OBJEVY ČEKAJÍ NA TEBE Téma:
SLUNEČNÍ SOUSTAVA A ZEMĚ 9. miniprojekt
Masarykova ZŠ Lubenec, okres Louny
Složení Země - koláž
Naše skupina: zprava Jakub Hausner (8.tř.), Marek Tolog (8.tř), Žaneta Švábová(7.tř.), Eliška Tologová(7.tř.), Denis Tolog (5.tř.) Denis Hlaváč(9.tř.), Kamila Havířová (8.tř.), Martin Havíř (9.tř.), Vojta Hladík (3.tř.)
Naše učitelka : MUDr. Dana Šašková Datum: 27.5.2014
0
Obsah 1.Úvod ..................................................................................................................................................... 2 2. Cíle ....................................................................................................................................................... 2 3. Jak jsme pracovali ................................................................................................................................ 2 4.Studijní část .......................................................................................................................................... 5 4.1. Seismické vlny........................................................................................................................... 5 4.1.1.P-vlny ...................................................................................................................................... 5 4.1.2. S-vlny ..................................................................................................................................... 5 4.1.3. Rayleighovy vlny .................................................................................................................... 6 4.1.4. Loveovy vlny .......................................................................................................................... 6 4.2. Geologické složení Země .............................................................................................................. 6 4. Naše práce – koláž ............................................................................................................................... 8 5. Naše práce – fantazie .......................................................................................................................... 9 5. Závěr .................................................................................................................................................. 10 6. Literatura a zdroje ............................................................................................................................. 10
1
1.Úvod V tomto miniprojektu jsme se soustředili na geologický pohled na složení Země. Seznámili jsme se s novými pojmy, jednotlivými částmi nitra Země, složením jednotlivých částí nitra Země a různými zajímavostmi zkoumání nitra Země. Rozhodli jsme se jako miniprojekt vytvořit koláž z našich představ získaných studiem pracovních materiálů a internetu o složení Země a zkusit vymyslet nějaký tajemný příběh o návštěvě hlubin Země.
2. Cíle
ujasnit si získané znalosti o geologickém složení nitra Země formou složené koláže ověřit schopnost využívat naše geologické znalosti při samostatné práci
3. Jak jsme pracovali Nejdříve jsme se seznámili s novým tématem projektu objevy s pracovními listy a zaměřením miniprojektu.
Obr. č. 1 Denis Hlaváč
Obr. č. 2 Jakub Hausner
Obr. č.3 Denis Tolog
Po té jsme provedli krátkou diskusi o Sluneční soustavě a vzniku Země. Srovnávali jsme informace z pracovních listů s nálezy na internetu.
Obr.č. 4 Diskuse členů klubu
Obr.č. 5 Diskuse členů klubu
Společně jsme se rozhodli, že jako poslední miniprojekt vytvoříme kolektivní koláž, na kterou každý z nás přispěje vymalovanou výsečí, kterou si vybarví a rozdělí podle vlastního studia nitra Země a vlastní představy, kterou si vytvořil při studiu všech zdrojů. Pracovali jsme v PC učebně na internetu a s pracovními listy projektu. Po té naše výtvarnice Kamila vytvořila papírový kruh ve tvaru Země – geoid a rozstříhala jej na devět výsečí.
2
Obr.č. 6 Kamila Havířová
Obr.č. 7 Vytváření výsečí
Každý z nás vytvořil na této výseči svou představu složení nitra Země s vyznačením diskontinuit mezi jednotlivými částmi nitra Země.
Obr. č.8 Kamila Havířová
Obr. č. 9 Denis Hlaváč
Obr. č.10 Eliška Tologová
Obr.č.11 Jedna z výsečí
Obr.č.12 Výseč Denise
Obr.č.13 Vojta Hladík
Obr.č. 14 Sourozenci Havířovi
Obr.č. 15 Výseč Žanety
Obr.č. 16 Diskuse nad výsečemi
Při dalším setkání jsme nad naší budoucí koláží diskutovali a porovnávali jsme jednotlivé výseče každého z nás a obhajovali jsme si své vyznačené části zemského nitra, řešili jejich složení, hustotu a skupenství. Také jsme si vysvětlili, co jsou to zemětřesné P-vlny a diskontinuity.
3
Obr. č. 17 Diskuse nad srovnanými výsečemi
Obr.č.18 Srovnané výseče
Každý z nás potom nalepil svou výseč na podkladový papír
Obr.č.19 Eliška lepí svou výseč Obr.č.20 Žaneta lepí výseč
Obr.č.22 Vojta
Obr.č.23 Denis
Obr.č.21 Denis lepí výseč
Obr.č 24 Kamila
Obr.č.25 Denis a Kamila dolepují další informace 4
Obr.č. 26 Dokončování koláže
S výsledkem naší práce jsme se nakonec společně vyfotili.
Obr. č. 27 Naše společná fotka s koláží
4.Studijní část 4.1. Seismické vlny Jsou vlny, které vznikají jakoukoliv náhlou deformací horniny. Deformace může být vyvolána zemětřesením, zřícením skalního masívu, umělým výbuchem a podobně. Pro praktické využití v podobě studia Země mají však význam jen ty otřesy, které jsou schopny projít celým zemským tělesem. Při zemětřesení a nebo výbuchu dochází k uvolnění obrovského množství energie, což má za následek deformace v místě, kde se energie uvolnila. Prostředí vystavené deformaci má tendenci se elasticky snažit vrátit do původního stavu, což vyvolává seismickou vlnu nebo spíše celou sérii těchto vln. K měření seismických vln slouží seismografy a obor se nazývá seismologie. 4.1.1.P-vlny Jedná se o seismické vlny, které dosahují nejvyšších rychlostí, což jim také dalo své jméno. Na seismickou stanici dorazí jako první primary. Jedná se o podélné vlnění tj. o vlny, které průchozí těleso/hmotu stlačují a rozpínají ve směru šíření vln. Někdy se také nazývají pro tuto vlastnost elastické tlakové vlny. Jsou schopny projít skrz celé zemské těleso, což nám přináší cenné poznatky o složení Země. Vlny mají tendenci na přechodných oblastech měnit svojí rychlost a směr, z čehož se dá zpětně odvodit, jaké minerály/horniny se ve vrstvách nacházejí. 4.1.2. S-vlny Jedná se o příčné vlnění, jehož rychlost je nižší než u P-vln. Dorazí na pozorovací stanici až jako druhé, což jim dalo jejich název secondary. Při jejich průchodu začne těleso oscilovat, částice tělesa začnou kmitat kolmo ke směru procházejícího vlnění, což má destruktivní účinky. Z fyzikální podstaty vlnění vyplývá, že S-vlny nemohou procházet kapalným prostředím, jelikož kapalina nemá žádnou tuhost.
5
4.1.3. Rayleighovy vlny Jedná se o vlnění, které by se dalo popsat jako kruhové vlnění v krajních případech po elipsových drahách (podobá se vlnění, které probíhá v mořských vlnách). Tyto vlny se šíří při povrchu Země a vyvolává její oscilaci. Jedná se o nejpomalejší zemětřesné vlny. 4.1.4. Loveovy vlny Jedná se o vlnění, kdy se částice pohybují vzhledem ke směru vlnění na šířku v pravém úhlu. Podobně jako Rayleighovy vlny se i tyto vlny šíří při povrchu Země. Pro Loveovy vlny se používá také označení Q - vlny (angl. Q waves). Jejich existence byla matematicky předpovězena roku 1911 A. E. H. Lovem, po kterém převzaly i své jméno. Zemským pláštěm cestují pomaleji než P a S- vlny, ale rychleji než Rayleighovy vlny.
Obr. č. 28
Šíření zemětřesných vln v zemském tělese (Wikipedie)
4.2. Geologické složení Země Země je nejspíše jako ostatní terestrické planety vnitřně rozdělena na vnější křemíkovou pevnou kůru a vysoce viskózní plášť. Skládá se z vnitřního jádra – tzv. jadérka, které je dle současných poznatků nejspíše pevné a tvořené převážně železem (86,2 %) a niklem (7,25 %). Nad tímto pevným jádrem o poloměru 1278 km se nachází vnější jádro tvořené roztavenou polotekutou směsí železa, niklu, kobaltu a síry a zasahující do vzdálenosti 2900 km, kde je od zemského pláště odděleno Gutenbergovou diskontinuitou. Zemské složení je velmi různorodé dle toho, jaká část se zkoumá. Značně rozdílné složení vykazuje oceánská kůra od pevninské, plášť od kůry apod. Předpokládá se, že globální zemské složení podle hmotnosti je následující:
Globální složení Země dle hmotnosti zastoupení prvek
železo kyslík křemík hořčík nikl vápník hliník síra sodík titan draslík další
podíl v % 34,1
28,2 17,2
15,9
1,6 1,6
6
1,5
0,7 0,25 0,071 0,019 0,53
Obr. č. 29 Řez Zemí - výseč Zemské těleso se skládá z několika vrstev tzv. geosfér, které na sebe volně navazují. Liší se od sebe složením, hustotou, tlakem a teplotou. Byly detekovány na základě šíření seismických vln. Tyto geosféry jsou směrem od jádra řazeny soustředně, tedy obepínají jádro. Jejich rozložení v tělese je z největší části ovlivněno hmotností látek, ze kterých jsou složeny. Nejblíže povrchu se nachází litosféra, která má mocnost od 0 až 60 km (místně kolísá 5–200 km). Litosféra je složena ze zemské kůry s průměrnou mocností 0 až 35 km a svrchního pláště s mocností 35 až 60 km. Samotný plášť je mocný 35 až 2890 km a v hloubce mezi 100 až 700 km se nachází astenosféra (což je je plastický obal Země, který umožňuje pohyb litosférických desek. Pod pláštěm je situované v hloubce 2890 až 5100 km vnější jádro a pod ním v hloubce 5100 až 6378 km vnitřní jádro. Průměrná hustota Země je 5515 kg/m3, což ji činí nejhustší planetou ve Sluneční soustavě. Průměrná hustota materiálu na povrchu však činí jen asi 3000 kg/m3, těžší materiály se proto musí nacházet v zemském jádru. V raném období před asi 4,5 miliardami let byl povrch Země roztaven a hustší hmota klesala ke středu v procesu planetární diferenciace, zatímco lehčí materiály vyplavaly do zemské kůry. Následkem toho je jádro tvořeno především železem spolu s niklem a jedním nebo více lehčími prvky; těžší prvky, jako olovo nebo uran, jsou buď příliš vzácné, než aby byly významnými, nebo mají sklon se slučovat s lehčími prvky, a zůstaly proto v kůře. Jádro se dělí na dvě části v podobě pevného vnitřního jádra s poloměrem ~1250 km a tekuté vnější jádro o poloměru ~3500 km, které se rozprostírá kolem něj. Předpokládá se, že vnitřní jádro je pevné a složené především ze železa a z menší části z niklu. Někteří obhajují názor, že vnitřní jádro by mohlo být ve formě jediného krystalu železa. O vnějším jádru se soudí, že je složeno ze směsi tekutého železa a niklu a stopového množství lehčích prvků. Zemský plášť je jedna z vrstev Země, shora vymezená zemskou kůrou a zespodu zemským jádrem. Z geofyzikálního i geochemického hlediska může být rozdělen na svrchní a spodní plášť a přechodovou zónu, která se nachází mezi nimi. Většinu současných poznatků o plášti se podařilo získat během 20. století podrobnou analýzou příchodů seismických vln. Zemský plášť jako celé těleso tvoří přibližně 69 % zemské hmotnosti a 84 % celkového objemu. Předpokládá se, že jeho svrchní část je tvořená převážně z křemičitanů železa a hořčíků a spodní část převážně z oxidů a sulfidů železa, hořčíku a dalších kovů. Hmota pláště je ve velmi pozvolném pohybu, čímž dochází k výměně tepla a materiálu mezi jednotlivými oblastmi. Teplo se nejspíše získává z rozpadu radioaktivních látek jako je draslík. Tloušťka zemské kůry kolísá od 5 do 70 km v závislosti na místě, kde se nachází. Nejtenčí částí je oceánská kůra na dně oceánů složená z hornin bohatých na křemík, železo a hořčík. Silnější je pevninská kůra, která má menší hustotu a obsahuje především vrstvu složenou z hornin bohatých na křemík, sodík, draslík a hliník. Za rozhraní mezi kůrou a pláštěm lze označit diskontinuitu, která je známá jako Mohorovičićova diskontinuita. Za příčinu této diskontinuity je považována změna ve složení hornin od hornin obsahující plagioklasy (nahoře) až po horniny, které žádné živce neobsahují (dole).
7
Tolog Denis vypsal: vrstva
km od povrchu Země
skupenství
hustota g.cm-3
teplota °C
kůra pevninská
30–70
pevné
2,7
pod 1000
kůra oceánská
6–12
pevné
3
pod 1000
svrchní plášť
25–600
pevné
3,5
pod 1000
spodní plášť
600–2900
pevné až plastické 5,5
1000–3500
vnější jádro
2900–4980
kapalné
10
35600–4000
vnitřní jádro
4980–6370
pevné
12
4000–4700
4. Naše práce – koláž
Obr.č. 30 Koláž
Obr.č. 31 Detail koláže
Obr.č. 32 Zjištěné informace Vojty
8
Obr.č. 33 Informace od Elišky
Obr.č. 34 Informace od Žanety
Obr.č. 35 Denisovy výpisky
5. Naše práce – fantazie Tajemný otvor ( Marek Tolog)
Šli jsme jednou s bratrem ven a našli na povrchu země díru. Můj bratr se šel kouknout blíž, ale najednou se sklouzl a spadl do ní. Tak jsem volal, jestli je naživu, ozval se, a tak jsem si oddechl. Tak jsem mu chtěl pomoct, ale nakonec jsem tam taky spadl. Pak mě bratr probral a koukl jsem se okolo sebe. Našli jsme Nový svět. Byly tam hodně divný věci. Ale taky tam bylo světlo, tak jsme hledali odkud je. Ale museli jsme zjistit, jak jít odtud ven, aby nás něco nepotkalo a nesnědlo. Ale něco jsme potkali, bylo to velmi velké asi z doby druhohor. Byl fialový a měl velký krk, ale nakonec jsme zjistili, že je vegetarián, a tak jsme si odechli. Nakonec jsme našli cestu v žulových puklinách. Tak jsme byli rádí, že jsme tam nestrávili noc, ale naopak jsme byli rádi, že jsme něco tak zajímavého objevili.
9
5. Závěr Zajímavou formou jsme se seznámili s geologickým pohledem na složení Země, s novými termíny , s jednotlivými částmi nitra Země a se složením jednotlivých částí nitra Země . Koláž jsme vystavili v učebně přírodopisu.
6. Literatura a zdroje Pracovní listy projektu Objevy čekají na tebe – téma Sluneční soustava a Země, České geologické služby Knihy: Tajemství Země. Vyd. 1. Praha: Reader's Digest Výběr, 2005, 320 s., [10] složených l. obr. příl. ISBN 80-868-8001-X. PALMER, Douglas. Prehistorický atlas: vývoj planety Země. Vyd. 1. Praha: Knižní klub, 2001, 223 s. ISBN 80-242-0624-2.
Svejkovský J. (2009): Geologie Podbořanska. - Edice Bílinské přírodovědecké společnosti.Vyd. Bílinská přírodovědecká společnost. 82 s. Wikipedie
http://cs.wikipedia.org/wiki/Zem%C4%9Bt%C5%99esen%C3%AD http://cs.wikipedia.org/wiki/Seismick%C3%A1_vlna Text je dostupný pod licencí Creative Commons http://cs.wikipedia.org/wiki/Stratifikace_Zem%C4%9B#mediaviewer/Soubor:Jordens_inre.svg
Autorem fotografií pokud není uvedeno jinak MUDr. Dana Šašková
10
