53113

Глобальное потепление. Начало развития геоинженерии

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Учитель. Учитель В прессе идея глобального потепления мусируется давно. А рыбе понравится Учитель Можно запустить на орбиту 16 триллионов зеркал диаметром 70 см общим весом 20 млн тонн и они будут отражать солнечные лучи.

Русский

2014-02-22

61 KB

0 чел.

Разработка урока географии для участия в Форуме педагогичных идей «Урок»

Социально-экономическая география

10 класс

Разработала: Приходько Елена Николаевна, учитель географии Рубежанской общеобразовательной школы I – III ступеней №8

Тема. Глобальное потепление. Начало развития геоинженерии.

Цель: закрепить систему знаний о глобальных проблемах человечества, их причинах, особенностях проявления в разных частях земного шара; продолжить формирование навыков работы с информацией: поиск в различных источниках, отбор, обработка. Развивать познавательную активность, излагать свою точку зрения, задавать вопросы, принимать участие в дискуссиях, работать в группах.

Формировать информационную, социальную, коммуникативную компетентности учащихся.

Воспитывать ответственность за порученное дело, коллективизм, взаимопомощь.

Тип урока: заседание клуба

Ход урока

І. Организационный момент.

Объявление темы, целей, формы проведения урока. Представление учасников клуба «Human being», выбор председателя, который будет вести дискуссию. 

ІІ. Мотивация учебной и познавательной деятельности.

Учитель.

На прошлом уроке мы познакомились с глобальными проблемами человечества

Мы говорили о сложных процессах взаимодействия природы и общества, результатом которых явилось возникновение глобальных проблем человечества. Наша цель — рассмотреть новую глобальную проблему , зарождающуюся на наших глазах, проследить возникновение нового направления в географической науке – геоинженерия, на примерах разобрать применение уникального для географии метода математического моделирования. Какие бы сложные проблемы не стояли перед человечеством, при существующем уровне развития науки, техники, экономики и общественного прогресса они могут быть решены, Земля долго может оставаться прекрасной и пригодной для жизни всего человечества. 

ІІІ. Актуализация опорных знаний.

Фронтальный опрос

1 Какие проблемы мы называем глобальными?

2 Охарактеризуйте некоторые из них.

3 Приведите пример взаимосвязи и взаимозависимости между разными глобальными проблемами.

4 Какие глобальные проблемы сейчас остро затрагивают Украину?

ІV. Изучение нового материала.

Учитель

В прессе идея глобального потепления мусируется давно. Очень ярко  она отображена в творчестве американских мультипликаторов в трилогии о Ледниковом периоде. На что обращаешь внимание – так это на скорость происходящих процессов на экране. Мы привыкли, что быстро меняется погода, а вот климат  - это нечто устойчивое и постоянное.

Изменение своего отношения к проблеме глобального потепления научное общество  продемонстрироволо в 2007 году, когда в научных журналах стали появляться и активно обсуждаться работы, на полном серьезе рассказывающие о разных технических способах остудить планету. Основная причина  такого внимания  к фантастическим на первый взгляд пректам – неудачи всех попыток снизить выбросы газов, вызывающих парниковый эффект. Уже несколько лет защитники окружающей среды указывают на очевидное ( повышение температуры, таенье льдов,  вырубка лесов, бездумное использование топливных ресурсов и д.р.), но безуспешно. Например, Киотский протокол отказались подписывать США, Китай, Индия . Конечно геоинженеры не готовы завтра же заняться изменением климата, они предлагают тщательно исследовать несколько вариантов.

Геоинженеры предлагают две группы решений:

Первая группа:  увеличить так называемое альбедо Земли – рассеивающую способность поверхности планеты, разместив отражающие обьекты на разных уровнях: на орбите Луны, на уровне облаков, на уровне Мирового океана.

Вторая группа:  придумать способы выведения СО2  из атмосферы ( раз человек выпустил джина из бутылки, должен быть способ его засунуть обратно).

На заседении нашего клуба «Human being» мы обсудим некоторые идеи и выскажим свое отношение к данной проблеме.

Выступления учащихся (материалы подготовлены на основе информации в журналах  «Вокруг света», «GEO», в интернете).  После выступления  - обсуждение.Ведет обсуждение председатель клуба. Оценивается оригинальность идеи, технологическая доступность, возможность реализации.

1 выступление

Мне понравилась идея профессора Куртиса Старка из Айовы (США ). Он редлагает организовать четко направленные взрывы поверхности Луны, чтобы они подняли два огромных облака лунной пыли, каждое из которых выйдет на орбиту Луны и будут приглушать солнечный свет, оказываясь на пути палящих лучей. Напоминает компьютерную игру: прицелился , выстрелил, только отгузиться нельзя. Другие ученые говорят, что облака будут отражать свет в сторону Земли и усиливать солнечное излучение. Вот только как проверить?

2 выступление

Есть идея попроще: воспроизвести эффект снегового отражения на экваторе. Солнечные лучи освещают экватор гораздо сильнее, чем полюса, и если научиться их отражать, эффект будет значительным. Профессор Билл Джонс из Великобритании предлагает изготовить рулон много километровой пузырчатой пленки, как  пленка для упаковки компьютеров. Самое главное: если идея не сработает, пленку можно будет легко и быстро убрать. Изготовление пленки обойдется в 40 млрд далларов. Это всего лишь полгода войны в Ираке.

Прикольно. А рыбе понравится?

Учитель

Можно запустить на орбиту 16 триллионов зеркал диаметром 70 см, общим весом 20 млн тонн и они будут отражать солнечные лучи. Так предлагает американский астрофизик Роджер Энджел.

«Свет мой, зеркальце, скажи, да всю правду доложи..»

Но, в целом, проекты очень похожи на сюжеты к фантастическим фильмам. Давайте обратимся ко второй группе решений проблемы перегрева Земли.

Углекислый газ в атмосфере – это результат горения топлива, которое в свою очередь происходит от живой материи. Древние леса, покрывавшие сушу, древний планктон на поверхности океана – все живое когда-то фиксировало углерод в своих тканях и увлекало за собой в недра земли. Цивилизация же стремительными темпами выбрасывает этот углерод в атмосферу. Один литр бензина – результат жизнедеятельности 23 тонн древнего планктона. Топливо, использованное людьми в 2000 году – это биомасса растений всей планеты за 422 года. Все проекты, направленные на поглощение углекислого газа, - попытка вернуть углерод в нелетучее состояние.

3 выступление

Например, профессор Диксон Деспоммье из Колумбийского университета США, считает, что необходимо увелечить площадь лесов на планете. Когда-то вся Европа была покрыта лесами, а скорость исчезновения экваториальных лесов ужасает. Ведь лес является самым лучшим поглотителем выхлопов СО2. Существуют генно-модифицированные деревья, которые растут быстрее и справляются с огромным количеством углекислого газа. Но где же взять место для новых зеленых насаждений? Фирма Vertikal Farm утверждает, что выход в создании теплиц – набоскребов. Решаются сразу две проблемы: освобождают пространство для леса и решают проблему мирового голода. Многоэтажные грядки дают тридцатикратный выиграш посевной площади: например, чтобы прокормить Нью-Йорк, должно хватить всего тридцать теких небоскребов. К тому же человек уже умеет строить высокие конструкции.  

Минус – большие затраты на строительство и на поддержание комуникаций в рабочем состоянии, надо много энергии . Но в целом - это очень реальный проект.

Учитель

Одним из самым перспективных направлений считается экологически безопасные проекты работы с Мировым океаном. Мировой океан - особый географический объект. Он отличается от других естественных тел особым характером обмена энергии и веществ. В океане зародилась жизнь, океан всегда являлся и является основой развития.

Две трети планеты покрыты водой, примерно такой же процент живого вещества Земли приходится на сообщества организмов у поверхности воды – планктон. Микроскопические водоросли в ходе роста и деления усваивают огромное количество углекислоты, используя углерод для строительства органических молекул. Биомасса водорослей поступает в пищевые цепочки, переходя в биомассу рыб.Эта система оснащена бесперебойным устройством для стока углерода: когда организмы умирают и тонут, их останки скапливаются на больших глубинах, где гниение происходит крайне медленно – таким образом углерод оказывается изъят из атмосферы.  А что если вырастить побольше планктона на планете?

4 выступление

Этим вопросом занялись ученые из Калифорнийского университета. Оказалось, что в Тихом океане существуют области, где планктона меньше, чем могло бы быть при данном уровне освещенности и питательных веществ. И они предположили, что эти планктонные пустыни возникли из-за дефицита железа. Сегодня исследователи работают с разными участками Мирового океана, где было искусственно усилено снабжение планктонных сообществ растворимыми соединениями железа. Результат впечатляет: скопления организмов резко увеличились за короткий промежуток времени. Это значит, что из атмосферы будет изъято больше углерода, который останется на дне океана не менее чем на 150 лет. Это дает человечеству существенную отсрочку в борьбе с катострофическими изменениями климата.

Минус: главное не перекормить, а то потом киты с короблям в океане не разойдуться.

Кстати, этот проект был изначельно комерческим. Американская фирма Planktos , которая ставит этот эксперимент, расчитывает разбогатеть (если эффективность и безопасность метода будет доказана). Дело в том, что в Европе правительства облагают данью производства, источники парниковых газов. Эти деньги направляются на борьбу с глобальным потеплением, например на разработку альтернативных источников энергии. В мечтах руководства фирмы бухгалтерия выглядит просто: произвел столько-то парникового газа – заплати за его захоронение компании, которая занимается консервацией СО2.

5 выступление

У американской группы сеятелей железа есть мощные заокеанские конкуренты. Британские исследователи Крис Рэпли и Джеймс Лавлок изобрели свежий способ подхлестнуть рост планктона. Они придумали исключительно остроумную конструкцию бионасосов. Она представляет собой 136 миллионов вертикальных труб длиной 200 метров и диаметром 10 метров каждая. Флотилия будет дрейфовать по океану, и действие волн заставит воду подниматься по трубам с односторонними клапанами, вытягивая на поверхность холодную воду с глубины, богатую кислородом и питательными веществами для планктона. Этими микроорганизмами питаются мелкие фильтраторы сальпы, продукты жизнедеятельности которых переносят углерод на недоступную для бактерий глубину – туда, где органическое вещество не подверженно гниению. Проектом уже заинтересовалась одна американская фирма: прототипы труб изготовлены и ждут часа отплытия.

Минус: «куда хочу – туда плыву» , мешаю судоходству, застряю во льдах, да и много их надо.

Учитель

Главная проблема этих методов – очень трудно просчитать все последствия вторжения в сложные гидробиологические системы. Но если не вмешаться, морские сообщества все равно оказываются под угрозой: из-за глобального потепления в океане появляются перегретые участки с водой, а в теплой воде хуже растворяется кислород, необходимый для жизни.   А теперь давайте посмотрим есть ли идеи борьбы с перегревом планеты на суше. Если механизмы снижения  содержания СО2 в атмосфере.

Углекислый газ выделяется в процесе сжигания угля – уголь же и поможет захоронить СО2 в брошеных шахтах. Дело в том, что поры этого полезного ископаемого способны избирательно улавливать и удерживать различные молекулы. Этим свойством пользуемся мы, когда покупаем в аптеке активированный уголь. Где найти такую таблетку для отравленной планеты?

6 выступление

Профессор Питер Стайлс из Университета Кил (Великобритания) считает, что нашел ответ. В заброшенных шахтах, объясняет он, остается много угля. В его порах содержится газ метан. Если начать нагнетать в шахту СО2 , произойдет любопытная замена: углекислый газ вытеснит метан из пор угля и займет его место. Метан можно улавливать прямо на выходе, сжигать и получать электричество, а продукт горения – СО2 – закачивать в шахту. Получеатся своеобразный замкнутый цикл, и, в притнципе, такой метод подходит для нашей местности – у нас есть угольные шахты.

7 выступление

Еще глубже спрятать углекислый газ предлагает Билл МакГрейл из Тихоокеанской северо-западной лаборатории ( США ). Исследуя базальтовые отложения в бассейны реки Колумбия, ученый заметил, что между слоями лавы имеются участки пористой породы. Базальт залегает слоями: когда с вершины сбегает поток лавы, он крушит и разрыхляет предыдущий слой, к тому времени уже давно застывший. В итоге на границе двух слоев формируются подходящие для замысла МакГейла условия. Пробурив шахту на глубину 3600 м, он попробовал нагнетать углекислый газ в базальтовые недра. Нужны дополнительные исследования, чтобы понять, насколько велика вероятность утечки. Причем, деньги на этот проект уже выделили, что говорит о заинтересованном отношении к  данной проблеме.

Минус: во-первых - не всем повезло с вулканами, а во-вторых - шахта очень глубокая, затраты большие, дорогостоящее оборудование.

Учитель

Скорее всего, челевечеству предстоит перебрать сотни геоинженерных проектов, отсеяв 99%. Возможно, люди решатся на опасный эксперимент, и это приведет к еще большим проблемем.  Но можно сказать с уверенностью: люди уже не откажутся от идеи воздействовать на климат. И начало 21 века войдет в историю как эпоха поиска технического решения – решения проблемы, созданной в 20 веке. На наших глазах рождается новое направление в географии – геоинженерия.

V. Закрепление изученного материала.

Учитель

А сейчас попробуем спроецировать эту глобальную проблему на нашу страну.

Проблемный вопрос: Как изменения климата отразится на Украине?  (На обсуждение в  двух группах даётся несколько минут, после этого участники клуба высказывают свои варианты, одна группа – положительныепоследствия, вторая – отрицательные.)

Если изменения будут благоприятные, следует ли из этого ,что Украину эта проблема нас не затрагивает и никаких действий предринимать не стоит?

-

VІ. Подведение итогов. 

Участники заседения клуба высказывают свои мнения о проделанной работе. Проведение взаимооценивания.

VІІ. Домашнее задание. Подготовить творческий отчёт об участии в заседании клуба.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24449. Пуассоновский процесс 218.5 KB
  б – операционное устройство как преобразователь дискретной информации. Запоминающим устройством накопителем называется устройство предназначенное для хранения множества элементов информации и снабжённое средствами селекции обеспечивающего запись и или чтение заданного элемента информации. Устройством вводавывода называется устройство предназначенное для чтения информации с носителя и или записи информации на носитель путём преобразования электрических сигналов в сигналы иной физической природы т. передача информации из одной среды в...
24450. Система М/М/1 218 KB
  По способу передачи информации: параллельные последовательные и параллельнопоследовательные. По режиму передачи информации: симплексный режим передача только в одном направлении; дуплексный режим двусторонняя одновременная передача; полудуплексный режим двусторонняя передача но в разные моменты времени. Параллельные интерфейсы обеспечивают высокую пропускную способность которая измеряется количеством битов информации в единицу времени обычно в секунду. Тип передаваемой информации указывается сообщается приемному устройству...
24451. Система М/М/с. 108.5 KB
  Поток поступления заявок простейший. Время обслуживания заявок удовлетворяет Пуассоновскому закону. Вычислим другие показатели: Среднее число заявок находящихся в системе Среднее число заявок находящихся в очереди Не стационарный режим Рассмотри систему дифференциальных уравнений которые у нас уже записанысистема мм1.
24452. Классификация систем массового обслуживания 135 KB
  Принято классифицировать системы набором букв и цифр: A B C k n A – указывает на закон распределения времени между соседними поступившими заявками B – указывает на за кон распределения времени обслуживания заявок C – количество обслуживающих приборов k – мощность источника заявок n – объем буфера M – на первом месте – поток простейший M – на втором месте – экспоненциальное время обслуживания G – на первом месте – произвольный закон потока G – на втором месте – произвольное время обслуживания D – на первом месте – детерминированный поток D – на...
24453. Структурная функция. Представление систем при помощи структурных функций 152.5 KB
  Схема обработки прерываний в реальном режиме работы процессора. Использование механизма прерываний позволяет обеспечить наиболее эффективное управление не только внешними устройствами но и программами. векторы прерываний МП дел.на 0переполние переход в режим трасировки векторы прерываний микроконтроллера клава гибк.
24454. Граф состояний систем и вычисление показателей надежности (невосстанавливаемые элементы) 237 KB
  2 1 4 3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.
24455. Граф состояний систем и вычисление показателей надежности (восстанавливаемые элементы) 143.5 KB
  интенсивность отказа интенсивность восстановления период восстановления начальные условия или Выполним преобразование Лапласа: Используем теорему о вычетах: это вероятность нахождения в первом состоянии вероятность готовности системы стационарный коэффициент готовности системы Вычисление показателей надежности и готовности системы Пусть имеется системы состоящая из элементов. Вероятность безотказной работы Для вычисления строим граф состояний системы. Из анализа функционирования системы записываем начальные условия. ...
24456. Характеристики моделей памяти для DOS- и Windows- программах. Начальная загрузка сегментных регистров в зависимости от модели памяти 4.44 MB
  Характеристики моделей памяти для DOS и Windows программах. Начальная загрузка сегментных регистров в зависимости от модели памяти. Модели памяти DOS: Модель памяти Tiny. Эта модель памяти используется при создании загрузочных модулей с расширением имени com.
24457. Химический состав почв 83 KB
  Почва является самой верхней частью коры выветривания литосферы и поэтому в общих чертах наследует ее химический состав. Однако, представляя собой одновременно продукт воздействия на литосферу живого вещества, почва в содержании ряда элементов приобретает существенные отличия.