Тема: Моделирование пылевых бурь на Марсе.
Предмет исследования: планета Марс.
Объект исследования: пылевые бури.
С целью изучения пылевых бурь и особенностей рельефа Марса, через моделирование, авторы теоретически изучили явление пылевых бурь на Марсе и доказали, изготовив модель марсианского рельефа, что сильные пылевые бури обнажают новые детали рельефа и скрывают старые, образуя слоистую кору Марса.
Авторы предлагают использовать материал работы и модель марсианского рельефа, для объяснения явления пылевых бурь на Марсе на уроках окружающего мира, и считают, что работа может помочь научиться моделировать пылевые бури на Марсе в домашних условиях. Они подробно описали, что используя методы моделирования, наблюдения, эксперименты, сравнение и обобщение можно моделировать данное явление в домашних условиях.
Вложение | Размер |
---|---|
dedyuhin_d._gerasimov_a._sosh_no5_3v_klass.docx | 972.02 КБ |
Авторы: Герасимов Андрей, Дедюхин Дмитрий, ученики 3 "В" класса МАОУ «Средняя школа №5» города Когалыма Руководитель: Кашицына Ирина Феофановна, учитель начальных классов МАОУ «Средняя школа№5» города Когалыма
|
Когалым
2016
Оглавление
Введение………………………………………………………………..………………. | 3 |
Глава 1. Марс - планета Солнечной системы. | |
| 5 |
| 6 |
| 8 |
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа. | |
| 10 |
2.2 Моделирование пылевых бурь на Марсе....……………………....………………. | 10 |
Заключение………………………………………………………………..…………… | 12 |
Список источников информации……………........................................................... | 13 |
Приложения |
Введение
Многие учёные по сей день ищут ответ на вопрос «Существовала ли жизнь на Марсе?». Многие годы они работают над тем, чтобы эту планету смогли исследовать люди. Нам стало интересно, чем же так заинтересовала учёных планета Марс? Мы начали изучение информации о данной планете и узнали, что на планете существует такое явление, как пылевые бури и решили заняться изучением данной темы, но у нас возникла проблема: для того чтобы узнать на что влияет данное явление, необходимо изучить особенности рельефа планеты.
Тема: Моделирование пылевых бурь на Марсе.
Время проведения: ноябрь – январь.
Место проведения: домашние условия.
Цель исследования: изучение пылевых бурь и особенностей рельефа Марса через моделирование.
Задачи исследования:
Предмет исследования: планета Марс.
Объект исследования: пылевые бури.
Методы исследования:
Гипотеза: если изготовить модель марсианского рельефа, то можно доказать что сильные пылевые бури обнажают новые детали рельефа и скрывают старые, образуя слоистую кору Марса.
Перспективный план работы:
Практическая значимость: использовать приобретённые знания и модель марсианского рельефа для объяснения явления пылевых бурь на Марсе.
Новизна исследования заключается в следующем: наша работа может помочь научиться моделировать пылевые бури на Марсе в домашних условиях.
В экспериментальной работе нам помогали родители, за консультацией мы обращались к классному руководителю Кашицыной Ирине Феофановне, за что им огромная благодарность.
Глава 1. Марс - планета Солнечной системы.
Как утверждают многие учёные, все планеты Солнечной системы образовывались из гигантского облака пыли и газа в одно и то же время, но они отличаются друг от друга. Планета – это небесное тело, не испускающее собственного света, а отражающее свет от Солнца, в переводе с древнегреческого «блуждаю» [1].
Четыре планеты земного типа: Меркурий, Венера, Земля, Марс - состоят из каменных пород и металла, расположены они ближе к Солнцу. Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – газообразные планеты, состоящие в основном из гелия и водорода. Каждая из планет, возможно, имеет ядро. Планеты, как и наша Земля, вращаются вокруг Солнца
Первые данные о поверхности Марса ученые получали с помощью космических кораблей, которые близко подлетали к поверхности Марса и далее отправляли полученные фотографии на Землю. Научные технологии стали более совершенными, ученые смогли отправить космический спутник на орбиту Красной планеты.
Такие миссии позволили ученым и исследователям получить еще больше информации о Марсе. Технологии совершенствовались, и ученые смогли отправить космические корабли на поверхность Марса (Рис.1).
Рис.1 Марсоход на поверхности планеты. | Рис.2 Сравнительный размер Земли и Марса. |
Марс – красная планета, четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. После того, как в 1609 г. Галилео Галилей впервые увидел Марс в телескоп, эта планета находится во внимании ученых и исследователей со всего мира. «Красной планетой» её называют за красную поверхность, так как в почве очень много железа, которое имеет ржавый цвет. Планету можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет 228 млн. км. Диаметр планеты равен 6786 км. Температура на планете колеблется от -153 до +20˚С.
Планета Марс названа в честь древнеримского бога войны за красно-кровавый цвет. Это название планеты было не единственным, в VI в. до н.э. древние греки называли эту планету "Фаэтон", что означает "блистающая, лучезарная", а Аристотель называл Марс "Аресом" по имени бога войны. Эта планета больше других планет, поэтому она получила прозвище – младший брат Земли, потому что очень похожа на нашу Землю. Марс почти в два раза меньше Земли по размеру (Рис.2). Наша братская планета вращается вокруг своей оси, как Земля, только день на Марсе длится на полчаса дольше. Год на Марсе длится существенно дольше - 687 земных суток, что эквивалентно 668,6 марсианским солнечным суткам, называемым солами.
Климат на Марсе носит сезонный характер, как и на Земле. Но в отличие от Земли, из-за эллиптической орбиты Марса времена года на планете не равны - в северном полушарии весна и лето длятся дольше, а в южном - осень и зима.
Планета Марс имеет два спутника Фобос (Рис.3) и Деймос (Рис.4), как предполагают учёные, в прошлом это захваченные астероиды [2]. Фобос является обреченным спутником. По мнению учёных, через 50 миллионов лет он исчезнет. Каждые сто лет Фобос продвигается почти на два метра ближе к поверхности планеты Марс. В итоге, как утверждают учёные, он врежется в планету либо будет разорван, образуя кольца, как у Сатурна.
Рис.3 Спутник Фобос. | Рис.4 Спутник Эйдос. |
Мы постарались найти ответ на вопрос: «А сможет ли человек жить на Марсе?». Мы выяснили, что из-за низкого давления на планете ни один человек не сможет выжить на ней без специального снаряжения. Условия на планете моментально превратят кислород в крови человека в пузырьки, и человек, а впрочем, и всё живое погибнет. Ведь даже космические аппараты, не все успешно долетали до планеты, а загадочно исчезали. В планы Европейского космического агентства и НАСА входит высадка человека на Марс до 2035 г.
Выводы:
Марс – четвёртая по удалённости красная планета, от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет 228 млн. км. Атмосфера состоит в основном из углекислого газа. Диаметр планеты равен 6786 км. Температура на планете колеблется от -153 до +20˚С. Марсианский год значительно дольше, чем на Земле, хотя по многим признакам Марс очень похож на Землю. Марс имеет два спутника Фобос и Деймос. Несмотря на множество научных открытий, планета Марс остаётся объектом изучения учёных.
Изучив общие сведения о Марсе, мы решили рассмотреть особенности рельефа планеты. В рельефе Марса присутствуют как темные, так и светлые области. Красноватый блеск показывает большое количество в поверхностных породах оксида железа III (14%). Также в марсианском грунте присутствует кремний (20%), кальций и магний (по 5%), алюминий (3%) и сера (более 3%), которой почти в сто раз больше, чем на Земле. Характер поверхности планеты Марс, в зависимости от полушарий, имеет сильные различия. Поверхность южного полушария, находящаяся выше среднего уровня на 1-2 км, вся густо усеяна кратерами различных размеров. На расположенной ниже среднего уровня северной поверхности мало кратеров. Для основной части ее территории более характерны относительно гладкие долины [4].
Телескопические исследования Марса обнаружили, что значительная часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки («материки»), которые имеют красновато-оранжевую окраску; 25% поверхности - более темные «моря» серо-зеленого цвета. Рельеф отличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Глубокие шрамы оставили метеориты, ветер, вода и льды. Метеоритных кратеров на Марсе сравнительно немного, зато хорошо различимы следы эрозийной деятельности, скорее всего водной.
Исследователи обнаружили, что в глубокой древности Марс имел большое количество водных ресурсов. Об исчезнувшем «водном прошлом» планеты свидетельствуют высохшие русла старинных рек – меандры, а также наличие некоторых минералов, образующихся лишь как результат действия воды. Как считают учёные, есть все основания полагать, что вода существует и сейчас в виде мерзлоты.
Долгое время изучались полярные ледниковые шапки Марса, которые сильно увеличиваются в размерах в середине осени и почти полностью исчезают к началу лета. Современные ученые установили, что среднегодовая температура шапок составляет - 70°С, а состоят они из двух компонентов: сезонного - твердой углекислоты (“сухого льда”) и векового - обыкновенного водяного льда. Летом СО2 возгоняется, а зимой при понижении температуры до - 130°С снова осаждается вблизи полюса.
На поверхности Марса находится самая крупная гора Солнечной системы - это потухший вулкан Олимп (Рис.5), который возвышается над поверхностью на 27 км, имеет диаметр, занимаемой площади, 550 км. На планете расположен крупнейший каньон Солнечной системы – долина Маринера (Рис.6), шириной 60 км, глубиной 7-10 км и протяженностью около 4,5 тыс. км.
Рис.5 Самая крупная гора Олимп. | Рис.6 Наикрупнейший каньон долина Маринера. |
Поверхность Марса представляется безводной и безжизненной пустыней, над которой свирепствуют бури, вздымающие песок и пыль на высоту до десятков километров. Во время этих бурь скорость ветра достигает сотни метров в секунду.
Выводы: особенностями рельефа планеты Марс являются: кратеры, вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки. На поверхности Марса находятся: самая крупная гора Солнечной системы Олимп и крупнейший каньон долина Маринера.
Изучив информацию об особенностях рельефа Марса, мы приступили к изучению информации о погодном явлении пылевых бурь на планете Марс.
Пылевая буря - это закрученный ветер, который может за короткое время поднять пыль с поверхности (Рис.7). Этот ветер похож на торнадо. Это явление обычно бывает особенно мощным в конце весны в южном полушарии, из-за солнечного тепла и может продолжаться недели и даже месяцы, делая атмосферу непрозрачной, поднимая в воздух тучи мелкого песка. Из-за увеличения температуры воздуха буря становится особенно сильнее и появляется, в основном, вблизи полярных шапок.
Как показывают изображения мощных песчаных дюн на дне крупных кратеров, сделанные орбитальными аппаратами «Викинг», отложения пыли очень сильно меняют вид марсианской поверхности от сезона к сезону. Это может быть заметно даже с Земли при наблюдении в телескоп.
Учёными зафиксированы крупнейшие пылевые бури, которые могут охватывать всю поверхность Марса и длиться в течение нескольких месяцев, скрывая планету из поля зрения, их называют пыле - песчаными бурями, так как они захватывают не только пыль, но и песок. Такие крупнейшие штормы были зафиксированы в 1987 году и в 2001 году. В 2001 году на Марсе произошла настолько мощная пыльная буря, что её можно было наблюдать с Земли через любительский телескоп. При крупнейших пылевых бурях видна лишь вершина гигантского вулкана Олимп.
Рис.7 Пыле - песчаная буря на Марсе. |
Особенно частым явлением являются пылевые смерчи, причина их заключается в том, что зимой над полюсом температура атмосферы понижается, и углекислый газ превращается в углекислый снег, выпадая на поверхность, как выше упоминалось, атмосфера планеты состоит из 95% углекислого газа. Таким образом, можно сказать, что зимой на полюсах атмосфера выпадает в осадок, при этом атмосферное давление резко падает и на место выпавшего в осадок углекислого газа от экватора к полюсу устремляются массы марсианского воздуха. Эти массы подхватывают с поверхности пыль и песок и устремляются к полюсу.
По мнению учёных, во время пылевых бурь огромные массы песка, пыли и мелких снежинок переносятся на большие расстояния, осаждаются в западинах и ямах и образуют новые слои марсианского грунта [5]. С других участков песок, пыль и снег при этом сдуваются, и оголяется твердая горная порода. Кора Марса слоистая и внешне похожа на земные песчаники. Эти слоистые песчаники образовались в результате отложения мелких частиц, переносимых во время бурь. Пылевые бури на Марсе регулярное явление: зимой ветер дует от экватора к полюсу, а весной – от полюса к экватору.
Выводы: Из-за перепадов температуры атмосферы на поверхности Марса образуются пылевые бури и пылевые смерчи, в результате которых сформировалась слоистая кора Марса, а так как пылевые бури это регулярное явление, то пылевые бури обнажают новые детали рельефа и скрывают старые, образуя слоистую кору Марса.
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа.
Изучив рельефные особенности планеты Марс, мы приступили к изготовлению модели рельефа планеты Марс [3]. Необходимые материалы: неглубокая картонная коробка, гипс, краска — темпера коричневого цвета, картонное ведерко, старая столовая ложка.
Ход работы:
Результат: Мы изготовили модель «рельефа» планеты Марс.
Многие годы наблюдатели Марса удивлялись изменению рельефа поверхности Красной планеты: синхронно с расширением и уменьшением полярных шапок большие области на поверхности Марса становятся ярче или темнее, и многие ученые думали, что это обусловлено сезонными изменениями растительного мира. Но после посадки «Викинга» все прояснилось. Сильные пылевые бури обнажают новые детали рельефа и скрывают старые. Это означает, что целые регионы планеты могут изменить цвет и структуру при ветрах, дующих со скоростью 480 км в час и разрушающих сухую, нестабильную поверхность.
Изготовив модель «поверхностного рельефа» планеты Марс, мы приступили к моделированию пылевых бурь на Марсе.
Нам понадобилось: модель «поверхностного рельефа» планеты Марс, сахарный песок, мелко молотый кофе, пять карточек с буквами: А, Б, В, Г, фломастер, фотоаппарат со вспышкой.
Ход работы:
Рис.1 «Рельеф Марса в спокойном состоянии» | Рис.2 «Рельеф Марса после пылевой бури» | Рис.3 «Рельеф Марса после пылевой бури» |
Рис.4 «Рельеф Марса после пылевой бури» | Рис.5 «Рельеф Марса после пылевой бури» |
Результат: Частицы сахара и кофе под действием потока воздуха перемещаются в соответствующем направлении, задерживаясь между горными хребтами и тем самым изменяя рельеф. Используя фотоаппарат, мы продемонстрировали в этом опыте, как частицы песка, пыли и снега могут изменить наблюдаемый облик и слоистую кору Марса.
Вывод: Данные фотографии показывают заметные изменения в марсианском рельефе после устроенных нами четырех пылевых бурь. После каждой пылевой бури слоистая кора Марса изменялась.
Таким образом, мы доказали, что сильные пылевые бури обнажают новые детали рельефа и скрывают старые, образуя слоистую кору Марса. Это означает, что целые регионы планеты могут изменить цвет и структуру при ветрах.
Заключение.
В результате проведённой исследовательской работы, мы узнали, что, несмотря на множество научных открытий, планета Марс остаётся объектом изучения учёных.
Мы изучили особенности рельефа планеты Марс, и узнали, что рельеф представлен кратерами, вулканами, долинами, пустынями и полярными ледниковыми шапками. На поверхности Марса находятся: самая крупная гора Солнечной системы Олимп и крупнейший каньон - долина Маринера.
Изучив теоретические источники, мы выяснили, что пылевые бури образуются в результате перепадов температур атмосферы на планете Марс.
Создав модель рельефа планеты, мы доказали экспериментальным путём, что сильный поток воздуха, захватывая частицы пыли и песка, переносит их с одного места на другое, обнажая новые детали рельефа и скрывая старые, образуя слоистую кору Марса. Наша гипотеза подтвердилась.
По результатам наших исследований мы создали буклет (Приложение 1) с результатами опытов.
Кроме этого мы узнали, что научный прогресс не стоит на месте, и возможно, через несколько лет мы узнаем о жизни на Марсе, но пока это не возможно, а нам ещё предстоит узнать много нового по данной теме.
Список литературы.
Интернет - источники.
Изображения
Фото и видео автора.
Цветок или сорняк?
Стрижонок Скрип. В.П. Астафьев
Есть в осени первоначальной...
Что общего у травы и собаки?
Осенняя паутина