Vulkani su poznati po svojoj razornoj moći. U stvari, malo je prirodnih sila koje su konkurentne njihovoj čistoj, strašnoj moći ili su ostavile tako velik utjecaj na ljudsku psihu. Tko nije čuo za priče o Vezuvu koji je eruptirao i pokopao Pompeje? Tu je i minojska erupcija, erupcija koja se dogodila u 2. tisućljeću prije Krista na otoku Santorini i devastirala tamošnje minojsko naselje.
U Japanu, Havajima, Južnoj Americi i cijelom Pacifiku postoji bezbroj slučajeva erupcija koje uzimaju užasan danak. A tko može zaboraviti moderne erupcije poput planine St. Helens? No, bi li vas iznenadilo da znate da, unatoč svojoj razornoj moći, vulkani zapravo dolaze sa svojim dijelom dobrobiti? Od obogaćivanja tla do stvaranja novih kopnenih masa, vulkani su zapravo i produktivna sila.
Obogaćivanje tla:
Vulkanske erupcije rezultiraju raspršivanjem pepela na širokim područjima oko mjesta erupcije. A ovisno o kemijskom sastavu magme iz koje je izbio, ovaj pepeo će sadržavati različite količine hranjivih tvari u tlu. Dok su najzastupljeniji elementi u magmi silicij i kisik, erupcije također rezultiraju oslobađanjem vode, ugljičnog dioksida (CO²), sumporovog dioksida (SO²), sumporovodika (H²S) i klorovodika (HCl), između ostalog.
Osim toga, erupcije oslobađaju komadiće stijena kao što su potolivin, piroksen, amfibol i feldspat, koji su pak bogati željezom, magnezijem i kalijem. Kao rezultat toga, regije koje imaju velike naslage vulkanskog tla (tj. planinske padine i doline u blizini mjesta erupcije) su prilično plodne. Na primjer, većina Italije ima siromašna tla koja se sastoje od vapnenačkih stijena.
Područje oko vulkana sada je gusto naseljeno. Zasluge: Wikipedia Commons/Jeffmatt
Ali u regijama oko Napulja (mjesto planine Vezuv), postoje plodni dijelovi zemlje koji su nastali vulkanskim erupcijama koje su se dogodile prije 35.000 i 12.000 godina. Tlo u ovoj regiji je bogato jer vulkanske erupcije talože potrebne minerale, koji se potom troše i razgrađuju kišom. Nakon što se apsorbiraju u tlo, postaju stalna opskrba hranjivim tvarima za život biljaka.
Havaji su još jedno mjesto gdje je vulkanizam doveo do bogatog tla, što je zauzvrat omogućilo nastanak uspješnih poljoprivrednih zajednica. Između 15. i 18. stoljeće na otocima Kauai, O'ahu i Molokai, uzgoj usjeva poput tarosa i slatkog krumpira omogućio je uspon moćnih poglavarstva i procvat kulture koju danas povezujemo s Havajima.
Vulkanske kopnene formacije:
Osim što razbacuju pepeo po velikim površinama kopna, vulkani također potiskuju materijal na površinu što može rezultirati stvaranjem novih otoka. Na primjer, cijeli havajski lanac otoka nastao je stalnim erupcijama jedne vulkanske vruće točke. Tijekom stotina tisuća godina, ovi su vulkani probili površinu oceana i postali naseljivi otoci i mjesta za odmor tijekom dugih putovanja morem.
To je slučaj u cijelom Pacifiku, bili su lanci otoka kao što su Mikronezija, otočje Ryukyu (između Tajvana i Japana), Aleutski otoci (uz obalu Aljaske), Marijanski otoci i arhipelag Bismark formirani duž lukova koji su su paralelne i blizu granice između dvije konvergirajuće tektonske ploče.
Otok Santorini, Grčka. Zasluge: EOS/NASA/ Public Domain
Isto vrijedi i za Mediteran. Duž Helenskog luka (u istočnom Mediteranu), vulkanske erupcije dovele su do stvaranja Jonskih otoka, Cipra i Krete. Obližnji južnoegejski luk u međuvremenu je doveo do formiranja Egine, Methane, Miloša, Santorinija i Kolumba, te Kosa, Nisyrosa i Yalija. A na Karibima je vulkanska aktivnost dovela do stvaranja Antilskog arhipelaga.
Tamo gdje su nastali otoci, jedinstvene vrste biljaka i životinja razvile su se u nove oblike na tim otocima, stvarajući uravnotežene ekosustave i dovodeći do novih razina biološke raznolikosti.
Vulkanski minerali i kamenje:
Još jedna prednost vulkana su dragocjeni dragulji, minerali i građevinski materijali koje erupcije stavljaju na raspolaganje. Na primjer, kamenje poput pumca vulkanskog pepela i perlita (vulkansko staklo) se kopa za različite komercijalne svrhe. To uključuje djelovanje abraziva u sapunima i sredstvima za čišćenje u kućanstvu. Vulkanski pepeo i plovuć također se koriste kao lagani agregat za izradu cementa.
Najfinije vrste ovih vulkanskih stijena koriste se u poliranju metala i za obradu drveta. Zdrobljena i mljevena plovućac također se koristi za izolaciju s labavim punjenjem, pomoćna sredstva za filtriranje, stelju peradi, regenerator tla, smjesu za čišćenje, nosač insekticida i preljev za autoceste.
Krov Panteona, kako se vidi s obližnjih krovova u Roeu. Zasluge: Public Domain/Anthony Majanlahti
Perlit se također koristi kao agregat u žbuci, jer se brzo širi kada se zagrijava. U prefabrikovanim zidovima također se koristi kao agregat za beton. Zdrobljeni bazalt i dijabaz također se koriste za izradu kolnika, balasta za željezničke pruge, krovnih granula ili kao zaštitni materijali za obale (riprap). Bazalt i dijabazni agregat visoke gustoće koriste se u betonskim štitovima nuklearnih reaktora.
Stvrdnuti vulkanski pepeo (zvan tuf) čini posebno jak, lagan građevinski materijal. Stari Rimljani su kombinirali tuf i vapno kako bi napravili jak, lagan beton za zidove i zgrade. Krov Panteona u Rimu napravljen je upravo od ove vrste betona jer je tako lagan.
Plemeniti metali koji se često nalaze u vulkanima uključuju sumpor, cink, srebro, bakar, zlato i uran. Ovi metali imaju široku primjenu u modernim gospodarstvima, u rasponu od fine obrade metala, strojeva i elektronike do nuklearne energije, istraživanja i medicine. Dragocjeno kamenje i minerali koji se nalaze u vulkanima uključuju opal, opsidijan, vatreni ahat, flourit, gips, oniks, hematit i druge.
Globalno hlađenje:
Vulkani također igraju vitalnu ulogu u povremenom hlađenju planeta. Kada se vulkanski pepeo i spojevi poput sumporovog dioksida ispuštaju u atmosferu, on može reflektirati neke od sunčevih zraka natrag u svemir, čime se smanjuje količina toplinske energije koju apsorbira atmosfera. Ovaj proces, poznat kao 'globalno zatamnjenje', stoga ima učinak hlađenja na planetu.
Vulkan Sarychev, (nalazi se na ruskim Kurilskim otocima, sjeveroistočno od Japana) u ranoj fazi erupcije 12. lipnja 2009. Zasluge: NASA
Veza između vulkanskih erupcija i globalnog hlađenja bila je desetljećima predmet znanstvenog proučavanja. U to vrijeme uočeno je nekoliko padova globalnih temperatura nakon velikih erupcija. I premda se većina oblaka pepela brzo raspršuje, povremeno produljeno razdoblje nižih temperatura prati se posebno velikim erupcijama.
Zbog ove dobro uspostavljene veze, neki znanstvenici preporučuju da se sumporov dioksid i drugi ispuštaju u atmosferu kako bi se suzbilo globalno zatopljenje, proces koji je poznat kao ekološki inženjering.
Vrući izvori i geotermalna energija:
Još jedna prednost vulkanizma dolazi u obliku geotermalnih polja, što je područje Zemlje koje karakterizira relativno visok protok topline. Ova polja, koja su rezultat sadašnje ili relativno nedavne magmatske aktivnosti, dolaze u dva oblika. Polja niske temperature (20-100°C) nastaju zbog vrućih stijena ispod aktivnih rasjeda, dok su visokotemperaturna polja (iznad 100°C) povezana s aktivnim vulkanizmom.
Geotermalna polja često stvaraju tople izvore, gejzire i bazene s kipućim blatom, koji su često popularna destinacija za turiste. Ali oni se također mogu iskoristiti za geotermalnu energiju, oblik energije neutralne ugljike gdje se cijevi postavljaju u Zemlju i kanaliziraju paru prema gore kako bi se okretale turbine i generirala električna energija.
Para koja se diže iz geotermalne elektrane Nesjavellir na Islandu. Zasluge: Gretar Ívarsson/Fir0002
U zemljama poput Kenije, Islanda, Novog Zelanda, Filipina, Kostarike i Salvadora, geotermalna energija je odgovorna za osiguravanje značajnog dijela opskrbe električnom energijom u zemlji – u rasponu od 14% u Kostariki do 51% u Keniji. U svim slučajevima, to je zbog toga što se zemlje nalaze u i oko aktivnih vulkanskih regija koje dopuštaju prisutnost obilnih geotermalnih polja.
Otplinjavanje i stvaranje atmosfere:
Ali daleko, najkorisniji aspekt vulkana je uloga koju imaju u formiranju atmosfere planeta. Ukratko, Zemljina atmosfera počela se formirati nakon svog formiranja prije 4,6 milijardi godina, kada je vulkansko otplinjavanje dovelo do stvaranja plinova pohranjenih u Zemljinoj unutrašnjosti koji se skupljaju oko površine planeta. U početku se ova atmosfera sastojala od sumporovodika, metana i 10 do 200 puta više ugljičnog dioksida od današnje atmosfere.
Nakon otprilike pola milijarde godina, Zemljina se površina dovoljno ohladila i učvrstila da se na njoj skuplja voda. U ovom trenutku, atmosfera se pomaknula na onu koja se sastoji od vodene pare, ugljičnog dioksida i amonijaka (NH³). Velik dio ugljičnog dioksida otopljen je u oceane, gdje su se razvile cijanobakterije koje ga konzumiraju i oslobađaju kisik kao nusprodukt. U međuvremenu, amonijak se počeo razgrađivati fotolizom, oslobađajući vodik u svemir i ostavljajući dušik za sobom.
Druga ključna uloga vulkanizma dogodila se prije 2,5 milijarde godina, tijekom granice između arhejske i proterozojske ere. U tom trenutku kisik se počeo pojavljivati u našem kisiku zbog fotosinteze - što se naziva 'Veliki događaj oksidacije'. Međutim, prema novije geološke studije , biomarkeri pokazuju da su cijanobakterije koje proizvode kisik ispuštale kisik na istim razinama kao i danas. Ukratko, kisik koji se proizvodi morao je otići negdje da se ne bi pojavio u atmosferi.
Prije otprilike 2,5 milijarde godina, pred kraj arhejske ere, započela je oksidacija naše atmosfere. Zasluge: ocean.si.edu
Vjeruje se da je za to odgovoran nedostatak kopnenih vulkana. Tijekom arhejske ere postojali su samo podmorski vulkani, koji su čistili kisik iz atmosfere, povezujući ga u minerale koji sadrže kisik. Uz granicu arheja/proterozoika, nastale su stabilizirane kontinentalne kopnene mase, što je dovelo do kopnenih vulkana. Od ove točke nadalje, markeri pokazuju da se kisik počeo pojavljivati u atmosferi.
Vulkanizam također igra vitalnu ulogu u atmosferi drugih planeta. Merkurova tanka egzosfera vodika, helija, kisika, natrija, kalcija, kalija i vodene pare dio je vulkanizma koji ga povremeno obnavlja. Venera' nevjerojatno gusta atmosfera također se vjeruje da se povremeno nadopunjuje vulkanima na njegovoj površini.
I the , Jupiterov vulkanski aktivni mjesec, ima izuzetno slabu atmosferu sumporovog dioksida (SO²), sumporovog monoksida (SO), natrijevog klorida (NaCl), sumpornog monoksida (SO), atomskog sumpora (S) i kisika (O). Sve ove plinove osiguravaju i nadopunjuju stotine vulkana smještenih na površini Mjeseca.
Kao što možete vidjeti, vulkani su zapravo prilično kreativna sila kad se sve kaže i učini. Zapravo, mi kopneni organizmi ovisimo o njima za sve, od zraka koji udišemo, preko bogatog tla koje proizvodi našu hranu, do geološke aktivnosti koja dovodi do obnove kopna i biološke raznolikosti.
Napisali smo mnogo članaka o vulkanima za Universe Today. Evo članka o ugasli vulkani , a ovdje je članak o aktivni vulkani . Evo jednog članka o vulkanima .
Želite više resursa na Zemlji? Ovdje je poveznica na NASA-ina stranica Human Spaceflight , i evo NASA-ina vidljiva zemlja .
Astronomy Cast također ima relevantne epizode na temu Zemlje, kao dio našeg putovanja kroz Sunčev sustav – Epizoda 51: Zemlja .
