VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Вулканы
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Аннотация
Сегодня десятки тысяч жизней уносят такие природные катаклизмы, как землетрясения, наводнения, цунами и, конечно, извержения вулканов. Все эти явления связаны между собой и берут свое начало глубоко в недрах Земли. На сегодняшний день устройство нашей планеты достаточно хорошо изучено, однако точно предсказать, когда Земля возмутится и извергнет из себя потоки раскаленной лавы, когда в океанских глубинах из-за землетрясения зародится огромная волна и накроет прибрежный город нельзя. Извержения вулканов были и остаются самыми зрелищными, захватывающими, но непредсказуемыми и опасными явлениями природы.
Целью работы является изучение влияния вулканов на жизнь людей.
В работе применялись следующие методы:
- метод критического мышления;
- метод изучения и анализа литературы;
-метод опроса (анкетирование);
-метод анализа эмпирических данных;
-эксперимент;
- описательно-аналитический метод.
Предполагаемые результаты : вулканы оказывают влияние на жизнь людей, иногда это влияние бывает даже полезным. Учащиеся начальной школы МОУ СОШ №1 п.Дарасун имеют представление о вулканах и их роли в жизни людей.
Вулканы.
Рыжиков Никита, Россия, Забайкальский край, МОУ СОШ №3 п. Дарасун,2 класс
План исследования
Проблема на сколько учащиеся начальной школы знакомы с вулканами и их влиянием на жизнь людей.
В основу исследования была положена следующая гипотеза: учащиеся начальной школы знают о природе вулканов и об их не только отрицательном влиянии на людей.
Метод критического мышления – это непредвзятое изучение предмета. Процесс начинается с определения того, что предстоит изучать. После свободно выявляются факты и рассматриваются варианты. Затем сравниваются побуждения и предрассудки, вырабатывается основа для собственного суждения.
Описательно-аналитический метод – это метод расчленения объекта (целого) на элементы (части).
Метод изучения и анализа литературы заключается в изучении научных статей, справочных материалов.
Метод опроса, в данном случае, анкетирование.
В качестве инструментария выступает небольшой авторский опросник.
Метод анализа эмпирических данных – заключается в сравнении, анализе полученных в ходе исследования данных.
Цель исследования: изучение влияния вулканов на жизнь людей.
Задачи исследования:
Изучить что такое вулкан и узнать где они расположены;
Исследовать строение извергающегося вулкана и классификацию вулканов;
Изучить известные вулканы и их влияние на людей;
Узнать есть ли положительные последствия от вулканов;
Опросить ребят, чтобы выяснить знают ли они о вулканах и их последствиях;
Провести эксперимент извержения вулкана на основе созданного макета.
Объект исследования: вулканы;
Предмет: влияние вулканов на жизнь людей.
Вулканы.
Рыжиков Никита, Россия, Забайкальский край, МОУ СОШ №3 п. Дарасун,2 класс
Научная статья
Введение
Актуальность исследования. Сегодня на Земле остается немало действующих вулканов. Некоторые из них могут быть опасны. Поэтому тема моего исследования кажется мне очень важной и значимой и актуальной. В своем исследовании мы постараемся определить, оказывает ли вулканы влияние на жизнь людей. Для решения этой проблемы использовались следующие задачи:
Изучить что такое вулканы и узнать где они расположены;
Исследовать строение извергающегося вулкана и классификацию вулканов;
Изучить известные вулканы и их влияние на людей;
Узнать есть ли положительные последствия от вулканов;
Опросить ребят, чтобы выяснить знают ли они о вулканах и их последствиях;
Провести эксперимент извержения вулкана на основе созданного макета.
Выборка: исследование проводилось в муниципальном общеобразовательном учреждении «Средняя общеобразовательная школа № 3 п. Дарасун» в октябре 2019 года, среди учащихся 2 -х классов.
Выводы могут быть использованы в работе учителя начальных классов на уроках окружающего мира, для расширения собственного кругозора, при выборе мест для путешествия и проживания, в работе учителя географии и химии.
Новизна и трудность данной работы заключается в том, что в МОУ СОШ №3 п. Дарасун такое исследование никогда не проводилось и, как выяснилось, учащиеся начальной школы мало осведомлены о вулканах и их влиянии на человека.
Глава 1. Что мы знаем о вулканах
Строение Земли.
Строение нашей Земли можно сравнить с персиком, у которого снаружи кожица, под ней мякоть, а в центре косточка. Также и у Земли: снаружи – земная кора, глубже находится мантия, а в центре ядро. Кора, мантия и ядро называются слоями Земли и имеют разную температуру: чем ближе к ядру, тем горячее.
ЗЕМНАЯ КОРА – это наружный слой Земли по которому мы ходим. На ней живут люди, из этого слоя мы добываем полезные ископаемые. Земная кора – самая тонкая оболочка, её толщина составляет от 5 до 30 км.
Земную кору сменяет МАНТИЯ. Её толщина составляет около 3000 км., а температура примерно 2500 Сº. Мантия состоит из раскаленных горных пород.
Ещё глубже располагается ЯДРО Земли. Его средний радиус составляет около 3500 км, а температура в центре ядра составляет около 5000 Сº. Само ядро состоит из двух слоёв: внутреннего и внешнего. Внешнее ядро жидкое и состоит из расплавленных металлов, в основном из железа и никеля, находящихся под огромным давлением. Внутреннее ядро твёрдое из-за ещё более сильного давления и состоит из тех же металлов. Плотность вещества в земном ядре очень велика – 1 кубический метр этого вещества весит около 12,5 тонн (столько же весят 3 взрослых слона)
Что такое вулкан?
Древние римляне считали, что Бог огня Вулкан живёт глубоко под землёй. Когда он гневается, то на поверхности Земли образуются трещины, из которых вырываются пламя, дым и расплавленная огненная масса, а пространство вокруг покрывается пеплом и камнями. Современные учёные охарактеризовали «вулкан» так…
Вулкан представляет собой гору с очень глубоким отверстием на вершине. Это отверстие напоминает по форме воронку и называется кратером. Под горой находится расплавленная масса горных пород – магма. Она поднимается вверх по каналу (жерло) и выливается через кратер на поверхность. Вылившаяся из вулкана магма называется лавой. Её температура около 1100 Сº (при такой температуре плавятся даже камни!). При извержении вулкана на поверхность вырывается:
- пепел,
- дым,
- вулканические газы,
- пар,
- расплавленная лава.
Частицы пепла падают на землю, покрывая её толстым слоем и спекаясь в лёгкий серый камень.
Как образуются вулканы
Вулкан – это отверстие в земной коре, через которое наружу вырывается магма, вулканические газы и пепел. Вулканическая кора состоит из гигантских плит и появление вулканов вызвано их движением. Вулканы обычно встречаются в местах, где тектонические плиты сталкиваются или разбиваются. Плиты наезжают одна на другую, их нижние слои опускаются глубже, тают и формируют магму. Извержения вызывает магма. Расплавившись, горная порода вновь устремляется вверх. Она растапливает твердые слои и наверху прорывается лавой.
Многие вулканы находятся на морском дне. Благодаря подводным вулканам сформировались целые острова.
Предполагают, что на нашей планете около тысячи активных вулканов. Многие вулканы отдыхают, можно сказать, спят, и их извержение может начаться в любой момент.
Во многих книгах описан случай возникновения вулкана Парикутин в Мексике. Однажды мексиканский крестьянин увидел на своем поле трещину, из которой пробивался дымок. Крестьянин закрыл трещину камнем, но дым шел все сильнее. К концу дня под землей начались взрывы, а на месте трещины образовалась воронка. Из нее стали вылетать камни - вулканические бомбы и пепел, выливаться потоки раскаленной лавы. Через год над полем возвышалась гора, сложенная продуктами извержения высотой 430 метров, еще через год гора была 457 метров в высоту. Каждый день из него извергалось 100 тысяч тонн лавы.
1.3. Строение вулканов.
Жерло вулкана ведет в особую камеру – очаг магмы. Магма представляет собой расплавленное вещество мантии (в переводе с греческого «магма» - тесто, месиво). Она появляется там, где уменьшено давление и раскаленная мантия не может оставаться в твердом состоянии. Обычно это бывает вблизи границ плит. Поэтому области наибольшего распространения вулканов совпадают с сейсмически активными районами.
Извержение начинается тогда, когда в очаге накапливается много магмы и она устремляется вверх по жерлу и изливается на земную поверхность Излившуюся на поверхность магму называют лавой.
Кратер вулкана (от греческого слова кратер — чаша) — чашеобразное или воронкообразное углубление на вершине или склоне вулканического конуса. Диаметр кратера может быть от десятков метров до нескольких километров и глубина от нескольких метров до сотен метров. На дне кратера находятся одно или несколько жерл. Жерло вулкана – выводной канал, по которому поднимается на поверхность лава и другие вулканические продукты. Глубоко под поверхностью Земли находится очаг магмы (расплавленной горной породы), которая раскалена до 1250оС. Она вырывается наружу и стекает в виде лавы по склонам вулкана. Скорость течения 300 – 500 метров в час.
1.4. Виды вулканов.
Из энциклопедии мы узнали, что бывают щитовые вулканы, стратовулканы, лавовые пики.
Если лава густая, вязкая, то она остывает достаточно быстро, образуя высокую гору с крутыми склонами, имеющими форму конуса. Это конический вулкан.
Более жидкая лава растекается быстрее, остывает медленнее, поэтому она успевает стечь на более значительное расстояние. Склоны таких вулканов пологие. Это щитовые вулканы. Щитовые вулканы возникают, когда жидкая лава растекается на большие расстояния, образуя широкие и пологие склоны.
Стратовулканы – это высокие конусообразные вулканы. Их извержение часто сопровождается пирокластическим потоком – мчащейся с огромной скоростью смесью горячего газа, пепла, камней.
Лавовые пики – незначительные по размерам, но самые распространенные на Земле. Они образуются на склонах других вулканов в виде боковых конусов. Они прорываются только один раз.
По своей активности вулканы подразделяются на действующие, спящие и потухшие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени вплоть до наших дней (на Камчатке). Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими — на которых они маловероятны, они бездействуют много тысяч лет (Крым, Забайкалье).
Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет.
Еще вулканы можно разделить на группы по местонахождению: наземные, подводные и даже подледниковые. Наземные вулканы, как правило, являются следствием землетрясения, а подводные вулканы сопровождаются цунами (волнами огромного размера, сносящими все на своем пути). Подледниковые вулканы считаются самыми мощными.
Вулканы бывают подводные и прибрежные.
1.5. Типы вулканических извержений.
Существует несколько типов извержения вулканов. Рассмотрим их.
Вулканам разного типа соответствуют разные типы извержений.
Гавайский тип извержения протекает спокойно. Вулканический тип извержения сопровождаются большими объемами газа и пепла. Кратеры этих вулканов, словно огненные озера всегда заполнены лавой. Во время дождя, когда водяные капли падают на раскаленную поверхность, лавовое озеро окутывается клубами пара. Брызги раскаленной лавы взлетают на высоту 100–150 метров, а иногда и 1000 метров. Когда извержение усиливается, лава переполняет озеро. Быстрый поток жидкой лавы, словно огненная река, стекает по склонам горы.
Пелейский тип. Лава вулканов этого типа очень вязкая, она застывает прямо в жерле и не дает выхода газовым парам. В результате происходит сильнейший взрыв, а затем гигантская туча раскаленных газов и пепла вырывается наружу. Она стремительно мчится по склону, уничтожая все на своем пути.
Везувианский тип. В начале извержения над вулканом поднимается гигантское облако, состоящее из газов и пепла. Гигантский пеплопад обрушивается на прилегающую территорию. Толщина выпавшего слоя пепла достигает нескольких метров, именно горячий вулканический пепел во время извержения в 79 г.н.э засыпал и уничтожил 3 римских города. В том числе, трагически известную Помпею.
Извержения прибрежных вулканов могут вызвать гигантские волны – цунами. Многометровая стена воды надвигается на берег и опустошает его. Иногда извержения подводных вулканов приводят к образованию новых островов.
1.6.Самые знаменитые вулканы
Вулканологи считают, что каждые два года Земля рождает в среднем три новых вулкана. Причем каждый третий из них — не на суше, а под водой. Всего же на планете зарегистрировано более 1300 действующих вулканов, из которых почти четверть — подводные. Знаменитых вулканов на планете множество, такие как - Везувий, Фудзияма, Кракатау, Мон-Пеле, Этна и другие. Известность их порождена различными причинами…
ВЕЗУВИЙ — действующий вулкан на юге Италии.
Считается одним из наиболее опасных вулканов мира. При извержении в 79 году н. э., были уничтожены 4 древнеримских города, в том числе город Помпеи, расположенный прямо у подножья вулкана. Жители города не знали, что Везувий – это вулкан, они думали это обычная гора.
КРАКАТАУ — бывший остров и действующий вулкан в Индонезии.
Катастрофическое извержение 1883 года уничтожило большую часть острова, при этом ударные воздушные волны, рожденные подземным взрывами, трижды обошли земной шар. Волна высотой в 30-40 метров уничтожила на своём пути более 160 деревень. Погибло около 36 тыс. местного населения.
С амый высокий из наиболее активных вулканов Европы – ЭТНА на острове Сицилия. В его кратере почти всегда бурлит кипящая лава и извергается практически постоянно. В среднем раз в три месяца вулкан извергает лаву.
КЛЮЧЕВСКАЯ СОПКА — самый высокий действующий вулкан России (4750 м.) на Камчатке.
Вулкан ФУДЗИЯМА на японском острове Хонсю, недалеко от Токио. Служит предметом культа японцев. Вулкан слабо активен.
В 1973 году в результате извержения подводного вулкана в Тихом океане в 900 километрах к югу от Токио, образовался новый остров НИСИНОСИМА СИНТО (длинна 800 метров, ширина 400 метров).
1.7. Как предсказать извержение
Чтобы извержения вулканов не приводили в гибели людей, животных и всего живого на Земле, нужно уметь предсказывать, когда они произойдут и насколько сильными они окажутся. Есть некоторые очевидные признаки грядущего бедствия: дрожит земля, над кратером вулкана начинает куриться дымок, из жерла вылетают камни и пепел. Даже поведение животных иногда может стать сигналом об извержении вулкана.
Для прогноза извержений учёные-вулканологи составляют карты вулканической опасности с показом характера и распространения продуктов предыдущих извержений.
Ведутся наблюдения за самыми незначительными изменениями поверхности. Современные приборы улавливают малейшие признаки активности вулкана.
Ещё один метод – изучение газов, выходящих из вулкана. Если их состав вдруг изменился, это может говорить о скором приближении раскалённой магмы из недр Земли.
Выводы по первой главе
Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Вулканы могут вызывать пожары, наводнения и цунами. Раскаленный пепел может выжигать все на своем пути, засыпать людей и их жилища. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет.
Глава 2. Практическая часть
2.1. Анализ результатов опроса
Изучив литературу, я узнал много нового о вулканах и у меня возник вопрос «Знают ли учащиеся моего класса о последствиях вулканов?». Для этого был проведен опрос, результаты получились следующие.
Всего было опрошено 26 учащихся 2 А класса МОУ СОШ №3 п.Дарасун.
На первый вопрос «Что такое вулкан» 21 человек написал, что это «гора»; 3 человека не знают, что такое вулкан, 1 человек считает, что это «движение плит», 1 – «камни с лавой».
Таким образом, большинство учащихся знают, что такое вулкан.
2 вопрос «Опасны ли вулканы для людей?». Все учащиеся ответили, что «да» опасны.
3 вопрос «Как Вы думаете, есть ли какая-нибудь польза от вулкана?». 22 человека ответили «нет пользы», 2 человека написали, что «лава делает почву плодородной», 1 человек отметил «образование полезных ископаемых», 1 написал, что «появляются острова после застывшей магмы».
Таким образом, несмотря на то, что все учащиеся отметили опасность вулканов для людей, некоторые учащиеся знают о том, что вулканы приносят пользу: полезные ископаемые и плодородную почву.
4 вопрос «Как вы думаете, возможно ли извержение вулкана на территории Забайкальского края?». 24 человека ответили «нет», 2 – «да».
Таким образом, не все учащиеся знают, что в Забайкальском крае возможно извержение вулкана.
2.2. Проектирование вулкана в домашних условиях
Во время извержения вулкана в воздух выбрасываются облака пепла, а по склонам течет лава. Это очень захватывающее зрелище, наблюдать за ним в непосредственной близости опасно для жизни. Но можно сделать вулкан в домашних условиях и ежедневно проводить опыты, любуясь извержением без угрозы для жизни и здоровья.
Сначала изготовим сам вулкан. Для этого мне нужны были следующие материалы и предметы: газеты, коробка , шпатлевка, вода.
На коробку приклеил мятые газеты, затем развел шпатлевку с водой до консистенции густой сметаны. Сформировал рельеф из газет: горы, склоны, впадины, реку, обмазал все это разведенной шпатлевкой. Когда макет высох, раскрасил гуашью.
Проведение опыта. Проведем опыт «Извергающий вулкан» на макете в домашних условиях. Для проведения опыта нам понадобится: макет вулкана и материалы для опыта: вода, красная краска для придания цвета лаве, две чайные ложки пищевой соды, несколько капель средства для мытья посуды, 20-30 мл столового уксуса 3-9%.
Ход работы:
Насыпать в отверстие вулкана две чайные ложки соды и несколько капель средства для мытья посуды. В пластмассовом стаканчике размешать немного красной краски с водой до образования интенсивного цвета. Это заставит «лаву» выглядеть более реалистично. Влить в окрашенную воду 2 столовые ложки столового уксуса и все перемешать. Осторожно выливать в жерло вулкана получившийся раствор.
Вливание раствора в кратер вулкана
Когда уксус смешивается с содой, происходит химическая реакция с выделением углекислого газа, который выходит из вулкана в виде пузырей, тем самым, заставляя массу переливаться через края кратера. Все совершенно безвредно и безопасно: (бикарбонат натрия, или сода) + (уксусная кислота) = (ацетат натрия) + (углекислый газ) + (вода). Средство для мытья посуды заставит «лаву» сильнее пузыриться.
Выводы по второй главе. Исходя из результатов опроса видно, что учащиеся 2 а класса МОУ СОШ №3 знают, что такое вулканы, но не знают, что в Забайкальском крае возможно извержение вулкана. Проведя эксперимент, можно увидеть, как извергается вулкан. Это значит, что возможно самостоятельно создать модель природного явления - извержение вулкана.
Заключение
Итак, проанализировав теоретические и практические результаты нашего исследования, сделаем следующие выводы: целью работы было изучить влияние вулканов на жизнь людей.
Для достижения цели были поставлены задачи, которые были успешно выполнены. Интересные факты и сведения о вулканах помогли лучше понять строение вулканов, их природу, оценить их разнообразие и построить модель действующего вулкана.
В результате проделанной работы, выяснилось, что, несмотря на достижения современной науки и техники, человек остается уязвимым перед силами природы. Сегодня десятки тысяч жизней уносят такие природные катаклизмы, как землетрясения, наводнения, цунами и, конечно, извержения вулканов. Все эти явления связаны между собой и берут свое начало глубоко в недрах Земли. На сегодняшний день устройство нашей планеты достаточно хорошо изучено, однако точно предсказать, когда Земля возмутится и извергнет из себя потоки раскаленной лавы, когда в океанских глубинах из-за землетрясения зародится огромная волна и накроет прибрежный город нельзя. Извержения вулканов были и остаются самыми зрелищными, захватывающими, но непредсказуемыми и опасными явлениями природы.
Извержение вулканов – это всегда стихийное бедствие для всего живого мира. Разрушаются города, гибнут люди, однако польза от вулканов для людей тоже есть. И несмотря на огромный риск, люди продолжают жить и вести хозяйство на склонах вулканов, потому что вулканический пепел способствует образованию исключительно плодородной почвы, богатой минералами, способствующая росту растений. Благодаря вулканам образуются горные породы, из которых состоит земная кора.
Из вулканической пыли делают лекарства, удобрения, очистители для воды, добывают серу. Из застывшей вулканической лавы – обсидиана делают ювелирные украшения. Из затвердевшей лавы строят дома. А еще вулканы доставляют нам из земных недр углерод, азот и другие газы, без которых жизнь на Земле невозможна. Пемза используется, как шлифовальный материал. При выбросе лавы в водном пространстве рождаются пляжи и даже целые острова, пригодные для проживания.
Исследовав информацию о вулканах, можно сделать вывод, что вулканы - это природное явление. Извержение вулканов происходит из-за сталкивания и смещения тектонических плит. Эти плиты наезжают одна на другую, их нижние слои опускаются глубже, тают и формируют магму. Извержения вызывает магма. Также были изучены виды вулканов и извержений, самые известные вулканы на земле. В ходе исследования была выполнена модель вулкана, которая необходима для наблюдения процесса извержения. Проведенный среди учащихся 2А класса МОУ СОШ №3 п.Дарасун опрос показал, что учащиеся не знают о природе Читинского вулкана. Данная работа очень интересна, в дальнейшем планируется продолжение работы в этом направлении. Результаты исследования могут быть использованы в работе учителей начальных классов, при изучении курса «Окружающий мир», учителей географии, истории и химии.
Гипотеза нашего исследования подтвердилась. Цель достигнута..
Список использованной литературы
1.Андрей Терентьев. Могучий вулкан. 2009.
2.Кристина Годен. Детская энциклопедия «Вулканы». 2008.
3.Роберт Коуп. Вулканы. 2009.
4.Заварицкая Е.П. Вулканы.1946-2007.
5.Апродов В.А. Вулканы. - М.: Мысль, 1982.
6.Макдональд Г.А. Вулканы. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1975.
7.Влодавец В.И. Вулканы Земли. – М.: Наука, 1973.