Научно исследовательская работа. Вулкан-чудо природы. Конкурс исследовательских работ и проектов в рамках Малой академии наук школьников Республики Башкортостан
 Скачать 3.96 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Башкортостан ГАУ ДО «Центр развития талантов «Аврора» Конкурс исследовательских работ и проектов в рамках Малой академии наук школьников Республики Башкортостан Направление: «Окружающий мир» Тема научно-исследовательской работы «Вулкан-чудо природы» Выполнил: Сунагатуллин Линар Айдарович учащийся 2 «А» класса МБОУ СОШ №4 г. Янаул Научный руководитель: Шакирова Миляуша Анфировна учитель начальных классов МБОУ СОШ №4 г. Янаул г. Янаул, 2022 год ОглавлениеВведение 3 1. Основная часть 3 1.1. Что такое вулканы? 3 1.2. Где расположены вулканы? 4 1.3. Строение вулкана. 7 1.4. Почему извергаются вулканы? 8 1.5. Какой вред приносят вулканы? 10 1.6. Вулканы тоже могут быть полезными. 10 2. Исследовательская часть 11 2.1. Создание модели действующего вулкана. 11 Заключение 16 Литература 17 ВведениеСуществует много чудес на Земле. Многие природные явления загадочны, очень интересны и необычны. Я решил более подробно узнать об удивительном и одновременно страшном природном явлении, поражающем воображение человека – вулкане и попробовать сделать дома мини-вулкан. Гипотеза: я предполагаю, что в домашних условиях можно создать мини-вулкан. Цель исследования: создание мини-вулкана в домашних условиях. Задачи исследования: Выяснить что такое вулкан? Как устроен вулкан? Какие бывают вулканы? Создать действующую модель вулкана в домашних условиях. Объект исследования: вулканы. Предмет исследования: извержение вулканов. Методы исследования: - анализ литературы; - изучение материала о вулканах в различных источниках; - работа в сети Интернет; - наблюдения и сравнения; - эксперимент. Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира. 1. Основная часть 1.1. Что такое вулканы? Мне стало интересно, так что же такое вулканы, и я начал искать разную информацию. Мною было проведено анкетирование в классе (рис.1), и я выяснил, что не все ребята знают и понимают, что такое вулканы, и поэтому решил заняться выяснением этого вопроса.
Рис. 1. Результат анкетирования Вулкан - это опасное природное явление. Из энциклопедии я узнал, 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 я не остановился и решил 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. 1.2. 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. По активности вулканы делят на следующие группы: вулканы    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. 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 (рис.2).  Рис. 2. Зоны активного вулканизма. Тихоокеанское огненное кольцо. Много вулканов есть и на дне океанов (рис.3). На этой карте действующие вулканы показаны красными звездочками.  Рис. 3. Карта «Крупнейшие вулканы и землетрясения мира» 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» (рис.4).  Рис.4. Вулкан «Ключевая Сопка» 1.3. Строение вулкана.Вулкан состоит из кратера, жерла, магмы. Кратер – 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. Скорость течения 300-500 метров в час. 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 (рис. 5).  Рис.5. Строение вулкана 1.4. Почему извергаются вулканы?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. 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. 1.5. 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. 1.6. Вулканы тоже могут быть полезными.Могут ли вулканы быть полезными? 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. 2. Исследовательская часть2.1. Создание модели действующего вулкана.Узнав, как происходит в извержение вулканов в природе, я захотел в домашних условиях получить извержение вулкана. Для того чтобы на поверхность вулкана выходила магма, мне понадобились следующие компоненты:1 чайная ложка пищевой соды, 3 столовые ложки уксуса 9%, 2-3 капли пищевой краски (можно использовать и гуашь), 5 капель жидкости для мытья посуды, пластиковая бутылка объёмом 0.5 литра, вода. Описание опыта. В бутылке я смешал краску, небольшое количество воды, жидкость для мытья посуды, соду и всё перемешал. Поставил бутылку на поднос и добавил уксус.   Далее смесь начала пениться и подниматься наверх. Вывод: газ, образовавшийся при воздействии уксуса на соду, поднимает «лаву» и происходит «извержение». Далее я решил попробовать сделать мини-вулкан, чтобы увидеть вулкан не только на картинке, но и в действии. Для этого мне потребовалась небольшая фанера, пустая бутылка, гипс, сода, вода, пищевая краска, гуашь, несколько капель моющего средства, уксус. Для начала я сделал макет вулкана: облепил пластиковую бутылку гипсом.  После того как гипс высох я покрасил вулкан, украсил подручными средствами (мох зеленого цвета, игрушки животных из моей коллекции, камни).    Сделать свой мини-вулкан извергающимся я решил в классе.  В стакане с водой развел 1 ложку соды и добавил 5 капель моющего средства и краску, всё перемешал и вылил в мой «кратер» вулкана.  Дальше добавил немного уксуса и получилось извержение.  В результате проделанного опыта я и мои одноклассники увидели, что жидкость начала пениться и извергаться, как будто лава из вулкана. У меня получилось создать в домашних условиях мини-вулкан. ЗаключениеВ древности люди не умели объяснить причины извержения вулканов, поэтому это грозное явление природы повергало человека в ужас. Действующие вулканы предcтавляют собой грозную опасность для населения, которое живет рядом. В момент извержения могут пострадать не только постройки, но и погибнуть люди. Пепловое облако представляет угрозу также для двигателей авиалайнеров и может привести к cбою систем связи. Однако у вулканов есть и достоинство. Извержения вулканов снижают подземное давление и помогают охладить недра Земли. Нагретые вулканами подземные воды помогают получать электроэнергию. В лечебных целях вулканы использовали с древности. Наше предположение полностью подтвердилось: в домашних условиях можно создать мини-вулкан, и провести опыт. ЛитератураТэйлор Б. Планета Земля /Б. Тэйлор; пер с англ. – М.: РОСМЭН, 2017. – 48с. 10 опасных вулканов России, извергавшихся за последние 10 лет. Источник: https://fishki.net Интересно о страшном... или что рассказать о вулканах. Источник: https://tsvetyzhizni.ru. Паркер С., Харрис Н. Планета Земля. Харьков-Белгород: Книжный клуб,2008. –66с. 5. Калашников В.И. Чудеса природы. На земле и в воздухе. Энциклопедия тайн и загадок. М.: Проф-пресс, 2016 г. –48с. | ||||||||||||||||