После извержения вулкана город может выглядеть так, будто рядом всю ночь горел гигантский костер.
Серые крыши. Серые машины. Дорогу приходится расчищать. На земле лежит слой того, что называют вулканическим пеплом.
Только ничего там не сгорело.
Если взять такой пепел и рассмотреть под увеличением, вместо мягкой золы от бумаги или дерева обнаружатся крошечные кусочки камня, минералов и стекла. Вулканологи называют пеплом частицы меньше двух миллиметров. Некоторые настолько малы, что ветер уносит их за сотни и тысячи километров от вулкана.
Откуда тогда взялось слово «пепел» и как камень вообще можно раздробить до состояния серой пыли?
Для ответа придется заглянуть внутрь вулкана.
До выхода наружу лава называется иначе
На детском рисунке вулкан обычно начинается с красной лавы.
У настоящего извержения история начинается раньше, когда этого слова еще нет.
Расплавленная порода под поверхностью называется магмой. Когда расплав извергается на поверхность, его называют лавой.
Но наружу магма выходит не всегда спокойно.
Иногда вместо потока лавы получается взрыв.
И тут начинается история пепла.
В магме есть то, чего на рисунке почти не видно
Если открыть бутылку газированной воды, пузырьки появляются особенно быстро после того, как давление внутри уменьшилось.
С магмой сравнение не точное, но одна важная вещь похожа.
Под землей газы могут быть растворены в магме при высоком давлении. Когда магма поднимается ближе к поверхности, давление уменьшается, газы начинают выделяться и расширяться.
Если они выходят достаточно спокойно, извержение может сопровождаться потоками лавы.
А если газ расширяется резко, он способен разорвать магму на огромное количество кусочков. Одновременно взрыв дробит уже твердые породы вокруг канала, по которому магма поднималась.
Все это выбрасывается вверх.
Крупные фрагменты быстро падают обратно.
Самые мелкие остаются в облаке.
И вот их как раз называют вулканическим пеплом.
Кусочек стекла размером с песчинку
Слово «пепел» удобно тем, что сразу рисует картинку.
С содержимым оно справляется плохо.
Вулканический пепел бывает собран из разных частиц. Там встречаются кусочки старой породы, кристаллы минералов и вулканическое стекло.
Часть вулканического стекла возникает так.
В магме растут пузырьки газа. При взрывном извержении стенки этих пузырьков разрываются. Крошечные брызги и перегородки расплава вылетают наружу и настолько быстро остывают, что не успевают превратиться в обычную кристаллическую породу. Получаются частицы вулканического стекла.
Под микроскопом некоторые из них выглядят не как округлые песчинки, а как острые обломки.
Поэтому настоящий вулканический пепел совсем не хочется растирать между пальцами ради опыта. Он твердый и абразивный, а мелкая пыль опасна для дыхания. Изучать его лучше на фотографиях и готовых музейных образцах, а не собирать во время извержения.
Почему большой камень падает рядом, а пепел улетает
Из вулкана во время взрывного извержения вылетают куски очень разного размера.
Для них даже существует общее слово: тефра.
Пепел является самой мелкой тефрой. Частицы до двух миллиметров относят к пеплу, а для более крупных обломков вулканологи используют другие названия.
Размер здесь сразу превращается в географию.
Большому тяжелому фрагменту трудно долго оставаться в воздухе, поэтому он обычно падает сравнительно близко к месту извержения.
Мелкие частицы поднимаются вместе с горячими газами выше и подхватываются ветром.
Так вулкан может находиться на карте в одном месте, а его пепел обнаружат далеко от него.
USGS пишет, что самые мелкие частицы при подходящих условиях способны пройти по воздуху от десятков до тысяч километров.
Это удобно проверять на карте после настоящего извержения.
Сначала найти вулкан.
Потом направление ветра.
А затем города, где сообщили о выпадении пепла.
Получается след извержения, который совсем не похож на аккуратный круг вокруг горы.
Извержение не обязано выглядеть как фонтан лавы
Еще одна привычная картинка ломается здесь же.
Если попросить ребенка нарисовать извержение, сверху почти наверняка полетит красная лава.
Но вулканы извергаются по-разному.
В одном случае расплав действительно выходит сравнительно спокойно и течет по склону.
В другом главная картина это столб газа и раздробленного материала, уходящий высоко в атмосферу.
Иногда именно встреча воды с горячей магмой или породой помогает сделать извержение взрывным: вода быстро превращается в пар и резко расширяется.
Поэтому вопрос «где лава?» не всегда лучший для фотографии извержения.
На некоторых снимках самое важное уже находится в огромном сером облаке над вулканом.
Пепел может упасть там, где вулкана даже не видно
Для ребенка расстояние особенно хорошо работает как загадка.
Представьте: утром на машине лежит серый налет, но самого вулкана с улицы не видно.
Как доказать, откуда прилетел материал?
Сегодня за этим следят спутники, метеорологи и вулканологи. Направление облака важно в том числе для авиации: твердые частицы вулканического пепла опасны для самолетов.
Но сам принцип можно увидеть на обычной карте.
Вулкан дает начальную точку.
Ветер дает направление.
Сообщения о выпадении пепла дают следующие точки.
Чем мельче частицы и чем выше они попали в атмосферу, тем дальше часть материала способна уйти от места извержения. Крупный материал обычно выпадает раньше, мелкий может продолжать путешествие.
Вулкан оказывается не только горой на карте.
На несколько часов или дней он связывается с огромной территорией вокруг.
Когда пепел снова становится камнем
После извержения путешествие частиц заканчивается на земле, воде, крышах, растениях.
Но геологическая история на этом не обязательно заканчивается.
Слои вулканического материала могут сохраняться. Со временем их перекрывают новые отложения. Они уплотняются, изменяются и остаются в породах как след конкретного вулканического события.
Через очень долгое время геолог может увидеть слой древнего вулканического материала там, где никакого действующего вулкана рядом уже нет.
Тогда направление задачи меняется.
Сначала мы шли от известного вулкана и спрашивали, куда улетел пепел.
Теперь можно найти слой и спросить наоборот:
«Какое извержение его сюда принесло?»
Так маленькая частица становится уликой.
У вулкана есть несколько историй одного камня
Под землей расплав называется магмой. После извержения расплавленного материала на поверхность мы говорим о лаве.
А при взрывном извержении магма и окружающие породы могут раздробиться на тефру. Самые мелкие ее частицы, меньше двух миллиметров, называют вулканическим пеплом.
За несколько минут материал из глубины Земли может оказаться на поверхности, расколоться на части и улететь далеко от места извержения.
Наверное, поэтому вулкан удобнее изучать не с рисунка конуса с красной струей наверху.
Лучше начать с серой крупинки.
Она выглядит скромнее лавы, зато заставляет задать правильный вопрос:
если это не остаток огня, то что именно разлетелось по воздуху?
И ответ ведет прямо внутрь вулкана.
Три опыта без настоящего вулканического пепла
Настоящий вулканический пепел для домашних опытов не нужен. Все три задания показывают отдельную часть механики извержения на безопасных предметах.
Что падает первым
Возьмите маленький кусочек бумаги и такой же по размеру кусочек плотного картона. Одновременно отпустите их с одинаковой высоты и сравните, как они падают.
Что обсуждаем
Предметы разной массы и формы ведут себя в воздухе по-разному. Вулканический пепел очень мелкий, поэтому часть его может долго оставаться в воздухе и уноситься ветром далеко от вулкана. Опыт не моделирует извержение буквально, а показывает только влияние сопротивления воздуха.
Куда унесет облако
Нарисуйте вулкан в центре листа. Поставьте стрелку направления ветра и попросите ребенка отметить три места, куда облако пепла могло бы сместиться, и несколько мест с противоположной стороны, куда пепел, скорее всего, не долетит.
Как проверить
Точки не должны образовывать ровный круг вокруг вулкана. При устойчивом ветре область переноса пепла будет вытянута преимущественно по ветру.
Магма или лава
Нарисуйте линию поверхности Земли. Под ней подпишите расплав «магма», а затем проведите стрелку наружу и спросите, как его теперь назвать.
Ответ
Под поверхностью расплавленная порода называется магмой. После извержения расплавленного материала на поверхность говорят о лаве. Меняется положение материала, а вместе с ним и термин.
Важно: не предлагайте ребенку собирать настоящий вулканический пепел во время или после извержения. Он может содержать твердые острые частицы и вреден для дыхания.
Когда одного ответа мало
На занятиях дети не просто запоминают, что такое вулкан, магма или пепел. Они рассматривают карты, фотографии и природные процессы, задают вопросы и сами ищут объяснение тому, что сначала кажется странным. Познакомиться с преподавателем и форматом можно на бесплатном пробном уроке.
Попробовать урок географииЧастые вопросы про вулканы для детей
Вулканический пепел образуется потому, что что-то сгорело?
Нет. Вулканический пепел состоит из очень мелких частиц вулканического стекла, минералов и раздробленных пород. Он образуется при разрушении материала во время взрывного извержения, а не при горении.
Какого размера частицы вулканического пепла?
Вулканологи относят к пеплу частицы меньше двух миллиметров. Более крупные выброшенные фрагменты входят в другие размерные группы тефры.
Чем магма отличается от лавы?
Расплавленная порода под поверхностью Земли называется магмой. Когда расплавленный материал извергается на поверхность, его называют лавой.
Почему вулканический пепел может улететь далеко?
Очень мелкие частицы могут подниматься вместе с горячими газами и попадать в воздушные потоки. Ветер способен переносить их на сотни и даже тысячи километров от вулкана.
Все ли извержения сопровождаются потоками лавы?
Нет. Извержения бывают разными. При некоторых хорошо видны потоки лавы, а при других главным проявлением становится взрыв и большой столб газа, пепла и других фрагментов.
Опасно ли трогать вулканический пепел?
Настоящий пепел не подходит для детских домашних опытов. Его частицы твердые, могут быть острыми и раздражать глаза и дыхательные пути. Для занятий лучше использовать фотографии, схемы и безопасные заменители.
Может ли старый вулканический пепел превратиться в породу?
Да. Слои вулканического пепла могут уплотняться и цементироваться. Такие породы называют туфами. Они сохраняют следы древних извержений даже спустя очень долгое время.
