تكتونيك صفحه اي- آتشفشان

"" 3 ""

بررسی قسمتهای یک آتشفشان  قبل از آزمايش

مقایسه قسمتهای یک آتشفشان با انواع مختلف مدل ها   آزمايش

کشف آتشفشانهای پیرامون جهان  بعد از آزمايش

***************

تكتونيك صفحه اي- آتشفشان (3)

 قبل از آزمايش

 

اهداف :

� بررسي انواع آتشفشان دانش آموزان نقاشي كنند و انواع آتشفشان را  

 مقايسه كنند.

� تفاوت بين ماگما و گدازه

فهرست لغات :

� كراتر

� گدازه

� ماگما          

� دهانه

Ponza ، ايتاليا، بقايايي از فوران آتشفشاني قديمي

مواد:

� كاغذ

� مداد رنگي

پس زمينه:

فورانهاي آتشفشاني نشانه هايي را براي فهم اينكه در بخش خارجي زمين چه اتفاقاتي مي افتد فراهم مي كنند.  آتشفشانها گواه اين هستند كه زمين ناآرام است مخصوصا"در پوسته و گوشته بالايي. منشاء سنگهاي مذاب، كه زمين شناسان ماگما مي نامند، حقيقتا" در مركز زمين نيست و اساسا"بالاي 100 كيلومتري (پوسته و گوشته بالايي) اين سياره است. زماني كه ما نتوانيم چاههايي با اين عمق حفر كنيم سنگهاي آتشفشاني اطلاعات مهمي را در مورد سنگها و مراحلي كه در قسمت خارجي زمين اتفاق مي افتد براي ما فراهم مي كند.

اكثر آتشفشانها براي تشخيص حاشيه مرز صفحات به زمين شناسان كمك مي كنند. صفحات پوسته سنگي جامد، سخت و خارجي زمين هستند. آنها تركيبي از پوسته زمين و گوشته بالايي هستند.

صفحات در طول زمان حركت مي كنند. صفحات به سه صورت نزديك شونده به هم، دورشونده از هم و در كنار يكديگر حركت مي كنند. اين حركات عموما" منجر به آتشفشان و زمين لرزه مي شود. آتشفشانها در جاهايي كه صفحات به سمت يكديگر حركت مي كنند (همگرايي) و يا از هم دور مي شوند (واگرايي) معمول هستند.

قسمتهايي از آتشفشان شامل مخزن ماگما در داخل زمين كه اتاقك ماگما ناميده مي شود. اتاقك ماگما بوسيله يك يا چند دهانه با سطح زمين ارتباط دارد. ماگما از طريق دهانه ها به سمت بالا حركت مي كند زيرا ماگما چگالي كمتر از سنگهاي اطراف دارد و اين سطح زمين را در محل كراتر آتشفشان مي شكند. اگر گدازه به اندازه كافي مايع باشد منجر به ايجاد جريان گدازه مي گردد.

انواع مختلفي از آتشفشان وجود دارند كه تركيبات مختلفي از ماگما و انواع مختلف فوران را منعكس مي كنند. آتشفشان شناسهاي مختلفي (افرادي كه آتشفشانها را مطالعه مي كنند) آتشفشانها را به اشكال مختلف طبقه بندي كرده اند. در اين طرح ما طبقه بندي ساده شده سازمان زمين شناسي ايالات متحده را استفاده مي كنيم.

آتشفشاني كه بطور كامل از گدازه تشكيل شده است آتشفشان سپري ناميده مي شود.

Kilauea در هاوايي يك نمونه از اين نوع آتشفشان است. آتشفشانهاي مركب نظير Mt.st.Helens در واشينگتون شامل گدازه و ديگر سنگهاي آتشفشاني مثل اسكوريا، خاكستر و برش ولكانيكي كه بوسيله فورانهاي انفجاري تشكيل شده است.

آتشفشانهاي Cinder از اسكوريا و خاكستر تشكيل گرديده اند (Cinder واژه قديمي براي اسكوريا است).

روشها :            

 

1- به دانش آموزان اطلاع دهيد كه اين درس واحدي را روي تكتونيك صفحه اي شروع خواهد كرد، يا مطالعه زمين لرزه، آتشفشان و حركات صفحات. از دانش آموزان بپرسيد كه آيا آنها به خاطر مي آورند صفحه چيست . اگر آنها ندانستند به آنها بگوييد در هفته هاي بعدتر ياد خواهند گرفت! توضيح دهيد كه صفحات قسمتي از پوسته و گوشته بالايي اند كه «شناور است» روي لايه اي از سنگهايي كه اكثرا" مايع هستند (استنوسفر) به دانش آموزان يادآوري كنيد كه صفحات حركت مي كنند و حركات صفحات منجر به آتشفشان، زمين لرزه و حركت كوهها مي شود و اين اغلب اوقات در حاشيه صفحات و مرز صفحات اتفاق مي افتد.

2-  تصوير را به طرز صحيح نقاشي كنيد. قسمتهاي مختلف از آتشفشان را در كلاس توضيح دهيد. به دانش آموزان يك كپي از كلمات داخل تصوير را در دفترهايشان بدهيد و از آنها بخواهيد تصاويرشان را رنگ كنند. از آنها بخواهيد از تصاويرشان استفاده كنند. تصاوير كامل شده را در اطراف كلاس آويزان كنيد.

3-  هدف اصلي براي دانش آموزان اين است كه فرا بگيرند سنگهاي مذاب داغ هنگامي كه داخل زمين هستند ماگما ناميده مي شوند و هنگامي كه سنگهاي مذاب به سطح زمين مي رسند گدازه ناميده مي شوند. آنها همچنين بايد ديگر قسمتهاي آتشفشان را كه در بالا توضيح داده شد را فرا بگيرند.

4-  از بچه ها بپرسيد كه آيا هيچ تفاوت مهمي بين تركيب ماگما و گدازه يك آتشفشان يكسان وجود دارد جواب «نه» است. زمين شناسان به ماگما و گدازه نامهاي جداگانه اي داده اند براي اينكه مشخص كنند كه سنگهاي مذاب در داخل زمين جاي گرفته اند يا در خارج آن. تفاوت بين ماگما و گدازه ظاهرا" زماني است كه سنگ سرد است. هنگامي كه ماگما در داخل زمين سرد مي شود، كاني هاي آن درشت است. زيرا به آهستگي سرد مي شود. گدازه كاني هاي خيلي ريزي دارد زيرا به سرعت سرد مي شود.

5-  به دانش آموزان كمك كنيد تا تفاوت ظاهري بين ماگما و گدازه را بفهمند. از مقياسهايي كه وابسته هستند استفاده كنيد. به عنوان مثال كيك شكلاتي يخ نزده، قسمت داخلي و خارجي آن با هم تفاوت دارند. قسمت داخلي كيك هوادار و پر از حفره است كه مي تواند به ماگما نسبت داده شود. قسمت خارجي كيك جامد و خشك است كه مي تواند به گدازه نسبت داده شود. اگرچه حتي داخل و خارج نيز ظاهرا" متفاوت اند. درحالي كه هر دو از يك نسخه مشابه هستند. به عنوان مثال هر دو ماگما و گدازه هستند.

تكتونيك صفحه اي- آتشفشان (3) 

 آزمايشگاه

اهداف

� كشف كردن توليدات آتشفشان دانش آموزان مقياسي را براي گدازه و ماگما ايجاد مي كنند.

                 

� مقايسه قسمتهاي آتشفشان در مدلهاي مختلف آن.

فهرست لغات  

� خاكستر

� كراتر

� گدازه

� ماگما                             

� دهانه

� گل آتشفشاني

مواد:

� كاغذ آزمايشگاه

� خمير دندان

� خمير مايه

� قمقمه (يا استوانه درجه بندي شده)

� ماهي تابه

� آتشفشان مدل

� تصاويري از آتشفشانهاي جديد (اينترنت)

زمينه قبلي

آتشفشانها موضوعي هستند كه دانش آموزان جوان و حتي افرادي را كه خيلي جوان نيستند را مجذوب خود مي كند. قدرت و راز وقايع آتشفشاني به درستي كه حادثه زميني است. گاهي اوقات دانش آموزان در فهم شكل رشد آتشفشان و يا ساخت آن درطول زمان به سمت خارج از زمين مشكل دارند. فورانها يكي بعد از ديگري ساختمانهاي كوه مانندي را شكل مي دهند.

انواع مختلف از فوران و تركيبات ماگمايي مي توانند انواع مختلف آتشفشان را بسازند. بچه هاي جوانتر در فهم اينكه فوران چگونه به وقوع مي پيوندد مشكل دارند. در اين آزمايش از دانش آموزان خواسته مي شود تا به مقياسهايي براي انواع فوران كه ممكن است بيشتر با آن روبرو شوند نگاه كنند. در درجه بعدي دانش آموزان انواع ديگر از فوران را توصيف مي كنند. مدل ها اگر به درستي استفاده شوند مي توانند به دانش آموزان در فهم موضوع كمك كنند. اگرچه بيشتر مدل ها به مقياس نيست و كلا" صحيح نيست. در اين كار دانش آموزان به «مدل هاي» مختلف از آتشفشان نگاه مي كنند و تصميم مي گيرند كه چه قسمتي قابل مقايسه با آتشفشان حقيقي است.

روشها :

1-     مدل آتشفشان بزرگ قبلي را در آزمايشگاه بسازند.

مواد :

سطح چوبي مسطح بزرگ , روزنامه، مشمع، سطل پلاستيكي قديمي، اسپري نقاشي، قوطي كنسرو خالي يا مربا با سرپوش.

اگر مي خواهيد يك مدل كوچك بسازيد مقداري از اين مواد را تهيه كنيد.

مرحله 1 : روزنامه ها را بصورت گلوله مچاله كنيد و آنها را روي سطح چوبي كه به اندازه و شكل آتشفشان مورد نظر شما است بيندازيد به طوري كه به طرز صحيحي نقاشي شده باشند.

مرحله 2 : در حدود 5 تا 7 Ibs از مشمع Paris با مقدار كافي آب را در سطل مخلوط كنيد تا يك بافت خمير چسبناكي را شكل دهند. قالب روي روزنامه هاي مچاله را به صورت آتشفشان مي پوشاند. قوطي كنسرو را در قسمت داخلي و بالاي آتشفشان قرار دهيد. به شكل سمت چپ نگاه كنيد.

نكته : مشمع Paris سريع خشك مي شود. شما 15 تا 25 دقيقه وقت داريد كه با آن كار كنيد قبل از اينكه سخت شود.

مرحله 3 : اجازه دهيد آتشفشان به طور كامل خشك شود، سپس منظره آتشفشان خود را نقاشي و ايجاد كنيد.

به دانش آموزان تصاوير آتشفشانهاي سرتاسر جهان را نشان دهيد. شما بايد تصاوير را از اينترنت پيدا كنيد

2- وقتي شما تصاوير را نشان داديد، قسمتهاي آتشفشان را بازبيني كنيد. كراتر ناحيه وسيعي در بالاي آتشفشان است. خاكستر سنگهاي آتشفشاني نرم شده‌اند كه مي توانند در هوا پخش شوند و سرتاسر ناحيه را بپوسانند. جريانهاي گدازه به طرف پايين و پهلوهاي آتشفشان است. ماگما سنگهاي ذوب شده است در حالي كه در داخل آتشفشان است و دهانه ها بوسيله گدازه ها و خاكستري كه بيرون مي آيد باز مي ماند.

3- كلمات فهرست انواع مختلف آتشفشان و برخي از مواد آتشفشاني را كه فوران مي كند منعكس مي كنند. اگرچه توجه كنيد كه تمام آتشفشانها اين مشخصات را در يك زمان نشان نمي دهند. مثلا" در سال 1980 Mt.st.Helens گل آتشفشاني و خاكستر پرتاب كرد، نه گدازه. فورانهاي پيشرفته در Kilauea در هاوايي اساسا" گدازه توليد مي كنند.

4-  چيزهاي زير را در هر موقعيتي براي دانش آموزان قرار دهيد :

a) مدلي مبني بر آتشفشان    b) خمير دندان  c) سركه، خمير مايه و قمقمه اي كوچك در ماهي تابه . مدل بايد قبل از استفاده دستي بر روي كاغذ ساخته شود.

6- «فوران» را براي دانش آموزان با مدل بزرگ اثبات كنيد . فوران آتشفشان احتياج دارد به اينكه سه قاشق سوپ خوري خمير مايه را در «كراتر» قرار دهيد در حدود  فنجان سركه را در داخل «كراتر» روي خميرمايه بريزيد. مخلوط با شدت خواهد جوشيد و بوي قوي و تندي را ايجاد مي كند.

مواد شيميايي ديگري كه مي توانند براي فوران مورد استفاده قرار بگيرند 

دي كرومات آمونيوم آتش و خاكستر توليد مي كند اما همچنين يك چيز در هم و برهمي هم توليد مي كند!

بعد از اينكه شما فوران آتشفشان را توليد كرديد، به دانش آموزان توضيح دهيد كه انفجار مدلي از چگونگي برخي از فورانهاي آتشفشاني است. تأكيد كنيد كه تمام آتشفشانها  مشابه هم نيستند. دياگرام زير كمك مي كند كه به دانش آموزان نشان دهيد كه چگونه يك مدل را با فوران واقعي مقايسه كنند.

هاوايي	Mt.st.Helens	مدل (خميرمايه+سركه)	مدل (دي كرومات آمونيوم)
گاز بيرون مي دهد	گاز بيرون مي دهد	گاز بيرون مي دهد	گاز بيرون مي دهد
بوي سولفور	بوي سولفور	بدبو	بدبو
ساكت	صداي شديد	صداي فيس فيس	صدادار
گدازه قرمز داغ	بدون آتش	بدون آتش	بدون آتش
كمي خاكستر	مقداري خاكستر	بدون خاكستر	خاكستر
گدازه قرمز داغ	مخروط خاكستر	بدون شكل	شكل مخروطي
كمي خاكستر	مقداري خاكستر	بدون خاكستر	خاكستر
مخروط گدازه	مخروط خاكستر	بدون شكل	مخروطي شكل

 

7- دانش آموزان بگوييد كه اگر آنها خودشان مي خواهند فوران آتشفشان را بسازند، بايد موادي را استفاده كنند. به آنها آموزش دهيد كه لوله خمير دندان را فشار دهند تا «فوران» ايجاد گردد. خمير دندان داخل لوله به عنوان ماگما است و وقتي خارج مي شود به عنوان گدازه است. دانش آموزان مي دانند كه «فوران» لوله خمير دندان فقط يك نمونه است.

سپس به دانش آموزان كمي خمير مايه در يك قمقمه بدهيد و مقدار مناسبي سركه روي آن بريزيد. مخلوط با شدت شروع به جوشش مي كند. شبيه فوران انفجاري. اين فرآيند پيشرفته را با مواد خود آزمايش كنيد و اين كار اندازه مناسب خميرمايه و سركه اي را كه بايد به دانش آموزان بدهيد را به شما نشان مي دهد.

8-  از اينكه آنها آزمايش را كامل كردند، از دانش آموزان بخواهيد براي كلمات ماگما، گدازه، خاكستر يا گل بخشهاي مناسبي از تصوير را در دفاتر خود نقاشي كنند. در چهارمين دياگرام به دانش آموزان نقاشي آتشفشان با تمامي اجزاي آن را بدهيد.

9- نكات مهم كه بايد تأكيد شوند اين است كه استفاده از مدل به فهم عملكرد آتشفشان كمك مي كند . براي دانش آموزان مشكل است براي اينكه تخمين بزنند آيا پاسخ آنها در برخي موارد درست است يا نه. تمرين بايد به دانش آموزان ايده اي در مورد پاسخ هايشان بدهد.

تكتونيك صفحه اي – آتشفشان (3)

بعد از آزمايش

اهداف : كشف آتشفشانهايي كه در سرتاسر جهان اتفاق مي افتد.

� تغيير قسمتهاي آتشفشان

فهرست لغات   

دانش آموزان به نقشه نگاه مي كنند و موقعيت آتشفشانها را پيدا مي كنند.

� پوسته

� فوران

� گوشته

� آتشفشان Mt.fuji در ژاپن

مواد :

� ورقه كار

� مداد رنگي

� نقشه جهان

� جغرافياي طبيعي جهاني

پس زمينه :

آتش و شعله هايي كه با آتشفشان همراه شده اند هميشه بچه ها و بزرگترها را شگفت زده مي كند. چگونه زمين مي تواند يك چنين مناظر شگفت انگيزي را ايجاد كند؟

همه اينها از كجا مي آيند؟ آيا همه آتشفشانها آتش توليد مي كنند؟ سوالات پيچيده اي وجود دارد كه احتياج دارند به زمينه علمي زيادتري از آنچه كه بچه ها در آن درجه هستند.

اگرچه شما مي توانيد توضيح دهيد كه زمين در داخل خاموش است (نه در مركز زمين، اما در قسمت خارجي پوسته و گوشته) و مجبور است «فرو بنشاند» خودش را با برخي راهها.درست مثل برخي از مردم برخي از آتشفشانها گدازه دارند كه به قدري داغ است كه شبيه شعله ها يي است كه از آتشفشان فوران مي كنند. «آتش» حقيقتا" سنگهاي مذاب يا ماگما است.

همه آتشفشانها جريان گدازه ايجاد نمي كنند. برخي توليدات در نهايت خاكستر و سنگها را توليد مي كنند. اين خاكسترها گاهي اوقات با يخ ذوب شده مخلوط ميشوند در نتيجه جريانهاي گل ايجاد مي كنند. اين زماني اتفاق افتاد كه Mt.st.Helens در سال 1980 فوران كرد.

آتشفشانها به طور اتفاقي روي سطح زمين فوران نمي كنند. اگر شما به نقشه نگاه كنيد شمال الگوهايي را مي بينيد. براي مثال در حاشيه اقيانوس Pacific  به نظر مي رسد آتشفشانها در طول نواحي ساحلي از ساحل غربي شمال و جنوب آمريكا تا ساحل شرقي آسيا ادامه دارند. اين ناحيه به «كمربند آتشين» نسبت داده مي شود. دانش آموزان بعدها مي فهمند كه اين آتشفشانها در تعيين مرز صفحات كمك كننده هستند. كمربند آتشين، براي مثال، ناحيه اي از مرزهاي صفحات همگرا است كه دو صفحه به يكديگر مي رسند.

در اين موقعيت، يك صفحه به داخل زمين فرو مي رود و منجر به ايجاد ماگما مي گردد و به اين ترتيب آتشفشان شكل مي گيرد.

روشها :

در مورد آتشفشانهاي زير بحث كنيد. هر كدام از آنها در چه نقطه اي از كمربند آتشين قرار دارند. محل عمومي اين آتشفشانها را در نقشه جهان نشان دهيد يا از تصاوير و نقشه صفحه بعد استفاده كنيد.

توضيح دهيد كه در حاشيه اقيانوس Pacific آتشفشانهاي فعالي وجود دارند كه كمربند آتشين را تشكيل مي دهند.

Mt.st.Helens در واشينگتون، در سال 1980 در غرب واشينگتون فوران كرده است و در حال حاضر گنبدي از گدازه را ساخته است.

Mt.fuji در ژاپن فوران شديدتري در قرن گذشته نداشته است و خوابيده است تا روزي كه فوران كند.

Mt.st.Augustine  در آلاسكا. اخيرا" در سال 1989 فوران شديد انفجاري داشته و در طول يكي از جزاير Aleutian در جنوب آلاسكا قرار گرفته است.

2- از نقاط براي صفحات نقطه دار كه در ادامه مي آيند استفاده كنيد. به دانش آموزان رنگي را براي آتشفشان بدهيد. شما مكن است از آنها بخواهيد كه برچسبي را در قسمت خارجي آتشفشان بزنند. كلماتي را كه در آزمايشگاه كشف كرده ايد بكار ببريد. در اين آتشفشان گاز، خاكستر و گدازه وجود دارد. از جغرافيايي طبيعي براي نشان دادن به دانش آموزان كه ماگما از قسمت بالايي گوشته و پوسته مي آيد استفاده كنيد.

3- به دانش آموزان آموزش دهيد كه تصاويري از يك آتشفشان در كمربند آتشين نقاشي كنند. از دانش آموزان بخواهيد كه يك چرخه بسازند (كمربند آتشين) و در كف قرار دهند . بگوييد آنها ممكن است به طور تصادفي فوران كنند. بحث كنيد كه اين موقعيت ها شبيه آنچه هستند كه در كمربند آتشين اتفاق مي افتد.