Sopky sú známe svojou ničivou silou. V skutočnosti existuje len málo prírodných síl, ktoré súperia s ich čistotou, úžasnou mocou alebo zanechali taký veľký vplyv na ľudskú psychiku. Kto nepočul o príbehoch Mt. Vesuv vypukol a pochoval Pompeje? K dispozícii je tiež erupcia Minoan, erupcia, ktorá sa uskutočnila v 2. tisícročí BCE na ostrove Santorini a zničila tam minojskú osadu.
V Japonsku, na Havaji, v Južnej Amerike a po celom Tichomorí existuje nespočetné množstvo prípadov výbuchov, ktoré spôsobujú hroznú daň. A kto môže zabudnúť na dnešné erupcie, ako je Mount St. Helens? Prekvapilo by vás však, keby ste vedeli, že napriek ich ničivej sile, sopky vlastne prichádzajú so svojím podielom výhod? Sopky sú v skutočnosti tiež produktívnou silou, od obohacovania pôdy po vytváranie nových zemských mas.
Obohatenie pôdy:
Sopečné erupcie vedú k rozptýleniu popola na širokých plochách okolo miesta erupcie. A v závislosti od chémie magmy, z ktorej vybuchol, bude tento popol obsahovať rôzne množstvá výživných látok v pôde. Zatiaľ čo najčastejšie sa vyskytujúcimi prvkami v magme sú oxid kremičitý a kyslík, erupcie vedú okrem iného k uvoľňovaniu vody, oxidu uhličitého (CO2), oxidu siričitého (S02), sírovodíka (H2S) a chlorovodíka (HCl).
Erupcie navyše uvoľňujú kúsky hornín, ako je potolivín, pyroxén, amfibol a živce, ktoré sú zase bohaté na železo, horčík a draslík. V dôsledku toho sú regióny s veľkými ložiskami sopečnej pôdy (t. J. Horské svahy a doliny v blízkosti erupčných miest) pomerne úrodné. Napríklad väčšina Talianska má zlé pôdy, ktoré sa skladajú z vápencových hornín.
Ale v oblastiach okolo Neapola (miesto Mt. Vesuv) sú úrodné úseky pôdy, ktoré boli vytvorené sopečnými erupciami, ku ktorým došlo pred 35 000 a 12 000 rokmi. Pôda v tejto oblasti je bohatá, pretože sopečnou erupciou sa ukladajú potrebné minerály, ktoré sa potom zvetrávajú a rozkladajú dažďom. Akonáhle sa vstrebávajú do pôdy, stávajú sa stabilným prísunom živín pre život rastlín.
Havaj je ďalším miestom, kde sopečnosť viedla k bohatej pôde, ktorá následne umožnila vznik prosperujúcich poľnohospodárskych spoločenstiev. Medzi 15. a 18. storočím na ostrovoch Kauai, O'ahu a Molokai umožnila pestovanie plodín, ako sú taros a sladké zemiaky, vzostup mocných vodcov a rozkvet kultúry, ktorú dnes spájame s Havajom.
Sopečné pozemné útvary:
Okrem rozptylu popola na veľkých plochách pôdy sopky tlačia na povrch materiál, ktorý môže mať za následok vznik nových ostrovov. Napríklad celý havajský reťazec ostrovov bol vytvorený neustálym výbuchom jedného sopečného horúceho miesta. V priebehu stoviek tisíc rokov tieto sopky porušili povrch oceánu a stali sa obývateľnými ostrovmi a odpočívali sa počas dlhých námorných ciest.
To je prípad celého Tichomoria, kde boli všetky ostrovné reťazce ako Mikronézia, Ryukyu ostrovy (medzi Taiwanom a Japonskom), Aleutské ostrovy (pri pobreží Aljašky), Mariana a Bismarkské súostrovie tvorené pozdĺž oblúkov, ktoré sú rovnobežné a blízko k hranici medzi dvoma zbiehajúcimi sa tektonickými doskami.
To isté platí o Stredozemí. Pozdĺž Helénskeho oblúka (vo východnej časti Stredozemného mora) viedli sopečné erupcie k vytvoreniu Jónskych ostrovov, Cypru a Kréty. Blízky oblúk južného Egejského mora medzitým vytvoril Aeginu, Metanu, Milos, Santorini a Kolumbo a Kos, Nisyros a Yali. A v Karibiku viedla vulkanická činnosť k vytvoreniu súostrovia Antily.
Tam, kde sa tieto ostrovy vytvorili, sa na týchto ostrovoch vyvinuli jedinečné druhy rastlín a živočíchov do nových foriem, čím sa vytvorili vyvážené ekosystémy a viedli k novým úrovniam biodiverzity.
Sopečné minerály a kamene:
Ďalšou výhodou sopiek sú vzácne drahokamy, minerály a stavebné materiály, ktoré erupcie sprístupňujú. Napríklad kamene ako pemza sopečný popol a perlit (sopečné sklo) sa ťažia na rôzne komerčné účely. Patria sem pôsobiace ako abrazíva v mydlách a čistiace prostriedky pre domácnosť. Sopečný popol a pemza sa tiež používajú ako ľahký agregát na výrobu cementu.
Najkvalitnejšie z týchto sopečných hornín sa používajú v kovových lakoch a na spracovanie dreva. Drvená a mletá pemza sa tiež používa na voľnú izoláciu izolácie, filtračné pomôcky, podstielku z hydiny, pôdny kondicionér, zametaciu zmes, nosič insekticídov a obväz z diaľnice.
Perlit sa tiež používa ako agregát v omietke, pretože sa pri zahrievaní rýchlo rozširuje. V prefabrikovaných stenách sa tiež používa ako kamenivo do betónu. Drvený čadič a diasbáza sa používajú aj na cestné kovy, železničné predradníky, strešné granule alebo ako ochranné prostriedky pre pobrežné siete (roztrhnutie). Čadičový a diabázový agregát s vysokou hustotou sa používa v betónových štítoch jadrových reaktorov.
Tvrdený sopečný popol (nazývaný tuf) vytvára mimoriadne silný a ľahký stavebný materiál. Starí Rimania kombinovali tuf a vápno, aby vytvorili silný a ľahký betón pre steny a budovy. Strecha Panteónu v Ríme je vyrobená z tohto druhu betónu, pretože je tak ľahká.
Medzi drahé kovy, ktoré sa často vyskytujú v sopkách, patrí síra, zinok, striebro, meď, zlato a urán. Tieto kovy majú široké využitie v moderných ekonomikách, od jemných kovoobrábania, strojov a elektroniky až po jadrovú energiu, výskum a medicínu. Medzi drahé kamene a minerály, ktoré sa nachádzajú v sopkách, patria opály, obsidián, achát, flourit, sadra, onyx, hematit a ďalšie.
Globálne chladenie:
Sopky tiež zohrávajú dôležitú úlohu pri pravidelnom ochladzovaní planéty. Keď sa sopečný popol a zlúčeniny, ako je oxid siričitý, uvoľňujú do atmosféry, môžu odrážať niektoré slnečné lúče späť do vesmíru, čím sa znižuje množstvo tepelnej energie absorbovanej atmosférou. Tento proces, známy ako „globálne stmievanie“, má teda na planétu chladiaci účinok.
Prepojenie medzi sopečnými erupciami a globálnym ochladzovaním je už desaťročia predmetom vedeckej štúdie. V tom čase sa po veľkých erupciách pozorovalo niekoľko poklesov globálnych teplôt. A hoci väčšina oblakov popola sa rýchlo rozptýli, občasné predĺžené obdobie chladnejších teplôt sa vyznačuje obzvlášť veľkými erupciami.
Kvôli tomuto dobre zavedenému prepojeniu niektorí vedci odporúčajú vypustenie oxidu siričitého a iných do atmosféry, aby bojovali proti globálnemu otepľovaniu, čo je proces známy ako ekologické inžinierstvo.
Horúce pramene a geotermálna energia:
Ďalšou výhodou vulkanizmu je forma geotermálnych polí, čo je oblasť Zeme charakterizovaná relatívne vysokým tokom tepla. Tieto polia, ktoré sú výsledkom prítomnosti alebo pomerne nedávnej magmatickej činnosti, sa vyskytujú v dvoch formách. Polia s nízkou teplotou (20 - 100 ° C) sú spôsobené horúcou horninou pod aktívnymi poruchami, zatiaľ čo polia s vysokou teplotou (nad 100 ° C) sú spojené s aktívnym vulkanizmom.
Geotermálne polia často vytvárajú horúce pramene, gejzíry a bazény s vriacim bahnom, ktoré sú často obľúbeným cieľom turistov. Môžu sa však využiť aj na geotermálnu energiu, čo je forma uhlíkovo neutrálnej energie, kde sú do Zeme umiestnené rúry a prúdia para smerom nahor, aby otáčali turbíny a vyrábali elektrinu.
V krajinách ako Keňa, Island, Nový Zéland, Filipíny, Kostarika a Salvádor je geotermálna energia zodpovedná za zabezpečenie značnej časti dodávok energie v krajine - od 14% v Kostarike po 51% v Keni. Vo všetkých prípadoch je to spôsobené tým, že krajiny sú v aktívnych sopečných regiónoch a okolo nich, ktoré umožňujú prítomnosť hojných geotermálnych polí.
Odplynovacie a atmosférické útvary:
Avšak najvýhodnejším aspektom sopiek je úloha, ktorú zohrávajú pri formovaní atmosféry planéty. Stručne povedané, zemská atmosféra sa začala formovať po jej vzniku pred 4,6 miliardami očí, keď sopečné odplyňovanie viedlo k tvorbe plynov uložených v zemskom vnútri, ktoré sa zhromažďovali po povrchu planéty. Spočiatku táto atmosféra pozostávala zo sírovodíka, metánu a 10 až 200-krát viac oxidu uhličitého ako dnešná atmosféra.
Po asi pol miliarde rokov sa zemský povrch ochladil a dostatočne spevnil, aby sa na ňom mohla zhromažďovať voda. V tomto bode sa atmosféra zmenila na atmosféru zloženú z vodnej pary, oxidu uhličitého a amoniaku (NH3). Väčšina oxidu uhličitého sa rozpustí v oceánoch, kde sa vyvinuli cyanobaktérie, ktoré ho spotrebúvajú a uvoľňujú kyslík ako vedľajší produkt. Medzitým sa amoniak začal štiepiť fotolýzou, pričom sa vodík uvoľňoval do vesmíru a dusík zostal pozadu.
Ďalšia kľúčová úloha, ktorú zohral vulkanizmus, nastala pred 2,5 miliardami rokov, počas hranice medzi archaeanskou a proterozoickou érou. V tomto okamihu sa kyslík začal objavovať v našom kyslíku vďaka fotosyntéze - ktorá sa označuje ako „Veľká oxidačná udalosť“. Podľa posledných geologických štúdií však biomarkery naznačujú, že cyanobaktérie produkujúce kyslík uvoľňovali kyslík na rovnakých úrovniach, aké sú v súčasnosti. Stručne povedané, vyrobený kyslík musel ísť niekde, aby sa neobjavil v atmosfére.
Za nedostatok zodpovedných sa považuje nedostatok suchozemských sopiek. Počas éry Archaean boli iba podmorské sopky, ktoré mali za následok pranie kyslíka z atmosféry a jeho viazanie na minerály obsahujúce kyslík. Pri hranici Archaean / Proterozoic vznikli stabilizované kontinentálne masy, ktoré viedli k suchozemským sopkám. Od tejto chvíle ukazovatele ukazujú, že v atmosfére sa začal objavovať kyslík.
Vulkanizmus tiež zohráva dôležitú úlohu v atmosfére iných planét. Rtuťová tenká exosféra vodíka, hélia, kyslíka, sodíka, vápnika, draslíka a vodnej pary je dôsledkom sopky, ktorá ju pravidelne doplňuje. Verí sa tiež, že neuveriteľne hustá atmosféra Venuše je pravidelne doplňovaná sopkami na jej povrchu.
A Io, sopečne aktívny mesiac Jupitera, má mimoriadne jemnú atmosféru oxidu siričitého (SO2), oxidu síry (SO), chloridu sodného (NaCl), oxidu síry (SO), atómovej síry (S) a kyslíka (O). Všetky tieto plyny poskytujú a dopĺňajú mnohé stovky sopiek nachádzajúcich sa po povrchu mesiaca.
Ako vidíte, sopky sú v skutočnosti dosť tvorivou silou, keď je všetko povedané a urobené. V skutočnosti nás pozemské organizmy závisia od všetkého, od vzduchu, ktorý dýchame, po bohatú pôdu, ktorá produkuje naše jedlo, až po geologickú aktivitu, ktorá vedie k pozemskej obnove a biologickej diverzite.
Napísali sme veľa článkov o sopkách pre časopis Space Space. Tu je článok o zaniknutých sopkách a tu je článok o aktívnych sopkách. Tu je článok o sopkách.
Chcete viac zdrojov na Zemi? Tu je odkaz na stránku Human Spaceflight agentúry NASA a na Viditeľnú Zem NASA.
Astronómia Cast má tiež relevantné epizódy na tému Zeme, ako súčasť nášho turné po Slnečnej sústave - Episode 51: Earth.
