Vznik jeskynních útvarů

Cíl: Žáci rozhodnou, v jakém typu hornin se nejčastěji můžeme setkat s jeskynními útvary a zdůvodní proč.

Materiál:

• 6 lahviček od přesnídávky
• zředěná kyselina chlorovodíková (HCl)
• váha
• papírové utěrky
• lepící papírové cedulky
• 2 přibližně stejně velké kusy vápence, pískovce a břidlice

Úvod:

Jeskyně mohou vznikat v různých horninách, nicméně velmi často se s nimi setkáváme ve vápencích. Nejvíce jeskyní vzniká působením tekoucí vody. Voda slučující se v atmosféře s oxidem uhličitým dává vzniknout slabé kyselině uhličité, která se na zemském povrchu a pod povrchem podílí na chemickém zvětrávání hornin, zejména vápenců. Takto okyselená voda na zemském povrchu proniká puklinami a trhlinami hornin a dlouhodobým působením rozpouští vápence, přičemž vytváří často pozoruhodné jeskynní útvary v podobě různých podzemních dutin, jeskyní a tunelů. V rámci této geologické aktivity se žáci přesvědčí, z jaké horniny mohou ,,ochotně“ vznikat jeskynní útvary.

Postup:

1. Žáci si vytvoří hypotézu, ve které z přítomných hornin se mohou nejlépe tvořit jeskyně a vlastní domněnku si zapíší do záznamového archu.
2. Každá z lahviček od přesnídávky se označí následujícím způsobem pomocí nalepovacích papírových cedulek:

   a)	pískovec - H2O
   b)	vápenec - H2O
   c)	břidlice - H2O
   d)	pískovec - HCl
   e)	vápenec - HCl
   f)	břidlice - HCl

3. Zváží se všechny horninové vzorky a hodnoty se zapíší do záznamového archu.
4. Do lahviček se vzorky hornin a), b), c) se nalije voda tak, aby pokryla celý vzorek. To samé se zopakuje s lahvičkami d), e), f) s tím rozdílem, že se použije zředěná kyselina chlorovodíková. Při práci s kyselinou chlorovodíkovou je nutné dodržovat pravidla bezpečnosti práce s chemikáliemi, a používat ochranné pomůcky.
5. Lahvičky se vzorky hornin se ponechají přibližně 20 minut a poté se z nich horninové vzorky opatrně vyjmou, důkladně vysuší a opět zváží. Hmotnost každého vzorku se zapíše do záznamového archu.
6. V záznamovém archu se následně označí ty horniny, jejichž hmotnost se v porovnání s úvodním vážením změnila a ty horniny, které si zachovaly původní hmotnost.
7. Učitel na závěr položí žákům následující otázky:

• V jakých lahvičkách došlo ke změně hmotnosti přítomného vzorku a v jakých lahvičkách se hmotnost vzorků nezměnila?
• U jaké horniny byl úbytek hmotnosti nejvýraznější?
• Proč u některých hornin došlo ke změně hmotnosti, zatímco u jiných ne?
• Jak dlouho by trvalo úplné rozpuštění vzorku, jehož váhový úbytek byl nejvýraznější za dobu 20 minut?

Závěr

Žáci (díky srovnání výsledků pokusu) rozhodnou, která z hornin je nejvíce náchylná k chemickému zvětrávání. Žáci zároveň zjistí, že v terénu je možné horniny s obsahem CO₂ bezpečně rozeznat použitím zředěné kyseliny chlorovodíkové. V rámci aktivity se též učí vědecké práci, tedy vysloví hypotézy, které pak ověřují pokusem, výsledky pozorování a měření zaznamenávají a vyvozují určité závěry.