organiske forbindelser. I 1952 satte doktorgradsstudent Stanley Miller opp et eksperiment for å simulere forholdene i de tidlige jordens hav og atmosfære. Millers forseglede system inneholdt vann og uorganiske forbindelser som de som finnes i vulkanske gasser. Han fjernet oksygenet og satte inn elektroder for å simulere lynet som vanligvis følger med vulkanutbrudd på grunn av atmosfæriske forstyrrelser av vulkansk støv og gasser. For å simulere naturlig fordampning og kondens, satte Miller sitt eksperimentelle brygge gjennom sykluser med oppvarming og kjøling i en uke, mens han førte elektriske gnister gjennom kolben. Etter en uke inneholdt Millers forseglede system aminosyrer, byggesteinene til levende materialer.

Oppfølgingseksperimenter av Miller og andre viste at risting av kolben for å simulere bølgehandling resulterte i at noen av aminosyrene ble fanget sammen i små bobler som ligner på det enkleste bakterie. De viste også at aminosyrene vil holde seg til noen naturlig forekommende mineraler. Selv om forskere ennå ikke har utløst liv i en kolbe, viser eksperimentene at materialene til enkle livsformer utviklet seg i de tidlige havene på jorden. Analyse av DNA fra moderne livsformer, fra bakterier til mennesker, viser at de tidligste enkle forfedrene bodde i varmt vann.

Mens det mest moderne liv ville kveles i den tidlige vulkangenererte atmosfæren, trives noen livsformer under disse forholdene. Enkle bakterier som de som finnes i havåpninger viser at bakterier overlever under tøffe forhold. Fossiler av cyanobakterier, en type fotosyntetiske blågrønne alger, utviklet seg og spredte seg i det gamle havet. Avfallsproduktet fra respirasjonen, oksygen, forgiftet til slutt atmosfæren. Forurensningen deres forandret atmosfæren nok til å tillate utvikling av oksygenavhengige livsformer.

Viktigheten av vulkaner for livet endte ikke med utviklingen av en oksygenrik atmosfære. Igneøse bergarter danner over 80 prosent av jordoverflaten, både over og under havoverflaten. Igneøse bergarter (bergarter fra ild) inkluderer vulkanske (utbrudd) og plutoniske (smeltet materiale som avkjøles før utbrudd). Vulkanutbrudd fortsetter å legge til land, enten ved å utvide eksisterende land, som på Hawaii, eller ved å bringe nye øyer til overflaten, som ved Surtsey, en øy som dukket opp i 1963 langs midthavsryggen i nærheten Island.

Selv formen på jordens landmasser er knyttet til vulkaner. Vulkaner oppstår langs jordens spredningssentre, der den utbruddende lava sakte skyver de øvre jordlagene i forskjellige konfigurasjoner. Ødeleggelsen av litosfæren (skorpe og øvre kappe) ved subduksjonssoner forårsaker også vulkaner når den smeltede, mindre tette magmaen stiger tilbake til jordoverflaten. Disse vulkanene forårsaker farene forbundet med sammensatte vulkaner som Mt. St. Helens og Vesuv. Effektene av eksplosive utbrudd fra sammensatte vulkaner spenner fra ulempene med forsinket og kansellert fly flyreiser på grunn av tykk aske til endringer i værmønstre når vulkansk støv når stratosfæren og blokkerer en del av solens energi.

Til tross for de negative effektene av vulkansk aktivitet, er det også positive med vulkaner. Vulkansk støv, aske og bergarter brytes ned i jord med en eksepsjonell evne til å holde næringsstoffer og vann, noe som gjør dem veldig fruktbare. Disse rike vulkanske jordene, kalt andisoler, utgjør omtrent 1 prosent av jordens tilgjengelige overflate.

Vulkaner fortsetter å varme opp sine lokale omgivelser. Varme kilder støtter lokale naturtyper, og mange samfunn bruker geotermisk energi til varme og kraft.

Mineralsamlinger utvikler seg ofte på grunn av væske fra stikkende inntrenging. Fra edelstener til gull og andre metaller, er vulkaner knyttet til mye av jordens mineralrikdom. Søket etter disse mineralene og andre malmer drev mange av de menneskelige utforskningene av jorden.