Trots sitt rykte som destruktiva krafter var vulkaner faktiskt kritiska för utvecklingen av livet på jorden. Utan vulkaner skulle det mesta av jordens vatten fortfarande fångas i skorpan och manteln. Tidiga vulkanutbrott ledde till jordens andra atmosfär, vilket ledde till jordens moderna atmosfär. Förutom vatten och luft är vulkaner ansvariga för land, en annan nödvändighet för många livsformer. Vulkaner kan vara förödande för tillfället, men i slutändan skulle jordens liv inte vara detsamma, om det existerade alls utan vulkaner.
Jordens tidigaste vulkaner
Det ackumulerande materialet som bildade jorden kom i varierande grad av våld. Friktionen av det kolliderande materialet kombinerat med värmen från radioaktivt sönderfall. Resultatet var en snurrande smält massa.
Landa
När den snurrande smälta massan saktade och svalnade utvecklade den bubblande kitteln ett fast ytskikt. Det heta materialet under fortsatte att koka och bubbla upp till ytan. Ytskumlagret rörde sig, ibland ackumulerades i tjockare lager och sjönk ibland tillbaka i den smälta massan. Med tiden förtjockades dock ytan till mer permanenta lager. Vulkanutbrottet fortsatte, men det första landet hade bildats.
Atmosfär
När jordens massa ackumulerades började de mindre täta gaserna som fångades i jorden stiga upp till ytan. Vulkanutbrott transporterade gaser och vatten ut ur jordens inre. Med dagens utbrott som modell tror forskarna att atmosfären som alstrades av dessa vulkaner bestod av vattenånga, kolmonoxid, koldioxid, saltsyra, metan, ammoniak, kväve och svavel gaser. Bevis för den tidiga atmosfären inkluderar omfattande bandjärnformationer. Dessa bergformationer förekommer inte i syrerika miljöer som jordens nuvarande atmosfär.
Vatten
Den alltmer tjocka atmosfären ackumulerades när proto-jorden svalnade. Så småningom nådde atmosfären sin maximala kapacitet att hålla vatten och regnet började. Vulkanerna fortsatte att bryta ut, jorden fortsatte att svalna och regnet fortsatte att sjunka. Så småningom började vattnet ackumuleras och bildade det första havet. Det första havet innehöll färskt vatten.
Livets början
Några av de äldsta stenarna på jorden, cirka 3,5 miljarder år gamla, innehåller fossiler som identifierats som bakteriella. Något äldre stenar, cirka 3,8 miljarder år gamla, innehåller spår av organiska föreningar. 1952 startade doktorand Stanley Miller ett experiment för att simulera förhållandena i tidiga jordens hav och atmosfär. Millers förseglade system innehöll vatten och oorganiska föreningar som de som finns i vulkaniska gaser. Han tog bort syret och satte in elektroder för att simulera blixtnedslag som vanligtvis medföljer vulkanutbrott på grund av atmosfäriska störningar av vulkaniskt damm och gaser. För att simulera naturlig avdunstning och kondens, lade Miller sin experimentella bryggning genom cykler med uppvärmning och kylning i en vecka, medan han ledde elektriska gnistor genom kolven. Efter en vecka innehöll Millers förseglade system aminosyror, byggstenarna i levande material.
Uppföljningsexperiment av Miller och andra visade att skaka kolven för att simulera vågåtgärd resulterade i att några av aminosyrorna fastnade i små bubblor som liknade det enklaste bakterie. De visade också att aminosyrorna kommer att hålla fast vid vissa naturligt förekommande mineraler. Även om forskare ännu inte har utlöst liv i en kolv, visar experimenten att materialen i enkla livsformer utvecklades i de tidiga haven på jorden. Analys av DNA från moderna livsformer, från bakterier till människor, visar att de tidigaste enkla förfäderna bodde i varmt vatten.
Medan det mest moderna livet skulle kvävas i den tidiga vulkangenererade atmosfären, trivs vissa livsformer under dessa förhållanden. Enkla bakterier som de som finns i djupa havsöppningar visar att bakterier överlever under svåra förhållanden. Fossiler av cyanobakterier, en typ av fotosyntetiska blågröna alger, utvecklades och sprids i det forntida havet. Avfallsprodukten från deras andning, syre, förgiftade så småningom deras atmosfär. Deras förorening förändrade atmosfären tillräckligt för att möjliggöra utveckling av syreberoende livsformer.
Moderna fördelar med vulkaner
Vulkanernas betydelse för livet slutade inte med utvecklingen av en syrerik atmosfär. Tarmiga stenar bildar över 80 procent av jordens yta, både ovanför och under havets yta. Igneösa bergarter (stenar från eld) inkluderar vulkaniska (utbrott) och plutoniska (smält material som svalnat innan det utbröt) stenar. Vulkanutbrott fortsätter att lägga till mark, antingen genom att utvidga befintligt land, som på Hawaii, eller genom att föra nya öar till ytan, som vid Surtsey, en ö som uppstod 1963 längs mitten av havsryggen nära Island.
Till och med formen på jordens landmassor hänför sig till vulkaner. Vulkaner förekommer längs jordens spridningscentra, där den utbrutna lavan långsamt skjuter de övre jordlagren i olika konfigurationer. Förstörelsen av litosfären (skorpa och övre mantel) vid subduktionszoner orsakar också vulkaner när den smälta, mindre täta magma stiger tillbaka till jordytan. Dessa vulkaner orsakar farorna i samband med sammansatta vulkaner som Mt. St. Helens och Vesuvius. Effekterna av explosiva utbrott från sammansatta vulkaner sträcker sig från besvären med försenat och avbrutet flygplan flygningar på grund av tjock aska till förändringar i vädermönster när vulkaniskt damm når stratosfären och blockerar en del av solens energi.
Trots de negativa effekterna av vulkanaktivitet finns det positiva effekter av vulkaner. Vulkaniskt damm, aska och stenar sönderdelas i jord med en exceptionell förmåga att hålla näringsämnen och vatten, vilket gör dem mycket bördiga. Dessa rika vulkanjordar, kallade andisoler, utgör cirka 1 procent av jordens tillgängliga yta.
Vulkaner fortsätter att värma upp sina lokala miljöer. Varma källor stöder lokala djurlivsmiljöer, och många samhällen använder geotermisk energi för värme och kraft.
Mineralsammansättningar utvecklas ofta på grund av vätskor från vulkaniska intrång. Från ädelstenar till guld och andra metaller är vulkaner relaterade till mycket av jordens mineralrikedom. Sökandet efter dessa mineraler och andra malmer drev många av de mänskliga utforskningarna av jorden.