primo giorno ScEstCalci 2016
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terzo giorno ScEstCalci 2016
2° Scuola estiva per insegnanti Calci 2015 - 2016
Scuola estiva di Calci 2016
terzo giorno 8 settembre
Relazioni e documenti
"Magma e vulcani"
Patrizia Landi, Spina Cianetti e Mattia de’ Michieli Vitturi - INGV sezione di Pisa
Introduzione all’argomento, attività di gruppo e esame dei materiali
Osservazione e confronto di rocce vulcaniche
Esperimenti sulle proprietà dei magmi (densità e viscosità).
Esperimenti sul rapporto tra proprietà dei magmi, tipi di eruzione e tipi di rocce vulcaniche.
Discussioni e riflessioni.
Spina Cianetti, Mattia de’ Michieli, VitturiPatrizia Landi
Che cosa è un vulcano? Fenditura profonda della crosta terrestre, dalla quale fuoriescono lava, lapilli, ceneri, acque, vapori e gas ad alta temperatura.
Tipi di eruzioni:
- "eruzioni effusive" se la lava è fluida e con poco gas e si muove seguendo la pendenza del terreno;
- "eruzioni esplosive" il magma fuoriesce dal cratere come un getto di gas che contiene magma e pezzi diroccia; i frammenti di magma e roccia si chiamano piroclasti.
I prodotti delle eruzioni esplosive possono essere:
- "juvenili" quando derivano dal magma che provoca l'eruzione;
- "litici" son frammenti solidi di varia natura.
Tipi di vulcani
Il magma è un materiale fuso formato da una miscela di una fase liquida, fasi solide (minerali) e fasi gassose. La presenza di queste 3 fasi influenza fortemente le proprietà e la risalita dei magmi.
Che cosa controlla la risalita del magma?
La sua densità e viscosità. Esperimenti sulla misura della densità e sulla formazione di bolle in un liquido molto fluido e molto viscoso.
Attenzione: per i filmati che non fossero visibili direttamente si può far riferimento all'indirizzo
Il Vesuvio e l'eruzione pliniana del 79 d.C., scavi archeologici di Pompei. Stromboli e la sua terrazza craterica. L'Etna, il gigante d'Europa. I Campi flegrei e l'eruzione del monte Nuovo del 1538
Schede per insegnanti
iCleEn - Interrogarsi su Clima ed Energia è un progetto del Museo Tridentino di Scienze Naturali - Trento
La densità è una proprietà fondamentale della materiache da una misura della compattezza del materiale, inaltre parole, esprime quanta massa è contenuta in undato spazio, ρ = m/V espressa in kg/m3 o g/cm3.Di questa grandezza fisica gli studenti, spesso,memorizzano la definizione, senza però avere una precisa conoscenza del concetto che potrebbe essere approfondito con questa semplice attività, la quale può essere anche un'occasione per affrontare una discussione sull'errore nella misura.
Gli alunni, dopo aver studiato teoricamente il concetto di densità, sono stati invitati a controllare sperimentalmente come oggetti diversi, ma fatti dello stesso materiale, hanno la medesima densità. Gli studenti hanno pesato e misurato il volume di otto campioni di granito, hanno calcolato la densità di ogni campione e hanno elaborato un grafico. La non perfetta corrispondenza con i risultati attesi ha aperto una discussione sull’errore sperimentale. →
Si tratta di costruire un modello di magma utilizzando sciroppo di glucosio ai fini di condurre una riflessione sui fattori che influenzano la sua viscosità e su come questa sia legata all'esplosività di un vulcano.
La viscosità è una proprietà dei magmi molto importante per diversi motivi, ad esempio determina quanto rapidamente un magma possa spostarsi dal suo punto di origine, aiuta i vulcanologi a prevedere se il flusso di lava in uscita da un vulcano si muove rapidamente, rappresentando quindi un potenziale pericolo, ed è infine un fattore basilare nel determinare il grado di esplosività di un'eruzione. Completando questa attività gli studenti apprenderanno i quattro parametri principali che possono influire sulla viscosità di magmi e lave: la temperatura, la presenza di acqua, la percentuale di materiale solido e la quantità di volatili.
In sintesi gli obiettivi dell'attività sono quelli di far conoscere agli studenti:
• la proprietà reologica chiamata viscosità, riflettendo su alcuni dei fattori che incidono su di essa;
• ragionare sul modo in cui la viscosità influenza i vari stili di eruzioni vulcanica. →
Questa attività consiste in una dimostrazione di come si produce e si muove il magma all'interno dei vulcani.
Nell'attività, per simulare l'interno della Terra, vengono impiegati strati di sabbia e di cera posti in un becher contenente acqua fredda, quindi il tutto viene collocato sopra ad una fonte di calore che avvia il processo diffusione.
L'attività può essere svolta come dimostrativa da parte dell'insegnante, oppure può essere condotta direttamente dagli studenti divisi in gruppo.
I vulcani sono fenomeni entusiasmanti che possono essere utilizzati per fare leva sull'immaginazione degli studenti attirando facilmente la loro attenzione. Infatti, è probabile che gli studenti abbiano visto diverse trasmissioni televisive sulle eruzioni vulcaniche ed è anche possibile che alcuni di loro abbiano trascorso le proprie vacanze in qualche regione vulcanica. Ma è altrettanto probabile che molti degli studenti non abbiano ben chiaro dove e come si formi il magma e come questo si muova. Al termine di questa attività gli studenti dovrebbero aver compreso meglio il meccanismo di formazione del magma e come questo possa raffreddarsi al di sotto della superficie terrestre, formando le rocce ignee intrusive, oppure come possa raggiungere la superficie, generando le rocce ignee effusive. La dimostrazione è semplice e intuitiva, ma estremamente utile per chiarire concetti basilari della vulcanologia. Al termine della simulazione può essere utile fare seguire la proiezione di una serie di video di eruzioni vulcaniche opportunamente selezionati. Lo scopo principale dell'attività è quello di sfatare la convinzione, generalmente diffusa, che esista uno strato di roccia fusa che giace appena sotto alla crosta terrestre. Questo strato immaginario viene spesso identificato erroneamente con il mantello, che in realtà è solido! Il riscaldamento localizzato e/o la riduzione della pressione, possono, infatti, portare alla fusione parziale delle rocce, ma le camere magmatiche che si vengono a formare sono solo qualche chilometro di estensione. Gli studenti, inoltre, hanno spesso difficoltà a visualizzare come il materiale fuso possa rimanere intrappolato sotto alla superficie terrestre per formare le rocce ignee intrusive, cosa che dovrebbe emergere chiaramente durante lo svolgimento dell'attività. →