XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Удивительные айсберги
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Наша планета прекрасна и удивительна, а окружающий мир разнообразен. На сегодняшний день существует множество разных видов айсбергов. Меня очень заинтересовала эта тема айсбергов, решил ее изучить и рассказать о них много интересного.
На планете «Земля» 10% занимают льды и айсберги. Они очень опасны для людей в случае столкновения, но человек сумел подчинить себе даже такую мощь и обратить всю силу айсберга себе во благо. В этом и заключается актуальность выбранного мною проекта «Айсберг».
Цель проекта: выяснить, почему пресноводный лед плавает в соленой океанической воде и изучить его свойства.
Задачи проекта:
-
Изучить литературу по данному направлению, познакомиться с понятием «айсберг» и интересными фактами о нем.
-
Узнать, что такое Айсберг и откуда он возникает.
-
Узнать много фактов и полезной информации по данной теме.
-
Провести исследовательскую работу и опыты.
-
Оформить практическую работу в виде модели айсберга, выявить его особенности и донести информацию до аудитории
Гипотеза: я предполагаю, что айсберги не тонут в воде потому, что соленая вода в море выталкивает лед.
Объект исследования: айсберги как природные объекты в мировом океане
Предмет исследования: влияние айсбергов на природу
Практическая значимость проекта заключается в том, что в процессе работы над проектом, я систематизирую все свои новые знания и создам интересный макет айсберга, который можно использовать на уроках окружающего мира и внеурочной деятельности. Я проведу и опишу эксперименты в домашних условиях - статистику движения айсбергов. А также в своем классе для одноклассников и на параллели для ребят я проведу мастер класс по созданию айсберга. Уверен, это будет здорово!
Методы работы:
-
Работа с источниками информации: книги, энциклопедии, дополнительная литература, интернет-ресурсы.
-
Сравнение, анализ, описание, опыты.
-
Теоретическая часть
1.1. Что такое айсберги?
Айсберги – это большие глыбы льда, отколовшиеся от ледника и свободно плавающие в океане или море. «Ледяная гора» - именно так с немецкого языка переводится слово айсберг.
Некоторые айсберги достигают огромных размеров. Над водой возвышается лишь малая часть айсберга, а основная находится под водой. На поверхности океана мы видим лишь 10% объема айсберга, 90% находится под водой. Этому есть два научных объяснения: первое – плотность соленой воды больше пресной, поэтому лёд в океане не тонет, а лишь погружается в воду, оставляя видимой только верхушку. И второе – на любое тело, погруженное в воду, действует выталкивающая сила (закон Архимеда).
Есть такая Метафора «Верхушка айсберга», в переносном смысле означающая, что в какой-то проблеме или ситуации мы видим только малую и самую безобидную часть, а самое главное, масштабное и сложное скрыто от наших глаз. (Приложение 1)
Некоторые арктические айсберги достигают 800 метров в высоту. Поэтому они представляют опасность для судов. Как, например, в случае с «Титаником». В 1912 году в Северной Атлантике, во время первого рейса в Нью-Йорк произошло скользящее столкновение лайнера «Титаник» с айсбергом. Удар привел к повреждению обшивки правого борта, что вызвало затопление пяти отсеков и последующее затопление корабля. Ранним утром 15 апреля «Титаник» разломился на две части и полностью скрылся под водой, унеся жизни более 1500 человек.
Иногда айсберги переворачиваются. Каким бы устойчивым он не был, верхушка все равно тает. А это означает, что центр тяжести постепенно смещается, в результате чего ледяная глыба может перевернуться в воде. Перевернувшись, он становится менее заметным в океане, особенно ночью, так как подводная часть глыбы темнее надводной.
Так же опасность заключается в том, что льды отражают солнечные лучи, охлаждают воздух и способствуют образованию туманов.
Тающий айсберг выпускает в воду миллионы крошечных пузырьков древнего воздуха. Если подплыть к нему близко, можно услышать шипение. Совсем как у газировки.
Айсберги могут отклонять океанские течения. Гигантский айсберг, севший на мель, становится серьезной преградой, способной временно изменить схему движения водных масс вокруг себя.
Вывод: айсберг – это огромная глыба пресного льда, отколовшаяся от ледника или шельфового ледника и свободно плавающая в океане или море.
1.2. Разновидности и отличия айсбергов
Как и снежинки, не бывает двух абсолютно одинаковых айсберга, но их можно разделить на категории. Внешний вид айсберга определяется способом его образования. Айсберги бывают двух видов: столообразные и пирамидальные.
Столообразные айсберги представляют собой отколовшиеся куски ледника и часто бывают огромных размеров. Они имеют плоскую идеально ровную горизонтальную поверхность, похожую на стол. В ширину они могут достигать сотни километров. Поэтому их часто издалека принимают за остров.
Самым крупным заблуждением можно назвать существование «Земли Санникова» в Северном Ледовитом океане. В настоящее время ученые считают, что «Земля Санникова» была крупным айсбергом, растаявшим со временем. Вот почему ни одной экспедиции не удалось найти признаков существования этого места.
Пирамидальные айсберги – ледяные глыбы с одной или несколькими острыми вершинами. Так же их называют Островершинными. Они имеют большую высоту над водой при небольших горизонтальных размерах. Чаще всего это молодые айсберги, которые откололись от быстро движущихся ледников. Также такие формы возникают при таянии более крупных массивов из-за неравновесия и воздействия волн.
Пирамидальные айсберги имеют ярко-белый или голубой цвет, так как лед внутри еще плотный и содержит мало спрессованного снега.
Куполообразные айсберги – это глыбы, с закругленной, гладкой вершиной. Образуются в результате сильного таяния и переворачивания айсберга в воде. (Приложение 2)
Вывод: айсберги — это гигантские обломки ледников, отколовшиеся от материковых или шельфовых ледников и свободно дрейфующих в океанах и морях. Форма айсбергов зависит от его географического положения и внешнего влияния атмосферы.
1.3. Разновидности цветов айсбергов
Цвет айсберга не всегда белый и голубой, встречаются различные окраски.
Голубые и синие айсберги – кристально чистый спрессованный лед, поглощающий все цвета, кроме синего. Чаще всего встречаются «бирюзовые» узоры, секрет их образования прост: ледник выглядит белым из-за того, что в его структуре много пузырьков воздуха, а вот синие полосы – это замерзшая в трещинах айсберга пресная вода. (Приложение 3)
Полосатые айсберги – возникают, когда в трещины попадает и замерзает морская вода с водорослями.
Мраморные айсберги – сложный многоцветный лед из-за смешивания разных слоев спрессованного снега и минералов.
Зеленые айсберги – возникают из-за большого количества примесей железа, которые поступают из камней. Когда ледники движутся над камнями, те измельчаются в порошок. Далее при контакте с морской водой железо окисляется и появляется зеленый цвет.
Черные айсберги – состоят из дождевой воды, которая за века вытеснила весь воздух, и теперь он сильно погружен в воду.
Черными айсберги могут стать за счет горных пород. Часто они размещаются в нижней части ледника, но если при таянии айсбергов перевернется, то мы увидим его черноту. Так же, на черноту может оказывать влияние вулканическая пыль
В одном положении ледник может пребывать десятки лет, и за это время примеси, которыми богата морская вода, способны добавить ему новых красок, а ветер – внести в узор свои коррективы.
Вывод: таким образом, цвет айсберга – это ценный источник информации. Изучая оттенки, ученые могут определить возраст льда, траекторию его движение и историю климатических изменений.
1.4. Как возникают айсберги?
Огромные куски льда откалываются от ледников, которые покрывают материки и пускаются в свободное плавание. Северные айсберги откалываются от ледникового покрова Гренландии, а южные от Антарктиды.
Гренландия находится на Северо-Востоке Северной Америки и омывается водами Северного Ледовитого и Атлантического океана. Антарктида – это самый южный материк Земли, расположенный в южном полушарии в центре Антарктики и омывается водами Южного океана.
В Южном полушарии гораздо больше айсбергов, чем в Северном. Так же они намного превышают по своим размерам северные. При этом айсберги Северного полушария самые опасные, так как часто доплывают до оживленных судоходных путей. И до тех пор, пока они не растают, они представляют серьезную угрозу судоходству.
Длительность существования айсбергов и дальность их плавания зависит от направления и скорости течения в океане, а не воздушных потоков. Часто они плывут против ветра, сквозь ледяные поля толщиной до двух метров. Айсбергов дрейфует много: ежегодно по несколько десятков тысяч. Они могут существовать и дрейфовать по 5–10 лет.
Айсбергам дают названия по месту их появления: А, В, С и D - в зависимости от одного из четырех секторов ледника. Порядковый номер (1,2,3 и так далее) присваивается по хронологии каждому новому айсбергу (Приложение 4).
Вывод: названия айсбергов – это буквенно-цифровые индексы, которые присваиваются отколовшимся ледяным глыбам, чтобы ученые и моряки могли отслеживать их перемещение и избегать столкновений.
1.5. Ледяной гигант А23а.
Через несколько лет после крушения «Титаника» был создан ледовый патруль, который успешно функционирует и в наши дни. Задача этой организации – предупреждать суда о крупных айсбергах, отслеживая их движение. Для этой цели они маркируют крупные айсберги GPS-маячками, отслеживают траекторию движения с помощью самолетов и спутников, и используют вычислительную технику для прогноза движения ледяных глыб.
А23а – один из крупнейших и старых в мире айсберг, за которым велось непрерывное спутниковое наблюдение. Исходный размер айсберга составлял 4170 кв. км, около 400 метров в высоту и весом почти 1 триллион тонн. Размер на столько внушительный, что его площадь можно сравнить с площадью двух городов вместе взятых - Москвы и Санкт-Петербурга. (Приложение 5)
В 1986 году он откололся от антарктического ледника и десятилетиями оставался неподвижным. Из-за колоссальных размеров айсберг почти сразу сел на мель в центральной части моря Уэдделла и оставался не подвижным более 30 лет. При движении он зацепился основанием за дно моря. В момент отделения от ледника на поверхности айсберга находилась советская научная база «Дружная -1».
В 2020 году айсберг сошел с мели, а осенью 2023 года вышел в чистые воды Южного океана. Пройдя более 1000 км в направлении Атлантического океана, он начал ускоренно раскалываться и таять.
В результате попадания в теплые воды и образования на поверхности талых вод привели к лавинообразному разрушению массива. Когда талые воды проникают в трещины, они разрывают лёд изнутри. Весной 2026 года, спустя 40 лет айсберг окончательно разрушен, расколовшись на мелкие фрагменты. Его площадь сократилась на 99%, до 50 кв км.
Вывод: айсберги возникают в результате откола огромных глыб от материковых ледников или шельфовых ледников. Они сползают в океан в Арктике и Антарктиде, а затем, из-за разницы плотностей пресного льда и морской воды, всплывают на поверхность.
1.6. Исследование А23а учеными.
Ученые внимательно и непрерывно следили за айсбергом А23а на протяжении всего его пути. Они использовали спутниковые технологии и наблюдения с Международной космической станции для отслеживания его движения и состояния. Ученые подчеркивали, что разрушение айсберга – это не просто таяние по краям. На его поверхности в конце 2025 года образовались озера бирюзового цвета, что стало симптомом глубокого распада. Вода через трещины проникала внутрь ледяного монолита, действуя как клин и разрывая его на куски.
Ученые отмечали, что динамика разрушения А23а напоминает каскадный процесс: как только вода находит глубокую трещину, ледяное поле просто рассыпается на фрагменты. Это явление стало предметом изучения для многих исследователей, так как оно позволяет моделировать, как ледники реагируют на изменение климата, и появилась возможность спрогнозировать их поведение.
Постепенное таяние айсберга не вызвало угрозы. Площадь айсберга впечатляющая, но в масштабах Антарктики не является критичной. Айсберг был «домом» для многих животных, и теперь они его лишились. Многие животные были вынуждены искать себе новые места для размножения. (Приложение 6)
Вывод: Айсберг А23а – это самый знаменитый и один из крупнейших айсбергов в истории наблюдений. За судьбой айсберга пристально следили, используя спутники дистанционного зондирования и снимки с Международной космической станции. Весной 2026 года ледяной гигант окончательно завершил свой жизненный путь. Из-за таяния, образования трещин и внутренних озер талой воды он раскололся на множество мелких обломков.
1.7. Что станет с миром, если Антарктида растает?
В Антарктиде сохранено примерно 90% мирового льда и 70% пресной воды. Если бы весь антарктический лёд растаял, то уровень моря по всему миру поднялся бы примерно на 61 метр. Это размер 20-этажного дома.
Полностью исчезнут: Мальдивы, Тувалу, Кирибати, Маршалловы острова и Науру.
Европа: уйдет под воду значительная часть Нидерландов, Дании, Бельгии. Потопления затронут прибрежные города Великобритании, северную часть Франции и побережье Германии.
Азия: будут затоплены прибрежные районы Китая, Бангладеш, территории во Вьетнаме и Индии.
Северная и Южная Америка: под воду уйдут штаты Флорида и Луизиана, а также часть Нью-Йорка. Исчезнет значительная часть Бразилии.
Австралия: будут затоплены Сидней и Мельбурн.
Из-за того, что около 40% населения планеты живут в зонах, где есть риск затопления, в мире появится минимум 3.5 миллиарда беженцев. Появится дефицит питьевой воды. Соленая вода будет проникать в грунтовые воды. Во льдах хранится большое количество бактерий, без очистки у современного человека нет иммунитета. Поэтому есть риск возникновения новой пандемии.
Ученые прогнозируют к 2100 году, что две трети ледников Земли могут полностью исчезнуть. На таяние льда серьезное влияние оказывает деятельность человека, сжигание ископаемого топлива и накопление парниковых газов. Скорость исчезновения ледников выросла на 57% с 1990 годов. За последние 30 лет Арктический лёд сократился на 10%. Уровень моря повышается на 3.2 миллиметра в год. По прогнозам, рост ускорится ближайшие десятилетия.
Таяние льда способно повлиять на состав воды, сделав ее более или менее соленой, что может привести к гибели морских обитателей.
Некоторые виды животных попали под угрозу вымирания. Уже сейчас происходит миграция: бабочки, лисы, и растения мигрировали дальше на север или в более высокие и прохладные районы. Некоторые виды животных продолжат двигаться дальше на север или станут более сильными. Другие, такие как белые медведи, не смогут адаптироваться и исчезнут.
Вывод: если весь лед Антарктиды растает, уровень Мирового океана поднимется примерно на 58–65 метров. Это приведет к катастрофическому изменению климата, исчезновению многих островных государств и затоплению крупнейших прибрежных мегаполисов мира, а сама Антарктида превратится в архипелаг.
1.8. Как остановить таяние льдов?
Ученые считают, что при крупномасштабном сокращении выбросов парниковых газов существует небольшая возможность ограничить потепление до 1.5 градуса. Кроме того, исследователи говорят, что избежать экологических проблем можно, если меньше летать на самолетах, ездить на общественном транспорте и ходить пешком, экономить электроэнергию, использовать возобновляемые источники энергии, беречь воду и еду, высаживать больше деревьев и перерабатывать отходы.
В России ежегодно 22 сентября проводится Всемирный день без автомобиля. В этот день автомобилистам и мотоциклистам предлагают отказаться от использования личного транспорта в пользу пеших и велосипедных прогулок.
Так же в России ежегодно проводится международная экологическая акция «Час Земли». В этот день миллионы людей по всему миру добровольно выключают свет и бытовые электроприборы ровно на один час (с 20:30 – до 21:30)
Вывод: для сохранения популяции животных и экологии планеты, человечеству необходимо бережно использовать ресурсы, использовать возобновляемые источники энергии, перерабатывать отходы и «озеленять» нашу планету.
Так, например, наш класс в мае 2026 года поучаствовал в акции «Сирень Победы» и посадил сирень на территории гимназии. Это было значимое событие. А я, совместно, со своей бабушкой каждый год высаживаем различные деревья и кустарники на улице своего города. (Приложение 11)
1.9. Польза айсбергов.
Проекты по водоснабжению.
В современном мире люди научились защищаться от дрейфующих айсбергов. Их буксируют ради защиты нефтяных платформ, работающих глубоко в море. Для этого созданы специальные суда – буксиры, которые используя уникальную технологию способны буксировать айсберги весом в несколько миллионов тонн. (Приложение 7)
Во льдах Антарктиды содержится более 90% пресной воды на Земле. Этим решили воспользоваться в ОАЭ, где испытывают проблемы с питьевой водой. Предприниматель по имени Абдулла Альшехи придумал, как доставлять айсберги из Антарктиды, чтобы использовать их в качестве источника пресной воды. Айсберги никогда не использовали в качестве основного источника питьевой воды из-за затрат и рисков, связанных с их перемещением. Но по расчетам предпринимателя это дешевле, чем опреснять морскую воду.
Айсберги планируют отбирать по спутниковым снимкам, подходящего размера – 2 км в длину и 500 м в ширину. Буксировка займет примерно 10 месяцев. От раскалывания айсберг будет защищать специальный металлический пояс. Ожидается, что в пути айсберг потеряет примерно 30% своего объема из-за таяния. Стоимость проекта около 100 млн долларов. В случае успеха пресной воды хватит миллиону людей на 5 лет.
Учеными уже подсчитано, что один айсберг среднего размера может дать количество воды, сравнимое со стоком крупной реки.
В России способ транспортировки айсбергов запатентовал в 1997 году изобретатель Г.Ю. Халидов. Сейчас таких проектов уже много.
Вывод: польза айсбергов — это важнейшая экологическая роль, заключающаяся в поддержании мирового климатического баланса и обеспечении океанических систем.
II Практическая часть
Изучив теоретическую часть, узнав много информации об айсбергах, я решил провести практическую работу, в виде проведения исследовательских опытов.
2.1. Опыт 1: Почему айсберги не тонут?
Еще в XVIII веке русский ученый Михаил Ломоносов объяснил, почему айсберги не тонут. «Айсберг состоит из пресной воды, а ее плотность меньше плотности морской воды».
Гипотеза: Айсберги не тонут из-за того, что лёд легче воды.
Я провел опыт, чтоб подтвердить данную гипотезу (Приложение 8):
1. Я добавил в пресную воду соль, чтоб сделать ее «морской»;
2. В получившуюся «морскую» воду поместил свой «айсберг» - подготовленный заранее лёд из пресной воды;
3. Лёд удержался на плаву. В результате я убедился, что лёд из пресной воды не тонет в «морской».
Вывод: айсберги дрейфуют на поверхности воды и не тонут, так как лёд из пресной воды легче морской воды.
Опыт 2: Как разрушается айсберг?
Гипотеза – при попадании талой воды в трещины льда, айсберг разрушается изнутри.
Для подтверждения данной гипотезы я провел опыт: (Приложение 9)
1. Я добавил в пресную воду соль, чтоб сделать ее «морской»;
2. В получившуюся «морскую» воду поместил свой «айсберг» - подготовленный заранее лёд из пресной воды;
3. Добавил теплой воды на свой «айсберг», имитируя талую воду
4. Убедился, что по льду пошли трещины, начал издаваться трескающийся звук, через трещины просочилась вода. Таким образом, начался этап разрушения изнутри.
Вывод: При попадании талой воды в трещины льда, айсберг разрушается изнутри, а не снаружи.
Опыт 3: В каких условиях лёд тает быстрее?
Гипотеза – при парниковом эффекте ледники растают быстрее.
Для подтверждения данной гипотезы я провел опыт: (Приложение 10)
1. Я разместил в две чаши одинаковое количество льда (12 штук)
2. Одну чашу разместил на кухне, где включено много электроприборов. А вторую убрал в комнату с растениями и без электроприборов.
3. Засек время (20:00) и наблюдал.
4. Через 41 минуту лёд в первой чаше полностью растаял, а во второй растаял на половину.
Таким образом, я убедился во влиянии окружающей среды на скорость таяния льда.
Вывод: При бережном использовании электроприборов и высадки деревьев, человек может повлиять на скорость таяния ледников и избежать катастрофы.
Заключение
Мы все часто слышим о проблеме глобального потепления и таяния ледников. Проведенные мною опыты подтвердили эту опасность. Я подтвердил так же свою гипотезу- лед плавает, потому что он легче воды. Выяснил, что таяние ледников можно грамотно использовать на пользу человечеству.
Уточнил для себя, что айсберги являются огромными запасами пресной воды, поэтому уже появляются проекты буксировки айсбергов судами к берегам засушливых стран и регионов, чтобы использовать образующуюся при их таянии воду для водоснабжения.
В ходе исследовательской работы я узнал много интересной информации об айсбергах, как они появляются, какими бывают.
Проведя ряд опытов, я установил, почему айсберги не тонут, а также какую они несут опасность и ценность для человечества.
Изучил, как образуются айсберги, сделал выводы проведенной мною исследовательской работы. Работа над проектом для меня была очень интересной. Я поделился со своими одноклассниками интересными фактами об айсбергах, в своем 2-б классе провел мастер класс по изготовлению макета «Удивительный айсберг». Все ребята были в восторге! Я остался довольный своим результатом.
Перспектива проекта заключается в том, что в будущем я создам игровую книгу «Удивительный айсберг», куда включу интересные факты об айсбергах. Уже выполняю для себя черновики-наброски. Это будет, уверен, интересно для всех моих родственников, одноклассников, учителя.
Список используемой литературы
1. Домоганких Е.М., Алексеевский Н.И. География. Учебник 6 класса общеобразовательных организаций/ 6 издание. М.: ООО «Русское слово
- учебник», 2017. 224с.
2. Маркин В. А. Я познаю мир. Детская энциклопедия «География» / В.А.
Маркин. 1998. 263 с.
3. Непомнящий Н.Н. Я познаю мир. Детская энциклопедия «Природные катастрофы› / Непомнящий Н.Н. 2001. 318 с.
4. https://kulturologia.ru
5. https://moya-planeta.ru
6 https://polartravelclub.ru
7. https://ru.ruwiki.ru
8. https://ru.wikipedia.org
9. https://science.mail.ru
10.https://waterservice.kz
11.https://www.meteovesti.ru
12.https://www.rbc.ru
Приложение 1.
Приложение 2
Столообразный айсберг
Пирамидальный айсберг
Куполообразный айсберг
Приложение 3
Голубой айсберг
Зеленый айсберг
Полосатый айсберг
Мраморный айсберг
Черный айсберг
Приложение 4
Момент образования айсберга
Приложение 5
Айсберг А23а
Приложение 6
График таяния и траектория движения айсберга А23а
Приложение 7
Проект буксировки айсбергов
Приложение 8
Фото опыта 1
Приложение 9
Фото опыта 2
Приложение 10
Фото опыта 3
Приложение 11
Фото с высадки деревьев