Care este importanța vulcanilor pentru viața de pe Pământ?

În ciuda reputației lor de forțe distructive, vulcanii au fost de fapt critici pentru dezvoltarea vieții pe Pământ. Fără vulcani, cea mai mare parte a apei Pământului ar fi încă prinsă în crustă și manta. Erupțiile vulcanice timpurii au condus la a doua atmosferă a Pământului, care a dus la atmosfera modernă a Pământului. Pe lângă apă și aer, vulcanii sunt responsabili pentru pământ, o altă necesitate pentru multe forme de viață. Vulcanii pot fi devastatori în acest moment, dar în cele din urmă viața Pământului nu ar fi aceeași, dacă ar exista deloc, fără vulcani.

Materialul acumulator care formează Pământul a venit împreună cu diferite grade de violență. Fricțiunea materialului care se ciocnește combinată cu căldura din dezintegrarea radioactivă. Rezultatul a fost o masă topită învârtită.

Teren

Pe măsură ce masa topită care se învârtea a încetinit și s-a răcit, ceaunul cu clocot a dezvoltat un strat de suprafață solid. Materialul fierbinte de dedesubt a continuat să fiarbă și să bule până la suprafață. Stratul de spumă de suprafață sa mișcat, uneori acumulându-se în straturi mai groase și uneori scufundându-se înapoi în masa topită. Cu timpul, însă, suprafața s-a îngroșat în straturi mai permanente. Erupțiile vulcanice au continuat, dar primul pământ se formase.

Atmosfera

Pe măsură ce masa Pământului s-a acumulat, gazele mai puțin dense prinse în Pământ au început să se ridice la suprafață. Erupțiile vulcanice au dus gaze și apă din interiorul Pământului. Folosind erupțiile de astăzi ca model, oamenii de știință cred că atmosfera generată de acei vulcani a fost formată de vapori de apă, monoxid de carbon, dioxid de carbon, acid clorhidric, metan, amoniac, azot și sulf gaze. Dovezile pentru această atmosferă timpurie includ formațiuni extinse de fier în benzi. Aceste formațiuni de rocă nu apar în medii bogate în oxigen, cum ar fi atmosfera actuală a Pământului.

Apă

Atmosfera din ce în ce mai groasă s-a acumulat pe măsură ce proto-Pământul s-a răcit. În cele din urmă atmosfera a atins capacitatea maximă de a reține apa și a început ploaia. Vulcanii au continuat să erupă, Pământul s-a răcit și ploaia a continuat să coboare. În cele din urmă apa a început să se acumuleze, formând primul ocean. Primul ocean conținea apă dulce.

Unele dintre cele mai vechi roci de pe Pământ, vechi de aproximativ 3,5 miliarde de ani, conțin fosile identificate ca bacteriene. Rocile puțin mai vechi, vechi de aproximativ 3,8 miliarde de ani, conțin urme de compuși organici. În 1952, studentul absolvent Stanley Miller a înființat un experiment pentru a simula condițiile din oceanele și atmosfera timpurie a Pământului. Sistemul sigilat al lui Miller conținea apă și compuși anorganici precum cei care se găsesc în gazele vulcanice. El a îndepărtat oxigenul și a introdus electrozi pentru a simula fulgerul care însoțește de obicei erupțiile vulcanice, din cauza perturbărilor atmosferice cauzate de praful și gazele vulcanice. Pentru a simula evaporarea și condensarea naturală, Miller și-a pus berea experimentală prin cicluri de încălzire și răcire timp de o săptămână, în timp ce trecea scântei electrice prin balon. După o săptămână, sistemul sigilat al lui Miller conținea aminoacizi, elementele de bază ale materialelor vii.

Experimentele ulterioare ale lui Miller și alții au arătat că agitarea balonului pentru a simula acțiunea valurilor a avut ca rezultat ca unii dintre aminoacizii să fie prinși împreună în bule mici care seamănă cu cele mai simple bacterii. De asemenea, au arătat că aminoacizii se vor lipi de unele minerale naturale. Deși oamenii de știință nu au declanșat încă viața într-un balon, experimentele arată că materialele formelor de viață simple s-au dezvoltat în oceanele timpurii ale Pământului. Analiza ADN-ului din formele moderne de viață, de la bacterii la oameni, arată că primii strămoși simpli au trăit în apă fierbinte.

În timp ce majoritatea vieții moderne s-ar sufoca în acea atmosferă timpurie generată de vulcani, unele forme de viață prosperă în aceste condiții. Bacteriile simple, cum ar fi cele găsite la gurile de adâncime, arată că bacteriile supraviețuiesc în condiții dure. Fosilele de cianobacterii, un tip de alge fotosintetice albastru-verzui, s-au dezvoltat și s-au răspândit în oceanul antic. Produsul rezidual al respirației lor, oxigenul, le-a otrăvit în cele din urmă atmosfera. Poluarea lor a schimbat atmosfera suficient pentru a permite dezvoltarea formelor de viață dependente de oxigen.

Importanța vulcanilor pentru viață nu s-a încheiat odată cu dezvoltarea unei atmosfere bogate în oxigen. Pietrele magne formează peste 80% din suprafața Pământului, atât deasupra cât și sub suprafața oceanului. Roci ignee (roci de la foc) includ roci vulcanice (erupte) și plutonice (material topit care s-a răcit înainte de erupție). Erupțiile vulcanice continuă să adauge teren, fie prin extinderea terenurilor existente, ca în Hawaii, fie prin aducerea noi insule la suprafață, ca la Surtsey, o insulă care a apărut în 1963 de-a lungul creastei mijlocii a oceanului Islanda.

Chiar și forma maselor terestre ale Pământului se referă la vulcani. Vulcanii apar de-a lungul centrelor de răspândire ale Pământului, unde lava în erupție împinge încet straturile superioare ale Pământului în diferite configurații. Distrugerea litosferei (scoarță și mantaua superioară) în zonele de subducție provoacă, de asemenea, vulcani atunci când magma topită, mai puțin densă, se ridică înapoi la suprafața Pământului. Acești vulcani provoacă pericolele asociate cu vulcanii compuși precum Mt. Sf. Elena și Vezuviu. Efectele erupțiilor explozive de la vulcanii compuși variază de la inconvenientele unui avion întârziat și anulat zboruri datorate cenușii groase la schimbări ale modelelor meteorologice atunci când praful vulcanic ajunge în stratosferă și blochează o parte din soare energie.

În ciuda impactului negativ al activității vulcanice, există și aspecte pozitive ale vulcanilor. Praful vulcanic, cenușa și rocile se descompun în soluri cu o capacitate excepțională de a reține substanțele nutritive și apa, făcându-le foarte fertile. Aceste soluri vulcanice bogate, numite andisoli, formează aproximativ 1% din suprafața disponibilă a Pământului.

Vulcanii continuă să-și încălzească mediile locale. Izvoarele termale sprijină habitatele sălbatice locale și multe comunități folosesc energia geotermală pentru căldură și energie.

Ansamblurile minerale se dezvoltă adesea datorită fluidelor provenite de la intruziunile magmatice. De la pietre prețioase la aur și alte metale, vulcanii sunt legați de o mare parte din bogăția minerală a Pământului. Căutarea acestor minerale și alte minereuri a alimentat multe dintre explorările umane ale Pământului.