Pozor! Jste na staveništi. Více informací zde.
logo RVP.CZ
Přihlásit se
Titulka > Modul články > Základní vzdělávání

Zobrazit na úvodní stránce článků

Titulka > Modul články > Základní vzdělávání > Složení Země (se zaměřením na astenosfér...

Složení Země (se zaměřením na astenosféru)

Praktický příspěvek
zkušenost
Autor Václav Duffek
Spoluautor: RNDr. Václav Stacke Ph.D. , Mgr. Markéta Pluháčková Ph.D.

Cíl výuky:

Žák dokáže popsat vlastnosti astenosféry (její plasticitu, elasticitu a zároveň křehkost) a dokáže tyto vlastnosti ukázat na příkladech týkajících se procesů v litosféře: 1 Plasticita astenosféry umožňuje tečení a tím pohyby litosférických desek. 2. Elasticita umožňuje šíření zemětřesných vln 3. Křehkost astenosféry má za následek vznik zemětřesení.

 

Složení Země (se zaměřením na astenosféru)

Jak vypadá prostředí pod námi? A teď nemáme na mysli sklepení školy, nebo vaše sousedy. Řeč bude o složení planety Země. Každý z nás ví, že existuje nějaké zemské jádro, plášť a kůra. Ale málokdo si pamatuje přibližné poměry mezi mocností jednotlivých vrstev, nebo si dokáže představit, jak prostředí jednotlivých vrstev vypadá.

Na internetu, kolikrát i v učebnicích, můžeme nalézt chybné obrázky a pomůcky týkající se tohoto tématu. Například přirovnávání planety Země k pomeranči, kdy kůra pomeranče má charakterizovat zemskou kůru. Kdybychom zvážili poměry mezi vrstvami, aby mocnost kůry pomeranče odpovídala poměrově zemské kůře, musel by mít pomeranč v tomto případě průměr přes 50 centimetrů. Pomeranč zároveň nemůžeme rozdělit na 3 vrstvy (kůra, plášť a jádro), ale pouze na dvě. Lepší variantou je například využití vajíčka uvařeného natvrdo, která má kromě skořápky (kůra), bílek (plášť) i žloutek (jádro). Pokud by ale mocnost skořápky (cca 1 mm) měla představovat zemskou kůru a měl by být zachován poměr mezi vrstvami, bílek (představující zemský plášť) by měl mocnost cca 20 cm a poloměr žloutku (představujícího jádro) by měl dosahovat cca 23 cm. Celé vajíčko by tedy mělo poloměr cca 43 cm a průměr 86 cm. Takovéto vajíčko by se svou novou velikostí dalo názorně přirovnat k největšímu gymnastickému míči, který má průměr 85 cm.

Za další miskoncepci v tomto tématu lze považovat představy o převládajícím skupenství v určité vrstvě. Častokrát tak slýcháváme, že litosférické desky plují po astenosféře jako lodě po oceánu, což může v žácích vyvolat dojem, že je astenosféra tekutá. Záznamy seismických vln ovšem jasně dokazují, že jedinou tekutou vrstvou v zemském tělese je vnější jádro. Jak tedy může tuhý materiál téci a díky konvekčním proudům podporovat pohyby litosférických desek? Otázka silně abstraktní i pro dospělého a znalého člověka. Pojďme pomocí tohoto jednoduchého a krátkého experimentu žákům názorně ukázat, jak se chová hmota v plastické astenosféře a jak tím ovlivňuje procesy v litosféře.

Předpokládaný čas aktivity ve výuce

10–15 minut

Cíl

Žák dokáže popsat vlastnosti astenosféry (její plasticitu, elasticitu a zároveň křehkost) a dokáže tyto vlastnosti ukázat na příkladech týkajících se procesů v litosféře: 1 Plasticita astenosféry umožňuje tečení a tím pohyby litosférických desek. 2. Elasticita umožňuje šíření zemětřesných vln 3. Křehkost astenosféry má za následek vznik zemětřesení.

Čas na přípravu

Žádný, pouze nákup inteligentní plastelíny. Inteligentní plastelínu lze také vyrobit.

Teoretický úvod

Základní teorie této problematiky je taková, že tuhá hmota se může pod určitým tlakem a teplotou chovat plasticky, elasticky nebo naopak křehce. Názornou a podle nás velmi vhodnou pomůckou pro vysvětlování této problematiky je inteligentní plastelína, kterou lze koupit v každém větším hračkářství.

Postup

- Rozdělte inteligentní plastelínu na několik částí a předejte je žákům.

- Upozorněte studenty, ať si plastelínu nedávají na oblečení ani do kapes. Nejen že se vám neztratí, ale hlavně zamezíte zničení oblečení. Plastelína totiž v látce zůstane navždy.

- Požádejte žáky, aby z přiděleného kusu vymodelovali kuličku. Řekněte žákům, že si s ní mohou lehce házet o lavici. Ukázka elastické deformace, která umožňuje šíření s. vln.

  • Kulička z plastelíny se chová jako hopík. Jako tuhé těleso, které podporuje šíření obou seismických vln.
  • Proveďte pokus šíření seismických vln s plastelínou, kladivem a nádobkou s vodou (viz obr. 1 a 2).

- Požádejte žáky, ať si z přiděleného kusu vymodelují bránu, nebo skalní oblouk. Sledujte, jak se oblouk/brána plasticky bortí a nakonec se stéká do celistvé placky. Ukázka plastické deformace (obr. 3 a 4).

  • Inteligentní plastelína, která se před chvílí chovala jako tuhé těleso, teď pomalu teče a může podporovat konvekční proudění a pohyb litosférických desek.

- Nakonec požádejte žáky, aby zkusili část plastelíny rychlým škubnutím odtrhnout. Ukázka křehké deformace (obr. 5 a 6).

  • Sledujte, ale také poslouchejte, jak plastelína pod koncentrovaným tlakem podporuje křehké deformace, které mohou v astenosféře vést ke vzniku zemětřesení.

Návrh úkolů

- Vyberte zpět všechny přidělené kousky inteligentní plastelíny a spojte je opět do jednoho velkého celku. Z atlasu, knížky nebo dřevěné či plastové desky vytvořte nakloněnou rovinu a umístěte na ni plastelínu. Nechte plastelínu téci po zbytek hodiny a na konci se žáků zeptejte, o jakou deformaci se v tomto případě jedná (plastická deformace) (obr. 7, 8 a 9).

- Pro názornější ukázku křehké deformace použijte kladivo. Připravená kulička se pod silným úderem kladiva rozpadne na malinké části (obr. 10).

  • Zajistěte kompletní sběr všech rozpadlých částí!

- Na velkou kouli z plastelíny umístěte dva překrývající se kousky papíru (obr. 11).

Sledujte, jak se díky plastickému tečení kousky od sebe oddalují (obr. 12, 13 a 14).

Užitečné odkazy

Výroba inteligentní plastelíny

- https://www.youtube.com/watch?v=M3S-Db8KQCI

Příklad vhodného zobrazení stavby Země

- https://en.wikipedia.org/wiki/Lithosphere#/media/File:Earth-cutaway-schematic-english.svg

Rychlost seismických vln při průchodu zemským tělesem

- https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Speeds_of_seismic_waves.PNG

Internetové stránky s výběrem velkého množství plastelín

- http://www.plastelina.cz/

Obrázková příloha

Detailní přehled nejsvrchnějších vrstev Země.

 

Obr. 1

 

Obr. 2

 

Obr. 3

 

Obr. 4

 

Obr. 5

 

Obr. 6

 

Obr. 7

 

Obr. 8

 

Obr. 9

 

Obr. 10

 

Obr. 11

 

Obr. 12

 

Obr. 13

 

Obr. 14

 

Reflexe:

V tomto metodickém listu lze nalézt vhodné návrhy aktivit do výuky, pomocí kterých lze žákům a studentům pomoci s obtížnou představou složení Země.

V případě pochybností o aktuálnosti či funkčnosti příspěvku využijte tlačítko „Napište nám“.
Napište nám