Исследовательская работа по теме Кунгурская пещера

Научно-практическая конференция исследовательских работ школьников

Бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №118»

Тайны Кунгурской пещеры

Выполнила Хомутова Полина

ученица 2 класса

Научный руководитель:

Еремеева Оксана Жоржевна

Омск

2015

Оглавление Введение 1. Происхождение и основные характеристики Кунгурской пещеры. 2. Возникновение сталактитов. 3. Экспериментальное исследование

Заключение Список используемых источников 3 4 5 7 8 9

Введение
В ноябре этого года я побывала в Кунгурской ледяной пещере. Это совершенно другой необычайно красивый мир, в котором сотни лет царит абсолютная тишина. Гигантские размеры пещеры, причудливые сталактиты, подземные озера поразили меня. Я узнала, что сталактиты образуются в карстовых пещерах, растут очень медленно, со скоростью несколько миллиметров в год. А нельзя ли ускорить процесс образования и роста сталактитов в домашних условиях? На этот вопрос мы решили найти ответ в своей работе. Цель работы: установить, что скорость роста сталактита в домашних условиях будет больше, чем в естественных условиях пещер. Объект исследования: кристаллизация минералов. Предмет исследования: условия, при которых вырастает сталактит. Гипотеза: предположим, что сталактит, выращенный в домашних условиях, будет иметь внешнее сходство с природным сталактитом. Задачи исследования: - изучить процесс образования сталактитов; -экспериментально проверить влияние домашних условий для роста сталактита. Методы: - поиск информации в литературе и интернет-источниках; - проведение экспериментов и наблюдений; - обобщение полученных знаний.

1. Происхождение и основные характеристики Кунгурской пещеры. Кунгу́рская ледяна́я пеще́ра находится в Пермском крае, на правом берегу реки Сылвы на окраине города Кунгур, является одной из крупнейших карстовых пещер в Европейской части России. Карстовые пещеры образуются вследствие растворения водой породы, поэтому встречаются только там, где залегают растворимые породы: известняк, мрамор, доломит, мел, а также гипс и каменная соль. Данная пещера представляет собой лабиринт, состоящий из 50 гротов и соединяющих их более узких проходов. Особую красоту придают пещере озёра-невидимки, воды которых соединяются с водами реки Сылвы. Всего пещера насчитывает 70 озёр. Кунгурская пещера седьмая в мире гипсовая пещера по протяжённости. Протяжённость пещеры составляет около 6 км, из них 1,5 км оборудовано для посещений туристами. Примерный возраст пещеры составляет 10-12 тысяч лет. Посещения подземного лабиринта начались с глубокой старины (при раскопках найдены предметы 9 века). Вероятно, природный ледник использовался древними людьми для хранения мяса и рыбы. Над входом в пещеру на горе сохранились вал и ров древнего Ермакова городища. Согласно народным легендам, в 1578 году войско Ермака на пути в Сибирь вместо реки Чусовой направилось вверх по реке Сылве. Когда обнаружили ошибку, Ермак велел "зимовать на Сылве, на горе городище городить, землянки делать. А в горе обнаружили пещеру: такие хоромы сыскались, что любой князь позавидует. Поселился Ермак в пещере с казаками, там и прожил до весны."¹ Первые письменные упоминания о пещере относятся к 18 веку, а в 1703 году Семеном Ремезовым был составлен первый план пещеры. Первые экскурсии по пещере начали проводиться ещё в 1914 году, а первым экскурсоводом был Александр Тимофеевич Хлебников, внучатый племянник К. Т. Хлебникова - знаменитого путешественника, директора Российско-американской компании. В 1914 году в пещере побывала немецкая принцесса Виктория. В 1948 году при пещере создали научный стационар, благодаря которому были открыты многие подземные озёра и гроты.
2. Возникновение сталактитов.
Как же образуются украшения пещер? Вода, попадающая в пещеру, испаряясь, оставляет известь. Там, где она постоянно капала с одних и тех же мест, появились тонкие полые трубочки длиной в несколько метров. Эта «соломка» из соды может засориться и превратиться в похожие на сосульки сталактиты, которые свешиваются в виде сосулек, трубок, бахромы с потолков и верхних частей стен карстовых пещер. «Соломка» также образует волнообразную драпировку, ниспадающую со сводчатых потолков. Если вода капает в маленькие углубления, то песчинки постепенно покрываются мягкой известью и получается блестящий пещерный жемчуг. А в некоторых пещерах образовались еще более изысканные украшения. Это хрупкие пучки игольчатых кристаллов, а также скрученные, похожие на червячков трубочки (геликтиты), которые растут в разных направлениях. Мельчайшие частички солей различных минералов, растворённые в воде, раскрашивают сталактиты в разные цвета: розовые, желтые, синие, красные, черные и даже радужные. Сталактиты возникают в результате процесса, который называют - карст (карстовый процесс). Суть процесса заключается в следующем: кальцит, основной компонент известняка, растворяется дождевой водой. Когда известняк обнажается на земной поверхности, вода просачивается по мелким трещинам породы и растворяет её. Со временем эти трещины расширяются, формируя характерный карстовый ландшафт с системой подземных пещер, созданной грунтовыми водами. Вода, насыщенная известняком, по мельчайшим трещинкам добирается до потолка уже созданной пещеры и повисает на нём. Постепенно, очень медленно, капля испаряется, а известняк оседает на потолке. Через некоторое время в это место приходит следующая капелька и опять откладывает известняк. Постепенно известняк накапливается на этом участке потолка, и образуются большие «сосульки» - сталактиты. Но не весь известняк оседает на потолке и даёт рост сталактиту. Под собственной тяжестью часть капель падает на пол, и снизу навстречу сталактиту растет сталагмит (от греческого слова stalagma - капля). Когда сталактит и сталагмит соединяются и срастаются между собой, образуется колонна сталагнат. И сталактиты, и сталагмиты, и колонны бывают очень больших размеров - десятки метров в высоту и несколько метров в диаметре. Скорость их роста зависит от температуры и степени сырости в пещере, от толщины слоя известняка над пещерой и от количества воды, попадающей в пещеру. А самым длинным свободно свисающим сталактитом считается огромная каменная сосулька в Груга-до-Жанелао (Бразилия), длиной 12 м. А самым высоким сталагмитом в мире сейчас считается 63-метровый гигант в пещере Лас Вильяс (Куба). Когда вода перестаёт попадать в пещеры, сталактиты перестают расти, а пещера считается «мёртвой». Возраст сталактитов и сталактитовых колонн нельзя определять по их размерам и толщине. В разных пещерах, даже в разных залах одной и той же пещеры условия образования и роста сталактитов могут быть совершенно разные. В разрезе можно увидеть, что внутри сталактит состоит из колец, по которым можно узнать, какой климат был на Земле в период их образования. Толстые кольца означают влажный климат, а тонкие кольца говорят о сухом климате. Для сравнения, ширина кольца сибирского сталактита составляет 15 мм - а это в 50 раз больше, чем самое широкое кольцо из Карлсбадских пещер. Так происходит потому, что Карлсбадские пещеры находятся в пустыне штата Нью-Мексико, где выпадает очень мало осадков, даже в более влажные года.
3.Экспериментальное исследование.
Узнав, что сталактиты и сталагмиты бывают ледяные, глиняные, гипсовые, соляные, лавовые, мы поняли, что в домашних условиях можем вырастить только соляные, потому что остальные сложны для работы или просто недоступны. Поэтому мы решили вырастить соляной сталактит из порошка аммония фосфорнокислого из набора "Алхимик". Этапы проведения эксперимента: 12 декабря 2015 года мы начали проведение эксперимента по выращиванию сталактита. Для эксперимента нам потребовалось: 1 стеклянная банка, порошок аммония фосфорнокислого (далее - реактив), кусочек гранита, нитка, карандаш, кастрюля. 1. В банку с горячей водой добавили реактив и перемешали до полного растворения в воде. 2.Привязали камень к нитке, второй конец нитки привязали к карандашу. Опустили камешек на нитке в банку с раствором, положив карандаш на горлышко банки, при этом камень опустился ниже середины уровня раствора. Накрыли банку салфеткой и оставили на 2 часа. 3. Через 2 часа осторожно вынули камешек. На дне банки образовался осадок. Поставили банку в кастрюлю с кипящей водой и осторожно перемешали осадок. Вновь опустили камешек в банку и оставили до утра. 4.На следующий день вынули из банки камешек, обросший соляными кристалликами. 5. Приготовили новый раствор реактива и вновь опустили камешек. 6.Через несколько часов вынули из банки кристалл и высушили его на салфетке. 7. Сделали макет пещеры и поместили туда выращенный кристалл.

Заключение.

По результатам проведённого эксперимента можно сделать вывод о том, что гипотеза подтвердилась: соляной сталактит, выращенный в домашних условиях, по форме похож на природный сталактит. Вырос он гораздо быстрее, чем в естественных условиях пещер (всего за сутки он вырос на ___ мм). Во время выполнения исследовательской работы я узнала много нового и очень интересного о таинственном мире пещер. Мы научились выращивать сталактиты. Я благодарна своим родителям, что побывала в таком уникальном месте, где капли могут капать десятки тысяч лет в одну и ту же точку, из чего и вырастают подземные каменные цветы, и попыталась воспроизвести эту волшебную красоту в домашних условиях. Конечно, передать творение природы сложно. Это нужно смотреть, чувствовать. Никакая сказка не может повторить ту красоту, которую я видела. Теперь я точно знаю, и буду стремиться быть счастливой. Ведь как сказал Иван Бунин: «Человека делают счастливым три вещи: любовь, интересная работа и возможность путешествовать». Я СЧАСТЛИВЫЙ ЧЕЛОВЕК!

Список используемых источников:

1. Энциклопедия для детей. // Геология. [Текст]:/ Энциклопедия - М: АВАНТА+, 1995.

2. Энциклопедия природы России. // Минералы и горные породы. [Текст]:/ Энциклопедия - М: ABF, 1998.

3. Хочу всё знать. / Камни и минералы -М, Ридерз Дайджест, 2010-стр. 22

4. Кунгурская ледяная пещера: опыт режимных наблюдений/ под редакцией В.Н.Дублянского. Екатеринбург, 2005.

5. Интернет-источники:

kungurcave.ru

https: \\ru.wikipedia.org

1 Кунгурская ледяная пещера: опыт режимных наблюдений. Под ред. В.Н.Дублянского. Екатеринбург. 2005.с.46