Астрономия для детей. Серия публикаций « Как устроен мир» Тайны Луны

Занятие: 3.  Как устроен мир: «Тайны Луны»

 Тип занятия: поиск и открытие новых знаний; осмысление, конкретизация и отработка нового способа действия. Элементы содержания: 

Земля, Луна, терминатор, лунотрясения, реголит, кратеры, метеориты,

Формы организации познавательной деятельности: рассказ учителя, беседа, обсуждение тематических заданий, сравнительный анализ, групповая работа, выполнение экспериментальной работы, рефлексия. Планируемые результаты:

Личностные: обучающиеся проявляют учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новых задач;  Метапредметные: 

Познавательные: интерпретируют   свои представления об устройстве мира; разделяют воспринимаемую информацию; выделяют объекты: Луна с точки своего понимания.

Регулятивные: обучающиеся осознают степень восприятия материала, задают уточняющие вопросы,  корректируют и дополняют  сведения о Луне.

Коммуникативные: проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве; 

Предметные: учиться наблюдать Луну, узнавать сведения о Луне; выполнять практическое задание на определение  структуры Луны, объяснять особенности спутника.

Правила безопасного поведения при выполнении заданий:

1.                 Во время работы в кабинете должен быть максимально внимательным, дисциплинированным, соблюдать тишину, поддерживать чистоту и порядок на рабочем месте.

2.                 При работе с макетом Луны, в  соответствии с инструкцией, используйте только имеющиеся элементы.

Основной материал

Здравствуйте, ребята, сегодня мы с вами узнаем: как устроен мир, вернее «тайны» Луны.

Луна — единственный спутник Земли, она вращается вокруг нашей планеты не менее 4 миллиардов лет. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км. На самом деле, это округленное значение, ведь сегодня методами лазерной локации расстояние до Луны измеряется с ошибкой в несколько сантиметров! Долететь от Земли до Луны можно всего за 3.5 суток.   

На ней нет атмосферы, нет воды и воздуха. Магнитное поле у Луны отсутствует. Температура колеблется от  -173 ночью до +127 градусов днём. Она достаточно большая для спутника. Если диаметр Солнца составляет 1,4 млн км, Луны — почти 3,5 тыс. км, разница составляет примерно 400 раз.  В то же время Луна находится ближе к Земле, почти в те же 400 раз (при нахождении этих объектов в некоторых точках относительно планеты): на расстоянии около 385 тыс. км, в то время как расстояние от Земли до центра Солнечной системы равна 150 млн км.

 Загадка происхождения

      До сих пор точно не известно, как же появилась Луна. До того, как учёные получили образцы лунного грунта, они ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна. Существовало две принципиально разных теории:

•                    Луна и Земля сформировались в одно и то же время из газопылевого облака;

•                    Луна сформировалась в другом месте и впоследствии была захвачена Землёй.

      Однако новая информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, привела к созданию теории «Гигантского столкновения». У этой теории тоже есть недостатки, но в настоящее время она считается основной. 

 Почти 4,533 миллиарда лет назад, вскоре после формирования, Земля столкнулась с протопланетой Тейя. По гипотезе, удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков, как в известной сказке,  собралась прото -Луна и начала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. 

                      Откуда на Луне кратеры?

В отличие от Земли, Луна не имеет собственной атмосферы, что защищала бы ее от космических тел метеоритов. Когда метеорит входит в атмосферу Земли, из-за трения с воздухом он, в большинстве случает, сгорает, не достигнув поверхности. Но, на Луне, все, что падает на поверхность, оставляет огромные отпечатки виде кратеров.

Тёмные пятна на луне, что это?

В древние времена люди верили, что ландшафт на Луне такой же, как и на Земле, тёмные пятна — это моря, а светлые — суша. Однако с развитием науки было доказано, что на нашем спутнике нет атмосферы, а значит — и жидкой воды на его поверхности. После серии многочисленных исследований и наблюдений учёным удалось составить подробные карты уникального лунного ландшафта. Тёмные пятна оказались огромными кратерами, которые образовались в результате столкновения с небесными телами и были затоплены жидкой лавой. Их так и продолжают называть морями, как в древние времена. С помощью хорошего бинокля можно многое разглядеть на поверхности вечного спутника Земли. Отчётливо видны тёмные низины (моря). Кратеры и горы выделяются рельефными тенями вдоль линии терминатора (границы между освещённой и затенённой зонами поверхности). В полнолуние можно разглядеть яркие полосы, радиально расходящиеся от кратеров. Вероятно, это грунт, выброшенный во все стороны ударом метеорита

Что же на обратной стороне Луны?

      В 1959 году советская станция «Луна 3» впервые облетела вокруг Луны и сфотографировала обратную сторону спутника, на которой почти не оказалось морей. Почему их там нет - пока загадка.

Чем покрыта Луна?

      Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образовавшихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Она мелкая, как мука, но очень грубая, поэтому режет не хуже стекла. Считается, что при длительном контакте с лунной пылью даже самый прочный предмет может сломаться. Лунная пыль на 50% состоит из диоксида кремния и наполовину — из оксидов двенадцати различных металлов, в том числе алюминия, магния и железа, а пахнет она горелым порохом. Детально изучен реголит, доставленный в земные лаборатории советскими и американскими космическими аппаратами. Он был отобран преимущественно из «морских» впадин Луны — моря Изобилия, и лишь два образца взяты из континентальной области.

Реголит рыхлый, по крайней мере, его верхний слой мощностью до 0,6 м. Об этом свидетельствуют результаты бурения американскими астронавтами, их непосредственные наблюдения, а также характер следов, оставленных «луноходами» на поверхности Луны.

 В результате постоянной бомбардировки поверхностный слой Луны полностью преобразован: структура его изменена, наблюдается дробление пород, их плавление, образование конгломератов, частиц, насыщенных примесью метеоритного вещества. Кроме того при метеоритных ударах путем разбрызгивания жидких частиц и их последующего застывания образуется большое количество стеклянных, сферических частиц — шариков.

Разрушение поверхностного грунта происходит и под действием микрометеоритов.

Движения коры

Движения коры, поверхностного слоя Луны называются лунотрясениями (по аналогии с землетрясениями).

Существует четыре вида лунотрясений: первые три — глубокие лунотрясения, колебания от ударов метеоритов и тепловые лунотрясения, вызванные солнечной активностью, — относительно безопасны. Лунотрясения четвёртого вида могут причинить серьёзный ущерб спутнику. Обычно они составляют до 5,5 баллов по шкале Рихтера — этого достаточно, чтобы начали дрожать небольшие объекты. Длятся такие толчки примерно по десять минут. По данным, исследователей, лунотрясения такого рода заставляют Луну издавать некий звон.

Лунные тени 

Когда Нил Армстронг и Базз Олдрин впервые ступили на Луну, заметили нечто такое, что их сильно удивило: тени на Луне гораздо темнее земных теней из-за отсутствия атмосферы.

Лунные тени — абсолютно чёрные. Если астронавты шагали в тень, они больше не могли видеть собственные ноги, несмотря на ярко пылающий в небе солнечный диск. Конечно, астронавты смогли приспособиться к этому, но такой контраст между тёмными и светлыми участками поверхности стал проблемой. Астронавты заметили, что некоторые тени — а именно, их собственные — имеют гало. Позже они узнали, что жуткое явление объясняется эффектом оппозиции, при котором у некоторых тёмных теневых зон появляется яркий ореол, при условии, что наблюдатель смотрит на тени под определённым углом

Ресурсы Луны

     Существующие уже сейчас экологические проблемы заставляют человечество менять свое потребительское отношение к природе. На Луне имеются разнообразные полезные неорганические ископаемые. Кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов. В недрах Луны залегают железо, алюминий, титан, торий, хром, магний. В составе лунного реголита имеется калий, натрий, кремний и фосфор. Роскосмос уже к 2025 году планирует разработать серию проектов по добыче ископаемых на Луне. Китай уже запустил проект по добыче редкоземельных элементов, которые содержатся в лунной коре, планируя основать на Луне специальную исследовательскую базу. 

Задание №1.Раскрой тайну Луны? 

Понадобится: модель Луны, радиусом 15 см, из листа белой бумаги, фломастеры. Детям необходимо разукрасить модель, создав на ней одну из тайн Луны.

Задание №2. Луна из будущего

Понадобится: пластилин разного цвета, картон для основы.

           Детям предлагается слепить модель Луны, представить её через годы, составить  фантастический рассказ

Рефлексия: Как вы отнесётесь к созданию лунных баз?

А, если реально, оценить все тайны Луны, возможно ли «одомашнить» Луну? Как вы считаете?