Il vulcano in bottiglia UN MODELLO PER CAPIRE IL RUOLO DEI GAS NELLE ERUZIONI VULCANICHE. Itis e lssa A. Einstein - Roma

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1 Il vulcano in bottiglia UN MODELLO PER CAPIRE IL RUOLO DEI GAS NELLE ERUZIONI VULCANICHE Itis e lssa A. Einstein - Roma

2 MATERIALI BOTTIGLIA CON APERTURA GRANDE da 5 dl. (the) gr.40 NaHCO 3 o 3 cucchiai rasi caffè solubile bollente 4 dl. edificio vulcanico in cartapesta BOTTIGLIA CON APERTURA PICCOLA da 5 dl. (acqua minerale) gr.80 NaHCO 3 o 6 cucchiai rasi colla da parati in polvere (gr.30) caffè solubile + aceto (2 dl.) bollenti: totale 3 dl. edificio vulcanico in cartapesta

3 DOMANDE Quali concause determinano la fuoriuscita di materiale fuso da una frattura della crosta terrestre (vulcano)? Che cosa provoca la risalita del magma dalla camera magmatica fino alla superficie?

4 PROCEDIMENTO - In una bottiglia da 5 dl., con apertura grande introdurre bicarbonato di sodio (3 cucchiai rasi) poi versare caffè bollente (4 dl.), si produce anidride carbonica, che forma poca schiuma e abbandona la massa liquida.

5 - In una bottiglia con apertura piccola introdurre bicarbonato di sodio, colla da parati, poi versare una miscela di caffè e aceto bollenti (per un totale 3 dl.), si produce molta anidride carbonica, che trascina con sé i materiali in una densa massa schiumosa, che fuoriesce traboccando dalla bottiglia. Si può aggiungere argilla espansa alla miscela di bicarbonato e colla.

6 NEL MONDO REALE Fattori che influenzano le eruzioni vulcaniche sono: tipo di magma (% SiO ), temperatura 2 del magma, quantità di gas disciolti sotto pressione, spessore delle rocce sovrastanti, estensione e forma della frattura.

7 Il magma può arrivare in superficie e si innesca un eruzione se: - aumenta la pressione nella camera magmatica es. arrivo di nuovo magma ricco di gas; - diminuisce la pressione nelle rocce incassanti la camera magmatica es. distensione e fratturazione della crosta terrestre.

8 - In un eruzione vulcanica effusiva il magma non è viscoso*, il raffreddamento rapido in superficie produce un fluido sopra-raffreddato, cioè una lava. Ciò si verifica quando i gas presenti nella massa fusa escono liberamente ed arrivano in superficie, cioè il degassamento avviene prima che il magma si muova, o comunque mentre risale verso l alto, quindi gli aeriformi riescono ad andarsene dal magma in un modo che è disaccoppiato dalla risalita del magma stesso.

9 Viscosità: è la resistenza che il liquido, o materiale, oppone al proprio scorrimento, si ha una forte coesione tra le molecole, essa è collegata alla composizione chimica della massa fusa, alla temperatura e alla pressione; le lave basiche sono più fluide, le acide più viscose.

10 - In un eruzione vulcanica esplosiva il magma è viscoso*, nel caso in cui ci sia un alto contenuto in aeriformi, dentro alla massa fusa che risale, si formano delle bolle di gas, che invece di scappare lateralmente, salgono alla stessa velocità del magma, questo produce dapprima una schiuma e poi ad un certo punto la sua frammentazione. La lava proiettata fuori dal vulcano contiene molti gas, quando diventa solida le bolle di gas formano delle piccole cavità che restano vuote, si origina una pietra spugnosa e leggera, che è chiamata pomice

11 La pomice è generata dalla schiuma provocata dal gas che sale insieme al magma, quindi c è una risalita accoppiata, tale fatto deriva da un insieme di cause, tra cui in genere la viscosità dei magmi, infatti il gas incontra più resistenza a muoversi e a liberarsi dalla massa fusa.

12 Quando cresce una bolla dentro un liquido produce una deformazione, il liquido si deve spostare, per cui se il magma è poco viscoso il gas si muove più veloce e quindi alla fine sale disaccoppiato. Se il magma è molto viscoso il gas non ce la fa a scappare, quindi la bolla fisicamente cresce dentro e si sviluppa, in genere per questo motivo si verifica una sopra-pressione.

13 FORME E STATI DELLE ENERGIE COINVOLTE Energia meccanica: energia termica (forma secondaria o derivata), energia gravitazionale (forma primaria); energia cinetica

14 LAVORO REALIZZATO DALLA CLASSE 1 D a.s I vulcani in cartapesta sono stati costruiti dagli alunni DANIELE LOTTA e SIMONE PIEGARI Proff. L. Venanzangeli e F. Maurizi