Четвертый межрайонный гуманитарный форум
«ИЖОРСКИЕ БЕРЕГА»
Есть ли польза от вулканов?
|
Работу выполнил: ученик 4 а класса ГБОУ Гимназии №402 Колпинского района Санкт- Петербурга Тарасов Александр Руководитель- учитель начальных классов ГБОУ Гимназии №402 Наркевич Людмила Петровна
|
2017 г.
Содержание
| Введение………………………………………………………………………. Глава 1. Цели и задачи исследования…………………………………….. Глава 2. Методы исследования …………………………………………… Глава 3. Общие сведения о вулкане ……………………………………… 3.1. Описание вулканов……………………………………………….. 3.2. Извержение вулкана ……………………………………………. Глава 4. Польза от вулканов…………….…………………………………. 4.1Формирование атмосферы………………………………………... 4.2 Вулканическое формирование земель………………………….. 4.3 Обогащение почвы………………………………………………... 4.4 Вулканические полезные ископаемые …………………………. 4.5 Геотермическая энергия и гейзеры……………………………... 4.6 Охлаждение планеты ……………………………………………... Выводы ……………………………………………………………………….. Список источников информации………………………………………….. | 3 3 3 3 3 4 6 6 7 7 8 9 10 10 11 |
Введение:
Вулканы славятся своей разрушительной силой. Кто не слышал рассказы о Везувии, извергающемся и похоронившем Помпеи? Также было Минойское извержение, которое имело место во 2-ом тысячелетии до н.э. на острове Санторини и разрушило там Минойское поселение.
В Японии, на Гавайях, в Южной Америке и по всему Тихому океану существуют бесчисленные примеры извержений со страшными последствиями. И кто может забыть современные извержения, такие как Сент-Хеленс? Но, несмотря на их разрушительную мощь, вулканы на самом деле приносят пользу.
Глава 1. Цели и задачи.
Цель исследования:
1. Узнать, какую пользу приносят вулканы.
Задачи исследования.
1. Происхождение вулканов.
2. Как происходит извержение вулканов.
3. Последствия извержения вулканов
Глава2. Методы исследования:
1. Сбор информации.
2. Опыты.
Обобщение.
Глава3. Общие сведения о вулкане.
3.1. Описание вулканов
Вулканами называют такие небольшие (а иногда и большие) горы, имеющие жерло - вертикальный канал, ведущий сквозь земную кору вглубь литосферы (твёрдая оболочка планеты). Хотя, стоит заметить, не всегда вулканы являются горами, иногда они представляют собой лишь небольшую возвышенность, а иногда и вовсе возникают на ровном месте, хоть и очень редко. Но всех их объединяет то, что они могут извергать магму.
Если обобщить, то вулканы - это разломы на поверхности планеты, ведущие к мантии Земли, где и находится магма. И таких разломов на нашей планете очень много. Они имеются на каждом из континентов. А поскольку главная причина образования вулканов заключается в движении литосферных плит, то в некоторых регионах планеты образуются целые цепи вулканов.
В океанах также существуют зоны вулканической деятельности, где работают подводные вулканы и образуются цепи подводных гор и островов.
Практически все острова и подводные горы внутренних частей океана либо являются действующими вулканами, либо были ими в прошлом.
На земле известно более 1500 действующих вулканов. 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 200м.
3.2. Извержение вулканов.
Что такое извержение вулкана?
С продвижением от поверхности в глубь планеты температура повышается на один градус через каждые 33 метра. Таким образом на глубине десятков километров температура достигает таких величин, что горные породы могут расплавиться. Но возрастающее давление сдерживает этот процесс, устанавливается некое равновесие. Подвижки в земной коре – разломы, проседания, подъёмы – приводят к нарушению равновесия между температурой и давлением в недрах планеты, падению давления и образованию магмы расплавленной смеси минералов, насыщенной газами. Формируется очаг. Правда, как выяснилось, могут наблюдать и приповерхностные очаги. Расплав, пробивая себе путь паром и газами, устремляется к поверхности земли – происходит взрыв и извержение вулкана, Поток сбрасывает излишнее давление и изливает лаву. На месте взрыва остаётся воронка – кальдера, представляющая собой чашеобразное углубление, откуда и течёт лава. 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.
Таким образом, возникновения и извержения вулканов привязано к местам повышенной внутренней активности планеты. На земле отмечают три особо активных района: тихоокеанское побережье, средиземноморско-индонезийский пояс и атлантический пояс, расположенные на стыке континентальных и океанических плит. Большое влияние на образование и деятельность вулканов имеют приближение разнообразных космических тел, действующих на землю, которые, своим притяжением, способствуют прорыву вязкой магмы через плотную земельную кору, что приводит к образованию вулкана.
У меня возник вопрос, возможно ли в домашних условиях понаблюдать над этим явлением.
Опыт № 1 «Движение магмы из недр земли»
Я погрузил плитки шоколада, которые заменили тектонические плиты в йогурт «магму». При помощи палочек создал движение и увидел, что магма просачивается в трещины.
Вывод: под воздействием движения тектонических плит, магма может подниматься к поверхности земли.
Опыт № 2 «Взрыв»
Такой 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!
Вывод: то же самое происходит и с магмой, когда горы придавливают сверху, а магма с газами поднимается вверх. В итоге происходит некий взрыв.
Опыт № 3 «Извержение вулкана в домашних условиях»
Для выполнения данного опыта мне потребовались следующие материалы: пищевая сода (2 столовые ложки); уксус (70 мл); стеклянная банка (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.
Глава 4. Польза от вулканов.
4.1 Формирование атмосферы и гидросферы.
Атмосфера и гидросфера сформировались благодаря деятельности вулканов. Известны две основные гипотезы возникновения на Земле гидросферы и атмосферы. Первая сводится к следующему. Если Земля была однажды полностью расплавлена, большая часть воды и многих других веществ одновременно улетучилась тогда в горячую древнюю атмосферу. Позже, когда Земля застыла, водяной пар сконденсировался и образовался первичный океан. Согласно этой гипотезе, современная атмосфера и океан являются простым остатком горячей древней атмосферы.
Вторая гипотеза основывается на толковании сложного и сравнительно малоизученного процесса «дегазации» пород в глубоких недрах Земли. Молодая Земля была окружена плотной оболочкой паров и газов — праатмосферой, которая существенно отличалась от современной атмосферы не только температурой и давлением, но и химическим составом. В нее входили такие же газы, которые выделяются современными действующими вулканами. Она состояла, по-видимому, из двуокиси углерода, азота, водяного пара, различных углеводородов, аммиака и других газообразных соединений, а также благородных газов. Облака горячего газа, возможно, полностью окутывали Землю в течение длительного времени. Когда началось охлаждение земной коры около 4 млрд. лет назад, началось осаждение водяного пара из праатмосферы в виде дождей, которые первое время с трудом достигали поверхности Земли вследствие все еще высокой ее температуры и тут же вновь испарялись. Однако после того как поверхность оказалась способной принимать воду, осадки стали выпадать с большей силой и в огромных количествах, при этом вода пропитывала высохшую поверхность. Началось формирование водной оболочки Земли — гидросферы, возникли первые моря. Много диоксида углерода растворилось в океанах, где развились цианобактерии и начали его поглощать и высвобождать кислород в качестве побочного продукта. Между тем, аммиак начал распадаться при помощи фотолиза, высвобождая водород в космос и оставляя азот.
Вулканизм также играет жизненно важную роль и в атмосфере других планет. Тонкая экзосфера Меркурия из водорода, гелия, кислорода, натрия, кальция, калия и водяного пара частично создана вулканизмом, который периодически пополняет ее. Предполагают, что невероятно плотная атмосфера Венеры также периодически пополняется за счет деятельности вулканов на ее поверхности.
4.2 Вулканическое формирование земель
Вулканы могут приводить к формированию новых островов. Например, вся Гавайская цепочка островов была образована постоянными извержениями единственной вулканической горячей точки.
Это имело место по всему Тихому океану, где цепочки островов, такие как Микронезия, архипелаг Рюкю (между Тайванем и Японией), Алеутские острова (у берегов Аляски), Марианские острова и архипелаг Бисмарка, все были сформированы вдоль дуг, расположенных параллельно и близко к границе между двух сходящихся тектонических плит. Во многом это справедливо и для Средиземноморья. Вдоль Эллинской Дуги (в восточном Средиземноморье) вулканические извержения привели к образованию Ионических островов, Кипра и Крита. Близлежащая Южная Эгейская Дуга в то же время привела к образованию островов Эгина, Метана, Силос, Санторини и Колумбо, и Кос, Нисирос и Яли. А в Карибском бассейне вулканическая активность привела к образованию Антильских островов.
Там, где сформировались эти острова, уникальные виды растений и животных эволюционировали в новые формы на этих островах, создавая сбалансированные экосистемы, ведущие на новый уровень видообразования. Воздействие вулканических процессов на рельеф необыкновенно обширно. Особой формой макрорельефа являются собственно вулканические постройки крупного размера (горы-вулканы) — Ключевская сопка, Кроноцкая сопка, Авача, Толбачик, Безымянный, Шивелуч и т. Д.
4.3 Обогащение почвы
Вулканические извержения приводят к рассеиванию пепла над обширным районом вокруг места извержения. И в зависимости от химического состава магмы, из которой было извержение, этот пепел будет содержать различные количества питательных веществ для почвы. Хотя большая часть распространенных элементов в магме - это кремний и кислород, извержение также приводит к освобождению воды, углекислого газа(CO²), сернистого газа(SO²), сероводорода(H²S) и хлороводорода (HCl), а также большинство других.
В дополнение, извержения освобождают куски камней, такие как потоливин (potolivine), пироксен, амфибол и полевой шпат, которые в свою очередь богаты железом, магнием и калием. В результате, территории, которые имеют огромные залежи вулканической почвы (т.е. склоны гор и долины около мест извержения) довольно плодородные. Например, большая часть Италии имеет бедные почвы, которые состоят из известняковых почв.
А на территориях вокруг Неаполя (место у действующего вулкана Везувий) существуют плодородные участки земли, которые были образованы вулканическими извержениями, которые имели место 35000 и 12000 лет назад. Почва в этой области плодородная, потому что вулканическое извержение создает залежи необходимых полезных ископаемых, которые затем выветриваются и выпадают с дождем. После впитывая в почву, они становятся постоянным запасом питательных веществ для жизни растений.
Гавайи - еще одно место, где вулканизм привел к плодородию почв, что в свою очередь способствовало появлению процветающей сельской общины. Между 15-м и 18-м веками на островах Кауаи, Оаху и Молокаи возделывание сельскохозяйственных культур, таких как таро и сладкий картофель, привело к возрождению мощных племен и процветанию культуры, которую мы ассоциируем с Гавайами в наши дни.
4.4 Вулканические полезные ископаемые
Еще одна польза вулканов в драгоценных камнях, полезных ископаемых и строительных материалах, которые используются в промышленности.
Драгоценные металлы, которые часто находят в вулканах, включают серу, цинк, серебро, медь, золото и уран. Эти металлы имеют широкий диапазон применений в современной экономике, начиная с высококачественной металлообработки, машинного оборудования и электроники для ядерной энергии, исследований и медицины. Что касается серы, то ее собирают (особенно в Индонезии) для того, чтобы производить спички, красители и удобрения. Также ее добавляют в каучук, чтобы сделать его более износостойким.
Драгоценные камни и полезные ископаемые, которые находят в вулканах включают опалы, обсидиан, огненный агат, флюорит, гипс, оникс, гематит и другие. Алмазы, например, родились на глубине 150 км в недрах земли 2,5 или более миллиардов лет назад. Самые знаменитые шахты находятся в Южной Африке. Также в вулканах находят и золото.
Горные породы, порождаемые извержениями вулканов, уже давно используются человеком для строительства домов и церквей. Например, во Франции в городе Клермон-Ферран построен собор Вознесения Девы Марии из камней Вольвика, темной лавы, которая сегодня используется скульпторами.
Например, камни, такие как пемза и перлит (вулканическое стекло), добываются для различного коммерческого использования. Они включают в себя вещества, действующие как абразивы в мыле и хозяйственных чистящих средствах. Перлит используют в качестве наполнителя в штукатурке, так как он быстро расширяется, когда нагревается. В железобетонных стенах его используют в качестве заполнителя в бетоне. Раздробленный базальт и диабаз используют в качестве щебня, железнодорожной насыпи или защитных укреплений для береговой линии. Высокоплотный базальт и диабаз используют в бетонных экранах ядерных реакторов.
Пемза, испещренная дырочками, оставленными газами магмы, служит прекрасным звукоизолятором. Обладая очень шероховатой поверхностью, она входит в состав канцелярских резинок, некоторых видов зубной пасты, а также используется для придания джинсам потертого вида.
Вулканический пепел также используют в качестве легкого заполнителя при производстве цемента. Затвердевший вулканический пепел (называемый туф) создает особенно крепкий и легкий строительный материал. Древние римляне смешивали туф с известью для создания крепкого и легкого бетона для стен и построек. Крыша Пантеона в Риме сделана из этого самого бетона, потому что он настолько легкий.
Мельчайшие фракции этих вулканических камней используют в полировке металлов и в обработке древесины. Дробленую и молотую пемзу используют в качестве засыпанного материала, для целей фильтрации.
Опыт № 4 «Исследование камней вулканического происхождения»
Материал: миска с водой, камни и кусочек пемзы. Рассмотрел внимательно камни и пемзу и сравнил их друг с другом: в пемзе очень много дырочек. Опустил камни и кусочек пемзы в миску с водой. Есть ли пузырьки? Плавает или тонет пемза?
Вывод: пемза - камень, имеет пористую структуру. Поры заполнены воздухом, поэтому камень не тонет (поры в пемзе образуются в момент застывания лавы, когда газы ещё выходят наружу).
4.5 Геотермическая энергия и гейзеры
Приносят пользу вулканы и как источники энергии.
Чем глубже в почву, тем она становится теплее: с каждым километром ее температура повышается на 30°С. А в зонах вулканической активности, где присутствует магма, ее температура подскакивает с каждым километром на 100°С. Когда дождевая вода просачивается на глубину и встречается с нагретой породой, она также нагревается. Иногда она закипает или бьет источником через равные промежутки времени: это явление называется гейзером. Подобными источниками изобилует Исландия, Камчатка и национальный американский парк Йеллоустон. Также вода течет и просто в горячих источниках. Получаемая естественным путем или при помощи бурения, она дает энергию на геотермальных станциях. Есть подобные станции и в России. Это самая дешевая энергия. В странах, таких как Кения, Исландия, Новая Зеландия, Филиппины, Коста Рика и Сальвадор, геотермальная энергия ответственна за обеспечение существенной части энергетических запасов страны - от 14% в Коста - Рике до 51% в Кении.
Широко используется горячая вулканическая вода в Японии. Ею отапливаются дома, прогревается почва на рисовых полях и огородах, а благодаря значительному содержанию солей аммония и фосфора она применяется как удобрение.
Горячие воды не только источник тепла и различных химических соединений. Многие из них содержат вещества, обладающие лечебными свойствами. Например, установлено, что горячие воды многих источников Камчатки и Курильских островов по своим бальнеологическим свойствам не уступают минеральным водам известных курортов. Так, на Камчатке большую славу снискали воды Налачевских источников, содержащие мышьяк. Горячие вулканические воды используются при лечении многих болезней, в том числе ревматизма, различных заболеваний суставов, нервной системы и т.д.
4.6 Охлаждение планеты
О том, что вулканы влияют на климат, известно давно: пепел и частицы серы, извергаемые в атмосферу, блокируют солнечный свет, а с ним и тепло.
Связь между вулканическими извержениями и глобальным похолоданием была предметом научных исследований в течение десятилетий. В то время наблюдались небольшие падения в глобальных температурах после больших извержений. И хотя большая часть облаков пепла быстро рассеивалась, редкий длительный период более холодных температур прослеживался к особенно крупным извержениям.
Из-за этой установленной связи некоторые ученые рекомендовали диоксид серы и другие вещества выпускать в атмосферу для борьбы с глобальным потеплением, процессом, названным экологическим проектированием.
ВЫВОДЫ
Как вы видите, вулканы - это по-настоящему довольно созидательная сила. Фактически, наши земные организмы зависят от них во всем от воздуха, которым мы дышим, до плодородной почвы, которая производит нашу пищу, до геологической активности, которая приводит к обновлению суши и биологическому разнообразию. Поэтому люди, несмотря на постоянную угрозу новых извержений, строят рядом селения, трудятся на полях, используя плодородный вулканический пепел в качестве удобрения, добывают руды ценных металлов.
Список источников информации
https://ru.wikipedia.org
http://umeda.ru/volcanoe
http://vulkania.ru/o-vulkanah/kakuyu-polzu-prinosyat-vulkanyi.html
http://awesomeworld.ru/prirodnye-yavleniya/izverzhenie-vulkana.html
http://www.mining-enc.ru/v/vulkanicheskie-gornye-porody
6 679
8 724 
