Яке значення вулканів для життя на Землі?

Незважаючи на свою репутацію руйнівних сил, вулкани насправді мали вирішальне значення для розвитку життя на Землі. Без вулканів більша частина води Землі все одно залишалася б у пастці в корі та мантії. Ранні виверження вулканів призвели до другої атмосфери Землі, яка призвела до сучасної атмосфери Землі. Окрім води та повітря, вулкани відповідають за землю - ще одна необхідність багатьох форм життя. Вулкани можуть бути руйнівними в даний момент, але врешті-решт життя Землі не було б однаковим, якби воно взагалі існувало, без вулканів.

Накопичуваний матеріал, що утворює Землю, поєднувався з різним ступенем насильства. Тертя матеріалу, що стикається, поєднується з теплом від радіоактивного розпаду. Результатом стала прядіння розплавленої маси.

Земля

Коли спінінгова розплавлена ​​маса сповільнювалась і охолоджувалась, бульбашковий котел розвивав твердий поверхневий шар. Гарячий матеріал знизу продовжував кипіти і пузиритися до поверхні. Поверхневий шар накипу рухався, іноді накопичуючись в товщі шарів, а іноді опускаючись назад у розплавлену масу. Однак з часом поверхня потовщувалася в більш постійні шари. Виверження вулканів тривали, але сформувалася перша земля.

Атмосфера

У міру накопичення маси Землі менш щільні гази, що потрапили в Землю, почали підніматися на поверхню. Виверження вулканів виносили гази та воду з надр Землі. Використовуючи сьогоднішні виверження як модель, вчені вважають, що атмосфера, що генерується цими вулканами, складалася водяної пари, окису вуглецю, діоксиду вуглецю, соляної кислоти, метану, аміаку, азоту та сірки газів. Свідченням такої ранньої атмосфери є великі багатосмугові залізні утворення. Ці гірські утворення не трапляються в середовищах, багатих киснем, таких як нинішня атмосфера Землі.

Вода

Все більш густа атмосфера накопичувалась у міру охолодження прото-Землі. Зрештою атмосфера досягла максимальної здатності утримувати воду, і почався дощ. Вулкани постійно вивергалися, Земля продовжувала охолоджуватися, а дощ ішов. Зрештою вода почала накопичуватися, утворюючи перший океан. Той перший океан містив прісну воду.

Деякі з найдавніших порід Землі, віком близько 3,5 мільярдів років, містять скам’янілості, визначені бактеріальними. Трохи старші гірські породи, віком близько 3,8 млрд років, містять сліди органічних сполук. У 1952 році аспірант Стенлі Міллер влаштував експеримент, щоб імітувати умови в океанах і атмосфері ранньої Землі. Герметична система Міллера містила воду та неорганічні сполуки, подібні сполукам вулканічних газів. Він видалив кисень і вставив електроди, щоб імітувати блискавку, яка зазвичай супроводжує виверження вулканів, через порушення атмосфери вулканічним пилом і газами. Щоб імітувати природне випаровування та конденсацію, Міллер провів свою експериментальну заварку протягом циклів нагрівання та охолодження протягом тижня, одночасно пропускаючи електричні іскри через колбу. Через тиждень герметична система Міллера містила амінокислоти - будівельні блоки живих матеріалів.

Подальші експерименти Міллера та інших показали, що струшування колби для імітації хвильової дії призвело до того, що частина амінокислот потрапила в невеликі бульбашки, схожі на найпростіші бактерії. Вони також показали, що амінокислоти будуть прилипати до деяких природних мінералів. Хоча вчені ще не ініціювали життя в колбі, експерименти показують, що матеріали простих форм життя розвивалися в ранніх океанах Землі. Аналіз ДНК від сучасних форм життя, від бактерій до людини, показує, що найдавніші прості предки жили в гарячій воді.

Хоча більшість сучасного життя задихається в атмосфері, що генерується вулканами на початку, деякі форми життя процвітають у цих умовах. Прості бактерії, подібні до тих, що знаходяться в глибоководних отворах, показують, що бактерії виживають у суворих умовах. Скам'янілості ціанобактерій, різновид фотосинтезуючих синьо-зелених водоростей, розвинулись і поширилися в Стародавньому океані. Відходи їх дихання, кисень, з часом отруїли їх атмосферу. Їх забруднення змінило атмосферу настільки, що дозволило розвинути кисневозалежні форми життя.

Важливість вулканів для життя не закінчилася розвитком атмосфери, багатої киснем. Магматичні породи утворюють понад 80 відсотків поверхні Землі як над, так і під поверхнею океану. До магматичних порід (гірські породи) належать вулканічні (вивержені) та плутонічні (розплавлений матеріал, що охолоджувався до виверження) гірські породи. Виверження вулканів продовжують додавати землю, розширюючи існуючі землі, як на Гаваях, або шляхом їх виведення нові острови на поверхню, як у Сурці, острова, що виник у 1963 р. вздовж хребта середнього океану поблизу Ісландія.

Навіть форма наземних мас Землі відноситься до вулканів. Вулкани трапляються вздовж центрів поширення Землі, де лава, що вивергається, повільно розсовує верхні шари Землі в різні конфігурації. Руйнування літосфери (кори та верхньої мантії) у зонах субдукції також спричиняє появу вулканів, коли розплавлена, менш щільна магма піднімається назад на поверхню Землі. Ці вулкани спричиняють небезпеку, пов’язану з композитними вулканами, такими як гора. Святої Єлени та Везувія. Наслідки вибухових вивержень композитних вулканів варіюються від незручностей затриманого та скасованого літака польоти через густий попіл до зміни погодних режимів, коли вулканічний пил досягає стратосфери і блокує частину сонячного енергія.

Незважаючи на негативний вплив вулканічної діяльності, є і позитивні сторони вулканів. Вулканічний пил, попіл та гірські породи розкладаються на ґрунти з винятковою здатністю утримувати поживні речовини та воду, роблячи їх дуже родючими. Ці багаті вулканічні грунти, звані анізолами, утворюють близько 1 відсотка доступної поверхні Землі.

Вулкани продовжують нагрівати місцеве середовище. Гарячі джерела підтримують місцеві середовища існування дикої природи, і багато спільнот використовують геотермальну енергію для отримання тепла та енергії.

Мінеральні збірки часто розвиваються через рідин, що надходять від магматичних проникнень. Від дорогоцінних каменів до золота та інших металів, вулкани пов’язані з великою частиною мінеральних багатств Землі. Пошуки цих мінералів та інших руд підживлювали багато досліджень Землі людьми.