מפתח תשובות · יחידה 24

סלעים ופני כדור הארץ.

שאלות התרגול של כל שיעור, התשובות הנכונות שלהן והטעויות שהן מזהות. תשובות שנקראות מהסצנה משתמשות באותה הגדרה שהלומדים רואים.

קטלוג הטעויות הנפוצות

מפתח תשובות 3

שיעור 1 מתוך 3 · כ־25 דקות

מחזור הסלעים

עוקבים אחרי סלע אחד סביב המחזור: מאגמה שמתקררת לגרניט, חול שנדחס ומתלכד לאבן חול, וקבורה בעומק שמחממת אותה ב־25 °C לקילומטר, עד שהיא מותמרת ובסוף נמסה.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
שלוש משפחות
תרגול · בחרו
השאלה
גיאולוגים ממיינים את כל הסלעים לשלוש משפחות: סלעי יסוד, סלעי משקע וסלעים מותמרים. לפי מה נקבעת המשפחה של סלע?

התשובה הנכונה
- נכונה לפי הדרך שבה הוא נוצר
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
המאגמה התקררה בעומק
7 km
אבן החול נקברה לעומק
34 km
סביב המחזור
סלע יסוד
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה לפי הדרך שבה הוא נוצר
- שגויה לפי הצבע והקשיות שלו
  טעות נפוצה: Thinks rocks are sorted into families by their colour, hardness or look.
  משוב מהקטלוג
  גיאולוגים ממיינים סלעים לפי הדרך שבה הם נוצרו, לא לפי הצבע: סלע יסוד התגבש מחומר מותך, סלע משקע נבנה משכבות של גרגירים או שרידים, וסלע מותמר השתנה בחום ובלחץ בלי להימס. גרניט ורוד ובזלת שחורה הם שניהם סלעי יסוד, ושיש לבן הוא סלע מותמר שהיה פעם אבן גיר.
- שגויה לפי הגיל שלו: הסלעים העתיקים ביותר הם סלעי יסוד
  משוב
  יש סלעי יסוד צעירים מאוד, כמו לבה שהתקררה אתמול בהוואי, וסלעי משקע עתיקים מאוד. הגיל לא קובע את המשפחה.
משוב לתשובה נכונה
לפי הדרך שבה נוצר: מהתכה, משכבות, או משינוי בחום ובלחץ.

פתרון מלא
1. סלע יסוד התגבש ממאגמה או מלבה שהתקררה.
2. סלע משקע נבנה מגרגירים, שרידים או משקעים כימיים שהצטברו בשכבות והתלכדו.
3. סלע מותמר הוא סלע מכל משפחה שהשתנה בחום ובלחץ, בלי להימס.
כל סלע יכול להפוך לסלע מכל משפחה אחרת, וכך נוצר מחזור הסלעים.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
גבישים גדולים וקטנים
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
הסלע בסצנה הוא לבה שהתקררה על פני השטח: ריוליט, עם גבישים זעירים. נבאו: מה יקרה לגבישים אם אותה מאגמה תתקרר בעומק של 7 km?

התשובה הנכונה
- נכונה הם יהיו גדולים בהרבה, כי בעומק המאגמה מתקררת לאט
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
המאגמה התקררה בעומק
0 km
אבן החול נקברה לעומק
34 km
סביב המחזור
סלע יסוד
האפשרויות
- נכונה הם יהיו גדולים בהרבה, כי בעומק המאגמה מתקררת לאט
- שגויה הם יהיו קטנים עוד יותר, כי הלחץ בעומק דוחס אותם
  טעות נפוצה: Thinks magma deep underground forms smaller crystals, squeezed by the pressure.
  משוב מהקטלוג
  גודל הגבישים נקבע בעיקר לפי זמן ההתקררות. בעומק הסלע שמסביב חם ומבודד, והמאגמה מתקררת במשך עשרות ומאות אלפי שנים: לאטומים יש זמן להצטרף לגבישים מעטים וגדולים. לבה על פני השטח מתקררת תוך ימים, ונוצרים בה גבישים זעירים רבים, או זכוכית.
- שגויה הם יהיו באותו גודל: זו אותה מאגמה, עם אותם מינרלים
  משוב
  המינרלים אכן אותם מינרלים, קוורץ, פלדספר ונציץ, אבל גודל הגבישים תלוי בזמן שהיה להם לגדול.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
המאגמה התקררה בעומק
7 km
ואז הסצנה מראה: 5.341 mm · Typical crystal size of the igneous rock/nodes/rock/outputs/crystalSize
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
גדולים פי מאה בערך: גרניט. קירור איטי, גבישים גדולים.

פתרון מלא
1. לבה על פני השטח מאבדת חום לאוויר ולמים תוך ימים עד חודשים: הגבישים מספיקים לגדול לכ־0.05 mm בלבד.
2. בעומק של 7 km הסלע שמסביב חם ומבודד, והמאגמה מתקררת במשך כ־ $180{,}000$ ⁠ שנה.
3. לאטומים יש זמן רב להצטרף לגבישים קיימים במקום ליצור חדשים, והגבישים גדלים לכ־5 mm: גרניט, שרואים בו כל גביש בעין.
לכן מגודל הגבישים בסלע יסוד אפשר לדעת איפה הוא התקרר.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
חול ואבן חול
תרגול · בחרו
השאלה
החול שנשחק מהגרניט שקע בשכבות ונקבר. איך הוא הופך לאבן חול?

התשובה הנכונה
- נכונה משקל השכבות דוחס אותו, ומינרלים מהמים שבין הגרגירים מלכדים אותם
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
המאגמה התקררה בעומק
7 km
אבן החול נקברה לעומק
34 km
סביב המחזור
סלע משקע
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה משקל השכבות דוחס אותו, ומינרלים מהמים שבין הגרגירים מלכדים אותם
- שגויה החום בעומק ממיס את הגרגירים, והם מתאחים זה לזה
  טעות נפוצה: Thinks sand becomes sandstone by melting and fusing together.
  משוב מהקטלוג
  אבן חול נוצרת בטמפרטורות נמוכות, הרבה מתחת להתכה. כשהחול נקבר, משקל השכבות שמעליו דוחס אותו, ומינרלים שמומסים במים שבין הגרגירים, כמו צורן או סידן פחמתי, שוקעים ביניהם ומלכדים אותם, כמו מלט. חול שנמס כבר לא היה הופך לסלע משקע, אלא לסלע יסוד.
- שגויה החול מתייבש לגמרי, וגרגירים יבשים נדבקים זה לזה
  משוב
  חול יבש דווקא מתפזר, כמו בחוף. מה שמדביק את הגרגירים הוא מינרלים שהמים השאירו ביניהם.
משוב לתשובה נכונה
דחיסה וליכוד, בלי שום התכה.

פתרון מלא
1. שחיקה ובלייה: על פני השטח הפלדספר שבגרניט נרקב לחרסית, והקוורץ, העמיד, נשאר כחול.
2. שקיעה: הנהרות מסיעים את החול ומשקיעים אותו בשכבות, באגם או בים.
3. דחיסה: שכבות חדשות נערמות מעל, ומשקלן לוחץ את הגרגירים זה אל זה.
4. ליכוד: מינרלים מומסים במים שבין הגרגירים שוקעים ביניהם ומלכדים אותם.
כל זה קורה בעומק של קילומטרים ספורים, בטמפרטורה של עשרות מעלות. לכן בסלעי משקע נשמרים מאובנים, שהיו נהרסים בחום.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
חום בעומק
תרגול · חשבו
השאלה
אבן החול נקברה לעומק נעול על 16 km, בשורש של רכס הרים. על פני השטח הטמפרטורה 15 °C, ובקרום היבשתי היא עולה בכ־25 °C בכל קילומטר. מה הטמפרטורה של אבן החול בעומק הזה?

התשובה הנכונה
415 °C ± 5 °C
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
המאגמה התקררה בעומק
7 km
אבן החול נקברה לעומק
16 kmקבוע
סביב המחזור
סלע מותמר
מתקבלת בטווח
± 5 °C
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Temperature at the deepest burial/nodes/rock/outputs/peakTemperature
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
משוב לתשובה נכונה
כ־415 °C: חם מספיק לבנות מינרלים חדשים, רחוק מהתכה.

רמז
התחילו מטמפרטורת פני השטח, והוסיפו 25 °C על כל קילומטר.

פתרון מלא
1. החימום בעומק: $25 \cdot 16 = 400$ ⁠ מעלות.
2. ועוד טמפרטורת פני השטח: $T = 15 + 400 = 415\ ^\circ\mathrm{C}$ ⁠.
בטמפרטורה כזו, ובלחץ של כ־ $4300$ ⁠ אטמוספרות, אבן החול כבר לא נשארת כפי שהייתה: החרסית שבה הופכת לנציץ, והסלע נעשה שיסט.
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
התמרה
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
אבן החול קבורה עכשיו רק 5 km, ונשארת אבן חול. שנו את אבן החול נקברה לעומק עד שהיא תהפוך לשיסט, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 2 ± 0.1
  בתחילת השלב: 0
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
המאגמה התקררה בעומק
7 km
אבן החול נקברה לעומק
5 km
סביב המחזור
סלע מותמר
נקרא מהסצנה בנקודה
0 unchanged sandstone, 1 metasandstone, 2 schist, 3 gneiss, 4 melting/nodes/rock/outputs/grade
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
המאגמה התקררה בעומק
0 km
אבן החול נקברה לעומק
13.5 km
משוב לתשובה נכונה
שיסט: סלע מותמר, שהשתנה בלי להימס.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא שיסט. רדוד מדי נשארת אבן חול או אבן חול מותמרת; עמוק מדי נוצר גנייס.

רמז
שיסט נוצר בין כ־350 °C לכ־550 °C. באיזה עומק הטמפרטורה בטווח הזה?

פתרון מלא
1. $T = 15 + 25\,h$ ⁠, ולכן $h = \dfrac{T - 15}{25}$ ⁠.
2. 350 °C בעומק $\dfrac{335}{25} \approx 13.4$ ⁠ קילומטרים, ו־550 °C בעומק $\dfrac{535}{25} \approx 21.4$ ⁠ קילומטרים.
3. כל עומק בין כ־13.5 km לכ־21 km נותן שיסט: נציץ חדש צומח בפתיתים, כולם בניצב ללחיצה.
רדוד מזה, בין 200 °C ל־350 °C, הגרגירים רק צומחים זה לתוך זה; עמוק מזה, המינרלים הבהירים והכהים נפרדים לפסים: גנייס.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
התכה
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
בעומק של 24 km אבן החול הפכה לגנייס, בכ־615 °C. נבאו: מה יקרה לה אם תיקבר עד 34 km?

התשובה הנכונה
- נכונה חלק ממנה יימס, והמאגמה תעלה ותתקרר לסלע יסוד חדש
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
המאגמה התקררה בעומק
7 km
אבן החול נקברה לעומק
24 km
סביב המחזור
סלע מותמר
האפשרויות
- נכונה חלק ממנה יימס, והמאגמה תעלה ותתקרר לסלע יסוד חדש
- שגויה היא תהפוך לסלע מותמר קשה עוד יותר, אבל לא תימס לעולם
  טעות נפוצה: Thinks a metamorphic rock is one that melted and set again.
  משוב מהקטלוג
  סלע מותמר משתנה במצב מוצק. בחום ובלחץ האטומים נודדים בתוך הסלע ובונים מינרלים חדשים, כמו נציץ, וגרגירים צומחים זה לתוך זה, אבל הסלע לא נמס. כשהוא מתחיל להימס, כ־680 °C לאבן חול רטובה, הוא כבר בדרך להפוך למאגמה, ומה שיתגבש ממנה יהיה סלע יסוד.
- שגויה כולה תימס בבת אחת, ברגע שתגיע לטמפרטורת ההתכה
  משוב
  סלע עשוי מינרלים רבים, ולכל אחד טמפרטורת התכה אחרת. לכן הוא נמס בהדרגה, לאורך מאות מעלות: קודם המינרלים הבהירים, ובסוף הכהים.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
אבן החול נקברה לעומק
34 km
סביב המחזור
התכה
ואז הסצנה מראה: 0.5781 · Share of the rock melted at its deepest, 0..1/nodes/rock/outputs/meltShare
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
חלק נמס והופך למאגמה: המחזור חוזר לסלע יסוד.

פתרון מלא
1. ב־34 km הטמפרטורה $15 + 25 \cdot 34 = 865\ ^\circ\mathrm{C}$ ⁠.
2. סלע כזה, עם מעט מים, מתחיל להימס בכ־680 °C, בערך מ־27 km. מעט התכה מתקבצת בעורקים בהירים: מיגמטיט.
3. ב־865 °C כמעט שישים אחוז מהסלע נמס. המאגמה קלה מהסלע שסביבה ועולה.
4. כשהיא תתקרר, היא תהפוך לסלע יסוד חדש, והמחזור נסגר.
כך נוצרו רבים מגושי הגרניט שבשורשי רכסי הרים: מסלעי משקע שנקברו עמוק ונמסו.

שיעור 2 מתוך 3 · כ־25 דקות

סחיפה ובלייה

גשם ונהרות שוחקים רמה שלמה במשך שני מיליון שנה. מבחינים בין בלייה לסחיפה, מחשבים כמה מהר יותר נשחקת ארץ במונסון, משווים גרניט לאבן חול, ועוקבים אחרי הסלע שנשחק עד הים.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
בלייה וסחיפה
תרגול · בחרו
השאלה
מים חודרים לסדק בסלע, קופאים, מתרחבים ומבקיעים אותו, והשברים נשארים במקומם. אחר כך גשם שוטף אותם לנחל, והנחל מסיע אותם. איזה חלק הוא בלייה ואיזה סחיפה?

התשובה הנכונה
- נכונה הבקעת הסלע היא בלייה, וההסעה בנחל היא סחיפה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
כמות גשם
800 mm/yr
חוזק הסלע
60 MPa
שנים
0.65 (רמה צעירה → 2 מיליון שנה)
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה הבקעת הסלע היא בלייה, וההסעה בנחל היא סחיפה
- שגויה הבקעת הסלע היא סחיפה, וההסעה בנחל היא בלייה
  משוב
  הפוך. בלייה היא הפירוק במקום, וסחיפה היא ההובלה ממנו.
- שגויה שניהם סחיפה: אלה שתי מילים לאותו דבר
  טעות נפוצה: Uses weathering and erosion as if they meant the same thing.
  משוב מהקטלוג
  בלייה היא פירוק הסלע במקום: מים שקופאים בסדקים, שורשים, ותגובות כימיות שהופכות פלדספר לחרסית. סחיפה היא הובלה של מה שהתפרק: מים, רוח וקרח לוקחים אותו משם. בלייה בלי סחיפה משאירה ערימה של שברים; סחיפה בלי בלייה כמעט לא מוצאת מה לקחת.
משוב לתשובה נכונה
בלייה במקום, סחיפה בדרך.

פתרון מלא
1. בלייה מפרקת את הסלע במקום. בלייה פיזיקלית שוברת אותו, כמו קרח בסדקים; בלייה כימית משנה את המינרלים, כמו פלדספר שהופך לחרסית.
2. סחיפה מובילה את מה שהתפרק: מים, רוח, קרח וכוח המשיכה.
3. שתיהן פועלות יחד: הבלייה מכינה את החומר, והסחיפה מפנה אותו וחושפת סלע טרי לבלייה הבאה.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
הנהרות חותרים
תרגול · בחרו
השאלה
בשלב הזה הנהרות חותרים עמקים לתוך הרמה. איפה נהר חותר הכי מהר?

התשובה הנכונה
- נכונה במקום שבו זורמים בו הרבה מים והאפיק תלול
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
כמות גשם
800 mm/yr
חוזק הסלע
60 MPa
שנים
0.1 (רמה צעירה → 2 מיליון שנה)
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה במקום שבו זורמים בו הרבה מים והאפיק תלול
- שגויה ליד המקור, שבו המים נקיים ולכן חזקים יותר
  משוב
  ליד המקור זורמים מעט מים. ודווקא החול והחצץ שהנהר נושא הם הכלים שבהם הוא שוחק את האפיק.
- שגויה בשפך, שבו הנהר הכי רחב
  משוב
  בשפך יש הרבה מים, אבל האפיק כמעט שטוח, והנהר מאט ומשקיע את מה שהוא נושא במקום לחתור.
משוב לתשובה נכונה
הרבה מים ומדרון תלול: שם הכוח הגדול ביותר.

פתרון מלא
1. כוח החיתוך של נהר תלוי בכמות המים שזורמת בו: ככל שהשטח שהוא מנקז גדול יותר, ויורד בו יותר גשם, יש בו יותר מים.
2. הוא תלוי גם בשיפוע: מים במורד תלול זורמים מהר יותר.
3. לכן הנהרות חותרים הכי מהר באמצע הדרך, שם יש כבר הרבה מים והאפיק עדיין תלול, ויובלים אוכלים את הרמה לאחור, לעבר המקורות.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
גשם וקצב
תרגול · חשבו
השאלה
כמות גשם נעולה על 2500 mm בשנה, מונסון, וחוזק הסלע על 60 MPa, אבן חול. בסצנה הקצב שבו הארץ נשחקת גדל עם השורש של כמות הגשם, וקטן ביחס הפוך לחוזק הסלע. פי כמה מהר נשחקת הארץ כאן מאשר ב־800 mm בשנה על אותו סלע?

התשובה הנכונה
1.768 ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
כמות גשם
2500 mm/yrקבוע
חוזק הסלע
60 MPaקבוע
שנים
0.65 (רמה צעירה → 2 מיליון שנה)
מתקבלת בטווח
± 3%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
How fast this rain and rock wear the land, as a multiple of 800 mm a year on 60 MPa rock/nodes/land/outputs/pace
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 3.125 ± 3%
  טעות נפוצה: Takes the pace of wearing as proportional to the rain, not to its square root.
  משוב מהקטלוג
  בסצנה הקצב גדל עם השורש של כמות הגשם: נהר חותר לפי עוצמת הזרם שלו, וכפל של גשם לא מכפיל את כוח החיתוך. לכן פי $3.1$ ⁠ גשם, מ־800 mm ל־2500 mm, נותן רק פי $\sqrt{3.1} \approx 1.8$ ⁠ בקצב.
משוב לתשובה נכונה
כפי $1.8$ ⁠: שורש של פי שלושה גשם.

רמז
יחס הגשמים הוא $\dfrac{2500}{800}$ ⁠. הסלע לא השתנה.

פתרון מלא
1. יחס הגשמים: $\dfrac{2500}{800} = 3.125$ ⁠.
2. הקצב גדל עם השורש: $\sqrt{3.125} \approx 1.77$ ⁠.
3. הסלע זהה, ולכן זה כל ההבדל: הארץ נשחקת פי $1.8$ ⁠ בערך מהר יותר.
פי שלושה גשם נותן פחות מפי שניים בקצב. מי שכופל את הקצב ביחס הגשמים עצמו מקבל $3.1$ ⁠.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
סלע קשה
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
אחרי $1.3$ ⁠ מיליון שנה של גשם ממוזג על אבן חול, הרמה נשחקה לעמקים רחבים. נבאו: איך תיראה אותה רמה אחרי אותו זמן אם חוזק הסלע יהיה 180 MPa, גרניט?

התשובה הנכונה
- נכונה הנהרות יחצבו רק עמקים צרים, ורוב הרמה עדיין תעמוד
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
כמות גשם
800 mm/yr
חוזק הסלע
60 MPa
שנים
0.65 (רמה צעירה → 2 מיליון שנה)
האפשרויות
- נכונה הנהרות יחצבו רק עמקים צרים, ורוב הרמה עדיין תעמוד
- שגויה אותו דבר: אחרי מיליון שנה כל סלע נשחק
  משוב
  הזמן אותו זמן, אבל הקצב לא: בסלע חזק פי שלושה הארץ נשחקת פי שלושה לאט.
- שגויה הרמה תישחק לגמרי, כי סלע קשה נסדק ומתפורר מהר יותר
  משוב
  סלע חזק נסדק ונבלה לאט יותר, ולכן הוא שורד: הרים וצוקים רבים הם בדיוק השכבות הקשות שנשארו.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
חוזק הסלע
180 MPa
ואז הסצנה מראה: 10.76 m · The land’s average lowering/nodes/land/outputs/lowered
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
עמקים צרים, ורמה שעדיין עומדת: סלע חזק נשחק לאט.

פתרון מלא
1. הקצב קטן ביחס הפוך לחוזק: גרניט, 180 MPa, חזק פי שלושה מאבן החול, ולכן הוא נשחק פי שלושה לאט.
2. אחרי $1.3$ ⁠ מיליון שנה הנהרות הספיקו לחצוב רק קניונים צרים, והרמה בין העמקים עדיין עומדת.
3. ההנמכה הממוצעת של הארץ יורדת מכ־40 m לכ־11 m.
לכן בנוף שבו יש שכבות חזקות ורכות, הרכות נשחקות לעמקים והחזקות נשארות כרכסים וכמצוקים.
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
לשחוק את הרמה
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
במדבר, על גרניט, הרמה כמעט לא נשחקה. שנו את כמות גשם ואת חוזק הסלע עד שהרמה תישחק לגבעות נמוכות ומעוגלות, שחיקה מהירה, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 32 ± 0.1
  בתחילת השלב: 30
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
כמות גשם
150 mm/yr
חוזק הסלע
180 MPa
שנים
0.65 (רמה צעירה → 2 מיליון שנה)
נקרא מהסצנה בנקודה
Stage · 10 + pace class (0 slow, 1 between, 2 fast), for the Callouts/nodes/land/outputs/beat
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
כמות גשם
450 mm/yr
חוזק הסלע
20 MPa
משוב לתשובה נכונה
גבעות מעוגלות: גשם רב וסלע רך.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. הסלע עדיין חזק מדי או הגשם מעט מדי.

רמז
שחיקה מהירה פירושה קצב של יותר מפי $2.2$ ⁠ מאשר ב־800 mm על אבן חול. מה מגדיל את הקצב, ומה מגדיל אותו יותר?

פתרון מלא
1. הקצב גדל עם שורש כמות הגשם, וקטן ביחס הפוך לחוזק הסלע.
2. הגשם לבדו לא מספיק: גם 3000 mm על אבן חול נותנים רק $\sqrt{3.75} \approx 1.9$ ⁠.
3. סלע חלש משפיע חזק יותר: אבן בוץ, 20 MPa, עם 800 mm גשם, נותנת כבר פי $3$ ⁠.
כל שילוב של גשם רב וסלע חלש שנותן קצב מעל $2.2$ ⁠ עובד. כך נראים אזורים גשומים של סלעים רכים: גבעות מעוגלות, בלי צוקים.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
אל הים
תרגול · בחרו
השאלה
אחרי שני מיליון שנה נשחקו מהרמה כ־5.8 km³ של סלע. מה עלה בגורל רובו?

התשובה הנכונה
- נכונה רובו נישא אל הים כבוץ דק, ורק כשישית בנתה את הדלתה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
כמות גשם
800 mm/yr
חוזק הסלע
60 MPa
שנים
2 מיליון שנה
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה רובו נישא אל הים כבוץ דק, ורק כשישית בנתה את הדלתה
- שגויה כולו נערם בדלתה שבפתח הנהר
  משוב
  הדלתה בנויה רק מהחלק הגס, חול וחצץ, ששוקע ברגע שהנהר מאט. הבוץ הדק נשאר מרחף במים ונישא הרחק אל הים.
- שגויה הוא התפורר והתמוסס עד שנעלם
  טעות נפוצה: Thinks rock worn from the land is used up or vanishes.
  משוב מהקטלוג
  סחיפה לא משמידה חומר, רק מעבירה אותו. כל מטר מעוקב של סלע שנשחק מהרמה מגיע לאנשהו: חול וחצץ שוקעים בפתח הנהר ובונים דלתה, ובוץ דק נישא אל הים ושוקע בקרקעית. שם, אחרי שייקבר, הוא יהפוך לסלע משקע חדש, וכך נסגר המחזור.
משוב לתשובה נכונה
רובו בוץ בים. הדלתה היא רק החלק הגס.

פתרון מלא
1. בסצנה, מכ־5.8 km³ שנשחקו, כ־0.9 km³ של חול וחצץ שקעו בדלתה, וכ־4.9 km³ של בוץ נישאו אל הים.
2. הבוץ הוא כחמישה שישיות מהכול: רוב מה שהבלייה משאירה הוא חרסית דקה, לא חול.
3. החומר לא נעלם. הבוץ שוקע בקרקעית הים, ייקבר, ויהפוך לאבן בוץ ולפצלים.
הנילוס, למשל, בנה את הדלתה שלו מהחלק הגס, והזרם לאורך החוף נושא את המשקעים שלו עד חופי הארץ: רוב החול בחופי ישראל בא מהנילוס.

שיעור 3 מתוך 3 · כ־25 דקות

הרי געש

מאגמה עולה, הלחץ יורד והגז יוצא בבועות. מחשבים באיזה עומק הן מופיעות, ורואים איך סיליקה וגז קובעים אם הלבה תזרום, תיערם לכיפה, תעיף מזרקות או תתפוצץ לאפר.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
תא המאגמה
תרגול · בחרו
השאלה
בעומק של 6 km יושב תא של מאגמה. מאיפה היא באה, ולמה היא עולה?

התשובה הנכונה
- נכונה היא נוצרה ממסלע שנמס במקום מסוים, והיא קלה מהסלע המוצק שסביבה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סיליקה במאגמה
60 %
גז במאגמה
3 %
התפרצות
מאגמה במנוחה
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה היא נוצרה ממסלע שנמס במקום מסוים, והיא קלה מהסלע המוצק שסביבה
- שגויה מתחת לקרום יש שכבה של סלע מותך, והר הגעש הוא חור אליה
  טעות נפוצה: Thinks a volcano is a hole down to a layer of molten rock under the whole crust.
  משוב מהקטלוג
  אין מתחת לקרום שכבה מותכת: גלי S עוברים במעטפת, ולכן היא מוצקה. מאגמה נוצרת רק במקומות מסוימים, כשסלע חם מאבד לחץ, ברכסים ובנקודות חמות, או כשהוא מקבל מים, מעל לוח שוקע. היא קלה מהסלע שסביבה, עולה ומתאספת בתא מאגמה בעומק של כמה קילומטרים.
- שגויה היא עולה ישר מליבת כדור הארץ
  משוב
  הליבה נמצאת בעומק של כ־2900 km, ועשויה ברזל וניקל. מאגמה עשויה מסלעי המעטפת והקרום, ונוצרת בעשרות הקילומטרים העליונים.
משוב לתשובה נכונה
התכה מקומית, ומאגמה שקלה מהסלע סביבה.

פתרון מלא
1. המעטפת מוצקה, אבל חמה. היא נמסה בחלקה רק במקומות מסוימים: כשהלחץ עליה יורד, ברכסים ובנקודות חמות, או כשמים מלוח שוקע מורידים את טמפרטורת ההתכה שלה.
2. החומר המותך פחות צפוף מהסלע המוצק, ולכן הוא עולה, כמו שמן במים.
3. הוא מתאסף בתא מאגמה בעומק של כמה קילומטרים, עד שהלחץ בו מספיק כדי לפרוץ דרך אל פני השטח.
לכן הרי געש נמצאים בעיקר בגבולות לוחות ובנקודות חמות, ולא בכל מקום.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
בועות
תרגול · חשבו
השאלה
גז במאגמה נעול על $3\%$ ⁠ מים מומסים. מאגמה יכולה להחזיק מומסים $w = 0.41\sqrt{P}$ ⁠ אחוזים של מים, כש־ $P$ ⁠ הוא הלחץ במגה־פסקל. צפיפות המאגמה 2400 kg/m³, ולכן הלחץ בה עולה בכ־23.5 MPa בכל קילומטר של עומק. באיזה עומק, כשהמאגמה עולה, מתחילות להיווצר בה בועות? (את לחץ האוויר, 0.1 MPa, אפשר להזניח.)

התשובה הנכונה
2.27 km ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סיליקה במאגמה
60 %
גז במאגמה
3 %קבוע
התפרצות
0.3 (מאגמה במנוחה → שיא ההתפרצות)
מתקבלת בטווח
± 3%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Depth below the vent where bubbles start to form/nodes/volcano/outputs/bubbleDepth
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 0.31 km ± 5%
  טעות נפוצה: Takes the water a magma can dissolve as proportional to the pressure, not to its square root.
  משוב מהקטלוג
  המים שמומסים במאגמה גדלים עם שורש הלחץ: $w = 0.41\sqrt{P}$ ⁠. לכן, כדי להחזיק פי שניים מים, צריך פי ארבעה לחץ. הטעות הנפוצה היא $P = \dfrac{w}{0.41}$ ⁠, בלי לרבע, ואז יוצא לחץ קטן מדי והבועות מופיעות קרוב מדי לפני השטח.
משוב לתשובה נכונה
כ־2.3 km: מתחת לזה הגז מומס, ומעל זה הוא מבעבע.

רמז
מצאו קודם את הלחץ שבו $3\%$ ⁠ הם בדיוק מה שהמאגמה יכולה להחזיק: $P = \left(\dfrac{w}{0.41}\right)^2$ ⁠.

פתרון מלא
1. הבועות מופיעות כשהמאגמה כבר לא יכולה להחזיק את כל המים: $3 = 0.41\sqrt{P}$ ⁠.
2. $\sqrt{P} = \dfrac{3}{0.41} \approx 7.32$ ⁠, ולכן $P \approx 53.5\ \mathrm{MPa}$ ⁠.
3. $\rho g = 2400 \cdot 9.81 \approx 23{,}500\ \mathrm{Pa/m} = 23.5\ \mathrm{MPa/km}$ ⁠, ולכן $h = \dfrac{53.5}{23.5} \approx 2.3\ \mathrm{km}$ ⁠.
משם ומעלה הלחץ ממשיך לרדת, והגז ממשיך לצאת, כמו בבקבוק משקה מוגז שנפתח. מי ששוכח לרבע מקבל 7.3 MPa וכ־0.3 km בלבד.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
נוזלית או דביקה
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
המאגמה עכשיו בזלת, עם $50\%$ ⁠ סיליקה ומעט גז, והלבה זורמת רחוק במורד. נבאו: מה יקרה אם סיליקה במאגמה תעלה ל־ $73\%$ ⁠, ריוליט?

התשובה הנכונה
- נכונה הלבה תהיה דביקה, תיערם לכיפה מעל הלוע ובקושי תזרום
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סיליקה במאגמה
50 %
גז במאגמה
1 %
התפרצות
0.75 (מאגמה במנוחה → שיא ההתפרצות)
האפשרויות
- נכונה הלבה תהיה דביקה, תיערם לכיפה מעל הלוע ובקושי תזרום
- שגויה הלבה תזרום רחוק עוד יותר: כל לבה נוזלית כשהיא חמה מספיק
  טעות נפוצה: Thinks all lava is runny and flows like the lava of Hawaii.
  משוב מהקטלוג
  רק לבה בזלתית, דלה בסיליקה, נוזלית כמו בהוואי. סיליקה בונה במאגמה שרשראות ארוכות של צורן וחמצן שנתפסות זו בזו, ולכן ככל שיש יותר סיליקה המאגמה צמיגה יותר: לבה ריוליטית צמיגה פי מיליארד מבזלתית. היא בקושי זורמת, נערמת לכיפה, ולוכדת את הגז שלה.
- שגויה הר הגעש יתפוצץ מיד
  משוב
  כדי להתפוצץ, מאגמה דביקה צריכה גם הרבה גז. עם מעט גז אין מה שיקרע אותה, והיא פשוט נערמת.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
סיליקה במאגמה
73 %
ואז הסצנה מראה: 3 · Eruption style: 1 lava flows, 2 lava fountains, 3 lava dome, 4 explosive/nodes/volcano/outputs/regime
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
כיפה דביקה: יותר סיליקה, לבה צמיגה פי מיליארד.

פתרון מלא
1. בסיליקה, צורן וחמצן מתחברים לשרשראות ולרשתות. ככל שיש יותר סיליקה, הרשתות ארוכות יותר ונתפסות זו בזו.
2. מאגמה ריוליטית גם קרה יותר, כ־830 °C לעומת כ־1170 °C בבזלת, וזה מגדיל את הצמיגות עוד.
3. יחד, הצמיגות בלוע עולה מכ־150 Pa·s, כמו דבש, לכ־ $10^{11}$ ⁠ פסקל־שנייה: פי מיליארד בערך. לבה כזו כמעט לא זורמת, ונערמת לכיפה.
זה ההבדל בין הוואי, שבה זורמת לבה בזלתית, לבין הרי געש כמו סנט הלנס, שבהם נבנות כיפות של לבה דביקה.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
פיצוץ
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
סיליקה במאגמה נעולה על $60\%$ ⁠, אנדזיט, והלבה נערמת לכיפה. שנו את גז במאגמה עד שההתפרצות תהיה נפיצה, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 4 ± 0.1
  בתחילת השלב: 3
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סיליקה במאגמה
60 %קבוע
גז במאגמה
0.5 %
התפרצות
0.75 (מאגמה במנוחה → שיא ההתפרצות)
נקרא מהסצנה בנקודה
Eruption style: 1 lava flows, 2 lava fountains, 3 lava dome, 4 explosive/nodes/volcano/outputs/regime
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
גז במאגמה
2.6 %
משוב לתשובה נכונה
פיצוץ: מאגמה דביקה ומספיק גז.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. הגז עדיין מעט מדי כדי לנפח את הבועות עד שהקצף ייקרע.

רמז
במאגמה דביקה הבועות לא יכולות לברוח. כמה גז צריך כדי שהן יגדלו עד שהקצף ייקרע?

פתרון מלא
1. במאגמה דביקה הבועות לכודות: הן לא עולות דרך המאגמה, אלא עולות איתה.
2. ככל שהמאגמה עולה, הלחץ יורד, עוד גז יוצא מהתמיסה, והבועות מתנפחות.
3. עם מספיק גז, מכ־ $2.6\%$ ⁠ באנדזיט, הבועות ממלאות כשלושה רבעים מהנפח עוד לפני הלוע, והקצף נקרע לרסיסים: אפר.
כך התפרץ וזוב בשנת 79 וקבר את פומפיי, וכך התפרץ פינטובו ב־1991.
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
גז בבזלת
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
בזלת עם $0.5\%$ ⁠ גז שופכת לבה בשקט. נבאו: מה יקרה אם גז במאגמה יעלה ל־ $5\%$ ⁠, יותר מבאנדזיט שהתפוצץ קודם?

התשובה הנכונה
- נכונה הגז יעיף מזרקות של לבה, אבל לא יהיה פיצוץ
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סיליקה במאגמה
50 %
גז במאגמה
0.5 %
התפרצות
0.75 (מאגמה במנוחה → שיא ההתפרצות)
האפשרויות
- נכונה הגז יעיף מזרקות של לבה, אבל לא יהיה פיצוץ
- שגויה הר הגעש יתפוצץ, כי הרבה גז תמיד גורם לפיצוץ
  טעות נפוצה: Thinks plenty of gas is enough to make any eruption explode.
  משוב מהקטלוג
  גז לבדו לא מספיק. במאגמה נוזלית הבועות עולות ובורחות בקלות, כמו בקולה, ולכל היותר מעיפות מזרקות של לבה. פיצוץ דורש מאגמה צמיגה שלוכדת את הבועות: הן גדלות בעלייה עד שהגז ממלא כשלושה רבעים מהנפח, והקצף נקרע לאפר.
- שגויה שום דבר לא ישתנה: בבזלת אין מקום לגז
  משוב
  בזלת יכולה להמיס גז כמו כל מאגמה. ההבדל הוא שהגז בורח ממנה בקלות.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
גז במאגמה
5 %
ואז הסצנה מראה: 2 · Eruption style: 1 lava flows, 2 lava fountains, 3 lava dome, 4 explosive/nodes/volcano/outputs/regime
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
מזרקות: הגז בורח מלבה נוזלית ולא נכלא בה.

פתרון מלא
1. בבזלת נוזלית, הבועות עולות דרך המאגמה ובורחות ממנה, כמו בועות בקולה.
2. הרבה גז שבורח מהר מעיף לבה לגובה: מזרקות לבה, לפעמים מאות מטרים.
3. אבל הבועות לא נכלאות, ולכן הקצף לא נקרע: אין עמוד אפר.
לכן הרי הגעש של הוואי ואיסלנד מרהיבים אבל בדרך כלל לא נפיצים, ואפשר לצפות בהם מקרוב יחסית.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
מגנים וחרוטים
תרגול · בחרו
השאלה
מאונה לואה בהוואי רחב ושטוח כמו מגן, ופוג׳י ביפן תלול וחרוטי. מה ההסבר?

התשובה הנכונה
- נכונה לבה בזלתית נוזלית זורמת רחוק ובונה מדרונות מתונים; לבה דביקה ואפר נערמים קרוב ללוע
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סיליקה במאגמה
50 %
גז במאגמה
1 %
התפרצות
שיא ההתפרצות
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה לבה בזלתית נוזלית זורמת רחוק ובונה מדרונות מתונים; לבה דביקה ואפר נערמים קרוב ללוע
- שגויה מאונה לואה עתיק יותר, והגשם כבר שחק אותו לשטוח
  משוב
  מאונה לואה פעיל, והמדרונות שלו בנויים מזרמי לבה טריים. הצורה שלו נובעת מהלבה, לא מהשחיקה.
- שגויה פוג׳י קטן יותר, וכל הר געש קטן תלול
  משוב
  גם הרי געש בזלתיים קטנים שטוחים. מה שקובע את השיפוע הוא כמה רחוק הלבה זורמת לפני שהיא מתקשה.
משוב לתשובה נכונה
הלבה קובעת את הצורה: נוזלית בונה מגן, דביקה בונה חרוט.

פתרון מלא
1. לבה בזלתית, דלה בסיליקה וחמה, זורמת עשרות קילומטרים לפני שהיא מתקשה. שכבה על שכבה היא בונה הר מגן, רחב ושטוח.
2. לבה אנדזיטית, עשירה יותר בסיליקה, דביקה ומתקשה קרוב ללוע, ובין זרם לזרם יש התפרצויות נפיצות שמשאירות שכבות אפר. יחד הן בונות הר געש חרוטי, תלול.
3. בסצנה, הר הבזלת מתנשא כ־1.6 km על פני רוחב גדול, והר האנדזיט כ־2.8 km על בסיס צר יותר.
מאונה לואה הוא ההר הגדול ביותר על כדור הארץ בנפחו, אבל מדרונותיו מתונים כל כך שקשה להבחין שהוא הר.

בכל היחידה · 11 טעויות נפוצות

קטלוג הטעויות הנפוצות

כל טעות נפוצה שהיחידה מזהה, בכמה מילים. פתחו טעות כדי לראות מה הלומדים קוראים כשהתשובה מתאימה לה, ואיפה היא נשאלת.

תוכן העניינים

מחזור הסלעים

שלוש משפחות

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

גבישים גדולים וקטנים

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

חול ואבן חול

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

חום בעומק

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

רמז

פתרון מלא

התמרה

השאלה

המטרה

הסצנה בשלב הזה

הגדרה אחת שמגיעה למטרה

רמז

פתרון מלא

התכה

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

סחיפה ובלייה

בלייה וסחיפה

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

הנהרות חותרים

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

גשם וקצב

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

תשובות שגויות שהשאלה מזהה

רמז

פתרון מלא

סלע קשה

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

לשחוק את הרמה

השאלה

המטרה

הסצנה בשלב הזה

הגדרה אחת שמגיעה למטרה

רמז

פתרון מלא

אל הים

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא