（原标题：火山的益处是什么？）
火山以其巨大的破坏力而闻名。事实上,很少有自然力能够与火山这种绝对的、令人望而生畏,或留给人类心灵巨大影响的威力相抗衡。谁没有听说过维苏威火山喷发埋葬庞贝古城的故事?还有米诺斯火山爆发,发生在公元前第二个千年圣托里尼岛的喷发摧毁了米诺斯文明。
在日本、夏威夷、南美和太平洋地区,发生过无数次火山爆发,造成了严重的损失。谁能忘记当代的火山爆发,比如圣海伦火山?尽管它们有着毁灭性的力量,但火山还能让我们分享它的好处,听到这句话会让你感到惊讶吗?从让土地更加肥沃到创造新的大陆,实际上火山也是一种生产力。
土壤肥力增加
火山爆发导致火山灰分布于喷发点周围的广阔区域。根据喷射出的岩浆的化学成分,火山灰含有不同数量的土壤养分。岩浆中最丰富的元素是硅和氧。有时候火山爆发也释放出水,二氧化碳,二氧化硫,硫化氢和氯化氢,以及其它物质。
此外,火山还喷发出岩石碎片,如辉石、角闪石和长石,依次含有丰富的铁、镁和钾。因此,火山土壤大量沉积的区域(如火山喷发点附近的山坡和山谷),土质是相当肥沃的。例如,意大利大部分地区是由石灰岩组成的贫瘠土壤。
但在那不勒斯地区(维苏威火山遗址),土地肥沃,这是由发生在35000和12000年前的火山喷发造成的。这个地区的土壤含有丰富养分,因为火山喷发沉积了必需的矿物质,然后被雨水风化和分解。一旦被吸收到土壤中,他们就成为了植物生命所需营养的稳定供应源。
夏威夷是另一个由于火山爆发导致土壤肥沃的地区,火山爆发反过来促进了当地农业发展。在15到18世纪之间,在考艾岛、瓦胡岛和莫洛凯岛,芋头和红薯这类作物的种植,促进了强大部落的产生,以及与今天的夏威夷紧密联系的文化繁荣。
火山岛的形成
除了向陆地大面积地扩散火山灰,火山也能将地表物质推高,形成新的岛屿。例如,整个夏威夷群岛就是由一个火山热点不断喷发创造的。几千年来,这些火山岩浆破坏了海洋表面,形成了可居住的岛屿,其余的岩浆终结在漫长的海上旅程中。
这种情况在整个太平洋都存在,如密克罗尼西亚群岛、琉球群岛(日本和台湾之间),阿留申群岛(阿拉斯加海岸)、马里亚纳群岛、和俾斯麦群岛都是沿弧线形成的,弧线平行或接近两个板块的边界。
地中海的情况也是一样的。沿着希腊弧(地中海东部),火山爆发导致了爱奥尼亚群岛、塞浦路斯和克里特岛的形成。附近的南爱琴海弧同时导致了 埃伊纳岛、迈萨纳、米洛斯岛、 圣托里尼、科伦坡,科斯、尼西罗斯的形成。在加勒比地区,火山活动导致了安的列斯群岛的形成。
这些岛屿形成的地方,独特的植物和动物物种演变成新的形态,创造了平衡的生态系统,并导致新的生物多样性水平。
火山矿物和火山岩
火山的另一个好处是,火山爆发给我们带来了珍贵的宝石、矿物和建筑材料。例如,浮石、火山灰和珍珠岩(火山玻璃)由于各种商业用途被开采出来。这些用途包括用于肥皂和家用清洁剂中的研磨剂。火山灰和浮石也用于制造水泥的轻骨料。
最上等的火山岩用于金属抛光和木工。碎浮石和浮石粉也可用于松填绝缘材料,助滤剂,家禽垃圾,土壤调节剂,清扫材料,杀虫剂载体和柏油路修整。
珍珠岩由于它在加热时能够迅速膨胀,因此也可用作石膏中的骨料。在预制墙中,它也被用作混凝土骨料。玄武岩和辉绿岩的碎石可用做铺路石,铁路道渣,混凝土屋面或作为海岸线(乱石堤)的保护装置。高密度玄武岩和辉绿石的骨料用于核反应堆的混凝土屏蔽层。
坚硬的火山灰(凝灰岩)可以作为坚固、轻质的建筑材料。古罗马人将凝灰岩与石灰混合,制成牢固、轻质的混凝土用于砌墙和建造建筑物。罗马万神殿的屋顶就是由这类混凝土建造的,因为它的重量很轻。
在火山中经常发现贵金属,包括硫、锌、银、铜、金和铀。这些金属在现代经济中有着广泛的用途,从精美的金属制品、机械电子、到核能、研究和医学。在火山中发现的宝石和矿物包括猫眼石、黑曜石、火玛瑙、萤石、石膏、玛瑙、赤铁矿及其他物质。
全球降温
火山在地球的周期性降温中起着至关重要的作用。当火山灰和二氧化硫之类的化合物被释放到大气中时,它能将一部分太阳射线反射回太空,从而减少了大气吸收的热量。这个过程,被称为“全球变暗”,因此对地球上有降温作用。
几十年来,火山爆发与全球降温之间的联系一直是科学研究的课题。在那个时候,经历了火山大喷发之后,全球温度出现了几次下降。虽然大部分火山灰迅速消散,但发生特别大型的火山喷发后,凉爽的温度会延长一段时间。
由于这个已经明确的联系,一些科学家建议,将二氧化硫和其它物质释放到大气中,以应对全球变暖,这个过程被称为生态工程。
温泉和地热能
火山作用的另一个好处是以地热田的形式出现的,地热田是地球上具有高热流的区域。这些地热田,是目前,或最近一段时期岩浆活动的结果,以两种形式出现。低温地热田(20-100°C)是由于活性断层下的热岩作用,而高温地热田(100以上°C)与活跃的火山作用有关。
地热田经常产生温泉、间歇泉和沸腾的泥浆池,这往往是旅游者的胜地。但它们也可以用作地热能,一种碳中性的能量,地热管道和通道蒸汽向上驱动涡轮机和发电。
在肯尼亚,冰岛,新西兰,菲律宾,哥斯达黎加和萨尔瓦多等国家,地热发电是国家电力供应的重要部分,从哥斯达黎加的14%到肯尼亚的51%。在以上的例子中,都是由于这些国家位于活火山区域或在其周围,这些地方存在丰富的地热田。
排气和大气的形成
但到目前为止,火山最有益处的方面是它们在地球大气形成方面的作用。在地球形成46亿年之后,地球大气开始形成,火山排气导致储存在地球内部(这些气体收集于地表)释放出来。最初的大气层包含硫化氢,甲烷和二氧化碳,二氧化碳的含量是今天大气层中的10到200倍。
约十亿年后,地球表面足够冷却和固化,水能够留存在地球表面。在这一时点,大气组成成分发生转变,由水蒸气、二氧化碳和氨(NH³)组成。大部分的二氧化碳溶解在海洋中,在那里蓝藻消耗它并释放出副产品氧气。同时,氨由于光解作用被分解,将氢气释放进太空,并留下氮。
火山活动发挥的另一个关键作用,发生在25亿年前,在太古代和元古代的分界点上。正是在这一时间点上,由于光合作用,有氧气的迹象开始出现, 这被称为“大氧化事件”。然而,根据最近的地质研究,生物标志物表明,产氧蓝藻释放的氧气与今天是同一水平。但是产生的氧气没有出现在大气中。
缺乏陆地火山是主要原因。在太古时代,只有海底火山,它们具有从大气中去除氧气的作用,将氧结合成含氧矿物。在太古宙/元古宙界线,稳定的大陆块出现,导致陆地火山的产生。从这一时点开始,标志物显示,氧气开始出现在大气中。
火山活动也在其他行星的大气层中也起着至关重要的作用。水星稀薄的外逸层中的氢、氦、氧、钠、钙、钾和水蒸气有一部分原因是,火山活动定期补充这些成分造成的。金星非常稠密的大气层也被认为是其地表火山定期补充的作用。
木卫一,木星火山活动最活跃的卫星,存在一个含有二氧化硫、一氧化硫、氯化钠、硫原子和氧的极其稀薄的大气层。所有这些气体,都是坐落在卫星表面的数百座火山提供和补充的。
正如你所看到的,根据上文所述,火山是一个非常有创造力的力量。事实上,陆地生物的一切生活都依赖于它们,从我们呼吸的空气,生产食物的丰富土壤,到产生陆地更新和生物多样性的地质活动。（张薇编译）
本文来源：科技日报社-中国科技网
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