Исследовательская работа "Тайны пещеры "Подарок""

Научно-практическая конференция исследовательских работ школьников

МБОУ «Жанаталапская ООШ»

Тайны пещеры «Подарок»

Выполнила Куктеубаева Элина

ученица 6 класса

Научный руководитель:

Барсукова Лариса Станиславовна

Оглавление

1. Введение. Происхождение и основные характеристики пещеры «Подарок».

2. Возникновение сталактитов.

3. Экспериментальное исследование

4. Заключение

5. Список используемых источников

Введение

В октябре 2017 года я побывала в очень интересном месте - пещере "Подарок». Это - одна из самых спелеологических достопримечательностей Оренбургской области. Она расположена в полутора километрах к западу от небольшого поселка Дубенской Оренбургской области на конезаводском карстовом поле (Беляевский район). Пещера является самой глубокой из всех пещер Оренбургской области. Ее общая протяженность составляет 660 метров. Пещера "Подарок" является группой нескольких карстовых галерей и залов, соединенных между собой меандрами и узкими лазами.

Описание пещеры

Вход в пещеру находится в карстовом провале глубиной около трех метров, до недавнего времени спуск туда был возможен только с помощью веревки. Несколько лет назад добрые люди установили железную лестницу, благодаря чему посещение пещеры "Подарок" стало более легким. При посещении пещеры рекомендуются иметь с собой одежду, которую не жалко будет испачкать, а также взять с собой защиту головы (каску). При посещении пещеры необходимо проявлять осторожность, так как гипсовые породы, из которых в основном и состоит пещера "Подарок", подвержены обвалам.

Первый зал пещеры переходит в небольшую галерею, в которую ведут два пути: первый по небольшому коридору с водой, второй же - через узкий меандр, находящийся на небольшой высоте, после которого будет крутой сыпучий склон. Из первой галереи идут два пересекающихся коридора, один из которых переходит в зал с коридором, имеющим круговой проход (тут можно заплутать). Температура в пещере не поднимается выше 12 градусов, на потолке гнездятся летучие мыши. В пещере "Подарок" есть небольшие натечные образования, в некоторых местах образованы небольшие сталактиты и сталагмиты. 

Этот совершенно другой необычайно красивый мир, в котором сотни лет царит абсолютная тишина, темнота, подземные воды, пропасти поразил меня. Я узнала, что сталактиты образующиеся в карстовых пещерах, растут очень медленно, со скоростью несколько миллиметров в год. А нельзя ли ускорить процесс образования и роста сталактитов в домашних условиях? На этот вопрос мы решили найти ответ в своей работе.

Цель работы: установить, что скорость роста сталактита в домашних условиях будет больше, чем в естественных условиях пещер.

Объект исследования: кристаллизация минералов.

Предмет исследования: условия, при которых вырастает сталактит.

Гипотеза: предположим, что сталактит, выращенный в домашних условиях, будет иметь внешнее сходство с природным сталактитом.

Задачи исследования:

- изучить процесс образования сталактитов;

-экспериментально проверить влияние домашних условий для роста сталактита.

Методы:

- поиск информации в литературе и интернет-источниках;

- проведение экспериментов и наблюдений;

- обобщение полученных знаний.

2. Возникновение сталактитов.

Как же образуются украшения пещер? Вода, попадающая в пещеру, испаряясь, оставляет известь. Там, где она постоянно капала с одних и тех же мест, появились тонкие полые трубочки длиной в несколько метров. Эта «соломка» из соды может засориться и превратиться в похожие на сосульки сталактиты, которые свешиваются в виде сосулек, трубок, бахромы с потолков и верхних частей стен карстовых пещер. «Соломка» также образует волнообразную драпировку, ниспадающую со сводчатых потолков.

Если вода капает в маленькие углубления, то песчинки постепенно покрываются мягкой известью и получается блестящий пещерный жемчуг. А в некоторых пещерах образовались еще более изысканные украшения. Это хрупкие пучки игольчатых кристаллов, а также скрученные, похожие на червячков трубочки (геликтиты), которые растут в разных направлениях.

Мельчайшие частички солей различных минералов, растворённые в воде, раскрашивают сталактиты в разные цвета: розовые, желтые, синие, красные, черные и даже радужные.

Сталактиты возникают в результате процесса, который называют – карст (карстовый процесс). Суть процесса заключается в следующем: кальцит, основной компонент известняка, растворяется дождевой водой. Когда известняк обнажается на земной поверхности, вода просачивается по мелким трещинам породы и растворяет её. Со временем эти трещины расширяются, формируя характерный карстовый ландшафт с системой подземных пещер, созданной грунтовыми водами.

Вода, насыщенная известняком, по мельчайшим трещинкам добирается до потолка уже созданной пещеры и повисает на нём. Постепенно, очень медленно, капля испаряется, а известняк оседает на потолке. Через некоторое время в это место приходит следующая капелька и опять откладывает известняк. Постепенно известняк накапливается на этом участке потолка, и образуются большие «сосульки» - сталактиты.

Но не весь известняк оседает на потолке и даёт рост сталактиту. Под собственной тяжестью часть капель падает на пол, и снизу навстречу сталактиту растет сталагмит (от греческого слова stalagma – капля). Когда сталактит и сталагмит соединяются и срастаются между собой, образуется колонна сталагнат.

И сталактиты, и сталагмиты, и колонны бывают очень больших размеров — десятки метров в высоту и несколько метров в диаметре. Скорость их роста зависит от температуры и степени сырости в пещере, от  толщины слоя известняка над пещерой и от количества воды, попадающей в пещеру. А самым длинным свободно свисающим сталактитом считается огромная каменная сосулька в Груга-до-Жанелао (Бразилия), длиной 12 м. А самым высоким сталагмитом в мире сейчас считается 63-метровый гигант в пещере Лас Вильяс (Куба). Когда вода перестаёт попадать в пещеры, сталактиты перестают расти, а пещера считается «мёртвой».

Возраст сталактитов и сталактитовых колонн нельзя определять по их размерам и толщине. В разных пещерах, даже в разных залах одной и той же пещеры условия образования и роста сталактитов могут быть совершенно разные. В разрезе можно увидеть, что внутри сталактит состоит из колец, по которым можно узнать, какой климат был на Земле в период их образования. Толстые кольца означают влажный климат, а тонкие кольца говорят о сухом климате. Для сравнения, ширина кольца сибирского сталактита составляет 15 мм – а это в 50 раз больше, чем самое широкое кольцо из Карлсбадских пещер. Так происходит потому, что Карлсбадские пещеры находятся в пустыне штата Нью-Мексико, где выпадает очень мало осадков, даже в более влажные года.

3.Экспериментальное исследование.

Узнав, что сталактиты и сталагмиты бывают ледяные, глиняные, гипсовые, соляные, лавовые, мы поняли, что в домашних условиях можем вырастить только соляные, потому что остальные сложны для работы или просто недоступны. Поэтому мы решили вырастить соляной сталактит из порошка аммония фосфорнокислого из набора "Алхимик".

Этапы проведения эксперимента:

20 ноября 2017 года мы начали проведение эксперимента по выращиванию сталактита. Для эксперимента нам потребовалось: 1 стеклянная банка, порошок аммония фосфорнокислого (далее - реактив), кусочек гранита, нитка, карандаш, кастрюля.

1. В банку с горячей водой добавили реактив и перемешали до полного растворения в воде.

2.Привязали камень к нитке, второй конец нитки привязали к карандашу. Опустили камешек на нитке в банку с раствором, положив карандаш на горлышко банки, при этом камень опустился ниже середины уровня раствора. Накрыли банку салфеткой и оставили на 2 часа.

3. Через 2 часа осторожно вынули камешек. На дне банки образовался осадок. Поставили банку в кастрюлю с кипящей водой и осторожно перемешали осадок. Вновь опустили камешек в банку и оставили до утра.

4.На следующий день вынули из банки камешек, обросший соляными кристалликами.

5. Приготовили новый раствор реактива и вновь опустили камешек.

6.Через несколько часов вынули из банки кристалл и высушили его на салфетке.

7. Сделали макет пещеры и поместили туда выращенный кристалл.

Заключение.

По результатам проведённого эксперимента можно сделать вывод о том, что гипотеза подтвердилась: соляной сталактит, выращенный в домашних условиях, по форме похож на природный сталактит. Вырос он гораздо быстрее, чем в естественных условиях пещер (всего за сутки он вырос на ___ мм).

Во время выполнения исследовательской работы я узнала много нового и очень интересного о таинственном мире пещер. Мы научились выращивать сталактиты.

Я благодарна своим родителям, что побывала в таком уникальном месте, где капли могут капать десятки тысяч лет в одну и ту же точку, из чего и вырастают подземные каменные цветы, и попыталась воспроизвести эту волшебную красоту в домашних условиях.

Конечно, передать творение природы сложно. Это нужно смотреть, чувствовать. Никакая сказка не может повторить ту красоту, которую я видела.

Список используемых источников:

1. Энциклопедия для детей. // Геология. [Текст]:/ Энциклопедия – М: АВАНТА+, 1995.

2. Энциклопедия природы России. // Минералы и горные породы. [Текст]:/ Энциклопедия - М:ABF, 1998.

3. Хочу всё знать. / Камни и минералы –М, Ридерз Дайджест, 2010-стр. 22