Изучение полезных ископаемых из недра земли
Нефть — природная густая маслянистая горючая жидкость тёмного цвета со специфическим запахом. Большинство учёных считает, что нефть образовалась из органического вещества осадочных пород (остатков древних живых организмов).
Из нефти получают топливо (бензин, керосин, дизельное топливо, реактивное топливо), пластмассы, смазочные масла, химические волокна для производства тканей.
Нефть добывается с помощью специально пробуренных скважин и мощных насосов.
Нефть является главной статьёй российского экспорта. (Экспорт — это вывоз товаров в другие страны для их продажи.) Нефть поступает в различные районы России и за границу по нефтепроводам (длинные подземные трубы). Ещё нефть перевозят на нефтеналивных танкерах (специальных морских судах) и по железным дорогам в цистернах.
Природный газ не имеет цвета и запаха. Относится к горючим ископаемым. Используется как топливо для обогрева помещений, для приготовления пищи, на электростанциях, в котельных, на заводах, а также как сырьё для получения пластмасс, резины, волокна и других полезных веществ.
Россия — один из крупнейших экспортёров газа в мире. Природный газ поступает по газопроводам.
Торф — это горючее полезное ископаемое тёмно-коричневого цвета. Торф образуется из растительных остатков при их перегнивании в условиях недостатка кислорода. Как правило, основным местом формирования торфа являются болота.
Некоторое время назад торф практически повсеместно использовался в качестве топлива. Кроме этого, торф — отличное органическое удобрение, широко использующееся в сельском хозяйстве. На фермах торф служит подстилкой для животных.
Залежи торфа необходимо оберегать от пожаров, так как такие пожары очень трудно тушить.
Уголь — горная порода, которая образуется в недрах Земли из остатков древних растений. Сначала образовался торф, а со временем он превратился в уголь. Существует несколько разновидностей угля: бурый уголь, каменный уголь, антрацит.
Бурый уголь. Сорт образовался из остатков торфа позже всех, поэтому он считается самым молодым. Особенность его в том, что у него очень низкая температура сгорания.
Каменный уголь. Это самая распространённая разновидность угля в деятельности человека. Он используется как топливо, из него получают пластмассы, краски и другие полезные материалы. Добывается как открытым способом, так и закрытым, в шахтах.
Антрацит. По своей структуре этот вид очень твёрдый, имеет самую высокую температуру сгорания. Залежи этого угля находятся очень глубоко под землёй.
Железо — это прочный металл, использовать который люди начали ещё много веков назад. Но найти его в чистом виде невозможно. Железо содержится во многих горных породах в виде соединения с другими минералами. Самое большое содержание железа — в железной руде.
Самое главное свойство железной руды — плавкость. Из железной руды на металлургических заводах выплавляют чугун, а из чугуна — сталь.
На сегодняшний день чугун и сталь используются во многих сферах жизни и деятельности человека, в том числе и во всех видах промышленного производства. Сталь — основное сырьё для машиностроения.
Известняк — обычно белый, серый или желтоватый камень. Он образовался из остатков морских организмов. Их отпечатки можно хорошо рассмотреть в известняке-ракушечнике. Применяется при строительстве зданий и дорог. Из известняка получают известь для приготовления строительных растворов. Особая разновидность известняка — мел.
Песок и глина — одни из самых распространённых горных пород. Они образуются в природе при разрушении других горных пород, например гранита.
Глина бывает белая, красная, коричневая, жёлтая, серая. Она непрозрачная, твёрдая, плотная, негорючая. При намокании глина становится вязкой и пластичной, а при высыхании сохраняет свою форму. Из глины изготавливают кирпичи, черепицу, посуду. Изделия из обожжённой глины называются керамическими.
Песок — сыпучая горная порода жёлтого или белого цвета, непрозрачная. Используется в строительстве, при изготовлении стекла.
Гранит — горная порода, состоящая из зёрен полевого шпата, кварца и слюды. Гранит очень прочный. Хорошо полируется. Применяется в строительстве. Из него изготавливают лестницы, колонны, памятники. Многие станции метро облицованы гранитом. Красная площадь в Москве вымощена гранитной брусчаткой.
Гранит залегает глубоко в недрах Земли, но в некоторых местах глыбы горной породы выходят на поверхность. Здесь его и добывают.
Урок-исследование по окружающему миру в 3 классе.
Тема: Полезные ископаемые.
УМК «Школа России». Плешаков А.А. Окружающий мир. 3 класс.
Цели:
1. Сформировать понятие «полезные ископаемые»; познакомить с группами полезных ископаемых и их представителями; со свойствами полезных ископаемых; их применением и способом добычи; месторождениями полезных ископаемых.
2. Воспитывать бережное отношение к природным богатствам.
3. Развивать мышление, наблюдательность, умение обобщать материал, делать выводы, выделять главное, излагать мысли логически верно.
Оборудование: Образцы полезных ископаемых, оборудование для опытов, лупа или микроскоп, учебники, тетради, тесты, инструкция, листы с заданиями, карта Московской области.
Применяемые технологии: проблемное обучение, групповая и игровая технологии.
Ход урока:
Организационный момент.
Вот уже звенит звонок
Начинается урок
Хозяйка подземных богатств
В свое царство зовет сегодня нас.
-О каком царстве сказано в стихотворении?
– О каких богатствах пойдёт речь?
– Какие материалы люди используют для строительства?
– Чем люди отапливают дома?
– Где люди берут эти материалы?
Под землёй их добывают,
Приложив немалый труд.
Уголь среди них бывает,
Нефть и газ, и много руд.
Посмотрите на нашу Землю. Богата и разнообразна природа нашей Земли. Одни богатства находятся на поверхности Земли, другие спрятаны глубоко в Земле.
Какие хитрые секреты
Таят обычные предметы:
Блестят в солонке минералы!
Снежинки – это же кристаллы!
Фольга, скрывавшая конфету –
Металл такой же, как в ракетах.
Таит его простая глина,
Сестра сапфира и рубина!
А коль споткнешься ты о камень,
Не думай, что виной булыжник,
И тут всесильная природа
Тебе подсунула породу!
Сегодня мы проводим урок в научной лаборатории по изучению полезных ископаемых. Мы с вами – научные сотрудники. Я жду от вас интересных идей, активности.
2. Постановка проблемы на уроке:
Изучая полезные ископаемые, чтобы вы хотели узнать?
Дети задают вопросы я записываю их на доске.
Проблема: Как вы думаете? «Можно ли обойтись без полезных ископаемых?»
Дети клеют желтые и красные бумажки на доску.
Предположения: 1) да, можно; 2) нет, нельзя.
3. Знакомство с новым материалом.
– Итак, коллеги, переходим к теме урока. На этом уроке вы узнаете, что мы называем полезными ископаемыми, какими они бывают, узнаете их основные свойства, месторождения полезных ископаемых и для чего их добывают, какие полезные ископаемые добывают в нашей местности.
1) Фронтальная беседа:
– А сейчас ответьте на вопрос: из чего строят дома, школы, заводы?
– А из чего делают автомобили, самолёты?
– Правильно. Для того, чтобы построить дом, нужно много песка, цемента, известняка; чтобы сделать машины, станки, необходимы чугун, сталь, медь, алюминий. Но вот построили автомобили, самолёты, только ведь сами они не поедут и не полетят. Что ещё нужно для них? (Ответы детей)
– Да, им нужно горючее, которое получают из нефти. Топливо необходимо и для отопления жилых помещений и промышленных предприятий. Все эти вещества залегают на разной глубине в недрах земли и на её поверхности. Чтобы пользоваться этими богатствами, их необходимо добыть. Поэтому нефть, уголь, торф, песок и другие, необходимые для людей вещества, которые добывают из недр земли или с её поверхности, называют ископаемыми.
– А почему они полезные? (Ответы детей)
2) Работа по учебнику и тетради.
– Молодцы! А сейчас откройте учебники на с. 48, найдите определение полезных ископаемых и запишите его в тетрадь на с.25.
3) Беседа.
– Все полезные ископаемые делятся на три группы: горючие, рудные (металлические) и нерудные (строительные). Мы будем знакомиться с полезными ископаемыми и делить их на группы.
– Знаете ли вы, какие полезные ископаемые используют в качестве топлива?
– К горючим ископаемым относятся уголь, торф, нефть, природный газ. Всё это разные виды ископаемого топлива.
– А какое значение имеет топливо?
– При сжигании этих ископаемых образуется тепло. Оно необходимо для работы фабрик, заводов, отопления домов, приготовления пищи. Ископаемое топливо является ценным сырьём для химической промышленности. Например, из нефти делают вазелин, лекарства, мыло, пластмассы, бензин, керосин. А из каменного угля – краски, духи, также лекарства и пластмассы. Пластмассы делают и из природного газа.
– Поговорим о рудных полезных ископаемых. Многие из окружающих нас предметов сделаны из чугуна, стали, железа, которые не встречаются в природе в чистом виде. Эти металлы выплавляют из руды. Из железной руды – чугун, сталь, из медной – медь. Разведано 800 млрд. тонн железной руды.
– Посмотрите вокруг. Какие предметы сделаны из металлов?
– Молодцы. Перейдём к третьей группе.
– Как вы думаете, почему они называются строительными?
– Назовите полезные ископаемые, относящиеся к этой группе ( песок, глина, известняк, торф, уголь).
Физкультминутка.
По дорожке шли, шли,
Много камешков нашли.
Присели, собрали и дальше пошли.
По дорожке, по дорожке
Прыгаем на левой ножке
И по это же дорожке
Прыгаем на правой ножке.
По дорожке побежим, до лужайки добежим.
На лужайке, на лужайке
Мы попрыгаем как зайки.
Стоп! Немножко отдохнем!
И опять работать мы пойдем!”
11. Отгадаем о каких ископаемых идет речь
1)Он Черный блестящий
Людям помощник настоящий.
Он несет в дома тепло,
От него кругом светло,
Помогает плавить стали
Делает краски и эмали (уголь)
2)Росли на болоте растения
Стали топливом и удобрением (торф)
3)Без него не побежит
Ни такси, ни мотоцикл,
Не поднимется ракета.
Отгадайте что же это? (нефть)
4)Если встретишь на дороге,
То увязнет сильно ноги.
А сделать миску или вазу-
Она понадобиться сразу, (глина)
4) Практическая работа. Работа в группах.
(Изучение свойств песка, известняка, торфа, угля, гранита)
– А сейчас мы проведём практическую работу по группам (на группы можно разделиться еще в начале урока). В вашу лабораторию принесли образцы полезных ископаемых для исследования. Ваша задача: рассмотреть полезное ископаемое, изучить, перечислить его свойства. Поможет вам в этом инструкция, учебник, Все исследования вам надо записать в таблицу и сделать вывод о возможном применении этого полезного ископаемого. Даю время на исследование и запись результатов. По моему сигналу работу прекращаем.
Инструкция:
1. Название полезного ископаемого.
2. Твёрдое или жидкое ископаемое?
3. Прочное или хрупкое?
4. Определить цвет, прозрачность.
5. Тяжелое или легкое
6. Состав, однородный или нет.
7. Где можно использовать, применить.
Выступление каждой группы. Отвечает капитан команды или любой ученик, назначенный своей группой (по выбору).
Делаем вывод: Какой из полезных ископаемых самый важный? Почему? У кого другое мнение? (Ответы детей. Полезные ископаемые нужны все. Это природное богатство, которое нужно беречь, расходовать экономно, бережно.)
4) Закрепление знаний, полученных в практической работе.
– А теперь всё обобщим и заполним кроссворд.
4. Добыча полезных ископаемых.
1) Чтение по учебнику с комментированием.
2) Дополнение: в карьере – песок, глину, известняк;
в шахте – уголь, руду;
в скважине – нефть, природный газ.
3) Словарная работа: месторождение, геолог.
Работа с картой.
Просмотр фильма.
6. Итог урока. Вернёмся к проблеме нашего урока. Так можно ли обойтись без полезных ископаемых? (Ответы детей).
7. Закрепление изученного материала.
Можно дать вопросы по группам.
1) – С чем мы познакомились на уроке?
– Что мы называем полезными ископаемыми?
– На какие группы делятся полезные ископаемые?
– Где их применяют?
– Какие полезные ископаемые добывают в нашем крае?
2) Можно провести тест на карточках для оперативного контроля:
– Вспоминая наш урок, ответьте на вопросы теста.
Тест.
Какие из полезных ископаемых используют в строительстве?
а) песок, глину
б) гранит, торф
в) уголь, соль
Какие из полезных ископаемых служат топливом?
а) нефть, руда
б) уголь, торф
в) известняк, газ
Какие полезные ископаемые добывают при помощи буровых установок?
а) гранит, песок
б) уголь, руда
в) нефть, газ
Люди какой профессии отыскивают месторождения полезных ископаемых?
а) строители
б) геологи
в) шахтёры
Проверка ответов.
3) Можно дать группам задания повышенной сложности.
Задание: найди одну ошибку в каждом предложении-утверждении. Подсказка! Заменить нужно только одно слово на подходящее по смыслу.
Найди ошибки в следующих утверждениях.
Большинство полезных ископаемых жидкие.
Месторождениями называются места, где хранят полезные ископаемые.
Нефть добывают в карьерах.
Как удобрение для растений используется каменный уголь.
Изучают полезные ископаемые и отыскивают месторождения биологи.
Представители от команд выходят к доске и сравнивают ответы, подсчитывают количество баллов.
Ответы:
Жидкие твёрдые
Хранят залегают
В карьерах в недрах земли
Каменный уголь торф
Биологи геологи
8. Рефлексия. Спрашиваю командиров групп:
– Как работала твоя команда? Кого бы ты отметил как самого активного?
А теперь каждый из вас оцените свою активность (работу в группе) по 5-ти бальной шкале и изобразите своё настроение смайликом – нарисуйте в тетради. Понравилось ли тебе работать в группе, вместе?
Домашнее задание: прочитать в учебнике параграф «Полезные ископаемые», в тетрадях выполнить № 4, 6, 7, 8. Желающим подготовить сообщение об одном из полезных ископаемых.
Статья 19.1. Разведка и добыча общераспространенных полезных ископаемых и подземных вод при разведке и добыче иных видов полезных ископаемых, разработке технологий геологического изучения, разведки и добычи трудноизвлекаемых полезных ископаемых, добыча полезных ископаемых, извлечение которых связано с разработкой месторождений углеводородного сырья, размещение в пластах горных пород попутных вод и вод, использованных пользователями недр для собственных производственных и технологических нужд
Пользователи недр, осуществляющие разведку и добычу полезных ископаемых или по совмещенной лицензии геологическое изучение, разведку и добычу полезных ископаемых, разработку технологий геологического изучения, разведки и добычи трудноизвлекаемых полезных ископаемых или по совмещенной лицензии разработку технологий геологического изучения, разведки и добычи трудноизвлекаемых полезных ископаемых, разведку и добычу таких полезных ископаемых, в границах предоставленных им в соответствии с настоящим Законом участков недр имеют право на основании утвержденного технического проекта для собственных производственных и технологических нужд осуществлять добычу общераспространенных полезных ископаемых в порядке, установленном соответствующими органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации.
Пользователи недр, осуществляющие разведку и добычу полезных ископаемых или по совмещенной лицензии геологическое изучение, разведку и добычу полезных ископаемых, разработку технологий геологического изучения, разведки и добычи трудноизвлекаемых полезных ископаемых или по совмещенной лицензии разработку технологий геологического изучения, разведки и добычи трудноизвлекаемых полезных ископаемых, разведку и добычу таких полезных ископаемых, в границах предоставленных им в соответствии с настоящим Законом участков недр имеют право на основании утвержденного технического проекта для собственных производственных и технологических нужд осуществлять добычу подземных вод в порядке, установленном федеральным органом управления государственным фондом недр.
Пользователи недр, осуществляющие разведку и добычу углеводородного сырья или по совмещенной лицензии геологическое изучение, разведку и добычу углеводородного сырья, разработку технологий геологического изучения, разведки и добычи трудноизвлекаемых полезных ископаемых или по совмещенной лицензии разработку технологий геологического изучения, разведки и добычи трудноизвлекаемых полезных ископаемых, разведку и добычу таких полезных ископаемых, в границах предоставленных им в соответствии с настоящим Законом участков недр имеют право на основании утвержденного технического проекта размещать в пластах горных пород попутные воды и воды, использованные для собственных производственных и технологических нужд, в порядке, установленном федеральным органом управления государственным фондом недр.
Пользователи недр, осуществляющие разведку и добычу калийных и магниевых солей или по совмещенной лицензии геологическое изучение, разведку и добычу калийных и магниевых солей, а также их первичную переработку в границах предоставленных им в соответствии с настоящим Законом участков недр, имеют право на основании утвержденного технического проекта размещать в пластах горных пород образующиеся у них воды в порядке, установленном федеральным органом управления государственным фондом недр.
Пользователи недр, осуществляющие разведку и добычу углеводородного сырья или по совмещенной лицензии геологическое изучение, разведку и добычу углеводородного сырья, имеют право на основании утвержденного технического проекта осуществлять в границах предоставленных им в соответствии с настоящим Законом участков недр добычу полезных ископаемых, не относящихся к углеводородному сырью, из подземных вод, извлечение которых связано с разработкой месторождений углеводородного сырья, включая добычу полезных ископаемых из попутных вод и вод, используемых для собственных производственных и технологических нужд, в порядке, установленном федеральным органом управления государственным фондом недр.
Под недрами Земли понимают часть земной коры, находящуюся либо под поверхностью суши, либо под дном водоемов. При этом к недрам не относят слой почвы. Человечество использует недра, добывая оттуда необходимые ему ресурсы. Без этих природных богатств не удалось бы создать современную цивилизацию. Однако нерациональное использование недр может привести к негативным экологическим последствиям.
Какие ресурсы добывает человек в недрах?
Все полезные ископаемые можно условно поделить на две группы:
- общераспространенные;
- необщераспространенные.
Первые отличаются тем, что их добычу можно организовать в непосредственной близости от производственных предприятий, которые используют их. К этой категории относят глину, песок, торф, известняки и другие ресурсы. Они отличаются доступностью и низкой стоимостью.
Необщераспространенные ископаемые добывают только в специальных местах, которые называют месторождениями. К этому типу ресурсов относятся углеводороды (уголь, нефть, газ), металлы (золото, никель, железо, алюминий, уран, вольфрам и др.), драгоценные камни и иные ископаемые. Их добыча часто требует больших затрат, в том числе и на транспортировку ресурсов к потребителям.
Из неравномерного распределения необщераспространенных ископаемых в земной коре многие регионы и даже целые страны специализируются на добыче одного из их видов, в то время как другие вынуждены закупать их за рубежом. Например, экономика стран Персидского залива построена на торговле нефтью и газом, а Китай контролирует около 90% мирового рынка редкоземельных элементов.
Ресурсы недр можно классифицировать и по области их применения:
- Строительство. Для возведения сооружений используют в основном общераспространенные ресурсы либо стройматериалы (кирпичи, бетон), полученные из них. Однако для строительства высоких зданий необходимо железо и другие металлы.
- Энергетика. Большая часть энергии человечество получает, сжигая углеводороды. Ранее главным энергетическим ресурсом являлся уголь, потом первенство перешло к нефти. Сегодня наблюдается рост использования природного газа. Также электричество получают на АЭС, где в качества топлива используются уран.
- Металлургия. Выделяют черную металлургию, в рамках которой получают сплавы на основе железа (сталь, чугун), и цветную металлургию. Сюда же можно отнести и ювелирную промышленность.
- Химическая промышленность. Сырьем для нее являются сера, уголь, апатиты, фосфориты и другие вещества.
- Электроника. Для производства электроприборов используют кремний, медь, редкоземельные элементы.
Использование подземных вод
Ещё в древности люди стали выкапывать колодцы для снабжения себя водой. Во многих регионах подземные воды и сегодня являются важным источником водоснабжения населения.
Вода, добытая во многих артезианских источниках, богата минералами, которые делают ее лечебной. Поэтому рядом с некоторыми источниками открывают санатории, где проводится лечение населения по специальным программам.
Строительство подземных сооружений
Недра используют не только для добычи полезных ископаемых. Сегодня многие сооружения строятся под землей. К их числу можно отнести метро, подземные парковки, тоннели, бункеры и бомбоубежища. Иногда под землей возводят целые заводы.
С одной стороны, подземные сооружения лучше защищены от военных атак, однако это не единственная причина строительства объектов в недрах планеты. Часто это экономически выгодно, так как позволяет разместить на одном участке земли больше полезной площади и тем самым экономить пространство. Также большая глубина защищает строения от воздействий окружающего мира – шума, вибраций, солнечного света. Это может играть большую роль при эксплуатации высокоточных приборов. Не случайно самая крупная научная установка мира, Большой адронный коллайдер, сооружена под землей.
Использование недр в рекреационных целях
Одним из видов спортивного туризма является спелеотуризм – обследование пещер. До сих пор не составлено подробных карт всех полостей в земной коре, поэтому спелеотуристы часто исследуют места, где ещё не ступала нога человека.
Для любителей пассивного отдыха и заботящихся о своем здоровье существует множество санаториев, в которых клиентов лечат с помощью грязевых ванн. Используемые там лечебные грязи также могут считаться богатствами земных недр.
Хранение отходов
Человечество производит настолько большое количество отходов, что часто их просто некуда девать. Огромные свалки занимают полезную площадь и отравляют воздух, поэтому иногда мусор приходится буквально закапывать под землю.
Такой способ хранения отходов особенно актуален в случае отходов, которые опасны для человека. К ним относятся радиоактивные вещества (отработанное топливо АЭС), некоторые химические отходы, а также источники биологической опасности, например, трупы животных, погибших от сибирской язвы.
Геотермальная энергетика
В недрах Земли температура выше, чем на поверхности, что можно использовать для получения электричества. На сегодняшний день распространена гидротермальной энергетики. В ее основе лежит получение тепла от водных скважин, расположенных в районах вулканической активности. Вода в них может быть разогрета до температуры свыше 100°С.
Однако идут работы по развитию и петротермальной энергетики, которая может быть использована в любой точке Земли. Достаточно пробурить две глубокие скважины на глубину несколько км. Так, на глубине 5 км температура достигает 125 °С. Вода, заливаемая в одну скважину, будет разогреваться и превращаться в пар, который через вторую скважину должен выходить на поверхность и служить источником энергии. Пока что петротермальная энергетика недостаточно рентабельна, но в будущем ситуация может измениться.