История жизни на земле (экскурсия в природу)

Задачи. В основном задачи одинаковы с целями предыдущей экскурсии. Преимущественное внимание уделяется анализу ископаемых остатков и другим доказательствам исторических преобразований природы местного края.

Подготовка учителя к экскурсии. Выбирая маршрут экскурсии, полезно просмотреть краеведческую и методическую литературу, посоветоваться с учителем географии и сотрудниками отдела природы краеведческого музея. Маршрут экскурсии прокладывают по местам, где можно исследовать действие современных геологических сил: ветра (участки развеваемых песков), текучих вод (ручей, река), спокойных вод (зарастающее озеро), проявлений хозяйственной деятельности человека (поле, плотина и др.).

Самое сложное в организации экскурсии - подобрать хорошее обнажение - место, где горные породы выходят на дневную поверхность. Это крутые склоны оврагов, обрывы по берегам рек, известняковые карьеры, угольные разрезы.

Во многих местах пески, глина, известняки, мергели и другие осадочные породы не содержат ископаемых остатков. Обнажения, где можно обнаружить окаменелые остатки раковин моллюсков и других ископаемых, достаточно редки. Иногда ископаемые остатки очень малы, и их можно найти лишь под микроскопом, как например, кусочки раковин в писчем мелу. Вот почему необходимо предварительно осмотреть обнажение и выяснить его пригодность для обследования.

Наиболее богаты ископаемыми осадочные породы, отложившиеся в морях мезозойской эры, - песчаники, слоистые известняки, темного цвета глины. Отпечатки растений чаще встречаются в угленосных толщах, слоистых глинах, глинистых сланцах, песчаниках. Найденные ископаемые заворачивают в вату или мягкую бумагу и укладывают в картонную коробку. На этикетке пишут место находки (обнажение), номер слоя. Если ископаемые остатки не удалось определить в школе, их посылают вместе с этикеткой специалистам краеведческого музея. Отпечатки и остатки растений, насекомых, земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих встречаются в плохой сохранности и рассыпаются в руках. Если в рыхлых отложениях обнаружены остатки млекопитающих, раскопки прекращают, делают описание места их обнаружения и сообщают о нем в краеведческий музей.

Благоприятные условия для проведения экскурсии складываются в конце апреля - начале мая. В это время хорошо заметны результаты деятельности тающего снега на склонах, появились свежие обнажения в результате размыва в половодье, видны наносы аллювия.

Подготовка учащихся к экскурсии такая же, как и к экскурсии в музей. Учащимся напоминают о соответствующей одежде и обуви.

Оборудование: молоток и зубило для выколачивания образцов из твердых пород, мешочки для образцов, лейкопластырь для наклеивания на образцы, вата или мягкая бумага и картонные коробки для упаковки ископаемых остатков, блокноты и карандаши, рулетка.

Проведение экскурсии. Около обнажения учитель начинает рассказ о геологическом строении местности. Этот участок поверхности лежит на кристаллическом фундаменте, который сформировался в докембрии. Под Москвой его глубина примерно 1,5 км. Это подтверждается результатами бурения. Поверх кристаллического фундамента залегают толщи осадочных пород. Русская равнина в разные геологические периоды была морским дном, на котором осаждались слои песка, глины, известковых илов. Осадки со временем превращались в осадочные породы: песчаники, глины, известняки, глинистые сланцы, доломиты. В результате внутренних процессов в ядре земная кора поднималась, море отступало и дно моря оказывалось сушей. Слои различных отложений хорошо видны на обрывистых берегах рек, пролегающих в осадочных породах.

По характеру отложений можно определить, что здесь было раньше - суша или море, а толщина осадочных пород говорит о возрасте. Девонская, каменноугольная и пермская системы представлены преимущественно плотными известняками, мергелями, доломитами, а юрская и меловая системы - рыхлыми песчано-глинистыми породами, а местами - писчим мелом. Выход горных пород на поверхность Земли называют обнажением. При описании обнажения указывают его местонахождение, длину и высоту, количество пластов (нумеруют снизу), их структуру, окраску, мощность, состав пород, наличие включений и ископаемых остатков (рис. 22).

Рис. 22. Ископаемые беспозвоночные: Плеченогие: 1 - продуктус (карбон). Кишечнополостные: 2 - трубчатый коралл (силур-пермь). Членистоногие: 5 - трилобит азафус (ордовик). Моллюски: 4 - раковина головоногого моллюска аммонита (девон); 5 - остаток внутреннего скелета головоногого моллюска белемнита - 'чертов палец' (юра)

Затем анализируют найденные ископаемые остатки брюхоногих моллюсков, головоногих моллюсков. Все они обнаружены в слое известняка мелового периода. Каково происхождение этих известняков? Особое внимание обращают на белемниты, их народное название "чертовы пальцы" (рис. 22, 5). Суеверия связывали образование их с ударом молнии в землю, отсюда название "громовые стрелы". Но ученые доказали, что белемниты - окаменевшие остатки внутреннего скелета вымерших головоногих моллюсков. О чем говорят находки брюхоногих моллюсков, аммонитов и беломнитов? Очевидно, о том, что в прошлом на этом месте было море. И сейчас головоногие моллюски (кальмары, осьминоги) встречаются только в морях и океанах. Посоветуйте внимательно рассмотреть окаменевшую раковину брюхоногого моллюска и определить, кого из современных животных она напоминает. Покажите раковину лужанки из школьной коллекции, отдаленно похожую на ископаемую форму. Какой вывод можно сделать из этого сравнения? После меловых отложений следуют четвертичные отложения: пески, глины, суглинки.

Современный рельеф - это последняя страница геологической истории. Внешний облик, происхождение, возраст и историю развития рельефа изучает наука геоморфология. Учитель в беседе выясняет роль ледника в формировании рельефа данной территории и просит доказать правильность предположения о местном происхождении валунов. Валуны появились в другом месте и перенесены сюда ледником. Примерно 70-65 тысяч лет назад территория края находилась в окололедниковой зоне последнего Валдайского оледенения. Здесь бурно таял край ледника и мощные потоки воды устремлялись в низины и откладывали в них песок, глину, гальку и небольшие валуны. Там, где был ледник, обычно находят глыбы кристаллических пород размером более 1 м. Ученики правильно определяют, что валуны и галька состоят из гранита и гнейса. Эти породы на большей части Русской равнины лежат в фундаменте. Следовательно, обосновано утверждение о том, что валуны принесены ледником из Скандинавского центра, где они выходят на поверхность. Валуны - это начальный этап разрушения кристаллическпх пород. Вывод дополняет сообщение о том, что река-это древняя ложбина стока ледниковых вод. Ледник не только изменил формы рельефа - он вызвал существенные изменения в видовом составе и численности растений и животных.

Современный рельеф представляет собой результат длительного исторического развития. Если известен характер геологических процессов в настоящее время, становится возможным понять геологические процессы прошлого и предвидеть их в будущем. Один из таких процессов - выветривание - совокупность процессов механического разрушения и химического изменения горных пород. Предложите учащимся доказать происхождение песка из валунов.

Учащиеся указывают на физическое выветривание под воздействием ветра, колебания температур, гидрологических условий - "Капля камень долбит не силой, а частотой падения". Но эти факторы не исчерпывают характеристики выветривания. Какие окислы имеются в воздухе и как они взаимодействуют с горными породами? (Углекислота, сернистый газ, двуокись азота при взаимодействии с водой дают кислоты, разрушающие горные породы.) Приведите примеры биологического выветривания (грибы взламывают асфальт). Пример яркий, но неточно характеризует выветривание, которое обусловлено не столько грибами, сколько бактериями, лишайниками, водорослями и высшими растениями. Таким образом, горные породы разрушаются совокупностью воздействий факторов неорганической и органической природы.

Затем анализируют процессы переноса песка - продукта выветривания валунов, выясняют условия образования оврагов. Школьники характеризуют ущерб, который овраги приносят народному хозяйству, перечисляют способы предотвращения развития конкретного оврага и предлагают практические методы по уменьшению эрозии земель в окрестностях школы.

Продолжается экскурсия на берегу реки. Учитель обращает внимание на изгибы русла. Почему река течет не по прямому руслу, хотя должна стремиться к прямолинейному движению (прямая - кратчайшее расстояние между двумя точками)? Причины этого явления-сложная динамика самого потока, силы вращения

Земли, особенности рельефа, состава горных пород и др. Ученики должны убедиться в тесной взаимосвязи и взаимозависимости неорганической и органической материи в процессе их саморазвития. Блуждание русла, поочередное подмывание берегов, весеннее половодье формируют долину реки и ее затопляемую часть - пойму. Около русла тянется песчаная полоса, а над ней - прирусловой вал. Вблизи русла из-за падения скорости течения полых вод в большом количестве откладывается крупный песчаный материал. Это самая высокая часть поймы. Здесь развиваются заросли кустарниковых ив, а луга имеют высокий и разреженный травяной покров. Центральная часть поймы несколько понижена, так как здесь меньше отложений осадочного материала, и в нем преобладают более мелкие песчано-глиняные частицы. Для этой части поймы характерны дубравы; на лугах обычны многоярусные и сомкнутые травостои. Притеррасная часть поймы наиболее понижена и часто заболочена. Здесь распространены торфяные почвы и заросли черноолынаников, много осок и влаголюбивого разнотравья.

Итоги экскурсии. Развитие поверхности поймы связано с половодьем и процессами размыва и накопления аллювия (наилка); растительность поймы подвергается ежегодному затоплению и занесению слоем наилка. Не все виды растений выдерживают эти воздействия. Перемещение осадочного материала сильно влияет на растительность поймы, в частности на ритм вегетации. Вместе с тем растения закрепляют аллювиальные отложения, препятствуют их дальнейшему размыву и тем самым растительность оказывает воздействие на формирование рельефа поймы, накопление в ней органических веществ. Это свидетельствует о тесной связи и сложных формах взаимодействия неживой и живой природы в настоящее время.

Документы подтверждают подобные взаимодействия и в предшествующие геологические эпохи. Яркий пример важной роли живой природы в истории Земли - образование нефти, угля, торфа, известняка - ракушечника и других горных пород из органического вещества.

На водоразделе учащиеся наблюдают другие следы хозяйственной деятельности человека: леса сведены под посевы, созданы водохранилища, большие площади занимают населенные пункты, дороги; развитие промышленности и интенсивное сельское хозяйство способствуют изменению химического состава воздуха и воды, что влияет на круговорот веществ в природе. Воздействуя на среду обитания диких животных и растений, человек оказывает на них разносторонние влияния, часто неблагоприятные. Следовательно, по масштабам воздействия, по силе влияния деятельность человека может быть приравнена к геологическим силам.

В заключительной беседе учитель говорит о том, что изучение состава обнажения, палеонтологические находки, знакомство с действием современных геологических сил, формирующих рельеф, убеждают в исторических изменениях неорганического и органического мира. Во всех случаях мы наблюдаем проявления всеобщей взаимосвязи, взаимодействия неживой и живой природы. Всегда ли органический мир был таким, каким мы видим его в настоящее время?

Наука доказывает, что органический мир возник из неорганического и прошел сложный и длинный путь развития. Геологам и палеонтологам удалось проникнуть в глубь веков. Ископаемые остатки показывают нам происхождение современного мира растений и животных путем отбора. Наибольшее воздействие на жизнь оказывали изменения климата и рельефа, что видно на примере ледникового периода.

Диалектическое понимание истории Земли подразумевает убежденность в активном влиянии живой природы на геологические процессы: зарастание водоемов, образование горных пород и почвы, изменение химического состава атмосферы и другие воздействия. С развитием человечества его хозяйственная деятельность стала выступать как новая и мощная геологическая сила.