Tajemství ropy

Tento článek se zaměřuje na aktivitu, jejímž prostřednictvím se žáci seznamují s procesem vzniku ropy a jejím obvyklým výskytem. Mnoho lidí se domnívá, že ropa se nachází v jakýchsi podzemních prostorách, které po vyčerpání připomínají jeskyně. Ve skutečnosti je však ropa obsažena v některých horninách podobně jako je voda vsáklá do mycí houby. Ropa vzniká většinou v mořském prostředí, kde se odumřelé organismy (z většiny planktonní) usazují na mořském dně. Tato mrtvá organická hmota je pak pohřbena vrstvou materiálu pocházejícího z pevniny (většinou se jedná o písek a bahno). Při tomto ukládání se smíchá organický a anorganický materiál, který se následně zpevní do podoby usazené (sedimentární) horniny, zatímco z překrytých zbytků mikroorganismů se za nepřístupu vzduchu postupně vytváří ropa. Ropa tedy není uložena v podzemních zásobnících připomínající jeskynní prostory, ale v pórech propustných hornin (zejména pískovce a vápence).

Potřebný materiál a pomůcky:

• plastová miska
• písek
• cukr
• ochranné brýle
• zkumavka
• kahan
• chemické kleště
• popsané listy k aktivitě "3 rohy"

Výuková hodina se skládá z následujících aktivit:

1. úvodní zjištění znalostí žáků o ropě
2. zjištění představ žáků na vznik ropy pomocí aktivity "3 rohy"
3. využití internetu jako zdroje informací
4. demonstrační aktivita
5. zopakování aktivity "3 rohy" a závěrečná diskuse

1. Úvodní zjištění znalostí žáků o ropě (5 minut)

Učitel žáky vyzve, aby každý sám za sebe napsal na papír vše, co ví o ropě.

2. Aktivita "3 rohy" (10 minut)

Učitel rozmístí do 3 rohů učebny (případně na zdi) papíry s následujícími tvrzeními:

• "v hlubokých podzemních jeskyních"
• "vsáknutá do hornin"
• "mezi vrstvami hornin"

Učitel následně napíše na tabuli otázku: "Kde si myslíte, že se nachází ropa?" Žáci vyjádří svůj názor tím, že se postaví do rohu učebny k papíru, který podle nich obsahuje správnou odpověď. Poté učitel obejde žáky v různých rozích učebny a zeptá se jich, proč si vybrali právě danou odpověď. Všechny rozdílné názory si přitom zaznamená pro potřeby závěrečné diskuse.

3. Využití internetu jako zdroje informací (10 minut)

Každá dvojice dostane odkaz, který žáky navede na web, ze kterého mohou získat odpověď na položenou otázku. Vhodná je např. on-line verze geologické encyklopedie http://www.geology.cz/aplikace/encyklopedie/term.pl. Po ukončení samostudia na internetu žáci dostanou prostor, aby navzájem sdíleli to, co zrovna zjistili.

4. Demonstrační aktivita (10 minut)

Učitel nasype do plastové mísy písek a cukr, přičemž obojí promíchá. Poté žákům řekne, ať si představí, že směs v míse představuje materiály, které jsou zahrnuty v procesu tvorby ropy. Žáci by mohli odvodit, že písek představuje sedimentární horninu, zatímco cukr představuje mikroorganismy.

Následně učitel naplní zkumavku směsí písku a cukru a obsah zkumavky zahřívá nad kahanem do doby, než cukr zkaramelizuje. Přitom žákům vysvětlí, že teplo tvořené kahanem lze přirovnat k teplu, které vzniká v důsledku vysokého tlaku působícího na horniny v zemské kůře. Výsledně dojde k průniku karamelu ("ropy") mezi zrna písku ("póry propustné sedimentární horniny").

Po "uvaření" směsi písku a cukru žáci zodpoví následující otázky:

• Co se stalo s cukrem? (zhnědl/zčernal)
• Co bylo důvodem zčernání cukru? (žár z vařiče způsobil chemickou reakci)
• Kde se teď nachází uvařený cukr? (mezi zrny písku)
• Jak se podobá tento jev tomu, co se děje při vzniku ropy? (vyšší teplota je příčinou vzniku chemické reakce, která se podílí na tlení odumřelých mikroorganismů a postupném vzniku ropy, která je "uskladněna" v pórech propustných hornin)
• V čem se liší proces vzniku ropy oproti "uvaření" naší směsi písku a cukru? (teplo zde nevychází z vařiče, ale je příčinou vysokých tlaků působících na horniny)

5. Zopakování aktivity "3 rohy" a závěrečná diskuse (10 minut)

V závěru hodiny si žáci zopakují aktivitu "3 rohy". Žáci by tak měli být schopni většinově zastávat správné tvrzení, že ropa je obsažena v pórech propustných sedimentárních hornin.