Sopky jsou známé svou ničivou silou. Ve skutečnosti existuje jen málo přírodních sil, které soupeří s jejich čirou, úžasnou mocí nebo zanechaly tak velký dopad na lidskou psychiku. Kdo neslyšel o příbězích Mt. Vesuv vypukl a pochoval Pompeje? K dispozici je také erupce Minoan, erupce, která se odehrála ve 2. tisíciletí BCE na ostrově Santorini a zničila tam minojskou osadu.
V Japonsku, na Havaji, v Jižní Americe a po celém Tichomoří existuje nespočet případů výbuchů, které si dělají hroznou daň. A kdo může zapomenout na dnešní erupce, jako je Mount St. Helens? Překvapilo by vás však, kdybyste věděli, že navzdory jejich ničivé síle přicházejí sopky se svým podílem na výhodách? Od obohacování půdy po vytváření nových pozemních mas jsou sopky ve skutečnosti také produktivní silou.
Obohacování půdy:
Sopečné erupce mají za následek rozptyl popela na široké oblasti kolem místa erupce. A v závislosti na chemii magmatu, ze kterého vybuchl, bude tento popel obsahovat různá množství půdních živin. Zatímco nejhojnějšími prvky v magmatu jsou oxid křemičitý a kyslík, erupce mají mimo jiné za následek uvolňování vody, oxidu uhličitého (CO²), oxidu siřičitého (S02), sirovodíku (H2S) a chlorovodíku (HCl).
Navíc erupce uvolňují kousky horniny, jako je potolivin, pyroxen, amfibol a živce, které jsou zase bohaté na železo, hořčík a draslík. V důsledku toho jsou regiony, které mají velká ložiska sopečné půdy (tj. Horské svahy a údolí v blízkosti erupčních míst), docela úrodné. Například většina Itálie má chudé půdy, které se skládají z vápencových hornin.
Ale v regionech kolem Neapole (místo Mt. Vesuv) jsou úrodné úseky půdy, které byly vytvořeny sopečnými erupcemi, ke kterým došlo před 35 000 a 12 000 lety. Půda v této oblasti je bohatá, protože sopečnou erupcí se ukládají potřebné minerály, které jsou poté zvětralé a rozložené deštěm. Jakmile se vstřebají do půdy, stávají se stálým zdrojem živin pro život rostlin.
Havaj je další místo, kde vulkanismus vedl k bohaté půdě, což zase umožnilo vznik prosperujících zemědělských komunit. Mezi 15. a 18. stoletím na ostrovech Kauai, O'ahu a Molokai umožnilo pěstování plodin, jako jsou taros a sladké brambory, vzniknout mocným knížectvím a kvetení kultury, kterou dnes spojujeme s Havajem.
Sopečné pozemní formace:
Kromě rozptylu popela na velkých plochách země, sopky také tlačí materiál k povrchu, který může vyústit ve vytvoření nových ostrovů. Například celý havajský řetězec ostrovů byl vytvořen neustálými erupcemi jediného vulkanického hot spotu. V průběhu stovek tisíc let tyto sopky porušily povrch oceánu a staly se obyvatelnými ostrovy a odpočívaly se během dlouhých námořních cest.
To je případ celého Tichomoří, byly podél oblouků tvořeny ostrovní řetězce, jako je Mikronésie, Ryukyuské ostrovy (mezi Tchaj-wanem a Japonskem), Aleutské ostrovy (u pobřeží Aljašky), Mariana a Bismarkské souostroví jsou rovnoběžné a blízko k hranici mezi dvěma konvergujícími tektonickými deskami.
Totéž platí o Středomoří. Podél helénského oblouku (ve východním Středomoří) vedly vulkanické erupce k vytvoření Jónských ostrovů, Kypru a Kréty. Blízký jižní Egejský oblouk mezitím vedl ke vzniku Aeginy, Methany, Milos, Santorini a Kolumbo a Kos, Nisyros a Yali. A v Karibiku vedla vulkanická činnost k vytvoření souostroví Antilles.
Tam, kde se tyto ostrovy tvořily, se na těchto ostrovech vyvinuly jedinečné druhy rostlin a živočichů do nových forem, vytvářely vyvážené ekosystémy a vedly k nové úrovni biologické rozmanitosti.
Sopečné minerály a kameny:
Další výhodou pro sopky jsou vzácné drahokamy, minerály a stavební materiály, které erupce zpřístupňují. Například kameny jako pemza sopečný popel a perlit (sopečné sklo) se těží pro různá komerční využití. Patří sem působení brusiva v mýdlech a domácích čistících prostředcích. Sopečný popel a pemza se také používají jako lehký agregát pro výrobu cementu.
Nejkvalitnější z těchto sopečných hornin se používají v kovových lacích a pro zpracování dřeva. Drcená a mletá pemza se také používá k izolaci sypké náplně, filtračním prostředkům, drůbežím podestýlkám, půdním kondicionérům, zametacím prostředkům, nosiči insekticidů a dálničním obvazem.
Perlit se také používá jako kamenivo v sádře, protože se při zahřívání rychle rozpíná. V prefabrikovaných stěnách se také používá jako kamenivo do betonu. Drcený čedič a diasbase se také používají pro silniční kov, štěrk železnice, střešní granule nebo jako ochranná opatření pro pobřežní čáry (riprap). Čedičový a diabasový agregát o vysoké hustotě se používá v betonových štítech jaderných reaktorů.
Tvrzený vulkanický popel (nazývaný tuff) vytváří mimořádně silný a lehký stavební materiál. Staří Římané spojili tuf a vápno, aby vytvořili silný a lehký beton pro stěny a budovy. Střecha Pantheonu v Římě je vyrobena z tohoto druhu betonu, protože je tak lehká.
Mezi drahé kovy, které se často vyskytují v sopkách, patří síra, zinek, stříbro, měď, zlato a uran. Tyto kovy mají širokou škálu využití v moderních ekonomikách, od jemných kovoobráběcích strojů, strojů a elektroniky po jadernou energii, výzkum a medicínu. Mezi drahé kameny a minerály, které se nacházejí v sopkách, patří opály, obsidiány, acháty, flourit, sádrovec, onyx, hematit a další.
Globální chlazení:
Sopky také hrají zásadní roli v pravidelném ochlazování planety. Když se sopečný popel a sloučeniny, jako je oxid siřičitý, uvolňují do atmosféry, může odrážet některé sluneční paprsky zpět do vesmíru, čímž se snižuje množství tepelné energie absorbované atmosférou. Tento proces, známý jako „globální stmívání“, má tedy na planetu chladivý účinek.
Souvislost mezi sopečnými erupcemi a globálním chlazením je předmětem vědeckých studií po celá desetiletí. V té době bylo po velkých erupcích pozorováno několik poklesů v globálních teplotách. A i když se většina oblaků popela rychle rozptýlí, občasné prodloužené období chladnějších teplot bylo sledováno obzvláště velkými erupcemi.
Kvůli tomuto dobře zavedenému propojení někteří vědci doporučují, aby byl oxid siřičitý a další uvolňován do atmosféry, aby bojoval proti globálnímu oteplování, což je proces, který je známý jako ekologické inženýrství.
Horké prameny a geotermální energie:
Další výhoda vulkanismu přichází ve formě geotermálních polí, což je oblast Země charakterizovaná relativně vysokým tepelným tokem. Tato pole, která jsou výsledkem přítomnosti nebo docela nedávné magmatické činnosti, mají dvě podoby. Nízkoteplotní pole (20 - 100 ° C) jsou způsobena horkou horninou pod aktivními poruchami, zatímco vysokoteplotní pole (nad 100 ° C) jsou spojena s aktivním vulkanismem.
Geotermální pole často vytvářejí horké prameny, gejzíry a vroucí bahenní bazény, které jsou často oblíbeným cílem turistů. Mohou však být také využity pro geotermální energii, což je forma uhlíkově neutrální energie, kde jsou potrubí umístěny v Zemi a směřují páru vzhůru, aby otáčely turbíny a vyráběly elektřinu.
V zemích, jako je Keňa, Island, Nový Zéland, Filipíny, Kostarika a Salvador, je geotermální energie zodpovědná za zajištění významné části dodávek energie v zemi - od 14% v Kostarice po 51% v Keni. Ve všech případech je to způsobeno tím, že země jsou v a kolem aktivních sopečných oblastí, které umožňují přítomnost hojných geotermálních polí.
Odplyňovací a atmosférická formace:
Ale zdaleka nejvýhodnějším aspektem sopek je role, kterou hrají při utváření atmosféry planety. Stručně řečeno, atmosféra Země se začala formovat po svém vzniku před 4,6 miliardami očí, když sopečné odplyňování vedlo k tvorbě plynů uložených v zemském vnitřku, které se shromažďovaly po povrchu planety. Zpočátku se tato atmosféra skládala ze sirovodíku, metanu a 10 až 200krát tolik oxidu uhličitého než dnešní atmosféra.
Asi po půl miliardě let se povrch Země ochladil a dostatečně ztuhl, aby se na něm mohla shromažďovat voda. V tomto okamžiku se atmosféra změnila na atmosféru tvořenou vodní párou, oxidem uhličitým a amoniakem (NH3). Hodně z oxidu uhličitého rozpuštěného v oceánech, kde se vyvinuli cyanobakterie, aby ho spotřebovalo a uvolňovalo kyslík jako vedlejší produkt. Mezitím se amoniak začal štěpit fotolýzou, uvolňoval vodík do vesmíru a nechával dusík za sebou.
Další klíčová role, kterou hrál sopečnost, nastala před 2,5 miliardami let, během hranice mezi archaeanským a proterozoickým erem. Právě v tomto okamžiku se kyslík začal objevovat v našem kyslíku díky fotosyntéze - která se označuje jako „Velká oxidační událost“. Podle nedávných geologických studií však biomarkery naznačují, že kyanobakterie produkující kyslík uvolňovaly kyslík na stejné úrovni jako dnes. Zkrátka, produkovaný kyslík musel někam jít, aby se neobjevil v atmosféře.
Předpokládá se, že nedostatek suchozemských sopek je zodpovědný. Během Archaean éry, tam byly jen podmořské sopky, který měl účinek praní kyslíku od atmosféry, vázání to na kyslík obsahovat nerosty. U archaean / proterozoic hranice, stabilizované kontinentální masy země vyvstaly, vést k suchozemským sopkám. Od tohoto okamžiku značky ukazují, že v atmosféře se začal objevovat kyslík.
Vulkanismus také hraje zásadní roli v atmosféře jiných planet. Rtuťova řídká exosféra vodíku, hélia, kyslíku, sodíku, vápníku, draslíku a vodní páry je způsobena částečně vulkanismem, který ji periodicky doplňuje. Věří se také, že neuvěřitelně hustá atmosféra Venuše je pravidelně doplňována sopkami na jejím povrchu.
A Io, Jupiterův sopečně aktivní měsíc, má extrémně jemnou atmosféru oxidu siřičitého (SO²), oxidu siřičitého (SO), chloridu sodného (NaCl), oxidu siřičitého (SO), atomové síry (S) a kyslíku (O). Všechny tyto plyny jsou poskytovány a doplňovány mnoha stovkami sopek umístěných po povrchu měsíce.
Jak vidíte, sopky jsou ve skutečnosti docela kreativní silou, když je vše řečeno a hotovo. Ve skutečnosti nás pozemské organismy závisejí na všem, od vzduchu, který dýcháme, po bohatou půdu, která produkuje naše jídlo, až po geologickou aktivitu, která vede k pozemské obnově a biologické rozmanitosti.
Napsali jsme mnoho článků o sopkách pro časopis Space Space. Zde je článek o zaniklých sopkách a zde je článek o aktivních sopkách. Zde je článek o sopkách.
Chcete více zdrojů na Zemi? Zde je odkaz na stránku Human Spaceflight NASA a zde viditelnou Zemi NASA.
Astronomie Cast má také relevantní epizody na téma Země, jako součást našeho turné po Sluneční soustavě - Epizoda 51: Země.
