• Explicar os processos geológicos que culminam com a formação de vulcões
• Explicar o funcionamento de vulcões  
• Identificar os processos físicos e químicos que ocorrem durante uma erupção vulcânica

03 AULAS (50 MINUTOS CADA)

Conhecimentos básicos sobre a geologia de um vulcão.

1º momento: leitura  

Cabe ao/a professor/a entregar o texto para os/as alunos/as e solicitar, em um primeiro momento, que os/as mesmos/as façam uma leitura silenciosa e individual. Caso o/a professor/a não tenha recursos para a impressão dos textos, cabe a ele/a preparar uma transparência para ser projetada com retroprojetor para que os/as alunos/as façam a leitura. Em um segundo momento, o/a professor/a deve solicitar uma leitura em voz alta por parte dos/as alunos/as para uma melhor compreensão.

TEXTO 1:  À sombra de um vulcão distante

Nuvem vulcânica liberada por uma erupção na Islândia provoca caos aéreo na Europa

Por: Carolina Romanini

O pintor inglês William Turner (1775-1851) é famoso por suas pinturas do pôr do sol. Só recentemente se tornou claro que os esplêndidos amarelos e laranjas que ele viu e pintou eram reflexos da luz solar na poeira vulcânica do Monte Tambora, que explodiu em 1815. Se isso serve de consolo, os europeus desfrutam agora bonitos entardeceres graças a um vulcão de nome impronunciável, o Eyjafjallajokull. Ele entrou em erupção na Islândia na quarta-feira da semana passada e expeliu uma gigantesca nuvem de cinzas vulcânicas que tornou perigoso voar sobre boa parte da Europa. Com os aviões retidos em solo e os principais aeroportos operando apenas para voos de emergência, instalou-se o caos no sistema aéreo do continente, com reflexos na aviação em todo o mundo. A pergunta no momento é quanto tempo isso vai durar. A resposta, infelizmente, é difícil. A última erupção do Eyjafjallajokull ocorreu em dezembro de 1821 e só terminou em janeiro de 1823. A atividade vulcânica atual pode ser mais curta ou mais longa. Não há como saber com certeza.

O caos nas viagens, na melhor das hipóteses, deve durar dias. Mesmo que o vulcão silencie, a velocidade da dispersão das cinzas dependerá das condições climáticas. Na pior das hipóteses, ou seja, a continuidade da atividade vulcânica, os europeus precisarão estabelecer novas rotas que contornem as áreas de perigo, mesmo que sejam mais longas e demoradas. Seria um transtorno brutal para a indústria aérea, cujas finanças não andam em boa fase. Voar dentro da nuvem vulcânica está fora de questão. Formada por gases tóxicos, como dióxidos de enxofre e de carbono, e minúsculas partículas sólidas de silício e vidro, ela é um perigo para os aviões. O material em suspensão é abrasivo e pode causar danos à fuselagem e ao para-brisa da aeronave. Mais perigoso é o estrago dentro das turbinas. O calor dos motores, que chega a 2000 graus, é suficiente para derreter as partículas vulcânicas suspensas na atmosfera. Essa massa derretida é aderente e entope as peças e os sistemas de ventilação das turbinas, que podem parar. No incidente mais conhecido, em 1982, um Boeing 747 teve os quatro motores paralisados por detritos vulcânicos. Por sorte, os pilotos conseguiram religar três deles depois de planar durante quinze minutos.

É ainda mais assustador constatar que todo esse caos está sendo causado por um vulcão de pequenas proporções. Como se localiza debaixo de uma geleira, o Eyjafjallajokull vai provocar algum alagamento e já forçou a evacuação de algumas centenas de fazendeiros que vivem em seus arredores. "Essa é uma atividade vulcânica normal na Islândia, que não teria chamado atenção não fosse a nuvem sobre a Europa", disse a VEJA a geofísica Bergthora Thorbyarnardottir, do Instituto Meteorológico da Islândia. O pior, nesse caso, seria a erupção do Katla, localizado na mesma cordilheira. Sua potência explosiva é dez vezes maior que a do Eyjafjallajokull. "O material vulcânico expelido pelo Katla produziria uma nuvem que poderia encobrir a Europa por muito mais tempo. Isso baixaria drasticamente a temperatura e resultaria em uma crise aérea de meses", disse a VEJA a geofísica Gillian Foulger, da Universidade Durham, na Inglaterra.

O caos aéreo na Europa é um lembrete da fragilidade do homem diante do poder imensurável de forças além de seu controle. A crosta terrestre, o espaço em que estão presentes as condições necessárias para o sustento da vida, representa menos de 0,5% do diâmetro da Terra. O restante é formado por material incandescente, a matéria-prima dos vulcões. Uma erupção pode alterar o clima planetário e, com isso, arruinar o modo de vida da humanidade. Isso já ocorreu no passado (veja o quadro ao lado). Por sorte, o Eyjafjallajokull é dos pequenos.

Com reportagem de Carolina Melo e Thiago Mattos

Matéria publicada na revista Veja, edição 2161 – ano  nº  21 de abril 2010, pág: 90 à 93

Fonte: http://veja.abril.com.br/210410/sombra-vulcao-distante-p-090.shtml acesso feito dia 10/08/2010    

TEXTO 2:  Formação dos vulcões

Os vulcões são responsáveis pela liberação de magma acima da superfície da crosta. Eles funcionam como válvulas de escape do magma (rocha em estado ígneo) e dos gases que existem nas camadas mais interiores da Terra.

Tais materiais encontram-se sob altíssima pressão, assim como sob elevadas temperaturas. Diz-se, ainda, que o movimento das placas tectônicas pode causar as erupções vulcânicas.

Os vulcões resultam de uma fusão parcial, sob condições específicas, dos materiais das profundas camadas do interior do Planeta, fusão que produz o magma, expelido através de uma cratera ou fenda. As zonas onde ocorre esta fusão parcial estão ligadas à dinâmica do globo, e a distribuição dos vulcões na face da Terra é explicada de modo coerente pela teoria das placas tectônicas.

Os produtos vulcânico são classificados segundo a composição química e mineralógica ou segundo propriedades físicas. Distinguem-se assim, as lavas, as projeções e os gases. As lavas é a parte líquida do magma; ela forma o derramamento ou a extrusão, de acordo com sua maior menor viscosidade. Em geram, as lavas básicas são mais fluidas que a ácidas, que se solidificam rapidamente e são freqüentemente cheias de bolhas. As projeções resultantes das fases explosivas são classificadas em função de suas dimensões em: bombas, escórias, lapíli (produtos sólidos provenientes das erupções vulcânicas, do tamanho da avelã), cinzas e poeiras. A cimentação dessas projeções forma os tufos vulcânicos (qualquer dos produtos de projeção vulcânicas que se hajam consolidado). Os gases dissolvem-se na água ou na atmosfera, interferindo sobremaneira na evolução destas.

Onde duas placas movem se afastando, as erupções vulcânicas não são tão explosivas, gerados apenas rios de lavas mais fluida com entre 1 e 10 metros de espessura que se espalham por vastas áreas. Neste caso formam-se vulcões com bases maiores e mais inclinados. Os vulcões na Havaí e Islândia são exemplos típicos desse tipo de vulcão. O mesmo não acontece quando as placas colidem. Nesse caso as erupções são violentas. A lava é grossa e viscosa, e nuvens de gás, poeira e fragmentos de lava podem ser lançados na atmosfera. O magma esfria rapidamente e acumula-se em volta da fenda, formando vulcões mais altos com os lados íngremes e com o diâmetro do cone central menor.

A colisão da placas nas crostas oceânicas produziu arcos de ilhas, como as Antilhas e as ilhas japonesas.Vulcões com erupções são chamados ativos, e aquele onde ocorrem mais erupções são os extintos. Os vulcões apresentam períodos de "repouso" (fase de letargia) mais ou menos longos (de100 a 10 mil anos podendo chegar a até 100 mil anos). Os vulcões são responsáveis pela formação de rochas ígneas, também chamadas eruptivas, magmáticas ou vulcânicas. Elas nada mais são do que a lava solidificada. A lava geralmente sai do vulcão a uma temperatura de 850º a 1250º C. Normalmente a lava inclui alguns cristais flutuantes no material líquido. Se a lava esfria devagar os cristais podem ter tempo para crescer.

As erupções vulcânicas podem ser brutais. Dentre as mais mortíferas, destacam-se as erupções do Krakatoa, na Indonésia (1883); a do monte Pelée, na Martinica (1902) e a do Nevado del Ruiz, na Colômbia (1985).

Importância do Vulcanismo

O vulcanismo é um fenômeno naturais mais importantes que acontecem na crosta terrestre e principalmente no fundo dos oceanos, que cobrem 2/3 da superfície de nosso planeta são totalmente formados de lavas, onde também encontramos a mais colossal cadeia montanhosa com cerca de 70000 Km de comprimento, 1000 de largura e 3000 de altura a grande dorsal suboceânica, que é formada por uma ininterrupta sucessão de vulcões.

Sua importância torna-se ainda mais visíveis quando levamos em consideração que as lavas constituem o principal da crosta terrestre, os movimentos das placas rígidas que esta crosta e formada e que está estreitamente relacionada aos fenômenos vulcânicos, participando tanto dos tremores de terra como do fundo oceânico, da deriva dos continentes e na participação do erguimento de montanhas.

Os vulcões provêem uma grande riquezas de recursos naturais. Emissão de pedra vulcânica, suprimento de gás a vapor são fontes de materiais industriais importantes e de substâncias químicas, como púmice, ácido bórico, amônia, e gás carbônico, além do enxofre. Na Islândia a maioria das casas em Reykjavik tem água aquecida proveniente dos vulcões. Estufas são aquecidas da mesma maneira podem prover legumes frescos e frutas tropicais para esta ilha de clima sulbático. Também é explorado o vapor geotermal como uma fonte de energia para a produção de eletricidade na Itália, Nova Zelândia, Estados Unidos, México, Japão e Rússia.

Lava e Magma

Fundida, quente ou liquefeita, as rochas localizadas profundamente debaixo da superfície da Terra são chamadas de magma.Quando um vulcão estoura ou uma funda rachadura acontece na Terra, o magma sobe e transborda. Quando flui para fora do vulcão ou fenda, normalmente misturado com o vapor e suprimento de gás, é chamada de lava.

A lava fresca varia de 1,300º a 2,200º F (700º a 1,200º C) em temperatura e brilhos vermelho a branco quando flui.Quantidades enormes de lava, bastante para inundar a zona rural inteira, pode ser produzida pela erupção de um vulcão principal. Todas as lavas contem uma alta porcentagem de sílica, uma combinação composta de elemento químico, silicone e oxigênio. Dependendo da quantidade de sílica existente na lava, ela pode ser classificada de seguinte forma:

• Lavas que contem de 65 a 75% de sílica são chamadas rhyolites. As lava rhyolites derretem a mais baixas temperaturas e estão mais leves em peso e cor que as formadas de balsatos. Lavas de Rhyolites são bastante viscosas, ou espessas, e contém grandes quantidades de gás. O gás ferve frequentemente e é lançado para fora com a força explosiva e expele quantias grandes de cinzas;

• As lavas com 50 a 65% de sílica são andesites;

• As lavas com menos de 50% de sílica são basaltos.

Porem, às vezes quando a lava é lançada mais lentamente surgem bolhas em sua superfície ou até mesmo quando a lava endurece. Quando estas bolhas são minúsculas e acumuladas muito próximas, formam-se um tipo de rocha mais leve chamada púmice, conhecida por nós como pedra pomes.

Parte de um vulcão 

Geralmente o vulcão é constituído pelas seguintes partes:

Cone ou edifício vulcânico – É a montanha formada pelas sucessivas erupções, que provocaram o acúmulo de materiais sólidos, tais como cinzas e lavas petrificada oriundas do interior da Terra. O cone tem forma afunilada, terminada na cratera.

Cratera – Boca afunilada que se forma devido às explosões que ocorrem na fase inicial da atividade, é a parte côncava situada no topo do cone e está ligada a cratera ao ponto de origem do vulcão.

Chaminé ou conduto – Abertura ou fenda através da qual os materiais são expelidos do interior da Terra para superfície, ligando a cratera ao ponto de origem do vulcão.

Caldeira ou câmara magmática - Bolsões profundos preenchidos pelo magma em encandeceste ebulição.

Durante as erupções são expelidos materiais gasosos, líquidos e sólidos. Muitas vezes o material gasoso é expelido junto com partículas sólidas(cinzas), que podem atingir quilômetros de altura. Outras vezes, podem formar fumarolas, nuvens densas e opacas que deslizam pelos do vulcão, formando as nuvens ardentes, cuja temperatura pode atingir 1000ºC, queimando tudo que encontram.

Entre os gases expelidos em maior quantidade acham-se os gases sulfurosos, com forte cheiro de enxofre, hidrogênio e grande quantidade de vapor d’água(80 a 95% do total). A parte líquida é constituída pelas lavas, material magmático, em estado de fusão, devido às altas temperaturas, superior a 1000 ºC, que se deslocam pelos lados do cone vulcânico. Muitas vezes, ao solidificar, as lavas formam colunas prismáticas, cujo exemplo mais significativo é a denominada "Calçada dos gigantes", na Irlanda. A cinza é a mais comum dos materiais sólidos. Juntamente com os fragmentos, as cinzas podem causar grandes catástrofes, soterrando de cidades, quando se depositam em camadas de grande espessura, como aconteceu no ano de 79 d.C, quando inesperadamente o monte Vesúvio entrou em erupção e suas cinzas soterrou as cidades de Pompéia e Herculano do antigo império Romano.

Sob a crosta terrestre, a uma profundidade de 30 a 70 Km, existe uma camada de rochas, composta de silício e magnésio, e por isso chama-se Sima. A uma temperatura de mais ou menos 1330ºC e sob enormes pressões, essa camada de rocha mantém-se constantemente em estado pastos (magma). As enormes pressões ainda provocam fendas na crosta, pelas quais o magma pode aflorar à superfície da Terra.

Não se sabe ao certo o que impele o magma para cima. Supõe-se que seja a pressão ou gases ou do peso da crosta.No próprio depósito de magma, origina-se a chaminé, uma das partes que compões o edifício do vulcânico. É uma espécie de funil por onde passa os materiais de erupção. Estes vão Ter á cratera coca afunilada que se forma nas primeiras explosões do vulcão. Fica geralmente no topo da montanha vulcânica, parte externa do vulcão, em formato de cone. Nem todos os vulcões tem cone. Na ausência deste, a lava e os materiais de erupção são expelidos através de uma fenda solo.

Fonte: http://www.grupoescolar.com/materia/vulcoes.html acesso feito dia 18/08/2010    

2º momento: diálogo e reflexão

Cabe ao/a professor/a apresentar no quadro as questões abaixo para que os/as alunos/as respondam individualmente por escrito no caderno e posteriormente façam uma discussão coletiva.

1. O que é um vulcão?
2. Por que algumas regiões têm vulcões e outras não?
3. Por que um vulcão entra em erupção?
4. Quais regiões possuem mais vulcões?
5. Por que o Brasil não tem vulcões ativos?
6. O que é mais perigoso em uma erupção vulcânica?

Nesse momento, deve-se observar a capacidade de argumentação dos/as alunos/as, a maneira como cada um/a expõe suas idéias, defende os seus argumentos e discute com os/as colegas de sala. O/a professor/a deve ficar atento com possíveis equívocos conceituais, cabendo a ele/a imediatamente interferir e posicionar os/as alunos/as a pensarem nos conceitos mais adequados e ajustados à realidade.

3º momento: trabalhando a curiosidade na interdisciplinaridade

Cabe ao/a professor/a de Ciências entrar em contato com o/a professor/a de Geografia e pedir sua contribuição para que, durante sua aula, seja feita com os/as alunos/as um levantamento, por meio de mapas, sobre: a) as regiões mais atingidas pelo vulcões, b) os vulcões mais ativos do mundo e c) o funcionamento das placas tectônicas. Desse modo, os/as alunos/as podem compreender e visualizar melhor o funcionamento de um vulcão. Além disso, podem obter um melhor aproveitamento do conteúdo trabalhado na aula de Ciências, assim como podem apresentar um bom engajamento e maior interesse durante as aulas de Geografia.

Fonte: http://domingos.home.sapo.pt/vulcoes_6.html acesso feito 21/08/2010  

Fonte: http://domingos.home.sapo.pt/tect_placas_4.html acesso feito 21/08/2010  

4º momento: diversão e arte na interdisciplinaridade

Cabe ao/a professor/a de Ciências entrar em contato com o/a professor/a de Artes e pedir sua contribuição para que, durante sua aula, seja feita com os/as alunos/as a construção de uma maquete que represente o funcionamento de um vulcão em erupção e  as paisagens vulcânicas. Com isso, os/as alunos/as poderão obter um melhor aproveitamento do conteúdo trabalhado na aula de Ciências e Geografia, assim como poderão apresentar um bom engajamento e maior interesse durante as aulas de Artes.

Como fazer um vulcão?

Materiais necessários: 

• Argila;

• Uma placa grossa de isopor ou um pedaço de madeira de 1,00 m X 1,00 m (ambos pode ser reaproveitados)

• Tinta e pincel;

• Uma embalagem de filme fotográfico vazia ou algo semelhante;

• Corante de alimentos nas cores amarela e vermelha.;

• Vinagre;

• Detergente líquido;

• Bicarbonato de sódio.

Modo de fazer:

- A argila será utilizada pelos/as alunos/as para modelar o vulcão sobre a placa de isopor. A embalagem do filme fotográfico ou algo semelhante, será utilizada com o bocal para cima, onde o mesmo representará a cratera do vulcão.

- Passado certo tempo, a argila terá secado e os/as alunos/as poderão trabalhar na decoração externa do vulcão e das áreas ao redor. Cabe ao/a professor/a orientar essas atividades para que os/as alunos/as caracterizem o vulcão da forma mais realista possível.

- Depois de terminada e colorida a parte estrutural do vulcão, os/as alunos/as podem iniciar o experimento.

- O primeiro passo será colocar 2 colheres de bicarbonato de sódio, 01 colher de detergente, 03 gotas de corante vermelho, 03 de amarelo e, por último, 01 colher de vinagre dentro do pote de plástico que está no topo da estrutura de argila do vulcão.

 - Depois de adicionados todos os ingredientes no pote de plástico, ocorrerá um processo químico cujo resultado ilustrará elementos importantes de uma erupção vulcânica, tais como a formação de gazes e a projeção de um líquido representando o magma.Com isso, os/as alunos/as que trabalharam na construção da maquete poderá vizualizar melhor o conteúdo estudado e poderão ficar mais atentos às erupções vulcânicas que acontecem pelo mundo.  

OBS: O/a professor/a deve ficar atento com possíveis equívocos, cabendo a ele/a imediatamente interferir e posicionar os/as alunos/as em relação à construção da maquete e ao desenvolvimento do experimento. Vale destacar que o experimento pode ser feito no laboratório de Ciências, mas caso a escola não disponha desse recurso, o/a professor/a pode reunir os grupos e trabalhar com os/as alunos/as nas mesas do pátio ou na quadra esportiva da escola.

Fonte: http://www.educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/como-fazer-um-vulcao.htm acesso feito dia 11/08/2010  

  

5º momento: navegando no conhecimento

Nesse último momento da aula a idéia é abordar o tema em questão na perspectiva da interdisciplinaridade. Cabe ao/a professor/a de Ciências entrar em contato com o/a professor/a de Informática e pedir sua contribuição para que, durante sua aula, seja feita com os/as alunos/as uma pesquisa em sites da internet, por meio da qual os/as alunos/as possam aprender mais sobre as questões apresentadas anteriormente em sala de aula.

Com isso, os/as alunos/as poderão obter um melhor aproveitamento do conteúdo trabalhado na aula de Ciências, assim como poderão apresentar um bom engajamento na aula de Informática, ficando assim mais informados sobre o tema.

• Proposta de sites que podem ser trabalhados com os/as alunos/as durante a aula de informática.

Fonte: http://www.brasilescola.com/geografia/vulcoes.htm acesso feito dia 18/08/2010      

Fonte: http://www.brasilescola.com/brasil/vulcanismo-no-brasil.htm acesso feito dia 18/08/2010     

Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br/vulcoes.htm acesso feito dia 18/08/2010   

Fonte: http://www.terra.com.br/criancas/ciencias/o_vulcao.htm acesso feito dia 18/08/2010  

Fonte: http://mundogeograficord.blogspot.com/2007/09/vulces-ativos.html acesso feito dia 23/08/2010 

A avaliação dos/as alunos/as pode ser feita em todos os momentos da aula: durante a leitura do texto, a construção da maquete, a execução dos experimentos e a apresentação de comentários e questionamentos. A avaliação pode ser feita a partir das contribuições individuais ou das contribuições do grupo como um todo, assim como a partir do envolvimento dos/as alunos/as nas atividades solicitadas.