Вулканите са известни със своята разрушителна сила. В действителност, има малко сили на природата, които се съревновават със своите ярки, страхотни сили или са оставили толкова голямо въздействие върху човешката психика. Кой не е чувал за приказки на Mt. Везувий изригва и погребва Помпей? Има и минойското изригване, изригването, което се случи през второто хилядолетие пр.н.е. на остров Санторини и опустоши минойското селище там.
В Япония, Хавай, Южна Америка и навсякъде в Тихия океан има безброй случаи на изригвания, които взимат ужасно заплащане. И кой може да забрави изригванията на съвременността като връх Сейнт Еленс? Но би ли ви изненадало да знаете, че въпреки разрушителната си сила, вулканите всъщност идват със своя дял от ползите? От обогатяване на почвата до създаване на нови сухоземни масиви, вулканите всъщност са и продуктивна сила.
Обогатяване на почвата:
Вулканичните изригвания водят до разпръскване на пепел върху широки райони около мястото на изригване. И в зависимост от химията на магмата, от която изригна, тази пепел ще съдържа различни количества хранителни вещества в почвата. Докато най-разпространените елементи в магмата са силициев диоксид и кислород, изригванията също водят до отделяне на вода, въглероден диоксид (CO 2), серен диоксид (SO²), сероводород (H²S) и хлороводород (HCl).
В допълнение, изригванията освобождават парчета скала, като потоливин, пироксен, амфибол и фелдшпат, които от своя страна са богати на желязо, магнезий и калий. В резултат на това регионите, които имат големи находища на вулканична почва (т.е. планински склонове и долини в близост до места за изригване), са доста плодородни. Например в по-голямата част от Италия има лоши почви, които се състоят от варовикови скали.
Но в районите около Неапол (мястото на връх Везувий) има плодородни участъци от земя, които са създадени от вулканични изригвания, извършени преди 35 000 и 12 000 години. Почвата в този регион е богата, защото вулканичното изригване депозира необходимите минерали, които след това се изветряват и се разграждат от дъжд. Веднъж погълнати в почвата, те се превръщат в постоянен запас от хранителни вещества за живота на растенията.
Хавай е друго място, където вулканизмът води до богата почва, което от своя страна позволява появата на процъфтяващи селскостопански общности. Между 15-ти и 18-ти век на островите Кауай, О'аху и Молокай, отглеждането на култури като тарос и сладки картофи даде възможност за възход на мощни първенства и разцвет на културата, която свързваме с Хаваите днес.
Вулканични сухопътни образувания:
В допълнение към разпръскването на пепел върху големи площи земя, вулканите изтласкват материал и на повърхността, което може да доведе до образуването на нови острови. Например, цялата хавайска верига от острови е създадена от постоянните изригвания на едно единствено вулканично горещо място. През стотици хиляди години тези вулкани нарушават повърхността на океана, превръщайки се в обитаеми острови, а почивките спират по време на дълги морски пътувания.
Такъв е случаят навсякъде в Тихия океан, бяха островни вериги като Микронезия, островите Рюкю (между Тайван и Япония), Алеутските острови (край бреговете на Аляска), Марианските острови и архипелага Бисмарк, образувани по протежение на дъги, които са успоредни и близо до граница между две сближаващи се тектонски плочи.
Почти същото е и за Средиземноморието. По протежение на елинската дъга (в източното Средиземноморие) вулканичните изригвания доведоха до създаването на Йонийските острови, Кипър и Крит. Междувременно близката Южна Егейска дъга доведе до формирането на Егина, Метана, Милош, Санторини и Колумбо, Кос, Нисирос и Яли. А в Карибите вулканичната дейност доведе до създаването на Антилския архипелаг.
Там, където са се образували тези острови, уникални видове растения и животни се развиват в нови форми на тези острови, създавайки балансирани екосистеми и водещи до нови нива на биоразнообразие.
Вулканични минерали и камъни:
Друга полза за вулканите са скъпоценните скъпоценни камъни, минерали и строителни материали, които изригванията предоставят. Например, камъни като пемза вулканична пепел и перлит (вулканично стъкло) се добиват за различни търговски цели. Те включват като абразиви в сапуни и домакински почистващи препарати. Вулканичната пепел и пемза също се използват като лек агрегат за приготвяне на цимент.
Най-добрите класове на тези вулканични скали се използват в метални поли и за дървообработка. Натрошената и смляна пемза също се използва за изолация с насипно пълнене, филтърни помощни средства, домашни птици, почвен балсам, сметащо вещество, носител на инсектициди и превръзка на магистрала.
Перлитът се използва и като агрегат в мазилката, тъй като при нагряване се разширява бързо. В сглобяемите стени той също се използва като агрегат в бетон. Натрошеният базалт и диасбазата също се използват за пътни метали, железопътен баласт, покривни гранули или като защитни механизми за брегови линии (рипрап). Базалтовият агрегат с висока плътност и диабазата се използват в бетонните екрани на ядрените реактори.
Втвърдената вулканична пепел (наречена туф) прави особено силен, лек строителен материал. Древните римляни комбинирали туф и вар, за да направят здрав, лек бетон за стени и сгради. Покривът на Пантеона в Рим е направен от този вид бетон, тъй като е толкова лек.
Скъпоценните метали, които често се срещат във вулкани, включват сяра, цинк, сребро, мед, злато и уран. Тези метали имат широк спектър на приложение в съвременните икономики, като се започне от фината металообработка, машините и електрониката до ядрената енергия, научните изследвания и медицината. Скъпоценните камъни и минерали, които се намират във вулканите, включват опали, обсидиан, огнен ахат, браутит, гипс, оникс, хематит и други.
Глобално охлаждане:
Вулканите също играят жизненоважна роля за периодичното охлаждане на планетата. Когато вулканична пепел и съединения като серен диоксид се отделят в атмосферата, тя може да отразява част от слънчевите лъчи обратно в космоса, като по този начин намалява количеството топлинна енергия, погълната от атмосферата. Този процес, известен като „глобално затъмняване“, следователно има охлаждащ ефект върху планетата.
Връзката между вулканичните изригвания и глобалното охлаждане е обект на научно изследване от десетилетия. През това време са наблюдавани няколко спадове при глобални температури след големи изригвания. И въпреки че повечето облаци пепел се разсейват бързо, понякога удълженият период на по-хладни температури е проследен до особено големи изригвания.
Поради тази добре установена връзка, някои учени препоръчват серен диоксид и други да се изпускат в атмосферата с цел борба с глобалното затопляне, процес, известен като екологичен инженеринг.
Горещи извори и геотермална енергия:
Друго предимство на вулканизма идва под формата на геотермални полета, което е област на Земята, характеризираща се със сравнително голям топлинен поток. Тези полета, които са резултат от настояща или сравнително скорошна магматична дейност, се срещат в две форми. Полетата с ниска температура (20-100 ° C) се дължат на гореща скала под активни разломи, докато полетата с висока температура (над 100 ° C) са свързани с активен вулканизъм.
Геотермалните полета често създават горещи извори, гейзери и басейни с кипяща кал, които често са популярна дестинация за туристите. Но те също могат да бъдат използвани за геотермална енергия - форма на неутрална въглеродна енергия, при която тръбите се поставят в Земята и канализират пара нагоре, за да завъртят турбини и да генерират електричество.
В страни като Кения, Исландия, Нова Зеландия, Филипините, Коста Рика и Салвадор геотермалната енергия е отговорна за осигуряването на значителна част от електрозахранването на страната - от 14% в Коста Рика до 51% в Кения. Във всички случаи това се дължи на страните, които са в и около активни вулканични региони, които позволяват наличието на изобилни геотермални полета.
Атмосферно и атмосферно образуване:
Но най-благоприятният аспект на вулканите е ролята, която играят за формирането на атмосфера на планетата. Накратко, атмосферата на Земята започна да се образува след формирането й преди 4,6 милиарда очите, когато вулканичното гасене доведе до създаването на газове, съхранявани във вътрешността на Земята, за да се събират около повърхността на планетата. Първоначално тази атмосфера се състоеше от сероводород, метан и 10 до 200 пъти повече въглероден диоксид, отколкото днешната атмосфера.
След около половин милиард години земната повърхност се охлажда и се втвърдява достатъчно, за да се събере вода върху нея. В този момент атмосферата се измества към такава, съставена от водна пара, въглероден диоксид и амоняк (NH³). Голяма част от въглеродния диоксид се разтваря в океаните, където се развиват цианобактерии, които го консумират и отделят кислород като страничен продукт. Междувременно амонякът започва да се разгражда чрез фотолиза, освобождавайки водорода в космоса и оставяйки азота след себе си.
Друга ключова роля, която играе вулканизмът, се е случила преди 2,5 милиарда години, по време на границата между Археа и Протерозойска ера. Точно в този момент кислородът започна да се появява в нашия кислород поради фотосинтезата - което се нарича „голямо събитие на окисляване“. Според последните геоложки проучвания обаче, биомаркерите показват, че цианобактериите, произвеждащи кислород, отделят кислород на същите нива, каквито има и днес. Накратко, произвежданият кислород трябва да отиде някъде, за да не се появи в атмосферата.
Смята се, че липсата на земни вулкани е отговорна. По време на археологическата ера е имало само подводни вулкани, които са имали ефект на измиване на кислорода от атмосферата, свързването му с минерали, съдържащи кислород. По границата с археите / протерозоите възникват стабилизирани континентални сухопътни маси, водещи до земни вулкани. От този момент нататък маркерите показват, че в атмосферата започва да се появява кислород.
Вулканизмът също играе жизненоважна роля в атмосферите на други планети. Тънката екзосфера на живак на водород, хелий, кислород, натрий, калций, калий и водна пара се дължи на част от вулканизма, който периодично го попълва. Счита се, че невероятно плътната атмосфера на Венера също периодично се попълва от вулкани на нейната повърхност.
И Йо, вулканично активната луна на Юпитер, има изключително слаба атмосфера на серен диоксид (SO²), серен моноксид (SO), натриев хлорид (NaCl), серен моноксид (SO), атомна сяра (S) и кислород (O). Всички тези газове се осигуряват и попълват от многото стотици вулкани, разположени по цялата лунна повърхност.
Както можете да видите, вулканите всъщност са доста творческа сила, когато всичко е казано и направено. Всъщност ние наземните организми зависят от тях за всичко - от въздуха, който дишаме, до богатата почва, която произвежда храната ни, до геоложката активност, която поражда земно обновление и биологично разнообразие.
Написахме много статии за вулкани за Space Magazine. Ето статия за изчезнали вулкани и ето статия за активни вулкани. Ето статия за вулканите.
Искате повече ресурси на Земята? Ето връзка към страницата на НАСА за човешки космически полет и ето видимата Земя на НАСА.
Astronomy Cast също има подходящи епизоди по темата Земя, като част от нашето турне през Слънчевата система - Епизод 51: Земя.
