Спрединг океанічного дна: інтерактивна 3D-модель на уроці
Короткий теоретичний довідник, інструкція до моделі та сценарій використання на уроці географії.
Тема | Літосферні плити. Дивергентні границі. Серединно-океанічні хребти |
Рекомендовано | 6–7 клас (фізична географія), повторення — 8–9 клас |
Час роботи з моделлю | 10–15 хвилин уроку |
Обладнання | Комп'ютер + проєктор або інтерактивна дошка; за можливості — ПК учнів. Інтернет не потрібен. |
1. Теоретична довідка
Спрединг (англ. spreading — розширення) — розходження літосферних плит на дивергентній границі, під час якого між ними утворюється нова океанічна кора. Відбувається вздовж серединно-океанічних хребтів — підводних гірських систем загальною довжиною понад 60 000 км.
Будова (зверху вниз)
Шар | Характеристика |
Океан | Над хребтом глибина ≈ 2,5 км, до краю океану вона зростає до 5–6 км. |
Океанічна кора | Базальти та габро, товщина ≈ 7 км. Утворюється із застиглої магми. |
Літосферна мантія | Тверда верхня мантія. Разом із корою утворює літосферну плиту; з віком охолоджується й товщає до ~100 км. |
Астеносфера | Пластичний, частково розплавлений шар мантії (≈ 80–250 км). Тут відбуваються конвекційні потоки. |
Механізм процесу
Конвекційні потоки в астеносфері піднімають гарячу речовину мантії.
Під хребтом тиск падає, частина мантії плавиться — утворюється базальтова магма (≈ 1200 °C).
Магма заповнює рифт і виливається на дно, де швидко застигає.
Нова кора нарощує краї плит, і вони розсуваються в протилежні боки.
Віддаляючись від хребта, кора старіє, охолоджується і стає щільнішою, тому дно поступово опускається.
Докази спредингу
Вік порід: наймолодші базальти лежать біля хребта, найстаріші — біля континентів (океанічна кора не старша ≈ 180 млн років).
Магнітні смуги: застигаючи, базальт фіксує напрям магнітного поля Землі. Поле періодично змінює полярність, тому обабіч хребта утворюються симетричні смуги.
Тепловий потік і підводний вулканізм найсильніші саме в рифті.
Швидкість спредингу
Північно-Атлантичний хребет — 2–5 см/рік (приблизно як ростуть нігті). Східно-Тихоокеанське підняття — до 15 см/рік.
2. Інструкція до моделі
Відкрийте файл Spreading-GeoLab.html у браузері Chrome, Edge або Firefox. Для демонстрації на проєкторі натисніть F11, щоб увімкнути повноекранний режим.
Елемент | Дія та навчальне призначення |
Перетягування мишею | Обертає модель (кути обмежені). Показує, що хребет — протяжна структура, а не точка. |
Коліщатко миші | Наближує модель — зручно показувати рифт і магму крупним планом. |
Наведення курсора | Показує підказку про шар; для кори — її вік і відстань від хребта. |
3D вигляд / 2D розріз | 2D розріз відповідає схемі з підручника. Зручно починати з нього, а потім перейти до 3D. |
Повзунок швидкості | Задає швидкість 0–10 см/рік. Під панеллю змінюється вік кори на краю моделі. |
Пауза / Відтворити | Зупиняє процес для пояснення. Лічильник показує модельний час у млн років. |
Океан | Вмикає та вимикає шар води. Без води краще видно рельєф хребта. |
Магнітні смуги | Фарбує кору за полярністю: бірюзова — пряма, темна — зворотна. Наочний доказ спредингу. |
Підписи | Приховує назви шарів — для самоперевірки учнів. |
Кольори моделі
Жовто-червоний — магма й астеносфера. Червоно-бурий — молода гаряча кора. Темно-сірий — застиглий базальт. Коричнево-чорний — літосферна мантія. Напівпрозорий синій — океан.
Модель спрощена: вертикальний масштаб збільшено, а швидкість подано умовно. Варто сказати учням, що в природі 1 см/рік — це 10 км за мільйон років.
3. Сценарій використання на уроці
Мотивація (2 хв). Покажіть модель у 3D з увімкненим океаном. Запитання: «Чому дно океану не рівне, а посередині підіймається хребет?»
Будова (3 хв). Перейдіть у 2D розріз. Наводячи курсор, назвіть шари зверху вниз. Потім вимкніть підписи й попросіть учнів назвати шари самостійно.
Механізм (4 хв). Поставте паузу, покажіть рифт і потоки в астеносфері. Запустіть процес і стежте разом, як блок кори з'являється, холоне й віддаляється.
Дослідження (3 хв). Змініть швидкість з 2 до 10 см/рік. Учні порівнюють вік кори на краю моделі й роблять висновок про залежність.
Доказ (3 хв). Увімкніть магнітні смуги. Учні помічають, що смуги симетричні відносно хребта, і пояснюють чому.
Запитання для перевірки
Чому наймолодші породи розташовані біля хребта? — Там магма щойно застигла; що далі від хребта, то раніше утворилася кора.
Що рухає літосферні плити? — Конвекційні потоки в астеносфері й підйом магми в рифті.
Чому глибина океану зростає від хребта до краю? — Кора охолоджується, стає щільнішою й опускається.
Що доводять симетричні магнітні смуги? — Кора утворюється в рифті й рівномірно розходиться в обидва боки.
Як зміниться вік кори на краю моделі, якщо швидкість удвічі зросте? — Зменшиться вдвічі.
Типові помилки учнів
«Мантія — рідка». Насправді астеносфера пластична, а не рідка; розплавлена лише її невелика частина.
«Плити рухаються швидко». Треба нагадати про реальні см/рік і мільйони років.
Плутанина між корою і літосферою: літосфера — це кора разом із верхньою мантією.
