Vulkaner er kendt for deres destruktive kraft. Faktisk er der få naturkræfter, der konkurrerer med deres rene, fantastiske magt eller har efterladt så stor indflydelse på den menneskelige psyke. Hvem har ikke hørt om fortællinger om Mt. Vesuv udbrud og begraver Pompeji? Der er også den minoiske udbrud, udbruddet, der fandt sted i 2. årtusinde fvt. På øen Santorini og ødelagde den minoiske bosættelse der.
I Japan, Hawaii, Sydamerika og over hele Stillehavet er der utallige tilfælde af udbrud, der tager en frygtelig vejafgift. Og hvem kan glemme nutidens udbrud som Mount St. Helens? Men ville det overraske dig at vide, at trods deres destruktive kraft, vulkaner faktisk kommer med deres andel af fordelene? Fra berikelse af jorden til at skabe nye landmasser er vulkaner faktisk også en produktiv kraft.
Jordberigelse:
Vulkanudbrud resulterer i, at aske spredes over brede områder omkring udbruddet. Og afhængigt af kemien i den magma, hvorfra den brød ud, vil denne aske indeholde forskellige mængder jordnæringsstoffer. Mens de mest rigelige elementer i magma er silica og ilt, resulterer udbrud også i frigivelse af vand, carbondioxid (CO²), svovldioxid (SO²), hydrogensulfid (H²S) og brintchlorid (HCI) blandt andre.
Derudover frigør udbrud bits af sten såsom potolivin, pyroxen, amfibol og feldspat, som igen er rig på jern, magnesium og kalium. Som et resultat er regioner, der har store aflejringer af vulkansk jord (dvs. bjergskråninger og dale nær udbruddssteder) ret frugtbare. For eksempel har det meste af Italien dårlige jordarter, der består af kalksten.
Men i regionerne omkring Napoli (stedet for Mt. Vesuv) er der frugtbare landområder, der blev skabt af vulkanudbrud, der fandt sted for 35.000 og 12.000 år siden. Jorden i denne region er rig, fordi vulkanudbrud aflejrer de nødvendige mineraler, som derefter forvitres og nedbrydes af regn. Når de er optaget i jorden, bliver de en konstant forsyning med næringsstoffer til plantelivet.
Hawaii er et andet sted, hvor vulkanisme førte til rig jord, hvilket igen muliggjorde fremkomsten af blomstrende landbrugssamfund. Mellem det 15. og det 18. århundrede på øerne Kauai, O’ahu og Molokai gjorde kultivering af afgrøder som taros og søde kartofler mulighed for fremkomst af magtfulde hovederier og blomstringen af den kultur, vi forbinder med Hawaii i dag.
Vulkaniske landformationer:
Ud over at sprede aske over store landområder skyder vulkaner også materiale til overfladen, der kan resultere i dannelse af nye øer. F.eks. Blev hele den hawaiiske øekæde skabt af de konstante udbrud af et enkelt vulkansk hotspot. I løbet af hundreder af tusinder af år brød disse vulkaner overfladen af havet og blev beboelige øer, og hvilestop under lange sørejser.
Dette er tilfældet over hele Stillehavet, hvor ø-kæder som Mikronesien, Ryukyu-øerne (mellem Taiwan og Japan), Aleutian-øerne (ud for Alaska-kysten), Mariana-øerne og Bismark Archipelago blev alle dannet langs buer, der er parallelle og tæt på en grænse mellem to konvergerende tektoniske plader.
Meget det samme er tilfældet med Middelhavet. Langs den hellenske bue (i det østlige Middelhav) førte vulkanudbrud til oprettelsen af De Joniske Øer, Cypern og Kreta. Den nærliggende sydlige egeiske bue førte i mellemtiden til dannelsen af Ægina, Methana, Milos, Santorini og Kolumbo og Kos, Nisyros og Yali. Og i Caribien førte vulkansk aktivitet til oprettelsen af Antilles-øhavet.
Hvor disse øer dannede sig, udviklede unikke arter af planter og dyr sig til nye former på disse øer, hvilket skabte afbalancerede økosystemer og førte til nye niveauer af biodiversitet.
Vulkaniske mineraler og sten:
En anden fordel for vulkaner er de dyrebare perler, mineraler og byggematerialer, som udbrud stiller til rådighed. For eksempel udvindes sten som vulkanisk aske og perlit (vulkansk glas) alle til forskellige kommercielle anvendelser. Disse inkluderer at fungere som slibemidler i sæber og husholdningsrensere. Vulkansk aske og pimpsten bruges også som et letvægtsaggregat til fremstilling af cement.
De fineste kvaliteter af disse vulkanske klipper bruges i metalpuds og til træbearbejdning. Knust og malet pimpsten bruges også til isolering med løs fyld, filterhjælpemidler, fjerkræstrøelse, jordbalsam, fejemiddel, insekticidbærer og hightop-motorvejsforbinding.
Perlit bruges også som et aggregat i gips, da det ekspanderer hurtigt, når det opvarmes. I præfabrikerede vægge bruges den også som et aggregat i beton. Knust basalt og diasbase bruges også til vejmetall, jernbane-ballast, taggranulat eller som beskyttelsesanordninger for kystlinjer (riprap). Basalt og diabaseaggregat med høj densitet anvendes i betonskærmene på atomreaktorer.
Hærdet vulkansk aske (kaldet tuff) fremstiller et særligt stærkt, let byggemateriale. De gamle romere kombinerede tuff og kalk for at fremstille en stærk, let beton til vægge og bygninger. Pantheons tag i Rom er lavet af denne meget type beton, fordi det er så let.
Ædelmetaller, der ofte findes i vulkaner, inkluderer svovl, zink, sølv, kobber, guld og uran. Disse metaller har en lang række anvendelser i moderne økonomier, lige fra fint metalarbejde, maskiner og elektronik til atomkraft, forskning og medicin. Ædelsten og mineraler, der findes i vulkaner, inkluderer opaler, obsidian, ild agat, melit, gips, onyx, hematit og andre.
Global køling:
Vulkaner spiller også en vigtig rolle i periodisk afkøling af planeten. Når vulkansk aske og forbindelser som svovldioxid frigives i atmosfæren, kan det reflektere nogle af solens stråler tilbage i rummet og derved reducere mængden af varmeenergi, der absorberes af atmosfæren. Denne proces, kendt som ”global dæmpning”, har derfor en afkølende effekt på planeten.
Forbindelsen mellem vulkanudbrud og global afkøling har været genstand for videnskabelig undersøgelse i årtier. I den tid er der observeret flere dip i globale temperaturer efter store udbrud. Og selvom de fleste askeskyer spredes hurtigt, er den lejlighedsvis forlængede periode med køligere temperaturer blevet sporet til særlig store udbrud.
På grund af denne veletablerede forbindelse har nogle forskere anbefalet, at svovldioxid og andre frigives i atmosfæren for at bekæmpe den globale opvarmning, en proces, der kaldes økologisk teknik.
Varme kilder og geotermisk energi:
En anden fordel ved vulkanisme kommer i form af geotermiske felter, som er et område på Jorden, der er kendetegnet ved en relativt høj varmestrøm. Disse felter, som er resultatet af nutidig eller temmelig nylig magmatisk aktivitet, findes i to former. Felter med lav temperatur (20-100 ° C) skyldes varmt sten under aktive fejl, mens felter med høj temperatur (over 100 ° C) er forbundet med aktiv vulkanisme.
Geotermiske felter skaber ofte varme kilder, gejsere og kogende mudderbassiner, som ofte er en populær destination for turister. Men de kan også udnyttes til geotermisk energi, en form for kulstofneutral energi, hvor rør placeres i jorden og kanaliserer damp opad for at dreje turbiner og generere elektricitet.
I lande som Kenya, Island, New Zealand, Phillipines, Costa Rica og El Salvador er geotermisk energi ansvarlig for at give en betydelig del af landets strømforsyning - lige fra 14% i Costa Rica til 51% i Kenya. I alle tilfælde skyldes dette, at landene befinder sig i og omkring aktive vulkanske regioner, der giver mulighed for tilstedeværelse af rigelige geotermiske felter.
Udgasning og atmosfærisk dannelse:
Men langtfra er det mest fordelagtige aspekt af vulkaner den rolle, de spiller i dannelsen af en planetens atmosfære. Kort sagt, Jordens atmosfære begyndte at dannes efter dens dannelse for 4,6 milliarder øjne siden, da vulkansk udgassing førte til oprettelsen af gasser, der var opbevaret i Jordens indre for at samle sig rundt på planeten. Oprindeligt bestod denne atmosfære af hydrogensulfid, methan og 10 til 200 gange så meget kuldioxid som dagens atmosfære.
Efter cirka en halv milliard år afkøles Jordens overflade nok til, at vand kunne samles på den. På dette tidspunkt skiftede atmosfæren til en sammensat af vanddamp, kuldioxid og ammoniak (NH3). Meget af kuldioxid opløst i verdenshavene, hvor cyanobakterier udviklede sig til at forbruge det og frigive ilt som et biprodukt. I mellemtiden begyndte ammoniak at blive nedbrudt ved fotolyse, hvorved brintet frigives i rummet og efterlod nitrogenet.
En anden nøglerolle, som vulkanismen spillede, fandt sted for 2,5 milliarder år siden, under grænsen mellem det arkeiske og det proterozoiske tidsrum. Det var på dette tidspunkt, at ilt begyndte at optræde i vores ilt på grund af fotosyntesen - der henvises til ”Stor oxidationsbegivenhed”. Ifølge nylige geologiske undersøgelser tyder biomarkører imidlertid på, at iltproducerende cyanobakterier frigav ilt på de samme niveauer, der er i dag. Kort sagt, det ilt, der blev produceret, skulle gå et sted for at det ikke skulle vises i atmosfæren.
Manglen på landlige vulkaner menes at være ansvarlig. Under den arkæiske æra var der kun ubådsvulkaner, der havde virkningen af at skrubbe ilt fra atmosfæren og binde det til iltholdige mineraler. Ved den arkæiske / proterozoiske grænse opstod stabiliserede kontinentale landmasser, hvilket førte til landlige vulkaner. Fra dette punkt og frem viser markører, at der begyndte ilt i atmosfæren.
Vulkanisme spiller også en vigtig rolle i atmosfæren på andre planeter. Kvikksølvs tynde eksosfære af brint, helium, ilt, natrium, calcium, kalium og vanddamp skyldes en del af vulkanismen, som med jævne mellemrum genopfylder den. Venus 'utroligt tætte atmosfære antages også periodisk at blive fyldt op med vulkaner på dens overflade.
Og Io, Jupiters vulkansk aktive måne, har en ekstremt svag atmosfære af svovldioxid (SO²), svovlmonoxid (SO), natriumchlorid (NaCl), svovlmonoxid (SO), atomisk svovl (S) og ilt (O). Alle disse gasser leveres og genopfyldes af de mange hundreder af vulkaner beliggende over månens overflade.
Som du kan se, er vulkaner faktisk en temmelig kreativ kraft, når alt er sagt og gjort. Faktisk er os jordbaserede organismer afhængige af dem for alt fra luften, vi indånder, til den rige jord, der producerer vores mad, til den geologiske aktivitet, der giver anledning til terrestrisk fornyelse og biologisk mangfoldighed.
Vi har skrevet mange artikler om vulkaner til Space Magazine. Her er en artikel om uddøde vulkaner, og her er en artikel om aktive vulkaner. Her er en artikel om vulkaner.
Vil du have flere ressourcer på Jorden? Her er et link til NASAs side om menneskelig rumfart, og her er NASAs synlige jord.
Astronomy Cast har også relevante episoder om emnet Jorden som en del af vores tur gennem solsystemet - Afsnit 51: Jorden.
