Què fa que les roques es fonguin? Com es forma el magma?

Què fa que les roques es fonguin? Com es forma el magma?

Conxita Márquez, Teresa Pigrau, Neus Sanmartí. 

 

Construcció de coneixements a partir de l'experimentació
Experimentem 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 necesiten diferent aportación de calor per canviar a estat líquid i fondre’s.

L’observació ans 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.

D'on prové la calor del magma?

Es tracta de repensar la idea de que l'origen del magma prové completament d'allò que existia a l'inici de la formació del Planeta. Pot ser interessant reconèixer que quan ens freguem les mans notem que la temperatura augmenta. Relacionada amb aquesta darrera idea, una altra que cal transformar és que la fusió d'un material no només depèn de la temperatura ja que aquesta depèn també de la pressió.

Com podem simular la formació i moviment del magma?, per què sorgeix a la superficie de la Terra? o què provoca les erupcions?

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 demandar 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. 

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.