Tulivuoret ovat tunnettuja tuhoavasta voimastaan. Itse asiassa on olemassa muutamia luonnon voimia, jotka kilpailevat niiden pelkillä, mahtavilla voimilla tai ovat jättäneet yhtä suuret vaikutukset ihmisen psyykeihin. Kuka ei ole kuullut tarinoita Mt. Vesuvius purskahti ja hautasi Pompein? Siellä on myös Minoan-purkaus, purkaus, joka tapahtui toisen vuosituhannen eaa-luvulla eKr. Santorinin saarella ja tuhosi siellä Minoanin asutuksen.
Japanissa, Havaijilla, Etelä-Amerikassa ja kaikkialla Tyynen valtameren alueella on lukemattomia tapauksia, joissa purkaukset aiheuttavat kauhistuttavan tietullin. Ja kuka voi unohtaa nykyajan purkaukset, kuten St. Helensin vuori? Mutta yllättäisitkö tietää, että tuhoisasta voimastaan huolimatta tulivuoret todella saavat osuutensa eduista? Maaperän rikkauttamisesta uusien maa-ainesten luomiseen asti tulivuoret ovat myös tuottava voima.
Maaperän rikastaminen:
Tulivuorenpurkaukset johtavat tuhkan leviämiseen laajalle alueelle purkauskohdan ympärille. Ja riippuen magman kemiasta, josta se puhkesi, tämä tuhka sisältää vaihtelevia määriä maaperän ravinteita. Vaikka magman yleisimpiä elementtejä ovat piidioksidi ja happi, purkaukset aiheuttavat mm. Veden, hiilidioksidin (CO 2), rikkidioksidin (SO 2), rikkivedyn (H2S) ja vetykloridin (HCl) vapautumisen.
Lisäksi purkaukset vapauttavat kivihiilen kalvoja, kuten potoliviini, pyrokseeni, amfiboli ja maasälpä, jotka ovat puolestaan rikas rautaa, magnesiumia ja kaliumia. Tämän seurauksena alueet, joilla on runsaasti vulkaanista maaperää (ts. Vuoren rinteet ja laaksot purkauspaikkojen lähellä), ovat melko hedelmällisiä. Esimerkiksi suurimmalla osalla Italiaa on huono maaperä, joka koostuu kalkkikivestä.
Mutta Napolin lähialueilla (Vesuvius-vuoren sijaintipaikka) on hedelmällisiä maa-alueita, jotka on luotu 35 000 ja 12 000 vuotta sitten tapahtuneiden tulivuorenpurkausten myötä. Tämän alueen maaperä on rikas, koska tulivuorenpurkauksessa esiintyy välttämättömiä mineraaleja, jotka sitten säästä ja sadetta hajottaen. Kun ne imeytyvät maaperään, niistä tulee tasainen ravintoaineiden saatavuus kasvien elämää varten.
Havaiji on toinen paikka, jossa vulkaanisuus johti rikkaaseen maaperään, mikä puolestaan mahdollisti kukoistavien maatalousyhteisöjen syntymisen. Kauai-, O’ahu- ja Molokai-saarilla 15.-18. Vuosisatojen välillä tarojen ja bataattien, kuten tarojen ja bataattien, viljely mahdollisti voimakkaiden päälliköiden nousun ja kulttuurin kukinnan, jonka yhdistämme Havaijiin tänään.
Tulivuoren muodostelmat:
Tuhkan sironnan lisäksi suurten maa-alueiden lisäksi tulivuoret työntävät materiaalia myös pintaan, mikä voi johtaa uusien saarien muodostumiseen. Esimerkiksi koko Havaijin saariketju on luotu jatkuvan purkauksen seurauksena yhdestä tulivuoren kuumasta kohdasta. Satojen tuhansien vuosien aikana nämä tulivuoret rikkoivat valtameren pinnan muuttuen asuttaviksi saariksi ja levätä pysähtyvät pitkien merimatkojen aikana.
Näin on koko Tyynenmeren alueella, jos saariketjut, kuten Mikronesia, Ryukyu-saaret (Taiwanin ja Japanin välillä), Aleutian saaret (Alaskan rannikon ulkopuolella), Marianan saaret ja Bismarkin saaristo, muodostettiin kaikki kaarien varrella, jotka ovat yhdensuuntaiset ja lähellä kahden toisiinsa liittyvän tektonisen levyn välistä rajaa.
Paljon sama pätee Välimerelle. Helleenisen kaarin (Välimeren itäosassa) pitkin tulivuorenpurkaukset johtivat Joonian saarten, Kyproksen ja Kreetan perustamiseen. Lähellä sijaitseva Etelä-Egean kaari johti väliin Aeginan, Methanan, Miloksen, Santorinin ja Kolumbon sekä Kosin, Nisyrosin ja Yalin muodostumiseen. Ja Karibialla vulkaaninen toiminta johti Antillien saariston luomiseen.
Kun nämä saaret muodostuivat, ainutlaatuiset kasvi- ja eläinlajit kehittyivät uusiksi muodoiksi näillä saarilla, luomalla tasapainoisia ekosysteemejä ja johtaen uudelle biologisen monimuotoisuuden tasolle.
Vulkaaniset mineraalit ja kivet:
Toinen tulivuorien eduista on arvokkaita jalokiviä, mineraaleja ja rakennusmateriaaleja, joita purkaukset tarjoavat. Esimerkiksi kiviä, kuten hohkakivi vulkaanista tuhkaa ja perliittiä (vulkaanista lasia), louhitaan kaikkiin kaupallisiin tarkoituksiin. Näitä ovat hionta-aineet saippuissa ja kodinpuhdistusaineissa. Vulkaanista tuhkaa ja hohkakiveä käytetään myös kevyenä kiviaineksena sementin valmistukseen.
Näiden vulkaanisten kivien hienoimpia laatuja käytetään metallilakoissa ja puun työstöön. Murskattua ja jauhettua hohkakiviä käytetään myös irrotettavassa eristyksessä, suodatusapuaineissa, siipikarjan kuivikkeissa, maanparannusaineessa, lakaisuyhdisteessä, hyönteismyrkkyjen kantajassa ja mustan maanteiden moottoriteillä.
Perliittiä käytetään myös täyteaineena kipsiä, koska se laajenee nopeasti kuumentuessaan. Valmisbetoniseinissä sitä käytetään myös betonin täyteaineena. Murskattua basalttia ja diasa-aluetta käytetään myös tiemetallien, rautateiden painolastien, kattorakeiden tai rantojen suojalaitteina (riprap). Ydinreaktorien betonikilpeissä käytetään korkean tiheyden basaltti- ja diabaasi-aggregaattia.
Karkaistu vulkaaninen tuhka (kutsutaan tuffiksi) on erityisen vahva, kevyt rakennusmateriaali. Muinaiset roomalaiset yhdistivät tuffia ja kalkkia voimakkaan, kevyen betonin valmistamiseksi seinille ja rakennuksille. Rooman Pantheonin katto on valmistettu juuri tällaisesta betonista, koska se on niin kevyt.
Jalometallit, joita usein löytyy tulivuoreista, sisältävät rikki, sinkki, hopea, kupari, kulta ja uraani. Näillä metalleilla on laaja käyttömahdollisuus nykyaikaisessa taloudessa, hienoista metallityöistä, koneista ja elektroniikasta ydinvoimaan, tutkimukseen ja lääketieteeseen. Jalokiviä ja mineraaleja, joita löytyy tulivuoreista, ovat opaalit, obsidiaani, palo-akaatti, fluoriitti, kipsi, onyx, hematiitti ja muut.
Globaali jäähdytys:
Tulivuilla on myös tärkeä rooli planeetan ajoittaisessa jäähdytyksessä. Kun vulkaaninen tuhka ja yhdisteet, kuten rikkidioksidi, vapautuvat ilmakehään, se voi heijastaa osan auringon säteistä takaisin avaruuteen, vähentäen siten ilmakehän absorboiman lämpöenergian määrää. Tällä prosessilla, joka tunnetaan nimellä “globaali himmeneminen”, on siis jäähdytysvaikutus planeetalla.
Tulivuorenpurkausten ja maailmanlaajuisen jäähtymisen välistä yhteyttä on tutkittu vuosikymmenien ajan. Tuona aikana maailman lämpötiloissa on havaittu useita laskuja suurten purkausten jälkeen. Ja vaikka suurin osa tuhkapilvistä hajoaa nopeasti, viileämpien lämpötilojen satunnainen pitkittyminen on havaittu erityisen suuriksi purkauksiksi.
Tämän vakiintuneen yhteyden takia jotkut tutkijat ovat suositelleet rikkidioksidin ja muiden päästämistä ilmakehään ilmaston lämpenemisen torjumiseksi. Prosessi tunnetaan ekologisena tekniikkana.
Kuumat lähteet ja geoterminen energia:
Toinen tulivuoren hyöty on geotermisten kenttien muodossa, mikä on maapallon alue, jolle on ominaista suhteellisen korkea lämpövirta. Nämä kentät, jotka ovat tulosta nykyisestä tai melko viimeaikaisesta magmaattisesta toiminnasta, ovat kahdessa muodossa. Matalan lämpötilan kentät (20 - 100 ° C) johtuvat aktiivisten vikojen alapuolella olevasta kuumakivistä, kun taas korkean lämpötilan kentät (yli 100 ° C) liittyvät aktiiviseen vulkaanisuuteen.
Geotermiset kentät luovat usein kuumia lähteitä, geyserejä ja kiehuvia lieta-altaita, jotka ovat usein turistien suosittuja kohteita. Mutta niitä voidaan käyttää myös geotermisen energian, hiili-neutraalin energian muodossa, jossa putket asetetaan maahan ja kanavoivat höyryä ylöspäin turbiinien kääntämiseksi ja sähkön tuottamiseksi.
Keniassa, Islannissa, Uudessa-Seelannissa, Filippiineillä, Costa Ricassa ja El Salvadorissa geoterminen energia vastaa merkittävän osan maan energianlähteestä - 14 prosentista Costa Ricassa 51 prosenttiin Keniassa. Kaikissa tapauksissa tämä johtuu siitä, että maat ovat aktiivisilla tulivuoren alueilla ja niiden ympäristössä, mikä sallii runsaasti geotermisiä kenttiä.
Kaasunpoisto ja ilmakehän muodostuminen:
Mutta ylivoimaisesti tulivuorten hyödyllisin ominaisuus on heidän rooli planeetan ilmakehän muodostumisessa. Lyhyesti sanottuna, maapallon ilmapiiri alkoi muodostua sen muodostumisen jälkeen, kun se oli muodostunut 4,6 miljardia eyaaria sitten, kun tulivuoren kaasutoiminta johti maan sisälle varastoitujen kaasujen keräämiseen planeetan pinnan ympärille. Alun perin tämä ilmapiiri koostui rikkivetystä, metaanista ja 10 - 200 kertaa enemmän hiilidioksidista kuin nykypäivän ilmakehä.
Noin puolen miljardin vuoden kuluttua maan pinta jäähtyi ja jähmettyi tarpeeksi, jotta vesi kerääntyi siihen. Tässä vaiheessa ilmapiiri muuttui sellaiseksi, joka koostui vesihöyrystä, hiilidioksidista ja ammoniakista (NH3). Suuri osa hiilidioksidista liukeni valtameriin, missä sinilevät kehittyivät kuluttamaan sitä ja vapauttamaan happea sivutuotteena. Sillä välin ammoniakki alkoi hajottaa fotolyysillä, vapauttaen vetyä avaruuteen ja jättäen typen taakse.
Toinen tulivuoren keskeinen rooli tapahtui 2,5 miljardia vuotta sitten arkeanin ja proterotsooisten aikakausien välisen rajan aikana. Juuri tässä vaiheessa happi alkoi ilmaantua happeemme fotosynteesin seurauksena - jota kutsutaan "suureksi hapettumistapahtumaksi". Äskettäisten geologisten tutkimusten mukaan biomarkkerit kuitenkin osoittavat, että happea tuottavat sinilevät vapauttivat happea samalla tasolla kuin nykyään. Lyhyesti sanottuna tuotettavan hapen piti mennä jonnekin, jotta sitä ei tulisi ilmakehään.
Maanpäällisten tulivuorten puuttumisen uskotaan olevan vastuussa. Arkeanikauden aikana oli vain sukellusveneiden tulivuoria, joiden vaikutuksena oli hankaa happea ilmakehästä, sitoen se happea sisältäviin mineraaleihin. Arkean / proterotsooisen rajan yli nousivat vakautuneet mannermaan maajoukot, jotka johtavat maanpäällisiin tulivuoreihin. Tästä eteenpäin merkit osoittavat, että happi alkoi ilmaantua ilmakehään.
Tulivuorella on myös tärkeä rooli muiden planeettojen ilmapiirissä. Elohopean ohut vedyn, heliumin, hapen, natriumin, kalsiumin, kaliumin ja vesihöyryn eksosfääri johtuu osittain vulkaanisuudesta, joka täydentää sitä säännöllisesti. Venuksen uskomattoman tiheän ilmakehän uskotaan myös täydentävän ajoittain sen pinnalla olevia tulivuoria.
Io, Jupiterin vulkaanisesti aktiivinen kuu, on erittäin heikossa atmosfäärissä rikkidioksidilla (SO2), rikkimonoksidilla (SO), natriumkloridilla (NaCl), rikkimonoksidilla (SO), atomirikillä (S) ja hapella (O). Kaikki nämä kaasut toimittavat ja täydentävät sadat tulvat, jotka sijaitsevat kuun pinnan yli.
Kuten näette, tulivuoret ovat oikeastaan aika luova voima, kun kaikki sanotaan ja tehdään. Itse asiassa meitä maanpäälliset organismit ovat riippuvaisia heistä kaikesta hengittämästämme ilmasta, rikkaasta maaperästä, joka tuottaa ruokamme, geologiseen aktiivisuuteen, joka aiheuttaa maanpäällisen uudistumisen ja biologisen monimuotoisuuden.
Olemme kirjoittaneet useita artikkeleita tulivuoreista Space Magazine -lehteen. Tässä on artikkeli sukupuuttoon sammunneista tulivuoreista ja tässä artikkeli aktiivisista tulivuoreista. Tässä on artikkeli tulivuoreista.
Haluatko lisää resursseja maan päällä? Tässä on linkki NASA: n ihmisen avaruuslennon sivulle, ja tässä on NASA: n Visible Earth.
Astronomia-näyttelijöillä on myös aiheellisia jaksoja aiheesta Maa, osana aurinkokunnan kiertomatkamme - jakso 51: Maa.
