Проект выполнен:
Ветчинкиной Е.О.,
учащейся 11 класса
Введение
В 2020 году пандемия Covid-19 охватила весь мир. Это явление нанесло большой ущерб всем сферам жизни общества:
- высокая смертность,
- безработица,
- острые социальные конфликты,
- повсеместная изоляция.
Важность последнего следствия, как ни странно, очень высока. Массовое закрытие границ, отмена рейсов, полное отсутствие возможности путешествовать, а также посещать разного рода заведения - определенным образом погрузило человечество в уныние, превратив дома людей в «тюрьмы и клетки», а их самих - в угнетенных и одиноких заключенных. Даже в такое непростое время, человек всегда находит способ уменьшить количество невзгод, обрушившихся на него.
Итак, люди, вынужденные соблюдать строгие правила карантина, открыли для себя уже не новый, но замечательный термин «местный туризм». Безусловно, для каждой страны, региона или города его достопримечательности - это уникальные, неповторимые, заслуживающие особого внимания объекты. Например, Великобритания славится своими великолепными замками, земля Северного Рейна - Вестфалии - лучшими пивоваренными заводами, Нью-Йорк - статуей свободы.
Чем же славится Камчатский край? Не подлежит сомнению, что главная гордость Камчатки - это природа. Выдающееся разнообразие флоры и фауны, полноводные реки и озера, долины гейзеров и горячие источники, сопки и, конечно же, вулканы.
Покорив несколько камчатских вулканов летом 2020 года, я осталась в безмерном восторге от такого удивительного и одновременно устрашающего творения природы. Именно поэтому своим долгом я считаю как можно больше узнать о вулканах, вулканических извержениях и всех опасностях, связанными сними.
Тема моего проекта довольно актуальна в наше время. Во-первых, несмотря на всю красоту и величие, вулканы представляют собой огромную опасность для населения (например, облака пепла мешают движению самолетов, лава несет за собой пожары и разрушения, приводящие к гибели людей). Хотя мы каждый день видим их, все же мы довольно мало знаем о них. И это отнюдь не правильно, ведь МЫ, в первую очередь, находимся в зоне риска в случае извержения вулкана. Необходимо знать базовую информацию о вулканах; ведь как говорится: «Предупрежден - Значит вооружен!». Во-вторых, один из продуктов моего проекта (макет вулкана) может быть использован в различных опытах на уроках окружающего мира в младших классах для того, чтобы привлечь и заинтересовать детей в изучении естественных наук: физике, химии, географии.
Таким образом, передо мной стоит следующая цель: максимально подробно изучить и рассмотреть вулкан как природное явление.
Для достижения данной цели необходимо решить задачи:
- Изучить научную литературу по теме.
- Изучить типы вулканов и связанные с ними вулканические явления.
- Изучить строение вулкана.
- Изучить процесс извержения вулкана.
- Обобщить информацию и меры безопасности в экстренных случаях, связанных с вулканом.
- Подготовить памятку о мерах безопасности, связанные с вулканической деятельностью.
- Создать макет вулкана и формулу реакции, аналогичную извержению вулкана.
- Подготовить презентацию по изученному материалу.
- Записать видео с иллюстрацией извержения вулкана.
Поставив цель и определив задачи, можем приступить к основной части проекта.
Глава 1
1.1. Что такое вулканы и где они располагаются?
Само слово «Вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана (Vulcanus).
Вулкан - это возвышенность (чаще всего гора конусообразной формы), возникающая над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. (Слайд 3)
Эти геологические образования различного типа встречаются как на поверхности Земли, так и под водой. Но размещение вулканов на Земле отличается крайней неравномерностью. Например, в Австралии полностью отсутствуют вулканы, когда их подавляющее большинство расположено по берегам и на островных дугах Тихого океана (Алеутские, Курило-Камчатские, Японские, Филлипинские, Зондские острова) и на окраинах материков Северной Америки, Центральной Америки, в Андах, на западе Южной Америки. Также 9 действующих вулканов располагаются в Антарктиде.
1.2. Каково строение вулкана? (Слайд 4)
Вулкан состоит из магматического очага, конуса, жерла и кратера.
Магматический очаг
Магматический очаг и есть основа самого вулкана. Он заполнен расплавленными породами - магмой, в которой растворены газы, находящиеся под большим давлением. Он размещается глубоко, на много километров от поверхности.
Конус и жерло вулкана
Конус вулкана, а точнее его конусообразные склоны, сложены из слоёв затвердевшего пепла, шлаков и других продуктов извержения, которые выбрасываются из кратера.
В центре вулканического конуса проходит главный канал, который называется жерло, по которому на поверхность поднимается к кратеру раскалённая лава.
Кратер вулкана
Кратер вулкана - это углубление на вершине вулкана, напоминающее большую чашу или похожее на воронку, которое образовалось в результате извержения. У некоторых типов вулканов при взрывном извержении, в результате провала вершины вулкана, образуется широкая котловина. Эта котловина называется кальдера.
Кроме центрального канала у вулкана существуют и боковые лавовые каналы. Это второстепенные каналы, по которым магма и газы поднимаются на поверхность. Эти каналы ведут к образованию побочных кратеров на склоне вулкана.
Фумаролы
Кроме того, на склоне вулкана или в непосредственной близости от него могут быть расположены фумаролы. Фумаролы - это вулканические трещины, по которым из земных глубин выходят водяной пар и газы, например, сернистый или углекислый.
1.3. Классификация вулканов
Вулканы классифицируют по целому ряду критериев.
Во-первых, по активности выделяют: (Слайд 5)
- Действующие вулканы. Они имеют под собой магматический очаг и периодически извергают лаву, пепел и газы.
- Спящие вулканы в историческое время не извергались, но они могут пробудиться в любое время, так как тоже имеют под собой магматический очаг.
- Потухшие вулканы магматического очага уже не имеют. Активность их уже давно закончилась.
Во-вторых, по форме излившейся и застывшей лавы вулканы делят на: (Слайд 6)
- Стратовулканы. Это классические центральные вулканы, имеющие форму конуса и кратер на вершине.
- Трещинные вулканы. Лава вытекает через узкие щели.
- Кальдеры. Широкая впадина, образовавшаяся в результате провала вершины вулкана.
- Щитовые. Текучая лава, распространяясь на большом пространстве, застывая напоминает щит.
- Пепло-шлаковые. Форма его - конус с усечённой вершиной и со слегка вогнутыми склонами.
- Вулканические лавовые купола. Купол сложен из вязкой лавы над жерлом.
- Сложные вулканы. Соединяют в себе разные типы вулканов.
В-третьих, вулканы классифицируются по месту нахождения: (Слайды 7-8)
- Наземные
- Подводные
- Подледниковые
Также вулканы могут располагаться на разных планетах. (Например, самый большой вулкан во Вселенной Олимп на Марсе)
1.4. Самые знаменитые вулканы (Слайды 9-15)
- Кракатау (Индонезия) - 813 м, действующий.
- Вулкан Тааль (Филиппины).
В 1911 году произошло самое сильное извержение этого вулкана - тогда погибло 1335 человек, в течение 10 минут все живое вокруг вулкана погибло на расстоянии 10 км. - Эльбрус (Кавказ) - 5595 м, имеет две вершины.
- Везувий (Италия) - 1281 м, активный.
- Йеллоустонская кальдера (США).
О Йеллоустонской кальдере хотелось рассказать подробнее. Этот вулкан представляет собой кальдеру, т.е. образование ярко выраженной округлой формы с ровным дном. Вулкан расположен в Желтом Национальном парке Соединенных Штатов. Этот вулкан не извергался в течение 640 000 лет. Вопрос возникает: Как он может быть действующим вулканом? Ученые полагают, что 640 000 лет назад было извержение этого вулкана, которое изменило рельеф и покрыло половину США пеплом. По разным оценкам цикл извержения вулкана составляет 700 000 - 600 000 лет. Ученые ожидают извержение этого вулкана в любое время. Этот вулкан может уничтожить жизнь на Земле.
Стоит упомянуть, что самым высоким и к тому же действующим вулканом является Охос-дель-Саладо (6893м), а самым большим - Вулкан Мауна-Лоа, который содержит более 32 кубических километров магмы.)
1.5. Вулканические извержения
Извержение вулкана представляет собой явление, при котором из глубины Земли на земную поверхность выплескиваются потоки магмы и различные обломки горных пород. Магма, оказавшаяся на поверхности, называется лавой. Во время вулканического извержения из жерла также вырываются густые облака пепла. И в этих чёрных облаках могут сверкать молнии, за что явление именуют грязной грозой, хотя часто можно услышать и другое название - вулканические молнии. Извержение вулкана может продолжаться от нескольких часов до нескольких лет.
Причины извержения вулканов
В глубинах нашей планеты происходит множество различных процессов. Многое там находится в непрерывном движении. К сожалению, литосфера практически не изучена, но и имеющаяся информация позволяет утверждать, что процессы, происходящие в недрах Земли, крайне интересны. Вот из-за них-то в некоторых местах под землёй и скапливается большое количество магмы. Поскольку она находится в ограниченном пространстве, то она начинает постепенно подниматься. Вулканы являются теми каналами, которые позволяют выплеснуть излишки магмы, снизив давление в некоторых участках литосферы.
Стоит заметить, что извержение не всегда бывает таким красочным, как многие думают. Дело в том, что сама магма бывает двух типов. Обычная магма хорошо пропускает газы, поэтому когда она поднимается по жерлу, не происходит никаких взрывов, разрушений и тому подобного. Она просто спокойно вытекает на поверхность. А вот кислая магма практически не пропускает газов, поэтому когда она поднимает вверх, образуется высокое давление, из-за чего извержение происходит в виде большого взрыва, в результате которого магма вылетает на земную поверхность.
Виды извержений
Существуют различные виды извержений вулканов. Зависит это от многих факторов, но, в целом, эти виды не привязаны к чему-либо конкретному. То есть, один вулкан может обладать различными типами извержения. А может обладать и одним единственным, на протяжении большого периода времени. Виды вулканических извержений, как правило, называют в честь знаменитых вулканов, на которых данный вид наблюдался.
Плинианский тип.
Данный тип извержения опасен своей непредсказуемостью. При этих извержениях возникают непредсказуемые мощные взрывы, во время которых, помимо лавы, выделяется огромное количество пепла.
Пелейский тип.
Огромные потоки вязкой лавы, вытекая из жерла, задерживаются на его краях (из-за вязкости), в результате чего нарастают и образуют лавовые купола. После чего потоки лавы устремляются вниз.
Треск грома.
Жидкая магма поднимается по трещинам к кратеру, после чего вырывается наружу с большим количеством взрывов.
Газовый или фреатический тип.
Во время извержений данного вида лава не вытекает из жерла. Оттуда лишь вырываются облака газов, и выбрасываются обломки твёрдых пород.
Гидроэксплозивные извержения.
Возникают на мелководьях морей и океанов. Сопровождаются появлением огромных клубов пара, образующихся из-за вскипания воды.
Исландский тип.
Характеризуется наличием очень жидкой лавы, которая вытекает не только через жерло, но и через малейшие трещины.
Извержение пепловых потоков.
Наблюдались лишь в древности. Представляют собой окружённые газовой оболочкой потоки минералов, вулканического стекла, магмы и пепла, несущиеся на огромной скорости.
Стромболианский тип.
Вязкие потоки лавы и раскалённого шлака выбрасываются из жерла разными по мощности взрывами.
Подлёдный тип.
Как понятно из названия, происходит главное действие подо льдом. Опасны они возможными наводнениями из-за таяния.
1.6. Последствия и влияние вулканических извержений на экологию и окружающую среду (Слайд 17)
1. Экологические последствия извержения вулканов в широком смысле принято разделять на социальные и природно-техногенные.
2. Социальные последствия извержения вулканов включают как прямые, так и косвенные ущербы. К прямому социальному ущербу относится гибель людей, их физические и психологические травмы, потеря жилья. Косвенным же ущербом считается быстрое перемещение большого количества людей, нарушение отношений в социуме, перемены в морально-психологической обстановке, снижение трудоспособности и падение эффективности труда.
Природно-техногенные последствия вулканических извержений наносят огромный ущерб территориям в районах природных катаклизмов. К ним относятся: пожары на объектах антропогенной среды, прорыв водохранилищ, разлитие нефтепродуктов, утечка газа и воды, выбросы вредных химических и радиоактивных веществ в окружающую среду.
Всё это негативно отражается на экологической и социальной обстановке на данных территориях.
Когда мы говорим о том, как влияют вулканические извержения на окружающую среду, нужно учитывать все стороны вопроса. В первую очередь, необходимо остановиться на неблагоприятном влиянии извержении вулканов на окружающую среду:
- в результате извержения вулкана разрушаются постройки и транспортные пути;
- в случае если на вершине вулкана находится снег, есть риск того, что талые воды могут привести к наводнениям;
- изменение состава воздуха, в результате больших выбросов газов;
- пепел затрудняет проникновение солнечного света;
- ядовитые газы, выделяющиеся при извержениях, оказывают плохое воздействие на состояние почвы и здоровье людей;
Однако, несмотря на то, что в первую очередь извержение вулкана негативно сказывается на окружающей среде, следует учитывать и положительное влияние:
- обогащение почвы вулканическим пеплом;
- образование месторождений полезных ископаемых вблизи вулканов;
- широко распространено использование продуктов извержения в быту. Например, пемзу, обсидиан и базальт используют при строительстве зданий и церквей, а сера используется для производства спичек, красителей и удобрений;
- в местах распространения вулканов есть вероятность выхода на поверхность горячих источников, используемые людьми для получения электроэнергии, обогрева жилища и теплиц.
1.7. Катастрофические извержения вулканов в истории человечества (Слайды 18-20)
С древнейших времен планета Земля и люди сталкивались с сокрушительной мощью и разрушительной силой этих «огнедышащих монстров». История насчитывает миллионы случаев извержений вулканов, но не все они были тихими и безвредными. Некоторые из них привели к трагичному концу судеб многих территорий, людей и даже наций.
Почти 2000 лет люди помнят об извержении вулкана Везувий (Италия) 24 августа 79г.н.э.
Это извержение уничтожило три богатых древнеримских города: Стабию, Геркуланум и Помпеи, а количество жертв составило более 2 тысяч человек. Но это, к сожалению, не единственное запоминающееся извержение Везувия. В 1631году этот вулкан снова извергался, и огромное количество образовавшихся палящих туч погубило уже примерно 3-5 тысячи человек. До сих пор этот вулкан является действующим.
Не менее страшным стало извержение вулкана Санторин (в Греции), произошедшее в 16 в до н.э. Объем извергнутой магмы составил 39-60 кубических километров, вулканический пепел поднимался на высоту 30-35 км. Извержение сопровождалось цунами в Средиземном море, которое, предположительно, уничтожило минойскую культуру.
Извержение Монтань-Пеле в 1902 году на острове Мартиника является эталонным извержением пелейского типа. Палящая туча накрыла город Сан-Пьер; погибло около 28 тысяч человек.
1.8. Роль вулканов в жизни нашей планеты
Приуменьшить роль вулканов в жизни нашей планеты невозможно. Прежде всего, потому, что если бы не они, то вполне возможно, что Земля до сих пор представляла бы собой разгорячённый космический шар: именно огнедышащие горы выводили в своё время наружу из недр земного шара водяной пар, охлаждая тем самым литосферу и атмосферу планеты.
По утверждению геологов, одно-единственное извержение огненной горы на одном из индонезийских островов более 75 тыс. лет тому назад повергло всю нашу планету в эпоху Ледникового периода, а в атмосфере образовалась серная кислота.
Они на протяжении всей истории земного шара активно участвовали в создании и уничтожении различных участков суши. Например, в 1963 году возле юго-западного берега Исландии одним из подземных вулканов был создан небольшой остров Суртсей, площадью в 2,5 кв. км.
В далёком прошлом (в 16-17 в. до н.э.), как я уже упоминала ранее, другим подобным вулканом был почти полностью уничтожен остров Санторини (Эгейское море). При этом решающую роль сыграл давно спящий вулкан, который внезапно с неожиданной силой снёс вершину горы и извергал лаву на протяжении долгих дней. Всё, что осталось от острова после окончания извержения - это большой серповидный островок с самой большой кальдерой в мире.
Глава 2
Изучив теоретический материал, невозможно прийти к точному выводу и получить абсолютную истину. Для этого также необходимо провести некоторую практическую работу. Таким образом, чтобы больше погрузиться в тему проекта и лучше понять ее, было решено создать макет вулкана и провести реакцию, схожую с вулканическим извержением.
Ход работы
(Слайд 21)
2.1. Изготовление модели вулкана
Для этого понадобилось: деревянная дощечка 40х50 см, монтажная пена, шпаклевка, грунт, гуашь, кисти, фен, канцелярский нож.
Для начала на деревянную дощечку наносим монтажную пену в форме конуса. Сушим феном до полного высыхания. Затем с помощью шпаклевки выравниваем поверхность и уже непосредственно начинаем придавать форму горы нашему будущему вулкану. Также тщательно сушим и оставляем на некоторое время. Далее необходимо покрыть вулкан тонким слоем грунтовки, т.к. она готовит поверхность к нанесению финишного покрытия, в нашем случае это гуашь. После полного высыхания канцелярским ножом вырезаем «жерло вулкана» и приступаем к покраске. Проделав данную работу, оставляем вулкан на несколько дней сохнуть.
2.2. Проведение реакции «извержения»
Необходимо соблюдать осторожность! (Приложение 1)
Возьмите дихромат аммония и насыпьте его горкой на термостойкую поверхность (например, кафельную плитку). Сверху сделайте кратер (углубление), в который поместите небольшой кусочек ваты, смоченный спиртом. Спирт подожгите. Дихромат аммония начинает разлагаться с выделением азота и паров воды, вспучивающих смесь, а также серо-зеленого оксида хрома (III):
К дихромату аммония можно добавить немного порошка магния, тогда «вулкан» будет извергаться еще ярче.
В результате проведенной практической работы удалось создать пусть и небольшой, но свой собственный вулкан. В результате можно с уверенностью констатировать, что вулкан - это удивительное творение природы, таящее в себе огромное величие и опасность.
3. Заключение
Проделав теоретическую и практическую работу, можно сказать, что она помогла узнать очень много интересных, удивительных фактов.
В результате удалось выполнить цель и все поставленные задачи. Все, что было задумано, реализовалось, например: создать конечные продукты моего проекта (макет вулкана и памятка).
В заключение хотелось бы сказать о том, что вулкан - это безусловное чудо природы. Однако вулканическое извержение, хотя и красивое, но очень опасное явление, и мы ни в коем случае не должны недооценивать эти величественные и загадочные «огнедышащие горы».
Список электронных источников
- https://www.sites.google.com/site/differentnaturalphenomena/izverzenia-vulkanov
- https://naturae.ru/stati-o-prirode/prirodnye-yavleniya/izverzhenie-vulkana.html
- http://www.dishisvobodno.ru/izverzhenie-vulkanov.html
- https://tepka.ru/OBZh_7/9.html
- https://awesomeworld.ru/prirodnye-yavleniya/izverzhenie-vulkana.html
- https://www.yaklass.ru/p/geografiya/5-klass/litosfera-56809/vulkanizm-99937/re-c6264737-cfbf-4497-91c1-8f5a0746c3dc
- https://pochemuchto.ru/chto/vulkan