Почему камни разные? Клуб почемучек

Добрый день, участники и читатели Клуба почемучек. Помните, вчера я показывала нашу коллекцию камней? Она нам пригодилась не только для урока окружающего мира в школе, но и для ответа на вопрос, который прислали мне мама Светлана и ее доченька 5,5 лет: "Почему камни разноцветные?"

Чтобы ответить на этот вопрос, мы познакомимся с самыми основами науки геологии. Название "геология" произошло от двух латинских слов "гео" - "земля" и "логия" - "наука". То есть, ученые-геологи, которые занимаются геологией, изучают все, что связано со строением нашей Земли: что находится в ее недрах, из чего она состоит и какие процессы происходят в ее глубинах. Мы уже как-то в Клубе почемучек выясняли, как устроена наша планета. А узнали об этом геологи, в основном, изучая камни. Вот и мы сегодня, как настоящие геологи, будем изучать камни, чтобы ответить на вопрос, почему они разные. В моем ответе я намеренно использовала много "научных" слов, это мой метод знакомить ребенка с понятиями. Если вам это кажется слишком "заумным", просто пропускайте термины - от этого ничего не измениться ;)

Инструменты юного геолога

Сначала подумаем, что такое камни? Думаю, если вы спросите своего малыша, он ответит вам, что камни - это кусочки гор. И будет прав. Так и есть, камни - это куски горных пород, любые твердые ископаемые, кроме чистых металлов и песка. Из горных пород состоит вся твердая оболочка нашей планеты - литосфера. А сами горные породы состоят из минералов - простых веществ с определенными физическими свойствами и химической формулой, которые являются как бы "кирпичиками", создающими разные горные породы. Есть такие горные породы, которые состоят только из одного минерала - их называют мономинеральными (приставка "моно" значит "один-единственный"). Например мрамор состоит только из минерала кальцита. А есть составные горные породы, которые сложены несколькими минералами - полиминеральными (приставка "поли-" значит "много"). Например, гранит состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюды.

Всего на Земле известно всего около 40 породообразующих минералов - то есть минералов, из разных комбинаций которых состоят все на свете камни. Меня этот факт ужасно удивил: мне казалось, что их должно быть очень много - сотни и тысячи, ведь всего на нашей планете есть около 4 тыс. различных горных пород.

Мы можем предположить, что разница в цвете и других физических свойствах камней определяется их составом. Но стоит лишь посмотреть на два камня: алмаз и графит. Они так не похожи друг на друга! Один твердый, гладкий, белый полупрозрачный, второй - черный, ломкий, совершенно непрозрачный. Один оставляет на окружающих предметах царапины. Второй - черную черту. А ведь оба они состоят из одного и того же вещества - углерода!

Задание 1. Чем алмаз отличается от графита?

Покажите ребенку пример этих двух камней. Алмаз можно найти в виде бриллианта в украшениях: серьгах или колечках. А графит - это кусочек стержня простого карандаша. Рассмотрите их через лупу или микроскоп (как быстро сделать  микроскоп из мобильного телефона, я писала ЗДЕСЬ).

Предложите малышу самому определить, чем отличаются эти два образца и сделать вывод.

Алмазы в кольце и графитовый стержень карандаша

Кончик карандаша под микроскопом

Бриллианты под микроскопом

Значит, кроме состава, какой-то еще фактор влияет на свойства камней. И ученые-геологи выяснили, что этот фактор - происхождение конкретной горной породы. Алмаз образовывался из углерода при одних условиях, а графит - в других. Поэтому они разные, хотя состоят из одного и того же вещества.

Каким же именно образом могут образовываться горные породы? Есть всего несколько способов - три основных мы разберем, а остальные, спорные, пока трогать не будем ;)

Итак, горные породы бывают магматического происхождения. То есть, они образовались из магмы и лавы при извержении древних вулканов. Когда магма застывала, получался твердый камень. Свойства таких камней зависят от состава первоначальной магмы и скорости и условиях ее остывания. 

Примеры магматических горных пород: базальт и гранит. Оба эти экземпляра есть в нашей коллекции, и я думаю, что и другим юным геологам не составит труда найти их на улице.

Горные породы бывают осадочного происхождения. То есть, они образовывались в результате того, что какие-то вещества осаждались и скапливались в больших количествах где-нибудь на дне древних океанов и спрессовывались в прочные конгломераты. 

Пример осадочных горных пород: известняки (образовавшиеся из раковин древних моллюсков). В том числе и знакомый всем нам мел. Можете смело отправлять его в коллекцию камней, хотя он сейчас и делается искусственно, а не является непосредственно горной породой.

И еще один вид происхождения горных пород - метаморфическое (от латинского слова "метаморфизм"  -"изменение"). Как понятно из названия, эти породы произошли в результате изменения первоначальных горных пород. Произойти это могло под влиянием высоких температур или высокого давления, которое превратило одни камни в другие. 

Например, тот же известный нам известняк из-за действия высоких температур и давления, превращается в мрамор -  камень, совсем на известняк непохожий. 

Задание 2. Чем мрамор отличается от мела?

Если у вас есть возможность, покажите ребенку оба эти камня. Мрамор можно найти в качестве каких-то декоративных изделий, мраморных плит на памятниках, лестницах, колоннах. А известняк можно взять хотя бы в виде мела. Пусть малыш сравнит их - на ощупь оценит их гладкость, твердость. Выскажет предположение об их ломкости и способности оставлять следы на других предметах. А потом сделает выводы, похожи ли они.

Сравниваем мел, известняк и мраморизированный известняк

Мраморизированный известняк под микроскопом

Обычный известняк под микроскопом - отлично виден нуммулит

Теперь, я думаю, будет понятно, почему камни разные :) Геологи даже придумали классификацию камней по их свойствам, чтобы было легче описывать их. Они выделяют такие основные свойства горных пород:

• Цвет
• Блеск
• Твердость и хрупкость (оставляет ли на них следы другие камни или металл, легко ли их разбить)
• Текстура (гладкость, зернистость, шероховатость)
• Излом (как выглядит скол камня)
• Наличие включений (кристаллов других минералов и т.п.)
• Способность оставлять следы на бумаге или других предметах (черта)
• Прочие особенности (проводит ли ток, имеет ли магнитные свойства, где используется и т.п.)

ЭКСПЕРИМЕНТЫ ДЛЯ ЮНЫХ ГЕОЛОГОВ. 

Изучаем свойства горных пород.

Предлагаю вам с ребенком поставить опыты над несколькими различными горными породами. Для этого вам понадобится на ближайшей прогулке найти несколько экземпляров разных по составу и происхождению камней.

А еще молоток, гвоздь, лист бумаги и лупа.

Собранная нами с детьми коллекция камней, образцы из которой мы и стали изучать

Опыт 1. Определяем цвет, блеск  и текстуру камня.

Для этого вам понадобится только камни и лупа. Внимательно разглядите камень, отметьте его особенности: из чего он состоит, какой он на вид и на ощупь.

Изучаем внешний вид камней

Опыт 2. Определяем твердость камня

Для этого надо взять гвоздь и провести им по камню, стараясь оставить царапину. По следу, который оставит гвоздь на камне, можно судить о его твердости.

Проверка твердость камня

Опыт 3. Определяем как  выглядит излом камня и ищем в нем наличие примесей.

Самое интересное в природных камнях скрывается внутри. Излом камня выглядит гораздо ярче его поверхности, рисунок четче, а все кристаллы и жилки примесей видны как на ладони. Поэтому возьмите молоток и расколите образец. Сам характер того, какие осколки получатся у вас (неровный, раковистый, гладкий,  будут ли у них острорежущие края и т.д.), многое говорит о свойствах камня. 

Этот камень на изломе дает красивый цвет, края скола острые. Из такого первобытные люди
вполне могли изготавливать свои каменные орудия: ножи и наконечники стрел.

Опыт 4. Определяем, какой след оставляет камень.

Возьмите лист белой бумаги и проведите по нему вашим камешком. Посмотрите, какую черту он за собой оставляет. По характеру и цвету этой черты тоже можно классифицировать горные породы.

Глина оставляет на бумаге серую черту, состоящую из мельчайших крошечек этой горной породы..

Результаты ваших опытов заносите в таблицу. По ней вам потом будет легко делать сравнительные описания, чем один камень отличается от другого. 

Вот результат нашего с Катей исследования свойств камней.

Таблица характеристик некоторых образцов камней из нашей коллекции

А напоследок расскажите ребенку, для чего нам нужны и важны камни. Где они применяются и какую пользу приносят. Мы с Катей насчитали 8 видов пользы от камней и минералов: их используют в строительстве, из них делают поделки и памятники, изготавливают бытовые предметы (например, вазы или посуду из глины), их используют как украшения, они нужны в нашем организме (хотя и в микроскопических дозах), из них делают краски, из них изготавливают инструменты (например, алмазные сверла), их используют в приборах (рубины в часах). Может, вы сможете вспомнить больше? Пишите в комментариях, будет интересно сравнить!

А еще я предлагаю сделать какие-нибудь поделки из камней. 

Детские поделки из камней

Удачных вам экспериментов и веселого творчества!



На следующей неделе я буду отвечать на вопрос мамы Риты и ее дочки Ани "Как деревья взламывают асфальт?"

А чтобы я ответила на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте их!

Для этого надо:

1) Поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять, перейдя на страницу "Клуба почемучек"), а если блога нет, то дать ссылку на страницу Клуба в своих соц. сетях.

2) Прислать ваш вопрос мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой "Клуб почемучек".  

Подписаться на новости Клуба можно прямо тут, заполнив форму рассылки.

После этого вам на почту будут приходить ссылки на новые выпуски "Клуба почемучек" и сообщения о розыгрышах призов.

Ваше имя: Ваш email:

Архив прошлых выпусков "Клуба почемучек" можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Материалы по теме:

Минералы мира http://all-minerals.ru

Мир минералов http://mirmineralov.ru

Минералы и горные породы России http://www.ecosystema.ru/08nature/min