Въпреки че океанът покрива 70% от повърхността на Земята и неговите вълни мият бреговете на континентите, които всички ние обитаваме, много хора по света не разбират значението на океана за живота на Земята и влиянието, което ние оказваме върху него. Някои алтернативни схващания за океаните, които можете да чуете в класната стая, са доста незначителни и откриването на истината просто добавя още един интересен факт към знанията на учениците. Има обаче и такива схващания, които могат да бъдат изключително вредни за състоянието на океанските екосистеми, поради ниската осъзнатост на обществото за екологичния отпечатък, който оставят върху планетата.

В тази статия ще разгледаме най-честите алтернативни схващания на учениците по отношение на океаните и ще ви предложим дейности, с които да опровергаете някои от тях.

Навътре в сушата означава далеч от проблемите на океана

Едно от най-лошите погрешни схващания, които можете да чуете от вашите ученици е, че България се намира далеч от океана и следователно начинът ни на живот не влияе на океанските екосистеми. Това схващане всъщност е много далеч от истината! За съжаление, отпадъците могат да стигнат до океана, дори да са далеч от него. Почти всеки на планетата използва пластмаса (при това в значителни количества!), която си проправя път към океаните чрез реките и вятъра. Всъщност едни от най-разпространените отпадъци в океана са фасовете от цигари, които се изхвърлят по градските улици, а след това се измиват в канализационните канали от силни дъждове и така достигат до морето. Освен това, при всяко пране от дрехите се отделят милиони власинки микропластмаса, която попада в океана и засяга всички негови обитатели.

Топенето на айсберги причинява покачване на морското равнище

Изменението на климата е реално и повишаването на морското равнище е истинска заплаха за света, но то не произтича от топенето на айсбергите. Огромни, замръзнали земни маси като Гренландия, Арктика и Антарктида непрекъснато се топят, но проблемът е топенето на свеж, формиран на сушата лед, а не на плаващите в океана огромни ледени късове. При разтопяването на ледниците водата променя агрегатното си състояние, но нивото на водата остава същото. Когато се топи ледът на сушата в океана попада по-голямо количество прясна вода и това води до покачване на морското равнище.

Океаните имат формата на купа

Учениците често си представят, че океанът е нещо като голяма купа – най-плитък е непосредствено до сушата, най-дълбок е по средата и има равно дъно. Докато континенталният шелф и континенталният склон могат да напомнят на учениците за стените на купа, то дъното на океана съвсем не е плоско, нито е равномерно – на него се намират каньони, планини и равнини. Всъщност много от тези релефни форми са значително по-мащабни от тези на сушата.

Океаните са сини, защото отразяват небето

Разбира се, всички знаем, че чистата вода е безцветна и прозрачна. Тогава защо океанът изглежда син? Повечето ученици смятат, че океанът и другите водни площи са нещо като огледало и са в нюанс на синьото, защото отразяват синьото небе. Истината обаче е малко по-различна. Разбира се, водата наистина отразява небето на повърхността си – от брега може да изглежда синя в слънчев ден, сива, когато има буря, или дори да показва нюанси на розово по време на залез. Под повърхността обаче, синият цвят остава. Същото се случва и при наблюдаване на океана от космоса. В тези случаи водата не отразява небето. Причината океанът да изглежда син всъщност включва отражение, но това не е всичко. Слънчевата светлина съдържа пълния спектър от цветове. Те притежават различни дължини на вълната – червената светлина е с най-дълги дължини, а синята и виолетовата са с най-къси. Когато светлината достигне океанската повърхност, водата първо абсорбира цветове с по-дълги дължини на вълната, отразявайки в очите ни тези с по-къси. На няколко метра дълбочина по-голямата част от червената и оранжевата светлина изчезва напълно, погълната от водните молекули. След това жълтите и зелените дължини на вълните също се абсорбират, оставяйки синьо и виолетово, които имат най-късите дължини на вълната на видимата светлина и следователно могат да проникнат по-дълбоко.

Готварска сол + вода = морска вода

„Солта“ на морската вода се състои от разтворени минерали от повърхностния отток – излишна вода от дъжд, сняг или други източници, които се оттичат от сушата във водните басейни. Всички минерали, които се измиват от земята в океана чрез дъжд или топене на сняг, се добавят към солта в морето. И така, нашите океани наистина съдържат много натрий и хлор, но също така и магнезий, калций, сулфати и калий.

Най-горещата част на океана е в тропиците.

Въпреки че най-високите температури на морската повърхност наистина се намират в тропиците, най-горещата част от океана всъщност е близо до морското дъно. В някои райони на света, далеч под вълните земната кора е много тънка и горещата магма бавно се движи под морското дъно. На места, където има пукнатина, морската вода навлиза в празнината, затопля се от магмата и може да достигне до 400°C. Хидротермалните отвори обикновено се срещат близо до вулканично активни места, области, където тектоничните плочи се раздалечават в средноокеански хребети, океански басейни и горещи точки.

Студените райони са непродуктивни и приютяват малко живи същества.

Въпреки че това може да е вярно на сушата, в морето някои от биологично най-продуктивните води са в студени райони, където водата от дълбочините се издига на повърхността и носи със себе си големи количества хранителни вещества. Антарктида, например, е пълна с живот. Доказателство за това са китовете, мигриращи от цял свят на хиляди километри към тези ледени води, за да се хранят с крил, който живее около ледените шелфове. Към тях се присъединяват тюлени, пингвини, морски птици и стотици други животински видове.

Океанското дъно е покрито с пясък, подобно на всички плажове.

Всъщност по-голямата част от океанското дъно е покрито с тиня и скали. Пясъкът e характерен само за райони близо до континенталните шелфове, а това е много малка част от площта на океана. Плажът е геоложка формация, съставена от рохкави скални частици, като пясък, чакъл и фрагменти от черупки, по протежение на бреговата линия на водните басейни. Ерозията на скалните образувания във водата, кораловите рифове и носовете създават скални частици, които вълните преместват на сушата, в морето и покрай брега, създавайки плажа. Непрекъснатата ерозия на бреговата линия от вълните също променя плажа с течение на времето. Колкото по-големи и по-силни вълни удрят бреговата линия, толкова повече тя ерозира. Една промяна, която ерозията може да причини, е появата на нос. Носът е земя, обикновено съставена от по-големи и здрави скали, която навлиза във водата и влияе върху ерозията на заобикалящата брегова линия.

Откритият океан е статичен, неподвижен и тих в сравнение с големите вълни на брега

Океанските води непрекъснато се движат. Някои движения, като крайбрежните вълни, са видими и познати за учениците. Съществуват и други, като океанските течения, които не са толкова очевидни, но са изключително важни за климата на Земята. Дълбокоокеанските течения се задвижват от разликите в плътността на водата. Студената и солената вода са по-плътни от топлата и прясната. По-плътната вода пада надолу към дъното на океана и бива изместена от вода с по-малка плътност. Тези течения са от съществено значение за смесването и транспортирането на хранителни вещества и кислород, и играят критична роля в климатичните процеси. Това е така, защото те пренасят топла и студена вода на много големи разстояния, което се отразява на температурата на земните маси, граничещи с океана.

Условията в класната стая не са подходящи за изследване на океанските процеси. И все пак можем да ви предложим няколко експеримента, които да използвате, за да опровергаете някои от посочените алтернативни схващания.

Как се образуват пясъчните плажове

Този научен проект включва създаване на модел за изследване на образуването на плажове и носове под въздействието на морската вода. За целта разделете учениците в три големи групи и раздайте на всеки ученик по един работен лист. Всеки екип има нужда от една ваничка за боядисване, празно шише от минерална вода (500 мл), 2 чаши пясък, 1 чаша чакъл и 3 чаши вода (около 600 мл). Групите работят едновременно като следват тези стъпки:

Двете чаши с пясък се изсипват в плиткия край на ваната за боядисване.
След това учениците трябва бавно да изсипят трите чаши вода в дълбокия край на ваната.
В работния си лист всеки трябва да нарисува схема на бреговата линия преди началото на експеримента. Бреговата линия е мястото, където плажът и водата се срещат.
Празната бутилка от минерална вода се затваря плътно и се поставя в хоризонтално положение да плава в дълбокия край на ваната.
Един от учениците в групата трябва да засече една минута. През това време друг ученик натиска ритмично празната бутилка нагоре и надолу във водата, за да създаде вълни.
Когато изтече зададеното време, бутилката се изважда от ваничката. Учениците трябва да направят нова схема на бреговата линия в работните си листове. Как изглежда в сравнение с първата схема?
След това експериментът трябва да бъде повторен, като този път се засичат две минути. Как се промени плажът този път? Промените в бреговата линия трябва да бъдат отразени в таблицата с резултати.
В следващия етап учениците проверяват как се променя брега, ако пясъка бъде върнат в изходно положение и чашата с чакъл бъде изсипана на купчинка върху него в средата на бреговата линия. Купчинката чакъл трябва да бъде частично във водата.
Експериментът се повтаря като се засекат първо една, после две минути. Всички резултати се записват в работните листове.
Как се променя плажът с течение на времето, когато няма нос в сравнение със случаите, когато има нос? Как той влияе върху движението на водата?
Защо океанското дъно не е покрито с пясък?

С помощта на този експеримент можете да покажете на учениците как протичат ерозионните процеси по океанските брегове, в резултат на които се формират плажовете и носовете. По начало всички брегове са скалисти. Ерозията на скалните образувания във водата, кораловите рифове и носовете създават скални частици, които вълните преместват на сушата, създавайки пясъчната плажна ивица.

Свалете работен лист “Образуване на пясъчни плажове”

Направете модел на океанските течения

В този научен експеримент учениците създават модел на дълбокоокеанско течение и проследяват влиянието на солеността и температурата върху движението ѝ. Ще имате нужда от следните материали: тавичка за печене с диаметър около 24 см, олио, чубрица (или друга стрита на прах листна подправка), спиртна лампа, 2 керамични чаши.

На повърхност, която е безопасна за разливане на малко растително масло, напълнете тавичката около половината с олио (в зависимост от точния размер на съда за печене, който използвате, количеството може да е малко повече или малко по-малко от три чаши олио).
Смесете две супени лъжици чубрица с олиото в тавата. Разбъркайте добре, за да се разпредели добре подправката.
Поставете съда за печене върху двете керамични чаши.
Запалете спиртната лампа и я поставете под тавата, точно в средата между двете чаши. Уверете се, че чашите все още поддържат стабилно тавата.
Възложете на учениците да наблюдават внимателно какво се случва с течността в продължение на няколко минути. Люспите чубрица ще започнат да се движат, показвайки посоката и скоростта на движение на потока. Какъв е моделът на потока на течността? Къде се движи най-бързо и къде най-бавно? Наблюдава ли се някъде възходящ и низходящ поток? Къде? Наблюдава ли се някаква симетричност на движенията?
С помощта на линия и хронометър учениците трябва да определят количествено скоростта на течението като измерят колко време е необходимо на една конкретна люспа да се придвижи от една точка до друга. Еднакво бързо ли се движат всички люспи? Как разположението им спрямо пламъка влияе на скоростта им?
Ако има достатъчно място, опитайте да добавите още една спиртна лампа до първата. Как се променя потока на течността в съда?
Добавете „остров“ от пластелин към модела. Как това променя потока на течността?

Тъй като по-горещата течност е с по-малка плътност от по-студената, тази точно над пламъка е по-малко плътна от тази, която е далеч от него. Следователно течността точно над пламъка трябва да се движи нагоре. Когато достигне повърхността, трябва да се движи хоризонтално навън (във всички посоки, симетрично). Тъй като се отдалечава от пламъка и се охлажда, течността се движи по-бавно и потъва обратно надолу. В същото време, докато е точно над пламъка и се движи нагоре, близката течност на дъното на съда се движи навътре към пламъка, за да замени издигащата се като по този начин се създава течение. Това е моделът, който се наблюдава в тази дейност. Тази конвекция е в основата на океанските течения.

Свалете работен лист “Дълбокоокеански течения”

Как топящите се полярни ледени шапки влияят на морското равнище?

В тази научна дейност ще изследвате какво се случва с морското равнище, ако ледът на двата полюса се стопи. Дали топенето на леда на двете шапки допринася за повишаване на морското равнище? За този експеримент разделете класа в няколко работни групи. Всяка от тях трябва да разполага с две малки прозрачни купички, пластелин или глина за моделиране, кубчета лед.

За начало учениците трябва да поставят глина за моделиране в една от купичките. Тя ще бъде модел на Южния полюс, като купчината глина ще представлява континента Антарктида. Горната част на глинения къс се подравнява. При поставянето на континента в купичката той трябва да се разположи така, че да остане малко разстояние между глината и стените на съда, за да може да бъде добавена вода по-късно.
След това учениците трябва да добавят приблизително ¼ чаша вода около глината, така че нивото на водата да достигне най-много до средата на континента. Водата представлява океана.
Върху глината се поставят две кубчета лед като леко се притискат в нея.
Нивото на водата се отбелязва отстрани на купата с маркер или цветна лента. Ледените кубчета представляват южната полярна ледена покривка в този модел на Южния полюс. Могат ли учениците да предположат какво ще случи, когато кубчетата лед се разтопят?
Вторият прозрачен съд трябва да бъде напълнен с вода до половината. Водата представлява океана. Във водата се добавят две кубчета лед и веднага след това се маркира нивото ѝ отстрани на купата с цветна лента или маркер. Този контейнер е модел на Северния полюс, където кубчетата лед представляват плаващата северна полярна ледена шапка. Могат ли учениците да предположат какво ще случи, когато кубчетата лед се разтопят?
Оставете леда в моделите да се разтопи. Следете кубчетата лед в модела Южен полюс, за да сте сигурни, че остават балансирани върху глината и че водата от тези разтопени кубчета може да се оттича от нея.
След като ледът се разтопи напълно, учениците трябва да проверят отново нивото на водата във всяка купичка. Повишило ли се е нивото на водата? Защо?

Ледът на Северния полюс е под формата на плаваща полярна ледена шапка, докато ледът на Южния полюс е главно под формата на ледена покривка на континента Антарктида. Тъй като плаващият лед се топи във водата, пространството, което ледът е заел, се заменя с вода, така че нивото на водата в модела на Северния полюс не трябва да се увеличава с топенето на кубчетата лед. Въпреки това, когато ледена покривка върху земна маса (като в Антарктида или Гренландия) се разтопи, това причинява повишаване на нивото на водата. Това е, което се наблюдава в модела на Южния полюс, с увеличение от около един сантиметър, в зависимост от формата и размера на глината и кубчетата лед.

Свалете работен лист “Покачване на морското равнище”

Макар да се намират далеч от нас, океаните имат важна роля в нашия живот, затова разбирането на протичащите в тях процеси е от голямо значение за осмислянето на екологичния отпечатък, който оставя всеки от нас върху планетата. Някои митове си струва да бъдат опровергани! Не се колебайте да опитате!

За статията са използвани следните ресурси, допълнени с идеи от личния опит на автора:

How Do Melting Polar Ice Caps Affect Sea Levels? | STEM Activity (sciencebuddies.org)

Building Beaches | Science Project (sciencebuddies.org)

Overcoming Misconceptions About the Oceans — Big Blue Ocean Cleanup | Ocean Plastic Cleanup | Ocean Cleaning Non Profit | Ocean Cleaning | Ocean Conservation

Why is the ocean blue? The reasons why the Ocean is blue (unesco.org)