水杯里的火山

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  你见过火山爆发吗?也许你的答案和我的一样—在电视里见过。真正的火山在爆发的时候是什么样子的呢?是不是像电视里那样,赤红的岩浆高高地喷出,滚滚的浓烟直冲云霄?正确,但不全面。地球上还有很多火山位于海面之下,在爆发的时候,炽热的岩浆会迅速在海水中冷却凝固,在浅海区域还可能形成新的岛屿或者大陆的某些部分。今天地球表面上的很多陆地和岛屿,就是这样形成的。接下来我们要在家里见证水下火山爆发的过程,你准备好了吗?
  注意:本实验需要在成年人的监护下进行。

实验材料


  加热炉,沙子,烧杯(或者耐热的透明杯子),蜡烛,水,护目镜

实验步骤


  在蜡烛的选择上,我们推荐使用短粗的蜡烛,能像图中这样,可以放置在烧杯中央,但又不是特别高的那种最好。另外注意,为了更加逼真地模仿岩浆,最好选用红色的蜡烛。找到合适的蜡烛之后,就将其放置在烧杯的正中央。

  将沙子倒入烧杯中,把蜡烛埋起来。这是在模拟火山爆发前的海床,当火山开始爆发时,会冲破海床表面,喷薄而出。

  在燒杯中倒入清水来模拟海水,这个倾倒的过程要慢,注意不要倒得太多以防溢出。

  将准备就绪的烧杯放置在加热炉上加热。

  接下来的环节就需要你仔细观察了。随着加热炉的升温,水杯里的“大海”逐渐震颤起来,红色的“岩浆”从“海床”上喷出,遇水后冷却,又迅速凝结为固体的蜡。在蜡油竞相从沙层中挤出来的时候,其景象就像极了海底火山爆发。

实验原理


  我们地球最内部的地核部分,充满了液态的炽热岩浆,时不时的就会随着地质变化从地壳表面喷出来,这就是火山爆发的原因。地球上的火山爆发活动,大约有80%是在海洋中发生的。实验中,放置在烧杯中央的蜡烛就模拟了地核中的岩浆,只不过地核中的岩浆本来就是热的,而我们为了看到岩浆喷出的现象,加热了整个烧杯。蜡烛的熔点比较低,甚至比水的沸点(100℃)还低,有的蜡烛在40℃的时候就会熔化,如果你观察过点燃的蜡烛就会发现,当蜡熔化的时候,会变成液态的蜡油,火焰旁的蜡油顺着蜡烛的外壁流下来,又快速凝结为固态的蜡。这个实验,就是利用蜡的这一特殊物理性质来逼真地模拟海底火山爆发。

实验升级


  在地球表面,地貌是非常不规律的。有深不见底的海沟、有高耸入云的山峰、有高原、有盆地……你可以尝试在不同的烧杯中,添加不同量的沙子,或者选用不同大小的蜡烛,进行分组实验,对比看一看实验现象有什么区别。在对比的过程中要注意,每次只调整一组因素的变化,你能从对比中得到什么启示呢?另外,你知道吗?夏威夷群岛、菲律宾群岛、冰岛以及中国的钓鱼岛都是火山岛!除此之外,你还知道哪些火山岛呢?
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