Вы когда-нибудь посещали каньон или пещеру и задавались вопросом, как появились эти образования? Или наблюдали гладкие камни у реки или пляжа? Эти результаты обусловлены процессом, который называется выветриванием. Выветривание или изнашивание камня под воздействием элементов не только создает гладкие камни, а также пещеры и каньоны, но также медленно разрушает другие твердые объекты, в том числе некоторые статуи и здания. Попробуйте этот процесс на кусочке сахара и почувствуйте, насколько сильным может быть выветривание.
Он может показаться постоянным, но на самом деле он постоянно разрушается. Мы часто не замечаем этот процесс, потому что он происходит так медленно. Как только камень подвергается воздействию элементов, он может начать разрушаться в процессе выветривания. Ученые разделяют этот процесс на две группы: физическое выветривание и химическое выветривание.
Физическое выветривание (также называемое механическим выветриванием) происходит, когда физические силы постоянно действуют на скалу. Один из примеров - камни, падающие друг на друга, отрывающие друг от друга куски. Это часто происходит в реке, пустыне или на склоне холма.
При химическом воздействии порода разрушается или даже растворяется, потому что химическая реакция меняет состав породы. Когда определенные типы камней вступают в контакт с дождевой водой (которая часто слабокислотная, особенно при наличии загрязнения), происходит химическая реакция, медленно превращающая камень в вещества, которые растворяются в воде. Когда эти вещества растворяются, они смываются. Как будто камень исчез!
В этом упражнении вы будете моделировать физическое и химическое выветривание с кубиками сахара, чтобы вы могли увидеть, как это происходит на ваших глазах.
Вам потребуется: четыре кубика сахара, вода, темная цветная бумага или столешница, стакан, пипетка, полотенце для уборки.
Подумайте о нескольких способах разрушения или измельчения камня (кусочек сахара) с помощью механического выветривания.
Попробуйте это с одним из ваших кубиков сахара!
Вы раздавили это, разбили это или применили другую силу на это? Можете ли вы привести примеры того, как камни разбиваются или разрушаются в природе?
Теперь возьмите два новых кубика сахара и растирайте друг друга по темному листу бумаги или столешнице. Что происходит? Вы видите сахарную пыль на бумаге или столешнице? Что происходит с твоим камнем (кусочек сахара)?
Попробуйте закруглить края вашего кусочка сахара таким образом. Это работает?
Оглянись на то, что осталось от твоего кусочка сахара. На что это похоже? Это все еще сахар?
Теперь возьмите новый кусочек сахара. Какими способами вы можете разрушить камень (кусочек сахара) с помощью химического выветривания?
В этом упражнении мы будем использовать капли воды для симуляции дождя. Поместите кусочек сахара в стакан.
Наполните капельницу водой и выдавите несколько капель на кусочек сахара. Посмотрите и почувствуйте, чтобы наблюдать, что происходит.
Как вы думаете, что произойдет, если вы добавите больше воды на кусочек сахара? Как вы думаете, что произойдет, если вы сбросите 10 или 100 (или более) капель на кусочек сахара? Это все еще будет кусочек сахара? Это все еще будет сахар?
Добавьте больше воды на кусочек сахара. Куда делся сахар? Можете ли вы заставить куб исчезнуть полностью?
Легко ли ломать кусочек сахара, разбивая, дробя или размалывая его? В процессе физического или механического выветривания камень разрушается аналогичным образом - но гораздо медленнее - в природе. Силы природы, такие как гравитация, ветер и даже толчок замерзшей воды или корней растений, воздействуют на камни. Эти силы со временем изнашивают камень. В результате получаются более мелкие кусочки камня - точно так же, как у вас остались небольшие кусочки сахара.
А как насчет химического теста на атмосферостойкость? Не стал ли сахарный кубик слабым и растворился ли он в каплях воды? Это случается и с некоторыми типами камней. Некоторые минералы в породе реагируют с жидкостями или газами, создавая новые вещества, которые часто слабее, а иногда даже растворяются в воде. После того, как вы подали достаточно воды, у вас, вероятно, не осталось кусочка сахара, так как он был унесен водой. Подобным образом камни могут растворяться и смываться, образуя пещеры.
Если вы пытались построить сахарную статую и подвергали ее воздействию воды, вы, вероятно, видели, как она медленно исчезает. Это происходит с некоторыми статуями и зданиями - и более быстрыми темпами, когда большее загрязнение делает дождь более кислым.