I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ВУЛКАН: ВРЕД ИЛИ ПОЛЬЗА
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение
2. Основная часть
2.1. Теоретическая часть
2.1.1. Что такое вулкан
2.1.2. Как образуются вулканы
2.1.3. Типы и виды вулканов
2.1.4. Последствия извержения вулканов
2.2. Практическая часть
2.2.1. Анкетирование одноклассников
2.2.2. Опыты
2.2.3. Извержение вулкана в домашних условиях
3. Выводы
4. Список использованной литературы
5. Приложение
1. Введение
Мы жители планеты Земля зачастую распоряжаемся природными ресурсами, не замечая, как губительно относимся к природе: вырубаем леса, строим новые заводы, загрязняем окружающую среду и т.д. Всё это способствует экологическому кризису, который существует многие годы. Природа не оставляет без внимания то, как мы внедряемся в её жизнь. Она отвечает нам на данное внедрение природными катастрофами: землетрясениями, наводнениями, извержениями вулканов, ураганами.
Особенно меня заинтересовало извержение вулканов. Во все времена, вулканы не только пугали жителей нашей планеты, но и привлекали внимание своей силой и мощью, люди стали предсказывать извержения, а также использовать продукты извержения.
Гипотеза: Я думаю, не смотря на разрушающую силу вулканов, от них есть польза.
Цель исследования: узнать происхождение вулканов на Земле, какой вред и пользу приносят вулканы.
Для достижения данной цели мною были поставлены следующие задачи:
1. Изучить информацию о вулканах.
2. Сделать модель вулкана и смоделировать процесс извержения.
3. Выявить последствия извержений.
4. Сделать выводы.
В работе использовались как теоретические исследования, так и практическая работа.
Предмет исследования: моделирование процесса извержения вулкана.
Объект исследования: вулканы.
Методы и приемы исследования:
1.Изучение и анализ научно – популярной литературы, Интернет.
2. Просмотр детских познавательных программ.
3. Эксперименты.
4. Наблюдение и сравнение.
4. Анкетирование одноклассников.
Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира.
2. Теоретическая часть
2.1.1. Что такое вулкан
Слово «вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана. Наука, изучающая вулканы, - вулканология.
2.1.2 Как образуются вулканы
Чтобы разобраться в природе вулканов, нужно знать строение Земли. Земля состоит из нескольких слоев, образованных разными горными породами. Мы живем на наружном, самом тонком слое, который называется земной корой. Кора такая тоненькая, как если бы на мячик (представьте, что это Земной шар) прилепили наклейку, вернее много наклеек рядом друг с другом. Ведь кора состоит примерно из 20 больших и малых плит, которые называются тектоническими. Плиты как бы плавают на поверхности вязкого, пастообразного расплавленного вещества, которое называется магма. Слово магма и переводится с греческого как тесто или паста.
Места, где самые большие плиты соприкасаются друг с другом, называются разломами. Большинство действующих вулканов сосредоточено на границах этих плит. Самая активная зона на Земле называется Огненным кольцом и находится она по краям Тихого океана. В этих местах много гор и островов, которые образовались на месте древних вулканов.( http://children.claw.ru/3_earth_universe/content/006/31.htm Claw.ru: Детская энциклопедия) 2.1.3. Что происходит при извержении
Иногда раскаленная магма просачивается сквозь разломы наружу. Если мощному потоку магмы путь наверх преграждают породы земной коры, давление стремящейся наружу магмы возрастает. Когда оно становится слишком большим, магма прорывается сквозь кору. Тогда происходит вулканическое извержение, сопровождающееся мощным выбросом магмы, пепла, газов и кусков горных пород.
Магма, вырвавшаяся из вулкана, называется лавой. Она вытекает из жерла вулкана в виде горячего потока. Но на воздухе лава остывает и затвердевает, образуя вокруг отверстия в земной коре вулканическую гору. Кусочки застывшей лавы — пемза. Внутри этого камешка пузырьки воздуха. Это потому, что лава кипела и бурлила, а потом так и застыла.
Вулканический пепел похож на обыкновенный, но если посмотреть на него под микроскопом, то станет хорошо видно, что это осколки вулканического стекла. Извержение выбрасывает пепел на очень большую высоту, иногда даже на несколько километров.
Вулканические газы - это горячие газы. Во время извержения их температура достигает 800-1000 градусов. Раскаленные тяжелые газы несутся вниз по склону вулкана со скоростью свыше 300 километров в час, уничтожая деревья, дома и людей. В состав вулканических газов входит водяной пар, углекислый газ и газы, содержащие серу, аммиак и хлор. (http://allforchildren.ru/why/why44.php Почемучка)
Причины извержений вулкана: землетрясение, лавовая пробка, проникновение воды, направление движения плит. 2.1.4 Типы и виды вулканов
Извержения вулканов происходит по-разному. Характер извержения зависит от многих причин — в основном это вязкость магмы и количество вулканических газов.
Есть вулканы — их называют Щитовыми — они предсказуемы, редко сопровождающиеся взрывами (образуются в результате многократных излияний высокотемпературной жидкой лавы и имеют форму пологого выпуклого щита). Лава постоянно извергается на поверхность.Другие вулканы — Стратовулканы - самые высокие (или слоистые – имеющие коническую форму). При извержении образуется много пепла, камней, лавы.
Самые страшные вулканы Кальдеры — эти вулканы взрываются так сильно, что разрушают сами себя, и на их месте остается лишь большая воронка.
По активности вулканы делятся на действующие, спящие и потухшие. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. По местонахождению - на наземные, подводные и подледниковые.
Самый высокий вулкан на Земле Охос-дель-Саладо (6893 м) находится в Южной Америке в горах Андах.
В России больше всего вулканов на Камчатке (более 300). Самый высокий из них – Ключевская сопка высотой 4835 м.
Вулканы имеются не только на Земле, но и на других планетах и их спутниках. Самым высоким вулканом Солнечной системы является марсианский вулкан Олимп, высотой 21 км 200 м. 2.1.5 Последствия извержения вулканов
Какой вред приносят вулканы?
На нашей планете более 1000 вулканов. Большая часть из них потухла, казалось бы навсегда, но они только спят и каждую минуту могут проснуться. Одни вулканы просыпаются очень редко: один раз в 100 или даже в 1000 лет. Есть вулканы, которые и не думают притворяться спящими, они дымят не переставая. Каждые десять минут из них вылетают камни, пепел, пар и вытекает лава. Под пеплом и лавой погибают города, острова и даже страны.
В настоящее время ученым, которые занимаются изучением вулканов, иногда удается предугадать извержение заранее и жители могут покинуть города и спастись. Но вот когда проснулся дремавший на протяжении многих веков вулкан Везувий, сейсмологов еще не было, и беда застала людей врасплох. Жители пытались убежать, но спастись никому не удалось. Когда извержение закончилось, то оказалось, что цветущие города полностью исчезли с лица земли. Прошло почти семнадцать столетий, когда под слоем спрессовавшегося вулканического пепла были случайно обнаружены остатки погибших городов. Начались раскопки. От пепла очистили почти весь город Помпеи. Перед изумленными археологами предстали дома с предметами быта, храмы, памятники. Все осталось так, как было в день, когда проснулся Везувий. (http://children.claw.ru/3_earth_universe/content/006/30.htm Claw.ru: Детская энциклопедия).
Страшная трагедия, случившаяся в далеком прошлом, произвело огромное впечатление на русского художника Карла Брюллова, который изобразил ее на своем полотне Последний день Помпеи.
Вывод:
1. при извержении вулканов погибает много людей;
2. огромные города превращаются в груды пепла;
3. происходит загрязнение питьевой воды, водоемов, рек;
4. из-за загрязнения окружающего воздуха люди начинают болеть;
5. затрудняются авиасообщения между городами, странами;
6. происходит похолодание климата;
7. большинство мощных извержений сопровождается землетрясениями.
Есть ли польза от вулканов? Извержение вулкана — это катастрофа для людей. Однако польза от вулканов для людей тоже есть. Благодаря им образуются горные породы, из которых состоит земная кора. В вулканических породах есть элементы ценные для человека: сера, медь, олово, золото, серебро. Многие крестьяне селятся на вулканах, потому что почва очень плодородна. Продукты извержений: пемза, обсидиан, базальт – используются в строительстве. Из затвердевшей лавы строят дома. Из вулканической пыли делают лекарства, удобрения, очистители для воды. Внутреннее тепло Земли используют для выработки электроэнергии. Термальные источники и грязи богаты минеральными веществами. Они используются для лечения людей. А еще вулканы доставляют нам из земных недр углерод, азот и другие газы, без которых жизнь на Земле невозможна. Вывод: польза от вулканов для людей тоже есть. Практическая часть Опыт№ 1
Движение тектонических плит
Я погрузила плитки шоколада, которые заменили тектонические плиты в окрашенное тесто «магму». При помощи палочек создала движение и увидела, что магма просачивается в трещины.
Вывод: под воздействием движения тектонических плит, магма может подниматься к поверхности земли.
Опыт № 2
Я надула и слегка сжала в кулаке шарик, но продолжала надувать. Шарик раздулся между пальцев.
Опыт № 3
Взрыв
Такой же эффект происходит, если открыть газированный теплый напиток (лимонад, квас). Раздается хлопок, из бутылки вырывается мощная струя напитка. А если бутылка неплотно закрыта, то эта струя может сама вышибить пробку из бутылки. Вот вам и домашний вулкан!
Вывод: то же самое происходит и с магмой, когда горы придавливают сверху, а магма с газами поднимается вверх. В итоге происходит некий взрыв.
Опыт № 4
Извержение вулкана в домашних условиях
Прочитав одну из статей в интернете, я узнала, что можно смоделировать извержение вулкана и в домашних условиях. Мне потребовались следующие материалы для опыта: пищевая сода (2 столовые ложки); уксус (70 мл);стеклянная (150 мл);пластилин разных цветов; средство для мытья посуды; гуашь красного цвета.
Алгоритм действий:
1) Облепляем банку пластилином, используя разные цвета
2) Разводим гуашь красного цвета в воде
3) Насыпаем в «кратер» 2 ст. л. соды
4) Наливаем 2 ст. л. жидкости для мытья посуды
5) Вливаем 50-70 мл уксуса
6) Наблюдаю «извержение вулкана»
Из проведенного эксперимента можно сделать следующий вывод: при соединении соды и уксуса происходит химическая реакция с выделением углекислого газа, который пузырится, заставляя массу переливаться через края «кратера», а средство для мытья посуды заставляет «лаву» пузыриться сильнее. Данная химическая реакция имеет не только внешний эффект, но и практический: она очень востребована в кулинарии. Хозяйки «гасят» соду уксусом и добавляют в тесто, выделяемый углекислый газ делает тесто пышным, образуя в нем пузырьки и воздушные дорожки.
Вот так, в игровой форме, я показала и объяснила ребятам природу возникновения вулканов на Земле.
Опыт № 4
Исследование камней вулканического происхождения.Материал: миска с водой, камни и кусочек пемзы.Рассмотрела внимательно камни и пемзу и сравнила их друг с другом: в пемзе очень много дырочек. Опустила камни и кусочек пемзы в миску с водой. Есть ли пузырьки? Плавает или тонет пемза?
Вывод: пемза - камень, имеет пористую структуру. Поры заполнены воздухом, поэтому камень не тонет (поры в пемзе образуются в момент застывания лавы, когда газы ещё выходят наружу).
Заключение
Моя гипотеза подтвердилась. Я выяснила, что наряду с опасностью извержений вулканов есть и польза: термальные источники, грязевые вулканы, залежи полезных ископаемых, драгоценных минералов, область рядом с вулканами заселена довольно давно и густо, и склоны вулкана сплошь заняты мелкими поселениями из-за плодородной вулканической почвы. Вулканы внушали людям благоговение и ужас. Кое-где этим горам поклоняются и сегодня. Одно остается неизменным: мы не можем влиять на вулканы. Извержение – это всегда признак неуправляемой природы. Моя гипотеза подтвердилась. Действительно кроме ужаса, который приносят извержения вулканов, есть и польза. Конечным результатом моей работы стали проделанные на уроке опыты, которые вызвали у одноклассников огромный интерес. В дальнейшем я хочу изучить действующие вулканы России на Дальнем Востоке.
Приложение
Список литературы
1. Бомон Э., Годен К. Вулканы. - М.: Махаон, 2011. 123с. 2. Энциклопедия для детей. Геология (ред. Исмаилова С.). - М.: Аванта+, 1995 - 621с.
3. Большая детская энциклопедия (ред. Рыльникова Н.). – М.: Махаон, 2007. - 335с.
4. Википедия Журнал «ГЕО» № 86, май 2005 г.
5. Большая энциклопедия знаний, изд-во «Эксмо», 2010г., 343 стр.5.
6. Полная энциклопедия: Земля, изд-во «Эксмо», 2010г., 255 стр
Интернет – ресурсы:
1) http://www.kscnet.ru/ivs/ - сайт Института Вулканологии и сейсмологии.
http://bse.sci-lib.com/ - Большая Советская Энциклопедия онлайн-версия http://www.kabanik.ru/page/volcanoes-of-the-world-the-most-dangerous-and-most-beautiful,
http://dic.academic.ru,
http://www.stepandstep.ru/catalog/your-tape/115206/vulkany-mira.html, http://www.geoglobus.ru/earth/geo3/earth18.php
http://children.claw.ru/3_earth_universe/content/006/31.htm Claw.ru: Детская энциклопедия
http://allforchildren.ru/why/why44.php Почемучка