یک آتشفشان زیر آب بسازید

adminدسامبر 20, 2023

43 خواندن این مطلب 5 دقیقه زمان میبرد

این یک نمایش علمی ساده یک راه فوق العاده برای یادگیری است آتشفشان ها، صفحات تکتونیکی و جریانهای همرفتی.

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

آتشفشان ها در سه ناحیه تشکیل می شوند:

محدودیت های ساختاری صفحه

محدودیت های مخرب بازی

هر سه تنظیمات مکان هایی هستند که ماگما می تواند از طریق شکاف های پوسته زمین فرار کند.

این نمایش علمی از یک آتشفشان 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 به پوسته زمین برود.

چگونه یک آتشفشان زیر آب بسازیم

شما به آن نیاز خواهید داشت

یک کوزه بزرگ

آب سرد

آب گرم

رنگ های خوراکی

یک فلاسک مخروطی کوچک یا شیشه ادویه

دستورالعمل آتشفشان زیر آب

شیشه بزرگ را حدود ¾ پر از آب سرد کنید.

با احتیاط (از یک بزرگسال کمک بخواهید) ظرف کوچکتر را با آب داغ پر کنید و چند قطره رنگ خوراکی 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 نحوه افزایش و کاهش گرما در مایعات و گازها است. هنگامی که یک مایع یا گاز گرم می شود، ذرات سریعتر از زمانی که سرد هستند 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 شیشه بزرگ پر از آب سرد را نشان می دهد. داخل ظرف بزرگ یک ظرف کوچک ادویه پر از آب داغ به رنگ قرمز است. آب قرمز از طریق آب سرد به سمت بالا جریان می یابد و همرفت را نشان می دهد.

دستورالعمل های آزمایش آتشفشانی زیر آب برای مطالعه جریان های همرفتی

جریانهای همرفت و تکتونیک صفحه

جریانهای همرفتی نقش مهمی در حرکت ماگما در لایه‌های پوسته و گوشته زمین 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 است جریان همرفتی. همانطور که ماگما فرو می رود، می تواند صفحات تکتونیکی را در امتداد سطح زمین حرکت دهد.

نموداری که لایه های مختلف زمین را نشان می دهد

این حرکت صفحات تکتونیکی منجر به شکاف ها یا شکاف هایی در زمین می شود که به ماگما اجازه می دهد به سطح زمین برسد و به همین دلیل است که بیشتر آتشفشان ها در مرزهای صفحه یافت می شوند.

مرزهای صفحه تکتونیکی

محدودیت های ساختاری صفحه

محدودیت های ساختاری صفحه شکل (واگرا) که در آن جریان های همرفت صفحات را از هم دور می کند. همانطور که صفحات از هم دور می شوند، ماگما از لایه گوشته زمین بلند می شود تا شکاف را پر کند. ماگما در سطح سرد می شود و سنگ آذرین را تشکیل می دهد. این فرآیند در نهایت منجر به تشکیل برجستگی ها و ترک ها می شود. اگر ماگما به سطح فوران کند، آتشفشان های محافظ می توانند تشکیل شوند.

اگر این فرآیند بین صفحات قاره ای اتفاق بیفتد، دره های عمیق و وسیعی را در خشکی ایجاد می کند. هنگامی که بین صفحات اقیانوسی قرار می گیرد، به یک خط الراس میان اقیانوس منتهی می شود. نمونه هایی از پشته های میان اقیانوسی عبارتند از پشته اقیانوس آرام – قطب جنوب، خیزش اقیانوس آرام شرقی و در خط الراس میانی آتلانتیک. آتشفشان ها اغلب در امتداد پشته های میانی اقیانوس یافت می شوند.

این نوع مرز صفحه نیز نامیده می شود چند جهتی.

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

مرزهای بشقاب مخرب

مرزهای بشقاب مخرب (همگرا) شکلی که در آن جریان های همرفتی صفحات تکتونیکی را به هم فشار می دهند. 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 ای می رود. اسمش همینه فرورانش. گودال های اقیانوسی، مانند سنگر ماریانا، زمانی تشکیل می شوند که یک صفحه اقیانوسی به زیر صفحه قاره ای فشار داده شود. صفحه اقیانوسی در اثر اصطکاک و گرمای داخل زمین ذوب می شود و ماگما را تشکیل می دهد و باعث زمین لرزه می شود. این به عنوان یک شناخته می شود منطقه فرورانش.

ماگما در یک محفظه ماگما جمع می‌شود و سپس از طریق شکاف‌های پوسته قاره‌ای بالا می‌آید. اگر فشار کافی ایجاد شود، فوران های آتشفشانی ممکن است رخ دهد و آتشفشان ایجاد کند.

صفحه اقیانوسی و صفحه اقیانوسی

هنگامی که دو صفحه اقیانوسی با هم برخورد می کنند، صفحه متراکم تر به پایین رانده می شود و باعث فرورانش می شود. صفحه فرورانش شده ذوب می شود و ماگما ایجاد 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، تسلیم نمی شوند. در عوض، صفحات بالا می روند و کوه ها را ایجاد می کنند. برخورد می تواند باعث زلزله شود، اما نه آتشفشان.

به این نوع مرز صفحه همگرا نیز می گویند.

مرزهای صفحه را تغییر دهید

حد در حال تغییر (یا محافظه کارانه). جایی است که صفحات تکتونیکی از کنار یکدیگر عبور می کنند. معمولاً آتشفشان ها در این نوع مرز صفحات یافت نمی شوند. گسل 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 و نازک شدن پوسته بالایی می شود. این به ماگما اجازه می دهد تا به سطح بالا برود و یک آتشفشان را تشکیل دهد. این نوع آتشفشان ها را آتشفشان سپر می نامند. آنها نسبت به انواع دیگر آتشفشان ها صاف تر هستند.

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

کوه Erebus، قطب جنوب. آتشفشان پوشیده از برف

نمونه های واقعی بیشتری از جریان های همرفتی

رادیاتور و آتش سوزی

هوای گرم از منابع گرمایی مانند شومینه یا رادیاتور بلند می شود. هنگامی که هوای نزدیک آتش یا رادیاتور گرم می شود، منبسط می شود، چگالی کمتری پیدا می کند و بالا می رود. هوای خنک‌تر و متراکم‌تر جایگزین هوای گرم می‌شود که سپس گرم می‌شود، متراکم‌تر می‌شود و بالا می‌رود. این فرآیند برای انتقال گرما در اطراف اتاق حاوی منبع گرما ادامه می یابد.

بالون های هوای گرم

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