Исследовательская работа "Вулкан в пробирке"

 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Первомайская средняя общеобразовательная школа

    Исследовательская работа

«Вулкан в пробирке»

 

                                      автор :

                                           Жуков Александр  Юрьевич,

ученик 3 В  класса

руководитель:

Аугервальд Ирина Валентиновна,

учитель

                           с.Первомайское,2015 год

Содержание

Введение……………………………………………………………… с.3

Что такое вулканы? …………………………………………………. с.3

Внутреннее строение Земли…………………………………………с.4

Где расположены вулкан   …………………………………………..с.5

Строение вулкана…………………………………………………….с.7

Формы вулканов……………………………………………………   с.8

Какой вред приносят вулканы………………………………………с.9

Есть ли польза от вулканов………………………………………….с.10

Как сделать вулкан…………………………………………………...с.10

Мои эксперименты………………………………………………… ..с.11

Заключение………………………………………………………… ..с.12

Литература……………………………………………………………с.13

Введение.

   На уроке окружающего мира мы говорили о вулканах. Они меня очень заинтересовали , и я решил подробнее узнать о вулканах.  Мне очень хотелось увидеть вулканы. Я решил  попробовать сделать  дома мини- вулкан. С этого началась моя исследовательская работа.

   Цель исследования:

создание мини-вулкана в домашних условиях.

Гипотеза: я предполагаю, что в домашних условиях можно создать мини –вулкан.

Задачи:

  1.изучить научно – познавательную литературу о вулканах;

  2.изготовить модель вулкана;

  3.поставить эксперимент;

  4.внести результаты в таблицу;

  5.сделать выводы.

Методы исследования:

- анализ литературы;

- изучение материала о вулканах  в различных источниках;

- работа в сети Интернет;

- наблюдение и сравнение.

Что такое вулканы?

   Изучив литературу о вулканах в энциклопедии «Я познаю мир»,  я выяснил для себя много интересного. Долгое время люди боялись вулканов. Они думали, что это боги на них прогневались и хотят их наказать. И чтобы задобрить богов , люди приносили к кратерам вулканов подарки. Так появилось много легенд о вулканах – этом таинственном и загадочном явлении.  Вот одна из них.

 В Древней Греции власть над огнем под землей принадлежала богу по имени Гефест . Странный это был бог: некрасивый, хромоногий. Но зато очень трудолюбивый и сильный. Гефест сумел подчинить себе огонь. Он первым начал ковать оружие и делать украшения. А потом научил этому людей. И если из горы вырывались дым и огонь, значит, Гефест принялся за работу. Древние Римляне дали этому богу имя Вулкан. Оно тоже означает огонь. И дом его получил название вулкан. Позже любую огнедышащую гору люди стали называть вулканом.

    Если говорить научным языком, вулкан – геологическое образование над каналами и трещинами в земной коре, по которым расплавленные горные породы и их обломки, а также   подземные газы, водяной пар выходят на поверхность Земли. Температура их может быть до 1000 градусов.

Наука, изучающая вулканы – вулканология.

                              Внутреннее строение Земли.

  Для того, чтобы понять, что такое вулканы, мы должны представитьсебе, как устроена наша планета Земля.

 

Ученые установили, что земной шар состоит из трех частей: ядра, мантии и литосферы.  Ядро находится  внутри Земли, радиус его  3500 километров, состоит  из железа и никеля и имеет очень высокую температуру – около 3000 градусов. Ядро окружено мантией  ( в переводе с латинского слово «мантия» означает «покрывало»). Толщина ее примерно 2900 км, вещества мантии также имеют высокую температуру: от 800 до 2000 градусов. При такой температуре вещества должны быть в расплавленном состоянии, но этому  мешает большое давление сверху. Под давлением вещества мантии могут перемещаться . Там, где давление меньше, вещества мантии расплавляются. От мантии внутреннее тепло Земли передается земной коре. Литосфера – каменная оболочка Земли , верхнюю её часть называют земной корой. Толщина ее в среднем 30-40 км, под горами -70 км, а под океанами – 3-7 км. Наше село Первомайское расположено  на  Западно – Сибирской равнине, от мантии нас отделяет слой камня толщиной до 40 километров.

                              Где расположены вулканы.

    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. Делят вулканы на следующие группы:

 

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.  Потухшими называют вулканы, не извергавшиеся на памяти человечества.

 

 На этой карте  действующие вулканы показаны красными звездочками.

  У нас 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»

                                      Строение вулкана

 На больших глубинах раскаленные горные породы находятся под огромным давлением вышележащих слоев. А чем выше давление, тем выше и температура кипения вещества. А если давление на магму ослабнет, она перейдёт в текучее состояние, закипит и будет искать любую лазейку, чтобы всплыть наверх. Уменьшается давление на магму там, где земная кора растягивается или где она разрушается внешними силами. Поэтому вулканы чаще всего бывают в горных странах, где земная кора сильно сжимается и растягивается и активно разрушается.  У верхней границы мантии, где давление меньше, чем на большой глубине, вещества мантии плавятся , образуется очаг магмы(  в переводе с греческого слово «магма»означает густая мазь).Если до очага магмы доходит трещина в земной коре, давление уменьшается.  Через  разломы в земной коре раскаленная магма прорывается наружу и изливается на поверхность. Эту магму называют лавой, температура её более 1000 градусов , она течет по склону вулкана со скоростью до 50 км в час.

   Канал, по которому поднимается магма, называют жерлом вулкана.     Чашеобразное углубление на вершине вулкана называется кратером ( в переводе с греческого «кратер» - «чаша»).

   При извержении на поверхность вместе с лавой вырываются газы, водяной пар, вулканическая пыль, куски горных пород(от нескольких сантиметров до нескольких метров)- их называют вулканическими бомбами.

  Образуются тучи пепла –это мельчайшие частицы магмы, которые вулкан может выбросить на очень большую высоту, иногда на несколько километров .Остывая в воздухе, часть пепла оседает вокруг вулкана, покрывая иногда толстым слоем окружающую местность. Огромные тучи пепла ветер разносит на сотни и тысячи километров, где они оседают на Землю.

  Вулканические газы – горячие. Они несутся вниз по склону вулкана со скоростью более 300 километров в час, уничтожая все на своём пути-деревья, дома, людей.

                                       Формы вулканов.

Форма вулканов зависит от типа лавы и от силы взрыва. Вязкая лава очень густая, она быстро застывает вокруг жерла, образуя крутой конус. Так возникают стратовулканы.

 

   Жидкая лава течет очень быстро и может растекаться на несколько километров от кратера,  прежде чем начнет остывать . Так образуются щитовые вулканы. Они бывают невысокими и плоскими.

 

Самые страшные вулканы  - кальдеры, они взрываются так сильно,  что разрушают самих себя, а на их месте остаётся лишь большая воронка.

 

Какой вред приносят вулканы.

    Извержение 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. Так было при извержении вулкана Везувий.

 

                    Карл Брюллов «Последний день Помпеи»

      О грандиозной катастрофе люди узнали из сохранившегося до наших дней письма ученого Плиния младшего к римскому писателю Тациту, в котором он описывает гибель своего дяди Плиния старшего и события того страшного дня:

«24 августа около часа пополудни над горой показалось облако необычайной величины… Это облако поднималось вверх сильной струёй воздуха, а в том месте, где струя ослабевала, оно медленно расширялось. Сверху стали падать черные камни, обожжённые и растрескавшиеся от жары. Море сильно обмелело. Между тем из Везувия стали вырываться широкие языки  пламени и поднялся огромный столб огня. В то время, когда в других местах был ещё ясный день, здесь царила ночь… Когда извержение закончилось, то оказалось, что цветущие города полностью исчезли с лица Земли. Стабию сожгли потоки лавы. Геркуланум затопили грязекаменные потоки, а Помпею завалило многометровым слоем раскаленного пепла и камней. Погибли тысячи людей». Но на этом Везувий не успокоился – на протяжении нескольких столетий  периодически происходят извержения.

                            Есть ли польза от вулканов.

   Извержение вулкана приносит людям страшные беды.

В опасной близости от вулканов живет много людей. Ученые изучают характер каждого вулкана и предупреждают людей о степени опасности того или иного извержения.

   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.

                                     Как сделать вулкан.

   Я сам дома   попробовал сделать вулкан.   В аптеке я купил пробирку. . Из пластилина сделали конус вулкана вокруг пробирки так, чтобы он доходил до её горлышка. У меня получилось жерло вулкана и кратер ( горлышко пробирки.  Слепил основание вулкана. Для эксперимента ёщё мне понадобились: воронка,  вода,  сода,  уксусная кислота , красная краска, моющая жидкость.

Затем  насыпал чайную ложку соды  в пробирку. Налили в неё одну третью часть  воды . Хорошо встряхнули, чтобы перемешать воду с содой. Добавили 5 капель моющей жидкости и немного красной краски. Ещё раз встряхнули пробирку. Через воронку налили раствор в жерло вулкана. Добавили в пробирку уксус.  И началось извержение.

В результате проделанного опыта я увидел, что жидкость начала пениться и извергаться, как будто лава из вулкана.  У меня получилось создать дома мини-вулкан.

 

                                         Мои эксперименты.

В Интернете я прочитал, когда природный вулкан  извергает лаву на поверхность Земли, она раскалена ( высокая температура до 1000 С), шумит, выбрасывает камни и пепел.  А в самом  жерле вулкана температура ещё выше. Я решил узнать, а можно ли измерить температуру и уровень шума в моём мини- вулкане? За помощью я обратился к учителю физики  Коробцову  Андрею Викторовичу. Мы с помощью точного электронного прибора «Спарк» , измерили в моём мини-вулкане температуру в жерле  и уровень шума.

 

	природный вулкан	мини-вулкан (пустой )	мини-вулкан (химическая реакция)	разница
t C	больше  1500 С	17,8 С	19,6 С	на 1,8 С
шум	+	62 Дб	78 Дб	на 16 Дб

Я записал измерения в таблицу.

Результат моих экспериментов доказывает, что деятельность природного вулкана совпадает с деятельность мини-вулкана, созданного мной дома. В кипящем вулкане высокая температура, уровень шума увеличивается. В кипящем вулкане высокая температура,  на 1, 8 С выше, чем в пустом, а уровень шума увеличивается на 16 децибел.

                                                            Заключение.

Моё предположение полностью подтвердилось. Дома можно создать мини-вулкан, и провести опыт.

Но самое удивительное, как утверждают ученые, вулканы создали земную кору, воду , воздух . И всё живое на Земле. Так что и мы, люди, тоже дети вулканов.

Литература

1.     А.Кленов . Малышам о минералах. Москва. 1993г.

2.     Энциклопедический словарь юного географа – краеведа. Москва, 2001 г.

3.     «Я познаю мир», Москва, 2006 г.

4.     А.Гейнери. Страшная география. Изд. АСТ, 2000 г.

5.     Материалы сети Интернет.