Vulkani slovijo po uničujoči moči. Pravzaprav je malo naravnih sil, ki nasprotujejo svojemu odkritemu, osupljivemu potencialu ali pa so pustile tako velik vpliv na človeško psiho. Kdo še ni slišal o pripovedkah o Mt. Vezuv izbruhne in pokoplje Pompeje? Tu je tudi minojska izbruh, erupcija, ki se je zgodila v 2. tisočletju pred našim štetjem na otoku Santorini in je opustošila tamkajšnje minojsko naselje.
Na Japonskem, Havajih, v Južni Ameriki in po celotnem Tihem oceanu je nešteto primerov izbruhov, ki prevzamejo strašen davek. In kdo lahko pozabi izbruhe novice, kot je Mount St. Helens? A bi vas presenetilo, če veste, da vulkani kljub svoji uničujoči moči dejansko prihajajo s svojim deležem koristi? Od obogatitve tal do ustvarjanja novih kopenskih vulk so vulkani pravzaprav tudi produktivna sila.
Obogatitev tal:
Zaradi vulkanskih izbruhov se pepel razprši po širokih območjih okoli mesta izbruha. In glede na kemijo magme, iz katere je izbruhnil, bo ta pepel vseboval različne količine hranil v tleh. Medtem ko sta najpogostejši elementi magme kremen in kisik, izbruhi povzročajo tudi sproščanje vode, ogljikovega dioksida (CO²), žveplovega dioksida (SO²), vodikovega sulfida (H²S) in vodikovega klorida (HCl).
Poleg tega izbruhi sproščajo koščke kamnine, kot so potolivin, piroksen, amfibola in feldspar, ki so po drugi strani bogati z železom, magnezijem in kalijem. Posledično so regije z velikimi nahajališči vulkanske zemlje (tj. Pobočja in doline v bližini izbruha) precej rodovitne. Na primer, večina Italije ima slaba tla, ki jih sestavljajo apnenčaste kamnine.
Toda v regijah okoli Neaplja (najdišče gospoda Vezuva) obstajajo rodovitni deli zemlje, ki so jih ustvarili vulkanski izbruhi, ki so se zgodili pred 35.000 in 12.000 leti. Tla na tem območju so bogata, ker vulkanski izbruh deponira potrebne minerale, ki jih nato dežuje in razgrajuje dež. Ko se absorbirajo v tla, postanejo enakomerna zaloga hranil za rastlinsko življenje.
Havaji so še ena lokacija, kjer je vulkanizem vodil do bogatih tal, kar je posledično omogočilo nastanek uspešnih kmetijskih skupnosti. Med 15. in 18. stoletjem na otokih Kauai, O'ahu in Molokai je gojenje pridelkov, kot so taros in sladki krompir, omogočilo vzpon močnih poglavarstva in cvetenje kulture, ki jo danes povezujemo s Havaji.
Vulkanske zemeljske tvorbe:
Poleg raztresenosti pepela na velikih površinah zemlje vulkani potisnejo material tudi na površje, kar lahko povzroči nastanek novih otokov. Na primer, celotna havajska veriga otokov je nastala s stalnimi izbruhi ene same vulkanske vroče točke. V več sto tisoč letih so ti vulkani prekinili površino oceana in postali bivalni otoki, počitek pa se ustavi pri dolgih potovanjih po morju.
Tako je povsod v Tihem oceanu, so bile otoške verige, kot so Mikronezija, otoki Ryukyu (med Tajvanom in Japonsko), Alevtski otoki (ob obali Aljaske), Marianski otoki in arhipelag Bismark vzdolž lokov, ki sta vzporedni in blizu meji med dvema konvergentnima tektonskim ploščam.
Podobno velja za Sredozemlje. Vzdolž Helenskega loka (v vzhodnem Sredozemlju) so vulkanski izbruhi privedli do nastanka Jonskih otokov, Cipra in Krete. Bližnji južni egejski lok je medtem privedel do oblikovanja Aegine, Methana, Milosa, Santorinija in Kolumba ter Kosa, Nisyrosa in Yalija. V Karibih je vulkanska dejavnost privedla do nastanka antičnega arhipelaga.
Tam, kjer so se oblikovali ti otoki, so se na teh otokih razvile edinstvene vrste rastlin in živali, ki so ustvarile uravnotežene ekosisteme in privedle do novih ravni biotske raznovrstnosti.
Vulkanski minerali in kamni:
Druga korist za vulkane so dragoceni dragulji, minerali in gradbeni materiali, ki jih omogočajo izbruhi. Na primer, kamni, kot sta pepelni vulkanski pepel in perlit (vulkansko steklo), so minirani za različne komercialne namene. Mednje spadajo kot abrazivi v milih in gospodinjskih čistilih. Vulkanski pepel in pepel se uporabljajo tudi kot lahki agregat za izdelavo cementa.
Najboljše stopnje teh vulkanskih kamnin se uporabljajo v kovinskih lakih in za obdelavo lesa. Drobljeno in zmleti peč se uporablja tudi za izolacijo s polnjenjem, filtrirnimi pripomočki, perutnino, klimatsko napravo, čistilno zmesjo, nosilcem insekticidov in prekrivanjem avtocest.
Perlit se uporablja tudi kot agregat v mavcu, saj se pri segrevanju hitro razširi. V montažnih stenah se tudi uporablja kot agregat v betonu. Drobljen bazalt in diasbaza se uporabljajo tudi za cestne kovine, železniške predstikalne naprave, strešne zrnce ali kot zaščitne mehanizme za obrežje (riprap). V betonskih ščitih jedrskih reaktorjev se uporabljajo agregat bazalta z visoko gostoto in diabazami.
Kaljen vulkanski pepel (imenovan tuf) naredi posebno močan, lahek gradbeni material. Stari Rimljani so kombinirali tuf in apno, da so naredili močan, lahek beton za stene in zgradbe. Streha v Rimskem panteonu je narejena iz te vrste betona, ker je tako lahka.
Plemenite kovine, ki jih pogosto najdemo v vulkanih, vključujejo žveplo, cink, srebro, baker, zlato in uran. Te kovine imajo v sodobnih gospodarstvih široko paleto uporabe, od fine kovinske obdelave, strojev in elektronike do jedrske energije, raziskav in medicine. Dragi kamni in minerali, ki jih najdemo v vulkanih, vključujejo opale, obsidijan, ognjeni ahat, bloit, gips, oniks, hematit in druge.
Globalno hlajenje:
Vulkani imajo tudi ključno vlogo pri občasnem ohlajanju planeta. Ko se v ozračje sprostijo vulkanski pepel in spojine, kot je žveplov dioksid, lahko nekateri sončni žarki odbijejo nazaj v vesolje in s tem zmanjšajo količino toplotne energije, ki jo absorbira atmosfera. Ta postopek, znan kot "globalno zatemnitev", ima zato hladilni učinek na planet.
Povezava med izbruhi vulkanov in globalnim hlajenjem je bila predmet znanstvenih raziskav že desetletja. V tem času je bilo po velikih izbruhih globalnih temperatur opaziti več padcev v globalnih temperaturah. In čeprav se večina oblakov pepela razpusti hitro, je občasno daljše obdobje hladnejših temperatur sledilo posebno velikim izbruhom.
Zaradi te uveljavljene povezave so nekateri znanstveniki priporočili, da se žveplov dioksid in drugi sprostijo v ozračje za boj proti globalnemu segrevanju, ki je znan kot ekološki inženiring.
Vroči izviri in geotermalna energija:
Druga korist vulkanizma je v obliki geotermalnih polj, ki so območje Zemlje, za katerega je značilen razmeroma visok toplotni tok. Ta polja, ki so rezultat sedanje ali dokaj nedavne magmatske dejavnosti, so v dveh oblikah. Polja nizke temperature (20-100 ° C) so posledica vročega kamenja pod aktivnimi napakami, visokotemperaturna polja (nad 100 ° C) pa so povezana z aktivnim vulkanizmom.
Geotermalna polja pogosto ustvarjajo vroče vrelce, gejzirje in bazene z vrelim blatom, ki so turistom pogosto priljubljena destinacija. Vendar pa jih je mogoče uporabiti tudi za geotermalno energijo, obliko ogljično nevtralne energije, kjer se cevi položijo v Zemljo in usmerjajo paro navzgor, da se turbine obračajo in proizvajajo elektriko.
V državah, kot so Kenija, Islandija, Nova Zelandija, Filipini, Kostarika in Salvador, je geotermalna energija odgovorna za zagotavljanje znatnega dela oskrbe države z električno energijo - od 14% v Kostariki do 51% v Keniji. V vseh primerih je to posledica držav v in okoli aktivnih vulkanskih regij, ki omogočajo prisotnost obilnih geotermalnih polj.
Zastavljanje in atmosferska tvorba:
Toda daleč je najbolj koristen vidik vulkanov vloga, ki jo igrajo pri oblikovanju atmosfere planeta. Skratka, Zemljino ozračje se je začelo oblikovati po nastanku 4,6 milijarde očal, ko je vulkansko gnanje povzročilo ustvarjanje plinov, shranjenih v Zemljini notranjosti, da bi se zbirali po površini planeta. Sprva je bilo to ozračje sestavljeno iz vodikovega sulfida, metana in 10 do 200-krat več ogljikovega dioksida kot današnje ozračje.
Po približno pol milijarde let se je Zemljina površina ohladila in strdila, da se je na njej zbrala voda. V tem trenutku se je ozračje premaknilo v atmosfero, sestavljeno iz vodne pare, ogljikovega dioksida in amoniaka (NH³). Velik del ogljikovega dioksida se je raztopil v oceane, kjer so se razvile cianobakterije, da bi jih porabile in sprostile kisik kot stranski produkt. Medtem se je amoniak začel razgrajevati s fotolizo, tako da je bil sproščen vodik v vesolje in dušik za seboj.
Druga ključna vloga, ki jo je imel vulkanizem, se je zgodila pred 2,5 milijarde let, med mejo med arhejskim in proterozojskim obdobjem. Na tej točki se je v našem kisiku začel pojavljati kisik zaradi fotosinteze - kar imenujemo "Veliki dogodek oksidacije". Vendar pa po zadnjih geoloških raziskavah biomarkerji kažejo, da cianobakterije, ki proizvajajo kisik, sproščajo kisik na enakih nivojih kot danes. Skratka, proizveden kisik je moral nekam, da se ni pojavil v atmosferi.
Verjame, da je odgovorno za pomanjkanje kopenskih vulkanov. Med arhejsko dobo so bili samo podmorski vulkani, ki so učinkovali na čiščenje kisika iz ozračja in ga vezali na minerale, ki vsebujejo kisik. Do arhejske / proterozojske meje so se pojavile stabilizirane celinske kopne mase, ki so privedle do kopenskih vulkanov. Od tega trenutka naprej označevalci kažejo, da se je v ozračju začel pojavljati kisik.
Vulkanizem ima pomembno vlogo tudi v atmosferi drugih planetov. Merkurijeva tanka eksosfera vodika, helija, kisika, natrija, kalcija, kalija in vodne pare je del vulkanalizma, ki ga občasno napolni. Verjame se, da tudi neverjetno gosto ozračje Venere občasno dopolnjujejo vulkani na svoji površini.
In Io, Jupitrova vulkansko aktivna luna, ima izjemno močno atmosfero žveplovega dioksida (SO²), žveplovega monoksida (SO), natrijevega klorida (NaCl), žveplovega monoksida (SO), atomskega žvepla (S) in kisika (O). Vse te pline zagotavlja in dopolnjuje več sto vulkanov, ki se nahajajo na celotni površini Lune.
Kot vidite, so vulkani pravzaprav precej ustvarjalna sila, ko je vse povedano in storjeno. V resnici smo od nas kopenski organizmi odvisni od vsega, od zraka, ki ga dihamo, do bogate zemlje, ki proizvaja našo hrano, do geološke dejavnosti, ki povzroča obnovo zemelj in biološko raznolikost.
Za vesoljski časopis smo napisali veliko člankov o vulkanih. Tukaj je članek o izumrlih vulkanih in tukaj o aktivnih vulkanih. Tukaj je članek o vulkanih.
Želite več virov na Zemlji? Tu je povezava do Nasine strani Human Spaceflight in tu Nasina vidna zemlja.
Astronomy Cast ima tudi ustrezne epizode na temo Zemlja, kot del naše turneje po Osončju - Epizoda 51: Zemlja.
