火山除了巨大的破壞力 你知道它的益處是什麼？

　2016-10-30 09:31:09　來源: 科技日報社-中國科技網 (北京)

　　

　　火山以其巨大的破壞力而聞名。事實上,很少有自然力能夠與火山這種絕對的、令人望而生畏,或留給人類心靈巨大影響的威力相抗衡。誰沒有聽說過維蘇威火山噴發埋葬龐貝古城的故事?還有米諾斯火山爆發,發生在公元前第二個千年聖托里尼島的噴發摧毀了米諾斯文明。

　　在日本、夏威夷、南美和太平洋地區,發生過無數次火山爆發,造成了嚴重的損失。誰能忘記當代的火山爆發,比如聖海倫火山?儘管它們有著毀滅性的力量,但火山還能讓我們分享它的好處,聽到這句話會讓你感到驚訝嗎?從讓土地更加肥沃到創造新的大陸,實際上火山也是一種生產力。

　　土壤肥力增加

　　火山爆發導致火山灰分佈於噴發點周圍的廣闊區域。根據噴射出的岩漿的化學成分,火山灰含有不同數量的土壤養分。岩漿中最豐富的元素是硅和氧。有時候火山爆發也釋放出水,二氧化碳,二氧化硫,硫化氫和氯化氫,以及其它物質。

　　此外,火山還噴發出岩石碎片,如輝石、角閃石和長石,依次含有豐富的鐵、鎂和鉀。因此,火山土壤大量沉積的區域(如火山噴發點附近的山坡和山谷),土質是相當肥沃的。例如,義大利大部分地區是由石灰岩組成的貧瘠土壤。

　　

　　但在那不勒斯地區(維蘇威火山遺址),土地肥沃,這是由發生在35000和12000年前的火山噴發造成的。這個地區的土壤含有豐富養分,因為火山噴發沉積了必需的礦物質,然後被雨水風化和分解。一旦被吸收到土壤中,他們就成為了植物生命所需營養的穩定供應源。

　　夏威夷是另一個由於火山爆發導致土壤肥沃的地區,火山爆發反過來促進了當地農業發展。在15到18世紀之間,在考艾島、瓦胡島和莫洛凱島,芋頭和紅薯這類作物的種植,促進了強大部落的產生,以及與今天的夏威夷緊密聯繫的文化繁榮。

　　火山島的形成

　　除了向陸地大面積地擴散火山灰,火山也能將地表物質推高,形成新的島嶼。例如,整個夏威夷群島就是由一個火山熱點不斷噴發創造的。幾千年來,這些火山岩漿破壞了海洋表面,形成了可居住的島嶼,其餘的岩漿終結在漫長的海上旅程中。

　　這種情況在整個太平洋都存在,如密克羅尼西亞群島、琉球群島(日本和台灣之間),阿留申群島(阿拉斯加海岸)、馬里亞納群島、和俾斯麥群島都是沿弧線形成的,弧線平行或接近兩個板塊的邊界。

　　地中海的情況也是一樣的。沿著希臘弧(地中海東部),火山爆發導致了愛奧尼亞群島、塞普勒斯和克里特島的形成。附近的南愛琴海弧同時導致了 埃伊納島、邁薩納、米洛斯島、 聖托里尼、科倫坡,科斯、尼西羅斯的形成。在加勒比地區,火山活動導致了安的列斯群島的形成。

　　

　　這些島嶼形成的地方,獨特的植物和動物物種演變成新的形態,創造了平衡的生態系統,並導致新的生物多樣性水平。

　　火山礦物和火山岩

　　火山的另一個好處是,火山爆發給我們帶來了珍貴的寶石、礦物和建築材料。例如,浮石、火山灰和珍珠岩(火山玻璃)由於各種商業用途被開採出來。這些用途包括用於肥皂和家用清潔劑中的研磨劑。火山灰和浮石也用於製造水泥的輕骨料。

　　最上等的火山岩用於金屬拋光和木工。碎浮石和浮石粉也可用於松填絕緣材料,助濾劑,家禽垃圾,土壤調節劑,清掃材料,殺蟲劑載體和柏油路修整。

　　珍珠岩由於它在加熱時能夠迅速膨脹,因此也可用作石膏中的骨料。在預製牆中,它也被用作混凝土骨料。玄武岩和輝綠岩的碎石可用做鋪路石,鐵路道渣,混凝土屋面或作為海岸線(亂石堤)的保護裝置。高密度玄武岩和輝綠石的骨料用於核反應堆的混凝土屏蔽層。

　　堅硬的火山灰(凝灰岩)可以作為堅固、輕質的建築材料。古羅馬人將凝灰岩與石灰混合,製成牢固、輕質的混凝土用於砌牆和建造建築物。羅馬萬神殿的屋頂就是由這類混凝土建造的,因為它的重量很輕。

　　

　　在火山中經常發現貴金屬,包括硫、鋅、銀、銅、金和鈾。這些金屬在現代經濟中有著廣泛的用途,從精美的金屬製品、機械電子、到核能、研究和醫學。在火山中發現的寶石和礦物包括貓眼石、黑曜石、火瑪瑙、螢石、石膏、瑪瑙、赤鐵礦及其他物質。

　　全球降溫

　　火山在地球的周期性降溫中起著至關重要的作用。當火山灰和二氧化硫之類的化合物被釋放到大氣中時,它能將一部分太陽射線反射回太空,從而減少了大氣吸收的熱量。這個過程,被稱為「全球變暗」,因此對地球上有降溫作用。

　　幾十年來,火山爆發與全球降溫之間的聯繫一直是科學研究的課題。在那個時候,經歷了火山大噴發之後,全球溫度出現了幾次下降。雖然大部分火山灰迅速消散,但發生特別大型的火山噴發后,涼爽的溫度會延長一段時間。

　　由於這個已經明確的聯繫,一些科學家建議,將二氧化硫和其它物質釋放到大氣中,以應對全球變暖,這個過程被稱為生態工程。

　　

　　溫泉和地熱能

　　火山作用的另一個好處是以地熱田的形式出現的,地熱田是地球上具有高熱流的區域。這些地熱田,是目前,或最近一段時期岩漿活動的結果,以兩種形式出現。低溫地熱田(20-100°C)是由於活性斷層下的熱岩作用,而高溫地熱田(100以上°C)與活躍的火山作用有關。

　　地熱田經常產生溫泉、間歇泉和沸騰的泥漿池,這往往是旅遊者的勝地。但它們也可以用作地熱能,一種碳中性的能量,地熱管道和通道蒸汽向上驅動渦輪機和發電。

　　在肯亞,冰島,紐西蘭,菲律賓,哥斯大黎加和薩爾瓦多等國家,地熱發電是國家電力供應的重要部分,從哥斯大黎加的14%到肯亞的51%。在以上的例子中,都是由於這些國家位於活火山區域或在其周圍,這些地方存在豐富的地熱田。

　　排氣和大氣的形成

　　但到目前為止,火山最有益處的方面是它們在地球大氣形成方面的作用。在地球形成46億年之後,地球大氣開始形成,火山排氣導致儲存在地球內部(這些氣體收集於地表)釋放出來。最初的大氣層包含硫化氫,甲烷和二氧化碳,二氧化碳的含量是今天大氣層中的10到200倍。

　　約十億年後,地球表面足夠冷卻和固化,水能夠留存在地球表面。在這一時點,大氣組成成分發生轉變,由水蒸氣、二氧化碳和氨(NH?)組成。大部分的二氧化碳溶解在海洋中,在那裡藍藻消耗它並釋放出副產品氧氣。同時,氨由於光解作用被分解,將氫氣釋放進太空,並留下氮。

　　火山活動發揮的另一個關鍵作用,發生在25億年前,在太古代和元古代的分界點上。正是在這一時間點上,由於光合作用,有氧氣的跡象開始出現, 這被稱為「大氧化事件」。然而,根據最近的地質研究,生物標誌物表明,產氧藍藻釋放的氧氣與今天是同一水平。但是產生的氧氣沒有出現在大氣中。

　　缺乏陸地火山是主要原因。在太古時代,只有海底火山,它們具有從大氣中去除氧氣的作用,將氧結合成含氧礦物。在太古宙/元古宙界線,穩定的大陸塊出現,導致陸地火山的產生。從這一時點開始,標誌物顯示,氧氣開始出現在大氣中。

　　火山活動也在其他行星的大氣層中也起著至關重要的作用。水星稀薄的外逸層中的氫、氦、氧、鈉、鈣、鉀和水蒸氣有一部分原因是,火山活動定期補充這些成分造成的。金星非常稠密的大氣層也被認為是其地表火山定期補充的作用。

　　木衛一,木星火山活動最活躍的衛星,存在一個含有二氧化硫、一氧化硫、氯化鈉、硫原子和氧的極其稀薄的大氣層。所有這些氣體,都是坐落在衛星表面的數百座火山提供和補充的。

　　正如你所看到的,根據上文所述,火山是一個非常有創造力的力量。事實上,陸地生物的一切生活都依賴於它們,從我們呼吸的空氣,生產食物的豐富土壤,到產生陸地更新和生物多樣性的地質活動。（張薇編譯）

　　

　　本文來源：科技日報社-中國科技網責任編輯：張祖韜_NT505