Τα ηφαίστεια είναι γνωστά για την καταστροφική τους δύναμη. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν λίγες δυνάμεις της φύσης που συναγωνίζονται την απόλυτη, τρομερή ισχύ τους ή έχουν αφήσει τόσο μεγάλο αντίκτυπο στην ανθρώπινη ψυχή. Ποιος δεν έχει ακούσει για τις ιστορίες του Βεζούβιου να εκρήγνυται και να θάβει την Πομπηία; Υπάρχει επίσης η Μινωική Έκρηξη, η έκρηξη που έλαβε χώρα τη 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 με τρομερό τίμημα. Και ποιος μπορεί να ξεχάσει τις σύγχρονες εκρήξεις όπως το Όρος της Αγίας Ελένης; Αλλά θα σας εκπλήσσει αν ξέρετε ότι παρά την καταστροφική τους δύναμη, τα ηφαίστεια έρχονται στην πραγματικότητα με τα οφέλη τους; Από τον εμπλουτισμό του εδάφους μέχρι τη δημιουργία νέων χερσαίων μαζών, τα ηφαίστεια είναι επίσης μια παραγωγική δύναμη.
Εμπλουτισμός εδάφους:
Οι ηφαιστειακές εκρήξεις έχουν ως αποτέλεσμα τη διασπορά της τέφρας σε μεγάλες περιοχές γύρω από το σημείο της έκρηξης. Και ανάλογα με τη χημεία του μάγματος από το οποίο εξερράγη, αυτή η τέφρα θα περιέχει ποικίλες ποσότητες θρεπτικών συστατικών του εδάφους. Ενώ τα πιο άφθονα στοιχεία στο μάγμα είναι το πυρίτιο και το οξυγόνο, οι εκρήξεις έχουν επίσης ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση νερού, διοξειδίου του άνθρακα (CO2), διοξειδίου του θείου (SO²), υδρόθειο (H²S) και υδροχλώριο (HCl), μεταξύ άλλων.
Επιπλέον, οι εκρήξεις απελευθερώνουν κομμάτια πετρωμάτων 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 (δηλαδή βουνοπλαγιές και κοιλάδες κοντά σε περιοχές εκρήξεων) είναι αρκετά γόνιμες. Για παράδειγμα, το μεγαλύτερο μέρος της Ιταλίας έχει φτωχά εδάφη που αποτελούνται από ασβεστολιθικά πετρώματα.
Η περιοχή γύρω από το ηφαίστειο είναι πλέον πυκνοκατοικημένη. Προσφορά: Wikipedia Commons/Jeffmatt
Αλλά στις περιοχές γύρω από τη Νάπολη (η τοποθεσία του Βεζούβιου), υπάρχουν εύφορες εκτάσεις γης που δημιουργήθηκαν από ηφαιστειακές εκρήξεις που έγιναν πριν από 35.000 και 12.000 χρόνια. Το έδαφος σε αυτή την περιοχή είναι πλούσιο επειδή η ηφαιστειακή έκρηξη εναποθέτει τα απαραίτητα ορυκτά, τα οποία στη συνέχεια διαβρώνονται και διασπώνται από τη βροχή. Μόλις απορροφηθούν στο έδαφος, γίνονται μια σταθερή παροχή θρεπτικών συστατικών για τη ζωή των φυτών.
Η Χαβάη είναι μια άλλη τοποθεσία όπου ο ηφαιστειασμός οδήγησε σε πλούσιο έδαφος, το οποίο με τη σειρά του επέτρεψε την εμφάνιση ακμάζων αγροτικών κοινοτήτων. Ανάμεσα σε 15ος και 18ος αιώνας στα νησιά Kauai, O'ahu και Molokai, η καλλιέργεια καλλιεργειών όπως ο τάρος και η γλυκοπατάτα επέτρεψε την άνοδο 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 σπρώχνουν επίσης υλικό στην επιφάνεια που μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό νέων νησιών. Για παράδειγμα, ολόκληρη η αλυσίδα των νησιών της Χαβάης δημιουργήθηκε από τις συνεχείς εκρήξεις ενός μόνο ηφαιστειακού θερμού σημείου. Κατά τη διάρκεια εκατοντάδων χιλιάδων ετών, αυτά τα ηφαίστεια διέρρηξαν την επιφάνεια του ωκεανού και έγιναν κατοικήσιμα νησιά και στάσεις ανάπαυσης κατά τη διάρκεια μεγάλων θαλάσσιων ταξιδιών.
Αυτό συμβαίνει σε ολόκληρο τον Ειρηνικό, όταν σχηματίστηκαν αλυσίδες νησιών όπως η Μικρονησία, τα νησιά Ryukyu (μεταξύ Ταϊβάν και Ιαπωνία), τα νησιά Αλεούτια (στα ανοιχτά της Αλάσκας), τα νησιά Μαριάνα και το Αρχιπέλαγος Bismark όλα κατά μήκος τόξων που είναι παράλληλες και κοντά σε ένα όριο ανάμεσα σε δύο συγκλίνουσες τεκτονικές πλάκες.
Το νησί της Σαντορίνης, Ελλάδα. Πίστωση: EOS/NASA/ Public Domain
Το ίδιο ακριβώς ισχύει και για τη Μεσόγειο. Κατά μήκος του Ελληνικού Τόξου (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 Κολούμπο και της Κω, της Νισύρου και του Γιαλί. Και στην Καραϊβική, η ηφαιστειακή δραστηριότητα οδήγησε στη δημιουργία του αρχιπελάγους των Αντιλλών.
Εκεί που 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 τα πολύτιμα πετράδια, τα ορυκτά και τα οικοδομικά υλικά που οι εκρήξεις καθιστούν διαθέσιμα. Για παράδειγμα, πέτρες όπως η ηφαιστειακή τέφρα ελαφρόπετρας και ο περλίτης (ηφαιστειακό γυαλί) εξορύσσονται για διάφορες εμπορικές χρήσεις. Αυτά περιλαμβάνουν τη δράση ως λειαντικών σε σαπούνια και οικιακά καθαριστικά. Η ηφαιστειακή τέφρα και ελαφρόπετρα χρησιμοποιούνται επίσης ως ελαφρύ αδρανή για την παραγωγή τσιμέντου.
Οι καλύτερες ποιότητες αυτών των ηφαιστειακών πετρωμάτων χρησιμοποιούνται σε στιλβωτικά μετάλλων και για κατεργασία ξύλου. Η θρυμματισμένη και αλεσμένη ελαφρόπετρα χρησιμοποιούνται επίσης για μόνωση χαλαρής πλήρωσης, βοηθήματα φίλτρου, απορρίμματα πουλερικών, βελτιωτικό εδάφους, σκούπισμα, φορέα εντομοκτόνου και επίδεσμο οδικών ορόφων.
Η οροφή του Πάνθεον, όπως φαίνεται από τις κοντινές στέγες στο Roe. Πίστωση: Public Domain/Anthony Majanlahti
Ο περλίτης χρησιμοποιείται επίσης ως αδρανή στο γύψο, καθώς διαστέλλεται γρήγορα όταν θερμαίνεται. Σε προκατασκευασμένους τοίχους, χρησιμοποιείται επίσης ως αδρανή στο σκυρόδεμα. Ο θρυμματισμένος βασάλτης και η διαβάση χρησιμοποιούνται επίσης για οδικό μέταλλο, έρμα σιδηροδρόμων, κόκκους στέγης ή ως προστατευτικές διατάξεις για τις ακτές (riprap). Βασάλτης υψηλής πυκνότητας και αδρανή διαβάσης χρησιμοποιούνται στις ασπίδες σκυροδέματος των πυρηνικών αντιδραστήρων.
Η σκληρυμένη ηφαιστειακή τέφρα (που ονομάζεται τέφρα) δημιουργεί ένα ιδιαίτερα ισχυρό, ελαφρύ οικοδομικό υλικό. Οι αρχαίοι Ρωμαίοι συνδύασαν τούφ και ασβέστη για να φτιάξουν ένα ισχυρό, ελαφρύ σκυρόδεμα για τοίχους και κτίρια. Η οροφή του Πάνθεον στη Ρώμη είναι κατασκευασμένη από αυτόν ακριβώς τον τύπο σκυροδέματος επειδή είναι τόσο ελαφρύ.
Τα 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 λεπτή μεταλλοτεχνία, μηχανήματα και ηλεκτρονικά είδη έως την πυρηνική ενέργεια, την έρευνα και την ιατρική. Οι πολύτιμοι λίθοι και τα ορυκτά που βρίσκονται στα ηφαίστεια περιλαμβάνουν τα οπάλια, τον οψιανό, τον αχάτη της φωτιάς, τον φλουρίτη, τον γύψο, τον όνυχα, τον αιματίτη και άλλα.
Παγκόσμια ψύξη:
Τα ηφαίστεια παίζουν 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 της θερμικής ενέργειας που απορροφάται από την ατμόσφαιρα. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως «global dimming», έχει επομένως μια ψυκτική επίδραση στον πλανήτη.
Ηφαίστειο Sarychev, (βρίσκεται στα νησιά Κουρίλ της Ρωσίας, βορειοανατολικά της Ιαπωνίας) σε πρώιμο στάδιο έκρηξης στις 12 Ιουνίου 2009. Πιστώσεις: NASA
Η σχέση μεταξύ των ηφαιστειακών εκρήξεων και της παγκόσμιας ψύξης είναι αντικείμενο επιστημονικής μελέτης για δεκαετίες. Σε αυτό το διάστημα, έχουν παρατηρηθεί αρκετές πτώσεις στις παγκόσμιες θερμοκρασίες μετά από μεγάλες εκρήξεις. Και παρόλο που τα περισσότερα σύννεφα τέφρας διαλύονται γρήγορα, η περιστασιακή παρατεταμένη περίοδος χαμηλότερων θερμοκρασιών έχει εντοπιστεί σε ιδιαίτερα μεγάλες εκρήξεις.
Λόγω αυτής της καθιερωμένης σχέσης, ορισμένοι επιστήμονες έχουν συστήσει την απελευθέρωση διοξειδίου του θείου και άλλων στην ατμόσφαιρα προκειμένου να καταπολεμηθεί η υπερθέρμανση του πλανήτη, μια διαδικασία που είναι γνωστή ως οικολογική μηχανική.
Θερμές Πηγές και Γεωθερμική Ενέργεια:
Ένα άλλο όφελος του ηφαιστείου έρχεται με τη μορφή γεωθερμικών πεδίων, που είναι μια περιοχή της Γης που χαρακτηρίζεται από σχετικά υψηλή ροή θερμότητας. Αυτά τα πεδία, τα οποία είναι το αποτέλεσμα της παρούσας ή αρκετά πρόσφατης μαγματικής δραστηριότητας, έρχονται σε δύο μορφές. Τα πεδία χαμηλής θερμοκρασίας (20-100°C) οφείλονται σε θερμούς βράχους κάτω από ενεργά ρήγματα, ενώ τα πεδία υψηλής θερμοκρασίας (πάνω από 100°C) συνδέονται με ενεργό ηφαιστεισμό.
Τα γεωθερμικά πεδία δημιουργούν συχνά θερμές πηγές, θερμοπίδακες και πισίνες από λάσπη που βράζει, οι οποίες είναι συχνά δημοφιλής προορισμός για τους τουρίστες. Αλλά μπορούν επίσης να αξιοποιηθούν για γεωθερμική ενέργεια, μια μορφή ενέργειας ουδέτερης από άνθρακα, όπου σωλήνες τοποθετούνται στη Γη και διοχετεύουν τον ατμό προς τα πάνω για να γυρίσουν τους στρόβιλους και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Ο ατμός αναδύεται από τον γεωθερμικό σταθμό Nesjavellir στην Ισλανδία. Πίστωση: Gretar Ívarsson/Fir0002
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 ενός σημαντικού μέρους του ηλεκτρικού ρεύματος της χώρας – που κυμαίνεται από 14% στην Κόστα Ρίκα έως 51% στην Κένυα. Σε όλες τις περιπτώσεις, αυτό οφείλεται στο ότι οι χώρες βρίσκονται μέσα και γύρω από ενεργές ηφαιστειακές περιοχές που επιτρέπουν την παρουσία άφθονων γεωθερμικών πεδίων.
Εξαέρωση και ατμοσφαιρικός σχηματισμός:
Αλλά μακράν, η πιο ευεργετική πτυχή των ηφαιστείων είναι ο ρόλος που παίζουν στο σχηματισμό της ατμόσφαιρας ενός πλανήτη. Εν ολίγοις, η ατμόσφαιρα της Γης άρχισε να σχηματίζεται μετά τον σχηματισμό της πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν η ηφαιστειακή εξάτμιση οδήγησε στη δημιουργία αερίων που αποθηκεύτηκαν στο εσωτερικό της Γης για να συγκεντρωθούν 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 το νερό να συγκεντρωθεί πάνω της. Σε αυτό το σημείο, η ατμόσφαιρα μετατοπίστηκε σε ατμόσφαιρα που αποτελείται από υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία (NH3). Μεγάλο μέρος του διοξειδίου του άνθρακα διαλύθηκε στους ωκεανούς, όπου αναπτύχθηκαν κυανοβακτήρια για να το καταναλώσουν και να απελευθερώσουν οξυγόνο ως υποπροϊόν. Εν τω μεταξύ, η αμμωνία άρχισε να διασπάται με φωτόλυση, απελευθερώνοντας το υδρογόνο στο διάστημα και αφήνοντας πίσω το άζωτο.
Ένας άλλος βασικός ρόλος που έπαιξε ο ηφαιστειογενής συνέβη πριν από 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, κατά τη διάρκεια του ορίου μεταξύ της Αρχαϊκής και της Πρωτοζωικής Εποχής. Ήταν σε αυτό το σημείο που το οξυγόνο άρχισε να εμφανίζεται στο οξυγόνο μας λόγω της φωτοσύνθεσης - η οποία αναφέρεται ως το «Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης». Ωστόσο, σύμφωνα με πρόσφατες γεωλογικές μελέτες , οι βιοδείκτες δείχνουν ότι τα κυανοβακτήρια που παράγουν οξυγόνο απελευθέρωναν οξυγόνο στα ίδια επίπεδα που υπάρχουν σήμερα. Εν ολίγοις, το οξυγόνο που παράγεται έπρεπε να πάει κάπου για να μην εμφανιστεί στην ατμόσφαιρα.
Πριν από περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, προς το τέλος της Αρχαϊκής Εποχής, άρχισε η οξείδωση της ατμόσφαιράς μας. Πίστωση: ocean.si.edu
Η έλλειψη επίγειων ηφαιστείων πιστεύεται ότι ευθύνεται. Κατά την Αρχαϊκή Εποχή, υπήρχαν μόνο υποθαλάσσια ηφαίστεια, τα οποία είχαν ως αποτέλεσμα την απομάκρυνση του οξυγόνου από την ατμόσφαιρα, δεσμεύοντάς το σε ορυκτά που περιείχαν οξυγόνο. Στα σύνορα Αρχαίου/Πρωτοζωικού, προέκυψαν σταθεροποιημένες ηπειρωτικές χερσαίες μάζες, που οδήγησαν σε χερσαία ηφαίστεια. Από αυτό το σημείο και μετά, οι δείκτες δείχνουν ότι το οξυγόνο άρχισε να εμφανίζεται στην ατμόσφαιρα.
Ο ηφαιστειασμός παίζει επίσης ζωτικό ρόλο στις ατμόσφαιρες άλλων πλανητών. Η λεπτή εξώσφαιρα του Ερμή υδρογόνου, ηλίου, οξυγόνου, νατρίου, ασβεστίου, καλίου και υδρατμών οφείλεται σε μέρος του ηφαιστείου, ο οποίος το αναπληρώνει περιοδικά. Αφροδίτη' απίστευτα πυκνή ατμόσφαιρα Πιστεύεται επίσης ότι αναπληρώνεται περιοδικά από ηφαίστεια στην επιφάνειά του.
Και ο , το ηφαιστειακά ενεργό φεγγάρι του Δία, έχει μια εξαιρετικά λεπτή ατμόσφαιρα από διοξείδιο του θείου (SO²), μονοξείδιο του θείου (SO), χλωριούχο νάτριο (NaCl), μονοξείδιο του θείου (SO), ατομικό θείο (S) και οξυγόνο (O). Όλα αυτά τα αέρια παρέχονται και αναπληρώνονται από τις πολλές εκατοντάδες ηφαίστεια που βρίσκονται στην επιφάνεια της Σελήνης.
Όπως μπορείτε να δείτε, τα ηφαίστεια είναι στην πραγματικότητα μια αρκετά δημιουργική δύναμη όταν όλα λέγονται και γίνονται. Στην πραγματικότητα, εμείς οι επίγειοι οργανισμοί εξαρτόμαστε από αυτούς για τα πάντα, από τον αέρα που αναπνέουμε, μέχρι το πλούσιο έδαφος που παράγει την τροφή μας, έως τη γεωλογική δραστηριότητα που προκαλεί την ανανέωση της γης και τη βιολογική ποικιλότητα.
Έχουμε γράψει πολλά άρθρα για τα ηφαίστεια για το Universe Today. Εδώ είναι ένα άρθρο για σβησμένα ηφαίστεια , και εδώ είναι ένα άρθρο σχετικά με ενεργά ηφαίστεια . Εδώ είναι ένα άρθρο για τα ηφαίστεια .
Θέλετε περισσότερους πόρους στη Γη; Εδώ είναι ένας σύνδεσμος προς Σελίδα Human Spaceflight της NASA , και ιδού Ορατή Γη της NASA .
Το Astronomy Cast έχει επίσης σχετικά επεισόδια με θέμα τη Γη, στο πλαίσιο της περιήγησής μας στο Ηλιακό Σύστημα – Επεισόδιο 51: Γη .
