Pomimo swojej reputacji jako sił niszczących, wulkany faktycznie miały kluczowe znaczenie dla rozwoju życia na Ziemi. Bez wulkanów większość ziemskiej wody nadal byłaby uwięziona w skorupie i płaszczu. Wczesne erupcje wulkaniczne doprowadziły do powstania drugiej atmosfery Ziemi, która doprowadziła do powstania nowoczesnej atmosfery Ziemi. Oprócz wody i powietrza wulkany są odpowiedzialne za ląd, co jest kolejną koniecznością dla wielu form życia. Wulkany mogą być w tej chwili niszczycielskie, ale ostatecznie życie na Ziemi nie byłoby takie samo, gdyby w ogóle istniało bez wulkanów.
Najwcześniejsze wulkany na Ziemi
Gromadzący się materiał tworzący Ziemię łączył się z różnymi stopniami przemocy. Tarcie zderzającego się materiału w połączeniu z ciepłem z rozpadu radioaktywnego. Rezultatem była wirująca stopiona masa.
Wylądować
Gdy wirująca stopiona masa zwolniła i ostygła, bulgoczący kocioł utworzył stałą warstwę powierzchniową. Gorący materiał pod spodem nadal wrzał i bulgotał na powierzchni. Warstwa powierzchniowa kożucha poruszała się, czasami zbierając się w grubsze warstwy, a czasami zatapiając się z powrotem w stopionej masie. Jednak z biegiem czasu powierzchnia zgęstniała do bardziej trwałych warstw. Erupcje wulkanów trwały, ale uformował się pierwszy ląd.
Atmosfera
W miarę gromadzenia się masy Ziemi, mniej gęste gazy uwięzione w Ziemi zaczęły unosić się na powierzchnię. Erupcje wulkanów wyniosły gazy i wodę z wnętrza Ziemi. Wykorzystując dzisiejsze erupcje jako model, naukowcy uważają, że atmosfera wytworzona przez te wulkany składała się pary wodnej, tlenku węgla, dwutlenku węgla, kwasu solnego, metanu, amoniaku, azotu i siarki gazy. Dowodem na tę wczesną atmosferę są rozległe formacje żelazne. Te formacje skalne nie występują w środowiskach bogatych w tlen, takich jak obecna atmosfera Ziemi.
woda
Wraz z ochładzaniem się proto-Ziemii gromadziła się coraz bardziej gęsta atmosfera. W końcu atmosfera osiągnęła maksymalną zdolność zatrzymywania wody i zaczął padać deszcz. Wulkany wciąż wybuchały, Ziemia stygła, a deszcz padał. W końcu woda zaczęła się gromadzić, tworząc pierwszy ocean. Ten pierwszy ocean zawierał świeżą wodę.
Początki życia
Niektóre z najstarszych skał na Ziemi, mające około 3,5 miliarda lat, zawierają skamieniałości zidentyfikowane jako bakterie. Nieco starsze skały, mające około 3,8 miliarda lat, zawierają ślady związków organicznych. W 1952 roku doktorant Stanley Miller przeprowadził eksperyment symulujący warunki panujące w oceanach i atmosferze wczesnej Ziemi. Zamknięty system Millera zawierał wodę i związki nieorganiczne, takie jak te znajdujące się w gazach wulkanicznych. Usunął tlen i wstawił elektrody, aby zasymulować wyładowania atmosferyczne, które zwykle towarzyszą erupcjom wulkanicznym, z powodu zakłóceń atmosferycznych spowodowanych przez pył i gazy wulkaniczne. Aby zasymulować naturalne parowanie i kondensację, Miller poddał swój eksperymentalny napar cyklom ogrzewania i chłodzenia przez tydzień, przepuszczając przez kolbę iskry elektryczne. Po tygodniu zamknięty system Millera zawierał aminokwasy, elementy budulcowe żywych materiałów.
Dalsze eksperymenty Millera i innych wykazały, że potrząsanie kolbą w celu symulowania działania fal spowodowało, że niektóre aminokwasy zostały uwięzione w małych bąbelkach przypominających te najprostsze bakteria. Wykazali również, że aminokwasy przykleją się do niektórych naturalnie występujących minerałów. Chociaż naukowcy nie uruchomili jeszcze życia w kolbie, eksperymenty pokazują, że materiały prostych form życia rozwinęły się we wczesnych oceanach Ziemi. Analiza DNA współczesnych form życia, od bakterii po ludzi, pokazuje, że najwcześniejsi prości przodkowie żyli w gorącej wodzie.
Podczas gdy większość współczesnego życia udusiłaby się we wczesnej atmosferze wytworzonej przez wulkan, niektóre formy życia rozwijają się w takich warunkach. Proste bakterie, takie jak te znalezione w głębokich kanałach morskich, pokazują, że bakterie przeżywają w trudnych warunkach. Skamieliny sinic, rodzaju fotosyntetycznych niebiesko-zielonych alg, rozwinęły się i rozprzestrzeniły w starożytnym oceanie. Produkt odpadowy ich oddychania, tlen, w końcu zatruł ich atmosferę. Ich zanieczyszczenie zmieniło atmosferę na tyle, aby umożliwić rozwój form życia zależnych od tlenu.
Współczesne zalety wulkanów
Znaczenie wulkanów dla życia nie zakończyło się wraz z rozwojem atmosfery bogatej w tlen. Skały magmowe tworzą ponad 80 procent powierzchni Ziemi, zarówno nad, jak i pod powierzchnią oceanu. Skały magmowe (skały z ognia) obejmują skały wulkaniczne (wybuchły) i plutoniczne (roztopiony materiał, który ochłodził się przed erupcją). Erupcje wulkanów nadal dodają lądu, czy to poprzez powiększanie istniejącego lądu, jak na Hawajach, czy przez przynoszenie nowe wyspy na powierzchnię, jak w Surtsey, wyspie, która pojawiła się w 1963 roku wzdłuż grzbietu śródoceanicznego w pobliżu Islandia.
Nawet kształt mas lądowych Ziemi nawiązuje do wulkanów. Wulkany występują wzdłuż centrów rozprzestrzeniania się Ziemi, gdzie wybuchająca lawa powoli przesuwa górne warstwy Ziemi w różne konfiguracje. Zniszczenie litosfery (skorupy i górnego płaszcza) w strefach subdukcji powoduje również wybuchy wulkanów, gdy stopiona, mniej gęsta magma podnosi się z powrotem na powierzchnię Ziemi. Te wulkany powodują zagrożenia związane z wulkanami złożonymi, takimi jak Mt. Św. Heleny i Wezuwiusza. Skutki wybuchowych erupcji wulkanów kompozytowych obejmują niedogodności opóźnionego i odwołanego samolotu loty z powodu gęstego popiołu do zmian wzorców pogodowych, gdy pył wulkaniczny dociera do stratosfery i blokuje część słońca energia.
Pomimo negatywnych skutków aktywności wulkanicznej, wulkany są również pozytywne. Pył wulkaniczny, popiół i skały rozkładają się na gleby o wyjątkowej zdolności do zatrzymywania składników odżywczych i wody, dzięki czemu są bardzo żyzne. Te bogate gleby wulkaniczne, zwane andisolami, stanowią około 1 procent dostępnej powierzchni Ziemi.
Wulkany nadal ogrzewają lokalne środowiska. Gorące źródła wspierają lokalne siedliska dzikiej przyrody, a wiele społeczności wykorzystuje energię geotermalną do wytwarzania ciepła i energii.
Zespoły mineralne często rozwijają się z powodu płynów z intruzji magmowych. Od kamieni szlachetnych po złoto i inne metale, wulkany są związane z większością bogactw mineralnych Ziemi. Poszukiwania tych minerałów i innych rud napędzały wiele ludzkich badań na Ziemi.