Aký je význam sopiek pre život na Zemi?

Napriek svojej povesti ničivých síl boli sopky skutočne rozhodujúce pre vývoj života na Zemi. Bez sopiek by bola väčšina zemskej vody stále uväznená v kôre a plášti. Skoré sopečné erupcie viedli k druhej atmosfére Zeme, ktorá viedla k modernej atmosfére Zeme. Okrem vody a vzduchu sú sopky zodpovedné aj za pevninu, ktorá je ďalšou nevyhnutnosťou pre mnoho foriem života. Sopky môžu byť v tejto chvíli zničujúce, ale život Zeme by v konečnom dôsledku nebol rovnaký, keby vôbec existoval, bez sopiek.

Hromadiaci sa materiál formujúci Zem sa spájal s rôznym stupňom násilia. Trenie zrážaného materiálu v kombinácii s teplom z rádioaktívneho rozpadu. Výsledkom bola zvlákňujúca sa roztavená hmota.

Pôda

Keď sa otáčajúca sa roztavená hmota spomalila a ochladila, prebublávajúci kotol vytvoril pevnú povrchovú vrstvu. Horúci materiál zospodu ďalej vrel a prebublával až na povrch. Povrchová spodná vrstva sa pohybovala, niekedy sa hromadila do hrubších vrstiev a niekedy klesala späť do roztavenej hmoty. Postupom času však povrch zhustol na trvalejšie vrstvy. Sopečné erupcie pokračovali, ale sformovala sa prvá zem.

Atmosféra

Keď sa hromadila hmota Zeme, začali na povrch stúpať menej husté plyny zachytené na Zemi. Sopečné erupcie vynášali plyny a vodu z vnútra Zeme. Použitím dnešných erupcií ako modelu sa vedci domnievajú, že atmosféra generovaná týmito sopkami pozostávala vodnej pary, oxidu uhoľnatého, oxidu uhličitého, kyseliny chlorovodíkovej, metánu, amoniaku, dusíka a síry plyny. Dôkazom tejto rannej atmosféry sú rozsiahle formácie pruhovaného železa. Tieto skalné útvary sa nevyskytujú v prostrediach bohatých na kyslík, ako je súčasná atmosféra Zeme.

Voda

Keď sa protozema ochladila, nahromadila sa čoraz hustejšia atmosféra. Atmosféra nakoniec dosiahla svoju maximálnu kapacitu na zadržiavanie vody a spustil sa dážď. Sopky neustále vybuchovali, Zem sa ochladzovala a dážď stále klesal. Voda sa nakoniec začala hromadiť a vytvoril sa prvý oceán. Prvý oceán obsahoval sladkú vodu.

Niektoré z najstarších hornín na Zemi, staré asi 3,5 miliardy rokov, obsahujú fosílie identifikované ako bakteriálne. O niečo staršie horniny, staré asi 3,8 miliárd rokov, obsahujú stopy organických zlúčenín. V roku 1952 postgraduálny študent Stanley Miller uskutočnil experiment na simuláciu podmienok v oceánoch a atmosfére ranej Zeme. Millerov uzavretý systém obsahoval vodu a anorganické zlúčeniny podobné tým, ktoré sa nachádzajú v sopečných plynoch. Odstránil kyslík a vložil elektródy, aby simuloval blesk, ktorý zvyčajne sprevádza sopečné erupcie v dôsledku narušenia atmosféry sopečným prachom a plynmi. Aby simuloval prirodzené odparovanie a kondenzáciu, Miller podrobil svoje experimentálne varenie cyklom ohrievania a ochladzovania na týždeň, zatiaľ čo cez banku prechádzal elektrickým iskrom. Po týždni obsahoval Millerov uzavretý systém aminokyseliny, stavebné prvky živých materiálov.

Následné experimenty Millera a ďalších ukázali, že pretrepaním banky sa simuluje pôsobenie vĺn viedlo k tomu, že niektoré aminokyseliny sa zachytili spolu v malých bublinách pripomínajúcich najjednoduchšie baktérie. Ukázali tiež, že aminokyseliny sa budú držať niektorých prirodzene sa vyskytujúcich minerálov. Aj keď vedci ešte nespustili život v banke, experimenty ukazujú, že materiály jednoduchých foriem života sa vyvinuli v ranných oceánoch Zeme. Analýza DNA z moderných foriem života, od baktérií po človeka, ukazuje, že najskorší predkovia žili v horúcej vode.

Zatiaľ čo by sa najmodernejší život dusil v atmosfére ranej sopky, niektorým formám života sa v týchto podmienkach darí. Jednoduché baktérie, ako sú tie, ktoré sa nachádzajú v hlbokomorských prieduchoch, ukazujú, že baktérie prežijú v drsných podmienkach. Fosílie siníc, druh fotosyntetických modrozelených rias, sa vyvinuli a rozšírili v starom oceáne. Odpadový produkt z ich dýchania, kyslík, nakoniec otrávil ich atmosféru. Ich znečistenie natoľko zmenilo atmosféru, že umožnilo vývoj foriem života závislých od kyslíka.

Dôležitosť sopiek pre život nekončila vývojom atmosféry bohatej na kyslík. Vyvreté horniny tvoria viac ako 80 percent povrchu Zeme, nad aj pod povrchom oceánu. Medzi vyvreté horniny (horniny z ohňa) patria vulkanické (vybuchnuté) a plutonické (roztavený materiál, ktoré sa pred výbuchom ochladili). Sopečné erupcie naďalej rozširujú pôdu, či už rozširovaním existujúcej pôdy, ako na Havaji, alebo prinášaním nové ostrovy na povrch, ako pri Surtsey, ostrove, ktorý sa vynoril v roku 1963 pozdĺž stredooceánskeho hrebeňa blízko Island.

Dokonca aj tvar zemských más súvisí späť so sopkami. Sopky sa vyskytujú pozdĺž šíriacich sa centier Zeme, kde vybuchujúca láva pomaly tlačí vrchné vrstvy Zeme do rôznych konfigurácií. Zničenie litosféry (kôra a horný plášť) v subdukčných zónach tiež spôsobuje sopky, keď roztavená, menej hustá magma vystúpi späť na povrch Zeme. Tieto sopky spôsobujú nebezpečenstvo spojené s kompozitnými sopkami ako Mt. Svätá Helena a Vezuv. Účinky výbušných erupcií z kompozitných sopiek siahajú od nepríjemností meškajúcich a zrušených lietadiel lety v dôsledku hustého popola k zmenám v poveternostných vzoroch, keď sopečný prach dosiahne stratosféru a zablokuje časť slnka energie.

Napriek negatívnym dopadom sopečnej činnosti existujú aj pozitíva sopiek. Sopečný prach, popol a skaly sa rozkladajú na pôdy s výnimočnou schopnosťou zadržiavať živiny a vodu, vďaka čomu sú veľmi úrodné. Tieto bohaté vulkanické pôdy, nazývané andizoly, tvoria asi 1 percento dostupného povrchu Zeme.

Sopky naďalej ohrievajú svoje miestne prostredie. Horúce pramene podporujú miestne biotopy voľne žijúcich živočíchov a mnoho spoločenstiev využíva geotermálnu energiu na teplo a energiu.

Minerálne skupiny sa často vyvíjajú v dôsledku tekutín z magmatických prienikov. Od drahokamov až po zlato a iné kovy, sopky súvisia s veľkou časťou nerastného bohatstva Zeme. Hľadanie týchto minerálov a iných rúd podnietilo mnoho ľudských výskumov na Zemi.