مفاهيم

همه کوه ها اتشفشان نیستند

قبل از آزمايش

بررسی سنگهای حاصل از اتشفشان

آزمايش

دریافتن چگونگی رشد آتشفشانها

بعد از آزمايش

دانش آموزان چگونگي شكل گيري گدازه و ماگما را به نمايش در مي آورند.

� يادگرفتن اينكه تمام كوهها آتشفشاني نيستند.

� به نمايش در آوردن اينكه آتشفشان چگونه فوران مي كند.

� كاني ها و سنگ هايي كه دسته شان را مشخص مي كنند.

بچه ها با فورانهاي آتشفشاني تماشايي كه در سرتاسر جهان واقع مي شود فريفته مي شوند. آتشفشانها براي تفسير بخش خارجي زمين خيلي مهم هستند، به همان اندازه كه تاريخ زمين مهم است. بنابراين زمين جديد 5/4 بيليون سال قبل توسعه پيدا كرده است، آتشفشانها فوران كرده اند، و نه تنها گدازه، بلكه بخار و ديگر گازها را به خارج مي فرستند. اين بخارات در دوره اي از زمان يكي از منابع مهم آب روي اين سياره بوده اند. سنگهاي آتشفشاني (سنگهاي آذرين) بوسيله آتشفشانهايي كه بيشتر سطح زمين را مي سازند توليد شده است.

توضيح اينكه چرا آتشفشانها در مكانهاي معيني اتفاق مي افتند به شناخت تكتونيك صفحه اي و به طور ويژه شناخت سه نوع مختلف مرز صفحات احتياج دارد. در اصل گوناگوني فرآيندها در مرزهاي صفحات منجر به ذوب سنگها مي شود. اين سنگهاي مذاب كه ماگما ناميده مي شوند، به سمت بالا حركت مي كنند . به دليل اينكه داغ هستند و خاصيت شناوري دارند. اين فوران آتشفشان را شكل مي دهد. برخي از آتشفشانها مثل هاوايي و جزيره چين به تكتونيك صفحه اي وابسته نيستند. اي آتشفشانها بيشتر روي نقاط داغ شكل مي گيرند كه منبع ماگما (سنگهاي مذاب) و منشاء آنها در زير صفحات است.

آتشفشانها سنگهاي آتشفشاني مثل گدازه توليد مي كنند كه در نتيجه ماگمايي است كه روي سطح زمين سرد مي شود. اگر ماگما در داخل زمين سرد شود سنگهاي دروني را شكل مي دهد.

هم سنگهاي دروني و هم سنگهاي بيروني انواعي از سنگهاي آذرين هستند. سنگهاي ذوب شده كه سخت شده اند به عنوان سنگهاي آذرين در نظر گرفته مي شوند.

هنگامي كه ماگما روي سطح زمين فوران مي كند، اغلب آتشفشان را مي سازد كه اساسا" توده اي از سنگهاي آتشفشاني سرد شده است. آتشفشانها ممكن است به شكل تپه اي به اندازه كوه درآيند. اگرچه تمام تپه ها و كوهها آتشفشاني نيستند. برخي از آنها ساختار تكتونيكي و برخي بنا شده اند بوسيله ساختمان كوهها كه اغلب در مرز صفحات اتفاق افتاده اند درست شبيه آتشفشان. برخي ديگر ساختار فرسايشي دارند و برخي به جامانده از كوههاي تكتونيكي اوليه هستند.

بحث و معرفي اين مفهوم كه همه كوهها آتشفشاني نيست. تصوير نشان داده شده از كوههايي كه آتشفشاني اند و آنهايي كه آتشفشاني نيست (تصاوير زير را ببينيد) . اينترنت همچنين تصاوير شگفت انگيزي دارد

1- به دانش آموزان توضيح دهيد كه آتشفشانها سنگها را از سرد كردن گدازه هاي مذاب توليد مي كنند. سنگهاي ذوب شده در داخل زمين ماگما ناميده مي شود و وقتي به سطح زمين فوران مي كنند گدازه ناميده مي شود. بحث كنيد در رابطه با اينكه يك گدازه چگونه از آتشفشان بيرون مي آيد. بپرسيد از دانش آموزان در مورد تجربيات و مشاهداتشان در رابطه با آتشفشان.

2- به آنها اعلان كنيد كه مي خواهيد بازي انجام دهيد كه «شبيه يك آتشفشان» ناميده مي شود. از دانش آموزان بخواهيد در حالت دمر روي كف اتاق بخوابند و تصور كنند آنها ماگماي داخل آتشفشان هستند . از آنها بخواهيد با سر و صدا بلند شوند يا «فوران كنند» تقليدي از فوران گدازه. به ياد بياورند ماگما در داخل زمين است و گدازه روي سطح است. اين فعاليت را چند بار تكرار كنند و تكرار كنند كه ماگما در داخل زمين و گدازه در بيرون از زمين است.

3- شما ممكن است نمونه هايي از سنگهاي آتشفشاني را در كلاس داشته باشيد اما نتوانيد همان نمونه ها را براي نمونه دستي در آزمايشگاه استفاده كنيد. شما معمولا" مي توانيد سنگهاي بزرگ را بدست آوريد «گدازه» (بازالت و پاميس) بوسيله رفتن به مناظر محلي اطراف منزلتان يا استفاده كنيد نمونه هاي كاني و سنگ ها را در دسته هاي مشخص شده از قبل.

دانش آموزان سنگهاي آتشفشاني را مرتب مي كنند.

بعد از فوران، آتشفشان شواهد فعاليت خود را رها مي كند. اين اثرات سنگهايي هستند كه سنگ مذاب يا ماگما ايجاد شده اند و بوسيله آتشفشان فوران كرده اند. اين سنگها همگي سنگهاي آذرين هستند. اگر آنها با آتشفشان همراه شوند سنگهاي آتشفشاني ناميده مي شوند. سنگهاي آتشفشاني زيرگروهي از سنگهاي آذرين هستند. اگر ماگما در داخل زمين سرد و سخت شود سنگهاي ايجاد شده سنگهاي دروني ناميده مي شوند. سنگهايي كه از آتشفشانها ايجاد مي شوند مي توانند خيلي متفاوت باشند. آنها مي توانند روشن رنگ و سبك وزن باشند يا تيره رنگ و سنگين باشند. دانش آموزان مجبورند آشنا شوند و ياد بگيرند سنگهاي آتشفشاني را بوسيله امتحان كردن آنها. اين يك روش معمول براي تمام سنگها است. بيشتر بچه ها سنگها را مي بينند و احساس مي كنند و بيشتر بچه ها مي توانند اسم سنگ را با خصوصياتش همراه كنند. دانشمندان سنگهاي آتشفشاني را به طريقي نامگذاري كردند كه تركيب آنها. چگونگي فوران و اينكه چه مدتي طول مي كشد تا سرد شود را توصيف كند. دانش آموزان بايد برخي از اين نامه و در درجه بعدي معني آنها را ياد بگيرند.

1- آتشفشانها «تپه ها يا كوههايي» هستند كه از سنگهاي مذابي ساخته شده اند كه سرد و سخت شده اند. اگرچه تمامي تپه ها و كوهها آتشفشاني نيستند. بپرسيد از دانش آموزان كه نشان بدهند توصيفي از محيطي كه در آنجا آتشفشانها شكل مي گيرند (مثلا" نقاط داغ و آتشين). اگر ممكن باشد دانش آموزان تصاويري از آتشفشان را نشان دهند براي اينكه به آنها در توصيف واژه ها كمك كند.

2- در مقياس شما، بسته هايي حاوي قطعات كوچك از سنگ و مواد ديگر وجود دارند كه شامل بازالت (سنگ سياه)، پاميس (سنگ روشن، خاكستري)، ابسيرين (سنگ سياه شيشه اي)، دياتوميت (سنگ سفيد)، كلوچه دريايي (ستاره هايي روي صفحات سفيد)، سوزنهاي خارپوست (باريك،طويل) و قطعاتي از استريوفوم ها.

كلاس خود را به دو گروه كاري تقسيم كنيد . به هر گروه يك بسته و يك ذره بين دستي يا ميكروسكوپ نور انعكاسي بدهيد. به دانش آموزان آموزش دهيد كه قطعاتي را كه فكر مي كنند از آتشفشانها است را جدا كنند. به آنها بگوييد كه نمونه هايشان را با ذره بين بزرگنما بازبيني كنند. اگر شما آرزو داريد شما مي توانيد خودتان مقياسي براي سنگها و اشياءتان بسازيد.

3- بنابراين در كلاس، براي هر چيزي بحث كنيد و بيان كنيد كه آيا آن چيز از آتشفشان بيرون مي آيد يا نه. مطمئن شويد كه آيا دانش آموزان پاسخهايشان را از بحث بدست مي آورند. ممكن است آنها بگويند كه سنگهاي آتشفشاني شبيه «سنگها» خواهند بود. سخت، آسان شكسته نمي شوند و معمولا" سخت به نظر مي آيند. سنگهاي آتشفشاني در مقياس شما بازالت، پاميس و ابسيرين است. كلوچه هاي دريايي، سوزنهاي خارپوست و استريوفوم از آتشفشان نيامده است. آنها حتي سنگ هم نيستند.

دياتوميت تنها چيزي است كه ممكن است دانش آموزان را با مشكل روبرو كند. دياتوميت سنگ است اما آتشفشاني نيست. نكته اي كه شما مي توانيد استفاده كنيد براي توضيح اين است كه دياتوميت به آساني به تكه هايي مي شكند ولي اغلب سنگهاي آتشفشاني به آساني نمي شكنند (به خاطر داشته باشيد كه اينها ساده شده هستند). دانش آموزان در درجات بالاتر پيچيدگي هاي زيادتري را ياد خواهند گرفت.

دانش آموزان علاقه دارند كه كلوچه هاي دريايي را با جزئيات بيشتري مشاهده كنند. اگر شما آرزو داريد، بايد آنها را امتحان كنيد تا مهارتهاي بصري خود را تقويت كنند. آنها مي توانند پنج قسمت متقارن را روي قسمت بالايي كلوچه دريايي Sea cookie) ) توصيف كنند. به آنها آموزش دهيد كه قسمت زيرين كلوچه دريايي Sea cookie) ) را نگاه كنند. آنها دو حفره خواهند ديد. يك حفره دهان و حفره ديگر مخرج يا حفره «عقبي» است. از دانش آموزان بپرسيد آيا آنها مي دانند كه كلوچه دريايي Sea cookie) ) از چه راهي حركت مي كند ، ابتدا دهان يا ابتدا مخرج؟ پاسخ اين است ابتدا دهان زيرا كلوچه دريايي Sea cookie نمي خواهد كه قسمت عقبي بدن خود را بخورد!

4- به دانش آموزان تأكيد كنيد كه سنگهايي كه از آتشفشان مي آيند يكي از انواع سنگهاي مذاب اند و انواع ديگري از سنگهاي آتشفشاني وجود دارند. به آنها يادآوري كنيد كه آنها فقط شروع كردند به يادگرفتن در مورد سنگها. مطمئن شويد كه نمونه هاي سنگهاي آتشفشاني به دانش آموزان در فرق گذاشتن و يادگيري بيشتر در درجات بعدي كمك خواهد كرد.

� كرم اصلاح يا كرم سفت شده در قوطي فشرده شده

آتشفشانها مي توانند به دانش آموزان كمك كنند تا اطلاعاتي در مورد پوسته زمين ياد بگيرند. ما فهميديم كه برخي بچه ها در مورد اينكه آيا شكل آتشفشان تابع توپوگرافي ناحيه است سوال دارند.

فوران در دره ممكن است دره را پر كند حتي قبل از اين كه آتشفشان ساخته شود. در مجموع آتشفشانها خيلي شيب تندي ندارند (شيب آنها معمولا" كمتر از 45 درجه است) زيرا ماگما ضخامت كافي (چگالي) ندارد تا خيلي بلند شود.

آتشفشانها سبكهاي زيادي براي فوران دارند. برخي خاموش هستند, مثل آتشفشان هاوايي و برخي فعال هستند مثل Mt.st.Helens در ايالت واشينگتون. حجم فوران معمولا" به مقدار زيادي به گازها نسبت داده مي شود كه عامل انفجار ماگما است به طوري كه به طرف خارج آتشفقشان پرتاب مي شود. اين شبيه نتيجه اي است كه از تكان دادن قوطي سود كربناتي شده و بازكردن آن حاصل مي شود. سعي نكنيد اين كار را در داخل انجام دهيد.

آتشفشانها تپه هايي در سايز كوه هستند. آنها بوسيله تجمع محصولات فوراني خودشان كه شامل گدازه (جريان ماگما) و قطعات ماگما (بمب و خاكستر) ساخته شده اند. آنها معمولا" يك يا «چند دهانه» روي آتشفشان هستند كه رابط ذخايري از سنگهاي مذاب در داخل زمين (اتاقك ماگمايي) با سطح زمين هستند.

آتشفشانها اشكال مختلفي دارند. مخروطي و گنبدي شكل بيشتر معمول است. اما آتشفشانها مي توانند مسطح هم باشند. بچه هاي كوچك احتياج دارند كه ببينند اين اشكال متفاوت چگونه ايجاد مي شوند. مشاهده اشكال ايجاد شده بوسيله طبيعت به دانش آموزان كمك مي كند تا چگونگي رشد آتشفشان را بفهمند.

در اين فعاليت دانش آموزان اشكال ايجاد شده بوسيله «فوران» كرم سفت شده يا كرم اصلاح را مشاهده مي كنند. مفهوم اصلي اين كه مثل «كرم در قوطي است» اشاره به اين است كه ماگما از داخل آتشفشان مي آيد. هنگامي كه به سطح زمين مي رسد گدازه ناميده مي شود. گدازه با سرعتهاي متفاوتي از زمين خارج مي شود و اشكال كوه مانندي را ايجاد مي كند.

ما پيشنهاد مي كنيم كه شما ساختن آتشفشان را قبل از ديدن در كلاس تمرين كنيد. كنترل كردن فشار بر روي قوطي دشوار است.

1- ببريد يك سوراخ كوچك در ورقه مقوايي نازك و سوراخي در بالاي يك مخروط كاغذي ايجاد كنيد. كرم اصلاح يا كرم سفت شده را در ميان سوراخها به جريان بيندازيد. بطوري كه در شكل 1 و 2 نشان داده شده «آتشفشان» را ايجاد كنيد. فشار و سايز آتشفشانهاي مختلف ساخته شده را تغيير دهيد. در شكل 1 شما دانش آموزان را مي بينيد كه آتشفشان جديد ساخته شده به شكل گنبد يا ساختمان مخروطي شكل را مشاهده مي كنند. در شكل 2 شما مشاهده مي كنيد كه آتشفشان مخروطي شكل به فوران ادامه خواهد داد و گنبدي شكل داراي جريان گدازه است. به دانش آموزان آموزش دهيد تا شكل نهايي «آتشفشاني» را كه ساخته خواهد شد پيشنهاد دهند. بحث كنيد كه آيا كرم اصلاح يا كرم سفت شده ضخيم تر خواهند شد. برخي از ماگماها خيلي سيال هستند، شبيه ساروج در حالي كه برخي خيلي چسبناك است مثل عسل سرد.

( فوران از ورقه هاي مقوايي نازك ) ( فوران از شكل مخروطي)

2-بعد از اينكه شما دو «فوران» را اثبات كرديد، بپرسيد از دانش آموزان كه آيا باور دارند كرم (گدازه نمايش داده شده) «رشد مي كند» يا «بزرگتر مي شود». توضيح دهشد كه «رشد» آتشفشان با رشد «افراد» فرق دارد. از دانش آموزان بپرسيد كه چرا برخي از اشكال در هوا گرد مي شوند و برخي مستقيم هستند. بطور كلي گدازه مايع است و مي خواهد جريان پيدا كند. گدازه جريان پيدا مي كند (به دليل وزن مخصوص) به موقعيتي «راحت» كه در جهان ما منجر به اين ميشود كه شكل لايه مخروطي زير را به خود بگيرد.