یک آتشفشان زیر آب بسازید

adminمی 31, 2024

5 خواندن این مطلب 5 دقیقه زمان میبرد

این اثبات علمی ساده یک راه فوق العاده برای یادگیری بیشتر در مورد است آتشفشان ها، صفحات تکتونیکی و جریانهای همرفتی.

آتشفشان ها عمدتاً روی آن یافت می شوند صفحه تکتونیکی مرزها زیرا حرکت صفحات تکتونیکی اجازه می دهد تا ماگما به سطح برسد. حلقه آتش حدود 75 درصد از تمام آتشفشان های جهان در اطراف صفحه اقیانوس آرام قرار دارند!

آتشفشان ها در سه ناحیه تشکیل می شوند:

مرزهای صفحه سازنده

مرزهای مخرب بازی

در هر سه موقعیت، ماگما می تواند از شکاف های موجود در پوسته زمین فرار کند.

این نمایش علمی از آتشفشان های زیر آب نشان می دهد که چگونه جریان های همرفتی کار می کنند. جریان های همرفت به ماگمای داغ اجازه می دهد تا از طریق گوشته زمین به پوسته زمین برود.

چگونه یک آتشفشان زیر آب ایجاد کنیم؟

تو نیاز داری

یک لیوان بزرگ

آب سرد

آب گرم

رنگ خوراکی

بطری ارلن یا ظرف ادویه کوچک

دستورالعمل یک آتشفشان زیر آب

لیوان بزرگ را حدود ¾ پر از آب سرد کنید.

با احتیاط (از یک بزرگسال کمک بخواهید) ظرف کوچکتر را تقریباً تا بالا با آب داغ پر کنید و چند قطره رنگ خوراکی به آن اضافه کنید.

ظرف کوچک را با احتیاط داخل شیشه بزرگ فرو کنید. آب گرم و رنگی را تماشا کنید که در آب سردتر بالا می رود.

اگر از ظرف ادویه با سوراخ های کوچک استفاده می کنید، باید شیشه را کمی تکان دهید تا حباب های هوا خارج شوند.

جریان همرفتی چیست؟

آ جریان همرفتی روشی است که گرما در مایعات و گازها افزایش و کاهش می یابد. هنگامی که یک مایع یا گاز گرم می شود، ذرات سریعتر از زمان سرد حرکت می کنند. فضای بین ذرات افزایش می یابد و باعث کاهش چگالی می شود. مایع یا گاز گرم و با چگالی کمتر بالا می‌آید و مایعات یا گازهای سردتر و متراکم‌تر فضا را پر می‌کنند. این منجر به یک جریان همرفتی می شود زیرا این فرآیند بارها و بارها تکرار می شود.

تصویر یک ظرف بزرگ پر از آب سرد را نشان می دهد. داخل ظرف بزرگ یک ظرف کوچک ادویه پر از آب داغ و قرمز رنگ است. آب قرمز از طریق آب سرد به سمت بالا فرار می کند و همرفت را نشان می دهد.

دستورالعمل های آزمایش آتشفشان زیر آب برای یادگیری جریان های همرفتی

جریانهای همرفت و تکتونیک صفحه

جریانهای همرفتی نقش مهمی در حرکت ماگما در پوسته زمین و لایه‌های گوشته دارند. گرمای هسته زمین، ماگمای نزدیک به آن را گرم می کند. ماگمای داغ از گوشته بالا می رود، با نزدیک شدن به پوسته سرد می شود و دوباره غرق می شود. این یک است جریان همرفتیهمانطور که ماگما غرق می شود، می تواند صفحات تکتونیکی را در سطح زمین حرکت دهد.

نموداری که لایه های مختلف زمین را نشان می دهد

این حرکت صفحات تکتونیکی باعث ایجاد شکاف ها و شکاف هایی در زمین می شود که به ماگما اجازه می دهد به سطح زمین فرار کند. به همین دلیل است که بیشتر آتشفشان ها در مرزهای صفحه قرار دارند.

مرزهای صفحه تکتونیکی

مرزهای صفحه سازنده

مرزهای صفحه سازنده (واگرا) جایی که جریان های همرفتی صفحات را از هم دور می کند شکل می گیرد. همانطور که صفحات از هم دور می شوند، ماگما از لایه گوشته زمین بلند می شود و شکاف را پر می کند. ماگما روی سطح سرد می شود و سنگ آذرین را تشکیل می دهد. این فرآیند در نهایت منجر به تشکیل برجستگی ها و شکاف ها می شود. هنگامی که ماگما به سطح فوران می کند، آتشفشان های محافظ می توانند تشکیل شوند.

هنگامی که این فرآیند بین صفحات قاره ای رخ می دهد، دره های عمیق و گسترده ای در خشکی ایجاد می شود. هنگامی که بین صفحات اقیانوسی رخ می دهد، منجر به یک خط الراس میان اقیانوسی می شود. نمونه هایی از پشته های میانی اقیانوسی هستند پشته اقیانوس آرام-قطب جنوب، خیزش اقیانوس آرام شرقی و آن خط الراس میانی آتلانتیک. آتشفشان ها اغلب در امتداد پشته های میانی اقیانوس یافت می شوند.

این نوع مرز صفحه نیز نامیده می شود ناهمسان.

تصویری از مرزهای صفحه. مقایسه حرکات تکتونیکی نشاندار شده طرحی با واگرایی، همگرایی و دگرگونی. توضیح سازه در نمای جانبی با پشته اقیانوسی، ترانشه و گسل گوشته

مرزهای بشقاب مخرب

مرزهای بشقاب مخرب (همگرا) که در آن جریانهای همرفتی صفحات تکتونیکی را به هم می فشارند. سه نوع مرز صفحه مخرب وجود دارد.

صفحه اقیانوسی و صفحه اقیانوسی

صفحه اقیانوسی و صفحه قاره ای

صفحه قاره و صفحه قاره

قاره ای و اقیانوسی

صفحات اقیانوسی متراکم تر از صفحات قاره ای هستند. این بدان معنی است که صفحه اقیانوسی در حالی که به سمت یکدیگر حرکت می کنند به زیر صفحه قاره رانده می شود. به این می گویند فرورانش. گودال‌های اقیانوسی، مانند سنگر ماریانا، زمانی تشکیل می‌شوند که یک صفحه اقیانوسی به زیر صفحه قاره‌ای رانده شود. صفحه اقیانوسی در اثر اصطکاک و گرمای داخل زمین ذوب می شود و ماگما را تشکیل می دهد و باعث ایجاد زلزله می شود. به این می گویند منطقه فرورانش.

ماگما در یک اتاقک ماگما جمع می شود و سپس از طریق شکاف های پوسته قاره ای بالا می رود. هنگامی که فشار کافی ایجاد می شود، فوران های آتشفشانی ممکن است رخ دهد و آتشفشان ها تشکیل شوند.

صفحه اقیانوسی و صفحه اقیانوسی

هنگامی که دو صفحه اقیانوسی با هم برخورد می کنند، متراکم ترین صفحه به سمت پایین رانده می شود و منجر به فرورانش می شود. صفحه فرورانش شده ذوب می شود و ماگما تولید می کند. هنگامی که ماگما با اقیانوس تماس پیدا می کند، به سرعت سرد می شود و زنجیره ای از آتشفشان ها به نام قوس جزیره ای را تشکیل می دهد.

صفحه قاره و صفحه قاره

وقتی دو صفحه قاره ای با هم برخورد می کنند، فرورانش نمی کنند. در عوض، صفحات به سمت بالا رانده می شوند و کوه ها را ایجاد می کنند. این برخوردها می تواند باعث زلزله شود، اما نه آتشفشان.

به این نوع مرز صفحه همگرا نیز می گویند.

تغییر مرزهای صفحه

یک مرز تغییر یافته (یا محافظه کارانه). جایی است که صفحات تکتونیکی از کنار یکدیگر می لغزند. آتشفشان ها معمولاً در این نوع از مرز صفحه یافت نمی شوند. سنگر سن آندریاس، که از بیشتر کالیفرنیا می گذرد، نمونه ای از این نوع مرز صفحات است.

نقاط داغ

نقاط داغ مناطقی هستند که گرمای ماگمای فوق گرم باعث ذوب شدن پوسته و نازک شدن آن می شود. این به ماگما اجازه می دهد تا به سطح فرار کند و یک آتشفشان تشکیل دهد. این نوع آتشفشان ها را آتشفشان سپر می نامند. آنها نسبت به انواع دیگر آتشفشان ها کم عمق تر هستند.

کوه اربوس در قطب جنوب نمونه ای از این نوع آتشفشان است.

کوه Erebus، قطب جنوب. آتشفشان پوشیده از برف

نمونه های بیشتری از جریان های همرفتی از عمل

رادیاتور و آتش

هوای گرم از منابع گرمایی مانند آتش سوزی یا رادیاتور بلند می شود. هنگامی که هوا در نزدیکی آتش یا رادیاتور گرم می شود، منبسط می شود، رقیق تر می شود و بالا می رود. هوای خنک تر و متراکم تر جایگزین هوای گرم می شود که سپس گرم می شود، رقیق تر می شود و بالا می رود. فرآیند انتقال حرارت در اتاق با منبع گرما ادامه می یابد.

بالون های هوای گرم

جریان همرفتی هوای داخل بالون را گرم می‌کند و باعث می‌شود هوای گرم داخل بالن نسبت به هوای خنک‌تر بیرونی چگالی کمتری داشته باشد. این باعث بالا آمدن بالون هوای گرم می شود.