Bjergarters massefylde - Naturgeografi - STX

Formål

Når vi skal forklare, hvorfor der foregår en subduktion ved destruktive pladegrænser, er bjergarternes - og dermed de tektoniske pladers - massefylde et centralt begreb. I denne aktivitet bestemmer eleverne massefylden af to bjergarter, der repræsenterer hhv. oceanbunds- og kontinentalplader. Derudover skal eleverne sammenligne og vurdere to metoder til at bestemme massefylden.

Planlægning og overvejelser

Stenprøverne skal ikke være større, end at de kan nedsænkes i et 100 ml bægerglas - med mindre man kun anvender metoden, hvor man bruger Archimedes lov om et nedsænket legemes fortrængning af vand. Der bør desuden anvendes nylonsnor, der optager mindre vand end fx bomuldssnor.

Aktivitetens opbygning

1. Inddel holdet i grupper af 3-4 elever

Start med at lade grupperne formulere en hypotese om forskellen på massefylden af basalt og granit - under inddragelse af teorien om pladetektonik og konvektionsbevægelser. For at bestemme massefylden, skal man kende stenprøvens vægt og volumen.

Den simpleste måde at bestemme volumen på, er at nedsænke en stenprøve i et bægerglas med vand, og aflæse volumenforøgelsen. Metoden kræver et bægerglas, hvor der kan aflæses med 1 ml nøjagtighed, og dermed en stenprøve, der ikke er større end at den kan være i glasset.

2. Hver gruppe får udleveret et stykke granit og et stykke basalt

Der fyldes vand i glasset og volumen aflæses: Først vejes hvert stykke tørt, hvorefter bægerglasset med vand vejes.
Dernæst bindes snor om prøverne, og de nedsænkes i vandet: Volumenforøgelse og vægt af glasset med nedsænket stenprøve aflæses.
Vægtforøgelsen beregnes, og sættes lig med den mængde vand, prøven har fortrængt.

Ifølge Archimedes er opdriften lig med vægten af den mængde vand, et nedsænket legeme fortrænger, og da 1 gram vand ved stuetemperatur fylder 1 ml, er stenens volumen altså lig med vægtforøgelsen. Herefter kan massefylden beregnes ved at dividere stenens tørre vægt med stenens volumen.

Den anden metode til bestemmelsen af massefylden er blot at beregne volumenforøgelsen, når stenen nedsænkes i vand, for derefter at dividere stenens vægt med volumenforøgelsen.

3. Gruppernes resultater samles i et fælles dokument eller på tavlen

Resultaterne bruges til at forklare forholdene ved subduktionszoner. Eleverne kan eventuelt aflevere en video, hvori de forklarer de pladetektoniske bevægelser under inddragelse af resultaterne fra øvelsen.

4. Udvid aktiviteten

Aktiviteten kan udvides med, at eleverne finder flere sten i nærområdet og bestemmer massefylden - og ud fra tabelopslag af bjergarters massefylde, kan de bestemme mulige typer af bjergarter.

Evaluering

Lad eleverne diskutere årsager til, at gruppernes resultater ikke er helt ens - herunder betydningen af, at der er bundet snor om prøverne, når de nedsænkes, samt at prøverne ikke nødvendigvis stammer fra samme geografiske lokalitet. Lad dem også sammenligne resultaterne af de to metoder, og eventuelt beregne afvigelser fra tabelværdier af bjergarternes gennemsnitlige massefylde. De kan diskutere, om det er nødvendigt med den større nøjagtighed ved anvendelse af Arkimedes lov - og i så fald i hvilke tilfælde, det kan være brugbart.

Find mere inspiration

Kreditering

Anders Teglgaard Kjær, Skive Gymnasium i samarbejde med EMU