I vulcani sono famosi per il loro potere distruttivo. In effetti, ci sono poche forze della natura che competono con la loro pura, straordinaria potenza o che hanno lasciato un impatto così grande sulla psiche umana. Chi non ha sentito parlare delle storie del Monte. Il Vesuvio erutta e seppellisce Pompei? C'è anche l'eruzione minoica, l'eruzione che ebbe luogo nel II millennio a.C. sull'isola di Santorini e che devastò l'insediamento minoico lì.
In Giappone, Hawaii, Sud America e in tutto il Pacifico, ci sono innumerevoli casi di eruzioni che hanno un impatto terribile. E chi può dimenticare le eruzioni dei nostri giorni come il Monte Sant'Elena? Ma ti sorprenderebbe sapere che, nonostante il loro potere distruttivo, i vulcani arrivano effettivamente con la loro parte di benefici? Dall'arricchimento del suolo alla creazione di nuove terre emerse, i vulcani sono anche una forza produttiva.
Arricchimento del suolo:
Le eruzioni vulcaniche provocano la dispersione della cenere su ampie aree attorno al sito di eruzione. E a seconda della chimica del magma da cui è scoppiato, questa cenere conterrà quantità variabili di nutrienti del suolo. Mentre gli elementi più abbondanti nel magma sono silice e ossigeno, le eruzioni provocano anche il rilascio di acqua, anidride carbonica (CO²), anidride solforosa (SO²), idrogeno solforato (H²S) e acido cloridrico (HCl), tra gli altri.
Inoltre, le eruzioni rilasciano frammenti di roccia come potolivina, pirossene, anfibolo e feldspato, che sono a loro volta ricchi di ferro, magnesio e potassio. Di conseguenza, le regioni che hanno grandi depositi di suolo vulcanico (cioè pendii montuosi e valli vicino ai siti di eruzione) sono piuttosto fertili. Ad esempio, la maggior parte dell'Italia ha terreni poveri costituiti da roccia calcarea.
Ma nelle regioni intorno a Napoli (il sito del Monte Vesuvio), ci sono fertili distese di terra che sono state create da eruzioni vulcaniche che si sono verificate 35.000 e 12.000 anni fa. Il terreno in questa regione è ricco perché l'eruzione vulcanica deposita i minerali necessari, che vengono poi alterati dalla pioggia e degradati. Una volta assorbiti nel terreno, diventano un apporto costante di nutrienti per la vita delle piante.
Le Hawaii sono un altro luogo in cui il vulcanismo ha portato a terreni ricchi, che a loro volta hanno permesso l'emergere di fiorenti comunità agricole. Tra il XV e il XVIII secolo sulle isole di Kauai, O’ahu e Molokai, la coltivazione di colture come i taros e le patate dolci ha permesso l'ascesa di potenti capi e la fioritura della cultura che associamo oggi alle Hawaii.
Formazioni di terra vulcanica:
Oltre a disperdere la cenere su vaste aree di terra, i vulcani spingono anche il materiale in superficie che può provocare la formazione di nuove isole. Ad esempio, l'intera catena di isole hawaiane è stata creata dalle continue eruzioni di un singolo punto caldo vulcanico. Nel corso di centinaia di migliaia di anni, questi vulcani hanno sfondato la superficie dell'oceano diventando isole abitabili e soste di sosta durante i lunghi viaggi in mare.
Questo è il caso in tutto il Pacifico, dove catene di isole come la Micronesia, le isole Ryukyu (tra Taiwan e il Giappone), le isole Aleutine (al largo della costa dell'Alaska), le isole Mariana e l'arcipelago di Bismark si sono formate lungo archi che sono paralleli e vicini a un confine tra due placche tettoniche convergenti.
Lo stesso vale per il Mediterraneo. Lungo l'arco ellenico (nel Mediterraneo orientale), le eruzioni vulcaniche hanno portato alla creazione delle Isole Ioniche, Cipro e Creta. Il vicino arco dell'Egeo Meridionale nel frattempo ha portato alla formazione di Egina, Methana, Milos, Santorini e Kolumbo e Kos, Nisyros e Yali. E nei Caraibi, l'attività vulcanica ha portato alla creazione dell'arcipelago delle Antille.
Dove si sono formate queste isole, specie uniche di piante e animali si sono evolute in nuove forme su queste isole, creando ecosistemi equilibrati e portando a nuovi livelli di biodiversità.
Minerali e pietre vulcaniche:
Un altro vantaggio per i vulcani sono le gemme preziose, i minerali e i materiali da costruzione che le eruzioni rendono disponibili. Ad esempio, pietre come la cenere vulcanica di pomice e la perlite (vetro vulcanico) sono tutte estratte per vari usi commerciali. Questi includono agire come abrasivi in saponi e detergenti per la casa. La cenere vulcanica e la pomice sono anche utilizzate come aggregato leggero per la produzione di cemento.
I gradi più fini di queste rocce vulcaniche sono utilizzati nei lucidi per metalli e nella lavorazione del legno. La pomice frantumata e macinata viene utilizzata anche per l'isolamento sfuso, gli ausili per il filtro, i rifiuti di pollame, il condizionatore del terreno, il composto spazzante, il trasportatore di insetticidi e la medicazione autostradale blacktop.
La perlite viene anche utilizzata come aggregato nell'intonaco, poiché si espande rapidamente quando riscaldata. Nelle pareti prefabbricate, anche questo è usato come aggregato nel calcestruzzo. Il basalto frantumato e la diasbase sono anche usati per il metallo stradale, la zavorra della ferrovia, i granuli di copertura o come dispositivi di protezione per le coste (rottami). Basalto ad alta densità e aggregato di diabase sono utilizzati negli schermi di cemento dei reattori nucleari.
La cenere vulcanica indurita (chiamata tufo) è un materiale da costruzione particolarmente resistente e leggero. Gli antichi romani combinavano tufo e calce per creare un cemento forte e leggero per pareti ed edifici. Il tetto del Pantheon di Roma è realizzato con questo tipo di calcestruzzo perché è così leggero.
I metalli preziosi che si trovano spesso nei vulcani includono zolfo, zinco, argento, rame, oro e uranio. Questi metalli hanno una vasta gamma di usi nelle economie moderne, che vanno dalla metallurgia fine, macchinari ed elettronica al nucleare, ricerca e medicina. Pietre preziose e minerali che si trovano nei vulcani includono opali, ossidiana, agata di fuoco, fluorite, gesso, onice, ematite e altri.
Raffreddamento globale:
I vulcani svolgono anche un ruolo vitale nel raffreddamento periodico del pianeta. Quando ceneri vulcaniche e composti come l'anidride solforosa vengono rilasciati nell'atmosfera, possono riflettere alcuni dei raggi del sole nello spazio, riducendo così la quantità di energia termica assorbita dall'atmosfera. Questo processo, noto come "oscuramento globale", ha quindi un effetto di raffreddamento sul pianeta.
Il legame tra eruzioni vulcaniche e raffreddamento globale è stato oggetto di studi scientifici per decenni. A quel tempo, sono state osservate diverse immersioni a temperature globali dopo grandi eruzioni. E sebbene la maggior parte delle nuvole di cenere si dissolva rapidamente, il occasionale periodo prolungato di temperature più fredde è stato rintracciato in eruzioni particolarmente grandi.
A causa di questo legame consolidato, alcuni scienziati hanno raccomandato che l'anidride solforosa e altri siano rilasciati nell'atmosfera per combattere il riscaldamento globale, un processo noto come ingegneria ecologica.
Sorgenti termali ed energia geotermica:
Un altro vantaggio del vulcanismo si presenta sotto forma di campi geotermici, che è un'area della Terra caratterizzata da un flusso di calore relativamente elevato. Questi campi, che sono il risultato dell'attività magmatica presente o abbastanza recente, si presentano in due forme. I campi a bassa temperatura (20-100 ° C) sono dovuti alla roccia calda sotto i guasti attivi, mentre i campi ad alta temperatura (sopra 100 ° C) sono associati al vulcanismo attivo.
I campi geotermici spesso creano sorgenti termali, geyser e pozze di fango bollente, che sono spesso una destinazione popolare per i turisti. Ma possono anche essere sfruttati per l'energia geotermica, una forma di energia a emissioni zero in cui i tubi sono posizionati nella Terra e convogliano il vapore verso l'alto per girare le turbine e generare elettricità.
In paesi come il Kenya, l'Islanda, la Nuova Zelanda, le Filippine, il Costa Rica e l'El Salvador, l'energia geotermica è responsabile della fornitura di una parte significativa dell'alimentazione del paese, che va dal 14% in Costa Rica al 51% in Kenya. In tutti i casi, ciò è dovuto al fatto che i paesi si trovano dentro e intorno a regioni vulcaniche attive che consentono la presenza di abbondanti campi geotermici.
Formazione degassante e atmosferica:
Ma di gran lunga l'aspetto più benefico dei vulcani è il ruolo che svolgono nella formazione dell'atmosfera di un pianeta. In breve, l'atmosfera terrestre ha iniziato a formarsi dopo la sua formazione 4,6 miliardi di anni fa, quando il degassamento vulcanico ha portato alla creazione di gas immagazzinati all'interno della Terra per raccogliere attorno alla superficie del pianeta. Inizialmente, questa atmosfera consisteva in idrogeno solforato, metano e da 10 a 200 volte più anidride carbonica dell'atmosfera di oggi.
Dopo circa mezzo miliardo di anni, la superficie terrestre si è raffreddata e solidificata abbastanza per consentire all'acqua di accumularsi su di essa. A questo punto, l'atmosfera si è spostata su una composta da vapore acqueo, anidride carbonica e ammoniaca (NH³). Gran parte del biossido di carbonio si dissolve negli oceani, dove i cianobatteri si sviluppano per consumarlo e rilasciare ossigeno come sottoprodotto. Nel frattempo, l'ammoniaca ha iniziato a essere scomposta per fotolisi, rilasciando l'idrogeno nello spazio e lasciando indietro l'azoto.
Un altro ruolo chiave svolto dal vulcanismo si è verificato 2,5 miliardi di anni fa, durante il confine tra le ere arcaiche e proterozoiche. Fu a questo punto che l'ossigeno iniziò ad apparire nel nostro ossigeno a causa della fotosintesi, che viene definita il "Grande evento di ossidazione". Tuttavia, secondo recenti studi geologici, i biomarcatori indicano che i cianobatteri produttori di ossigeno rilasciavano ossigeno agli stessi livelli di oggi. In breve, l'ossigeno prodotto doveva andare da qualche parte per non apparire nell'atmosfera.
Si ritiene che la mancanza di vulcani terrestri sia responsabile. Durante l'era arcaea, c'erano solo vulcani sottomarini, che avevano l'effetto di sfregare l'ossigeno dall'atmosfera, legandolo a minerali contenenti ossigeno. Al confine arcaico / proterozoico, sorsero masse terrestri continentali stabilizzate, che portavano a vulcani terrestri. Da questo punto in poi, i marker mostrano che l'ossigeno ha iniziato a comparire nell'atmosfera.
Anche il vulcanismo svolge un ruolo vitale nelle atmosfere di altri pianeti. La sottile esosfera di mercurio di idrogeno, elio, ossigeno, sodio, calcio, potassio e vapore acqueo è dovuta in parte al vulcanismo, che periodicamente lo riempie. Si ritiene inoltre che l'atmosfera incredibilmente densa di Venere venga periodicamente reintegrata dai vulcani sulla sua superficie.
E Io, la luna vulcanicamente attiva di Giove, ha un'atmosfera estremamente tenue di anidride solforosa (SO²), monossido di zolfo (SO), cloruro di sodio (NaCl), monossido di zolfo (SO), zolfo atomico (S) e ossigeno (O). Tutti questi gas sono forniti e riempiti dalle centinaia di vulcani situati sulla superficie della luna.
Come puoi vedere, i vulcani sono in realtà una forza piuttosto creativa quando tutto è detto e fatto. In effetti, noi organismi terrestri dipendiamo da loro per tutto, dall'aria che respiriamo, al terreno fertile che produce il nostro cibo, all'attività geologica che dà origine al rinnovamento terrestre e alla diversità biologica.
Abbiamo scritto molti articoli sui vulcani per Space Magazine. Ecco un articolo sui vulcani estinti e qui un articolo sui vulcani attivi. Ecco un articolo sui vulcani.
Vuoi più risorse sulla Terra? Ecco un link alla pagina Human Spaceflight della NASA, ed ecco Visible Earth della NASA.
Astronomia Cast ha anche episodi rilevanti sull'argomento Terra, come parte del nostro tour attraverso il Sistema Solare - Episodio 51: Terra.
