Annotazioni sul vulcano

Vulcano
MANUALE DI ISTRUZIONI
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VULCANO
INTRODUZIONE
Questo kit è stato preparato per suscitare l'interesse del bambino nei confronti del fenomeno naturale dei vulcani.
Il mistero che li circonda ha affascinato scienziati di tutti i tempi.
Per più di 2 milioni di anni i vulcani eruttando hanno cambiato la topografia della Terra.
Le economie delle città e dei paesi situati nelle vicinanze di vulcani attivi sono state gravemente danneggiate; si sono perse delle vite
e molte persone sono rimaste senza casa per i danni causati dalle ceneri di lava ardente e dai residui e detriti vulcanici.
Ai bambini che desiderano studiare più approfonditamente i vulcani suggeriamo di accedere al sito internet USGS
( w w w. u s g s . g o v ) . [ i n s p a g n o l o , p o t r e b b e r o e s s e r e : h t t p : / / w w w. c r i d . o r. c r / c r i d / C D _ Vo l c a n e s / o
http://www.canarias.org/esp/natural/vulcano.html].
Questo kit illustra le dinamiche delle eruzioni vulcaniche utilizzando semplici reazioni chimiche. I prodotti chimici sono innocui e
alcuni dei materiali necessari sono utilizzati quotidianamente in casa.
È necessario attenersi ad alcune regole: Coprire l'area in cui verranno svolte le attività con carta o stracci per evitare di danneggiare
mobili o tappeti.
Il kit contiene attività che richiedono la supervisione di un adulto e altre che richiedono l'uso di occhiali protettivi. Tali attività vengono
contrassegnate da un'icona.
Si raccomanda di leggere le istruzioni insieme al bambino per garantirne la totale comprensione.
I materiali forniti con il kit sono bicarbonato di sodio e acido citrico che vanno mescolati secondo le istruzioni. Alcuni materiali
domestici utilizzabili sono: bicarbonato di soda, aceto, succo di limone, colorante alimentare, cavolo rosso (cavolo cappuccio rosso)
e sapone in polvere.
AVVERTENZE
* RICHIEDERE la supervisione di un adulto per tutti gli esperimenti contrassegnati da un'icona.
* LEGGERE le istruzioni prima dell'uso, attenervisi e conservarle come riferimento.
* INDOSSARE sempre gli occhiali protettivi.
* TENERE i bambini piccoli, gli animali o le altre persone sprovviste di occhiali protettivi lontano dall'area dell'esperimento.
* TENERE il kit fuori della portata dei bambini piccoli.
* PULIRE tutta l'attrezzatura dopo l'uso.
* LAVARE le mani dopo aver effettuato gli esperimenti.
* GETTARE qualsiasi materiale miscelato che non debba più essere utilizzato.
* NON mangiare, bere o fumare nell'area dell'esperimento.
* EVITARE il contatto dei materiali e delle soluzioni con occhi o bocca.
* NON UTILIZZARE i contenitori e l'attrezzatura del kit per gli scopi non espressamente previsti.
* NON GETTARE alcun materiale di questo kit nel lavandino ma buttare tutto nel WC.
* NON UTILIZZARE pile ricaricabili ma solo pile AA da 1,5V.
ISTRUZIONI DI PRIMO SOCCORSO
- In caso di contatto dei materiali con la pelle, lavare immediatamente l'area acqua e sapone.
- In caso di contatto dei materiali con occhi o bocca, sciacquare subito con abbondante acqua per 15 minuti.
- In caso di irritazione richiedere l'assistenza di un medico. In caso di inalazione dei vapori spostarsi in ambiente con aria fresca.
- In caso di sintomi di reazione avversa richiedere l'assistenza di un medico.
- In caso di ingestione di materiali o soluzioni, sciacquare immediatamente la bocca e bere alcuni bicchieri di acqua o latte.
- Consultare un medico e mettersi in contatto con il centro antiveleni.
N. di tel.
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ELENCO COMPONENTI DEL VULCANO
Base del vulcano
Due metà del vulcano
Flacone (camera) e cima (parte superiore)
Serbatoio
Recipiente di misurazione
40 g di bicarbonato sodico
20 g di acido citrico
Colorante alimentare
Occhiali protettivi
Misurino
Set di pitture
Pennello per dipingere e spugnetta
VULCANI
Il mistero che circonda l'impressionante e formidabile potere dei vulcani dura da migliaia di anni. L'umanità ha tentato di spiegare questo
fenomeno in molti modi diversi, dall'ira degli dei alle grandi tempeste sottomarine.
Aristotele elaborò la teoria per la quale l'aria, costretta a spostarsi in stretti passaggi sotterranei, esplodeva producendo fiamme a causa
dell'attrito.
Con l'apparizione della scienza moderna attorno al 1600, l'interesse degli scienziati per i vulcani si risvegliò.
Ancora una volta vennero avanzate teorie ed idee diverse ma, dal momento che non esistevano le attrezzature necessarie per l'esplorazioni sotterrane, gli scienziati non poterono provarle.
Nel XVIII secolo un medico scozzese sviluppò la teoria per cui l'origine dei vulcani era da ricercarsi nella fuoriuscita di calore dal nucleo terrestre, ipotesi che si avvicinava moltissimo alla
verità.
Attualmente sappiamo molto di più sugli strati terrestri e le ragioni delle eruzioni vulcaniche. Lo strato esterno della terra, chiamato CROSTA
TERRESTRE, è formato da placche di roccia solida che si incastrano come pezzi di un puzzle. Le zone di contatto tra le placche sono i punti deboli
della formazione rocciosa. Al di sotto della CROSTA si trova uno strato di roccia rossa calda, chiamato MANTELLO e, ancora più in profondità, nel
nucleo terrestre, si trova uno strato di roccia che si ritiene sia composto di ferro e nichel. Lo strato intermedio di roccia rossa calda, il mantello, si trova
sotto la pressione costante degli altri due strati, i quali invece sono in costante movimento.
Il risultato della combinazione di queste forze e del calore è la fusione del mantello e la formazione di roccia fusa chiamata MAGMA.
Il magma è composto da cristalli, pezzi di roccia dura, gas disciolti, minerali e tracce di altri elementi chimici. Si trova ad una temperatura di circa 1.000
gradi Celsius. I gas ed il calore causano l'innalzamento della pressione e spingono il magma in avanti attraverso i punti deboli della crosta terrestre in
modo che, assieme ai gas, questo erutti attraverso un foro nella superficie terrestre formando un vulcano. Il magma in questa fase viene denominato
lava e, man mano che fuoriesce dal vulcano, forma una montagna che circonda il foro dal quale è emerso inizialmente.
I resti della città italiana di Pompei sono uno degli esempi più impressionanti delle terribili conseguenze delle eruzioni
vulcaniche. Pompei si trovava ai piedi del monte Vesuvio, circa 20 km a sud-est di Napoli. Il 24 Agosto del 79 a.C., il
monte Vesuvio entrò in eruzione e distrusse Pompei, facendola scomparire assieme alla maggior parte dei suoi 2000
abitanti. La città rimase sepolta sotto sei metri di lava, pietra pomice (una roccia leggera formata da lava con bolle d'aria
all'interno) ed altri resti vulcanici. Alcuni scavi realizzati nel 1860 rivelarono la vastità del disastro e la distruzione di
Pompei e consentirono di raccogliere documentazione molto precisa su ogni strada e abitazione della città. La lava
aveva consentito una conservazione ottimale di tutti i materiali e, attualmente, una visita a Pompei permette di
contemplare la città così come si presentava in quell'infelice giorno del 79 a.C.. Gli scavi hanno rivelato edifici pubblici di
grande bellezza, residenze private, botteghe artigiane ed anche una panetteria con mulini, impastatrici e focacce di
pane. Le iscrizioni sulle pareti mostrano avvisi di elezioni, dettagli sui giorni di mercato e gli scarabocchi dei bambini. Gli
abitanti di Pompei furono sorpresi dalla repentina eruzione del monte Vesuvio e ancora oggi è possibile vederne i corpi
conservati nel gesso dagli archeologi.
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SEZIONE TRASVERSALE DEGLI STRATI TERRESTRI CON FORMAZIONI VULCANICHE
Frattura oceanica
Crosta oceanica
Mantello
Crosta continentale
Magma basaltico
Confine tra placche
Zona a bassa velocità
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FORMAZIONE DI UN VULCANO
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Camino: Permette la risalita di lava e gas.
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Foro di uscita: Apertura dalla quale fuoriesce la lava.
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Cratere: Parte superiore del vulcano.
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Lava: roccia fusa.
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Gas caldi: Vapori e altri tipi di gas.
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Soglia o lamina: Magma solidificato tra strati di roccia.
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Magma: roccia fusa.
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Dicco: Il magma si sposta attraverso la roccia solidificata.
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ATTIVITÀ 1
Per un po' di divertimento prima di iniziare a dipingere il vulcano, è possibile preparare una reazione chimica che ne dimostra il principio di funzionamento.
Prendere un bicchiere e collocarlo su di un piatto. Utilizzare il recipiente di misurazione e versarvi bicarbonato sodico fino a raggiungere il contrassegno numero 10.
Successivamente versare il bicarbonato nel bicchiere, aggiungere una quantità di acido citrico pari alla metà del bicarbonato - cioè acido citrico fino al contrassegno numero 5 del
recipiente di misurazione – e mescolare bene i due prodotti chimici.
Preparare acqua colorata aggiungendo il colorante alimentare (il misurino più piccolo) in un altro bicchiere d'acqua.
Versare lentamente l'acqua colorata nel vaso con la soda. Per evitare di utilizzare i prodotti chimici tutti in una volta, svolgere il procedimento una volta sola.
Misurino piccolo.
Acido citrico
Bicarbonato sodico
10cc
5cc
ATTIVITÀ 2
Per dipingere il vulcano, prendere la spugnetta e dipingere entrambe le metà del vulcano con il colore bianco. Per questa operazione si consiglia di utilizzare la spugnetta.
Quando il colore è asciutto, mescolare nero, rosso e giallo per ottenere il colore marrone. Si consiglia di preparare diverse tonalità di marrone, variando la quantità di giallo nel composto.
Si può dare sfogo a tutta la propria creatività per far sì che il vulcano sembri vero.
Prima di preparare una eruzione vulcanica attendere alcune ore perché la pittura si asciughi e non venga portata via dall'eruzione. Se si dispone di vernice trasparente in casa, è sempre
una buona idea utilizzarla per ricoprire lo strato di colore ad acqua.
È possibile utilizzare la spugna per dare una certa grana al vulcano...
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ATTIVITÀ 3
Questa attività mostra un vulcano dormiente (non in eruzione).
Aprire lo scomparto delle pile posto nella base del vulcano ed inserire 2 pile AA.
Accertarsi che siano posizionate correttamente e chiudere lo scomparto. Successivamente, attendere il calar della sera, spegnere le luci della
stanza e accendere la luce del vulcano. Guardando all'interno si potrà ottenere una vista aerea dell'aspetto di un vulcano attivo prima dell'eruzione.
Per posizionare 2 pile AA tirare e poi chiudere.
Interruttore di accensione
e spegnimento
Mantenere questa
zona pulita e asciutta.
Non aprire.
ATTIVITÀ 4
Adesso si può passare a realizzare la prima eruzione vulcanica.
Preparare la superficie di lavoro coprendo il tavolo con giornali vecchi.
1. Prima di tutto verificare che le 2 pile AA siano inserite e che lo scomparto delle pile sia ben chiuso.
2. Successivamente, preparare i prodotti chimici: riempire il recipiente di misurazione fino al contrassegno dei 10 cc con bicarbonato sodico e versarlo nella camera.
Prendere l'acido citrico e riempire il recipiente di misurazione fino al contrassegno dei 5 cc. Aggiungerlo al bicarbonato sodico nella camera e mescolarlo con cura usando il misurino.
3. Chiudere la camera con la parte superiore del vulcano, assicurandosi che sia ben bloccata.
4. Prendere un bicchiere di acqua e, utilizzando il misurino, aggiungere una piccola quantità di colorante alimentare all'acqua.
5. Accertarsi che il rubinetto della manichetta sia chiuso e, successivamente, versare l'acqua colorata nel serbatoio dell'acqua.
6. Prendere la base con la lettera A e agganciarla alla parte della base leggermente sopraelevata, dove andrà a coprire il modulo audio e il supporto delle pile.
7. Indossare gli occhiali protettivi.
8. Si attivano ora gli effetti sonori e luminosi.
9. Aprire il rubinetto e lasciar scorrere l'acqua fino a quando non si ferma quindi chiudere il rubinetto.
Si può mettere il serbatoio dell'acqua sopra una scatola o alcuni libri per agevolare il flusso.
Serbatoio
Parte superiore della camera
Rubinetto
Acqua
Camera
Aperto
10 cc
5 cc
Bicchiere per misurazione
Chiuso
acqua colorata
Interruttore
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ATTIVITÀ 5
Dopo aver eseguito le operazioni precedenti con solo una metà del vulcano, riempire nuovamente la camera, posizionare anche l'altra metà del vulcano sulla
base e ripetere le azioni anteriori.
Parte superiore della camera camera
Ingredienti
nella camera
Camera
Acqua
Acqua colorata
Bicarbonato sodico
Acido citrico
ATTIVITÀ 6
Ora che si sa come farlo, si può tentare di utilizzare altri materiali per realizzare il vulcano.
È possibile utilizzare lievito in polvere invece del bicarbonato sodico e, al posto dell'acido citrico, riempire il serbatoio con succo di limone o aceto. Ora bisogna
vedere con quali ingredienti si ottengono risultati migliori. Una buona idea è quella di annotare le quantità utilizzate per futuro riferimento.
Bicarbonato sodico
Contrassegno
5
Bicarbonato di soda
Acido citrico
Contrassegno
10
Aceto
Succo di limone
Risultati
Molto
buono
Materiale / Quantità
Materiale / Quantità
Annotazioni sul vulcano
6
Bicarbonato sodico
Acido citrico
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ATTIVITÀ 7
Si possono realizzare diversi tipi di eruzioni. Quelle realizzate fino ad ora sono del tipo “fontane di lava”.
Tenteremo ora di creare una “eruzione di tipo stromboliano” in cui la lava invece che uscire direttamente verso l'alto origina cascate ai lati del vulcano.
Utilizzare la stessa miscela di prodotti chimici di prima aggiungendovi tuttavia un cucchiaio pieno di sapone in polvere.
Cucchiaio pieno di sapone
in polvere per il bucato.
Bicarbonato sodico
Ingredienti
nella camera
Acqua
Acido citrico
Acqua colorata
ATTIVITÀ 8
Se lo si trova, mettere due cucchiaiate di bicarbonato di soda per cucinare (per questa attività si può utilizzare solamente questo prodotto) in
un bicchiere e mescolarle con un poco di zucchero.
Prendere un altro bicchiere, riempirlo con acqua e un po' di succo di limone e versarlo nel bicchiere con la soda: ecco pronta una soda da bar.
ZUCCHERO
Bicarbonato di soda
per cucinare
Bicchiere con soda
e zucchero
Bicchiere con acqua e limone
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ATTIVITÀ 9
Questa attività è un modo semplice e dolce per mostrare l'aspetto e il flusso della lava.
Bisogna trovare alcuni tipi di caramelle diversi e metterli in un piatto. Prendere una tavoletta di cioccolata e romperla in pezzi piccoli.
Collocare il cioccolato in un bicchiere e il bicchiere in un contenitore con acqua calda per vedere se il cioccolato fonde.
Se non fonde, chiedere l'aiuto di un adulto e, una volta sciolto il cioccolato, versarlo lentamente sul piatto con i dolci. Si vedrà come la
lava, che prima era dura roccia, fluisce e copre tutto quello che trova sul suo cammino.
Una volta concluso.. buon appetito!
Contenitore
con acqua calda
ATTIVITÀ 10
Costruzione di un estintore. Mettere del bicarbonato di soda per cucinare in una bottiglietta.
Prendere una palloncino piccolo, collocarlo sul bordo della bottiglia lasciandone il collo fuori. Riempire la siringa di aceto o succo di limone e iniettare il liquido nel palloncino.
Una volta pieno, praticare un foro nel palloncino usando uno stuzzicadenti o un ago. Sappiamo già quello che succederà quindi è necessario mantenersi a una certa distanza ed eseguire le
operazioni sopra un lavandino o all'esterno in modo da non causare disastri.
Un estintore vero funziona esattamente nello stesso modo. Quando si tira la leva, si rompe un tubicino di vetro pieno di acido la cui fuoriuscita scatena una reazione chimica che produce schiuma o
polvere che esce dall'estintore e spegne il fuoco impedendo all'ossigeno di raggiungere le fiamme.
Soda
Palloncino
Limone
Foro
Soda
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ATTIVITÀ 11
Mai vista una Lampada lava magma? Realizziamo qualcosa di molto simile.
Prendere un bicchiere, riempirlo per 2/3 di acqua. Per un risultato più soddisfacente aggiungere un po' di colorante alimentare. Successivamente, versare olio da cucina nel bicchiere fin quasi a
riempirlo.
Si vedrà che l'olio rimane sulla superficie senza mescolarsi con l'acqua.
Vediamo cosa succede se si tenta di girare e mescolare acqua e olio. La ragione per la quale i due elementi non si mescolano è che l'olio è più leggero dell'acqua.
Prendere un pizzico di sale e spolverarlo sull'olio. Osservare come affonda sul fondo del bicchiere trascinando con sé gocce di olio. Dopo qualche tempo, il sale si scioglie e l'olio torna a galleggiare
in superficie.
Sale
Acqua colorata
Acqua con olio
ATTIVITÀ 12
Lo stesso fenomeno si può provare con altri materiali solubili e più pesanti dell'olio, come ad esempio lo zucchero. Si può continuare ad aggiungere sale o zucchero per tutto il tempo desiderato.
ATTIVITÀ 13
È possibile preparare un registro e seguire i telegiornali. Segnare sulla mappa acclusa al manuale ogni volta che si verifica un'eruzione vulcanica.
I vulcani attivi sono evidenziati nella mappa.
Per gli appassionati dei vulcani, raccomandiamo di consultare questo sito internet: www.usgs.gov/gip/volc/environments.html
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Immagini di vari vulcani attivi
Le immagini dei vulcani sono riprodotte per gentile concessione di U.S. GEOLOGICAL SURVEY
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