تشتهر البراكين بقوتها التدميرية. في الواقع ، هناك عدد قليل من قوى الطبيعة التي تنافس قدرتها الهائلة ، أو الرائعة ، أو التي تركت تأثيرًا كبيرًا على نفسية الإنسان. من لم يسمع عن حكايات جبل. Vesuvius ثوران ودفن بومبي؟ هناك أيضًا ثورة مينوان ، الثوران الذي حدث في الألفية الثانية قبل الميلاد في جزيرة سانتوريني ودمر مستوطنة مينوان هناك.
في اليابان وهاواي وأمريكا الجنوبية وجميع أنحاء المحيط الهادئ ، هناك حالات لا حصر لها من الانفجارات التي تسبب خسائر فادحة. ومن يستطيع نسيان الانفجارات الحديثة مثل جبل سانت هيلينز؟ ولكن هل من المفاجئ أن تعرف أنه على الرغم من قوتها التدميرية ، إلا أن البراكين تأتي بالفعل بنصيبها من الفوائد؟ من إثراء التربة إلى إنشاء كتل أرضية جديدة ، تعتبر البراكين في الواقع قوة إنتاجية أيضًا.
تخصيب التربة:
تؤدي الانفجارات البركانية إلى انتشار الرماد في مناطق واسعة حول موقع الاندفاع. واعتمادًا على كيمياء الصهارة التي انبثقت منها ، سيحتوي هذا الرماد على كميات مختلفة من مغذيات التربة. في حين أن أكثر العناصر وفرة في الصهارة هي السليكا والأكسجين ، فإن الانفجارات تؤدي أيضًا إلى إطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون (CO²) وثاني أكسيد الكبريت (SO²) وكبريتيد الهيدروجين (H²S) وكلوريد الهيدروجين (HCl) ، من بين أشياء أخرى.
بالإضافة إلى ذلك ، تطلق الانفجارات قطعًا من الصخور مثل البوتوليفين ، البيروكسين ، الأمفيبول ، والفلسبار ، والتي بدورها غنية بالحديد والمغنيسيوم والبوتاسيوم. ونتيجة لذلك ، فإن المناطق التي تحتوي على رواسب كبيرة من التربة البركانية (أي المنحدرات والوديان الجبلية بالقرب من مواقع الاندفاع) خصبة للغاية. على سبيل المثال ، تحتوي معظم إيطاليا على تربة فقيرة تتكون من صخور الحجر الجيري.
ولكن في المناطق المحيطة بنابولي (موقع جبل فيزوف) ، هناك مساحات خصبة من الأرض تم إنشاؤها بواسطة الانفجارات البركانية التي حدثت قبل 35000 و 12000 سنة. التربة في هذه المنطقة غنية لأن الاندفاع البركاني يودع المعادن الضرورية ، والتي يتم بعد ذلك تجفيفها وتكسيرها بسبب الأمطار. بمجرد امتصاصها في التربة ، تصبح مصدرًا ثابتًا من العناصر الغذائية لحياة النبات.
هاواي هي موقع آخر أدت فيه البركانية إلى تربة غنية ، مما سمح بدوره بظهور مجتمعات زراعية مزدهرة. بين القرنين الخامس عشر والثامن عشر في جزر كاواي وأواهو ومولوكاي ، سمحت زراعة المحاصيل مثل التارو والبطاطا الحلوة ببروز مشيخات قوية وازدهار الثقافة التي نربطها بهاواي اليوم.
تكوينات الأرض البركانية:
بالإضافة إلى تناثر الرماد على مساحات كبيرة من الأرض ، تدفع البراكين أيضًا المواد إلى السطح التي يمكن أن تؤدي إلى تكوين جزر جديدة. على سبيل المثال ، تم إنشاء سلسلة جزر هاواي بأكملها من خلال الثورات المستمرة لبقعة بركانية ساخنة واحدة. على مدى مئات الآلاف من السنين ، خرقت هذه البراكين سطح المحيط لتصبح جزرًا صالحة للسكن ، وتوقف الراحة أثناء الرحلات البحرية الطويلة.
هذه هي الحالة في جميع أنحاء المحيط الهادئ ، حيث تم تشكيل سلاسل جزر مثل ميكرونيزيا ، وجزر ريوكيو (بين تايوان واليابان) ، وجزر أليوتيان (قبالة ساحل ألاسكا) ، وجزر ماريانا ، وأرخبيل بسمارك على طول الأقواس متوازية وقريبة من الحدود بين لوحين تكتونيين متقاربين.
وينطبق الشيء نفسه على البحر الأبيض المتوسط. على طول القوس الهيليني (في شرق البحر الأبيض المتوسط) ، أدت الانفجارات البركانية إلى إنشاء الجزر الأيونية وقبرص وكريت. وفي الوقت نفسه ، أدى قوس جنوب إيجة القريب إلى تشكيل إيجينا وميثانا وميلوس وسانتوريني وكولومبو وكوس ونيسيروس ويالي. وفي منطقة البحر الكاريبي ، أدى النشاط البركاني إلى إنشاء أرخبيل جزر الأنتيل.
حيث تشكلت هذه الجزر ، تطورت أنواع فريدة من النباتات والحيوانات إلى أشكال جديدة على هذه الجزر ، مما أدى إلى إنشاء نظم إيكولوجية متوازنة وأدى إلى مستويات جديدة من التنوع البيولوجي.
المعادن والأحجار البركانية:
فوائد أخرى للبراكين هي الأحجار الكريمة والمعادن ومواد البناء التي تتيحها الانفجارات. على سبيل المثال ، يتم استخراج الأحجار مثل الرماد البركاني الخفاف والبيرلايت (الزجاج البركاني) لاستخدامات تجارية مختلفة. يشمل ذلك العمل ككاشطة في الصابون والمنظفات المنزلية. كما يستخدم الرماد البركاني والخفاف كركام خفيف الوزن لصنع الأسمنت.
يتم استخدام أفضل درجات هذه الصخور البركانية في تلميع المعادن والنجارة. يتم استخدام الخفاف المسحوق والأرضي أيضًا للعزل السائب ، ومرشح المرشح ، وفضلات الدواجن ، ومكيف التربة ، ومركب الكنس ، وحاملة المبيدات الحشرية ، وتضميد الطرق السريعة.
يستخدم البيرلايت أيضًا كركام في الجص ، لأنه يتوسع بسرعة عند تسخينه. في الجدران مسبقة الصب ، يتم استخدامه أيضًا كركام في الخرسانة. تُستخدم البازلت المجروش و diasbase أيضًا في معادن الطرق ، صابورة السكك الحديدية ، حبيبات التسقيف ، أو كترتيبات حماية للشواطئ (riprap). يتم استخدام البازلت عالي الكثافة ومركب دياباز في الدروع الخرسانية للمفاعلات النووية.
يجعل الرماد البركاني المتصلب (يسمى tuff) مادة بناء قوية وخفيفة الوزن بشكل خاص. جمع الرومان القدماء بين الجير والبلاط لصنع خرسانة قوية وخفيفة الوزن للجدران والمباني. سقف البانثيون في روما مصنوع من هذا النوع من الخرسانة لأنه خفيف الوزن للغاية.
تشمل المعادن الثمينة التي توجد غالبًا في البراكين الكبريت والزنك والفضة والنحاس والذهب واليورانيوم. هذه المعادن لديها مجموعة واسعة من الاستخدامات في الاقتصادات الحديثة ، بدءًا من الأعمال المعدنية الدقيقة والآلات والإلكترونيات إلى الطاقة النووية والبحث والطب. تشمل الأحجار والمعادن الثمينة الموجودة في البراكين الأوبال ، السبج ، العقيق الناري ، الزهر ، الجبس ، الجزع ، الهيماتيت ، وغيرها.
التبريد العالمي:
تلعب البراكين أيضًا دورًا حيويًا في تبريد الكوكب بشكل دوري. عندما يتم إطلاق الرماد البركاني والمركبات مثل ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي ، يمكن أن يعكس بعض أشعة الشمس إلى الفضاء ، مما يقلل من كمية الطاقة الحرارية التي يمتصها الغلاف الجوي. هذه العملية ، المعروفة باسم "التعتيم العالمي" ، لها تأثير التبريد على الكوكب.
كانت العلاقة بين الانفجارات البركانية والتبريد العالمي موضوعًا لدراسة علمية لعقود. في ذلك الوقت ، لوحظت عدة انخفاضات في درجات الحرارة العالمية بعد الانفجارات الكبيرة. وعلى الرغم من أن معظم سحب الرماد تتبدد بسرعة ، إلا أن الفترة الطويلة العرضية لدرجات الحرارة الباردة قد ترجع إلى ثورات كبيرة بشكل خاص.
وبسبب هذا الارتباط الراسخ ، أوصى بعض العلماء بإطلاق ثاني أكسيد الكبريت وغيره في الغلاف الجوي من أجل مكافحة الاحترار العالمي ، وهي عملية تعرف باسم الهندسة البيئية.
الينابيع الساخنة والطاقة الحرارية الأرضية:
تأتي فائدة أخرى من البراكين في شكل حقول حرارية أرضية ، وهي منطقة من الأرض تتميز بتدفق حراري مرتفع نسبيًا. هذه الحقول ، التي هي نتيجة النشاط الصهيوني الحالي أو الحديث إلى حد ما ، تأتي في شكلين. تعود درجات الحرارة المنخفضة (20-100 درجة مئوية) إلى الصخور الساخنة أسفل الأعطال النشطة ، في حين ترتبط حقول درجات الحرارة المرتفعة (فوق 100 درجة مئوية) بالبراكين النشطة.
غالبًا ما تخلق الحقول الحرارية الأرضية الينابيع الساخنة ، والسخانات ، ومسابح الطين المغلي ، والتي غالبًا ما تكون وجهة شهيرة للسياح. ولكن يمكن أيضًا تسخيرها للطاقة الحرارية الأرضية ، وهي شكل من أشكال الطاقة المحايدة من الكربون حيث يتم وضع الأنابيب في الأرض وتوجيه البخار لأعلى لتحويل التوربينات وتوليد الكهرباء.
في دول مثل كينيا وأيسلندا ونيوزيلندا والفلبين وكوستاريكا والسلفادور ، تعد الطاقة الحرارية الأرضية مسؤولة عن توفير جزء كبير من إمدادات الطاقة في البلاد - تتراوح من 14٪ في كوستاريكا إلى 51٪ في كينيا. في جميع الحالات ، يرجع ذلك إلى وجود البلدان في وحول المناطق البركانية النشطة التي تسمح بوجود حقول وفيرة من الطاقة الحرارية الأرضية.
الغازات وتكوين الغلاف الجوي:
ولكن إلى حد بعيد ، فإن الجانب الأكثر فائدة من البراكين هو الدور الذي تلعبه في تكوين الغلاف الجوي للكوكب. باختصار ، بدأ الغلاف الجوي للأرض يتشكل بعد تشكله قبل 4.6 مليار عين ، عندما أدى إطلاق الغازات البركانية إلى تكوين غازات مخزنة في باطن الأرض لتتجمع حول سطح الكوكب. في البداية ، تألف هذا الغلاف الجوي من كبريتيد الهيدروجين والميثان ، ومن 10 إلى 200 ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون مثل الغلاف الجوي الحالي.
بعد حوالي نصف مليار سنة ، برّد سطح الأرض وصلب بما يكفي ليجمع الماء عليه. عند هذه النقطة ، تحول الغلاف الجوي إلى جو مكون من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والأمونيا (NH³). ذاب الكثير من ثاني أكسيد الكربون في المحيطات ، حيث تطورت البكتيريا الزرقاء لاستهلاكه وإطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي. في غضون ذلك ، بدأ تحلل الأمونيا عن طريق التحلل الضوئي ، وإطلاق الهيدروجين في الفضاء وترك النيتروجين خلفه.
حدث الدور الرئيسي الآخر الذي لعبته البركانية قبل 2.5 مليار سنة ، خلال الحدود بين العصور القديمة والعصر الأزلي. عند هذه النقطة بدأ الأكسجين في الظهور في الأكسجين بسبب عملية التمثيل الضوئي - والتي يشار إليها بـ "حدث الأكسدة العظيم". ومع ذلك ، وفقًا للدراسات الجيولوجية الأخيرة ، تشير المؤشرات الحيوية إلى أن البكتيريا الزرقاء المنتجة للأكسجين كانت تطلق الأكسجين عند نفس المستويات الموجودة اليوم. باختصار ، يجب أن يتجه الأكسجين الذي يتم إنتاجه إلى مكان ما حتى لا يظهر في الغلاف الجوي.
يعتقد أن نقص البراكين الأرضية هو المسؤول. خلال العصر الأركي ، لم يكن هناك سوى براكين غواصة ، كان لها تأثير تنظيف الأكسجين من الغلاف الجوي ، وربطه بالأكسجين الذي يحتوي على المعادن. عبر الحدود القديمة / الأبروزية ، نشأت كتل أرضية قارية مستقرة ، مما أدى إلى البراكين الأرضية. من هذه النقطة فصاعدًا ، تظهر العلامات أن الأكسجين بدأ يظهر في الغلاف الجوي.
تلعب البراكين أيضًا دورًا حيويًا في أجواء الكواكب الأخرى. إن الغلاف الخارجي الرقيق للزئبق من الهيدروجين والهيليوم والأكسجين والصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم وبخار الماء يرجع جزئيًا إلى البراكين ، الذي يعيد تجديده بشكل دوري. يعتقد أيضًا أن البراكين على سطحه تُجدد بشكل دوري الأجواء الكثيفة بشكل لا يُصدق.
و Io ، قمر المشتري البركاني النشط ، له جو هش للغاية من ثاني أكسيد الكبريت (SO²) ، أول أكسيد الكبريت (SO) ، كلوريد الصوديوم (NaCl) ، أول أكسيد الكبريت (SO) ، الكبريت الذري (S) والأكسجين (O). يتم توفير جميع هذه الغازات وتجديدها من خلال المئات من البراكين الموجودة على سطح القمر.
كما ترون ، البراكين هي في الواقع قوة إبداعية جميلة عندما يقال ويفعل كل شيء. في الواقع ، نحن الكائنات الحية تعتمد عليها في كل شيء من الهواء الذي نتنفسه ، إلى التربة الغنية التي تنتج طعامنا ، إلى النشاط الجيولوجي الذي يؤدي إلى التجديد الأرضي والتنوع البيولوجي.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول البراكين لمجلة الفضاء. إليك مقالة عن البراكين المنقرضة ، وإليك مقال عن البراكين النشطة. إليك مقالة عن البراكين.
هل تريد المزيد من الموارد على الأرض؟ في ما يلي رابط إلى صفحة رحلات الفضاء البشرية التابعة لوكالة ناسا ، وفي ما يلي الأرض المرئية التابعة لناسا.
يحتوي Cast Astronomy Cast أيضًا على حلقات ذات صلة بموضوع الأرض ، كجزء من جولتنا عبر النظام الشمسي - الحلقة 51: الأرض.
