¿Por qué se funden las rocas? ¿Cómo se forma el magma?

¿Por qué se funden las rocas? ¿Cómo se forma el magma?

Conxita Márquez, Teresa Pigrau, Neus Sanmartí. 

 

Construcción de conocimientos a partir de la experimentación
Experimentemos con la temperatura

Si los alumnos seleccionan diferentes materiales como chocolate, mantequilla, cera, gel, rocas, y los someten a diferentes temperaturas, por ejemplo: 

  • sobre un pequeños fogón, 
  • en la mano
  • en el bolsillo…,

Observaremos que se comportan de manera diferente y que necesitan diferente aportación de calor para cambiar a estado líquido y fundirse. 

La observación también nos permite evidenciar que por mucho que calentemos una roca en la escuela no se va a fundir, y que las rocas para cambiar necesitan temperaturas mucho más elevadas que las que podemos reproducir en el aula, temperaturas que sí existen en el interior de la Tierra. 

La experiencia y los dibujos son de:  Onida M., Segalini L (2006) Investigación didáctica en la escuela primaria: una experiència sobre los fenómenos volcánicos. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 14 (3), 247-258.

¿De dónde proviene el calor del magma?

Se trata de repensar la idea de que el origen del magma proviene por completo de lo que existía en el inicio de la formación del Planeta. Puede ser interesante reconocer que cuando nos fregamos las manos notamos que la temperatura aumenta. Relacionada con esta última idea, otra de las que es necesario transformar es que la fusión de un material no sólo depende de la temperatura ya que esta depende también de la presión.

¿Cómo podemos simular la formación y movimiento del magma?, ¿por qué surge en la superficie de la Tierra? o ¿qué provoca las erupciones?

Materiales necesarios

Con el fin de saber más sobre el magma y las rocas del interior de la Tierra, os proponemos una simulación en la que tendremos en cuenta el factor temperatura de la formación y movimiento del magma dentro de la Tierra. El material necesario es: 

Una capa de cera al fondo de un vaso de precipitados cubierta por una capa de arena y una de agua. 

  • Se calienta el vaso de precipitados en un pequeño fogón. Entonces se ve como una parte de la cera se funde y sube líquida a través de la arena y del agua y después solidifica. 

Exploración de ideas previas

Será necesario pasar de la idea simple de que existen depósitos permanentes de magma en el centro de la Tierra y que para ellos sólo es necesario encontrar un camino de salida, a conocer que en determinados sitios de la litosfera, las rocas se van fundiendo y algunos de los componentes se evaporan, de manera que cuando hay muchos gases, la presión es muy alta, y es entonces cuando el magma sale al exterior por diferentes puntos de la corteza (es como cuando una palomita explota al calentarla). 

Construcción de nuevos aprendizajes

Para facilitar la observación de la experiencia se puede pedir a los alumnos que observen y describan lo que ven. Que lo dibujen en tres momentos: inicial, intermedio y final, y que lo relacionen con el volcán. 

La arena y el agua simulan capas de la corteza terrestre. El uso de agua para representar capas de rocas puede suponer alguna dificultad para algunos alumnos porque en la realidad el magma atraviesa materiales sólidos, pero es una forma sencilla de hacer visibles los procesos. 

La cera representa el manto superior, normalmente sólido, pero que puede estar parcialmente fundido en algunos lugares. De la misma forma que la cera sube a causa de su densidad más baja que lo que la rodea, el magma puede ascender hasta introducirse en la corteza o llegar a la superficie y formar una colada de lava. 

Esta simulación permite discutir que el magma o la lava no existe a priori, sinó que se forma en el interior de la Tierra, y observar que la cera fundida sube hacia arriba. La dificultad principal puede estar en interpretar la causa del movimiento de la cera, ya que aplicar el concepto de densidad puede ser difícil. Les resulta más fácil hablar en términos de pesado o ligero. Y una posible explicación sería: «la cera se ha fundido y es mas ligera que el agua y ha subido hacia arriba·

En este enlace podéis encontrar el material imprimible  (sólo disponible en català) para el alumnado que complementa esta simulación.  

Catalogado por el CESIRE. Elaborado por  Ana Rodríguez Poveda de la escuela El Morsell,  de Olivella. 

¿Cómo se forma el magma?

Conviene pasar de la idea de que el magma es un material que está en un depósito central localizado en el centro de la Tierra y que se va llenando debido a una combustión interna de materiales diversos -idea que expresan habitualmente los alumnos-, a la idea científica que explica que el magma se forma en lugares concretos no lejos de la superficie de la Tierra, donde hay unas condiciones que promueven cambios en la temperatura y la presión, y que son los que implican que las rocas se fundan. En este sentido, es necesario que el alumnado ponga en duda la idea de que un material dentro de la Tierra se pueda quemar, dado que es muy difícil que exista oxígeno para que se pueda producir esta combustión. Esta idea, que también fue compartida por científicos antes del siglo XIX, se empezó a poner en duda cuando en el campo de la química se comprobó que para que haya una combustión se necesita oxígeno.

Estructuremos lo que hemos aprendido. Ideas clave.