Τα ηφαίστεια φημίζονται για την καταστροφική τους δύναμη. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν λίγες δυνάμεις της φύσης που ανταγωνίζονται την απόλυτη, φοβερή τους δύναμη ή έχουν αφήσει τόσο μεγάλο αντίκτυπο στην ανθρώπινη ψυχή. Ποιος δεν έχει ακούσει για ιστορίες του βουνού. Ο Βεζούβιος εκρήγνυται και θάβει την Πομπηία; Υπάρχει επίσης η Μινωική Έκρηξη, η έκρηξη που έλαβε χώρα στη 2η χιλιετία π.Χ. στο νησί της Σαντορίνης και κατέστρεψε τον μινωικό οικισμό εκεί.
Στην Ιαπωνία, τη Χαβάη, τη Νότια Αμερική και σε όλο τον Ειρηνικό, υπάρχουν αμέτρητες περιπτώσεις εκρήξεων που έχουν τρομερό αριθμό. Και ποιος μπορεί να ξεχάσει τις σύγχρονες εκρήξεις όπως το Mount St. Helens; Αλλά θα σας εκπλήξει να ξέρετε ότι παρά την καταστροφική τους δύναμη, τα ηφαίστεια έρχονται πραγματικά με το μερίδιο των ωφελειών τους; Από τον εμπλουτισμό του εδάφους έως τη δημιουργία νέων χερσαίων εκτάσεων, τα ηφαίστεια είναι στην πραγματικότητα μια παραγωγική δύναμη.
Εμπλουτισμός εδάφους:
Οι ηφαιστειακές εκρήξεις έχουν ως αποτέλεσμα την τέφρα να διασκορπίζεται σε μεγάλες περιοχές γύρω από την περιοχή έκρηξης. Και ανάλογα με τη χημεία του μάγματος από το οποίο ξέσπασε, αυτή η τέφρα θα περιέχει ποικίλες ποσότητες θρεπτικών συστατικών του εδάφους. Ενώ τα πιο άφθονα στοιχεία στο μάγμα είναι το διοξείδιο του πυριτίου και το οξυγόνο, οι εκρήξεις οδηγούν επίσης στην απελευθέρωση νερού, διοξειδίου του άνθρακα (CO2), διοξειδίου του θείου (SO2), υδρόθειου (H2S) και υδροχλωρίου (HCl), μεταξύ άλλων.
Επιπλέον, οι εκρήξεις απελευθερώνουν κομμάτια βράχου, όπως ποτολιβίνη, πυροξένιο, αμφίβολο και άστριο, τα οποία με τη σειρά τους είναι πλούσια σε σίδηρο, μαγνήσιο και κάλιο. Ως αποτέλεσμα, οι περιοχές που έχουν μεγάλες αποθέσεις ηφαιστειακού εδάφους (δηλ. Πλαγιές και κοιλάδες κοντά σε περιοχές έκρηξης) είναι αρκετά εύφορες. Για παράδειγμα, το μεγαλύτερο μέρος της Ιταλίας έχει φτωχά εδάφη που αποτελούνται από ασβεστολιθικά πετρώματα.
Αλλά στις περιοχές γύρω από τη Νάπολη (η τοποθεσία του Βεζούβιου), υπάρχουν εύφορες εκτάσεις γης που δημιουργήθηκαν από ηφαιστειακές εκρήξεις που πραγματοποιήθηκαν πριν από 35.000 και 12.000 χρόνια. Το έδαφος σε αυτήν την περιοχή είναι πλούσιο επειδή η ηφαιστειακή έκρηξη εναποθέτει τα απαραίτητα ορυκτά, τα οποία στη συνέχεια ξεπερνούν και καταρρέουν από βροχή. Μόλις απορροφηθούν στο έδαφος, γίνονται μια σταθερή παροχή θρεπτικών συστατικών για τη ζωή των φυτών.
Η Χαβάη είναι μια άλλη τοποθεσία όπου ο ηφαιστειακός οδηγεί σε πλούσιο έδαφος, το οποίο με τη σειρά του επέτρεψε την εμφάνιση ακμάζουσας γεωργικής κοινότητας. Μεταξύ του 15ου και του 18ου αιώνα στα νησιά Kauai, O'ahu και Molokai, η καλλιέργεια καλλιεργειών όπως ταρώ και γλυκοπατάτες επέτρεψε την άνοδο των ισχυρών αρχηγών και την άνθηση του πολιτισμού που συνδέουμε με τη Χαβάη σήμερα.
Ηφαιστειακοί σχηματισμοί γης:
Εκτός από τη διασπορά τέφρας σε μεγάλες εκτάσεις γης, τα ηφαίστεια ωθούν επίσης υλικό στην επιφάνεια που μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό νέων νησιών. Για παράδειγμα, ολόκληρη η αλυσίδα νησιών της Χαβάης δημιουργήθηκε από τις συνεχείς εκρήξεις ενός ηφαιστειακού καυτού σημείου. Πάνω από εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, αυτά τα ηφαίστεια έσπασαν την επιφάνεια του ωκεανού που έγινε κατοικήσιμα νησιά και οι στάσεις ανάπαυσης κατά τη διάρκεια μεγάλων θαλάσσιων ταξιδιών.
Αυτό συμβαίνει σε ολόκληρο τον Ειρηνικό, ήταν νησιωτικές αλυσίδες όπως η Μικρονησία, τα νησιά Ryukyu (μεταξύ Ταϊβάν και Ιαπωνίας), τα νησιά Aleutian (στα ανοικτά των ακτών της Αλάσκας), τα νησιά Mariana και το αρχιπέλαγος Bismark σχηματίστηκαν κατά μήκος τόξων που είναι παράλληλα και πλησίον ενός ορίου μεταξύ δύο συγκλίνων τεκτονικών πλακών.
Το ίδιο ισχύει και για τη Μεσόγειο. Κατά μήκος της Ελληνικής Αψίδας (στην ανατολική Μεσόγειο), οι ηφαιστειακές εκρήξεις οδήγησαν στη δημιουργία των Ιονίων Νήσων, της Κύπρου και της Κρήτης. Το κοντινό τόξο του Νοτίου Αιγαίου οδήγησε εν τω μεταξύ στο σχηματισμό της Αίγινας, των Μεθάνων, της Μήλου, της Σαντορίνης και του Κολόμπο, και της Κω, της Νίσυρου και του Γιάλι. Και στην Καραϊβική, η ηφαιστειακή δραστηριότητα οδήγησε στη δημιουργία του αρχιπελάγους των Αντιλλών.
Όταν σχηματίστηκαν αυτά τα νησιά, μοναδικά είδη φυτών και ζώων εξελίχθηκαν σε νέες μορφές σε αυτά τα νησιά, δημιουργώντας ισορροπημένα οικοσυστήματα και οδηγώντας σε νέα επίπεδα βιοποικιλότητας.
Ηφαιστειακά ορυκτά και πέτρες:
Άλλα οφέλη για τα ηφαίστεια είναι οι πολύτιμοι λίθοι, τα ορυκτά και τα οικοδομικά υλικά που διαθέτουν οι εκρήξεις. Για παράδειγμα, πέτρες όπως ηφαιστειακή τέφρα και περλίτης (ηφαιστειακό γυαλί) εξορύσσονται για διάφορες εμπορικές χρήσεις. Αυτά περιλαμβάνουν τη χρήση λειαντικών σε σαπούνια και οικιακά καθαριστικά. Ηφαιστειακή τέφρα και ελαφρόπετρα χρησιμοποιούνται επίσης ως ελαφριά αδρανή για την παραγωγή τσιμέντου.
Οι καλύτερες ποιότητες αυτών των ηφαιστειακών πετρωμάτων χρησιμοποιούνται σε μεταλλικά στιλβωτικά και σε ξυλουργικές εργασίες. Η θρυμματισμένη και η αλεσμένη ελαφρόπετρα χρησιμοποιούνται επίσης για μόνωση χαλαρού γεμίσματος, βοηθητικά φίλτρα, απορρίμματα πουλερικών, εδαφοβελτιωτικά, σύνθετο σάρωσης, φορέα εντομοκτόνου και επίδεσμο αυτοκινητόδρομου blacktop.
Ο περλίτης χρησιμοποιείται επίσης ως αδρανή σε γύψο, καθώς επεκτείνεται γρήγορα όταν θερμαίνεται. Σε προκατασκευασμένους τοίχους, χρησιμοποιείται επίσης ως αδρανή σε σκυρόδεμα. Το θρυμματισμένο βασάλτη και η βάση χρησιμοποιείται επίσης για μέταλλο δρόμου, έρμα σιδηροδρόμου, κόκκους οροφής ή ως προστατευτικές ρυθμίσεις για ακτές (riprap). Τα αδρανή υψηλής πυκνότητας βασάλτη και διαβάσης χρησιμοποιούνται στις ασπίδες σκυροδέματος των πυρηνικών αντιδραστήρων.
Η σκληρυμένη ηφαιστειακή τέφρα (που ονομάζεται τούφ) δημιουργεί ένα ιδιαίτερα ισχυρό, ελαφρύ δομικό υλικό. Οι αρχαίοι Ρωμαίοι συνδυάζουν τούφες και ασβέστη για να φτιάξουν ένα ισχυρό, ελαφρύ σκυρόδεμα για τοίχους και κτίρια. Η στέγη του Πάνθεον στη Ρώμη είναι φτιαγμένη από συγκεκριμένο τύπο σκυροδέματος επειδή είναι τόσο ελαφρύ.
Πολύτιμα μέταλλα που βρίσκονται συχνά στα ηφαίστεια περιλαμβάνουν θείο, ψευδάργυρο, ασήμι, χαλκό, χρυσό και ουράνιο. Αυτά τα μέταλλα έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων στις σύγχρονες οικονομίες, που κυμαίνονται από λεπτές μεταλλουργικές εργασίες, μηχανήματα και ηλεκτρονικά έως πυρηνική ενέργεια, έρευνα και ιατρική. Πολύτιμοι λίθοι και μέταλλα που βρίσκονται στα ηφαίστεια περιλαμβάνουν οπαλίδια, οψιδιανό, αχάτη πυρκαγιάς, φολίτη, γύψο, όνυχα, αιματίτη και άλλα.
Παγκόσμια ψύξη:
Τα ηφαίστεια διαδραματίζουν επίσης ζωτικό ρόλο στην περιοδική ψύξη του πλανήτη. Όταν η ηφαιστειακή τέφρα και ενώσεις όπως το διοξείδιο του θείου απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα, μπορεί να αντανακλά μερικές από τις ακτίνες του Ήλιου πίσω στο διάστημα, μειώνοντας έτσι την ποσότητα θερμικής ενέργειας που απορροφάται από την ατμόσφαιρα. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως «παγκόσμια εξασθένιση», επομένως έχει ψυκτική επίδραση στον πλανήτη.
Η σχέση μεταξύ ηφαιστειακών εκρήξεων και παγκόσμιας ψύξης αποτελεί αντικείμενο επιστημονικής μελέτης εδώ και δεκαετίες. Εκείνη την εποχή, έχουν παρατηρηθεί αρκετές πτώσεις σε παγκόσμιες θερμοκρασίες μετά από μεγάλες εκρήξεις. Και παρόλο που τα περισσότερα σύννεφα τέφρας διαλύονται γρήγορα, η περιστασιακή παρατεταμένη περίοδος των πιο δροσερών θερμοκρασιών έχει εντοπιστεί σε ιδιαίτερα μεγάλες εκρήξεις.
Λόγω αυτού του καθιερωμένου συνδέσμου, ορισμένοι επιστήμονες έχουν συστήσει την απελευθέρωση διοξειδίου του θείου και άλλων στην ατμόσφαιρα για την καταπολέμηση της υπερθέρμανσης του πλανήτη, μια διαδικασία που είναι γνωστή ως οικολογική μηχανική.
Ιαματικές πηγές και γεωθερμική ενέργεια:
Ένα άλλο πλεονέκτημα του ηφαιστείου είναι η μορφή γεωθερμικών πεδίων, η οποία είναι μια περιοχή της Γης που χαρακτηρίζεται από σχετικά υψηλή ροή θερμότητας. Αυτά τα πεδία, τα οποία είναι αποτέλεσμα της τρέχουσας, ή αρκετά πρόσφατης μαγνητικής δραστηριότητας, έχουν δύο μορφές. Τα πεδία χαμηλής θερμοκρασίας (20-100 ° C) οφείλονται σε θερμό βράχο κάτω από τα ενεργά σφάλματα, ενώ τα πεδία υψηλής θερμοκρασίας (πάνω από 100 ° C) σχετίζονται με ενεργό ηφαιστειακό.
Τα γεωθερμικά χωράφια δημιουργούν συχνά θερμές πηγές, θερμοπίδακες και πισίνες με βραστές λάσπης, οι οποίες συχνά αποτελούν δημοφιλή προορισμό για τους τουρίστες. Αλλά μπορούν επίσης να αξιοποιηθούν για τη γεωθερμική ενέργεια, μια μορφή ουδέτερης από άνθρακα ισχύος όπου οι σωλήνες τοποθετούνται στη Γη και διοχετεύουν ατμό προς τα πάνω για να στρέψουν τους στροβίλους και να παράγουν ηλεκτρισμό.
Σε χώρες όπως η Κένυα, η Ισλανδία, η Νέα Ζηλανδία, οι Φιλιππίνες, η Κόστα Ρίκα και το Ελ Σαλβαδόρ, η γεωθερμική ενέργεια είναι υπεύθυνη για την παροχή σημαντικού μέρους του τροφοδοτικού της χώρας - από 14% στην Κόστα Ρίκα έως 51% στην Κένυα. Σε όλες τις περιπτώσεις, αυτό οφείλεται στις χώρες που βρίσκονται εντός και γύρω από ενεργές ηφαιστειακές περιοχές που επιτρέπουν την παρουσία άφθονων γεωθερμικών πεδίων.
Εξαερισμός και ατμοσφαιρικός σχηματισμός:
Αλλά μακράν, η πιο ευεργετική πτυχή των ηφαιστείων είναι ο ρόλος που διαδραματίζουν στο σχηματισμό της ατμόσφαιρας ενός πλανήτη. Εν ολίγοις, η ατμόσφαιρα της Γης άρχισε να σχηματίζεται μετά το σχηματισμό της πριν από 4,6 δισεκατομμύρια μάτια, όταν η ηφαιστειακή έκρηξη οδήγησε στη δημιουργία αερίων που αποθηκεύτηκαν στο εσωτερικό της Γης για να συλλέγουν γύρω από την επιφάνεια του πλανήτη. Αρχικά, αυτή η ατμόσφαιρα αποτελούνταν από υδρόθειο, μεθάνιο και 10 έως 200 φορές περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από τη σημερινή ατμόσφαιρα.
Μετά από περίπου μισό δισεκατομμύριο χρόνια, η επιφάνεια της Γης ψύχθηκε και στερεοποιήθηκε αρκετά ώστε να συγκεντρωθεί νερό σε αυτήν. Σε αυτό το σημείο, η ατμόσφαιρα μετατοπίστηκε σε ατμόσφαιρα που αποτελείται από υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία (NH2). Μεγάλο μέρος του διοξειδίου του άνθρακα διαλύθηκε στους ωκεανούς, όπου τα κυανοβακτήρια αναπτύχθηκαν για να το καταναλώνουν και να απελευθερώνουν οξυγόνο ως υποπροϊόν. Εν τω μεταξύ, η αμμωνία άρχισε να διασπάται με φωτολύση, απελευθερώνοντας το υδρογόνο στο διάστημα και αφήνοντας το άζωτο πίσω.
Ένας άλλος βασικός ρόλος που διαδραμάτισε ο ηφαιστειακός αγώνας σημειώθηκε πριν από 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, κατά τη διάρκεια των ορίων μεταξύ των Αρχαίων και των Πρωτεροζωικών Εποχών. Ήταν σε αυτό το σημείο που το οξυγόνο άρχισε να εμφανίζεται στο οξυγόνο μας λόγω της φωτοσύνθεσης - το οποίο αναφέρεται ως το «Μεγάλο γεγονός οξείδωσης». Ωστόσο, σύμφωνα με πρόσφατες γεωλογικές μελέτες, οι βιοδείκτες δείχνουν ότι τα κυανοβακτήρια που παράγουν οξυγόνο απελευθερώνουν οξυγόνο στα ίδια επίπεδα που υπάρχουν σήμερα. Εν ολίγοις, το οξυγόνο που παράγεται έπρεπε να πηγαίνει κάπου για να μην εμφανιστεί στην ατμόσφαιρα.
Η έλλειψη χερσαίων ηφαιστείων θεωρείται υπεύθυνη. Κατά τη διάρκεια της Αρχαϊκής Εποχής, υπήρχαν μόνο υποβρύχια ηφαίστεια, τα οποία είχαν ως αποτέλεσμα την απομάκρυνση του οξυγόνου από την ατμόσφαιρα, δεσμεύοντάς τα σε ορυκτά που περιέχουν οξυγόνο. Μέχρι τα όρια των Αρχαίων / Πρωτεροζωικών, προέκυψαν σταθεροποιημένες ηπειρωτικές χερσαίες μάζες, οδηγώντας σε επίγεια ηφαίστεια. Από αυτό το σημείο και μετά, οι δείκτες δείχνουν ότι το οξυγόνο άρχισε να εμφανίζεται στην ατμόσφαιρα.
Ο ηφαιστειακός ρόλος παίζει επίσης ζωτικό ρόλο στην ατμόσφαιρα άλλων πλανητών. Η λεπτή ατμόσφαιρα του υδραργύρου από υδρογόνο, ήλιο, οξυγόνο, νάτριο, ασβέστιο, κάλιο και υδρατμούς οφείλεται σε μέρος του ηφαιστείου, ο οποίος την αναπληρώνει περιοδικά. Η απίστευτα πυκνή ατμόσφαιρα της Αφροδίτης πιστεύεται επίσης ότι ανανεώνεται περιοδικά από ηφαίστεια στην επιφάνειά της.
Και το Io, το ηφαιστειακά ενεργό φεγγάρι του Δία, έχει μια εξαιρετικά αδύναμη ατμόσφαιρα διοξειδίου του θείου (SO2), μονοξειδίου του θείου (SO), χλωριούχου νατρίου (NaCl), μονοξειδίου του θείου (SO), ατομικού θείου (S) και οξυγόνου (O). Όλα αυτά τα αέρια παρέχονται και αναπληρώνονται από τις εκατοντάδες ηφαίστεια που βρίσκονται στην επιφάνεια της Σελήνης.
Όπως μπορείτε να δείτε, τα ηφαίστεια είναι στην πραγματικότητα μια πολύ δημιουργική δύναμη όταν όλα λέγονται και γίνονται. Στην πραγματικότητα, εμείς οι επίγειοι οργανισμοί εξαρτώνται από αυτούς για τα πάντα, από τον αέρα που αναπνέουμε, από το πλούσιο έδαφος που παράγει τα τρόφιμά μας, έως τη γεωλογική δραστηριότητα που προκαλεί την επίγεια ανανέωση και τη βιολογική ποικιλομορφία.
Έχουμε γράψει πολλά άρθρα σχετικά με τα ηφαίστεια για το Space Magazine. Ακολουθεί ένα άρθρο σχετικά με τα εξαφανισμένα ηφαίστεια και εδώ ένα άρθρο σχετικά με τα ενεργά ηφαίστεια. Ακολουθεί ένα άρθρο σχετικά με τα ηφαίστεια.
Θέλετε περισσότερους πόρους στη Γη; Ακολουθεί ένας σύνδεσμος προς τη σελίδα Human Spaceflight της NASA και εδώ είναι η Ορατή Γη της NASA.
Το Astronomy Cast έχει επίσης σχετικά επεισόδια στο θέμα της Γης, ως μέρος της περιοδείας μας στο Ηλιακό Σύστημα - Επεισόδιο 51: Γη.
