NATURFAG 10 fra CAPPELEN DAMM Grunnbok
Erik Steineger Andreas Wahl
Bokmål
Til eleven Velkommen til 10. trinn, og gratulerer med ny naturfagbok! Naturfag handler om hvordan verden er bygd opp, om alt som lever her og virker sammen. Det er et viktig fag for å forstå hvorfor og hvordan vi skal ta vare på naturen, artene og oss selv. Boka har seks kapitler. I begynnelsen av hvert kapittel ser du noen faner øverst på siden. De viser deg hovedtemaene i boka: naturvitenskap, naturen, mennesket og teknologi. Den fanen som er markert, viser hvilket hovedtema vi skriver mest om i akkurat det kapittelet. Vi skriver også litt om hva kapittelet handler om, og om hva det er meningen du skal lære når du jobber med det. Noen ord i teksten er blå. I margen finner du en forklaring til akkurat dette ordet. I kapitlene er det også blå rammer med oppgaver og grønne rammer med små forsøk. Disse vil hjelpe deg til å forstå enda bedre det du leser. Bakerst i hvert kapittel er det noen sider med farge ytterst, som gjør dem enkle å finne. Her finner du: ordforklaringer, en liste med ord det er ekstra viktig å kunne. oppgaver til kapittelet. Noen finner du svar på i teksten, andre må du bruke det du har lært, til å jobbe videre med. Noen skal du løse alene, andre må du samarbeide med noen om å løse. De fleste kan du løse hjemme, i klasserommet eller på naturfagrommet. Andre må du ut i naturen for å finne svar på. forsøk og aktiviteter. Her får du eksempler på hvordan du kan teste ut noe av det du har lært i kapittelet. Vi håper du vil bruke boka aktivt, undre deg og stille spørsmål til læreren. Hilsen Erik og Andreas
Innhold 1 Jordas utvikling..........................
5
Hormonsystemet kan påvirkes.............. 141
Det store smellet ..............................
6
Ordforklaringer ............................. 145
En spesiell planet ..............................
10
Oppgaver ..................................... 148
Historien om Skandinavia ....................
15
Forsøk og aktiviteter ....................... 152
Tynt skall i bevegelse .........................
18
Når jorda dør....................................
28
Ordforklaringer ...............................30
5 Kroppens forsvar mot inntrengere ................................
155
Oppgaver .......................................32
Hvorfor blir vi syke? ........................... 156
Forsøk og aktiviteter .........................38
Kroppens immunforsvar ...................... 167 Forebygging og bekjemping av
2 Utviklingen av liv på jorda ..........
47
infeksjonssykdommer ......................... 173
Kan liv oppstå av seg selv?...................
48
Ordforklaringer ............................. 183
Teorier om livets utvikling ...................
54
Oppgaver ..................................... 187
Evolusjonsteorien i dag .......................
67
Forsøk og aktiviteter ....................... 194
Liv på andre planeter? ........................
70
Ordforklaringer ...............................71 Oppgaver .......................................73 Forsøk og aktiviteter .........................79
6 Programmering – å finne løsninger .........................
199
Et verktøy for kreativitet .................... 200 Å tenke som en datamaskin .................. 208
3 Nervesystemet hos mennesket .
87
Hva er programmeringsspråk?.............. 210
Nervecellene ....................................
88
Grunnelementer i programmeringsspråk . 213
Nervesystemet – kroppens ledningsnett .
94
Ordforklaringer ............................. 221
Stoffer som påvirker nervesystemet ...... 103
Oppgaver ..................................... 223
Ordforklaringer ............................. 110
Forsøk og aktiviteter ....................... 231
Oppgaver ..................................... 114 Forsøk og aktiviteter ....................... 119
4 Hormonsystemet hos mennesket ..................................
127
Blodets kjemiske budbringere .............. 128 Hormonene påvirker det meste ............. 133
Stikkord ..........................................
244
Illustrasjonsliste ...........................
248
Naturvitenskap
Naturen
Mennesket
Jordas utvikling Hvordan ble jorda, sola og alle stjernene til? Hvor startet den verden vi kjenner i dag? Hvis du har stilt deg disse spørsmålene, er du ikke alene. Dette er ting folk har lurt på i tusenvis av år. Religionene har hver sine svar på hvordan alt begynte, hver sin skapelsesberetning. Det har vitenskapen også. Når du er ferdig med dette kapittelet, vet du mer om hvordan planeten vår ble til, og hvorfor den ser ut som den gjør i dag.
I dette kapittelet lærer du om • teorier for hvordan universet ble til • hva platetektonikk er, og hvordan det har formet planeten vår • hvordan vi kan vite hva som har skjedd før mennesker begynte å observere • hva som vil skje med jordkloden i framtiden
Teknologi
1
Det store smellet For rundt 14 milliarder år siden var alt det du vet om, alt du kan ta på – ja, alt du kan navnet på – pakket sammen til en prikk. Absolutt alt var samlet i et punkt mindre enn et sandkorn, mindre enn et atom. Så begynner prikken plutselig å vokse. Ingen vet riktig hvorfor, men alt eser ut. Ikke slik som planter, dyr og du selv vokser, men med en enorm fart og en ekstrem varme. I løpet av brøkdelen av et sekund går universet fra å være mindre enn et atom til å bli større enn en galakse. I dette øyeblikket skapes tid, rom og masse. Universet blir født. Vi bruker navn som «Det store smellet» eller «Big Bang», men det var ikke noe luft eller vann som lyden kunne bevege seg i. Derfor var det ikke egentlig noe smell i det hele tatt. Universet fortsetter å vokse, og etter bare noen sekunder har naturens aller minste byggesteiner blitt dannet. Noen minutter seinere smelter disse sammen og danner kjernene i de to første grunnstoffene –
6
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
hydrogen og helium. Fortsatt er universet så tettpakket at lyset ikke slipper fram. Først etter noen hundre tusen år har universet vokst nok til at det er gjennomsiktig. Etter hvert samler støv og gass seg til klumper. Noen klumper er små, noen er store. De største klumpene blir varme i midten og smelter om hydrogen og helium til grunnstoffer som du består av i dag. Huden din, håret ditt og tennene dine, men også klærne dine og alt du ser rundt deg, er bygd opp av de samme grunnstoffene. Det er rart å tenke på at byggesteinene til alt dette ble dannet i disse aller første stjernene. Noen av stjernene eksploderer og slynger stoffene ut i atmosfæren. Stoffene danner etter hvert nye stjerner, som igjen blir varme og eksploderer. Slik fortsetter stjerner å dannes, eksplodere og dø ut. Men etter noen milliarder år finnes det et par små klumper i universet med et klima som gjør at vann både kan fryse til is, være væske og fordampe. På én av de små klumpene der klimaet er akkurat slik, sitter det en elev og leser i naturfagboka akkurat nå. Den klumpen er jorda. Den eleven er deg.
Big Bang – en teori Da universet oppsto, var det ingen mennesker til stede. Vi er derfor nødt til å gjette og spekulere rundt hva som skjedde. Det har både religioner og vitenskapen forsøkt seg på. I dag er det stor enighet om at Big Bang-teorien er den beste. Det er fordi det er så mange observasjoner som stemmer med den.
Big Bang-teorien er vitenskapens beste forklaring på hvordan universet og alt annet ble til. Det store smellet startet for 13,8 milliarder år siden.
En galakse er en samling av veldig mange stjerner. Sola er for eksempel én av flere milliarder stjerner i galaksen Melkeveien. Den amerikanske astronomen Edwin Hubble (1889–1953) var den første til å observere at andre stjerner og galakser i universet er på vei bort fra oss, og at jo lenger borte fra oss de er, desto raskere beveger de seg fra oss. Altså må universet utvide seg. Det ga opphav til to ulike teorier om universet. De fikk navnene Steady State-teorien og Big Bang-teorien. Tilhengere av Steady State-teorien mente at universet ikke har noen begynnelse eller slutt. Så når stjerner og planeter beveger seg fra hverandre, blir nytt stoff dannet for å fylle tomrommet som oppstår.
1 JORDAS UTVIKLING
7
Ifølge Big Bang-teorien burde det være mulig å måle restene av strålingen fra det store smellet. Det burde være en svak, jevn stråling uansett i hvilken retning en måler. Da denne strålingen ble oppdaget i 1965 og var akkurat slik Big Bang-teorien hadde forutsett, ble Steady State-teorien raskt forkastet. Ifølge Big Bang-teorien ble det dannet 80 prosent hydrogen og 20 prosent helium under det store smellet. Siden har store stjerner smeltet om hydrogen og helium til tyngre stoffer. Når vi i dag undersøker hva universet er lagd av, finner vi at det består av 75 prosent hydrogen, 24 prosent helium og 1 prosent andre stoffer. Det stemmer også på en prikk med Big Bang-teorien. Ingen andre teorier om universet har noensinne klart å forutsi noe med så stor nøyaktighet som Big Bang-teorien har gjort. Det at den treffer så godt, gjør den til en veldig sterk teori. Big Bang er altså bare en teori. Men det er den sterkeste og beste teorien vi har, støttet av mange observasjoner.
Tyngdekraft lager stjerner og planeter Tyngdekraften er tiltrekningen mellom alle ting som har masse.
Noen hundre tusen år etter det store smellet ble universet mørkt. Temperaturen hadde sunket så mye at det ikke lenger var noe som glødet og lyste. Lyset kom ikke tilbake før de første stjernene ble til. Det skjedde takket være tyngdekraften. Hvis du løfter en bok og slipper den, vil den falle ned. Det skyldes tyngdekraften. Det er tyngdekraften som gjør at du ikke letter fra jorda og svever rundt. Tyngdekraften gjør også at jorda går i bane rundt sola, og at månen går i bane rundt jorda. Og uten tyngdekraft ville atmosfæren vår forsvunnet. Tyngdekraften virker mellom alt, både stort og smått. Alle gjenstander tiltrekker hverandre. Det virker en tyngdekraft mellom deg og en bok du leser. Men både du og boka har så liten masse at tyngdekraften ikke kan merkes. Jo større masse, desto sterkere blir tyngdekraften. Derfor er det en mye sterkere kraft som virker mellom deg og jordkloden enn mellom deg og boka. Tyngdekraften virker over veldig store avstander. Du har kanskje hørt om tidevann? Det skyldes at tyngdekraften virker mellom vannet i havet og månen.
8
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
Så hvordan lager tyngdekraften stjerner og planeter? Noen hundre tusen år etter Big Bang besto det mørke universet av enorme skyer med de to gassene hydrogen og helium. Selv om det er to veldig lette gasser, virker det en tyngdekraft mellom alle atomene. Den gjorde at atomene ble trukket mot hverandre. Skyene ble mer kompakte.
Jordas store masse trekker oss ned, enten vi er i lufta eller står på den.
Universet er stort og temmelig tomt, så avstandene er store. Derfor tar det lang tid å bygge opp en tett gassky. Det tok flere hundre millioner år for gasskyene å bli så tettpakket at de ble varme i midten, begynte å brenne og ble til de aller første stjernene. Rundt stjernene samlet støv og gass seg til klumper, takket være tyngdekraften. Og rundt én stjerne samlet det seg noen klumper som skulle få helt spesiell betydning for deg.
1
Hvor lenge er det siden alt det du vet om, var samlet til en liten prikk?
2
Hva var det som gjorde at Steady Stateteorien ble forkastet?
3
Hvordan lager tyngdekraften stjerner og planeter?
1 JORDAS UTVIKLING
9
Forskere tror jorda og månen er et resultat av at to «planetbarn» krasjet inn i hverandre.
En spesiell planet For 4,6 milliarder år siden var «vår» sky blitt så tettpakket i midten at den begynte å brenne. Det var starten på sola som fortsatt varmer oss i dag. Etter hvert samlet restene av skya seg til mindre klumper. Det er fristende å kalle dem «planetbarn», for de var mye mindre enn planeter. Men de var store nok til at de ble varme i midten, og noen fikk en fast skorpe utenpå. Disse «planetbarna» krasjet etter hvert i hverandre og ble til større klumper. Nærmest sola var det mest støv og stein, så der ble det dannet steinplaneter. Jorda er en slik steinplanet. De lettere gassene ble slynget lenger ut og ble til gassplanetene ytterst i solsystemet vårt. På denne tiden var solsystemet vårt et kaotisk sted. Jorda ble bombardert av stein- og støvklumper. Jupiter var en god nabo å ha, for med sin enorme masse trakk den mange av klumpene til seg, eller sendte dem ut av solsystemet. Først da jorda ikke ble bombardert lenger, ble det rolig nok til at det kunne utvikle seg liv. Men først, et siste, digert krasj.
10
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
Månen Det er mange teorier om hvordan månen og jorda oppsto. De fleste forskere tror at de ble til ved at mindre planetbarn krasjet inn i hverandre. Trolig er vår planet et resultat av rundt ti sånne kollisjoner. I den siste smellen ble jorda truffet av en klump på størrelse med Mars. Den traff oss med en fart på rundt 10 kilometer i sekundet! Med den farta er det sannsynlig at det ble så varmt at det meste av begge planetbarna smeltet. I sammenstøtet ble biter av begge revet av og slynget ut. Disse bitene samlet seg etter hvert, og ble til månen. Planetbarna traff hverandre med en vinkel som førte til at jorda spinner litt skeivt. På s. 13 kan du lese om hvorfor vi kan takke dette krasjet for at vi har årstider. På de fleste bilder der månen og jorda vises sammen, kan en få inntrykk av at de er ganske nær hverandre. Men sannheten er at alle de andre planetene i vårt solsystem ville fått plass mellom oss og månen. Månen er det mest lyssterke objektet på himmelen om natta, og menneskene har til alle tider vært opptatt av den. Gjennom sagn og fortellinger har vi funnet mange forklaringer på hva månen er, og hva den gjør med oss. Da teleskopet ble funnet opp, kunne vi endelig studere den i detalj, og for over femti år siden klarte vi mennesker for første gang å besøke månen.
Månen er det nærmeste himmellegemet til jorda, og har alltid fascinert oss. I nyere tid har vi klart å reise dit.
1 JORDAS UTVIKLING
11
Vi vet at månen er «låst» til jorda. Vi ser den samme siden av månen hele tiden, og kun noen få mennesker har sett baksiden med egne øyne: astronautene som har besøkt den. Vi vet at månen bruker 27,3 døgn på en runde rundt kloden, og at den er stor nok til å trekke på havene så det blir høyvann og lavvann. Men månen selv har ikke en dråpe vann.
Vann Ikke lenge etter den store kollisjonen som skapte månen, fikk jorda flytende vann. Det var da planeten begynte å likne på den vi kjenner i dag. Vannet var allerede til stede inni den varme, flytende planeten. Da overflaten størknet, fordampet vannet. Dampen steg ut i atmosfæren, som var i ferd med å samle seg rundt den ferske planeten. Der kondenserte dampen, og falt ned igjen på jorda som nedbør. Det kan også tenkes at kometer og asteroider av is som har truffet planeten seinere, har bidratt med vann. Men uten atmosfæren vår ville vannet forsvunnet ut i verdensrommet. Lenge var jorda den eneste planeten hvor vi visste at det finnes flytende vann på overflaten. Siden vann er så viktig for den typen liv vi kjenner til, har vi lett etter det på andre planeter, også utenfor vårt solsystem. Vi har funnet tegn til vanndamp i atmosfæren til planeter som går rundt andre stjerner. Men jorda er fortsatt det eneste stedet i universet der vi vet at det finnes liv. 71 prosent av planeten vår er dekket av vann. Nesten alt er saltvann. Bare 2,5 prosent er ferskvann. Mesteparten av dette finnes i form av is, og bare en veldig liten del er drikkbart.
Atmosfære At jorda utviklet en atmosfære, er helt avgjørende for at det er liv her i dag. I tillegg til å holde på vann inneholder atmosfæren oksygen, og beskytter planeten mot stråling fra verdensrommet. Vann har kjemisk formel H2O. Det består altså av hydrogen og oksygen. Likevel tok det et par milliarder år før vi fikk betydelige mengder oksygengass i atmosfæren vår. Det skjedde da mikrober i havet begynte med fotosyntese. Det skal du lære mer om i kapittel 2.
12
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
Årstider og formørkelser Planetene går i baner som ikke er helt runde som sirkler, men formet som ellipser. De innerste planetene går mye raskere enn de som er lenger ute i solsystemet. I tillegg spinner alle planetene rundt seg selv, som en snurrebass. Det gjør vår planet også – det er derfor vi har dag og natt. Mange tror at vi er nærmere sola om sommeren og lenger unna om vinteren. Det kan høres logisk ut. Men straks du kommer på at årstidene er motsatt i Australia, slår teorien sprekker. Det er riktig at jordas elliptiske bane noen ganger bringer oss nærmere sola, men det er ikke det som gjør det varmt om sommeren og kaldt om vinteren. Vi er faktisk nærmest sola om vinteren. Årstidene kommer av at jorda spinner litt skjevt rundt seg selv. Jorda begynte trolig å spinne skjevt etter at den krasjet med et annet himmellegeme. Det gjør at toppen av kloden, her vi bor, noen ganger heller litt i retning sola og andre ganger bort fra den. Den perioden av året da vår del av kloden heller mot sola, får vi mer varme fra sola. Denne perioden, eller årstiden, er vår sommer. Den sørlige delen av kloden, der Australia ligger, heller samtidig bort fra sola og får mindre varmestråling. Da er det vinter hos dem.
Årstidene lages av at jorda spinner «skjevt», slik at vår del av planeten peker litt mer i retning av sola i sommerhalvåret.
1 JORDAS UTVIKLING
13
En sjelden gang skjer det noe spektakulært med strålene fra sola. De forsvinner, midt på dagen. Det skjer når månen kommer mellom oss og sola. I dag vet vi nøyaktig når og hvor slike solformørkelser kan sees, og mange reiser dit for å oppleve det. Men i tidligere tider må det ha kommet veldig overraskende og gjort sterkt inntrykk på mennesker. Det mest naturlige for dem var å tolke det som et tegn fra gudene. Det hender også at de innerste planetene passerer mellom oss og sola, og da kan vi med beskyttelsesbriller se dem som en prikk over solskiva. Du kan skade øynene om du ser på sola uten spesielle briller. Vi opplever også måneformørkelser en gang eller to hvert år. Men hva kan være i veien for månen? Det er oss! Det er jorda. Når jorda kommer mellom månen og sola, får vi en delvis eller hel måneformørkelse. Da ser vi skyggen av jorda på månen, og vi ser tydelig at jorda er rund.
I dag kjenner vi bevegelsene til sola og månen så godt at vi kan forutse nøyaktig når og hvor solformørkelser kan sees. Og folk reiser langt for å oppleve dem, som hit til Svalbard.
14
1
Hvordan ble månen vår til?
2
Hvorfor er vi så opptatt av om det finnes vann på andre planeter?
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
3
Hva er det som gjør at vi har ulike årstider?
Historien om Skandinavia La oss reise 550 millioner år tilbake i tid. Norge og resten av Skandinavia er et temmelig flatt landskap på den tiden. Og det vokser ingenting her. Ingen trær, ingen busker, ikke et eneste gresstrå. Dette flate landskapet ligger helt på kanten av et kontinent som har fått navnet Baltika. Vest for dette landskapet ligger havet. Etter hvert stiger havnivået, og det flate, norske landskapet havner under vann. Det vet vi fordi vi på land har funnet rester av slam, leire og dyr som lever i havet. Omtrent 50 millioner år seinere, for rundt 500 millioner år siden, dukker det opp vulkanske øyer i havet utenfor kysten. Vulkanene ligger pent på rekke, ganske likt øyene på sørsiden av dagens Indonesia. Vulkanene er et tegn på at noe er i ferd med å skje. Inn mot kontinentet Baltika kommer nemlig kontinentet Laurentia i full fart. Laurentia består av det vi i dag kaller Nord-Amerika og Grønland. Og i geologi er «full fart» ganske langsomt. Kontinenter beveger seg bare noen centimeter i året. Det kan være en uvant tanke at vi lever livene våre flytende rundt på plater. Men det er tilfellet. Jordas overflate består av kontinentalplater, som flyter rundt på den varme mantelen innenfor. Men når hele kontinenter krasjer i hverandre, er det snakk om enorme krefter over millioner av år. Selve kollisjonen startet for rundt 425 millioner år siden, og fortsatte i omtrent 20 millioner år. Resultatet av at de to platene kolliderer med hverandre, er at vestkanten av Baltika blir presset ned og under Laurentia, ned i den myke mantelen. Det vet vi fordi vi finner rester av det i dag. Geologer har funnet bergarten eklogitt mange steder i Sogn, Sunnfjord, Nordfjord og på Møre. Eklogitt dannes under stort trykk inne i mantelen.
Jordskorpa er delt opp i kontinentalplater som beveger seg rundt på den mykere mantelen innenfor. Mantelen er den delen av jordkloden som ligger mellom kontinentalplatene og jordas kjerne.
Geologer har også funnet andre mineraler og ørsmå diamanter, som må ha blitt presset sammen av trykket vi finner rundt 150 kilometer under jordoverflaten. Det er dypt ned, når vi vet at jordskorpa ellers sjelden blir noe særlig tykkere enn 40–50 kilometer. Kanskje er det verdensrekord?
1 JORDAS UTVIKLING
15
Sju søstre er en fjellformasjon på Helgelandskysten. Fjellene er et resultat av at kontinentene Laurentia og Baltika krasjet i hverandre.
De to kontinentene skled ikke pent innunder og over hverandre. Store steinmasser, og små fjell, ble revet løs. Noen ble skjøvet flere hundre kilometer innover på Baltika. Galdhøpiggen og resten av Jotunheimen er for eksempel lagd av bergarter som ble skjøvet innover for 400 millioner år siden. Også mange andre steder i Norge finner vi rester av kollisjonen mellom kontinentene: Lyngsalpene, en liten kjøretur fra Tromsø, er gammel havbunn som har blitt skjøvet og brettet oppover. Det samme gjelder Gullfjell utenfor Bergen. Mange turister reiser til fjellene Sju søstre i Nordland, men ikke alle vet at de er lagd av bergarter som ble skapt av vulkaner i havet, i tiden før kontinentene kolliderte. I Alta, Oppdal, Otta, Hardanger og mange andre steder i landet kan vi hente ut stein i tynne skiver. Slik skifer bruker vi som takstein, gulvfliser eller som heller i hagen. Og det kan vi takke kollisjonen mellom kontinentalplatene for, som brettet, knadde og skjøv steinmasser over millioner av år. Vi kan også se hvordan retningen til skiferen former terrenget. Skifer som peker rett til himmels, gir bratte og avlange fjell, med mange parallelle daler. Der skiferen står på skrå, får vi gjerne lange fjellrygger med bratte, avløsende stup, som nord for Mo i Rana. Mens horisontal skifer gir et platå- og hyllelandskap, som på Hardangervidda. Men kollisjonen mellom kontinentalplatene gir oss ikke bare håp om den dypeste verdensrekorden. Vi kan ha hatt fjell høyere enn dagens Himalaya.
16
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
Hvis vi forenkler det veldig, og ser for oss kontinentalplatene som flytebrygger på et vann, er det lettere å forstå at hvis den ene dyttes ned og litt innunder den andre, vil den øverste løftes ekstra høyt opp. Sånn var det også da Baltika og Laurentia kolliderte. Resultatet var en fjellkjede som kan måle seg med dagens Himalaya. Kaledonidene, som vi kaller fjellkjeden, strekker seg fra Irland, over Skottland, til Stavanger, og derfra nordover til Finnmark og ut i Barentshavet mot Svalbard. Vi regner med at de høyeste delene av fjellkjeden lå nær dagens norske kystlinje, for det er her vi finner mineraler som er skapt av de høyeste trykkene, langt nede. Og at steinmasser har vært langt nede, betyr at de øverste lagene sannsynligvis var løftet langt opp. I dag ligger de høyeste fjellene våre mye lenger inn i landet. Og de er ikke i nærheten av høyden til Himalaya. Skandinavia har utviklet seg mye de siste 400 millionene år også. Hele planeten har alltid vært i endring, og vil alltid fortsette å utvikle seg.
1
Fortell hva som skjer når Baltika og Laurentia kolliderer.
2
Hvor raskt beveger kontinenter seg?
3
Hva menes med jordas skorpe, mantel og kjerne?
1 JORDAS UTVIKLING
17
Gjennomskåret jordklode. Ytterst finner vi jordskorpa, som er et tynt og steinhardt skall. Lenger inne har vi mantelen, og innerst finner vi kjernen.
Tynt skall i bevegelse Vi bor på et tynt skall utenpå en glødende masse. Hvis jordkloden var på størrelse med en fotball, ville jordskorpa være like tynn som et papirark. Jordas radius er 6350 km, men på de tynneste stedene er jordskorpa bare 5 km tykk. (I snitt er den 30 km tykk.) Ingen har til nå klart å bore mer enn noen få kilometer innover i jordskorpa. Det vi vet om jordklodens indre, har vi derfor funnet ut ved blant annet å studere vulkaner og jordskjelv. Innenfor jordskorpa finner vi mantelen. Den er myk, og over millioner av år beveger den seg langsomt. Varme områder stiger, og kaldere områder synker. Det er disse bevegelsene som får kontinentalplatene til å bevege seg. Innerst i jordkloden finner vi kjernen. Den ytre delen av kjernen tror vi er flytende, mens den innerste delen er fast. Gjennom historien har hav- og landområder flyttet seg rundt på kloden. Nye fjell og nye havområder skapes. Bevegelsene skjer så sakte
18
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
at du ikke merker det selv, men vi trenger ikke lete lenge etter spor. Høyt til fjells kan vi finne store mengder rester av dyr som en gang må ha levd i havet. I fjellene på Svalbard har for eksempel norske forskere funnet fossiler etter svaneøgler og andre store krypdyr som levde i havet. Liknende funn er gjort i mange andre land. Den eneste gode forklaringen er at jordskorpa beveger seg. Det går veldig langsomt, men over tid endrer jorda seg. Hvordan er det mulig? Det lurte også den tyske meteorologen Alfred Wegener (1880–1930) på. I 1912 presenterte han en teori om at alle kontinenter en gang har hengt sammen i ett eneste kontinent. Han kalte kontinentet for Pangea. Wegener la merke til at formen til kontinentene på kartet kunne passe sammen. Det hadde også blitt funnet nesten prikk like dyre- og plantefossiler på kontinenter som nå ligger tusenvis av kilometer fra hverandre. Dessuten var det noen fjellformasjoner som tilsynelatende fortsatte på nabokontinentet når «puslespillet» ble lagt sammen til et kjempekontinent.
Forskeren graver forsiktig ut en svaneøgle på Svalbard.
1 JORDAS UTVIKLING
19
Wegeners teori om kontinentaldrift bygde blant annet på disse to observasjonene: 1) Om du ser på et verdenskart, ser du at Afrika og SørAmerika passer sammen som to brikker i et puslespill. Dette kan forklares ved at de to kontinentene en gang har hengt sammen. 2) I både Sør-Amerika og Afrika er det funnet fossiler av et spesielt krypdyr. Det var på størrelse med en hund, og fikk navnet Cynognathus. Dyret kunne ikke svømme over store hav, så det peker mot at de to kontinentene hang sammen på den tiden Cynognathus gikk omkring.
Teorien til Wegener fikk liten oppslutning blant andre forskere. Det skyldes først og fremst at han ikke hadde noen god forklaring på hvorfor kontinentene beveger seg. Men i 1962 la den amerikanske geologen Harry Hess (1906–1969) fram en teori som kunne forklare dette. Han oppdaget nemlig at det velter opp smeltet stein (lava) fra jordas indre, nede på havbunnen. Der størkner den og blir til ny havbunn, så den opprinnelige havbunnen presses utover til hver side. Teorien hans ble kalt teorien om havbunnsspredning. Teorien om platedrift (platetektonikk) sier at jordskorpa er delt opp i flere plater som flyter rundt på den mykere mantelen. Platene beveger seg i forhold til hverandre.
20
De to teoriene ble diskutert heftig i 1960-årene. Diskusjonen førte til enda en teori som kunne forklare både kontinentaldriften og havbunnsspredningen. Teorien om platedrift gikk ut på at jordas overflate er delt opp i omtrent fjorten plater. De er store, faste og flyter rundt på den flytende kjernen. I dag er de fleste forskere enige om at disse store platene beveger seg i forhold til hverandre.
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
For 200 millioner år siden
P
A
N
G
A
E
A
For 135 millioner år siden
L A U R A S IA
GON DWA NA
For 65 millioner år siden
Grense mellom platene Retning på platebevegelsen
platebevegelsen
I dag
NORDAMERIKA
EURASIA
AFRIKA SØRAMERIKA AUSTRALIA
ANTARKTIS
Tegningen viser hvordan landområdene på jorda har beveget seg gjennom tidene. Kontinentene slik vi kjenner dem i dag, oppsto da superkontinentet Pangea delte seg opp for 200 millioner år siden. Sør-Amerika brøt løs og drev vekk fra Afrika. India, Australia og Antarktis løste seg fra østsiden av Afrika. Nord-Amerika drev bort fra Vest-Europa, og Grønland drev bort fra Norge. Australia og Antarktis skilte lag. For 30 millioner år siden åpnet Rødehavet seg, og for 20 millioner år siden vokste Island fram på den midtatlantiske ryggen. NordAmerika og Europa fjerner seg fremdeles fra hverandre, med en fart på ca. 2 cm i året.
1 JORDAS UTVIKLING
21
Platene kan bevege seg fra hverandre, mot hverandre eller gli sidelengs forbi hverandre. Der hvor platene går fra hverandre, strømmer det smeltet stein (lava) opp mellom dem og lager ny jordskorpe. Hvis det skjer på havbunnen, kan det bli en undersjøisk fjellkjede.
Der platene beveger seg mot hverandre, vil den ene alltid presses ned og under den andre. Da oppstår gjerne en lang og dyp grøft – en dyphavsgrop. Verdens dypeste havgrop er Marianegropen, som ligger 11 035 meter under havoverflaten. Det er mye dypere enn verdens høyeste fjell er høyt.
Marianegropa er dypere enn jordas høyeste fjell, Mount Everest.
Mount Everest 8848 moh.
Plater som glir sidelengs forbi hverandre, kan høres fredelig ut, men også her er det urolig. Langs alle plategrensene er det fare for jordskjelv og vulkanutbrudd. Hvis vi tegnet inn alle jordskjelv og vulkaner på et verdenskart, ville det også bli et kart over hvor kontinentalplatene grenser mot hverandre. Norge ligger et godt stykke inn på den eurasiske kontinentalplaten. Derfor har vi sjelden jordskjelv her, og de vi har, er forholdsvis svake.
Marianegropen 11 035 muh.
22
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
Himalaya utgjør noen av de høyeste fjellområdene på planeten i dag, og ble skapt da India kolliderte inn i den eurasiske kontinentalplaten for rundt 50 millioner år siden.
1 JORDAS UTVIKLING
23
Vulkanen Etna, på øya Sicilia i Italia, regnes som den mest aktive vulkanen i verden. Utbruddet den 3. desember 2015 sendte lava rundt én kilometer opp i atmosfæren og aske til en høyde av tre kilometer.
24
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
Katastrofer De fleste geologiske prosessene er så treige at vi knapt ser noen utvikling fra vi blir født, til vi dør. Vi ser ikke fjellene bli høyere, eller havene bli større. Men iblant byr kontinentalplatene på dramatikk og tragedie. Hvis du setter pekefingeren på bordet foran deg, og skyver den bortover med akkurat passe kraft, vil du kjenne at den ikke glir helt jevnt, men i små rykk og napp. Sånn er det med kontinentalplatene også. Bevegelsene skjer ikke jevnt og hele tiden. Platene kan presse mot hverandre lenge, og så plutselig gjøre et byks. Det kjenner vi som et jordskjelv.
Når to kontinentalplater som presser mot hverandre, plutselig beveger seg, oppstår et jordskjelv. Da rister bakken under oss.
Jordskjelv kan oppleves dramatisk og forårsake store ødeleggelser. Hus, veier og broer raser sammen, og folk dør. Hvis jordskjelvet skjer i havet, kan resultatet bli en dødelig og skremmende tsunami. Som i 2004, da et undersjøisk jordskjelv utenfor Sumatra i Indonesia startet en tsunami som tok livet av over 200 000 mennesker. 84 av dem var nordmenn på ferie.
En tsunami er store bølger i havet, lagd av undersjøiske jordskjelv, skred eller vulkanutbrudd.
Mange steder på planeten er jordskorpa så tynn at flytende steinmasser fra jordas indre kan komme ut. Vulkaner finner vi ofte langs plategrensene, men de finnes også lenger inne på kontinentalplater. Gjennom forskning og utvikling har vi blitt ganske gode til å studere og spå når en vulkan vil få et utbrudd. Men fortsatt kan vulkanutbrudd komme overraskende på, og gjøre store ødeleggelser. I 1985 ble for eksempel en hel by i Colombia begravd og knust av gjørme etter et utbrudd fra vulkanen Nevado del Ruiz. Nesten alle de 28 000 innbyggerne i byen døde.
Gradvis endring av landskapet Det er ikke bare kontinentalplatenes bevegelse som forandrer landskapet. Innimellom jordskjelv og vulkanutbrudd former vind, vann, og etter hvert mennesker, planeten. En elv graver seg nedover i jord og stein. Etter mange tusen år kan elvegrøfta bli til en dyp dal. Og vinden skaper bølger som slår inn mot land og drar med seg stein, grus og sand. Løse masser raser nedover. Vann, is og vind sliter over millioner av år ned overflaten på jorda. Vi bruker ordet erosjon om all slik nedsliting av jordoverflaten. Og energien til nedslitingen kommer fra sola. For det er sola som
Erosjon: når jordoverflaten slipes ned av vind, vann og is.
1 JORDAS UTVIKLING
25
Rubjerg Knude Fyr (i Danmark) ligger blant sanddyner som stadig flytter på seg på grunn av vind og erosjon. På et tidspunkt ble hele fyrtårnet begravd i sand. Da det dukket opp igjen, valgte danskene å flytte hele tårnet innover i landet, så det ikke skulle rase ut i havet.
fordamper vannet som regner og renner ned fra fjellet. Og det er sola som varmer opp jorda, så lufta beveger på seg og blir til vind. Vinden skaper bølger på havet, og drar med seg jord og sand på land. På steder med mye sol og veldig lite nedbør får planter problemer med å overleve. Da kan det bli til ørken, der vind og sjeldne regnbyger kan endre landskapet fullstendig fra år til år. Hvis det ikke hadde vært for platedriften, som dytter og løfter opp jordskorpa til fjell og daler, ville erosjonen for lengst ha jevnet ut overflaten til en helt flat og glatt planet. De to prosessene, erosjonen og platedriften, jobber mot hverandre. Sammen former de langsomt planeten vår. Klimaendringene endrer dette samspillet. Platedriften går som normalt, men erosjonen blir kraftigere og mer uforutsigbar når planeten blir varmere og været mer ekstremt.
26
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
Hvordan kan vi vite? Så lenge det har vært mennesker på jorda, har vi lurt på hvem vi er, og hvor vi kommer fra. Mange har søkt svar på himmelen og i universet. I dag vet vi ganske mye, men hvordan får vi denne kunnskapen? De første teoriene om hvordan verden fungerer, var basert på observasjoner, sagn og overtro. Derfor konkluderte de med at sola var en gud som red over himmelen i en flygende vogn, og at jorda var flat og sentrum for universet. Det er først de siste fem hundre årene vi har visst at det er jorda som går rundt sola, og ikke omvendt. Det skyldes at astronomer som Nicolaus Copernicus (1473–1543) studerte månens, solas og planetenes bevegelser, og kom til denne konklusjonen tidlig på 1500-tallet. Men det tok flere tiår før det nye verdensbildet ble akseptert av folket. Og Copernicus hadde ikke helt rett, heller. Han satte sola i sentrum for universet. I dag vet vi at det ikke stemmer. Copernicus observerte himmelen uten hjelpemidler. Teleskopet ble nemlig først oppfunnet av Galileo Galilei (1564–1642) mer enn femti år etter Copernicus’ død. Copernicus måtte klare seg med enkle redskaper som blyant, passer, linjal, kuler, og kanskje aller viktigst: matematikk. All vitenskap er basert på observasjon. Forskere observerer fenomener, noterer dem ned og lager teorier basert på observasjonene. Jo bedre observasjoner, desto bedre teorier. Derfor ble Galileis teleskoper et stort framskritt, og derfor jakter vitenskapen hele tiden på bedre verktøy for å finne ut hvem vi er, og hva som skjer rundt oss.
1
Hvordan endres jordskorpa, og hvor fort skjer det?
2
Hva er vulkanutbrudd og jordskjelv?
3
Hva menes med havbunnsspredning?
1 JORDAS UTVIKLING
27
Når jorda dør Vårt solsystem består av en stor ball med brennende gass og en drøss større og mindre klumper som farer rundt den. Åtte av klumpene er store nok til at vi kaller dem planeter. En av dem bor vi på. Solsystemet vårt er omtrent 4,6 milliarder år gammelt, og sola er vår nærmeste stjerne. Den gir planeten vår energi og gjør det mulig å leve her. Men en dag kommer sola til å sluke oss. Sola består hovedsakelig av hydrogen og helium, og er så stor at den inneholder mer enn 99 prosent av all massen i solsystemet. Inne i sola er det varmt. Mens den overflaten vi ser, «bare» har 5500 varmegrader,
Mot slutten av sin levetid vil sola ese ut og sluke de innerste planetene.
28
NATURFAG 10 FRA CAPPELEN DAMM
er det 15 millioner grader på innsiden. Det er så varmt, og trykket der er så stort, at hydrogen hele tiden blir smeltet om til helium. Den prosessen kaller vi fusjon, og det er den som gjør at det stråler lys og varme fra sola ut i verdensrommet. Det vil den fortsette med til alt hydrogenet er blitt til helium. Forskere har kommet til at det vil skje om rundt fem milliarder år. Sola er altså midt i livet. Hvis du husker hvor gammel sola er, vet du også hvor lenge den har igjen å leve. Når sola nærmer seg slutten av sin levetid, vil den ese ut og bli så stor at den kommer til å sluke de tre innerste planetene. Oss også. Men husk at det er lenge til. Like lenge som sola har eksistert.
1 JORDAS UTVIKLING
29
ORDFORKLARINGER asteroide: himmellegeme som består av stein og metall. Større enn 10 meter i diameter, mindre enn en planet, går i bane rundt sola. De fleste finnes i asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter.
grunnstoff: et stoff som ikke kan deles opp i andre enklere stoffer ved hjelp av kjemiske metoder. Eksempler på grunnstoffer: hydrogen og helium. Grunnstoffene er samlet i periodesystemet.
atmosfære: luftlaget som ligger rundt jordkloden, holdt på plass av tyngdekraften.
havbunnsspredning: dannelsen av ny jordskorpe fordi to kontinentalplater beveger seg fra hverandre.
atom: enhet som alle stoffer er bygd opp av. Atomet består av en kjerne som ett eller flere elektroner går i bane rundt.
helium: det nest letteste grunnstoffet, kjemisk formel He.
Baltika: tidligere kontinentalplate, som tilsvarer dagens Skandinavia og Baltikum.
hydrogen: det letteste grunnstoffet, kjemisk formel H. jordkloden: planeten vi mennesker bor på.
Big Bang: Den store smellen. En form for eksplosjon for 13,8 milliarder år siden, som regnes som starten på vårt univers.
jordskjelv: jorda rister eller beveger seg, fordi to kontinentalplater plutselig forskyver seg i forhold til hverandre.
eklogitt: bergart, dannet under stort trykk. ellipse: geometrisk form, som planetene følger på sin ferd rundt en stjerne. erosjon: prosess der materiale på jordoverflaten løsner og flyttes. Det kan skje med rennende vann, bølger, vind eller isbreer. fusjon: sammensmelting av to lette atomkjerner til en tyngre under frigjøring av store mengder energi, for eksempel hydrogen som smeltes om til helium i sentrum av sola. galakse: samling av stjerner, støv og gasser. gass: stoff uten bestemt form eller volum.
jordskorpe: det ytterste laget av jordkloden, 5–70 kilometer tykt. Kaledonidene: fjellkjede som strakk seg langs hele Norge for 400 millioner år siden. komet: himmellegeme som hovedsakelig består av is. Større enn 10 meter i diameter, mindre enn en planet, går ofte i elliptiske baner rundt sola. Inneholder ofte også støv og stein og kalles derfor ofte «skitne snøballer». kontinent: stort, sammenhengende landområde. For eksempel Australia. kontinentaldrift: teori om at kontinentene på jorda beveger seg i forhold til hverandre.
gassplanet: planet som består hovedsakelig av gass.
!
geolog: person med geologi som arbeidsfelt eller fag.
kontinentalplate: del av jordas ytterste lag, som beveger seg i forhold til andre kontinentalplater. Vi har 6–8 store, og mange mindre.
geologi: læren om jordas opprinnelse, oppbygning og utvikling.
Laurentia: tidligere kontinent, som tilsvarer dagens Nord-Amerika.
30
ORDFORKLARINGER
lava: smeltet stein som flyter ut av vulkanåpninger og sprekker mellom kontinentalplater.
Steady State-teorien: modell av universet, som sier at alt er likt overalt og til alle tider. Universet har ingen begynnelse eller slutt.
mantel: den delen av jorda som ligger mellom kjernen og jordskorpa.
steinplanet: planet som hovedsakelig består av stein og metall.
masse: et mål for hvor mye stoff en gjenstand inneholder. Masse blir målt i kilogram (kg).
stjerne: himmellegeme, glødende kule av gass. Sola er vår nærmeste stjerne.
Melkeveien: galaksen vi er en del av.
stråling: overføring av energi. Det finnes mange typer stråling. Lys er stråling vi kan se med øynene våre, UV-stråling og røntgenstråling er eksempler på stråling vi ikke kan se med øynene våre.
mikrobe: encellet, levende vesen. Så lite at det bare kan ses i mikroskop. måneformørkelse: når månen kommer inn i jordas skygge. månen: jordas eneste naturlige satellitt. Klump av stein og støv som går i bane rundt jorda. oksygengass: gass av grunnstoffet oksygen. Nødvendig for livet på jorda. Kjemisk formel O2. Pangea: superkontinent, da alle kontinentene hang sammen for rundt 250 millioner år siden. planet: himmellegemer som går i bane rundt en stjerne, men som ikke lyser selv. platedrift: bevegelser mellom plater av jordskorpa. platetektonikk: teori som sier at jordas ytterste lag er delt opp i større og mindre plater som beveger seg i forhold til hverandre.
superkontinent: samling av kontinenter. Eurasia regnes som et superkontinent i dag. Pangea var et superkontinent for 200 millioner på siden. teleskop: astronomisk kikkert; apparat som mottar stråling fra himmellegemer. tidevann: at vannstanden stiger og synker på grunn av gravitasjonskraften fra månen. tsunami: store bølger i havet, lagd av undersjøiske jordskjelv, skred eller vulkanutbrudd. tyngdekraft: gjensidig tiltrekningskraft mellom alle legemer. Jo større masse, desto større er tiltrekningskraften. univers: alt som eksisterer av rom, energi og materie.
skifer: finkornet bergart som ligger lagvis. sol: stjerne, glødende kule av gass.
verdensrommet: det som ligger utenfor jordas atmosfære.
solformørkelse: når månen kommer mellom sola og jorda og skygger for sola.
vulkan: åpning i jordskorpa der lava og gass kommer opp fra jordas indre.
solsystem: sola og alt som holdes fast av solas gravitasjonskraft.
vulkanutbrudd: lava og gass som strømmer ut av en vulkan. årstid: inndeling av året i fire perioder: vår, sommer, høst, vinter.
ORDFORKLARINGER
31
!
OPPGAVER Det store smellet LES OG SVAR 1
Hvor gammelt er universet?
6
2
Hvilke var de to første grunnstoffene som ble dannet etter det store smellet?
Hvilke observasjoner styrker teorien om universets fødsel?
7
Hvilke andre teorier om universets utvikling kjenner du?
3
Hva er en galakse?
8
4
Hva kaller vi den mest anerkjente teorien om universets fødsel?
Hvordan ble de første stjernene dannet?
9
Nevn to eksempler fra hverdagen på at tyngdekraften virker.
5
Forklar med egne ord hva teorien om universets fødsel går ut på.
10 Hvordan kan tyngdekraften lage stjerner og planeter?
GJØR OG LÆR 11 Planlegg en modell av solsystemet ved å bruke frukt. Hvis sola er en appelsin, hvor store er planetene, og hvor langt unna er de? Du trenger ikke være nøyaktig, men er jorda på størrelse med en plomme, drue eller en liten rosin? Får solsystemet ditt plass i huset du bor i? Får det plass på skolen? Du må bruke internett og kalkulator og tegne opp hvordan modellen blir.
?
32
OPPGAVER
12 På en solfylt dag kan du fange noe av solenergien og bruke den til å lage ristet brød. Eksperimentet er enkelt. Du trenger et stort, buet lokk, aluminiumsfolie, en grillgaffel og en brødskive. Dekk innsiden av lokket med aluminiumsfolie. Pass på at den holder seg så glatt som mulig. Rett lokket mot sola. Fest brødskiva på gaffelen og hold den over midten av lokket. Du kan bytte ut brødskiva med for eksempel en marshmallow.
DISKUTER 13 Jobb i grupper og sammenlikn ulike religiøse skapelsesberetninger (norrøn religion, samisk tro, kristendom, islam, buddhisme og hinduisme). Er det elementer i noen av disse som passer med Big Bang-teorien? Diskuter i klassen.
15 Har du nok bevis i ditt eget liv til å tro på at tyngdekraften finnes, eller stoler du bare på læreboka og læreren din? Ting faller ned mot jorda når du slipper dem. Men har du bevis på at det virker tyngdekraft mellom alle gjenstander? Hvilke? Diskuter med en medelev.
14 Sola og månen ser omtrent like store ut fra jorda. Hva kommer dette av? Diskuter i klassen.
GÅ VIDERE 16 Bruk et oppslagsverk eller nettet og finn ut hvem Edwin Hubble var. Hvorfor er et romteleskop oppkalt etter ham? 17 Menneskene har sett opp på stjernehimmelen siden tidenes morgen. Forsøk å finne noen eksempler på hva mennesker har brukt stjernehimmelen til tidligere. Hvilken informasjon hentet de ut fra det de så der oppe? Bruk andre kilder enn læreboka. Lag et kort sammendrag med bilder og tekst, og oppgi hvilke kilder du har brukt. 18 Det er gjort mange store oppdagelser i astronomien. Noen av oppdagelsene og teoriene har skapt sterke reaksjoner. Finn noen eksempler på dette, og forklar hvorfor reaksjonene var så kraftige. 19 Ikke alle mennesker tror at alt startet med et stort smell. Det har vært framsatt mange ulike forklaringer om universets opprinnelse og utvikling.
Bruk andre kilder enn læreboka, og finn eksempler på religiøse og vitenskapelige forklaringer på hvordan universet har oppstått, og hvordan det utvikler seg. Du kan se på gamle eller nye forklaringer. Lag et sammendrag av to ulike forklaringer om universets opprinnelse og utvikling, og oppgi hvilke kilder du har brukt. 20 Forklar hva vi mener med tyngdekraften. Hvordan virker tyngdekraften? 21 Hvis du kunne bo på Uranus’ nordpol, ville du se sola stå opp over horisonten, gå i sirkler på himmelen i 42 jordår, for så å gå ned slik at det ble mørkt i 42 år. Finn et eple, en ball eller noe annet rundt og prøv å forstå hvordan det er mulig. Bruk nettet og finn mer informasjon som kan hjelpe deg til å forstå dette. Forklar til en medelev hva du har funnet ut.
OPPGAVER
33
?
En spesiell planet LES OG SVAR 1
Hvor gammel er sola?
2
Hva menes med «planetbarn»?
3
Hva er forskjellen på steinplaneter og gassplaneter?
4
Hva var så kjekt med å ha Jupiter «i nabolaget» den første tiden?
5
Hvorfor har nesten ingen sett baksiden av månen?
6
Hvor mye av vannet på planeten vår er ferskvann?
7
Hvorfor er det så viktig med en atmosfære?
8
Hva er det som skjer når vi opplever en solformørkelse?
9
Hva er en måneformørkelse?
GJØR OG LÆR 10 Hva er forskjellen på solformørkelse og måneformørkelse? Tegn to figurer som viser dette. 11 Finn ut hvor mye du ville veie på månen, og forklar hvorfor det blir slik. 12 Bruk en lampe som sol og en frukt som jordkloden til å vise hvorfor vi får årstider. Det er lettest å vise om du stikker en pinne eller et spyd gjennom
frukten og skrur av alt annet lys i rommet. Tegn gjerne på kontinenter med en tusj, og marker hvor på planeten du bor. Ta bilder av de ulike årstidene på frukten. 13 Bruk lampe som sol, en stor frukt som jordklode og en mindre frukt som måne for å forklare: a) solformørkelse b) måneformørkelse
DISKUTER 14 Vi mennesker leter etter vann på andre planeter fordi vi mener vann er avgjørende for å finne liv. Diskuter om vi mennesker er trangsynte som leter etter vann bare fordi den typen liv vi kjenner, er avhengig av vann. 15 Noen mennesker blir svimle eller kvalme av å snakke om astronomiske avstander
?
34
OPPGAVER
og steder. For eksempel synes noen det er ubehagelig å tenke på hvor langt unna månen er, og at det har gått mennesker rundt det oppe. Eller alt tomrommet og de enorme avstandene mellom planeter og galakser. Har noen i klassen det sånn? Diskuter hvorfor det kan være skremmende med astronomiske avstander.
GÅ VIDERE for å regne ut hvor lang tid et romskip vil bruke fra jorda til månen hvis romskipet beveger seg med 40 000 km/t. Regn ut hvor lang tid romskipet vil bruke når månen er nærmest jorda, og når den er lengst unna.
16 Avstanden fra jorda til månen varierer fordi månen går i en ellipseformet bane rundt jorda. Når månen er nærmest jorda, er avstanden litt over 356 000 km, og når den er lengst unna, er avstanden nesten 407 000 km. Bruk sammenhengen tid =
strekning hastighet
Historien om Skandinavia / Tynt skall i bevegelse LES OG SVAR 1
Hva er Baltika og Laurentia?
2
Hva er kontinentalplater?
3
Hvor ligger mantelen?
4
Hvordan kan vi vite at Baltika ble presset ned og under Laurentia for 400 millioner år siden?
8
Hva var det Alfred Wegener la merke til som fikk ham til å mene at kontinentene flyttet på seg?
9
Hva sier teorien om havbunnsspredning?
10 Teorien om platedrift – hva sier den?
5
Hva er Kaledonidene?
6
Hvor tykk er jordskorpa?
11 Hvor dypt er jordas dypeste dyp (Marianegropa), og hvor høyt er verdens høyeste fjell?
7
Hva er det som får kontinentalplatene til å bevege seg?
12 Hva har vulkanutbrudd og jordskjelv med platedrift å gjøre?
OPPGAVER
35
?
GJØR OG LÆR 13 Lag din egen modell for kontinentalplater (to kladdebøker, grytekluter, lefser eller liknende), og bruk dem til å skrive din egen forklaring på hva som skjer når platene beveger seg mot, fra eller sidelengs forbi hverandre.
14 Lag en «flipbook» med kontinentenes bevegelser. Du velger selv hvor langt tilbake i tid du vil starte. Du kan enten lage din egen lille bok, ved å feste sammen ark, eller bruke et av hjørnene i en kladdebok du har. Tegn først en identisk sirkel på hver side i boka. Gjør research på nettet, og tegn deretter inn kontinentene til ulike tider. Det kan være lurt å skrive hvor mange millioner år siden det er på hvert ark. Til slutt skal du kunne «flippe» gjennom kontinentenes bevegelser på jorda gjennom historien.
DISKUTER 15 La oss tenke oss at det var mulig å bygge en tunnel rett ned, tvers gjennom jorda og ut på den andre siden. I tunnelen er det nok oksygen, passe temperatur og god plass. Med det dere kan om tyngdekraften – hva ville skje om du hoppet ned i tunnelen? Diskuter i grupper.
?
36
OPPGAVER
16 Diskuter i par: Er det kjedelig eller spennende å finne ut hvordan jordskorpa er blitt brettet, slitt ned, smeltet og revet opp gjennom millioner av år? Dere må velge – kjedelig eller spennende. Og dere må begrunne svaret.
GÅ VIDERE 17 Bruk internett til å finne ut akkurat hva det var som skjedde i jordskorpa som førte til tsunamien i Indiahavet i 2004. Bruk ord du har lært i dette kapittelet, til å skrive eller fortelle til en medelev hva som skjedde. 18 Selv om Etna regnes som en av de mest aktive vulkanene i verden, ansees den ikke som spesielt farlig. Det drives turisme, jordbruk og skianlegg på vulkanen. Finn ut når Etna hadde sitt siste utbrudd, og hvorfor det ikke er så farlig å besøke den eller bo i nærheten av den.
19 Finn ut hvordan ditt lokalområde har endret seg de siste hundre tusen eller millioner år. Bruk internett eller bibliotek, eller spør en person du tror kan litt om sånt. Skriv ned det du finner ut. Lag enkle tegninger hvis du trenger det. 20 Finn ut hva det vil si å være «askefast», og når dette uttrykket oppsto.
Når jorda dør LES OG SVAR 1
Hvor gammel er sola? Hvor lenge har den igjen å leve?
2
Hva vil skje når sola nærmer seg slutten av sin levetid?
4
Finn minst tre pålitelige og nokså nye nettsteder som omtaler hva som blir gjort for å undersøke mulighetene for liv på andre planeter enn jorda. Hold en presentasjon for klassen om dette temaet.
GÅ VIDERE 3
Finn mer informasjon om romsondene som er blitt sendt mot Mars. Hvor langt er det fra jorda til Mars? Hvor lang tid bruker en romsonde på reisen til Mars? Regn ut hvor stor gjennomsnittshastigheten var for romsondene. Skriv et sammendrag av det en har gjort hittil for å utforske Mars, gjerne illustrert med fotografier.
OPPGAVER
37
?
FORSØK OG AKTIVITETER
En modell av solsystemet I naturfag er det nyttig med modeller. De er ofte ikke helt eksakte, men de hjelper oss med å forstå. I dette forsøket skal dere lage en modell av solsystemet vårt. Tenk dere at jorda er en tennisball. Hvor langt unna vil da månen være, og hvor stor vil den være? Hvor langt unna ligger de andre planetene i modellen deres? Og hvor stor er sola?
Dette trenger du tabell som viser størrelser og avstander i solsystemet vårt
tennisball kalkulator noen gjenstander fra klasserommet
38
FORSØK
Dette gjør du 1
Jobb sammen i grupper på 3–5 elever.
2
Finn ut hvor mye mindre tennisballen er enn jordkloden. Vi kaller dette tallet for målestokken. Hvis tennisballen er en tusendel av jorda, skriver vi målestokken som 1 : 1000.
3
Finn så størrelsene til de andre planetene og sola, og bruk målestokken for å finne ut hvor store de blir i modellen. Finn gjenstander i og rundt klasserommet som har omtrent samme størrelse som planetene i modellen. De trenger ikke likne på en planet.
4 Hver elev i gruppa får ansvaret for en planet eller tre, avhengig av hvor mange dere er i gruppa. Hver elev finner avstanden fra sine planeter til sola. 5
Ta med en kalkulator og gjenstandene dere har funnet i klasserommet, til en stor, åpen plass utendørs. Finn en bygning eller noe annet som passer omtrent med størrelsen til sola. Regn ut omtrent hvor langt unna sola hver planet i modellen er.
6 Tråkk opp avstandene fra sola og plasser ut gjenstandene.
Observasjoner og forklaringer 1
Mens dere står slik, se på tennisballen. Tenk på at den er jordkloden, hvor lite Norge og du er på den, og hvor stort solsystemet er. Hvordan føles det å oppleve avstandene mellom planetene og sola?
2
Solsystemet dere har lagd en modell av, vårt eget solsystem, er bare en liten flik av universet. Ville det vært plass til modeller av alle de andre solsystemene innenfor kommunen eller fylket? Ville det vært plass til dem på jorda?
3
Bonus! Hvor stor er månen i modellen deres, og hvor langt unna tennisballen ligger den?
FORSØK
39
Kveldstur under stjernene Stjerner bør sees når det er mørkt ute, på en kveld med klar himmel i et område med lite lys fra hus og gatelykter. Jo lenger unna bebyggelse du er, desto bedre ser du. Hvis du bor i en by, vil du bli overrasket over hvor mange stjerner du går glipp av i hverdagen. Det er også en fordel om månen ikke lyser for sterkt.
40
FORSØK
Dette trenger du stjernekart, enten på papir eller digitalt
skrivesaker arbeidsbok kikkert varme klær mat og drikke
Dette gjør du 1
Pek ut minst tre stjernebilder på himmelen.
2
Bruk stjernebildet Karlsvogna til å finne Polarstjernen. Det kan være greit å kunne hvis du går deg vill en gang, for Polarstjernen er alltid mot nord.
3
Lag minst tre egne stjernebilder. Finn kombinasjoner av stjerner som du synes likner på noe, og gi dem navn.
4 Tell antallet stjerner på himmelen! Nei, ikke prøv å telle alle sammen. Prøv heller dette: Lag en ring med hendene dine, som om du holder rundt en varm kopp kakao, og hold ringen opp mot himmelen. Diameteren på åpningen bør være rundt 12 cm, og du ha så strake armer du klarer. Tell alle stjernene du ser inne i ringen. Det er omtrent 66 ganger så mange synlige stjerner på himmelen, som du ser gjennom ringen. 5
Gjenta punkt 4 i andre retninger på stjernehimmelen, og finn gjennomsnittet av målingene dine. Sammenlikn resultatene dine med de andre i klassen for å finne det mest mulig riktige antallet stjerner på himmelen.
Observasjoner og forklaringer 1
Hvor mange stjerner kunne dere se på himmelen?
2
Hvorfor er det lurt å telle i flere ulike retninger og å ta gjennomsnittet av hele klassens målinger?
3
Kan du se alle stjernene som finnes innenfor ringen du lagde med hendene?
FORSØK
41
Konveksjon Konveksjon gjør at jordskorpa beveger på seg, den gir oss vind, og den gjør at en gryte med suppe ikke blir svidd. I dette forsøket skal du skape konveksjon selv, for å lære hva det er.
Dette trenger du fem like kopper fire pappbiter, litt større enn åpningen på koppene
gjennomsiktig, litt stor plastboks
42
FORSØK
vann vannkoker blå og rød konditorfarge to dråpetellere
Dette gjør du 1
Sett fire av koppene på biter av papp slik at de blir litt høyere enn den femte koppen.
2
Fyll plastboksen opp med ca. 10 cm vann, og sett den oppå de fire koppene så den får «bein».
3
La vannet stå helt i ro resten av forsøket, for å ikke lage strømninger/ turbulens. Vær nøye med å ikke dunke borti boksen eller bordet den står på.
4 Kok opp vann, og fyll den siste koppen helt full med det varme vannet. 5
Hent opp litt blå konditorfarge i den ene dråpetelleren. Før den forsiktig ned i vannet i kanten av boksen, og klem ut litt farge. Gjør det samme på motsatt side av boksen.
6 Hent opp litt rød konditorfarge i den andre dråpetelleren. Før den forsiktig ned i vannet i midten av boksen, og klem ut litt farge. 7
Skyv forsiktig koppen med det varme vannet inn under midten av boksen, og følg med på hva som skjer med fargene.
8 Hvis dere ikke er fornøyd med resultatet, så gjenta forsøket.
Observasjoner og forklaringer 1
Dere har bygd en forenklet modell over hvordan konveksjon foregår. Dette skjer med vannet i en kjele på komfyren, med lufta i atmosfæren og med mantelen som kontinentalplatene flyter på. Beskriv hva dere ser i vannet.
2
Lag en hypotese om hva som ville skjedd hvis dere plasserte den varme koppen under ett av stedene med blå konditorfarge.
Ekstraoppgave Gjenta forsøket med noen plankebiter som ligger helt stille i vannet. Plankebitene må ikke ligge inntil hverandre. Plankebitene representerer kontinentalplatene på mantelen. Klarer dere å få dem til å bevege seg ved å sette varmt vann under plastboksen? Hvorfor / hvorfor ikke?
FORSØK
43
Platedrift I naturvitenskap er det nyttig med modeller. De er sjelden helt eksakte og ofte veldig forenklede versjoner av virkeligheten. Men de hjelper oss med å forstå. I dette forsøket skal dere simulere hva som skjer når kontinentalplater møtes, ved hjelp av lefser.
44
FORSØK
Dette trenger du Vestlandslefser (eller andre myke «matter» som kan fungere som modell for kontinentalplater)
Dette gjør du 1
Jobb sammen i grupper på 3–5 elever.
2
Legg lefsene på bordet eller på et annet underlag som gjør det mulig å dytte dem rundt.
3
Legg to lefser kant mot kant, og prøv å gjenskape kontinentalplater som sklir langsomt sidelengs forbi hverandre. Hvordan oppfører lefsene seg når de berører hverandre?
4 Legg to lefser kant i kant, og prøv å gjenskape kontinentalplater som kolliderer, langsomt. Hva skjer når dere dytter lefsene mot hverandre? Beskriv med ord hva som skjer, men ta også nærbilder og video med telefonen. 5
Gjenta kollisjonen med andre kanter og lefser. Oppfører de seg helt likt hver gang? Hva skjer?
6 Kontinentalplater som går fra hverandre, er ikke så interessante i lefsemodellen, men dere kan likevel dra dem fra hverandre og se for dere at det kommer flytende lava opp imellom som kjøles ned og blir til ny havbunn. 7
Til slutt, legg lefsene på vann og gjenta kollisjonen der. Oppfører de seg annerledes når underlaget er flytende?
Observasjoner og forklaringer 1
Lek at du er forsker, og beskriv i detalj hva det er som skjer med lefsene når de kolliderer eller sklir forbi hverandre. Du må beskrive det så godt at en annen forsker (elev i en annen klasse) som ikke har gjort forsøket, vet nøyaktig hva du mener, eller kan kjenne igjen mønstre, former og bevegelser.
2
Prøv å finne bilder av landskap på internett som likner på bildene dere har tatt av lefsene. Tips til søkeord: geologi/ geology, platetektonikk / plate tectonics, renne/trench, fjellkjede / mountain range.
3
Hva er det som skiller lefser fra kontinentalplater? Hvorfor er ikke lefser en perfekt modell?
FORSØK
45
