Интегрированный урок по химии, биологии, географии, физике для 8-го класса: "Геологическое летоисчисление"

Цели урока:

• повторить основные понятия темы: “Литосфера и рельеф”,
• на основе знаний полученных на уроках химии и географии, подвести учащихся к рассмотрению таких вопросов, как химическая эволюция, геологическое изменение лика Земли,
• рассмотреть биологическую эволюцию жизни на Земле, не углубляя данного вопроса, -развивать умения учащихся устанавливать причинно- следственные связи;
• продолжить формирование представлений о межпредметных связях;
• способствовать познавательной активности учащихся и интереса к изучаемым предметам при помощи новых информационных технологий.

Оборудование: компьютер, мультимедиа приставка, отрывок кинофильма “Развитие жизни в докембрии”, коллекция полезных ископаемых, физическая карта России, геохронологическая таблица, тектоническая карта России.

ХОД УРОКА

Урок проводится на основе созданной учителями мультимедийной презентации. Презентация выводится на экран через приставку.

I. Организационный момент.

II. Историческая справка.

Учитель географии. Многие годы геологи, изучая горные породы , пытались определить возраст Земли. Но еще недавно они были далеки от успеха. В начале 17 века архиепископ Армы Джеймс Ашер вычислил дату сотворения мира по Библии, и определил ее как 4004 г. до н. э.
(рис. 1). Но он ошибался более чем в миллион раз. Сегодня ученые считают, что возраст Земли – 4600 миллионов лет. Он приблизительно равен возрасту Солнца и других планет.

Наука, которая занимается изучением возраста Земли по расположению горных пород, называется геологией. Рассмотрим методы, которые используют при изучении возраста Земли.

1. Геохронологический метод – основан на изучении последовательности расположения осадочных пород (рис. 2).

Вопросы.

– Что называют осадочными горными породами?
– Объясните механизм образования осадочных пород (под воздействием погодных условий горные породы разрушаются, реки несут их обломки в озёра и моря, где из накапливающихся отложений образуются осадочные горные породы)
– Приведите примеры. ( Показать образцы)

2. Метод абсолютной геохронологии.

Учитель химии. В 20 в. французский физик Пьер Кюри предложил этот метод. Он основывался на естественной радиоактивности некоторых химических элементов. Строгое постоянство скорости радиоактивного распада привело к мысли о разработке единой хронологической шкалы истории Земли (рис. 3).

3. Свинцовый метод – для определения абсолютного возраста используют “ долгоживущие” радиоактивные изотопы урана (Приложение 1).

– Что такое изотопы?
– Каковы свойства изотопов?
– Исключение? (1Н, 2Н, 3Н)  (рис. 4, 5).

4. Радиоуглеродный метод. Скорость распада радиоактивного изотопа характеризуется периодом полураспада. Это время, в течение которого исходное количество атомов уменьшается в 2 раза. В атмосфере Земли азот превращается в радиоактивный изотоп 14С с периодом полураспада 5750 лет (Приложение 2).

Вопросы к 1 этапу урока.

– Какая наука занимается изучением возраста Земли?
– Назовите методы изучения.

III. Объяснение нового материала.

Учитель географии. При изучении возраста Земли составили календарь Земли. История Земли разделена на длительные промежутки времени – эры. Эры делятся на периоды, периоды на эпохи, эпохи – на века. (Запись в тетрадь)
Названия эр греческого происхождения: архейская – древнейшая, протерозойская – ранняя, палеозойская – древняя, мезозойская- средняя, кайнозойская – новая. На основе определения геологического возраста горных пород учёные составляют геохронологические таблицы (рис. 6). Чтение таких таблиц начинают снизу по мере залегания горных пород. На нашем уроке мы составим таблицу, в которую занесем главнейшие геологические события, полезные ископаемые, проследим основные этапы развития жизни, этапы химической эволюции. (Заполнение таблицы в процессе изучения нового материала)

Учитель физики. Протопланетный этап – возникновение Вселенной (рис. 7). Любой электрон попытавшийся приблизиться к высокоэнергетическому протону, тут же отбрасывался в результате столкновения с ним   (рис. 8). Но время работало против излучения. Расширение остужало Вселенную и протоны постепенно теряли свою энергию, поскольку им приходилось заполнять всё больше пространство (рис. 9). Спустя примерно миллион лет температура упала до 4000 С, что уже позволило ядрам удерживать электроны на орбитах. Именно на этой стадии развития Вселенной образовались атомы (рис. 10). В течение несколько тысяч лет электроны устроились на орбитах вокруг ядер водорода. Планета Земля формировалась из сгустков пыли, газа и более твёрдых частиц. Часто в этот сгусток попадали метеориты, которые повышали температуру юной планеты (рис. 11). Постепенно рой метеоритов рассеялся (Приложение 3), и наступила эпоха вулканизма (рис. 12). Лава, извергаемая вулканами застывала, и формировался первичный облик Земли (рис. 13).

Учитель химии. Химическая эволюция. Начальным этапом считают этап образования атомов химических элементов на основе водорода и его изотопов. Сначала образуются ядра гелия (рис. 13 а,б), на основе которых возникают такие химические элементы как углерод, азот, кислород. Из них впоследствии образуются простейшие неорганические соединения – вода, аммиак, углекислый газ, хлороводород. И, наконец, на основе углерода возникают простейшие органические соединения. Например, метан.

Учитель географии. Докембрийский период. В геологии в этот период образуется первичная земная кора, которая разрастается в процессе вулканизма и осадочных пород. Так образовались крупные платформы (рис. 14).

Вопросы.

– Назовите и покажите их по карте.
– Чему соответствуют они в рельефе? (Русская и Западно-Сибирская равнины: рис. 15, 16)

Фундаменты платформ сложены магматическими и метаморфическими породами.

Вопрос.

– Какие породы называют магматическими и метаморфическими? Приведите примеры. (Гнейсы, граниты, кварциты - показ минералов из коллекции)

В Докембрийский период образуются складчатые области на юге Сибирской платформы.

Вопросы.

– Что называют складчатыми областями?
– Как они образуются? (Рис. 18, Приложение 4)

– Чему они соответствуют в рельефе (рис. 19, 20)? Назовите их и покажите на карте. ( Горы Прибайкалья и Забайкалья: рис. 21)

Для полезных ископаемых докембрия характерна высокая рудоносность (магнитный железняк, красный железняк, медный колчедан, свинцовый блеск – показ минералов).

Учитель биологии. Жизнь в докембрийский период стала геологическим фактором – живые организмы меняли форму и состав земной коры, формировали её верхний слой – биосферу.

Просмотр фрагмента кинофильма.

Вопросы.

– Как было доказано, что жизнь на Земле зародилась в докембрии?
– Назовите первых живых обитателей Земли.
– Какая оболочка стала формироваться с их появлением?

Учитель географии. Палеозойская эра. В палеозойскую эру, в результате столкновения литосферных плит, образовались горы суши (рис. 22 – 27).

– Определите по карте какие горы образовались в этот период? (Уральские горы, Алтай, Западные и Восточные Саяны). В результате изобилия растительности и животного мира в этот период образовываются нефть, уголь, соли. Угли карбона и Перми составляют 40% запасов углей Земли. (Приложение 5, Приложение 6)

Показ минералов.

Учитель биологии. С самого своего возникновения животные находятся в зависимости от растений, которые снабжают их кислородом и стоят в основании пищевой пирамиды. Расскажите о животных и растениях, которые зарождались в Палеозойскую эру. (Ответы учащихся в виде презентаций: рис. 29 – 54).

Учитель географии. Мезозойская эра. По тектонической карте определите территории, образование которых проходило в мезозойскую эру?(Горы Сихотэ-Алинь; хребты Черского и Верхоянский:   рис. 53, 54)

– Назовите полезные ископаемые мезозойской эры. (Золото, цинк, мышьяк, серебро, олово, вольфрам и другие)
Эти полезные ископаемые возникли в результате активных тектонических движений. В настоящее время разнообразие рельефа этих территорий является результатом геологической истории.
Часть океанической плиты опустилась, а отдельные блоки поднялись, впоследствии образовались платформы (рис. 57). В условиях теплого и влажного климата, высокой биомассы сформировались залежи углей. Самый крупный Зырянский каменноугольный бассейн  мощность пластов 700-800 метров (показ по карте).

Учитель биологии. Это эра пресмыкающихся и голосеменных растений. Пресмыкающиеся животные заселили всю сушу, море, некоторые приспособились к полету. Полными “хозяевами” суши стали динозавры.

Ответы учащихся в виде презентаций (рис.56 – 66).

Учитель географии. Кайнозойская эра. С началом кайнозойской эры материки Лавразия и Гондвана стали “расползаться”, образуя новые материки. При этом происходило перемещение литосферных плит и их столкновение друг с другом. Так образовывались складки, т.е. горные хребты.

В кайнозойскую эру на территории России складчатость происходила в пределах Альпийско-Гималайского и Тихоокеанского поясов. Это соответствует Северному Кавказу (рис. 67, 68), где горы растут, о чем свидетельствует вулканизм и землетрясения. Здесь проходит граница столкновения Евразийской и Африкано-Аравийской литосферных плит. Тихоокеанскому поясу соответствуют Курилы и Камчатка (рис. 69,70). Здесь продолжается закладка материковой земной коры, поэтому наблюдают землетрясения, гейзеры, вулканизм.

Вопросы:

– Покажите по карте Курильские острова и полуостров Камчатка.
– Назовите самый большой вулкан России.
– Покажите Кавказские горы и самую высокую вершину России.

Среди полезных ископаемых выделяют фосфориты, бурые угли, бокситы, алмазы, драгоценные камни.

В четвертичный период наступает оледенение (рис. 71). В этот период наблюдается чередование повышения и понижения температур. В России насчитывают 3 оледенения: Окское, Днепровское, Валдайское (рис.72). Последняя послеледниковая эпоха длится 10 тысяч лет.

Учитель биологии. Кайнозой – эра расцвета цветковых растений, птиц и млекопитающих.

Ответы учащихся в виде презентаций (рис. 73 – 81)

IV. Итоги урока.

– Какие этапы развития Земли мы с вами определили?
– Как менялся облик Земля на протяжении 4,6 миллионов лет?
– Какие процессы формировали облик Земли?
– Что происходило с живыми организмами в это время?
– Каковы ваши впечатления о развитии жизни на Земле?