Почему камни разные? Клуб почемучек

Добрый день, участники и читатели Клуба почемучек. Помните, вчера я показывала нашу коллекцию камней? Она нам пригодилась не только для урока окружающего мира в школе, но и для ответа на вопрос, который прислали мне мама Светлана и ее доченька 5,5 лет: “Почему камни разноцветные?”

Чтобы ответить на этот вопрос, мы познакомимся с самыми основами науки геологии. Название “геология” произошло от двух латинских слов “гео” – “земля” и “логия” – “наука”. То есть, ученые-геологи, которые занимаются геологией, изучают все, что связано со строением нашей Земли: что находится в ее недрах, из чего она состоит и какие процессы происходят в ее глубинах. Мы уже как-то в Клубе почемучек выясняли, как устроена наша планета. А узнали об этом геологи, в основном, изучая камни. Вот и мы сегодня, как настоящие геологи, будем изучать камни, чтобы ответить на вопрос, почему они разные. В моем ответе я намеренно использовала много “научных” слов, это мой метод знакомить ребенка с понятиями. Если вам это кажется слишком “заумным”, просто пропускайте термины – от этого ничего не измениться ?

Сначала подумаем, что такое камни? Думаю, если вы спросите своего малыша, он ответит вам, что камни – это кусочки гор. И будет прав. Так и есть, камни – это куски горных пород, любые твердые ископаемые, кроме чистых металлов и песка. Из горных пород состоит вся твердая оболочка нашей планеты – литосфера. А сами горные породы состоят из минералов – простых веществ с определенными физическими свойствами и химической формулой, которые являются как бы “кирпичиками”, создающими разные горные породы. Есть такие горные породы, которые состоят только из одного минерала – их называют мономинеральными (приставка “моно” значит “один-единственный”). Например мрамор состоит только из минерала кальцита. А есть составные горные породы, которые сложены несколькими минералами – полиминеральными (приставка “поли-” значит “много”). Например, гранит состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюды.

Всего на Земле известно всего около 40 породообразующих минералов – то есть минералов, из разных комбинаций которых состоят все на свете камни. Меня этот факт ужасно удивил: мне казалось, что их должно быть очень много – сотни и тысячи, ведь всего на нашей планете есть около 4 тыс. различных горных пород.

Мы можем предположить, что разница в цвете и других физических свойствах камней определяется их составом. Но стоит лишь посмотреть на два камня: алмаз и графит. Они так не похожи друг на друга! Один твердый, гладкий, белый полупрозрачный, второй – черный, ломкий, совершенно непрозрачный. Один оставляет на окружающих предметах царапины. Второй – черную черту. А ведь оба они состоят из одного и того же вещества – углерода!

Значит, кроме состава, какой-то еще фактор влияет на свойства камней. И ученые-геологи выяснили, что этот фактор – происхождение конкретной горной породы. Алмаз образовывался из углерода при одних условиях, а графит – в других. Поэтому они разные, хотя состоят из одного и того же вещества.

Каким же именно образом могут образовываться горные породы? Есть всего несколько способов – три основных мы разберем, а остальные, спорные, пока трогать не будем ?

Итак, горные породы бывают магматического происхождения. То есть, они образовались из магмы и лавы при извержении древних вулканов. Когда магма застывала, получался твердый камень. Свойства таких камней зависят от состава первоначальной магмы и скорости и условиях ее остывания. 

Примеры магматических горных пород: базальт и гранит. Оба эти экземпляра есть в нашей коллекции, и я думаю, что и другим юным геологам не составит труда найти их на улице.

Горные породы бывают осадочного происхождения. То есть, они образовывались в результате того, что какие-то вещества осаждались и скапливались в больших количествах где-нибудь на дне древних океанов и спрессовывались в прочные конгломераты. 

Пример осадочных горных пород: известняки (образовавшиеся из раковин древних моллюсков). В том числе и знакомый всем нам мел. Можете смело отправлять его в коллекцию камней, хотя он сейчас и делается искусственно, а не является непосредственно горной породой.

И еще один вид происхождения горных пород – метаморфическое (от латинского слова “метаморфизм”  -“изменение”). Как понятно из названия, эти породы произошли в результате изменения первоначальных горных пород. Произойти это могло под влиянием высоких температур или высокого давления, которое превратило одни камни в другие. 

Например, тот же известный нам известняк из-за действия высоких температур и давления, превращается в мрамор –  камень, совсем на известняк непохожий. 

Теперь, я думаю, будет понятно, почему камни разные ? Геологи даже придумали классификацию камней по их свойствам, чтобы было легче описывать их. Они выделяют такие основные свойства горных пород:

А еще молоток, гвоздь, лист бумаги и лупа.

Собранная нами с детьми коллекция камней, образцы из которой мы и стали изучать

Вот результат нашего с Катей исследования свойств камней.

А напоследок расскажите ребенку, для чего нам нужны и важны камни. Где они применяются и какую пользу приносят. Мы с Катей насчитали 8 видов пользы от камней и минералов: их используют в строительстве, из них делают поделки и памятники, изготавливают бытовые предметы (например, вазы или посуду из глины), их используют как украшения, они нужны в нашем организме (хотя и в микроскопических дозах), из них делают краски, из них изготавливают инструменты (например, алмазные сверла), их используют в приборах (рубины в часах). Может, вы сможете вспомнить больше? Пишите в комментариях, будет интересно сравнить!

А еще я предлагаю сделать какие-нибудь поделки из камней. 

Удачных вам экспериментов и веселого творчества!

На следующей неделе я буду отвечать на вопрос мамы Риты и ее дочки Ани “Как деревья взламывают асфальт?”

Мир минералов http://mirmineralov.ru

Минералы и горные породы России http://www.ecosystema.ru/08nature/min