Vulkāni ir slaveni ar savu iznīcinošo spēku. Patiesībā ir maz dabas spēku, kas konkurē ar milzīgo, satriecošo rīcību vai ir atstājuši tik lielu iespaidu uz cilvēka psihi. Kurš vēl nav dzirdējis pasakas par Mt. Vezuvs izvirza un apraka Pompeju? Notiek arī Mīno izvirdums, izvirdums, kas notika 2. gadu tūkstotī pirms mūsu ēras uz Santorini salas un izpostīja tur esošo Minoan apmetni.
Japānā, Havaju salās, Dienvidamerikā un visā Klusajā okeānā ir neskaitāmi gadījumi, kad izvirdumi prasa briesmīgu nodevu. Un kurš gan var aizmirst mūsdienu izvirdumus, piemēram, Sv. Helēnas kalnu? Bet vai jūs pārsteigtu zināt, ka, neraugoties uz to iznīcinošo spēku, vulkāni patiesībā nāk ar savu priekšrocību daļu? Sākot ar augsnes bagātināšanu un beidzot ar jaunu zemes masu izveidošanu, vulkāni faktiski ir arī produktīvs spēks.
Augsnes bagātināšana:
Vulkānu izvirdumu rezultātā pelni izkliedējas plašās vietās ap izvirduma vietu. Un atkarībā no tā magmas ķīmiskās vielas, no kuras tā izcēlās, šie pelni saturēs dažādu daudzumu augsnes barības vielu. Kaut arī magmā visizplatītākie elementi ir silīcija dioksīds un skābeklis, izvirdumu rezultātā cita starpā izdalās arī ūdens, oglekļa dioksīds (CO 2), sēra dioksīds (SO²), sērūdeņradis (H²S) un ūdeņraža hlorīds (HCl).
Turklāt izvirdumi atbrīvo tādus iežu kauliņus kā potolivīns, piroksēns, amfibols un laukšpata, kas savukārt ir bagāti ar dzelzi, magniju un kāliju. Tā rezultātā reģioni, kuros ir lielas vulkāniskās augsnes atradnes (t.i., kalnu nogāzes un ielejas pie izvirduma vietām), ir diezgan auglīgi. Piemēram, lielākajā daļā Itālijas ir sliktas augsnes, kas sastāv no kaļķakmens iežiem.
Bet reģionos ap Neapoli (Vezuva kalna vieta) ir auglīgas zemes platības, kuras radīja vulkānu izvirdumi, kas notika pirms 35 000 un 12 000 gadiem. Augsne šajā reģionā ir bagāta, jo vulkāna izvirdums satur nepieciešamās minerālvielas, kuras pēc tam laika apstākļi samazina un noārda lietus. Pēc augsnes iesūkšanās tie kļūst par pastāvīgu barības vielu piegādi augu dzīvībai.
Havajas ir vēl viena vieta, kur vulkānisms noveda pie bagātīgas augsnes, kas savukārt ļāva izveidoties plaukstošām lauksaimniecības kopienām. Laikā no 15. līdz 18. gadsimtam Kauai, O’ahu un Molokai salās tādu kultūru kā taros un saldos kartupeļus audzēšana ļāva augt spēcīgiem priekšniekiem un uzziedēt kultūrai, kuru mēs šodien asociējam ar Havaju salām.
Vulkāniskie zemes veidojumi:
Papildus pelnu izkliedēšanai lielās zemes platībās, vulkāni arī nospiež materiālu uz virsmas, kā rezultātā var veidoties jaunas salas. Piemēram, visu Havaju salu ķēdi izveidoja pastāvīgi viena vulkāna karstā punkta izvirdumi. Simtiem tūkstošu gadu laikā šie vulkāni pārkāpa okeāna virsmu, kļūstot par apdzīvojamām salām, un garu jūras braucienu laikā atpūtas vietas apstājas.
Tas tā ir visā Klusajā okeānā, ja salu ķēdes, piemēram, Mikronēzija, Ryukyu salas (starp Taivānu un Japānu), Aleutian salas (pie Aļaskas krastiem), Marianas salas un Bismarkas arhipelāgs, tika izveidotas gar lokiem, kas ir paralēli un tuvu robežai starp divām saplūstošām tektoniskajām plāksnēm.
Daudz tas pats attiecas uz Vidusjūru. Gar Hellenic Loku (Vidusjūras austrumu daļā) vulkānu izvirdumu rezultātā izveidojās Jonijas salas, Kipra un Krēta. Tuvumā esošā Egejas jūras loka dēļ tikmēr izveidojās Aegina, Methana, Milos, Santorini un Kolumbo, kā arī Kos, Nisyros un Yali. Un Karību jūras reģionā vulkānisko aktivitāšu rezultātā tika izveidots Antiļu arhipelāgs.
Vietās, kur veidojās šīs salas, unikālas augu un dzīvnieku sugas šajās salās attīstījās jaunā formā, radot līdzsvarotas ekosistēmas un novedot pie jauna bioloģiskās daudzveidības līmeņa.
Vulkāniskie minerāli un akmeņi:
Vēl viens vulkānu ieguvums ir dārgakmeņi, minerāli un celtniecības materiāli, ko izvirdumi padara pieejamus. Piemēram, akmeņi, piemēram, pumeka vulkāniskie pelni un perlīts (vulkāniskais stikls), tiek iegūti dažādiem komerciāliem mērķiem. Tajos ietilpst darbība kā abrazīvie līdzekļi ziepēs un sadzīves tīrīšanas līdzekļos. Arī vulkāniskos pelnus un pumeku izmanto kā vieglu pildvielu cementa pagatavošanai.
Šo vulkānisko iežu labākās šķiras tiek izmantotas metāla pulēšanā un kokapstrādē. Sasmalcinātu un samaltu pumeku izmanto arī beztaras izolācijai, filtru palīglīdzekļiem, mājputnu pakaišiem, augsnes ielabotājam, slaucīšanas maisījumam, insekticīdu nesējam un šosejas šuvēm.
Perlītu izmanto arī kā pildvielu apmetumā, jo karsējot tas ātri izplešas. Saliekamās sienās to arī izmanto kā pildvielu betonā. Sasmalcinātu bazaltu un diabāzi izmanto arī ceļa metālam, dzelzceļa balastam, jumta seguma granulām vai kā krasta līniju aizsarglīdzekļiem (riprap). Kodolreaktoru betona vairogos izmanto augsta blīvuma bazalta un diabāzes agregātu.
Rūdīti vulkāniskie pelni (ko sauc par tufu) ir īpaši spēcīgs, viegls celtniecības materiāls. Senie romieši kombinēja tufu un kaļķi, lai izveidotu stipru, vieglu betonu sienām un ēkām. Romas Panteona jumts ir izgatavots no šāda veida betona, jo tas ir tik viegls.
Dārgmetāli, kas bieži sastopami vulkānos, ir sērs, cinks, sudrabs, varš, zelts un urāns. Šos metālus mūsdienu ekonomikā izmanto ļoti plaši, sākot no smalkiem metālapstrādes darbiem, mašīnām un elektronikas līdz kodolenerģijai, pētniecībai un medicīnai. Dārgakmeņi un minerāli, kas atrodami vulkānos, ietver opālus, obsidiānu, uguns ahātu, milītu, ģipsi, oniksu, hematītu un citus.
Globālā dzesēšana:
Vulkāniem ir arī būtiska loma periodiskā planētas atdzišanā. Kad atmosfērā izdalās vulkāniskie pelni un tādi savienojumi kā sēra dioksīds, tas var atspoguļot dažus Saules starus atpakaļ kosmosā, tādējādi samazinot siltumenerģijas daudzumu, ko absorbē atmosfēra. Tāpēc šim procesam, kas pazīstams kā “globālā aptumšošanās”, ir dzesējoša ietekme uz planētu.
Saikne starp vulkānu izvirdumiem un globālo atdzišanu ir bijusi zinātnisku pētījumu objekts gadu desmitiem ilgi. Šajā laikā pēc lieliem izvirdumiem globālajā temperatūrā ir novērotas vairākas nolaišanās. Un, lai arī lielākā daļa pelnu mākoņu ātri izkliedējas, dažkārt ilgstošs vēsākas temperatūras periods ir izsekojams īpaši lieliem izvirdumiem.
Šīs labi izveidotās saites dēļ daži zinātnieki ir ieteikuši atmosfēras izdalīt sēra dioksīdu un citus, lai apkarotu globālo sasilšanu - procesu, kas pazīstams kā ekoloģiskā inženierija.
Karstie avoti un ģeotermālā enerģija:
Vēl viens vulkānisma ieguvums ir ģeotermisko lauku formā, kas ir Zemes apgabals, kam raksturīga samērā liela siltuma plūsma. Šie lauki, kas ir pašreizējās vai diezgan nesenās maģiskās aktivitātes rezultāts, ir divos veidos. Zemas temperatūras lauki (20–100 ° C) rodas karstu iežu dēļ zem aktīvām kļūdām, savukārt augstas temperatūras lauki (virs 100 ° C) ir saistīti ar aktīvu vulkānismu.
Ģeotermiskie lauki bieži rada karstos avotus, geizerus un viršanas dubļu baseinus, kas bieži ir tūristu iecienīti galamērķi. Bet tos var izmantot arī ģeotermiskajai enerģijai, kas ir tāda veida oglekļa neitrāla enerģija, kurā caurules tiek ievietotas Zeme un virza tvaiku uz augšu, lai pagrieztu turbīnas un ražotu elektrību.
Tādās valstīs kā Kenija, Islande, Jaunzēlande, Filipīnas, Kostarika un Salvadora ģeotermālā enerģija ir atbildīga par ievērojamas valsts energoapgādes nodrošināšanu - sākot no 14% Kostarikā līdz 51% Kenijā. Visos gadījumos tas ir saistīts ar to, ka valstis atrodas aktīvajos vulkānu reģionos un ap tiem, kas ļauj atrasties bagātīgiem ģeotermiskajiem laukiem.
Izplūdes gāzu veidošanās un atmosfēras veidošanās:
Bet līdz šim vulkānu visizdevīgākais aspekts ir viņu loma planētas atmosfēras veidošanā. Īsāk sakot, Zemes atmosfēra sāka veidoties pēc tās veidošanās pirms 4,6 miljardiem ejaru, kad vulkāna izplūdes rezultātā Zemes iekšienē tika uzkrātas gāzes, kas uzkrājās ap planētas virsmu. Sākotnēji šī atmosfēra sastāvēja no sērūdeņraža, metāna un 10 līdz 200 reizes vairāk oglekļa dioksīda nekā mūsdienu atmosfērā.
Pēc apmēram pusmiljarda gadiem Zemes virsma bija pietiekami atdzisusi un sacietējusi, lai uz tās varētu uzkrāties ūdens. Šajā brīdī atmosfēra mainījās uz tādu, kas sastāv no ūdens tvaikiem, oglekļa dioksīda un amonjaka (NH3). Liela daļa oglekļa dioksīda izšķīst okeānos, kur zilaļģes attīstījās, lai patērētu to un atbrīvotu skābekli kā blakusproduktu. Tikmēr amonjaku sāka sadalīt fotolīze, atbrīvojot ūdeņradi kosmosā un atstājot slāpekli aiz sevis.
Vēl viena galvenā loma, ko spēlēja vulkānisms, notika pirms 2,5 miljardiem gadu, robežas laikā starp Arhejas un Proterozoikas laikmetiem. Tieši šajā brīdī skābeklis sāka parādīties mūsu skābeklī fotosintēzes dēļ - to sauc par “lielo oksidācijas notikumu”. Tomēr saskaņā ar nesenajiem ģeoloģiskajiem pētījumiem biomarķieri norāda, ka skābekli ražojošās zilaļģes izdalīja skābekli tādā pašā līmenī kā tagad. Īsāk sakot, saražotajam skābeklim bija kaut kur jāiet, lai tas neparādītos atmosfērā.
Tiek uzskatīts, ka atbildīgais ir sauszemes vulkānu trūkums. Arhejas laikmetā bija tikai zemūdens vulkāni, kuru darbības rezultātā skābeklis tika izskalots no atmosfēras, saistot to ar skābekli saturošām minerālvielām. Arhejas / Proterozoikas robežas tuvumā izveidojās stabilizētas kontinentālās sauszemes masas, kas noveda pie sauszemes vulkāniem. Sākot no šī brīža, marķieri parāda, ka atmosfērā sāka parādīties skābeklis.
Vulkānismam ir būtiska loma arī citu planētu atmosfērā. Dzīvsudraba plānajā ūdeņraža, hēlija, skābekļa, nātrija, kalcija, kālija un ūdens tvaiku eksosfērā ir daļa vulkānisma, kas to periodiski papildina. Tiek uzskatīts, ka Venēras neticami blīvā atmosfēra periodiski tiek papildināta ar vulkāniem uz tās virsmas.
Un Io, Jupitera vulkāniski aktīvajā mēness, ir ārkārtīgi sarežģīta sēra dioksīda (SO²), sēra monoksīda (SO), nātrija hlorīda (NaCl), sēra monoksīda (SO), atomu sēra (S) un skābekļa (O) atmosfēra. Visas šīs gāzes nodrošina un papildina simtiem vulkānu, kas atrodas pāri Mēness virsmai.
Kā redzat, vulkāni patiesībā ir diezgan radošs spēks, kad viss ir pateikts un izdarīts. Faktiski mēs, sauszemes organismi, esam atkarīgi no tiem visam, sākot no gaisa, ko elpojam, līdz bagātajai augsnei, kas ražo mūsu pārtiku, līdz ģeoloģiskajai darbībai, kas izraisa zemes atjaunošanos un bioloģisko daudzveidību.
Mēs esam uzrakstījuši daudzus rakstus par vulkāniem Space Magazine. Šis ir raksts par izmirušajiem vulkāniem, un šeit ir raksts par aktīvajiem vulkāniem. Šis ir raksts par vulkāniem.
Vai vēlaties vairāk resursu uz Zemes? Šī ir saite uz NASA lapu Cilvēku kosmosa lidojums, un šeit ir NASA redzamā Zeme.
Astronomijas skatei ir arī atbilstošas epizodes par tēmu Zeme, kā daļa no mūsu ekskursijas pa Saules sistēmu - epizode 51: Zeme.
