Школата по геология и минералогия през 2019/2020 учебна година

Поради извънредното положение заниманията в школата временно са преустановени.

Школата по геология и минералогия към Националния музей"Земята и хората", София дава основи по обща геология и минералогия на всички желаещи. Обединява знанията от училище в по-цялостна представа за връзките между процесите в заобикалящия ни свят от най-далечното минало до сега. Очертава перспективите за бъдещето.

Школата е общодостъпна, без възрастови ограничения. Целева група са ученици над 3 клас с интерес към минералите, геоложките явления и историята на Земята.

Програмата е двугодишна, веднъж седмично от октомври до юни, в събота от 14.00 до 15.30 часа.

Информация и записване - на тел. 02/865-66-39

или е-mail: zemyata.poznata.i.nepoznata@gmail.com

ПРОГРАМА

за 2019/2020 учебна година

Школата по геология и минералогия

към Националния музей „Земята и хората“, София

19 октомври (събота) 14.00 ч. Тема 1. Науката геология
26 октомври (събота) 14.00 ч. Тема 2. Форма, размери, физични свойства и строеж на Земята
9 ноември (събота) 14.00 ч. Тема 3. Възраст на Земята. Химичен състав на Земята
16 ноември (събота) 14.00 ч. Тема 4. Екзогенни процеси. Изветряне на скалите
30 ноември (събота) 14.00 ч. Тема 5. Геоложка дейност на вятъра. Геоложка дейност на леда
7 декември (събота) 14.00 ч. Тема 6. Геоложка дейност на повърхностно течащите води
11 януари (събота) 14.00 ч. Тема 7. Геоложка дейност на подземните води. Карст
18 януари (събота) 14.00 ч. Тема 8. Геоложка дейност на морските и океанските води
25 януари (събота) 14.00 ч. Тема 9. Основни скалообразуващи минерали. Видове скали

1 февруари (събота) 14.00 ч. Тема 10. Седиментни скали
8 февруари (събота) 14.00 ч. Тема 11. Ендогенни процеси. Магматизъм

15 февруари (събота) 14.00 ч. Тема 12. Вулканизъм
22 февруари (събота) 14.00 ч. Тема 13. Магмени скали
29 февруари (събота) 14.00 ч. Тема: 14. Метаморфизъм и метаморфни скали
7 март (събота) 14.00 ч. Тема: 15. Тектонски движения на земната кора
14 март (събота) 14.00 ч. Тема: 16. Структурни форми
21 март (събота) 14.00 ч. Тема 17. Земетресения
4 април (събота) 14.00 ч. Тема 18. Космично развитие на Земята. Хадей
9 май (събота) 14.00 ч. Тема 19. Исторична геология. Архай и Протерозой
16 май (събота) 14.00 ч. Тема 20. Исторична геология. Мезозой
30 май (събота) 14.00 ч. Тема 21. Исторична геология. Неозой
6 юни (събота) 14.00 ч. Тема 22. Геоложка екскурзия

Водата е навсякъде на Земята

Водата е практически навсякъде на Земята. Нещо повече, тя е единствената позната субстанция, която естествено може да съществува като газ, течност и твърдо вещество в относително малкия диапазон от температури и налягания на въздуха, съществуващи на земната повърхност.

Цялото водното съдържание на Земята е около 1,39 милиарда кубически километра, като по-голямата част от него, около 96,5%, се намира в Световния океан. От останалото, приблизително 1,7% се съхраняват в полярните ледени шапки, ледниците и постоянния сняг, а други 1,7% се съхраняват като подземни води, езера, реки, потоци и почвена влага. Само хилядна от 1% от водата на Земята съществува като водна пара в атмосферата.
Особено трудно се правят оценки на подземните води и те варират в широки граници. (Стойността в таблицата по-долу е най-високия край на диапазона.) Подземните води могат да съставляват от приблизително 22 до 30% прясна вода.

Къде се крие тайнствената подземна вода?

Как замразяване на сладолед постави науката в гореща вода

Водата е едновременно изключително позната, съставлява почти две трети от нашите тела и обхваща три четвърти от планетата, но е и изключително тайнствена. Въпреки че я познавате толкова добре, много от нейните свойства ще ви изненадат напълно. Други са толкова странни, че все още не намират научно обяснение.

Разпръскването на вода в мразовития въздух моментално я превръща в сняг. Това може да се прави (от пълнолетни, защото е опасно!) в много студени зимни дни единствено с гореща вода. Дължи се на ефекта на Мпемба. Хората го намират за вдъхновяващо и стимулиращо. В северното полукълбо на Земята само чакат да нахлуе студена вълна! Има куп видеоклипове със "снежния" ефект на Мпемба, но и много злополуки с изгаряния при опасния опит. Наричат го "сензация в социалните мрежи".

Не изглежда логично, но когато искате да замразите водата си по-бързо, първо я загрейте. Горещата вода (понякога) замръзва по-бързо от студената. Физиците не могат да обяснят случващото се със закона на Нютон за охлаждане, според който скоростта, с която едно физично тяло (предмет) се охлажда, е пропорционална на разликата в температурата между това тяло и неговата среда.

Едновременно странен и противоречив, феноментът е обект на научно аргументиране вече 50 години, докато учените се борят да го обяснят. През 1969 г. Mpemba и Osborne публикуват резултати от експеримент, станал известен като "ефект на Мпемба". Експериментът показва, че времето за започване на замразяване на вода е най-дълго, ако тя е с начална температура от 25 °C и е много по-кратко при около 90 °C. Така се поставя на общественото внимание странното явление. То е забелязано 6 години по-рано от тогава 13 годишния Ерасто Мпемба по време на училищни занимания за правене на сладолед. Неговото любопитство към факта, че по-топлата смес за сладолед замръзва по-бързо от студената предизвиква продължаващия десетилетия разгорещен научен дебат, който не показва признаци на охлаждане.

Ученикът от Танзания Ерасто Мпемба...           и възрастният Ерасто Мпемба

 

Този позабравен дотогава ефект е описан в IV в. пр. Хр. от Аристотел: "Фактът, че водата е била топла, допринася за бързото й замръзване: защото така се охлажда по-бързо". Ранни модерни учени като Франсис Бейкън и Рене Декарт също потвърждават: "леко хладната вода замръзва по-лесно от тази, която е съвсем студена" и "от опит може да се види, че водата, която дълго време се държи на огън, замръзва по-бързо от друга".

Ефектът на Мпемба не може просто да бъде пренебрегнат. През 2012 г. Кралското общество по химия (RSC) организира конкурс за обясняващи го публикации. Победителят Никола Брегович предлага две причини за ефекта: по-студената проба се охлажда, а не замръзва и засилената конвекция в по-топлата проба ускорява охлаждането.

За съжаление, нито едно от предложените обяснения не е достатъчно убедително, за да въздейства на скептичните учени. Точният процес, който позволява горещата вода да се охлажда по-бързо от по-студената остава мистерия. Предмет на множество статии в международни научни списания, той няма общоприето обяснение. Съществуват разногласия относно параметрите, необходими за постигането на ефекта и относно неговата теоретична основа.

През 2016 г. Burridge и Linden определят като критерий времето за достигане на 0 °C и след експерименти заявяват: "Ние заключаваме, донякъде тъжно, че няма доказателства в подкрепа на смислените наблюдения на ефекта на Мпемба".

Но това дори не е правилния параметър за измерване, тъй като в много случаи водата няма да замръзне в така наречената точка на замръзване (0 °C). Също така кога нещо се смята за замразено? Когато се образуват първите ледени кристали, или когато течността в даден контейнер е напълно замразена? Замразяването не е момент във времето, а процес.

Експериментите с ефект на Мпемба могат да дадат напълно различни резултати, дори когато процедурите се повтарят при точно същите условия. Според авторитетното издание World Physics "дори ако ефектът на Мпемба е реален (ако горещата вода понякога замръзва по-бързо от студената) не е ясно дали обяснението ще бъде тривиално или просветяващо". Вероятно само множество от разнопосочни експерименти може да обясни защо явлението не е разбрано.

Водата е своеобразно вещество и много неща се случват, когато замръзва. Зародишът на ледените кристали, свръхохлаждането и изпаряването могат да повлияят на поведението на топлата и студената вода. Изглежда, че поради всички различни променливи, фините вариации в експерименталната техника могат да доведат до огромни разлики в наблюдаваните резултати. Условията, влияещи върху ефекта, очевидно са много трудни за контрол.

Въпреки това, през 2017 г. две изследователски групи самостоятелно и едновременно откриха теоретични доказателства за ефекта на Мпемба и също така предсказаха нов "обратен" ефект на Мпемба, при който студената вода може дори да се нагрее по-бързо от топлата вода.

Разбирането на същинската причина за ефекта на Мпемба при замразяване на вода все още е интересен открит проблем, който може да включва подробни познания за образуването на водородни връзки и движения (хидродинамични токове) по време на охлаждането.

Необичайните водородни връзки между молекулите на водата са по-слаби от ковалентните връзки, съединяващи в една молекула водородните и кислородните атоми. Водородните връзки се разпадат, когато водата се загрява. Водните молекули след това образуват фрагменти и се подреждат в кристалната структура на леда, като започват процеса на замразяване. Тъй като студена вода трябва първо да разбие тези слаби водородни връзки преди замразяването да започне, има смисъл, че горещата вода ще замръзва преди студената. Това е една от хипотезите.

Докато ефектът остава загадка, учените ще продължават да търсят обяснение. Знанието как работи ефектът може да бъде важно, например за промишлени приложения, където трябва да се охладят големи количества течности. Първо го загряваш и после го охлаждаш или направо го охлаждаш? Ефектът на Мпемба е много по-значим от това просто да обясни поведението на водата.