В ученической исследовательской работе по экологии «Клины» ученица 3 класса начальной школы выяснила природу "клинов", их физико-химический состав и влияние данного явления на климат и планету, провела опыты, опираясь на полученные знания.

Подробнее о работе:

В готовом проекте по экологии «Клины» проводится изучение физико-химических составов и процессов "клинов", их влияния на климат и планету, изучается применение исследованных процессов в мировом сообществе. В рамках своей работы учащаяся проанализировала такие явления, как Галоклин, Термоклин, Хемоклин, Пикноклин, и дала их полное определение.

Автор ученического исследовательского и экологического проекта на тему "Клины" утверждает, что феномен неперемешивания вод разных водоемов при их столкновении можно объяснить, выяснив, из каких физико-химических процессов состоит вода в данных водоемах. На основании полученной теоретической базы учащаяся провела наглядные опыты, фотографии которых имеются в тексте работы.

Оглавление

Введение
1. Продукт проекта.
2. Физико-химические процессы на нашей планете.
3. Влияние исследованных процессов на климат и нашу планету.
Заключение
Библиографический список

Идея заняться данным научно - исследовательским проектом у меня возникла после того, как на Чёрном море я увидела незнакомое мне, удивительное явление, которое очень долго оставалось неизменным. И я задалась вопросами: Что это было за явление? Какова его природа? Изучено ли оно? Насколько интересно будет с ним, познакомить моих одноклассников и окружающих людей?

Актуальность проекта. Возможно, Вы могли наблюдать, когда реки, разные по составу воды, сливаясь в единый поток, долго не перемешиваются. Возникает вопрос: «Почему?» А когда Вы видите моря на карте, то наверняка создаётся впечатление, что они просто плавно переходят друг в друга и в океаны. Но на самом деле границы рек, морей и океанов проходят не только по дну.

Так как же «встречаются» реки, моря и океаны и какие процессы и явления при этом происходят? Могут ли данные явления быть полезны человеку и в каких сферах? Как эти процессы влияют на климат и нашу планету?

Все эти вопросы и не только, которые я буду исследовать в моём проекте, делают его, с моей точки зрения, очень актуальным.

Объектом моей работы - является исследование явлений Галоклин, Термоклин, Хемоклин, Пикноклин.

Предметом моей проектной работы – является изучение физико-химических составов и процессов, изучаемых мною явлений, влияния их на климат и планету, применение исследованных мною процессов в мировом сообществе.

Целью моей проектной работы является исследование явлений под условным названием «Клины», выяснить их природу, физико-химический состав, влияние на климат и планету, провести опыты, опираясь на полученные знания.

Для выполнения проектной работы я поставила перед собой следующие задачи:

• Провести анкетный опрос об обладании знаниями учащимися «Химкинского лицея» об изучаемых процессах и желании узнать о них больше;
• Провести обзор информации изучаемого явления «Встреча вод» с помощью научной литературы, интернета;
• Выяснить из каких физико-химических процессов оно состоит;
• Изучить выявленные процессы;
• Провести опыты на основании полученных знаний;
• Определить применение исследованных процессов в мировом сообществе ;
• Выяснить - как исследованные процессы влияют на климат и нашу планету;
• Сделать выводы, заключение.

Во время работы я использовала следующие методы исследования:

1. Теоретический: теоретический анализ научной литературы, заметок, газет, журналов, материалов сети Internet и их обобщение по теме исследования;
2. Эмпирический: наблюдение, измерение и опрос-анкетирование среди школьников по теме исследования;
3. Экспериментальный: проведение эксперимента, анализ и обобщение результатов по теме исследования.

Продуктом моего проекта является получение результатов исследования таких явлений как Галоклин, Термоклин, Пикноклин, Хемоклин, а также изучение их физико-химических процессов, проведение опытов по возможности их получения в домашних условиях, определение возможности их применения для пользы человечества, определить влияние данных процессов климат и природу нашей планеты.

В процессе работы над проектом я столкнулась со следующими трудностями:

• В связи с тем, что информации по данным явлениям достаточно мало, мне приходилось использовать не только интернет, но и научные книги, журналы, газеты, а также задавать интересующие меня вопросы на форумах;
• У меня возникли сложности в проведении экспериментов по получению данных явлений в домашних условиях, так как их природа и состав достаточно сложен.
• Также мне пришлось в ходе исследования прочитать информационный материал по физике, химии, биологии, экологии, в которых некоторые понятия, мне были неизвестны и я консультировалась с родителями.

Для того , чтобы понять насколько интересна будет выбранная мною тема окружающим, я провела анкетный опрос среди 79 учеников разных классов «Химкинского лицея».

Результаты опроса показали, что выбранная мною тема проекта очень актуальна для исследования и узнать о ней более подробно хотели бы более 76 % опрошенных…

Итак, чёткие границы между водными массами, с разными физическими, химическими, биологическими характеристиками называются - Кли́ны.

В природе существует 4 вида «Клинов»:

• ГАЛОКЛИН
• ТЕРМОКЛИН
• ХЕМОКЛИН
• ПИКНОКЛИН

Явление ГАЛОКЛИН было впервые упомянуто в Священной книге «Коран» 1400лет назад, обнаружил же его - знаменитый французскийпутешественник, океанограф иисследователь Жак Ив Кусто, когда погружался в водах Гибралтарского пролива - границе Атлантического океана и Средиземного моря.

Слои воды с разной степень солёности были будто разделены прозрачной плёнкой и у каждого слоя был свой животный и растительный мир.

ГАЛОКЛИН – это слой воды, в котором солёность резко изменяется с глубиной;

Галоклины бывают:

• горизонтальные (подводные реки)
• вертикальные (океаны и моря)

При таком Галоклине верхний слой воды пресный, а нижний солёный. Одними из ярких примеров являются – «Подводная река», протекающая по дну Чёрного моря – длиной 60 км.

Вертикальные (океаны и моря) образуются из-за:

• Разной солености слоёв воды ,температуры;
• Разной плотности воды и разной прочности межмолекулярных связей;
• Сил инерции , вследствие вращения земли. При этом течения в Северном полушарии отклоняются в правую сторону, а в Южном -в левую;
• Галоклин в реках образуется из-за разного состава, температуры и скорости движения потоков;
• Термоклин – это место встречи вод с разной температурой ( сезонный и глубоководный);
• Ярким примером образования сезонного Термоклина, является встреча тёплого течения Гольфстрим и холодного Атлантического океана, в результате этого формируется климат в Европе.

Знания о сезонном Термоклине, дают возможность определения мест скопления рыбы во время рыбалки.

Также в Термоклине, звук значительно меняет свои свойства и отражается от него, что используется в подводном флоте

Хемоклин – это граница соприкосновения вод с разным химическим составом;

Примерами образования Хемоклина являются - Чёрное море и Меромиктические озёра, так как в их нижних слоях отсутствует перемешивание воды, в результате в нижнем слое накапливаются газы - сероводород и метан, являющиеся продуктами разложения органических организмов и непригодный для жизни организмов нуждающихся в кислороде.

В случае, если Хемоклин исчезает, то на поверхность вырывается углекислый газ (метан, сероводород), который убивает все организмы в воде и прилегающих к озеру районах, в том числе и людей.

Пикноклин – это граница очень резкого изменения плотности воды на глубине от 25-200 метров;

Пикноклин играет важнейшую роль в жизни Мирового океана, так как он выполняет роль «жидкого грунта», на котором могут сосредоточиваться не только планктонные, но и более крупные организмы.

Также как и в случае с Термоклином, он является препятствием для прохождения гидроакустического сигнала, что служит маскирующим фактором при уклонении подводной лодки от гидроакустического поиска надводных кораблей.

Я провела эксперименты по условию возникновения галоклина:

Результатом эксперимента стало:

• Горизонтальный Галоклин может возникнуть только при условии разности солёности вод, больше чем в 5 раз;
• Вертикальный Галоклин получить в домашних условиях не получилось, возможно ввиду отсутствия сил инерции, в маленьком объёме.

Я провела эксперименты по условию возникновения термоклина:

Результатом эксперимента стало:

1. Если поставить ёмкость с тёплой водой над емкостью с холодной водой, то перемешивания слоёв не происходит;
2. Но если поставить ёмкость с холодной водой над ёмкостью тёплой водой, то происходит перемешивание, за счёт того, что плотность тёплой воды меньше , чем плотность холодной воды.

Я провела эксперименты по условию возникновения термоклинапикноклина и хемоклина:

Результатом эксперимента стало:

• Жидкости с разными физическими, химическими составами и соответственно плотностью - не смешиваются.
• Между слоями видны чёткие границы.

Явление Галоклин широко используется в туристическом направлении. Тысячи туристов приезжают к местам образования Галоклина, для того чтобы полюбоваться этим явлением.

Также это явление широко используется в экологически чистых источниках получения электрической энергии, таких как Осмотические электростанции.

Знания о явлении - Термоклин используются при изучении климата на планете, занятиях дайвингом и рыбной ловле, а также в военно – морском флоте.

Явления Хемоклин и Пикноклин на данный момент ещё недостаточно изучены и учёные продолжают их исследования, для возможности определения всех физико – химических свойств и возможности их применения в гидроакустике и жизни Мирового океана.

Все физико-химические процессы на нашей планете взаимосвязаны и исследуемые мною явления не являются исключением.

По предварительным данным, опубликованным Всемирной метеорологической организацией (ВМО) - 2019 год был одним из самых теплых, с момента начала замеров температуры на нашей планете.

Столь исключительно высокие температурные показатели являются следствием выброса парниковых газов (водяного пара, углекислого газа, метана и озона) в атмосферу, которые являются следствием человеческой деятельности, будь то автомобильные выхлопы, вырубка лесов, сжигание угля на электростанциях, а также лесные пожары…

Значительная часть тепла, вырабатываемого в результате выбросов парниковых газов, уходит в моря и океаны.

Это стало причиной повышения температуры в верхних слоях течений и ускоренного таяния ледников Гренландии, Антарктиды и Антарктики, что в свою очередь повысило уровень Мирового океана, его пресность и кислотность.

Изменения в климате и Мировом океане затронули и исследуемые мною процессы, так в из-за опреснения, происходит изменение в формировании галоклинов , температуры – в формировании термоклинов, кислотности в формировании пикно и хемоклинов.

Нарушение баланса в исследуемых мною процессах приводит к изменению климатической и экологической модели Земли в частности – замедлению движения течений, изменению животного и растительного мира рек, морей и океанов..

Цели и задачи поставленные мною в начале проекта - достигнуты.

Исследуя Кли́ны я открыла для себя новые знания в области физики, химии, биологии, экологии и обязательно поделюсь ими со своими одноклассниками и окружающими , которым, согласно проведённого мною опроса, тема проекта очень интересна.

В заключении я хотела бы отметить, что все процессы на Земле взаимосвязаны и явления исследованные мною в проекте, являются частью сложной системы климатического, биологического, физико-химического баланса нашей планеты.

Так, ускоренное таяние ледников как в Арктике, Антарктике так и в горах , вследствие глобального потепления, приводит к подъёму уровня Мирового океана, что к 2050 году может привести к полномузатоплению Мальдивских и Бермудских островов,а также вызвать подтопление России, США и других островных, прибрежных государств.

В свою очередь опреснение и повышение температуры Мирового океана приводит к тому, что все течения меняют структуры Галоклинов, Термоклинов. Пикноклинов, Хемоклинов, что уже сейчас приводит к замедлению Северо-Атлантического течения, течения Гольфстрим, изменению биологического, физико-химического состава океанов, морей, рек и соответственно климата на нашей планете.

Давайте беречь нашу Планету Вместе!

1. Интернет-ресурсы.
2. А. Гиляров. Меняющиеся представления об устройстве океанического конвейера // «Элементы.ру», 19.08.2010
3. Екатерина Иванова, Елена Иванова «Глобальная термохалинная палеоциркуляция» Издательство: Научный мир , 2006г.
4. Изменение климата: последствия, смягчение, адаптация: учебно-методический комплекс / [М. Ю. Бобрик и др.] ; УО "Витебский государственный ун-т им. П. М. Машерова". — Витебск : ВГУ им. П. М. Машерова, 2015 (Минск : Поликрафт