Introducció
L’activitat volcànica és una manifestació de la dinàmica interna de la Terra que s’expressa mitjançant la sortida a l’exterior de matèria fosa. És un fenomen complex que es deu a moltes causes, especialment als canvis en la temperatura i en la pressió a que estan sotmeses les roques a l’interior de la Terra. Com més alta és la pressió, més alta és la temperatura de fusió. L’explicació (a nivell de mestres) és que l’increment de la pressió afavoreix que els àtoms (les parts, partícules) es reordenin en estructures més denses i compactes i, per tant, siguin necessàries temperatures més elevades per fondre els minerals.
Els processos que tenen lloc són:
- La fusió de les roques de l’escorça i el mantell, que origina el magma.
- L’acumulació del magma a la cambra magmàtica.
- L’ascens i, en alguns casos, la sortida a l’exterior amb la conseqüent formació de roques volcàniques.
HI ha molta diversitat de volcans i, en la major part, aquesta depèn de la composició química dels materials.
D’on prové la calor que fa augmentar la temperatura?
Una pregunta que ens podem formular és “d’on prové la calor”, així com també repensar la idea que tot el seu origen prové de la que hi havia a l’inici de la formació del planeta. Pot ser interessant reconèixer que quan ens freguem les mans notem que la temperatura augmenta. Lligada a aquesta última idea, una altra de les cal transformar és que la fusió d’un material no només depèn de la temperatura, ja que aquesta depèn també de la pressió.
Com canvia el comportament dels materials amb la temperatura?
Si els alumnes seleccionen diferents materials com xocolata, mantega, cera, gel, roques, i els sotmetem a diferents temperatures, per exemple:
- sobre un fogonet,
- dins la mà,
- dins la butxaca…,
Observarem que es comporten de manera diferent i que necessiten diferent aportació de calor per canviar a estat líquid i fondre’s.
L’observació ens permet evidenciar que per molt que escalfem una roca a l’escola, no es fondrà, i que les roques per canviar necesiten temperatures molt més elevades que les que podem reproduir a l’aula, temperatures que sí existeixen a l’interior de la Terra.
L’experiència i els dibuixos són 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.
Com podem simular la formació i moviment del magma?
Materials necessaris
A fi de saber més sobre el magma i les roques de l’interior de la Terra, us proposem una simulació en la que tindrem en compte el factor temperatura de la formació i moviment del magma dins la Terra. El material necessari és:
Una capa de cera al fons d’un vas de precipitats, coberta per una capa de sorra i una d’aigua.
- S’escalfa el vas de precitpitats en un fogonet.
- Llavors es veu com una part de la cera es fon i puja líquida a través de la sorra i de l’aigua i després solidifica.
Exploració d’idees prèvies
Serà necessari passar de la idea simple de que existeixen depòsits permanents de magma al centre de la Terra i que per ells només és necessari trobar un camí de sortida, a conèixer que en determinats llocs de la litosfera, les roques es van fonent i alguns dels components s’evaporen, de manera que quan hi ha molts gasos, la pressió és molt alta, i és lavors quan el magma surt a l’exterior per diferents punts de l’escorça (és com quan una crispeta explota a l’escalfar-la).
Construcció de nous aprenentatges
Per tal de facilitar l’observació de l’experiència, podem demanar als alumnes que observin i descriguin allò que veuen. Que ho dibuixin en tres moments: inicial, intermig i final, i que ho relacionin amb el volcà.
L’arena i l’aigua simulen capes de l’escorça terrestre. L’ús d’aigua per representar capes de roques pot suposar alguna dificultat per alguns alumnes perquè en la realitat el magma atravessa materials sòlids, però és una forma senzilla de fer visibles els processos.
La cera representa el mantell superior, normalment sòlid, però que pot estar parcialment fos en alguns llocs. De la mateixa forma que la cera puja a causa de la seva densitat més baixa que la rodeja, el magma pot ascendir fins introduir-se en l’escorça o arribar a la superfície i formar una colada de lava.
Aquesta simulació permet discutir que el magma o la lava no existeix a priori, sinó que es forma l’interior de la Terra, i observar que la cera fosa puja cap amunt. La dificultat principal pot estar en interpretar la causa del moviment de la cera, ja que aplicar el concepte de densitat pot ser difícil. Els resulta més facil parlar en termes de pesat o lleuger. I una possible explicació seria: “la cera s’ha fos, és més lleugera que l’aigua i ha pujat cap amunt”.
En aquest enllaç hi podeu trobar el material imprimible per a l’alumnat, que complementa aquesta simulació.
Catalogat per CESIRE. Autora: Ana Rodríguez Poveda de l’escola El Morsell, d’Olivella.
Una experiència a 2n de primària
Cliqueu sobre la imatge per veure aquest experiment aplicat a 2n de primària per Cristina Montserrat del CEIP Ses Rotes Velles (Calvià, Mallorca).
Quin és el paper dels gasos en una erupció volcànica?
Els magmes contenen quantitats variables de gasos dissolts que es mantenen a la roca fosa, de la mateixa manera que es conserva el diòxid de carboni a les begudes gasoses. I com en el cas de les begudes, quan les destapem, reduint la pressió, els gasos es comencen a escapar. Aquests gasos quan troben una fractura s’introdueixen forçadament per ella, trencant la roca i arrossegant rere seu a la resta del magma.
Per tal de discutir el paper dels gasos com materials que empenyen i fan pujar el magma dels volcans es pot fer l’experiència amb aigua amb gas freda i bicarbonat sòdic. S’afegeix una culleradeta de bicarbonat a l’aigua amb gas, es sacseja l’ampolla i s’obre. Aquesta simulació permet observar el paper del gas en la pujada de l’aigua i per analogia amb el magma del volcà, tot i que en el cas dels volcans, els gasos no són el resultat d’aquesta reacció química, sinó que ja formen part del magma inicial.
L’experiència i els dibuixos són 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.