Περιεχόμενο
Παρά τη φήμη τους ως καταστροφικές δυνάμεις, τα ηφαίστεια ήταν πραγματικά κρίσιμα για την ανάπτυξη της ζωής στη Γη. Χωρίς ηφαίστεια, το μεγαλύτερο μέρος του νερού της Γης θα εξακολουθούσε να παγιδεύεται στην κρούστα και στο μανδύα. Οι πρώιμες ηφαιστειακές εκρήξεις οδήγησαν στη δεύτερη ατμόσφαιρα της Γης, η οποία οδήγησε στη σύγχρονη ατμόσφαιρα της Γης. Εκτός από το νερό και τον αέρα, τα ηφαίστεια είναι υπεύθυνα για τη γη, μια άλλη αναγκαιότητα για πολλές μορφές ζωής. Τα ηφαίστεια μπορεί να είναι καταστροφικά αυτή τη στιγμή, αλλά τελικά η ζωή της Γης δεν θα ήταν η ίδια, αν υπήρχε καθόλου, χωρίς ηφαίστεια.
Τα πρώτα ηφαίστεια της Γης
Το συσσωρευτικό υλικό που σχηματίζει τη Γη συναντήθηκε με ποικίλους βαθμούς βίας. Η τριβή του συγκρουόμενου υλικού σε συνδυασμό με τη θερμότητα από τη ραδιενεργή αποσύνθεση. Το αποτέλεσμα ήταν μια περιστρεφόμενη τετηγμένη μάζα.
Γη
Καθώς η περιστρεφόμενη τετηγμένη μάζα επιβραδύνθηκε και ψύχθηκε, το φουσκωτό καζάνι ανέπτυξε ένα στερεό επιφανειακό στρώμα. Το καυτό υλικό κάτω από το οποίο συνέχισε να βράζει και φουσκώνει μέχρι την επιφάνεια. Το στρώμα αφρού της επιφάνειας κινήθηκε, μερικές φορές συσσωρεύεται σε παχύτερες στρώσεις και μερικές φορές βυθίζεται πίσω στη λιωμένη μάζα. Με την πάροδο του χρόνου, όμως, η επιφάνεια πάχτηκε σε πιο μόνιμα στρώματα. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις συνεχίστηκαν, αλλά σχηματίστηκε η πρώτη γη.
Ατμόσφαιρα
Καθώς συσσωρεύτηκε η μάζα της Γης, τόσο λιγότερα πυκνά αέρια παγιδευμένα στη Γη άρχισαν να ανεβαίνουν στην επιφάνεια. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις έφεραν αέρια και νερό από το εσωτερικό της Γης. Χρησιμοποιώντας τις σημερινές εκρήξεις ως μοντέλο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ατμόσφαιρα που δημιουργείται από τα ηφαίστεια αυτά αποτελείται από υδρατμούς, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, υδροχλωρικό οξύ, μεθάνιο, αμμωνία, αέρια αζώτου και θείου. Τα αποδεικτικά στοιχεία για την πρώιμη ατμόσφαιρα περιλαμβάνουν εκτεταμένες ζώνες σχηματισμού σιδήρου. Αυτοί οι σχηματισμοί πετρωμάτων δεν εμφανίζονται σε πλούσια σε οξυγόνο περιβάλλοντα όπως η ατμόσφαιρα της Γης.
Νερό
Η όλο και πιο χοντρή ατμόσφαιρα που συσσωρεύτηκε καθώς η πρωτο-γη ψύχθηκε Τελικά η ατμόσφαιρα έφτασε στη μέγιστη χωρητικότητά της να συγκρατεί νερό και η βροχή ξεκίνησε.Τα ηφαίστεια συνέχισαν να εκρήγνυνται, η Γη διατηρούσε την ψύξη και η βροχή συνέχιζε να κατεβαίνει. Τελικά το νερό άρχισε να συσσωρεύεται, σχηματίζοντας τον πρώτο ωκεανό. Αυτός ο πρώτος ωκεανός περιείχε γλυκό νερό.
Αρχές ζωής
Μερικοί από τους παλαιότερους βράχους στη Γη, περίπου 3,5 δισεκατομμυρίων ετών, περιέχουν απολιθώματα που έχουν αναγνωριστεί ως βακτηριακά. Ελαφρώς παλαιότεροι βράχοι, περίπου 3,8 δισεκατομμυρίων ετών, περιέχουν ίχνη οργανικών ενώσεων. Το 1952, ο μεταπτυχιακός φοιτητής Stanley Miller δημιούργησε ένα πείραμα για την προσομοίωση των συνθηκών στους αρχικούς ωκεανούς της Γης και στην ατμόσφαιρα. Το σφραγισμένο σύστημα Millers περιείχε νερό και ανόργανες ενώσεις όπως αυτές που βρέθηκαν σε ηφαιστειακά αέρια. Αφαίρεσε το οξυγόνο και τα εισαγόμενα ηλεκτρόδια για να προσομοιώσουν την αστραπή που συνήθως συνοδεύει ηφαιστειακές εκρήξεις, λόγω των ατμοσφαιρικών διαταραχών από την ηφαιστειακή σκόνη και τα αέρια. Για να προσομοιώσει τη φυσική εξάτμιση και τη συμπύκνωση, ο Μίλερ έβαλε την πειραματική του παρασκευή σε κύκλους θέρμανσης και ψύξης για μια εβδομάδα, περνώντας ηλεκτρικούς σπινθήρες μέσα στη φιάλη. Μετά από μια εβδομάδα, το σφραγισμένο σύστημα του Millers περιείχε αμινοξέα, τα δομικά στοιχεία των ζωντανών υλικών.
Τα πειράματα παρακολούθησης από τον Miller και άλλους έδειξαν ότι η ανακίνηση της φιάλης για την προσομοίωση της δράσης των κυμάτων είχε ως αποτέλεσμα ορισμένα από τα αμινοξέα να παγιδευτούν μαζί σε μικρές φυσαλίδες που μοιάζουν με τα απλούστερα βακτηρίδια. Έδειξαν επίσης ότι τα αμινοξέα θα κολλήσουν σε μερικά φυσικά ορυκτά. Αν και οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμα ενεργοποιήσει τη ζωή σε μια φιάλη, τα πειράματα δείχνουν ότι τα υλικά απλών μορφών ζωής αναπτύχθηκαν στους πρώτους ωκεανούς της Γης. Η ανάλυση του DNA από τις σύγχρονες μορφές ζωής, από βακτηρίδια έως ανθρώπους, δείχνει ότι οι πρώτοι απλοί πρόγονοι ζούσαν σε ζεστό νερό.
Ενώ η πιο σύγχρονη ζωή θα πνιγόταν σε αυτή την πρώιμη ηφαιστειακή ατμόσφαιρα, ορισμένες μορφές ζωής ευδοκιμούν σε αυτές τις συνθήκες. Απλά βακτήρια, όπως αυτά που βρίσκονται σε βαθιά θαλασσινά, δείχνουν ότι τα βακτήρια επιβιώνουν σε σκληρές συνθήκες. Τα απολιθώματα των κυανοβακτηρίων, ένας τύπος φωτοσυνθετικής μπλε-πράσινης άλγης, αναπτύχθηκαν και εξαπλώθηκαν στον αρχαίο ωκεανό. Το απόβλητο της αναπνοής τους, το οξυγόνο, τελικά δηλητηρίασε την ατμόσφαιρά τους. Η ρύπανσή τους άλλαξε την ατμόσφαιρα αρκετά ώστε να επιτρέψει την ανάπτυξη μορφών ζωής εξαρτώμενων από οξυγόνο.
Σύγχρονα οφέλη από τα ηφαίστεια
Η σημασία των ηφαιστείων για τη ζωή δεν τελείωσε με την ανάπτυξη μιας ατμόσφαιρας πλούσιας σε οξυγόνο. Οι άσχημοι βράχοι αποτελούν πάνω από το 80% της επιφάνειας της Γης, τόσο πάνω όσο και κάτω από την επιφάνεια των ωκεανών. Οι πετρωμένοι βράχοι (πετρώματα από τη φωτιά) περιλαμβάνουν ηφαιστειακά (εξερράγη) και πλουτωνικά (τετηγμένα υλικά που έχουν κρυώσει πριν από την έκρηξη) βράχων. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις συνεχίζουν να προσθέτουν γη, είτε επεκτείνοντας την υπάρχουσα γη, όπως στη Χαβάη, είτε φέρνοντας νέα νησιά στην επιφάνεια, όπως στο Surtsey, ένα νησί που εμφανίστηκε το 1963 κατά μήκος της κορυφογραμμής του μέσου ωκεανού κοντά στην Ισλανδία.
Ακόμη και το σχήμα των γήινων μαζών της Γης σχετίζεται με τα ηφαίστεια. Τα ηφαίστεια συμβαίνουν κατά μήκος των κέντρων εξάπλωσης της Γης, όπου η εκρήγνυται λάβα ωθεί αργά τα στρώματα της άνω γης σε διαφορετικές διαμορφώσεις. Η καταστροφή της λιθόσφαιρας (κρούστα και άνω μανδύα) στις ζώνες υποπίεσης προκαλεί επίσης ηφαίστεια όταν το λιωμένο, λιγότερο πυκνό μάγμα ανασηκώνεται πίσω στην επιφάνεια της Γης. Αυτά τα ηφαίστεια προκαλούν τους κινδύνους που σχετίζονται με σύνθετα ηφαίστεια όπως το Mt. Η Αγία Ελένη και ο Βεζούβιος. Οι επιπτώσεις των εκρηκτικών εκρήξεων από σύνθετα ηφαίστεια κυμαίνονται από τα μειονεκτήματα των καθυστερημένων και ακυρωμένων πτήσεων του αεροπλάνου λόγω της πυκνής τέφρας στις μεταβολές των καιρικών συνθηκών όταν η ηφαιστειακή σκόνη φτάνει στη στρατόσφαιρα και εμποδίζει μέρος της ηλιακής ενέργειας.
Παρά τις αρνητικές επιπτώσεις της ηφαιστειακής δραστηριότητας, υπάρχουν και θετικά ηφαίστεια. Η ηφαιστειακή σκόνη, τέφρα και πέτρες αποσυντίθενται σε εδάφη με εξαιρετική ικανότητα να διατηρούν θρεπτικά συστατικά και νερό, καθιστώντας τα πολύ εύφορα. Αυτά τα πλούσια ηφαιστειακά εδάφη, που ονομάζονται ανισόλες, αποτελούν περίπου το 1% της διαθέσιμης επιφάνειας της Γης.
Τα ηφαίστεια συνεχίζουν να θερμαίνουν το τοπικό τους περιβάλλον. Οι θερμές πηγές υποστηρίζουν τοπικούς οικοτόπους άγριας ζωής, και πολλές κοινότητες χρησιμοποιούν τη γεωθερμική ενέργεια για θερμότητα και ενέργεια.
Οι ορυκτές συναθροίσεις συχνά αναπτύσσονται λόγω υγρών από πυριγενείς εισβολές. Από πολύτιμους λίθους σε χρυσό και άλλα μέταλλα, τα ηφαίστεια σχετίζονται με μεγάλο μέρος του ορυκτού πλούτου της Γης. Η αναζήτηση αυτών των ορυκτών και άλλων μεταλλευμάτων τροφοδοτούσε πολλές από τις ανθρώπινες εξερευνήσεις της Γης.