Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Понедельник, 16.01.2017, 16:13

Вселенная Сегодня » 2016 » Март » 19 » Какая польза от вулканов?

19.03.2016
Какая польза от вулканов?
Автор: Fraser Cain



Тунгурауа ("огненное горло"), действующий стратовулкан в Эквадоре. Предоставлено:atrick Taschler.

Вулканы славятся своей разрушительной силой. Фактически, существует несколько сил природы, которые соперничают по своей абсолютной, внушающей страх мощи, или имеют большое влияние на психику людей. Кто не слышал рассказы о Везувии, извергающемся и похоронившем Помпеи? Также было Минойское извержение, которое имело место во 2-ом тысячелетии до н.э. на острове Санторини и разрушило там Минойское поселение.

В Японии, на Гавайях, в Южной Америке и по всему Тихому океану существуют бесчисленные примеры извержений со страшными последствиями. И кто может забыть современные извержения, такие как Сент-Хеленс? Но вы были бы удивлены, узнав, что несмотря на их разрушительную мощь, вулканы на самом деле приносят пользу. От обогащения почвы до создания новых земель вулканы - это и производительные силы.

Обогащение почвы

Вулканические извержения приводят к рассеиванию пепла над обширным районом вокруг места извержения. И в зависимости от химического состава магмы, из которой было извержение, этот пепел будет содержать различные количества питательных веществ для почвы. Хотя большая часть распространенных элементов в магме - это кремний и кислород, извержение также приводит к освобождению воды, углекислого газа(CO²), сернистого газа(SO²), сероводорода(H²S) ихлороводорода(HCl), а также большинство других.

В дополнение, извержения освобождают куски камней, такие какпотоливин (potolivine), пироксен, амфибол и полевой шпат, которые в свою очередь богаты железом, магнием и калием. В результате, территории, которые имеют огромные залежи вулканической почвы (т.е. склоны гор и долины около мест извержения) довольно плодородные. Например, большая часть Италии имеет бедные почвы, которые состоят из известняковых почв.


Область вокруг вулкана в настоящее время плотно населенная. Предоставлено:Wikipedia Commons/Jeffmatt.

А на территориях вокруг Неаполя (место у действующего вулкана Везувий) существуют плодородные участки земли, которые были образованы вулканическими извержениями, которые имели место 35000 и 12000 лет назад. Почва в этой области плодородная, потому что вулканическое извержение создает залежи необходимых полезных ископаемых, которые затем выветриваются и выпадают с дождем. Послевпитывая в почву они становятсяпостоянным запасом питательных веществ для жизни растений.

Гавайи - еще одно место, где вулканизм привел к плодородию почв, что в свою очередь способствовало появлению процветающей сельской общины. Между 15-м и 18-м веками на островах Кауаи, Оаху и Молокаи возделывание сельскохозяйственных культур, таких как таро и сладкий картофель, привело к возрождению мощных племен и процветанию культуры, которую мы ассоциируем сГавайами в наши дни.

Вулканическое формирование земель

В дополнение к рассеиванию пепла над огромными областями земли, вулканы также выталкивают вещество к поверхности, что может приводить к формированию новых островов. Например, вся Гавайская цепочка островов была образована постоянными извержениями единственной вулканической горячей точки. Более сотен тысяч лет эти вулканы пробивали брешь на дне океана, становясь обитаемыми островами и остановками во время длительных морских путешествий.

Это имело место по всему Тихому океану, где цепочки островов, такие как Микронезия, архипелаг Рюкю (между Тайванем и Японией), Алеутские острова (у берегов Аляски), Марианские острова и архипелаг Бисмарка, все были сформированы вдоль дуг,расположенныхпараллельно и близко к границе между двух сходящихся тектонических плит.


Остров Санторини, Греция. Предоставлено:EOS/NASA/ Public Domain.

Во многом это справедливо и для Средиземноморья. Вдоль Эллинской Дуги (в восточном Средиземноморье) вулканические извержения привели к образованию Ионических островов, Кипра и Крита. Близлежащая Южная Эгейская Дуга в то же время привела к образованию островов Эгина, Метана,Силос, Санторини иКолумбо, и Кос, Нисирос иЯли. А в Карибском бассейневулканическая активность привела к образованию Антильских островов.

Там, где сформировались эти острова, уникальные виды растений и животных эволюционировали в новые формы на этих островах, создавая сбалансированные экосистемы, ведущие на новый уровень видообразования.

Вулканические полезные ископаемые и камни

Еще одна польза вулканов в драгоценных камнях, полезных ископаемых и строительных материалах, которые извержения делают доступными. Например, камни, такие как пемза и перлит (вулканическое стекло), добываются для различного коммерческого использования. Они включают в себя вещества, действующие как абразивы в мыле и хозяйственных чистящих средствах. Вулканический пепел и пемзутакже используют в качестве легкого заполнителя при производстве цемента.

Мельчайшие фракции этих вулканических камней используют в полировке металлов и в обработке древесины. Дробленую и молотую пемзу также используют в качествезасыпанногоматериала, для целей фильтрации, дляскачивания когтей и у птиц, для почвоулучшителя, и т.д.


Крыша Пантеона в Риме. Предоставлено:Public Domain/Anthony Majanlahti.

Перлит также используют в качестве наполнителя в штукатурке, так как он быстро расширяется, когда нагревается. В железобетонных стенах его используют в качестве заполнителя в бетоне. Раздробленный базальт и диабаз используют в качестве щебня, железнодорожной насыпи или защитных укреплений для береговой линии. Высокоплотный базальт и диабаз используют в бетонных экранах ядерных реакторов.

Затвердевший вулканический пепел (называемый туф) создает особенно крепкий и легкий строительный материал. Древние римляне смешивали туф с известью для созданиякрепкого и легкогобетона для стен и построек. Крыша Пантеона в Риме сделана из этого самого бетона, потому что он настолько легкий.

Драгоценные металлы, которые часто находят в вулканах, включают серу, цинк, серебро, медь, золото и уран. Эти металлы имеют широкий диапазон применений в современной экономике, начиная с высококачественной металлообработки, машинного оборудования и электроники дляядерной энергии, исследований и медицины. Драгоценные камни и полезные ископаемые, которые находят в вулканах включают опалы, обсидиан, огненный агат, флюорит, гипс, оникс, гематит и другие.

Глобальное похолодание

Вулканы также играют жизненно важную роль в периодическом охлаждении планеты. Когда вулканический пепел и соединения, такие как диоксид серы, высвобождаются в атмосферу, она может отражать некоторое количество солнечных лучей обратно в космос, посредством этого уменьшая количество тепловой энергии,поглощенной атмосферой. Этот процесс, известный как "глобальное затемнение", вследствие этого имеет охлаждающий эффект на планете.


Вулкан Сарычева (Курильские острова, Россия, на северо-востоке от Японии) на ранней стадии извержения 12 июня 2009 года. Предоставлено: NASA.

Связь между вулканическими извержениями и глобальным похолоданием была предметом научных исследований в течение десятилетий. В то время наблюдались небольшие падения в глобальных температурах после больших извержений. И хотя большая часть облаков пепла быстро рассеивалась, редкий длительный период более холодных температур прослеживался к особенно крупным извержениям.

Из-за этой установленной связи некоторые ученые рекомендовали диоксид серы и другие вещества выпускать в атмосферу для борьбы с глобальным потеплением, процессом, названным экологическим проектированием.

Горячие источники и геотермальная энергия

Еще одна польза от вулканизма приходит в форме геотермальных участков (полей), которые находятся в районах Земли, характеризуемых относительно высоким тепловым потоком. Эти участки, являющиеся результатом недавней магматической активности, бывают двух видов. Низко температурные участки (20-100°C с горячими камнями внизу активных разломов, в то время как высоко температурные участки (выше 100°C) связаны с активным вулканизмом.

Геотермальные поля часто создают горячие источники, гейзеры и кипящие грязевые котлы, которые часто становятся популярными местами для туристов. Но они также могут использоваться вгеотермальныйэнергетике в форме углерод-нейтральной энергии, где в земле располагаются трубы, а по ним наверх поднимается пар, который вращает турбины и производит электричество.


Пар, поднимающийся из ГеоТЭС Несьяведлир в Исландии. Предоставлено:Gretar Ívarsson/Fir0002.

В странах, таких как Кения, Исландия, Новая Зеландия,Филиппины, Коста Рика иСальвадор, геотермальная энергия ответственна за обеспечение существенной части энергетических запасов страны - от 14% в Коста Рике до 51% в Кении.

Дегазация и формирование атмосферы

Но самый полезный аспект вулканов - это роль, которую они играют вформировании атмосферы планеты, Коротко говоря, атмосфера Земли начала формироваться после образования Земли 4,6 млрдлет назад, когда вулканическая дегазация привела к накоплению газов, хранящихся внутриЗемли, около поверхности планеты. Первоначально, эта атмосфера состояла из сероводорода, метана и в ней было в 10-200 разбольше диоксида углерода, чем сейчас.

После полумиллиарда лет поверхность Земли остыла и достаточно затвердела для того, чтобы на ней скапливалась вода. В этот моментатмосфера изменялась к той, что состоит из водяного пара, диоксида углерода и аммиака (NH³). Много диоксида углерода растворилось в океанах, где развились цианобактерии и начали его поглощать и высвобождать кислород в качестве побочного продукта. Между тем, аммиак начал распадаться при помощифотолиз,высвобождая водород в космос и оставляя азот.

Еще одна ключевая роль вулканизма была сыграна 2,5 млрд лет назад, на границе междуАрхейской и Протерозойской Эрами. Тогда кислород начал образовываться при фотосинтезе - что относится к "Кислородной катастрофе". Тем не менее, согласно последним геологическим исследованиям, биомаркеры указывают на то, что цианобактерии, производящие кислород,высвобождали кислород на таких же уровнях, что исегодня. Коротко говоря, производимый кислород должен был уходить куда, чтобы он не появился в атмосфере.


Примерно 2,5 млрд лет назад, в концеАрхейской Эры началось окисление нашей атмосферы. Предоставлено:ocean.si.edu.

Полагают, что ответственна за это нехватка наземных вулканов. В течениеАрхейской Эры, были только подводные вулканы, которые имели эффект очищения кислорода из атмосферы, связывая его в кислородсодержащие полезные ископаемые. На границеАрхейской/Протерозойской Эры возникала стабильнаяконтинентальная суша, приводя к наземных вулканам. Далее биомаркеры показывают, что кислород начал появляться ватмосфере.

Вулканизм также играет жизненно важную роль и в атмосфере других планет. Тонкая экзосфера Меркурия из водорода, гелия, кислорода, натрия, кальция, калия и водяного пара частично создана вулканизмом, который периодически пополняет ее. Полагают, что невероятно плотная атмосфера Венеры тоже периодически пополняется вулканами на ее поверхности.

И Ио, вулканически активная луна Юпитера, крайне тонкую атмосферу из диоксида серы (SO²), оксида серы (SO), хлорида натрия (NaCl), атомарных серы (S) и кислорода (O). Все эти газы снабжаются многими сотнями вулканов, расположенных по всей поверхности луны.

Как вы видите, вулканы - это по-настоящему довольно созидательная сила. Фактически, наши земные организмы зависят от них во всем от воздуха, которым мы дышим, до плодородной почвы, которая производит нашу пищу, до геологической активности,которая приводит к обновлению суши и биологическому разнообразию.


Название прочитанной вами статьи "Какая польза от вулканов?".

Похожие статьи:
Категория: Космический справочник | Просмотров: 1646 | Теги: астрономия, геология, Земля | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]