趣味STEAM教育:冰冠融化会导致海平面上升吗?

好奇心令人惊叹,可以推动发明和创新。许多科学项目都是由科学家去询问事物是如何工作的,或者事物为什么以某种方式工作而开始,然后用科学或工程实验来找到问题的答案。

以下简单而具有创造性的STEAM活动,孩子们通过制作涉及科学原理的东西,可以看到“奇怪但真实”的科学!

冰冠融化会导致海平面上升吗?

一、介绍

你有没有注意过,如果你把一块冰块放在厨房的柜台上,过一会儿再回来,你会发现上面有个水坑?同样的事情发生在自然界的冰上,如果温度足够高,冰就会融化。在这个科学活动中,你将探索如果北极的冰融化,或者是南极的冰融化,海平面会发生什么。冰冠融化是否会导致海平面上升?对于数百万喜欢生活在世界沿海地区的人们来说,这是一个特别重要的问题。

使用橡皮泥和盛水容器参与这个活动,我们会研究北极和南极的冰化是什么样的以及它们不同的地方在哪里?

二、用料

材料:

  • 橡皮泥或者模型粘土
  • 量杯
  • 黄油刀
  • 干净的塑料或者玻璃容器,大约两个1/4的杯子大小。如果两种容器大小相同,也可以用更小或者更大的容器,但是你需要按比例增加或者减少放入容器里的橡皮泥。由于你要给这些容器做永久的标记,因此确保它们是允许标记的容器。
  • 彩色胶带或永久记号笔(如果你不介意用记号笔在你的容器上做标记)
  • 自来水
  • 冰块

三、准备工作

如果你使用的容器没有达到或者超过2个1/4杯子的大小,按比例增加或者减少你在活动中使用橡皮泥的数量。

四、步骤

1.将一杯橡皮泥或模型粘土放入一个干净的容器中。这个容器将是一个南极的模型,橡皮泥代表南极洲大陆。如果需要的话,用黄油刀刮一下量杯的边缘。把橡皮泥的顶部弄平。在橡皮泥的四周和容器壁之间留出一定的空间,以便以后可以加水。

2.拿出你的南极模型,小心地在橡皮泥的四周加入大约1/4杯水,这样水位会上升到橡皮泥的三分之一到一半。水代表海洋。

3.在橡皮泥上放两个冰块,轻轻压入橡皮泥。立即用永久性记号笔或彩色胶带在容器一侧标记水位。在这个南极模型中,这些冰块代表了南极冰冠。

提问:当冰块融化时,你认为会发生什么?

4.第二步,在一个透明容器里装大约三分之一到一半的自来水。这个自来水代表海洋。向容器中加入两个冰块,然后立即用彩色胶带或永久性记号笔在容器的一侧标记出水位。这个容器是北极的模型,里面的冰块代表了漂浮的北极冰冠。

提问:当冰块融化时,你认为会发生什么?

5.一旦冰完全融化,再次检查每个容器的水位。

提问:容器里的水位上升了吗?如果是的话,你认为这是为什么?你认为这对现实世界的海平面变化有什么影响?

清理

1.如果你想重新使用橡皮泥或者模型粘土,在把它密封在储存容器中之前让它干燥一会儿。

2.如果你用的是永久记号笔,并且想去除记号笔,可以用外用酒精擦拭。

五、发生了什么?

北极的冰是以漂浮的极地冰冠的形式存在的,而南极的冰主要是以南极大陆顶部的冰原的形式存在的。由于浮冰在水中融化,冰所占据的空间被水所取代,所以北极模型中的水位不应该随着冰块的融化而升高。

然而,当一个大陆(如南极洲或格陵兰岛)上的冰原融化时,确实会导致水位上升。这就是你应该在南极模型中观察到的,增加了大约1厘米,取决于橡皮泥陆地和冰块的形状。人们认为,如果两极的冰全部融化,海平面将上升至少200英尺,这完全是由于南极的冰的融化,尽管人们认为南极的冰在短期内不会有融化的危险。

六、探索更多

1、深层发掘

如果你曾经去过海滩,你可能会注意到,海浪在一天的某些时候比其他时候更靠近海滩——这是由于主要由月球引力引起的每日潮汐。潮汐是海洋表面每天正常的涨落。

然而,科学家们担心,海洋表面可能会出现一种不同的上升——不是由于月球的引力,而是由于地球全球气候变暖。自20世纪50年代以来,这种变暖一直被认为主要是由人们所做的事情造成的,比如燃烧天然气驾驶汽车,燃烧煤炭发电,燃烧石油或为家庭供暖的天然气,或者为种植庄稼腾出空间而燃烧森林。所有这些东西的燃烧产生气体,吸收太阳的热量。随着更多的气体产生,更多的热量被困在地球的大气层中,地球空气和海洋的平均温度就会上升。关于地球全球气候变暖的一个担忧是,随着平均温度的升高,这将导致冰的融化,因此会导致海平面上升。

世界上许多人都喜欢住在海岸附近,但是海平面的微小上升也会导致低海拔、靠近大海的地区发生洪水。2007年,一项研究报告称,约6.34亿人(约占世界人口的十分之一)生活在海拔不到30英尺的地方,因此面临着海平面上升带来的更直接风险。

2、进一步探索

  • 重复这个实验两次以上,你每次都得到同样的结果吗?
  • 创建一个不同的南极冰模型,其中两个放置在橡皮泥大陆上的冰块代表冰冠,一个放置在水中的冰块代表漂浮在南极洲大陆周围和连接的冰架。通过这个新实验,你得到了什么结果?

来源:sciencebuddies网站,编译:南瓜

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