Исследовательская работа «Вулканический пепел и его применение в Магаданской области»

МБОУ «СОШ № 2» п. Палатка

Научно-практическая конференция

учащихся начальных классов

«Мы открываем мир»

Исследовательская работа

«Вулканический пепел и его применение в Магаданской области»

ученицы 3 класса

МБОУ «СОШ № 2» п. Палатка

Ударцевой Алены     

Руководитель:

                                                               учитель начальных классов

Костылева Елена Емельяновна

февраль, 2014 г.

Содержание

1.        Вступление

2.        Основная часть

3.        Заключение

4.        Список литературы

Предмет исследования:

• Природный фактор - вулканический пепел, найденный возле п. Стекольный Хасынского района  Магаданской области.

Цель исследования:

• Изучить свойства вулканического пепла, найденного вблизи п. Стекольный Магаданской области.
• Понять его исторический возраст, важность, уникальность и на основе этого -  возможность его   практического применения в рамках малого или большого производства и в домашних условиях.

Время проведения исследования:

Сентябрь - октябрь 2013

Этапы работы над проектом

• Работа с энциклопедией и источниками  из Интернета, дающими общее представление  о вулканах, их образовании и вулканическом пепле.
• Поход на вулканическую залежь «Красавинская» возле поселка Стекольный Хасынского района Магаданской области.
• Непосредственное знакомство с вулканическим пеплом и изучение его в естественной среде.
• Отбор проб вулканического пепла для дальнейшего проведения опытов.
• Визит к ученым в СВКНИИ (институт Российской Академии наук) в лабораторию неотектоники.
• Общение с учеными, которые изучают свойства пепла и его значимость. Уникальность вулканического пепла, найденного возле п. Стекольный.
• Изучение литературы, которую предложили ученые.
• Поездка на стекольненский завод, где я осматривала и фотографировала продукцию из вулканпепла.
• Проведение опытов.
• Инновационное предложение.
• Выводы

Вступление

     Вулканы - древнейшие образования в природе. В своей работе я  расскажу о вулканическом пепле, отборы которого я осуществляла неподалеку от райцентра Палатка - возле поселка Стекольный. Именно вулканическому пеплу, найденному мной возле п. Стекольный, я и посвящаю свою работу, потому что на  его основе  я хочу предложить  придуманное мной чистящее средство «Чистюля Аленушка». Это конечный результат моей научно-практической работы. Но немного истории и  общего понятия о вулканах и пепле.

      Итак, вначале коротко скажу, что такое вулкан,  и почему он извергается.

Наша земля состоит из нескольких оболочек. Внутри земли есть ядро - центр земли. Внутри земли радиоактивные элементы распадаются и выделяют тепло, в результате чего температура ядра достигает 3000 градусов. Эта высокая температура является источником энергии, позволяющая слоям земли перемещаться и взаимодействовать. Расплавленные породы, называемые магмой, поднимаются из самых недр земли к ее поверхности. Из глубин земли магма поднимается наверх по трещинам земной коры. Она пытается вырваться на  поверхность земли, и извергается, образуя вулкан. Небольшие фрагменты горных пород и лавы выстреливают в воздух в виде вулканического пепла и лавы. Бывает даже эффект взорвавшейся лавовой бомбы. Потом лава застывает и переходит в разряд того или иного типа  горной породы. Вулканы бывают действующими (их извержение может произойти в любой момент), уснувшими (ждут своей очереди) и мертвыми (потухшими). Вулканы сформировали многие острова. Горы, равнины на земле, а также они несут ответственность за погодные изменения.

      Вулканический пепел образуется во время взрыва, когда горные породы и лава разлетаются на миллионы крошечных частиц. Ветер может разносить по миру  пепловые облака. Ученые, которые изучают вулканы, называются вулканологами.      

Основная часть

     Теперь непосредственно перейдем к вулканпеплу, который я отбирала для своих опытов  возле поселка Стекольный.  Раньше я думала, что именно здесь, рядом со Стекольным,  когда-то давно произошло извержение вулкана. И  поэтому здесь остался вулканпепел. Но такое рассуждение - неверное. Это  большое заблуждение.

      Оказывается, этот вулканпепел прилетел к нам вместе с порывами ветра из другого региона -  с Камчатки. Было преодолено расстояние  почти в 1000 километров, причем, летел вулканпепел через Охотское море. Извержение вулкана на Камчатке было таким сильным, что вместо него образовалась кальдера (огромная яма). Это была катастрофа, потому что вулкан саморазрушил себя до основания. А мощность выброса лавы была такой сильной, что потом пепел долго не мог осесть на землю. Как считают ученые, солнца не было видно из-за запыленности не днями, а годами. Постепенно вулканпепел оседал  неподалеку от того места, возле которого потом был создан поселок Стекольный.  А знаете ли, сколько лет вулканпеплу возле Стекольного? Примерно 160 тысяч лет. Потому что примерно столько тысяч лет назад произошло извержение вулкана.

       Интересно само перемещение и сохранение вулканпепла. Многие спросят, почему именно здесь, рядом с поселком Стекольный, и только в одном месте находятся  большие залежи вулканпепла? Как объясняют ученые, в этом месте когда-то было углубление, а в него с трех сторон стекал ледник, образуя ледниковое озеро. Вулканический пепел оседал на поверхности ледника (а эта поверхность была очень большой). Потом ледник таял, и пепельная вода  годами стекала в одно и то же место. В итоге вулканпепел накапливался в одном месте слоями, и здесь образовалась большая залежь вулканпепла. В последующем само озеро высохло, а пепел остался.

 А если б не было ледника, то вулканпепел, принесенный ветром издалека, возможно,  просто бы рассеялся тонким слоем по большой площади, на огромные расстояния, и тогда бы мы не могли наблюдать слоистую залежь «Красавинскую».

       На территории Магаданской области нет действующих вулканов. Это хочу особо подчеркнуть для тех, кто думает иначе. И пепел, который находят ученые  на территории Магаданской области (а таких мест в нашей области порядка одиннадцати - взгляните на карту и обратите внимание на черные точечки на ней - этой и есть места найденного вулканпепла). Вулканпепел из разных камчатских вулканов принесло к нам с Камчатки, через Охотское море, как вы видите еще на одной карте.

      Если в моем случае вулканпепел  легко доступен для обозрения и его можно отобрать для опыта, то в других случаях ученые откапывали этот пепел из глубины торфяников. Примерно около двух метров надо было копать, чтобы дойти до пепла, спрятанного под органическими веществами.  

       Хотя, отмечу и следующее:  наша Магаданская область находится на так называемом Охотско-Чукотском вулканогенном поясе, что  говорит о том, что когда-то давным-давно здесь были вулканы (но это десятки миллионов лет назад, и от них ничего не осталось), а также это говорит о том, что когда-нибудь  в нашей области могут извергаться вулканы. Только когда конкретно это может произойти - никто не  может угадать.

      Что касается вулканпепла возле поселка Стекольный, то как мне рассказали ученые, его залежь называется по имени рядом протекающей реки Красавицы. Залежь вулканпепла называется Красавинская. Участок залежи – большой, по примерным подсчетам ученых- 8 миллионов кубометров. И оказывается, в этом кроется  уникальность. Нигде больше в мире нет на поверхности такого большого участка вулканпепла. Может, где-то и есть (от силы еще один-два таких участка), но их еще надо найти. А эта залежь вулканпепла видна всем. Поскольку пепел находится на  поверхности и в больших размерах, то  залежь «Красавинская» имеет статус мирового геологического памятника, чем мы, жители Хасынского района и всей Магаданской области можем гордиться.

 Если бывают разные ученые - из любой страны мира, то они спешат побывать здесь и увидеть вулканическую залежь «Красавинскую» своими глазами.

      Известно, что залежь «Красавинская»  была обнаружена  еще в 1941 году, когда началась Великая Отечественная война. Тогда ученый, который был  заключенным и отбывал на Колыме свой срок, предположил, что вулканпепел принесло аж из Южной Америки. Но это была всего лишь неподтвержденная версия. Основательное изучение залежи «Красавинская» началось в 1990 году магаданскими учеными  из СВКНИИ, то есть  больше двадцати лет назад,  которые написали ряд научных работ. Мне довелось пообщаться с двумя  учеными, которые стояли у истоков основательного изучения вулканпепла, найденного в Магаданской области -  Владимиром Николаевичем Смирновым, доктором географических наук  и  Ольгой Юрьевной Глушковой, кандидатом географических наук. Они живут в Магадане, работают в научном институте. Их интересовало, прежде всего, откуда взялся вулканпепел возле Стекольного, какой у него возраст. Как я сказала выше, родом этот пепел из Камчатки, а возраст его примерно 160 тысяч лет. К примеру,  залежь пепла, которую нашли возле Сплавной (это тоже недалеко от поселка Стекольный) и назвали ее «Уптарская»  намного моложе, нежели стекольненская. Залежи «Уптарская»  примерно 7 тысяч 600 лет. И она меньше по размерам, чем  залежь «Красавинская».

       Хочу сказать, что ученые очень внимательно изучают состав вулканпепла, чтобы узнать весь спектр свойств.  Оказывается, вулканпепел может содержать в себе практически всю таблицу Менделеева, и он богат минералами. По структуре на 85 процентов вулканпепел состоит из вулканического стекла, или проще говоря, из расплавленного кварца.  

Считается, что вулканы  могут быть своего рода скважинами, как я прочитала в энциклопедии. С кусками магмы на поверхность вырываются разные виды горных пород - и если они представляют какую-то ценность, то можно вести речь о месторождении. Например, вместе с магмой может вырваться наружу много частиц серебра или никеля. Или меди. И тогда встанет вопрос о добыче руды.

       Что касается  стекольненской залежи вулканпепла, то для золотодобывающей отрасли Колымы - одной из главнейшей в нашей области - она не имеет значения. Зато в ней преобладает, например,  калий и особенно кремний, что позволяет ей иметь значение, например, в строительной отрасли.  

       Ученые помогли мне  увидеть с помощью микроскопа  увеличенную частицу вулканпепла. Вот так могут выглядеть эти частицы - в виде летучих кораблей, медуз, звездочек. Увеличение сделано на снимках в 600-1000 раз. А если рассматривать частицу на руке, то ее и вовсе можно не заметить - она слегка смахивает на маленькую точечку, едва видимую.

Первый эксперимент

      По составу вулканпепел такой, что он может использоваться в строительной сфере, и причем здесь спектр его велик, как сказал доктор географических наук Владимир Николаевич Смирнов.  Из него можно делать стройматериалы, - строительные блоки или стекло. Дальше я расскажу немного о стекольном заводе. А сейчас проведу первый  в своей работе эксперимент.

      По сыпучести вулканпепел похож на песок. Но тем не менее  два этих вида сырья, которые могут использоваться в строительстве,  серьезно различаются. Я взяла из песочницы немного песка. И решила сравнить песок  и пепел сначала внешне. Да, они оба - сыпучие. Но песок - грубее, а пепел - нежнее и на вид, и на ощупь, потому что по своей структуре его частицы мельче.

      По цвету песок - коричневый или светло-коричневый. А вулканпепел  бывает  чисто белым или бледно-серым. Именно такой вулканпепел я и отбирала на месте, где находится залежь «Красавинская». Скажу, что когда я старалась пройти вглубь, подальше от дороги, то пепел попадался мне и чистым, правда попадался он такой не   на поверхности, а под небольшим слоем земли, стоило только немного подкопать землю. Смотрите, если брать пепел на поверхности, то он совсем серый, даже темно-серый,  потому что он смешан с землей, перегнившими листочками  и прочими  органическими веществами,  а подкопав землю руками, я находила сгустки пепла, который  при первом восприятии казался совсем белоснежным - как стиральный порошок. Но, конечно, он больше сероватый, нежели белоснежный.

Второй эксперимент – с микроскопом.

     При помощи микроскопа я  сравнила песок и пепел. У песка  чаще попадаются квадратные или прямоугольной формы частицы, а у вулканпепла частицы разные - они друг на друга не похожи, потому что они рождались при извержении вулкана и каждая имеет своеобразную форму. Это мне подтвердили и ученые.

    Вывод такой: у вулканпепла формы частиц - разнообразные, не похожие друг на друга и еще частицы вулканпепла - прозрачные, что нельзя сказать о песке. Такие отличия есть у частиц вулканпепла.

      Теперь вернемся к строительству и практическому применению вулканпепла. Вулканпепел использовали на стекольном заводе, потому что пепел находился недалеко от предприятия.   На заводе  производили стекло, бутылки, пепельницы, вазы,  колбы для лабораторий и лампочки. Этот завод так и назывался – стекольный, он был основан в 1941 году.  Завода давно нет, он закрылся в 1992 году. А поселок с таким названием живет. Стекольному заводу посвящена целая книга колымского писателя и журналиста Юрия Борисовича Шалимова «Легенды и были колымского стекла». Там все подробно можно узнать - как возили пепел на завод, как из него делали разные бутылки - для кефира, газировки,  молока, пива. Помимо бутылочной продукции изготавливалась на заводе мебель. И что интересно в моем случае:  если не ошибаются старожилы, Стекольного, здесь время от времени производили и чистящее средство на основе вулканпепла. Этот завод даже успел отметить свой большой юбилей - 50 лет. Но потом, когда наступило такое время – «перестройка», завод закрылся, потому что местной стеклотаре пришли на смену другие виды бутылок, в том числе пластиковые, которые, как оказалось, производить дешевле. К тому же в перестройку перестали производить многие виды продукции, для которых нужны были бутылки. И в итоге, не всю  бутылочную продукцию успели продать. И непроданные партии так и валяются внутри завода, который теперь похож на развалины и рядом с ним. Там есть целые груды бутылок - многие из них, конечно, побиты хулиганами, потому что территория завода никем не охраняется, и нет в этом никакой надобности.  

       Как сказал ученый Владимир  Николаевич Смирнов,  он тоже, живя в свое время на Хасыне, помнит, что на заводе производили небольшими партиями чистящее средство. И он подтверждает, что  очень хорошо вулканпепел можно использовать в бытовых целях - как моющее средство. Я уточнила, что вулканпепел абсолютно безвреден для чистки посуды, раковин.

       И здесь родился еще один эксперимент, уже бытового характера. Я почистила вулканпеплом раковину - ее я очистила от жира, грязи  и ржавчины. Также я помыла с вулканпеплом чашки, тарелки, кастрюли. Все отлично чистится!

Это можно сделать каждому из желающих, используя пепел (демонстрация эксперимента №3).

      Как рассказывают старожилы,  некоторые из них еще давно запаслись вулканпеплом и только им и моют посуду, чистят раковины и считают это отличным средством. В лаборатории СВКНИИ ученые сказали, что хоть  вулканпепел и отличное чистящее средство, но  минус его в том, что его очень мало в наличии, чтобы его можно было использовать в большом производстве. Что касается цены на чистящее средство из вулканпепла, то говорят, что выгоднее завозить разные моющие и чистящие средства с материка.

     Но, может, и у залежи вулканпепла найдется хороший хозяин, который сможет часть этой залежи направить на производственные цели и создать определенное количество партий недорогого чистящего средства.  Причем, в этом чистящем средстве  можно вулканпепел еще с каким-нибудь  химическим веществом мешать, чтобы моющее средство получилось универсальным.

      Давайте убедимся вместе с вами  и помоем несколько загрязнившихся  кружек.

      А для меня оно и без всяких добавок показалось универсальным.  Поскольку оно и жир убирает, и ржавчину, и накипь. Я свое средство решила назвать так: «Чистюля Аленушка». Для меня это в какой-то степени инновационный продукт. (Инновация – новая технология на основе старого). Этот продукт не требует определенных затрат. Может, найдется тот, кто позаимствует идею создавать из вулканпепла чистящее средства, все просчитает вместе с экономистами и, поставит на производственный поток.

       Есть факты, что в прошлом из вулканпепла хотели в Магадане  и колымских поселках построить много домов. Стены из вулканпепла - у здания бывшего Дом быта поселка Палатка, в котором теперь  находится ДЮСШ со спортзалом «Лига», магазин «Фламиного». Но это не значит, что  люди, находящиеся в этом здании,  живут, как на вулкане. Дома вполне теплые и выдержаны временем. Но делать все дома из вулканпепла оказалось невыгодно.  

       Еще одно предложение: может, кто-то создаст  интересный туристическую тропу, зазывая туристов из разных стран  посмотреть уникальную залежь «Красавинскую», которую ученые называют геологическим природным памятником, подобного которому ни в одной точке земного шара больше нет. У нас в Магаданской области красивые места, а ко всему можно туристам показать и эту  уникальную залежь вулканпепла.

      Поэтому на самом деле, с одной стороны, узнав, что залежь «Красавинская» имеет статус природного геологического памятника, а с другой стороны - из пепла можно делать безвредное моющее средство. Я оказалось перед трудным выбором: что важнее - пустить оставшийся вулканпепел на чистящие средства или сделать все возможное, чтобы сохранить  мирового уровня геологический памятник - залежь «Красавинскую». Кто-то, может, найдет «золотую середину»?

Заключение

Результаты работы:

1. Побывала на месте залежей вулканпепла «Красавинская».

2. Познакомилась  непосредственно с вулканпеплом.

3. Взяла для опытов вулканпепел.

4. Работала с энциклопедией и источниками из Интернета.

5. Пообщалась с учеными, изучающими свойства вулканпепла.

6. Знакомилась с литературой и рекомендованными учеными картами о вулканах и расположении вулканпепла.

7. Провела опыты с вулканпеплом.

9. Узнала о свойствах вулканпепла, его применении в производстве и быту, узнала о том, что вулканпепел, находящийся  вблизи Стекольного, принесен ветром из Камчатки.  

10. Придумала свое универсальное чистящее средство «Чистюля Аленушка», что явилось главным результатом моей научно-практической работы.

ВЫВОДЫ

      Вулканпепел - природный фактор. Он рожден в результате извержения вулкана. Он богат минералами и другими элементами. Он  имеет историческую ценность, может иметь свое применение в производстве, а также в быту, в чем я лично убедилась. Моей целью не было делать математические   расчеты по выгодности продажи чистящего средства в условиях рыночной экономики на основе вулканпепла. Я узнала, что по свойствам вулканпепел - отличное  чистящее средство. Кроме того, вулканпепел, который я могу подержать в руках - это настоящее свидетельство истории. В руках я могу держать не просто горстку вулканпепла. Этой горстке пепла не меньше 160 тысяч лет, а, значит, я могла соприкоснуться с далеким прошлым,  с историей родного края - Магаданской области, которой по возрасту всего 60 лет.

     Хочу выразить благодарность за помощь в сборе материала магаданским ученым  Ольге Юрьевне Смирновой и Владимиру Николаевичу Смирнову, своему руководителю по  подготовке доклада – Елене Емельяновне Костылевой, а также своему главному наставнику – моей маме, Анжеле Владимировне Ударцевой.

Список использованной литературы:

1. Детская энциклопедия, 2012 г.

2. Большой энцикопедический словарь.

3. «Происхождение и возраст Магаданского вулканических пеплов», И.В. Мелекесцев, О.Ю. Глушкова, В.Ю. Кирьянов под руководством академика СВКНИИ Н. А. Шило.  

 4. Научный доклад-презентация «Маркирующие горизонты вулканического пепла в четвертичных отложениях Северного Приохотья». Глушкова О. Ю., Смирнов В. Н. Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт ДВО РАН, Магадан,  

5. Научный сборник «Ландшафты», 2009 г. Статья В.Смирнова и О. Глушковой «Позднечетвертичная история развития рельефа, климата, растительности.

6. «Легенды и быль колымского стекла», Ю.Б. Шалимов, 1991 г.