Vulkanism (1)

Gümnaasiumi geograafia uus ainekava sisaldab üldmaateaduse kursust. Õpikut selle kohta veel ei ole. Sellega seoses pakun siin ühe abimaterjalina loenguteksti . Lisan ka viiteid abimaterjalidele, kust võib leida täiendavat teksti, jooniseid, tabeleid tunni näitlikustamiseks.

Lisan ka tundide läbiviimise kavad.

Teema. Litosfäär: kivimid, vulkanism , maavärinad

Magmatism ja vulkanism.

Maa sisemuses valitseb termodünaamiline tasakaal, selle rikkumine temperatuuri või rõhu tõusu tõttu põhjustab kivimite ülessulamise ja magma tekke. Magma kujutab endast keerulise silikaatse koostisega looduslikku sulamit, mis tekib vahevöö või maakoore teatud piirkondades. Seoses kivimite üleminekuga vedelasse olekusse suureneb nende maht, mistõttu magma tungib maakoore ülemistesse osadesse ( intrusiivne magmatism- tardkivimite teke) või koguni maapinnale ( efusiivne magmatism e.vulkanism). Maapinnale tungimisel eralduvad seoses rõhu vähenemisega kõrge temperatuuriga magmast temas olevad gaasid ja veeaur, nn.lenduvad komponendid. Seetõttu erineb maapinnale voolanud laava magmast oma keemiliselt koostiselt. Magma koosneb: O2, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, K, H

Peamine komponent on SiO2. Ränidioksiidi hulgast sõltuvad magma ja laava füüsikalised ja keemilised omadused ( näit. voolavus).
Vulkanism.
1. Vulkanismi osa Maa kujunemisloos on olnud olulise tähtsusega (meenuta Maa arengulugu ).
Vulkanism seostub peamiselt vulkaanipursetega-sula kiviaine vool maakoore lõhedest .Tegutsevad vulkaanid paiknevad geograafiliselt ebaühtlaselt.Vulkanismi esineb peamiselt litosfäärilaamadeäärealadel. Neil aladel suudab magma tungida läbi maakoore lõhede maapinnale.
Tänapäeval esineb maailmas neli peamist vulkaanilist vööndit:
1) Vaikse ookeani tulerõngas – seal paikneb 64% tegutsevatest vulkaanidest
Ameerika läänerannik – Aleuudid , Alaska , Kordiljeerid , Andid , Tulemaa ; Aasia rannik koos saarkaartega – Kamtsatka poolsaar, Kuriilid , Jaapan , Filipiinid , Uus – Guinea , Uus - Meremaa
Kljutsi
Fujiyama
Kilauea
Mauna Loa
Krakatau – purskas 1883.a.Sunda saarel
Pinatubo
St. Helens
Popocatepetl
Nevado del Ruiz
Cotopaxi
2) Atlandi ookeani keskahelik
Hekla
Laki
Väikesed Antillid
Mont Pelē
Kanaarid
3) Vahemere vöönd
Alpid , Apenniinid , Kaukasus , Väike –Aasia kuni Malai saarestik –liitub Vaikse ookeani tulerõngaga .
Etna
Vesuuv
Stromboli
Elbrus
Kazbek
Ararat
4) Ida-Aafrika murranguvöönd
Kilimanjaro
80% vulkaanidest paiknevad laamade kokkupõrkealadel , 15 % laamade eemaldumisvööndis ning ülejäänud mandrite ja ookeanide keskosades.
Asukohast sõltub, millist laavat vulkaanist purskab . See määrab purske tüübi ja vulkaani ehituse.
Vulkaanide all mõistetakse koonuse –või kuplitaolisi kuhikuid , mis on seotud maakoores esinevate kanalite või lõhedega . Viimaseid mööda tungivad maapinnale vulkaanilise tegevuse produktid - gaasid, laava , vulkaaniline tuhk , tahkete kivimite tükid.
Vulkaani tegevus avaldub kas :
- rahulikult – laava valgub aeglaselt vulkaani lõõrist mööda vulkaanikoonuse nõlva alla
- plahvatusega- atmosfääri paisatakse suurel hulgal gaase , veeauru ja laavat või tahket kivimmaterjali
Vulkaanide koonused kujunevad lõõrist väljapaiskunud laava ja purdmaterjali kuhjumise tulemusel. Enamikel juhtudel vulkaaniline tegevus perioodiliselt kordub.
Vulkaani ehitus: Joonis.
Kraater- vulkaani purskeava
Magmakolle - vahevööst tungiva magma kogunemiskoht maakoores
Lõõr- magma liikumistee koldest kraatrisse
Laava- maapinnale voolanud magma
Magma liikumisel maakoores ja selle pinnale, tekivad magma-ehk tardkivimid .
Maa sees tekivad süvakivimid, näiteka gabro ja graniit. Maa pinnal tekivad peeneteralised basaldid.
Vulkaaniline materjal

Vulkaanide kuju ja koonuste kasvukiirus sõltub vulkaaniliste produktide iseloomust. Nende omavaheline vahekord on erinev eri vulkaanitüüpidel ja erinevatel tegevuse ajalõikudel.

Algselt eralduvad gaasid ja aurud , mis vabastavad lõõri ja võimaldab väljuda teistel produktidel. Seejärel tahked kivimiosakesed ja tuhk ning lõpuks laava.
Gaasid.

Enamuse moodustab veeaur. Lisaks CO2, CO, N , SO2

Fumaroolid -kõrge temperatuuriga (üle 200kraadi ) vulk. gaasi või auruallikad

Esinevad parasiitkraatrites , vulkaanikuhiku nõlvadel või jalamil lõhede kohal. Gaasitaoliste produktide eraldumise kohtades kontsentreeruvad sageli keemilised ühendid – ehe väävel , boorhape jpt.

Tahke aine

-vulkaanilised pommid
-lapillid
-vulkaaniline liiv
-tuhk
Kõik need on hangunud laava osakesed.
Tahke aine paisatakse tugevate pursete korral atmosfääri , kust nad vastavalt tükkide suurusele langevad tagasi kas kraatrisse , vulk.koonuse lähedale või vulkaanist kaugemale. Kaugemale levib vulkaaniline tuhk, mis võib atmosfääris püsida väga kaua.
-Valdava osa moodustab tuhk, mille tsementeerumisel tekib tuff -vulkaaniline kivim millel kujunevad väga viljakad mullad.
-Vulkaaniline liiv –suurus mõnest mm-st kuni herneterani
- lapillid- hernest kreeka pähklini
- vulkaanilised pommid- kuni mitukümmend meetrit

Vedel aine

laava
Keemilise koostise poolest eristatakse
-happeline : SiO2 rikas, kerge , hele ja punaka värvusega
aeglaselt liikuv – 5-6 km tunnis
-aluseline : raua, leelismuldmetallide rikas, SiO2 vaene
kiirelt voolav- üle 30 km tunnis
tardunult tihedam , raskem , tume
Laava temperatuur purskamisel 1000-1300 kraadi
Laavavool kümneid km pikk ja kümneid m paks
Vulkaanide tüübid

Lõhevulkaanid

Laamade eemaldumisvööndis on magma pärit vahevööst ning see purskab tavaliselt rahulikult lõhevulkaanidena. Basaltne ja aluseline sula kiviaine, mille temperatuur on üle 1000 kraadi tardudes alles 600 kraadi juures, voolab kiiresti levides ulatuslikeks laavaplatoodeks purskelõhede ümber. Uusaegkonnas( 2-65.miljonit aastat tagasi) tekkisid selliselt üle 500 000 km suurused Dekkani kiltmaa Indias ja Columbia org USA loodeosas.Maakera tähtsaim vulkaaniline nähtus on merepõhi. Basaltse magma piirkondades tekivad kilpvulkaanid , näiteks Hekla Islandil, mauna Loa Havail.

Keskpurskevulkaanid- pursked toimuvad tsentraalse kanali kaudu

*võivad hargneda lisalõõrid, tekivad väiksemate mõõtmetega koonused-parasiitkraatrid

Etna , Kljutsi

Mõnede suurte kraatrite nõlvad võivad aja jooksul magmakolde tühjenedes hävineda ja nende kohal tekivad langatuse tulemusel ümmarguse tasase põhjaga nõod-kaldeerad.
Nõo ulatus võib ulatuda mõnekümne km-ni. Kaldeera põhjas võivad kujuneda uued vulkaanikoonused ,mis on kaldeera seintest eraldatud ringikujulise nõoga .
Laamade kokkupõrkevööndis on magma pärit osaliselt mandrilise laama alla sukeldunud basaltsest merepõhja laamast. Kerkiva magmaga seguneb ka mandrilise maakoore kiviainest. Nii tekib happeline( SiO2) magma, mis on tunduvalt paksem, ja alla 1000 kraadise temperatuuriga. See ei voola eriti kiirest enne tardumist. Pursked on enemasti plahvatuslikud. Kui sulaaines kerkib, rõhk alaneb . Magmas sisalduvad gaasid üritavad välja tungida, kuid sitke kivimmass takistab. Rõhk magmakoldes tõuseb kuni vulkaan võib plahvatada, paisates välja tohutul hulgal gaase, tuhka, kive.
Vulkaanilise pommid kukuvad kraatri lähedale, lapillid ja tuhk kaugemale. Peened materjalid võiva atmosfääris levida üle maakera.Kui röhk on langenud purskab magma ja tardub laavakihina tahke materjali kihi peale. Tekivad kihtvulkaanid .
Tuntumad on Vesuuv, Etna, Stromboli, Fuji.
tuhavulkaanid- koosnevad valdavalt vulkaanilisest tuhast
Vulkaanide tüüpide kohta on joonis raamatus Arold , I., Raukas , A., Viiding , H. Geoloogia alused lk.95, joonis 26

Võimalik moodus teema käsitlemiseks tunnis

I tund:
Teema: Vulkanismi olemus. Vulkaanilised piirkonnad. Tuntumad vulkaanid maakeral.
Töövahendid: Kooliatlas, maailma kontuurkaart, lüümikud ( Regio ).
Töö käik: 1. Sissejuhatav loeng vulkanismi olemusest ( kasutada loenguteksti)

küsimus õpilastele: Mis tähtsust omas vulkanism Maa tekkeloos?
2. Praktiline töö atlase ja kontuurkaardiga.

õpilased märgivad tuntumad vulkaanid kontuurkaardile.

Õpilased leiavad vulkaanide paiknemises seaduspärasusi, põhjendavad neid toetudes laamtektoonikale, märgivad laamad ja nende liikumise kaardile.
Kodus: Ülesanne: Koostada referaat ühe vulkaani kohta :

asukoht ( kaardil märkida )

vulkaani tüüp

tegevuse kirjeldus

vulkaanilise tegevuse tagajärjed selles piirkonnas ja mujal
http://volcano.und.nodak.edu/
II tund:
Teema: Vulkaaniline materjal. Vulkaanide tüübid.
Töövahendid: Loengutekst, videofilm
Töö käik: I pool * Õpetaja selgitav loeng loenguteksti põhjal.
- vulkaaniline materjal, mõistete selgitus
- vulkaanide eritüübid ja nende seos laamtektoonikaga
II pool* Videofilm eelneva loengu visualiseerimiseks ja kinnistamiseks
MEO GEO loodusfilmid “ Vulkaanid” 25 min.
AS Elav Teadus Teaduse saladused 11.osa Vulkaanid 10 min.

III tund

Teema: Vulkaanilise tegevuse mõju ja tagajärjed inim- ja looduskeskkonnale.
Töövahendid: Seinakaart, suur paber, markerid ( eri värvi )
Töö käik:
1. Sissejuhatus- meeldetuletus eelmistes tundides õpitust

vulkaanide esinemisalad

suurimad vulkaanid maailmas

seos laamtektoonikaga
õpilase näitavad maailmakaardil ja selgitavad vulkaanide levikut
2. Rühmatöö. Eesmärk tuua välja vulkanismi kui protsessi mõju ja
tagajärjed looduskeskkonnale.
Töö käik: 1. Õpilased jagada 4-5 liikmelisteks rühmadeks
2. Jagada suured paberilehed ja markerid igale rühmale
3. Iga rühm arutab omavahel ja toob välja kõik võimalikud näited vulkaanilise tegevuse mõjudest, tagajärgedest ja tähtsusest inim- ja looduskeskkonnale. Kirjutab need oma paberile.
4. Rühmad kannavad kordamööda kirjapandud näited tahvlile ( iga rühm üks näide korraga ).Samal ajal kirjutab igaüks näited ka oma vihikusse .
5. Kirjapandud näited arutatakse õpetaja juhtimisel läbi, liigendades need positiivseteks ja negatiivseteks.
6. Kokkuvõte: Küsimus, mõte õpilastele esitamiseks . “ Kas vulkanism on inimkonnale ainult ohtlik või ka kasulik?”
Õpetajale võimalikke näiteid mida võib välja tuua:

tekivad uued pinnavormid

kivimid

vulkaaniline tuff

maa sisesoojus

kuumaveealllikad , geisrid ( turism )

mineraalveeallikad ( tervisevesi )

laavavool

mudavool

Atmosfääri paisatakse gaase, tuhka

Maavärinad

väävel
Kodus: Mõtle ja vasta vihikusse:
Kas vulkaanide näol esinevat ohtu on võimalik vähendada, vältida?
Lisamaterjalina saab kasutada:

Arold, I., Raukas, A., Viiding, H., Geoloogia alused. Tallinn: Valgus 1987

Terra . Toimiva maapallo. Ihminen ja Ympäristö. WSOY. 1994

National Geographic 05.1984 Herculaneum , 12.1992 Volcanoes

EE köide 6 lk. 56 Maa geosfääride areng( saab näidata vulkaanilise aktiivsuse muutusi aja jooksul)

L. Saveljev. Jäljed kivil. RK” Teaduslik kirjandus” Tartu 1947

http://volcano.und.nodak.edu/