зачем нужны вулканы на земле
Какую пользу приносят вулканы?
Вулканы обладают разрушительной силой, но в то же время приносят большую пользу, способствуя плодородию почв, появлению полезных ископаемых и балансу температурных режимов.
Обогащение почвы
Во время извержений вулканов из их кратеров выбрасывается огромное количество пепла, который оседает на обширных территориях вокруг вершины. В зависимости от химического состава магмы эта зола содержит в себе различные элементы и минералы – диоксид кремния, углекислый газ, диоксид серы, сероводород, хлористый водород. Вместе с пеплом из жерла вылетают кусочки пироксена и полевого шпата, в которых присутствуют железо, магний и калий.
Почвы на склонах вулканов и в прилегающих долинах отличаются большой плодородностью. В Италии наилучшие урожаи собирают в регионах вокруг Неаполя, где деятельность Везувия создала оптимальные условия для жизни растений. Другой плодородный район планеты – остров Гавайи. В период между XV и XVIII столетиями здесь в большом количестве выращивали сладкий картофель, что способствовало расцвету гавайской культуры и процветанию местных сельскохозяйственных общин.
Поля на потухшем вулкане во Вьетнаме
Создание островов
Эруптивная деятельность вулканов приводит к подъему участков дна в морях и океанах, в результате чего на географической карте планеты появляются новые острова. Вся Гавайская цепь островов была создана постоянными извержениями, происходящими в мантийной горячей точке. Благодаря вулканам появились Микронезия, острова Рюкю (между Тайванем и Японией), Алеутские острова (у берегов Аляски), Марианские острова и архипелаг Бисмарка в Тихом океане.
В Средиземном море эти гиганты построили Ионические острова, Кипр, Крит, а в Карибском море – Антильские острова. Появление на новых участках суши уникальных видов растений и животных способствует созданию сбалансированных экосистем и возникновению новых уровней биоразнообразия.
Одним из последних на земном шаре сформировался пока безымянный вулканический островок недалеко от архипелага Вавау в Королевстве Тонга. Его появление удалось заснять экипажу яхты Maiken, проплывавшей в то время поблизости. Сначала моряки обратили внимание на странный цвет воды, напоминавший песчаный пляж посреди океана.
По мере движения вокруг судна стали появляться плавающие куски пемзы, а затем моряки увидели вдалеке высокий столб дыма.
Вскоре перед экипажем возник извергающийся подводный вулкан, который поднялся над поверхностью океана и образовал остров.
Строительные материалы и драгоценные камни
Извержения вулканов дарят людям ценные строительные материалы. Вулканический пепел и пемза используются в качестве легкого заполнителя для изготовления цемента, а перлит благодаря его способности к быстрому расширению нередко добавляют в штукатурку. Дробленый базальт применяется в железнодорожном балласте и при строительстве защитных механизмов вдоль береговой линии. Закаленный вулканический пепел (туф) считается одним из самых крепких и в то же время легких строительных материалов. Древние римляне смешивали его с известью, получая бетон для возведения зданий. Крыша римского Пантеона сделана именно из туфа.
В вулканических породах часто встречаются драгоценные металлы (серебро, золото, медь) и самоцветы (опал, обсидиан, агат). Ученые до сих пор не могут точно определить, как в недрах Земли образуются алмазы, но хорошо известно, что эти драгоценные камни выносятся на поверхность вулканической магмой при образовании кимберлитовых трубок.
Охлаждение планеты
Вулканы играют жизненно важную роль в периодическом охлаждении планеты. Когда пепел и диоксид серы выбрасываются в воздух, они способствуют отражению солнечных лучей обратно в космос и тем самым снижают количество тепловой энергии, поглощаемой атмосферой. Этот процесс, называемый «глобальное затемнение», является предметом научных исследований на протяжении многих десятилетий. Ученые давно обратили внимание, что после особенно крупных извержений температура воздуха на Земле снижается на несколько градусов, в связи с чем предложили использовать диоксид серы для борьбы с глобальным потеплением.
Горячие источники и геотермальная энергия
Еще одно преимущество вулканизма – образование геотермальных полей с относительно высоким тепловым потоком. Поля с низкими температурами (+20…+100 °С) обычно появляются в результате нагрева ниже активных разломов, а поля с высокими температурами (выше +100 °С) связаны с активной вулканической деятельностью.
На этих территориях можно встретить горячие источники, гейзеры, кипящие бассейны грязи, которые часто являются популярными туристическими местами. Но, помимо своей природной красоты, они неоценимы в качестве источника геотермальной энергии. В таких странах, как Кения, Исландия, Новая Зеландия, Филиппины, Коста-Рика и Сальвадор, электроэнергия, добываемая на геотермальных полях, обеспечивает значительную часть энергоснабжения государства – от 14 % в Коста-Рике до 51 % в Кении.
Таким образом, вулканы – не только разрушительная, но еще и созидательная сила. Электроэнергия, оптимальная температура воздуха, богатая почва, обеспечивающая идеальные условия для сельского хозяйства, биологическое разнообразие – всё это дарят нам грозные и могучие гиганты, без которых жизнь на нашей Земле была бы совсем иной.
10 интересных фактов о вулканах
Что такое вулканы? Мы знаем, что это большие горы, извергающие фонтаны огненной магмы из своих вершин. Мы даже знаем названия самых известных — вроде Везувия или Сент-Хеленс. Но в мире есть множество фактов об этих огнедышащих горах, которых вы точно не знали.
Мауна-Кеа, вид из космоса
Чтобы понять вулканы, нам нужно понять состав Земли и тектонику плит. Здесь можно привести аналогию: Земля — это шар расплавленной породы с охлажденной корой. Такой себе пирог. Только кора — это поверхность Земли, на которой мы живем, и она разбита на пластины. Эти пластины плавают в океане расплавленной породы под поверхностью, который называется мантией. Как и обычный океан, океан магмы (расплавленной породы) в мантии тоже имеет потоки. Горячая магма поднимается от ядра Земли, а холодная уходит к нему. Это порождает потоки, которые движут плитами земной поверхности и образуют тектонику плит.
Тектонические плиты движутся в стороны, расходятся или сходятся, сталкиваясь. Эти два состояния и образуют вулканы. Вулканы — это отверстие или трещина в земной коре, через которую могут выходить магма и горячие газы. Когда тектонические плиты расходятся, новая магма поднимается вверх, образуя свежие партии земной коры. Когда плиты сходятся, они зачастую подползают одна под другую. Это называется субдукцией. Невероятная сила плавит камни субдуцируемой плиты, образуя магму. Это второе состояние, порождающее вулканы.
Отличный способ взглянуть на границы плит — найти вулкан. Они могут располагаться на континентах, но самые интересные из них все же образуются в цепях островов, не на границах плит.
Извержение вулкана Вильярика, 3 марта 2015 года
Океанические вулканы имеют значение, потому что помогают образовать новые острова. Существуют определенные места, которые не являются тектоническими границами. Это регионы, в которых находятся горячие точки Земли. В них поднимающаяся магма оказывается концентрированной и плавит кору. На дне океана вырастает вулканическая гора. Со временем вулкан растет, пока над поверхностью океана не показывается остров. Если плита проходит над горячей точкой, со временем она может образовать цепочку островов вроде Гавайев.
Перед вами десять интересных фактов о вулканах.
Есть три основных вида вулканов
Хотя все вулканы представляют собой достижение горячей магмы поверхности Земли и извержение, они делятся на разные типы. Щитовые вулканы имеют лавовые потоки с низкой вязкостью, которые растекаются на десятки километров; это делает вулканы очень широкими с плавными краями. Стратовулканы включают разные типы лавы, извергают пепел и камни и вырастают до невероятных высот. Еще один тип вулканов — шлаковые конусы — представлен небольшими вулканами и демонстрирует короткие извержения, которые выращивают конус всего до 400 метров в высоту.
Снимок Везувия, сделанный прибором ASTER
Чем магма отличается от лавы
На 30 километров под вашими ногами находится мантия Земли. Это область сверхгорячей породы, которая простирается до ядра Земли. Она настолько горячая, что расплавленная порода образует гигантские пузыри жидкого камня под названием магмовые камеры. Эта магма легче окружающей породы, поэтому поднимается наверх, ищет трещины и слабости земной коры. Когда она, наконец, достигает поверхности, она извергается из-под земли в качестве лавы, пепла, вулканических газов и пород. Магмой она называется под землей, а лавой — когда извергается.
Вулканы могут быть действующими, спящими или потухшими
Действующий вулкан — этот тот, который извергался в исторические времена (в последние несколько тысяч лет). Спящий вулкан — это тот, который разразился в исторические времена и может извергнуться снова. Потухший вулкан — этот тот, который, по мнению ученых, извергаться не будет.
Фонтан лавы на Гавайях
Вулканы могут быстро расти
Хотя некоторые вулканы формируются на протяжении тысяч лет, другие могут вырастать в течение ночи. Например, шлаковый конус вулкана Парикутин появился на мексиканском кукурузном поле 20 февраля 1943 года. Через неделю он был в 5 этажей высотой, а к концу года вырос до 336 метров. Его рост завершился в 1952 году и остановился на отметке в 424 метра. По меркам геологов, это довольно быстро.
Около 20 вулканов извергаются прямо сейчас
Где-то в мире порядка 20 действующих вулканов извергаются, пока вы читаете это. Некоторые только начинают, другие продолжают. 50-70 вулканов разгорелось в прошлом году и 160 были действующими в течение последнего десятилетия. Геологи считают, что за последние 10 000 лет было порядка 1300 извержений. Три четверти всех извержений произошло на дне океана, и большая их часть продолжает действовать, но геологи об этом не знают. Если добавить подводные вулканы, в общей сложности за последние 10 000 лет произошли извержения порядка 6000 вулканов.
Вулканы опасны
Но об этом вы, конечно, наслышаны. Некоторые из самых смертоносных вулканов включают Кракатау, который извергался в 1883 году, породив цунами, унесшее жизни 36 000 человек. В 79 году н. э. взорвался Везувий, похоронив города Помпеи и Геркуланум, убив 16 000 человек. Вулкан Гора Пели на острове Мартиника уничтожил город с 30 000 человек в 1902 году. Самый опасный момент в извержении вулкана — пирокластические потоки, которые движутся по стороне вулкана со скоростью в сотни километров в час с температурой более 1000 градусов по Цельсию.
Извержение вулкана Эйяфьядлайёкюдль
Высочайший вулкан Солнечной системы находится не на Земле
Самый высокий вулкан Солнечной системы находится не на Земле, а на Марсе. Гора Олимп — это гигантский щитовой вулкан, который вздымается в высоту на 27 километров и составляет 550 километров в поперечнике. Ученые считают, что гора Олимп смогла стать такой большой, потому что на Марсе вообще нет никакой тектоники плит. Даже одна горячая точка могла раздуваться в течение миллиардов лет, вытягивая вулкан все выше и выше.
Самый высокий и самый крупный вулканы на Земле находятся рядом
Высочайший вулкан на Земле — это Мауна-Кеа на Гавайях, его высота составляет 4207 метров. Он немногим выше самого крупного вулкана на Земле, Мауна-Лоа, с высотой 4169 метров. Оба являются щитовыми вулканами, которые поднимаются со дна океана. Если бы вы могли измерить Мауна-Кеа от основания в океане до самого пика, вы получили бы 10 203 метра (выше самого Эвереста).
Наиболее удаленной точкой от центра Земли является вулкан
Возможно, вы думаете, что вершина горы Эверест — наиболее удаленная точка от центра Земли, но это не так. На самом деле это вулкан Чимборасо в Эквадоре. Дело в том, что Земля вертится в пространстве и представляет собой геоид. Точки на экваторе находятся дальше от центра Земли, чем на полюсах. И Чимборасо находится очень близко к экватору Земли. Хотя высота его составляет «всего» 6267 метров.
В 2020 проснулся крупнейший вулкан Европы
19 апреля 2020 года в Италии проснулся крупнейший европейский вулкан Этна, который расположен на восточном побережье Сицилии. Огромные столбы пепла и дыма достигали нескольких километров в высоту, а из юго-восточного кратера текли потоки раскаленной лавы. Дым и пепел было видно за много десятков километров от самого вулкана. Подробнее об этом и других действующих вулканов мы писали в этой статье.
Зачем нужны вулканы на земле
2.1. Теоретическая часть
2.1.1. Что такое вулкан
2.1.2. Как образуются вулканы
2.1.3. Типы и виды вулканов
2.1.4. Последствия извержения вулканов
2.2. Практическая часть
2.2.1. Анкетирование одноклассников
2.2.3. Извержение вулкана в домашних условиях
4. Список использованной литературы
1. Введение
Мы жители планеты Земля зачастую распоряжаемся природными ресурсами, не замечая, как губительно относимся к природе: вырубаем леса, строим новые заводы, загрязняем окружающую среду и т.д. Всё это способствует экологическому кризису, который существует многие годы. Природа не оставляет без внимания то, как мы внедряемся в её жизнь. Она отвечает нам на данное внедрение природными катастрофами: землетрясениями, наводнениями, извержениями вулканов, ураганами.
Особенно меня заинтересовало извержение вулканов. Во все времена, вулканы не только пугали жителей нашей планеты, но и привлекали внимание своей силой и мощью, люди стали предсказывать извержения, а также использовать продукты извержения.
Гипотеза: Я думаю, не смотря на разрушающую силу вулканов, от них есть польза.
Цель исследования: узнать происхождение вулканов на Земле, какой вред и пользу приносят вулканы.
Для достижения данной цели мною были поставлены следующие задачи:
1. Изучить информацию о вулканах.
2. Сделать модель вулкана и смоделировать процесс извержения.
3. Выявить последствия извержений.
В работе использовались как теоретические исследования, так и практическая работа.
Предмет исследования: моделирование процесса извержения вулкана.
Объект исследования: вулканы.
Методы и приемы исследования:
1.Изучение и анализ научно – популярной литературы, Интернет.
2. Просмотр детских познавательных программ.
4. Наблюдение и сравнение.
4. Анкетирование одноклассников.
Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира.
2. Теоретическая часть
2.1.1. Что такое вулкан
2.1.2 Как образуются вулканы
Чтобы разобраться в природе вулканов, нужно знать строение Земли. Земля состоит из нескольких слоев, образованных разными горными породами. Мы живем на наружном, самом тонком слое, который называется земной корой. Кора такая тоненькая, как если бы на мячик (представьте, что это Земной шар) прилепили наклейку, вернее много наклеек рядом друг с другом. Ведь кора состоит примерно из 20 больших и малых плит, которые называются тектоническими. Плиты как бы плавают на поверхности вязкого, пастообразного расплавленного вещества, которое называется магма. Слово магма и переводится с греческого как тесто или паста.
Места, где самые большие плиты соприкасаются друг с другом, называются разломами. Большинство действующих вулканов сосредоточено на границах этих плит. Самая активная зона на Земле называется Огненным кольцом и находится она по краям Тихого океана. В этих местах много гор и островов, которые образовались на месте древних вулканов.( http://children.claw.ru/3_earth_universe/content/006/31.htm Claw.ru: Детская энциклопедия) 2.1.3. Что происходит при извержении
Иногда раскаленная магма просачивается сквозь разломы наружу. Если мощному потоку магмы путь наверх преграждают породы земной коры, давление стремящейся наружу магмы возрастает. Когда оно становится слишком большим, магма прорывается сквозь кору. Тогда происходит вулканическое извержение, сопровождающееся мощным выбросом магмы, пепла, газов и кусков горных пород.
Магма, вырвавшаяся из вулкана, называется лавой. Она вытекает из жерла вулкана в виде горячего потока. Но на воздухе лава остывает и затвердевает, образуя вокруг отверстия в земной коре вулканическую гору. Кусочки застывшей лавы — пемза. Внутри этого камешка пузырьки воздуха. Это потому, что лава кипела и бурлила, а потом так и застыла.
Вулканический пепел похож на обыкновенный, но если посмотреть на него под микроскопом, то станет хорошо видно, что это осколки вулканического стекла. Извержение выбрасывает пепел на очень большую высоту, иногда даже на несколько километров.
Причины извержений вулкана: землетрясение, лавовая пробка, проникновение воды, направление движения плит. 2.1.4 Типы и виды вулканов
Извержения вулканов происходит по-разному. Характер извержения зависит от многих причин — в основном это вязкость магмы и количество вулканических газов.
Самые страшные вулканы Кальдеры — эти вулканы взрываются так сильно, что разрушают сами себя, и на их месте остается лишь большая воронка.
Самый высокий вулкан на Земле Охос-дель-Саладо (6893 м) находится в Южной Америке в горах Андах.
В России больше всего вулканов на Камчатке (более 300). Самый высокий из них – Ключевская сопка высотой 4835 м.
Вулканы имеются не только на Земле, но и на других планетах и их спутниках. Самым высоким вулканом Солнечной системы является марсианский вулкан Олимп, высотой 21 км 200 м. 2.1.5 Последствия извержения вулканов
Какой вред приносят вулканы?
На нашей планете более 1000 вулканов. Большая часть из них потухла, казалось бы навсегда, но они только спят и каждую минуту могут проснуться. Одни вулканы просыпаются очень редко: один раз в 100 или даже в 1000 лет. Есть вулканы, которые и не думают притворяться спящими, они дымят не переставая. Каждые десять минут из них вылетают камни, пепел, пар и вытекает лава. Под пеплом и лавой погибают города, острова и даже страны.
В настоящее время ученым, которые занимаются изучением вулканов, иногда удается предугадать извержение заранее и жители могут покинуть города и спастись. Но вот когда проснулся дремавший на протяжении многих веков вулкан Везувий, сейсмологов еще не было, и беда застала людей врасплох. Жители пытались убежать, но спастись никому не удалось. Когда извержение закончилось, то оказалось, что цветущие города полностью исчезли с лица земли. Прошло почти семнадцать столетий, когда под слоем спрессовавшегося вулканического пепла были случайно обнаружены остатки погибших городов. Начались раскопки. От пепла очистили почти весь город Помпеи. Перед изумленными археологами предстали дома с предметами быта, храмы, памятники. Все осталось так, как было в день, когда проснулся Везувий. (http://children.claw.ru/3_earth_universe/content/006/30.htm Claw.ru: Детская энциклопедия).
Страшная трагедия, случившаяся в далеком прошлом, произвело огромное впечатление на русского художника Карла Брюллова, который изобразил ее на своем полотне Последний день Помпеи.
Вывод:
1. при извержении вулканов погибает много людей;
2. огромные города превращаются в груды пепла;
3. происходит загрязнение питьевой воды, водоемов, рек;
4. из-за загрязнения окружающего воздуха люди начинают болеть;
5. затрудняются авиасообщения между городами, странами;
6. происходит похолодание климата;
7. большинство мощных извержений сопровождается землетрясениями.
Есть ли польза от вулканов? Извержение вулкана — это катастрофа для людей. Однако польза от вулканов для людей тоже есть. Благодаря им 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. Вывод: польза от вулканов для людей тоже есть. Практическая часть Опыт№ 1
Движение тектонических плит
Я погрузила плитки шоколада, которые заменили тектонические плиты в окрашенное тесто «магму». При помощи палочек создала движение и увидела, что магма просачивается в трещины.
Вывод: под воздействием движения тектонических плит, магма может подниматься к поверхности земли.
Опыт № 2
Я надула и слегка сжала в кулаке шарик, но продолжала надувать. Шарик раздулся между пальцев.
Опыт № 3
Взрыв
Такой же эффект происходит, если открыть газированный теплый напиток (лимонад, квас). Раздается хлопок, из бутылки вырывается мощная струя напитка. А если бутылка неплотно закрыта, то эта струя может сама вышибить пробку из бутылки. Вот вам и домашний вулкан!
Опыт № 4
Извержение вулкана в домашних условиях
Прочитав одну из статей в интернете, я узнала, что можно смоделировать извержение вулкана и в домашних условиях. Мне потребовались следующие материалы для опыта: пищевая сода (2 столовые ложки); уксус (70 мл);стеклянная (150 мл);пластилин разных цветов; средство для мытья посуды; гуашь красного цвета.
Алгоритм действий:
1) Облепляем банку пластилином, используя разные цвета
2) Разводим гуашь красного цвета в воде
3) Насыпаем в «кратер» 2 ст. л. соды
4) Наливаем 2 ст. л. жидкости для мытья посуды
5) Вливаем 50-70 мл уксуса
6) Наблюдаю «извержение вулкана»
Из проведенного эксперимента можно сделать следующий вывод: при соединении соды и уксуса происходит химическая реакция с выделением углекислого газа, который пузырится, заставляя массу переливаться через края «кратера», а средство для мытья посуды заставляет «лаву» пузыриться сильнее. Данная химическая реакция имеет не только внешний эффект, но и практический: она очень востребована в кулинарии. Хозяйки «гасят» соду уксусом и добавляют в тесто, выделяемый углекислый газ делает тесто пышным, образуя в нем пузырьки и воздушные дорожки.
Вот так, в игровой форме, я показала и объяснила ребятам природу возникновения вулканов на Земле.
Опыт № 4
Исследование камней вулканического происхождения.Материал: миска с водой, камни и кусочек пемзы.Рассмотрела внимательно камни и пемзу и сравнила их друг с другом: в пемзе очень много дырочек. Опустила камни и кусочек пемзы в миску с водой. Есть ли пузырьки? Плавает или тонет пемза?
Заключение
Моя гипотеза подтвердилась. Я выяснила, что наряду с опасностью извержений вулканов есть и польза: термальные источники, грязевые вулканы, залежи полезных ископаемых, драгоценных минералов, область рядом с вулканами заселена довольно давно и густо, и склоны вулкана сплошь заняты мелкими поселениями из-за плодородной вулканической почвы. Вулканы внушали людям благоговение и ужас. Кое-где этим горам поклоняются и сегодня. Одно остается неизменным: мы не можем влиять на вулканы. Извержение – это всегда признак неуправляемой природы. Моя гипотеза подтвердилась. Действительно кроме ужаса, который приносят извержения вулканов, есть и польза. Конечным результатом моей работы стали проделанные на уроке опыты, которые вызвали у одноклассников огромный интерес. В дальнейшем я хочу изучить действующие вулканы России на Дальнем Востоке.
Приложение
Список литературы
4. Википедия Журнал «ГЕО» № 86, май 2005 г.
5. Большая энциклопедия знаний, изд-во «Эксмо», 2010г., 343 стр.5.
6. Полная энциклопедия: Земля, изд-во «Эксмо», 2010г., 255 стр
Интернет – ресурсы: