Вулкани славляться руйнівною силою. Насправді, існує небагато сил природи, які супротивляють себе своєю чистою, дивовижною силою чи залишили такий великий вплив на людську психіку. Хто не чув про казки Mt. Везувій вивергає і ховає Помпеї? Існує також мінойський виверження, виверження, яке відбулося у ІІ тисячолітті до н.е. на острові Санторіні і спустошило там мінойське поселення.
У Японії, на Гаваях, у Південній Америці та в усьому Тихому океані існує безліч випадків вивержень, які сприймають жахливе значення. А хто може забути сучасні виверження, як гора Сент-Хеленс? Але чи здивувало б ви те, що незважаючи на свою руйнівну силу, вулкани насправді приходять зі своєю часткою переваг? Від збагачення ґрунту до створення нових земельних масивів, вулкани також є продуктивною силою.
Збагачення ґрунту:
Вулканічні виверження призводять до того, що попіл розпорошується на широкі ділянки навколо місця виверження. І залежно від хімії магми, з якої вона виверглася, ця зола буде містити різну кількість поживних речовин у ґрунті. Хоча найпоширенішими елементами магми є кремнезем і кисень, виверження також призводить до виділення води, вуглекислого газу (CO²), діоксиду сірки (SO²), сірководню (H²S) та хлориду водню (HCl).
Крім того, виверження виділяють шматочки гірської породи, такі як потолівін, піроксен, амфібол та польовий шпат, які, у свою чергу, багаті залізом, магнієм та калієм. В результаті регіони, які мають великі поклади вулканічного ґрунту (тобто гірські схили та долини поблизу місць виверження), є досить родючими. Наприклад, більша частина Італії має бідні ґрунти, які складаються з вапнякових порід.
Але в регіонах навколо Неаполя (сайт гору Везувій) є родючі ділянки землі, які були створені вулканічними виверженнями, що відбувалися 35000 та 12 000 років тому. Ґрунт у цьому регіоні багатий, оскільки виверження вулкана осідає необхідні корисні копалини, які потім вивітрюються та руйнуються дощем. Поглинувшись у ґрунт, вони стають постійним запасом поживних речовин для життя рослин.
Гаваї - це ще одне місце, де вулканізм призвів до багатих ґрунтів, що в свою чергу дозволило виникнути процвітаючі сільськогосподарські громади. Між 15 і 18 століттями на островах Кауай, Оааху та Молокай вирощування таких культур, як тарос і солодка картопля, дозволило підняти потужні верхівки та розквіт культури, яку ми асоціюємо з Гаваями сьогодні.
Вулканічні земельні утворення:
Крім розсипання золи на великих ділянках суші, вулкани також виштовхують матеріал на поверхню, що може призвести до утворення нових островів. Наприклад, вся гавайська ланцюг островів була створена постійними виверженнями однієї вулканічної гарячої точки. Протягом сотень тисяч років ці вулкани порушували поверхню океану, стаючи мешкаючими островами, і відпочинок зупиняється під час довгих морських подорожей.
Це так по всьому Тихому океану, острівні ланцюги, такі як Мікронезія, острови Рюкю (між Тайваном та Японією), Алеутські острови (біля узбережжя Аляски), Маріанські острови та архіпелаг Бісмарк, були сформовані уздовж дуг, які паралельні і близькі до межі між двома тектонічними плитами, що сходяться.
Майже те саме стосується Середземномор’я. Уздовж еллінічної дуги (у східному Середземномор'ї) виверження вулканів призвели до створення Іонічних островів, Кіпру та Криту. Дуга Південного Егейського моря, що розташована поруч, призвела до утворення Егіни, Метани, Мілоша, Санторіні і Колумбо, Коса, Нісіроса і Ялі. А в Карибському басейні вулканічна діяльність призвела до створення Антильського архіпелагу.
Там, де ці острови утворилися, унікальні види рослин і тварин еволюціонували в нових формах на цих островах, створюючи збалансовані екосистеми і ведучи до нових рівнів біорізноманіття.
Вулканічні корисні копалини:
Ще однією перевагою вулканів є дорогоцінні дорогоцінні камені, мінерали та будівельні матеріали, які надають виверження. Наприклад, каміння, як пемза вулканічного попелу та перліт (вулканічне скло), видобувається для різних комерційних цілей. До них відносяться як абразивні речовини в милах та побутових чистячих засобах. Вулканічний попіл і пемза також використовуються як легкий агрегат для виготовлення цементу.
Найтонші сорти цих вулканічних порід використовуються в металевих полірах та для деревообробки. Подрібнені та подрібнені пемза також використовуються для ізоляції сипучої заливки, фільтрувальних засобів, пташиного посліду, кондиціонера для ґрунту, підмітальної суміші, носія інсектицидів та перев'язки шосе.
Перліт також використовується як заповнювач у штукатурці, оскільки при нагріванні він швидко розширюється. У збірних стінах він також використовується в якості агрегату в бетоні. Подрібнений базальт і діаспор також використовуються для дорожнього металу, залізничного баласту, покрівельних гранул або як захисні пристрої для берегових ліній (ріпрап). Базальтовий і діабазовий агрегат високої щільності використовується в бетонних щитах ядерних реакторів.
Затверділий вулканічний попіл (його називають туфом) робить особливо міцним, легким будівельним матеріалом. Стародавні римляни поєднували туф та вапно, щоб зробити міцний, легкий бетон для стін та будівель. Дах Пантеона в Римі зроблений з цього самого типу бетону, тому що він такий легкий.
До дорогоцінних металів, які часто зустрічаються у вулканах, належать сірка, цинк, срібло, мідь, золото та уран. Ці метали мають широкий спектр використання в сучасній економіці, починаючи від тонкої металоконструкцій, машин та електроніки до ядерної енергетики, досліджень та медицини. До дорогоцінних каменів і мінералів, які знаходяться у вулканах, належать опали, обсидіан, вогневий агат, блюміт, гіпс, онікс, гематит та ін.
Глобальне охолодження:
Вулкани також відіграють життєво важливу роль у періодичному охолодженні планети. Коли вулканічний попіл і такі сполуки, як діоксид сірки, потрапляють в атмосферу, він може відображати деякі промені Сонця назад у космос, тим самим зменшуючи кількість теплової енергії, поглинутої атмосферою. Цей процес, відомий як "глобальне затемнення", тому має охолоджуючий вплив на планету.
Зв'язок між виверженнями вулканів та глобальним похолоданням був предметом наукових досліджень протягом десятиліть. У той час після глобальних температур після великих вивержень спостерігалося кілька занурень у глобальних температурах. І хоча більшість хмар попелу швидко розсіюється, періодично тривалий час прохолодніших температур простежується до особливо великих вивержень.
Через цю налагоджену зв'язок деякі вчені рекомендували викидати в атмосферу діоксид сірки та інші, щоб боротися з глобальним потеплінням - процес, який відомий як екологічна інженерія.
Гарячі джерела та геотермальна енергія:
Ще одна користь вулканізму приносить у вигляді геотермальних полів, що є територією Землі, що характеризується відносно високим тепловим потоком. Ці поля, які є результатом теперішньої або досить недавньої магматичної діяльності, бувають двох форм. Поля низької температури (20-100 ° C) обумовлені гарячою породою нижче активних розломів, тоді як поля високої температури (вище 100 ° C) пов'язані з активним вулканізмом.
Геотермальні поля часто створюють гарячі джерела, гейзери та басейни з киплячим брудом, які часто є популярним місцем для туристів. Але вони також можуть бути використані для геотермальної енергії, форми енергії, що не відрізняється від вуглецю, коли труби розміщуються на Землі і направляють пар вгору, щоб перетворити турбіни і генерувати електроенергію.
У таких країнах, як Кенія, Ісландія, Нова Зеландія, Філіппіни, Коста-Ріка та Сальвадор, геотермальна потужність відповідає за забезпечення значної частини енергопостачання країни - від 14% у Коста-Ріці до 51% у Кенії. У всіх випадках це пов’язано з тим, що країни знаходяться в діючих вулканічних районах і навколо них, які дозволяють наявність рясних геотермальних полів.
Атмосферне та атмосферне формування:
Але, безумовно, найбільш вигідним аспектом вулканів є роль, яку вони відіграють у формуванні атмосфери планети. Коротше кажучи, атмосфера Землі почала формуватись після її утворення 4,6 млрд. Очок тому, коли вулканічні вибухи призвели до створення газів, що зберігаються у внутрішніх просторах Землі, щоб збиратись навколо поверхні планети. Спочатку ця атмосфера складалася з сірководню, метану та в 10 до 200 разів більше вуглекислого газу, ніж атмосфера сьогодні.
Приблизно через півмільярда років поверхня Землі охолола і затверділа, щоб вода на неї набралася. У цей момент атмосфера змістилася до такої, що складається з водяної пари, вуглекислого газу та аміаку (NH³). Значна частина вуглекислого газу розчиняється в Світовому океані, де розвиваються ціанобактерії, щоб споживати його і виділяти кисень як побічний продукт. Тим часом аміак почав розщеплюватися фотолізом, вивільняючи водень у космос і залишаючи азот позаду.
Ще одна ключова роль, яку відіграв вулканізм, відбулася 2,5 мільярда років тому, під час межі між Археєю та протерозойською епохою. Саме в цей момент в нашому кисні кисень почав з’являтися завдяки фотосинтезу, який називають «великою подією окислення». Однак, згідно з останніми геологічними дослідженнями, біомаркери вказують на те, що ціанобактерії, що виробляють кисень, виділяли кисень на тих самих рівнях, що і сьогодні. Коротше кажучи, кисень, що виробляється, повинен кудись збиратися, щоб він не з’явився в атмосфері.
Вважається, що нестача наземних вулканів є причиною. У часи археї існували лише підводні вулкани, які мали ефект очищення кисню з атмосфери, зв’язуючи його з кисневими мінералами. На межі Архея / Протерозою виникли стабілізовані континентальні масиви суші, що призвели до наземних вулканів. З цього моменту маркери показують, що кисень почав з’являтися в атмосфері.
Вулканізм також відіграє життєво важливу роль в атмосферах інших планет. Тонка екзосфера Меркурія водню, гелію, кисню, натрію, кальцію, калію та водяної пари обумовлена частиною вулканізму, який періодично поповнює його. Вважається, що неймовірно щільна атмосфера Венери також періодично поповнюється вулканами на її поверхні.
І Іо, вулканічно активний Місяць Юпітера, має надзвичайно поточну атмосферу діоксиду сірки (SO²), оксиду сірки (SO), хлориду натрію (NaCl), оксиду сірки (SO), атомної сірки (S) та кисню (O). Усі ці гази забезпечуються і поповнюються багатьма сотнями вулканів, розташованих по всій поверхні Місяця.
Як бачите, вулкани насправді є досить творчою силою, коли все сказано і зроблено. Насправді від нас наземні організми залежать від усього, від повітря, яким ми дихаємо, до багатого ґрунту, який виробляє нашу їжу, до геологічної активності, яка породжує земне оновлення та біологічне різноманіття.
Ми написали багато статей про вулкани для Space Magazine. Ось стаття про вимерлі вулкани, і ось стаття про діючі вулкани. Ось стаття про вулкани.
Хочете більше ресурсів на Землі? Ось посилання на сторінку космічного польоту НАСА в НАСА і ось видиму Землю НАСА.
Астрономічна ролях також має відповідні епізоди на тему Земля, як частина нашого туру по Сонячній системі - Епізод 51: Земля.
