Bergartenes kretsløp i voks

Transkript

1 Bergartenes kretsløp i voks 1. Innledning Overalt i Bodø ser man stein og fjell. Vi klatrer i fjell, studerer mønster på fjellvegg, kaster flyndre, samler stein: glatte stein, stein som glitrer, stein med mønster, stein i fine farger, stein som ligner på noe. Husker vi at både stein og fjell er bergarter, kan det komme et spørsmål om hvorfor disse bergartene er så forskjellige? Svaret ligger i måten de blir dannet på. For å konkretisere prosessene bergartene blir utsatt for når de dannes kan man bruke en enkelt demonstrasjon med stearinlys. Dette opplegget som demonstrasjon ble gjennomført av faglærer i Naturfag våren Formålet med aktiviteten er å illustrere prosesser i bergartens kretsløp ved hjelp av stearinlys. Aktiviteten er hentet fra nettstedet Earth Learning Idea ( Aktiviteten egner seg utmerket for bruk i grunnskolen. Den kan bidra til bedre teoriforståelse i temaet dannelse av bergarter i samsvar med mål for opplæringen etter 7 klassetrinn (Fenomener og stoffer): undersøke og beskrive sentrale egenskaper ved noen mineraler og bergarter og hvordan de har blitt dannet (KL-06). 2. Teori Sentrale begreper i dette temaet er: magmatiske, sedimentære og metamorfe bergarter og prosesser de utsettes for. Den faste jordskorpen utsettes hele tiden for påvirkning av forskjellige krefter, både innenfra og utenfra. Innenfra påvirkes den av jordas indre krefter. Platene flytter på seg og magma som alltid er i bevegelse kan komme til overflaten ved utbrudd. Når smeltet steinmassen størkner, dannes det magmatiske bergartene. De kan også kalles for størkningsbergarter eller eruptive bergarter. Størkning (krystallisering) kan skje på eller under overflate. Jo lengre tid det tar før en magmatisk bergart størkner, jo større bli mineralkornene til bergartene. Dagbergartene kommer til overflaten som lava etter vulkanens utbrudd og størkner fort. De kjennetegnes ved meget fine korn (f. eks. basalt). Bergartene som har størknet langsomt i dypet kalles for dypbergartene og har større korn (f. eks. granitt). 1

2 Størkningsbergarter blir utsatt for ytre påvirkning når de kommer til overflate. Frostsprenging, is, vind og vannløp får en bergside til å smuldre langsomt opp. Biologisk forvitring (røtter av tre og planter) og kjemisk forvitring (sur nedbør) kommer også med. Bergartene brytes langsomt ned. Små biter brekkes løs og males til grus, sand og leire (erosjon). Løse masser transporteres med bekker, elver og is til de avsettes lagvis ute i havet. Leire er lett å flytte på, så det avsettes lenger ute i havet, mens sand og grus blir avsatt nær strandkant. Lag av sand og leire på bunnen kalles sedimenter eller avsetninger. Over tid flere og flere lag med avsetninger ble presset sammen til tette lag (sammenpressing). Sedimentene sementeres, dvs. at partiklene i sediment limes sammen. Slik blir det dannet nye bergarter, sedimentære (avsetningsbergarter). Disse bergartene kan blant annet kjennetegnes ved tydelig lagmønster (f. eks. leirskifer, kalkstein, sandstein). Avsetningsbergarter eller størkningsbergarter kan bli utsatt for veldig stort trykk og høyt temperatur. Dette kan for eksempel skje ved at bevegelser i jordskorpa presser bergartene ned på store dyp under vekten av stadig større masser. Her blir de omdannet (mineralene blir helt eller delvis omkrystallisert) og kalles for omdannete eller metamorfe bergarter. Metamorfe bergarter er hardere enn den opprinnelige bergarten. Eksempler på disse er: marmor, kvartsitt, gneis. Hvis bergartene blir presset enda lenger ned smelter de og blir til magma. Ser man på prosessene bergarter går gjennom er det en sammenheng mellom disse. Figur 1 Bergartenes kretsløp (Grimeland, 1997) 2

3 Utgangspunktet for en dannelse av en bergartstype er en annen bergartstype (se Figur 1). Man kan trekke den konklusjon at bergartene har sitt kretsløp. 3. Materiell og metode 3.1 Materiell Aktiviteten er veldig enkel å forberede og den krever ikke noe spesiell/dyrt utstyr. Læreren trenger: Grønnsakskrell /ostehøvel/ kniv Stearinlys (gjerne flere farger) Fyrstikker/lighter 3.2. Framgangsmåte Ved hjelp av kniv skraper læreren biter av stearinlys og lar bitene falle ned. Videre samler man de små bitene sammen og presser disse mot bordet med hånd. De vokslagene som ble dannet presser man sammen fra sider slik at det dannes en forhøyning. Videre varmer man voksen til at den smelter. Man observerer også hvordan den stivner igjen. De forskjellige stadiene til stearinen danner en sirkel. 4. Resultater Etter demonstrasjon har vi voksbiter, klumper, lag, dråper av voks og et helt stearinlys (se Figur 2). For å få voks i disse former måtte vi bruke mekanisk kraft (riving, sammenpressing) eller varmen (ild). Figur 2 Voksbiter som presenterer følgende typer bergarter: stearinlys magmatisk bergart, lag av voks avsetningsbergarter. Eget foto (student NN). 3

4 Man kan se at egenskapene til de forskjellige voksgrupper også blir forskjellige. Det er for eksempel mye enklere å flytte på småbiter av voks enn et helt voksstykke eller voksdråper. En annen observasjon er at sammenpressede voksbiter går enklere i stykker enn de som er smeltet sammen. Ved dette illustreres det at bergartene får forskjellige egenskaper etter hvordan de blir dannet. 5. Drøfting 5.1 Naturvitenskapelig drøfting Intensjonen med aktiviteten er å illustrere prosesser i bergartens kretsløp ved hjelp av stearinlys. Vi ser tydelig at bergarter kan fremstå i ulike former og at disse former har forskjellige egenskaper. Prosessene bergartene går gjennom er også tydelig å se. Noen av prosessene (kjemisk forvitring, sementering) kan ikke demonstreres med denne aktiviteten. Erosjon demonstreres med mekanisk kraft (abrasjon). Dette kan sammenlignes med frostsprenging. Vi ser at løse biter ikke sitter på plass lenger, men faller ned på grunn av tyngdekraften (transport). Avsetning illustreres ved samling av småbiter. Man kan drysse små voksbiter av ulik farge lagvis på hverandre for å tydeliggjøre lagene i avsetninger. Sammenpressing demonstreres enkelt med håndtrykk, kan kommenteres at det er øverste lagene som trykker på de nederste. Metamorfose er ikke så enkelt å demonstrere fordi stoffet ikke blir så fast som man ønsker. Dette kan vises med sammenpressing av voksbitene fra sidene. Smelting demonstreres ved bruk av fyrstikker. Krystallisering demonstreres ved at voksen stivner, her ser man tydelig at stoffet blir annerledes, og får andre egenskaper. Man kan konkludere at omdanningen går i en sirkel, dvs. at bergartene har sitt kretsløp. Dette kan også illustreres ved å sette alle de voksformer i en ring etter demonstrasjonen. 5.2 Naturfagdidaktisk drøfting. Denne aktiviteten er beregnet for bruk på mellomtrinnet, men kan også brukes på høyere trinn. Bergarter, mineraler og dannelse av disse er temaet man arbeider med i 5-6 klasse. Aktiviteten er anbefalt å gjennomføre mot slutten av et undervisningsopplegg om bergartenes kretsløp (Earth Learning Idea, 2008). Etter å ha sett på steinsamling (noe som er vanlig i dette temaet) kan man vise hvilke prosesser som må til for at de ulike typer stein blir til. For at demonstrasjonen ikke skal forbli bare læreren sin aktivitet, må elevene engasjeres før gjennomføringen. For å få elever til å se og lytte aktivt under demonstrasjonen, kan man 4

5 presentere spørsmål som for eksempel, i hvilken prosess ser vi at egenskapene til voksen/bergartene forandres mest?. Det er også viktig med oppsummeringen etter demonstrasjonen, læreren kan repetere de prosessene som var presentert og knytte dem til bergartenes kretsløp. Man kan også be elevene om å fortelle til naboen sin om de viktigste prosessene. For videre bearbeiding av informasjon kan man variere litt i arbeidsmåter og gå til mer elevaktive aktiviteter. Elevene kan for eksempel få i hjemmelekse en oppgave om å skrive et dikt eller en sang/fortelling med utgangspunkt i bergartenes kretsløp. Læreren kan bestemme hvilke ord som må være med i teksten for å sikre at elevene reflekterer over innholdet. Det å lage en plakat kan være et mindre krevende alternativ. Et annet gruppearbeid som egner seg godt for repetisjon er å lage en liten prøve for en annen elevgruppe (Folkvord og Mahan, 2007). Under arbeidet i grupper blir elevene oppfordret til å bruke sine egne ord i faglig samhandling med andre elever og ta i bruk fagord. Elevene på barnetrinn kan få mange erfaringer med arbeid med dette temaet. De kan se på stein, kjenne på disse, sette navn, oppdage likheter og forskjeller, prøve å klassifisere dem osv. Det å kunne trekke slutninger og se sammenheng er mer avansert aktivitet, men elevene må oppfordres til å komme til dette stadium i deres læring (Jorde, 1994). Man kan prøve å oppfordre elevene til å tenke hvilke prosesser som ikke kan demonstreres med voks. Men da må man være sikkert at eleven har forutsetninger for å svare på spørsmålet, dvs. at de har arbeidet med temaet grundig. Et annet spørsmål som krever refleksjon og evne til å se sammenheng er spørsmålet om energikilder som driver kretsløpet. 6. Konklusjon Aktiviteten egner seg til bruk i grunnskolen, den kan styrke forståelse av sammenheng mellom prosessene i kretsløpet, som er en del av pensum på mellomtrinnet. 5

6 7. Litteraturliste Folkvord, K. og Oxaal, G Levende naturfag et elevaktivt klasserom. Tapir Akademisk Forlag. Trondheim 2007 Grimeland, G og Oxaal, U. Lynkurs i geologi: Lærerveilidning Natur- og miljøboka 5. kl. Landsbruksfaget, Oslo Jorde, D og Baalsrud, K En god start. Idehefte for naturfag på barnetrinnet UiO 1994 Earth Learning Idea, nedlastet fra earthlearningidea.pbwiki.com/f/bergartenes_kretsløp_i_voks.pdf den Kunnskapsløftet: Læreplaner for gjennomgående fag i grunnskolen og videregående opplæring, (LK-06). scope=scopelaerans&epslanguage=no 6