XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Вулканы-чудо природы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Алфёрова А.А. 1Сычева Л.Т. 1

---

1МБОУ "Гимазия №1"

Попова А.Н. 1

---

1МБОУ "Гимназия №1"

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Существует много чудес на Земле. Многие природные явления загадочны, и очень интересны, и необычны. Однажды мы ездили в Тункинскую долину и увидели большое количество огромных булыжников, которые были разбросаны на больших расстояниях друг от друга, в огородах местных жителей, лесу, на дороге. Форма этих булыжников была очень необычной, поверхность не такой, как у камней. И нам рассказали, что это застывшая лава вулкана, который потух много тысяч лет тому назад. Побывав у потухшего вулкана, потрогав застывшую лаву, нам стало очень интересно узнать все о вулканах и понять насколько они опасны.

Сказанное выше определило тему работы, которая формулируется как «Вулканы – чудо природы».

Объект: вулканы.

Предмет: влияние вулканов на жизнь людей.

Цель работы: изучить вулканы и их влияние на жизнь людей.

Задачи работы:

Изучить, что такое вулкан и узнать где они расположены;

Исследовать схему извергающегося вулкана и классификацию вулканов;

Узнать есть ли положительные последствия от вулканов;

Провести опрос;

Создать макет вулкана и получить извержение вулкана на основе эксперимента.

Гипотеза:допустим, вулканы – это опасное явление и приносит только вред людям.

Методы исследования: поисковый, работа с литературой, сбор информации, анализ, обобщение, практическая работа, опрос, опыт.

1. Вулкан и человек

Вулкан и его виды

Вулкан - это опасное природное явление. Из энциклопедии мы узнали, что вулкан - это отверстие в земной коре, через которое на поверхность с огромной силой выбрасывается огненная смесь газов, пара, пепла и расплавленной породы (лавы). Частицы пепла падают на землю, покрывая ее толстым слоем и спекаясь в легкий серый камень. За миллионы лет из слоев лавы формируются вулканические горы. Часто они весьма высоки и имеют форму конуса с кратером на вершине. Многие вулканы находятся на морском дне.

Но на этом мы не остановились и решили посмотреть ответ на свой вопрос в толковом словаре русского языка, где отыскали, что:

Вулкан - коническая гора с кратером на вершине, через который из недр земли время от времени извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.

Земная кора не сплошная, а состоит из огромных каменных плит. Вулканы образуются над трещинами земной коры, на границах литосферных плит. Это самые беспокойные подвижные области нашей планеты.

По активности вулканы делят на следующие группы: активные, спящие, потухшие.

Действующие (активные) - это те, которые извергаются более или менее регулярно. Активным, или действующим вулканом принято считать вулкан, извергавший раскаленную горную породу, пепел, газы и камни в исторический период времени.

Уснувшие (спящие) – это вулканы, которые сохранили свою форму, но не извергались на памяти человечества ни разу, они еще могут ожить. Они проявляют признаки жизни: могут куриться – из кратера идет дымок, бьют горячие источники.

Потухшие – это те, которые прекратили извержение совсем. Правда, потухшие вулканы иногда могут неожиданно проснуться. Очаг под ними давно потух, а сами они бывают так сильно разрушены, что только исследования геологов обнаруживают следы древней вулканической активности.

По форме - конические и щитовые, центральные и трещинные.

Появляются вулканы по-разному. Оказывается, это зависит, как появляется лава, и с какой скоростью она остывает.

Центральные - извергающиеся из центрального отверстия.

Трещинные - которые имеют вид зияющих трещин или ряда небольших конусов.

Если лава густая, вязкая, то она остывает быстро, образуя высокую гору с крутыми склонами, имеющую форму конуса. Такие вулканы называются коническими.

Более жидкая лава растекается быстрее, остывает медленнее , поэтому она успевает стечь на более значительные расстояния. Склоны таких вулканов пологие. Это щитовой вулкан.

По местонахождению - наземные, подводные, подледниковые.

Подводные вулканы - это те, которые извергаются на дне океана, над ними могут возникнуть волны, приходящие к берегу как разрушительные цунами.

Подледниковые - вулканы, которые располагаются под ледниковыми шапками. Когда извергаются такие вулканы, ледовые шапки тают и лава, которая находится на вершине, стекает вниз, таким образом, выравнивается поверхность и образуется плоская вершина. Например, исландский подледниковый вулкан – Катла, на юге Исландии. Недавно в северной части озера Туйя, образовали национальный парк – Туйя Маунтинз. Был создан для того, чтоб сохранить малораспространенный ландшафт с подледниковыми вулканами.

Схема вулкана

К ратер – углубление в виде чаши или воронки, образовавшейся на вершине или склоне вулкана в результате его активной деятельности. Диаметр кратера может быть от десятков метров до нескольких километров, глубина – от десятков до нескольких сотен метров.

Жерло – канал, по которому движется лава.

Магма – вязкая жидкость, состоящая из смеси различных расплавленных минералов и некоторых минеральных кристаллов, образующаяся в глубинах Земли. Она напоминает тающий снег или замёрзшую слякоть с кристаллами льда. Есть в магме также вода и растворённые газы.

Лава – излившаяся на поверхность магма. Температура 750 – 1250 С⁰. Скорость течения 300-500 м/ч. В зависимости от своего химического состава лава может быть жидкой или густой и вязкой. Когда магма поднимается сквозь земную кору и выходит на поверхность, это называется – извержением.

Где расположены вулканы

На Земле насчитывается несколько тысяч вулканов. Из них действующих вулканов более 800: они дымятся, грохочут, извергаются. Молодые вулканы возникают, время от времени, на глазах людей, а старым уже тысячи и миллионы лет. Большинство их расположено на берегах Тихого океана и эту активную область называют Огненным кольцом.

Много вулканов есть и на дне океанов. На этой карте действующие вулканы показаны красными звездочками.

В России есть вулканы на полуострове Камчатка, поэтому Камчатку называют краем вулканов. Название дано неспроста: на ограниченной площади находятся 30 действующих и 300 потухших вулканов. Найдется мало мест на нашей планете, где они были бы так разнообразны и красивы. О них написаны многочисленные научные труды, популярные и научные книги. Сотни лет эти места привлекают к себе ученых, путешественников, любителей природы. Многие извержения на Камчатке навсегда вошли в историю мировых проявлений вулканической активности. Одна из самых известных достопримечательностей этого края – вулкан Ключевская сопка. 4750 метров над уровнем моря – самый высокий действующий вулкан Евразии. Но интересен он не только этим. По уровню своей необычной активности Камчатская гора занимает одно из первых мест среди вулканов мира. Возраст вулкана приблизительно 7000 лет. Последнее извержение его было 13 августа 2013 года. Вулкан «Ключевская Сопка».

Извержение вулкана

Извержение начинается с выброса газов и вулканического пепла. Наша планета Земля напоминает яйцо: сверху тонкая твердая скорлупа – земная кора, под ней находится вязкий слой горячей мантии, а в центре — твердое ядро. Температура мантии — тысячи градусов. Ближе к ядру – температура мантии больше, ближе к коре — меньше. Из-за разницы температур происходит перемешивание вещества мантии: горячие массы поднимаются вверх, а холодные — опускаются (так же, как закипающая вода в кастрюле или чайнике, но только происходит это в тысячи раз медленнее).

Мантия, хоть и разогрета до огромных температур, но из-за колоссального давления в центре Земли она не жидкая, а вязкая, как очень густая смола.

Магма, возникающая в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, более жидкая, чем мантия, но всё же достаточно густая. В переводе с греческого «магма» означает «густая паста» или «тесто».

Поведение раскаленной магмы в магматическом очаге и правда напоминает дрожжевое тесто: магма увеличивается в объеме, занимает всё свободное пространство и поднимается из глубин Земли по трещинам, норовя вырваться на волю. Как тесто приподнимает крышку кастрюли и вытекает через край, так и магма прорывает земную кору в самых слабых местах и вырывается на поверхность. Это и есть извержение вулкана.

Извержение вулкана происходит из-за выхода газов из магмы. Он похож на процесс того, как если осторожно открыть бутылку с газированным напитком (лимонадом, кока-колой, квасом), раздается хлопок, и из бутылки появляется дымок, а иногда и пена. Если бутылку с газированным напитком перед открыванием потрясти или нагреть, то из нее вырвется мощная струя, и удержать этот процесс невозможно. А если бутылка неплотно закрыта, то эта струя может сама вышибить пробку из бутылки.

Поток лавы при извержении вулкана.

Магма в магматическом очаге находится под давлением, так же как и газированные напитки в закрытой бутылке. В том месте, где земная кора оказалась «неплотно закрыта», магма может вырваться из недр Земли, вышибив «пробку» вулкана, и чем прочнее была «пробка», тем сильнее будет извержение вулкана. Поднимаясь вверх, магма теряет газы и пары воды и превращается в лаву — магму, обедненную газами.

В отличие от шипучих напитков, газы, которые выделяются при извержении вулкана, — горючие, поэтому они воспламеняются и взрываются в жерле вулкана. Сила взрыва вулкана бывает настолько мощной, что на месте горы после извержения остается огромная «воронка» (кальдера), и если извержение продолжается, то прямо в этой впадине начинает расти новый вулкан.

Однако бывает, что магме удается найти легкий выход на поверхность Земли, тогда лава вытекает из вулканов вообще без взрывов. Так кипящая каша, булькая, переливается через край кастрюли. По такому типу извергаются, например, вулканы на Гавайских островах. У магмы не всегда хватает сил выйти на поверхность, и тогда она медленно застывает на глубине. В этом случае вулкан вообще не образуется.

Вулкан засыпает, если прекращается подача новых порций магмы из магматического очага, но может проснуться (ожить), если движение плит продолжается, и магматический очаг вновь заполняется. Вулканы тухнут окончательно, если движение плит в этом районе прекращается.

Опасность вулкана

И звержение вулканов – грозное, опасное явление природы. Большая часть вулканов потухла, и, казалось бы навсегда. Но они только спят и каждую минуту могут проснуться. Одни вулканы просыпаются очень редко – один раз в 100 или 1000 лет. Есть вулканы, которые и не думают притворяться спящими, они дымят, не переставая. Каждые десять минут из них вылетают камни, пепел, водяной пар и вытекает лава.

Ничто не может удержать вулканы. От их взрывов, от пепла, горячей лавы погибли миллионы людей, разрушены сотни городов и сёл, острова и даже страны.

Самым страшным и разрушительным за всю историю человечества, по мнению ученых, считается извержение вулкана Тамбора - Индонезия, 1815 г.

Тамбора - стратовулкан, расположенный на севере острова Сумбава (Индонезия), чье извержение в апреле 1815 года считается самым мощным за последние 12 тыс. лет. Вулкан, который все еще активен, является одним из самых высоких пиков в индонезийском архипелаге.

Первое сильное извержение произошло 5 апреля, в результате чего образовался столб пепла, высота которого достигла 33 км, и произошли сильные взрывы, которые на острове Ява, в 700 км от вулкана, казались выстрелами из пушек. Второй взрыв был 10 апреля 1815 года. Вулкан было слышно на расстоянии в 1930 км, на острове Суматра.

Извержение разрушило более 1000 метров вершины вулкана и спровоцировало спуск пирокластических потоков, которые уничтожили все населенные пункты вблизи вулкана. Взрывы пепла закончились в июле 1815 года. Жертвами стали около 10 000 островитян, а также были разрушены дома 35 000 человек.

Польза вулкана

Извержение вулкана приносит людям страшные беды. Но польза от вулканов людям тоже есть. Благодаря вулканам образуются горные породы, из которых состоит земная кора. Изучая горные породы, ученые могут предсказывать, в каких местах надо искать полезные ископаемые. Вулканы поднимают на поверхность много полезных веществ. Поэтому почва вокруг них очень плодородная. Иногда магма, прорываясь на поверхность Земли, устраивает вулканический фейерверк. Но чаще всего она не доходит до поверхности, а кипит и бушует под каменной крышей в глубине Земли и, в конце концов, остывает. Горячий и беспокойный камень превращается в знакомый нам гранит и удивительный камень базальт. Из затвердевшей лавы люди строят дома. С продуктами деятельности вулканов мы встречаемся постоянно, например, сера на спичках, разные металлы. Из вулканической пыли делают лекарства, очистители для воды. А ещё вулканы доставляют нам из земных недр углерод, азот и другие газы, без которых жизнь на Земле невозможна. Подземный пар вращает турбины электростанций, которые вырабатывают электрический ток. В породах, которые образуются при извержении вулкана, содержатся руды ценных металлов, золото и медь, минералы, например, алмазы. Люди ближайших к вулканам селений трудятся на полях, используя плодородный вулканический пепел в качестве удобрения.

После того, как мы узнали, что вулканы приносят не только вред людям, но и пользу, решили провести опрос среди одноклассников, чтобы узнать их мнение и потом рассказать им о том, что мы узнали (Приложение № 1).

В опросе приняли участие 28 учеников 2 «А» класса. В ходе опроса было выявлено, что всего три одноклассника знают название некоторых вулканов, все уверены, что вулканы опасны, жить рядом с ними нельзя. Всего пять человек считают, что вулканы приносят пользу. Поэтому можно сделать вывод, что мало кто знает, что вулканы приносят пользу.

2. Эксперимент

Опыт «Модель вулкана и его извержение»

Узнав многое о вулканах, мы решили изготовить макет вулкана и получить извержение вулкана в домашних условиях (Приложение № 2).

Опыт №1: «Модель вулкана».

Для изготовления модели вулкана нам понадобилось: пластиковая бутылка, бумага, вода, гуашь, клей, средства защиты.

Описание опыта:

Обрезали бутылку и взяли часть с горлышком.

Подготовили смесь папье-маше и добавили в нее гуашь.

Нанесли смесь на бутылку и дали высохнуть.

Раскрасили.

Вывод: у нас получилась модель вулкана

Опыт №2 «Извержение вулкана».

Для проведения опыта нам понадобилось: модель вулкана, сода, лимонная кислота, краска, жидкость для мытья посуды, вода, емкость.

Описание опыта:

В ёмкости, которую вставили в модель вулкана, влили 100 мл холодной воды.

Добавили красную гуашь и тщательно перемешали.

Добавили 3 ст. л. соды и перемешали.

Добавили жидкость для мытья посуды и снова всё перемешали.

Добавили 2 ст. л. лимонной кислоты и быстро все перемешали.

Наблюдаем: Смесь начинает пениться, подниматься вверх и вытекать.

Вывод: У нас получилось извержение вулкана и на опыте мы убедились, что магма выходит из вулкана стремительно и не управляемо.

Заключение

Работая над проектом, мы изучила понятие вулкан, их виды, особенности, и где они располагаются.

В процессе работы смогли изготовить макет вулкана, рассмотрели его структуру и опытным путем узнали, как происходит извержение вулкана.

Мы сделали вывод, что вулканы очень опасны и разрушительны, но при этом они приносят много пользы людям

Мы изучили о вулканах очень маленькую часть, поэтому планируем дальше изучать вулканы, хотим понять какие вулканы были самыми разрушительными, как людям удается жить рядом с вулканами и есть ли действующие вулканы в нашем регионе.

Список источников информации

1. Вулканы. Детская Энциклопедия «Махаон». К. Годен, М.: Махаон, 2016.

2. Вулканы. Ужасные и манящие. Р. Алдонина, О. Сазонова. М.: «Настя и Н кита», 2019.

3. Планета земля. Серия «Миллион открытий». И.В. Травина. М.: Росмен, 2013.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Вулкан

5. http://vulkania.ru/o-vulkanah/kakuyu-polzu-prinosyat-vulkanyi.html

6. http://universetoday-rus.com/blog/2016-03-19-1719

Приложение № 1

Опрос

Для проведения опроса была подготовлена анкета:

В опросе приняли участие 28 учеников 2 «А» класса. Ответы представлены в таблице:

Результаты проведенного опроса представлены в диаграмме:

Приложение № 2

О пыт №1 «Модель вулкана»

О пыт №2 «Извержение вулкана»