Montse Torrella, I5, Escola Tecnos. Conxita Márquez
Què hem après? Aplicació a una nova situació.
Parlem de..... què provoca els canvis d'estat?
Pas del temps
Sòlid, líquid.
Dur, tou.
Experimentem amb xocolata
Volcans
Experimentem amb la mantega
Fem prediccions. Què passarà si...?
Comprovem una hipòtesi
Estructurem el que hem après
NIVELL 0
NIVELL 1
NIVELL 2
NIVELL 3
NIVELL 4
NIVELL 5
Dues setmanes després...
Comprovem, observem
Fem noves prediccions
Verifiquem
Què ha passat amb la mantega que teníem líquida al pot?
I si… la tornem a posar a temperatura més alta, què passarà?
Observem el canvi d’estat.
Com es poden predir les erupcions volcàniques?
Els senyals precursors de les erupcions són l’inflament del terreny i els moviments sísmics. El monitoratge de les erupcions volcàniques permet predir les erupcions dels volcans i gestionar la situació d’emergència volcànica.
Un tema cabdal en la mitigació dels riscos és l’ocupació i l’ús del territori exposat al risc. En el cas de les inundacions és molt clar que no es pot urbanitzar a les zones inundables i aquest principi també s’ha d’aplicar a les zones amb important risc d’erupció volcànica. Veient que es pot predir l’erupció i es pot saber per on avançaran les colades caldrà recordar en el futur no ocupar les zones exposades a un alt risc d’erupció volcànica.
Les cendres volcàniques i els gasos que expulsen els volcans poden tenir impacte en la salut de les persones, per això es recomana l’ús d’ulleres, mascareta i en moments determinats quedar-se a les cases. La pols volcànica també és una amenaça pels avions, el seu poder abrasiu pot fer malbé els motors. En el cas de La Palma l’emissió de cendres del volcà també ha afectat a l’observació astronòmica. A l’observatori del Roque de los Muchachos hi ha nombrosos telescopis que han parat la seva activitat per preservar les lents i miralls.
A les illes volcàniques actives (com la de La Palma) la societat ha après a conviure amb el risc volcànic amatent als seus signes de dinamisme. Les autoritats prioritzen evitar pèrdues personals i assumeixen certa inevitabilitat de pèrdues materials, compensables.
Tot i així els volcans també provoquen efectes beneficiosos, com pot ser que la terra on hagi caigut la cendra guanyarà en fertilitat degut a les sals minerals que aporta. I també el terreny absorbeix més l’aigua i la drena.
Cliqueu sobre la imatge de la dreta per veure el vídeo i llegir la notícia.
Com s’explica que hi hagi volcans a zones intraplaques?
Francisco Anguita a l’article Vivir sobre un volcán respon així a aquesta pregunta:
La resposta a aquestes pregunta no és senzilla, perquè l’origen de l’arxipèlag canari és un debat inacabat. Per a alguns científics, les Canàries són la punta de l’iceberg d’un gran plomall de roca calenta que puja de les profunditats del planeta, i que en aquest moment arriba a la superfície a la zona occidental de l’arxipèlag, sota d’El Ferro i La Palma. Però aquesta idea deixa sense explicar el vulcanisme històric de les Canàries centrals (Tenerife) i orientals (Lanzarote).
Una altra escola proposa, per contra, que les Canàries estan situades sobre fractures (com si en conjunt fossin un enorme edifici fisural) i que el magma sorgeix en les zones en què les fractures es distenen, rebaixant la pressió en profunditat. Aquesta teoria enllaça les illes amb les falles i volcans del nord d’Àfrica, però tampoc és una teoria perfecta: no explica, per exemple, per què hi ha illes, com la Gomera, inactives des de fa milions d’anys.
Sigui quin sigui l’origen de l’arxipèlag, el que és indiscutible és que sota l’edifici de Cumbre Vieja hi ha instal·lada una càmera magmàtica nodrida des d’un dipòsit magmàtic profund. Hem imaginar aquesta càmera com una barreja turbulenta de magma i de roca parcialment fosa. Les seves parts més altes contenen molts gasos, i per tant són les menys denses i amb major tendència a l’ascens. Fa unes setmanes, aquests gasos van trobar una fractura en bon estat i es van introduir forçadament per ella, trencant la roca i arrossegant rere seu a la resta dels materials de la càmera.
Per llegir el text sencer cliqueu aquí: Anguita, Francisco, Vivir sobre un volcán, publicat el 24/09/2021 a la revista digital SiNC (Servicio de Información y Noticias Científicas) de l’Agència de Notícies Científiques de la Fundació Espanyola per la Ciència i la Tecnologia.
Com es forma un arxipèlag volcànic?
En aquest vídeo emès el passat 13/10/2021 a TV3, hi trobem una explicació del divulgador científic Pere Renom que aporta llum al debat anterior. Cliqueu aquí per veure’l.
Com és que només hi ha volcans a alguns llocs?
Els processos relacionats amb la formació de magmes s’expliquen dins del marc de la teoria de la tectònica de plaques. L’activitat volcànica, no es distribueix a l’atzar sobre la superfície del planeta sinó que es concentra majoritàriament al llarg de les vores de les plaques tectòniques. Tanmateix, trobem volcans en zones allunyades de les vores de placa, tant als continents com als oceans, cosa que indica que també és possible una fusió més localitzada. Aquest és el cas dels volcans de la Palma.
Si observem la distribució de volcans i terratrèmols al món coincideix majoritàriament amb algun límit de placa.
Serà necessari passar de la idea infantil d’una escorça de la Terra contínua a una altra en la qual ens la imaginem formada per parts (plaques) que es mouen, xoquen, s’enfonsen una sota l’altra…, i que aquest moviment causa que en determinants llocs es donin les condicions de temperatura i pressió que originen la formació del magma.
Els alumnes solen pensar, també, que només hi ha activitat volcànica a la superfície de la Terra però, en canvi, també n’hi ha sota el mar, i aquesta pot donar lloc a la formació d’illes.
Com es mouen les plaques tectòniques?
Les plaques estan fixes, suren, es mouen?. Fa 335 milions d´anys els continents estaven tots units. (Pangea, imatge dreta). Si actualment estan separats…. Per què és?
Els alumnes poden reproduir els continents actuals amb cartolina o porexpan. Devall hi posarem un paper doblegat per donar a entendre que les plaques suren sobre l’Astenosfera (una substància fluïda i plàstica).
- Unirem els continents imitant la formació de Pangea.
- Què va passar quan l´Astenosfera es va moure?
De la lava a la roca volcànica
El magma ascendeix per l’interior de la Terra i en alguns casos surt a la superfície en forma de lava.
Les roques que es formen quan la lava solidifica a la superfície terrestre s’anomenen volcàniques (de Vulcà, el deu del foc).
Les roques que es formen en profunditat quan el magma no arriba a sortir s’anomenen plutòniques (de Plutó, el deu del món interior).
En el primer cas la lava es refredarà més ràpid que en el segon i això fa que les roques tinguin textures diferents.
Quan el magma es refreda molt ràpidament pot generar unes roques que tenen un aspecte similar a un peça de vidre fosc, és el cas de l’obsidiana.
Hi ha roques volcàniques que quan les sospesem sorprèn la seva lleugeresa. Aquestes roques estan plenes de bombolles d’aire que són restes del gas que va provocar la sortida violenta del magma. Un exemple d’aquest tipus de roca és la pumita o pedra tosca.
Altres roques volcàniques són molt dures i no tenen porositat perquè quan va sortir el magma, els gasos ja s’havia escapat del tot.
La roca volcànica més comú és el basalt. Moltes illes volcàniques, com les illes Hawai, Islandia i l’illa de la Palma estan compostes fonamentalment per basalt.
A vegades el basalt forma unes columnes hexagonals molt característiques, com les que es poden veure a Castellfollit de la Roca. Aquestes estructures són degudes a que les laves experimenten una forta contracció en refredar-se, ja que el volum que ocupen una vegada solidificades és menor al que ocupaven en estat líquid i es trenquen en forma de prismes hexagonals.
La lava quan es refreda solidifica de nou i esdevé una roca volcànica. Les roques que s’originen seran diferents en funció del material i dels temps que tarden a refredar-se.
Les colades de lava poden caure en cascada per un penya-segat i arribar al mar formant una estructura semblant a un delta. Això és el que està passant a l’illa del Hierro i de La Palma.
Aquesta és una evidència més del vulcanisme com a generador de paisatges.
De què depèn que es formin cristalls de diferent mida?
Com és que la pumita (pedra tosca) sura?
Els pescadors de l’illa de La Palma van observar roques que suraven a l’aigua de la mar i es van preguntar, com és possible que una roca suri?
Aquesta pregunta pot ser un bon inici per explorar les idees inicials dels infants, dissenyar un experiment per comprovar diferències en la densitat de les roques i observar aquestes diferències. Poden comprovar que les que suren tenen ‘forats’. Llavors la pregunta és com és que els tenen.
Per explicar-ho caldrà que reconeguin que un gas ocupa espai. Al solidificar la lava de manera molt ràpida, els gasos que en formen part no poden escapar, i l’espai que ocupen no es pot omplir amb d’altres materials sòlids. Una vegada la roca ha solidificat, els gasos s’escapen i queda una roca porosa amb una densitat menor que si fos una roca compacta.
Quan la roca volcànica es refreda molt ràpidament, els gasos que formen part del magma no tenen temps d’escapar-se, per tant ocupen un espai. Quan solidifica escapen i queda una roca porosa.
Del magma a la lava
Introducció
El magma i la lava no són el mateix. El magma existeix sota la superfície de la Terra i la lava és roca fosa que ha arribat a la superfície. La lava es produeix a partir del magma però ha perdut els materials que s’escapen en forma de gasos (vapor d’aigua, diòxid de carboni i diòxid de sofre).
Una pregunta que ens podem fer és si “tota la lava que surt deixa un buit a dins de la Terra o bé es reomple d’alguna manera?”. Actualment, la resposta que donen les persones científiques a aquesta pregunta és que en moltes regions del globus, el fons dels oceans es submergeix fins al mateix nucli del planeta (gairebé 3000 km!). Aquest ingrés en profunditat és compensat per l’ascens de material calent (el nucli està a uns 5.000 ºC) que alimenta els volcans terrestres. Així que quan veiem la lava que surt per un volcà hem de recordar que en altres punts del planeta aquest ascens és compensat per una lenta però constant capbussada de roques cap a les profunditats.
De què depèn que un volcà sigui efusiu o explosiu?
Les erupcions volcàniques poden ser explosives o efusives i el que ho determina és la composició del magma, la seva temperatura i la quantitat de gasos dissolts. És parla de volcans grisos quan són molt explosius (expulsen el magma amb violència) i de volcans vermells quan són molt efusius (i expulsen el magma amb “tranquil·litat”).
Les colades de lava són el producte més característic de les erupcions de tipus efusiu. Un cop a la superfície, com qualsevol fluid, les colades de lava es mouran més o menys ràpidament en funció de la seva viscositat i dels pendents del terreny per on circulen.
La viscositat d’un fluid representa la resistència que presenta aquest a fluir. Quan un líquid té baixa viscositat s’escampa fàcilment sobre les superfícies. En canvi un líquid molt viscós es desplaça amb dificultat sobre les superfícies.
Les laves de baixa viscositat tendeixen a fluir per diversos quilòmetres i generalment generen volcans de perfil suau. Les laves d’alta viscositat en general produeixen cons de vessants costeruts, i són proclius a produir explosions catastròfiques, generant cendres volcàniques que poden cobrir extensos territoris.
Com influeix la viscositat de la lava en una erupció?
És interesant plantejar als alumnes quin són els factors que controlen la viscositat dels fluids utilitzant fluids viscosos per simular la lava.
Es pot donar als alumnes tres ampolles de plàstic transparent, cadascuna amb la mateixa quantitat de líquid viscós (per exemple mel, xarop, gelea…) i els demanem com podem fer que sigui més o menys viscós.
Les propostes segurament inclouran:
- Variant la temperatura.
- Afegint partícules sòlides (com sorra).
- O bé insuflant aire.
Variant la temperatura
Afegint partícules sòlides
Proveu aquestes idees. Per exemple submergint les ampolles en recipients amb aigua a diferents temperatures, si aquesta és la variable que es vol assajar. Les variacions en la viscositat poden observar-se invertint els recipients al mateix temps i mesurant el temps que triga el fluid en arribar al coll de l’ampolla.
Assaig amb tres temperatures diferents. Les tres ampolles es van girar alhora. Foto: P. Kennett. Per més informació podeu consultar aquest document en línia extret d’ Earth Learning Idea.
Assaig afegint sorra, el que permet simular la diferent composició del magma.
Els infants interpreten el que observem i parlen de: “La mel calenta va més ràpida perquè està més líquida. La mel representa lava”, “Com més graus hi ha, més ràpida va la mel i més líquida es fa”
(4tP, Sandra Guerrero, Col·legi ‘Les Neus’, Santa Coloma de Gramenet).
També comproven que si s’afegeix sorra, augmenta la viscositat:
Com influeix el pendent del terreny en la velocitat de la lava?
Per explicar els efectes d’un volcà també és important comprovar que depenen del pendent del terreny. Els infants poden trobar evidències.
Sandra Guerrero, 4ºP, Colegio “Les Neus”, Santa Coloma de Gramenet.
Com és un volcà per dins i per fora?
Conxita Márquez, Teresa Pigrau i Neus Sanmartí.
Els volcans donen lloc a canvis sobtats en el paisatge. Al llarg de la història, l’origen dels volcans s’ha explicat amb diferents teories que habitualment coincideixen amb explicacions que donen els infants. La visió científica actual no és intuïtiva i, per tant, requereix plantejar tot un procés de reconstrucció de les idees prèvies.
Inicialment els infants es representen un volcà com una muntanya. Un pas important és que ja pensin que del volcà en surten materials. I un nivell de representació més avançat és quan ja comencen a imaginar que hi ha d’haver un dipòsit dels materials calents i un conducte pel qual poden sortir aquest materials a l’exterior.
Una idea força comuna entre els infants més petits és que l’origen dels volcans és extern, que són provocats per impactes de meteorits i, per tant, no pensen en una possible estructura interior.
Les parts d’un volcà que a l’etapa de primària serà important que els infants identifiquin i diferenciïn són :
Cambra magmàtica: magatzem intern on s’acumula el magma (en el cas del volcà Cumbre Vieja està entre 6 i 8 Km de fondària). La cambra magmàtica és un reservori de magma que prové de parts més profundes de la Terra.
Xemeneia: també anomenada conducte de sortida. És la fractura a través de la qual surt el magma a l’exterior.
Con volcànic: elevació del terreny formada pels materials emesos del volcà.
Cràter: petita depressió situada al vèrtex del con volcànic amb forma de con invertit. Quan té un gran diàmetre passa a anomenar-se caldera.
Com ens imaginem d'on venen els materials que surten dels volcans?
Font: Dibuixos fets per alumnes d’I5, Montse Torrella. Esc. Tecnos (Terrassa)
Exploració dels nivells de representació d'un volcà
Nivells de representació de l’estructura d’un volcà quan es demana: “Dibuixa un volcà tal com l’imagines i indica en el dibuix d’on poden venir els productes que expulsa” (Grup ICE UAB de Ciències Infantil i Primària)
Quines diferències hi ha entre un volcà i una muntanya?
Ens podríem preguntar com seria el naixement d’un volcà. Al començament no hi hauria cap muntanya en forma de con perquè és el magma que hi ha a l’interior de la terra el que a mesura que va sortint va formant la muntanya en forma més o menys cònica que tots associem a un volcà.
Experiència d’Esther González.1r d’ESO. Institut Ca n’Oriac. Sabadell.
Idees per a construir (volcans)
La perspectiva sistèmica permet preguntar-nos sobre:
Canvis en el paisatge
Idees per treballar
La Terra que habitem és un planeta que canvia al llarg del temps. Canvien els materials que la formen i també les espècies que hi viuen. Hi ha canvis ràpids i n’hi ha de lentíssims. Hi ha canvis radicals i d’altres de subtils. N’hi ha de previsibles i de sorprenents. Canvis devastadors i canvis que podem arribar a controlar.
Els éssers vius intenten aprofitar els canvis i provocar‐los, controlar‐los o evitar‐los d’acord als seus interessos. Els humans també, i la ciència ens ajuda a fer‐ho amb una gran eficàcia, que implica també una gran responsabilitat.
El model de canvi geològic és el que dóna més sentit a la Geologia, ja que n’engloba molts altres, que són casos concrets d’aquest canvi. Si l’alumnat és capaç de considerar que els materials terrestres s’originen i canvien constantment (encara que quasi sempre molt lentament), que hi ha canvi però també conservació i que la matèria segueix un cicle, que tot canvi requereix energia, que els canvis poden provocar un impacte en el medi, etc… estan aplicant el model de canvi geològic i això els permet explicar i predir un conjunt de fenòmens.
Idees clau del model de canvi geològic
- La Terra està sotmesa a canvis, uns són graduals i continus, altres esporàdics i intensos.
- Els canvis deixen empremtes, bé pels materials que originen, bé per les formes i estructures resultants
- Alguns d’aquests canvis són motivats per agents externs, que tenen en el Sol i en la gravetat les seves fonts d’energia.
- Altres canvis són causats per processos interns, que són activats per l’energia tèrmica de l’interior del planeta i la gravetat.
- Les activitats humanes estan alterant el planeta Terra.
(Adaptació de Pedrinaci, 2003)
Canvis deguts a processos externs
Canvis deguts a dinàmiques internes
La superfície de la Terra canvia contínuament. La dinàmica de canvi dels materials que formen la superfície de la terra, s’inicia amb la meteorització que els esmicola, continua amb l’erosió que els separa i finalment es transporten. L’energia que provoca aquests canvis prové inicialment del Sol i de l’energia potencial deguda a la força de la gravetat. Un dels productes generats en aquests processos és el sòl.
Processos externs de la Terra
Clica per saber-ne més
El sòl
Clica per saber-ne més
La Terra és un planeta actiu. Els terratrèmols i els volcans són les principals manifestacions d’aquesta activitat. L’explicació de la seva localització, distribució i origen es relaciona amb el fet que l’escorça és discontínua i a la energia interna de la Terra.
Volcans
Clica per saber-ne més
Terratrèmols
Clica per saber-ne més
Plaques tectòniques
Clica per saber-ne més