Проект " Вулканы мира"

Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №11 г. Орска» Оренбургской области

                                   Дисциплина

                                                   География

                         Индивидуальный проект

                         Тема: «Вулканы мира»

Выполнила:

ученица 10 «А» класса

Шатохина Валерия                          Руководитель:учитель                                                                                                                                                      географии Дудорова Я.А

                           г. Орск, 2023

Оглавление

Введение  ………………………………………………………….....……………….3

Глава 1. Вулканы

       1.1.Что такое «вулканы»?…………………………………………………...…..4

       1.2.Строение вулкана………………………………………………………...….4

       1.3.Где возникают вулканы………………………………..................................5

       1.4. Типы вулканов………...………………………………………………….....6

       1.5.Причины извержения………...…………………………...............................9

       1.6. Типы извержения ………………………………………...............................9

       1.7. Лава……………………………………………….…………………………14

       1.8. Вулканические выбросы…………………………….…..............................15

Глава 2. Вред и польза вулканов

       2.1. Вред вулканов…………………………………………................................17

       2.2. Польза вулканов……………………………………………………………17

       2.3. Моё исследование. Практическая часть ……….....……….............................17

       2.3.1. Модель вулкана…………………………………………………………………………………….18

       2.3.2. Опыт «Извергающийся вулкан»………………………...........................19

Заключение…………………………………………………………..........................20

Список литературы………………………………………………………………….21

Введение

          Все мы с вами слышали о вулканах, но большинство не знают, что такое вулканы? Как он возникает? Почему? Польза его? И так далее. Именно поэтому меня заинтересовала тема «Вулканы мира». На сегодняшний день – это тема очень актуальна, так как на данный момент многие вулканы извергаются, например, вулкан Этна на острове Сицылия, на острове Гавайях и в Польше вулкан Кумбре-Вьесо.

Цель: изучить строение вулкана и процесс его извержения.

Задачи:

1. Изучить строение вулканов и их типы.

2. Выяснить значение вулканов и их влияние на окружающую среду и литосферу.

3. Смоделировать вулкан и его процесс извержения вулкана.

Гипотеза: вулканы приносят не только вред, но и пользу.

Объект исследования: вулканы.

Предмет исследования: модель вулкана

Методы исследования: анализ литературы, сравнение, моделирование, эксперимент.

Глава 1. Вулкан – чудо природы.

1.1. Что такое «вулканы»?

Вулканизм - грозное, нерегулируемое явление природы - веками интересовал человечество.  Вулкан (от лат. vulcanus — огонь, пламя), геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. Наука, изучающая вулканы, называется вулканология, геоморфология.

1.2. Строение вулкана

На поверхности

          Величественный конус на поверхности Земли - лишь верхушка вулкана . Каким бы большим ни казался вулкан , его наземная часть очень мала по сравнению с подземной, откуда поступает магма . Конус вулкана сложен продуктами его извержения. На вершине располагается кратер - чашеобразное углубление, иногда заполненное водой .

В земных глубинах

          Вулкан питается через отверстие, называемое главным каналом, или жерлом . Через жерло выходят газы, а также обломки пород и расплавы, поднявшиеся с глубин , которые постепенно формируют рельеф на поверхности вулкана. С жерлом связана целая система вулканических трещин, боковых каналов и магматических очагов , расположенных от одного до десятков километров от поверхности Земли. Первичный магматический очаг находится на глубине 60-100 км , а вторичный магматический очаг, который непосредствен но питает вулкан , - на глубине 20-30 км. По мере продвижения магмы к поверхности в ней происходят значительные изменения.

Размеры вулканов

          Существуют маленькие вулканы , конус которых поднимается от поверхности Земли на несколько сотен метров. Есть огромные , достигающие 3000-5000 м в высоту. Самый большой вулкан на планете Мауна-Лоа расположен на острове Гавайи . Он возвышается на 4170 м над уровнем моря, а его подошва покоится на глубине 5000 м. В итоге его высота составляет более 9 км . (Рис. 1)

Рис. 1

1.3. Где возникают вулканы.

          Вулканы образуются над трещинами земной коры, по которым расплавленная магма изливается на поверхность.

Сколько вулканов на Земле?

          Никто не решится назвать точную цифру. Спящие вулканы могут проснуться, наоборот, действующие могут затихнуть на длительный срок. Кроме того, происходит подводная вулканическая деятельность, а на дне океанов многие вулканы еще не обнаружены. Иногда на суше неожиданно образуются новые вулканы. В целом ученые полагают, что действующих вулканов более 1500. Ежегодно около 50 вулканов проявляют активность.

Группами и поодиночке

          Вулканы образуются на границах сталкивающихся литосферных плит , а значит, они тянутся длинными цепочками, такими, как тихоокеанское «огненное кольцо», Индонезийская дуга, Антильская дуга. Внутриматериковые вулканы часто приурочены к зонам разломов, например вулканы Восточной Африки. Еще один тип вулканов связан с горячими точками в мантии . К ним относятся, например, Фурнэз на острове Реюньон или Камерун в Африке.

Что такое «огненное кольцо»?

          При столкновении литосферных плит с континентальными, первые поддвигаются под вторые и погружаются в мантию (процесс субдукции) . В результате субдукции образовался гигантский пояс вулканической активности, окружающий Тихий океан, - «огненное кольцо ». Оно тянется от Аляски через Алеутские и Командорские острова к восточному побережью полуострова Камчатка, Курильским островам и Японии, включает Филиппинский архипелаг, Новую Гвинею и Новую Зеландию. В пределах «огненного кольца» находятся 526 вулканов, из них 328 извергались в историческое время.

1.4. Типы вулканов

          В зависимости от состава лавы и характера извержений различают несколько типов вулканов.

Стратовулкан

          Стратовулканы, или конусовидные вулканы с крутыми склонам и, образуются слоями лавы и пепла, выброшенными в ходе предыдущих извержений. Иногда стратовулкан имеет несколько побочных кратеров, расположенных рядом или даже пересекающихся друг с другом. (Рис. 2)

Рис. 2

Щитовой вулкан

          Щитовой вулкан с пологими склонами образуется при широком растекании слоев жидкой базальтовой лавы. (Рис. 3)

Рис. 3

Кальдера

          При взрывном извержении в результате провала вершины вулкана образуется широкая котловина - кальдера. Иногда кальдера формируется в результате взрыва вулканической камеры. Кальдеры имеют диаметр не меньше 1 км, но могут достигать 20 км. Многие из них мало изучены. (Рис. 4)

Рис. 4

Куполообразный вулкан

          Крутые склоны куполообразного вулкана образуются при остывании вязкой лавы, неспособной растекаться на большие расстояния. Вершина такого вулкана, как правило, плоская. (Рис. 5)

Рис. 5

Столовая гора

          Формируясь под ледником, такой вулкан обладает характерной формой, напоминающей стол, откуда и название. Вершина у него плоская, а склоны очень крутые. (Рис. 6)

Рис. 6

1.5. Причины извержения.

         Причины вулканических извержений отчего же происходят извержения вулканов? Накопленное в глубине Земли тепло раскаляет вещество земного ядра. Температура его так высока, что это вещество должно было бы расплавиться, но под давлением верх них слоев земной коры оно удерживается в твердом состоянии. В тех местах, где давление верхних слоев ослабевает в связи с движением земной коры и образованием трещин , раскаленные массы переходят в жидкое состояние. Масса расплавленной породы (магма), насыщенная газами, под сильным давлением, расплавляя окружающие породы, прокладывает себе путь наверх. Бывает, что жерло уже забито застывшей лавой как пробкой, что создает условия для роста давления до тех пор, пока оно не окажется достаточно высоким, чтобы эту пробку вытолкнуть. Проникновение поверхностной воды, а также физические и химические процессы, происходящие в самой магме, так е создают условия, при которых может произойти извержение вулкана.

1.6. Типы извержения.

Гавайский тип

Характеризуется излияниями жидкой базальтовой лавы. Лавовые потоки из кратера или трещин медленно стекают по склонам вулкана. Газы выделяются относительно спокойно, образуя лавовые фонтаны, поднимающиеся, в высоту от нескольких до сотен метров. При извержениях этого типа в кратерах могут образовываться кипящие лавовые озера. (Рис. 7)

Рис. 7

Стромболианский тип

          Это наиболее умеренный тип эксплозивных извержений. Извержения происходят через определенные промежутки времени. Лава средней вязкости содержит мало газов. Газовые взрывы выбрасывают на относительно небольшую высоту раскаленную лаву, которая выпадает на склоны вулкана в виде спирально завитых бомб и шлака (пористые куски лавы), создавая конус вулкана. Взрывы перемежаются эффузивными фазами, когда лава спокойно изливается. (Рис. 8)

Рис. 8

Вулканский тип

          При извержениях этого типа выбрасываются насыщенные газами лавы, относительно вязкие и мало подвижные. Газы, которые из-за большой вязкости лавы не могут свободно проникнуть через нее, периодически накапливают энергию и освобождаются со взрывом, разрушая лавовую корку в кратере. При этом вверх выбрасывается черное облако, состоящее из вулканического пепла, песка, лапилли и бомб. Высота эруптивного столба может достигать 20 км. Лава, вытекая из кратера, медленно движется в виде отдельных потоков. (Рис. 9)

Рис. 9

Пелейский тип

          Для извержений пелейского типа характерна очень вязкая лава, застывающая до выхода из жерла и образующая пробку, препятствующую выходу газа. Лава выжимается в виде монолитного обелиска и куполов. Извержения происходят как сильные взрывы. Возникают так называемые палящие тучи. Эти лавины, состоящие из взвеси в горячем воздухе обломков раскаленных вулканических пород и пепла, не поднимаются вверх, а скатываются с огромной скоростью по склонам вулкана, разрушая все на своем пути. Их энергия способна уничтожить все живое в радиусе 15-20 км. (Рис. 10)

Рис. 10

Плинианский тип

          Исключительно мощные и ильные извержения производят неизгладимое впечатление. Фрагменты очень вязкой, насыщенной газами лавы выбрасываются на высоту в несколько десятков километров вместе с огромным количеством пыли, пемзы и пепла. Гигантские эруптивные столбы принимают фору пиний - итальянских сосен, имеющих раскидистую  плоскую крону. Когда извержение теряет силу, столб как 6ы обрушивается под собственной тяжестью. Количество выброшенного вещества измеряется в десятках кубических километров, разбросанных на огромной площади. (Рис. 11)

Рис. 11

Исландский тип

          Исландский тип (от вулканов Исландии) характеризуется выбросами очень жидкой базальтовой лавы с содержанием пирокластического материала. Как правило, образуют плоские щитовые вулканы. Извержение происходит по трещинам. Историческим примером извержения исландского типа было извержение Лаки в Исландии в 1783 году. (Рис. 12)

Рис. 12

Фреатический тип

Фреатический взрыв — событие, при котором раскалённая магма вступает в контакт с большим количеством льда или воды. При этом происходит молниеносное испарение, приводящее к тепловому взрыву, при котором происходит выброс камней, пепла и лавовых бомб. В результате таких взрывов образуются маары — плоские вулканические кратеры с небольшим валом по краям. Основную опасность при фреатическом взрыве могут представлять ядовитые газы, извергаемые из кратера. (Рис. 13)

Рис. 13

Подледный тип

          Подлёдный тип извержений относится к вулканам, расположенным под ледниками. Такие извержения образуют шаровую лаву, лахары (смесь раскаленных продуктов магмы с холодными водами). Существует угроза опасных наводнений, волн цунами. До настоящего времени наблюдалось всего пять извержений такого типа. (Рис. 14)

                                                              Рис. 14

1.7. Лава

          Лава - это магма, изливающаяся на земную поверхность при извержениях. Излияние лавы может происходить из основного кратера, бокового кратера на склоне вулкана или из трещин. При извержении лава имеет температуру от 700 до 1200°С. Чем выше температура лавы, тем выше ее текучесть и тем более длинные лавовые потоки она образует. Горячая лава, обладающая высокой текучестью, может продвигаться со скоростью более 35 км/ч, однако чаще ее скорость не превышает нескольких метров в час. Пока лава жидкая и пышет жаром, ее цвет изменяется от желтого до красного. При 1200°С она золотисто-желтая, при 1000°С приобретает оранжевый цвет, а при 900°С - красный. По мере остывания лава темнеет. Тип лавы зависит от того, какие породы образуются при ее остывании. Чаще всего встречаются жидкие базальтовые и вязкие андезитовые лавы.

Жидкая лава

В зависимости от своего химического состава лава может быть жидкой или густой и вязкой. Жидкие базальтовые лавы образуются из магмы, которая относительно легко освобождается от газов, а потому ее извержения происходят менее бурно. Жидкие лавы образуют протяженные лавовые потоки длиной более 100 км. Толщина лавовых потоков составляет от 3 до 15 м. Более жидкие лавы образуют более тонкие потоки.

Вязкая лава

          Вязкую лаву образуют расплавы более плотной магмы, способные долго удерживать газы. При высоком содержании в магме газов происходит взрывное извержение. Вязкая лава растекается медленно, ее температура не превышает 900°С, а консистенция напоминает густое тесто или гудрон. Она скапливается в непосредственной близости от жерла вулкана, и только давление снизу подступающей новой лавы вынуждает ее продвигаться. Очень вязкая лава образует не потоки, а купол. Давление под куполом может возрастать, и скорее всего, при следующем извержении купол будет разрушен.

1.8. Вулканические выбросы

Пеплы

          Самый мелкий обломочный материал размером менее 2 мм, выбрасываемый в воздух во время извержения, относят к пеплам. Пепел разносится ветром на большие расстояния и выпадает на поверхность Земли, покрывая огромные площади. Например, при извержении вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 году выбросы пепла обогнули земной шар немногим более чем за две недели. Пепел образует огромные эруптивные столбы над вулканом. Они могут затмить солнечный свет на длительное время.

 Лапилли

          Выброшенные при извержении обломки лавы величиной от 2 до 5 мм называются лапилли (от итал. «лапилли» - «шарик»). Обычно лапилл и выпадают из облака в пределах склонов вулкана.

Вулканические бомбы

          Самые крупные обломки пирокластического материала размером более 50 мм называют я вулканическими бомбами. При сильных взрывах в воздух выбрасываются раскаленные , жидкие или тестообразные лавы. Вращаясь, они застывают во время полета в воздухе, приобретая веретенообразную или шаровидную форму. Из-за своего значительного веса бомбы падают в непосредственной близости от вулкана, однако в Индонезии после извержения вулкана Кракатау нашли бомбу диаметром более 1 м на расстоянии 1 км от жерла. Самую крупную бомбу длиной лее 8,5 м обнаружили в Мексике.

Палящие тучи

          Палящие тучи - одно из самых грозных явлении, сопровождающих извержение вулкана. Раскаленная смесь, мчащаяся по склонам вулкана со скоростью от 200 до 500 км/ч, сжигает все на своем пути. Палящие тучи стоят из смеси перегретых газов с вулканическими обломками и возникают при обрушении столба пепла и газов, выбрасываемых вертикально из жерла. Обладая колоссальной начальной энергией, они распространяются на несколько километров. В 1902 году при извержении вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника палящая туча в мгновение ока уничтожила город Сен-Пьер с населением 29 ООО человек.

 Потоки пемзы

          Эксплозивная деятельность вулканов сопровождается выбросами большого количества пирокластического материала (бомб, пепла), а также пемзы - породы, образующейся в результате вспучивания и быстрого застывания лавы. Пемза образуется , когда вулканическая камера резко опустошается. Такое опорожнение вызывает извержение очень горячей вспененной газами лавы. Поток разливается вокруг жерла в виде гигантского покрывала , расстилающегося на десятки квадратных километров при толщине 30--АО м. Случается, хотя и редко, что потоки пемзы становятся причиной серьезных разрушений.

Глава 2. Вред и польза вулканов.

2.1. Вред вулканов.

          «Жить как на вулкане» – значит быть в постоянной опасности. Для людей, живущих в окрестностях вулканов, это не метафора, а суровая реальность.

В 79 г. извержение вулкана Везувий в Италии. Под слоем пепла, лавы и кипящей грязи было засыпано 3 города: Помпеи, Геркуланум и Стабили. В тот день погибло 10 тысяч человек.

В 1883 году в августе в Индонезии на острове Кракатау (высота 800 м) произошло одно из самых знаменитых и мощных извержений вулкана, отзвуки данного события были слышны даже за 3500 км. Погибло десятки тысяч людей, а пепел, выброшенный на высоту, дважды облетел земной шар. Повсюду наблюдалось сильное помутнение атмосферы, а утренние и вечерние зори отличались необычной яркостью. И это повторялось на протяжении целого года.

Пепел затрудняет движение самолетов. Например, при извержении вулкана Безымянного на Камчатке в 1956 г. пепел был выброшен на высоту 45 км.

Извержение подводных вулканов приводит к возникновению волны –цунами.

2.2. Польза вулканов.

          Благодаря вулканам 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.

2.3.  Моё исследование. Практическая часть.

2.3.1. Модель вулкана.

Для изготовления макета вулкана нам понадобилось:

·        поднос

·        песок

·        бутылка

·        фольга или пищевая пленка

Последовательность выполнения эксперимента:

1. Для модели нам понадобится верхняя часть бутылки, пример 8-10 см. Нижнюю часть отрезанной бутылки закрыли несколькими слоями пищевой плёнки или фольги.

2. Мы поставили на поднос верхнюю часть бутылки и обложили ее песком.

3. Наш макет готов.

Рис. 15

2.3.2 Опыт «Извергающийся вулкан»

Для моделирования извержения вулкана нам понадобилось:

·        противень

·        модель вулкана

·        бутылку с теплой водой

·        лимонная кислота

·        краска оранжевого или красного цвета.

·        средство для мытья посуды

Последовательность выполнения эксперимента:

1.Мы взяли бутылку с водой и насыпали туда лимонную кислоту и средство для мытья посуды, далее смешали с красной краской.

2. Перелили содержимое бутылки в кратер вулкана.

3. Насыпали соду в кратер

Итог эксперимента: В результате проведенного эксперимента произошло «Извержение вулкана».(из кратера поднялась пена и стала стекать по стенками модели вулкана)

Заключение.

Цель моей работы достигнута! Действительно, вулканы — это чудо природы.

Вулканы могут приносить нам вред, потому что извержение — это не только красивое зрелище, но геологическая чрезвычайная ситуация, которая может привести к стихийным бедствиям и в результате приведет к человеческим жертвам. Но не стоит забывать, что все таки от вулкана есть и польза, например, в вулканических породах есть элементы ценные для человека: сера, медь, олово, золото, серебро, кроме этого из вулканической пыли делают лекарства, удобрения, очистители для воды. В результате моей исследовательской работы, я выяснила значение вулкана и смоделировала процесс извержения его.

Список литературы

1.     Годен К. Вулканы// Детская энциклопедия «Махаоп», 2008 – 6-8; 12-13; 17; 22-23; 26; 28-29 с.

2.     Репьев С.А. Забавные химические опыты. М:1998 – 15 с.

3.     Энциклопедия «Планета Земля» авторы: Фиона Уотт, Фелисити Брукс, Ричард Спарджен РОСМЕН:2005 – 18- 21 с.

4.     Бомон Э., Годен К. Вулканы. - М.: Махаон, 2011. 123с. 2. Энциклопедия для детей. Геология (ред. Исмаилова С.). - М.: Аванта+, 1995 – 621с.

5.      Большая детская энциклопедия (ред. Рыльникова Н.). – М.: Махаон, 2007. – 335с.

Электронные ресурсы

1. http://children.claw.ru/3_earth_universe/content/006/31.htm Claw.ru: Детская энциклопедия

2. http://allforchildren.ru/why/why44.php Почемучка

3. 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,