Obiettivo: capire il ruolo dei gas nelle eruzioni vulcaniche
Utilizzare dei modelli di eruzione: quali? Con quali problemi?
(in costruzione....)
http://volcano.oregonstate.edu/book/export/html/208
Simulare per studiare meglio
I ricercatori utilizzano modelli fisico-matematici per descrivere tutti i processi vulcanici, compresi i processi di trasporto che avvengono durante le eruzioni esplosive ed effusive, quali il miscelamento e la differenziazione dei magmi nella camera magmatica, la risalita del magma lungo condotti e dicchi, la dispersione dei prodotti piroclastici nell'atmosfera e lungo i versanti del vulcano, e le colate di lava.
Maggiori informazioni nel sito INGV -Pisa; sul canale youtube E' VIVO - Eruzioni virtuali è possibile vedere molti filmati relativi alle simulazioni di eruzioni vulcaniche attraverso (super)computer.
Confronto tra l'osservazione e i risultati della simulazione numerica dell'eruzione vulcaniana a Soufrière Hill Volcano, Montserrat.
Clarkeet al. 2002, A.B. (dal sito INGV-Pisa)
Simulazione tridimensionale di uno scenario eruttivo al Vesuvio rappresentativo con collasso parziale della colonna vulcanica. Le condizioni iniziali utilizzate dal modello multifase sono rappresentative di un'eruzione sub-Pliniana al Vesuvio con un'intensità di 5 x 107 kg/s. Le particelle vulcaniche (piroclasti) sono state modellizzate tramite due classi di particelle di 30 e 500 micron. Distribuzione della temperatura della colata piroclastica (in questo caso le due isosuperfici arancio e rosa indicano rispettivamente temperature di 350 e 100 °C ) a 250 s dall'inizio del collasso della colonna. I risultati delle simulazioni sono stati sovrapposti ad un modello digitale del terreno (con risoluzione di 10 metri ) ricoperto da ortofoto aeree. Immagine: INGV - Esposti Ongaro et al. 2011 (dal sito INGV-Pisa)
Sul nostro computer
Da un punto di vista didattico è probabile che l'esame dettagliato dei risultati delle simulazioni sopra riportate non sia molto facile né particolarmente indicato per le fasce di età che stiamo considerando (a meno che sia proprio uno dei ricercatori a raccontare ai ragazzi il tipo di lavoro che fa e le motivazioni del suo lavoro).
Sul portale Discovery Channel, inoltre, è possibile lavorare online, modificando i parametri "viscosità" e "contenuto in gas" del magma, ed osservare le diverse eruzioni ed apparati vulcanici che si formano, con molte informazioni.
Eruzioni in barattolo
(Vedi anche la pagina Dove va il magma con la presentazione dell'attività di EarthLearningIdea)
Lava Fizz (dal sito http://csirohelixblog.com/2012/10/20/lava-fizz/)
I
Ingredienti: Una bottiglia di olio vegetale
Un barattolo di vetro
Acqua
Colorante alimentare
Una pastiglia di Alka-seltzer, o di un altra sostanza effervescente.
Procedimento:
Riempire il barattolo di vetro per 1/5 di acqua
Aggiungere alcune gocce di colorante alimentare
Riempire il resto del barattolo con olio vegetale
Aspettare qualche minuto fino a che acqua ed olio non saranno ben separati
Lasciar cadere nel barattolo la pastiglia effervescente
Cosa avviene?
Water and oil aren’t exactly the best of friends. Because of their shape and the way their atoms stick together, they prefer keeping to themselves rather than mixing with one another. The Greek root for water is ‘hydro’, so we say that water is ‘hydrophilic’ (loves water) while oil is ‘hydrophobic’ (afraid of water). Because a drop of water has more mass than the same sized drop of oil, gravity pulls on it with more force, pulling it to the bottom.
Fizzing tablets contain a mix of chemicals, including sodium bicarbonate and citric acid. Nothing happens when they’re added to oil, but when added to a solvent like water, the sodium bicarbonate separates and reforms with the citric acid to form sodium citrate. In the process, it also creates some carbon dioxide gas and a few water molecules. In your jar, the tablets reacted once they had sunk down into the water at the bottom, where they created bubbles that trapped and carried drops of water up through the oil to create your lava-like eruption.