Екологія крізь призму природничих наук

Екологія – вкрай важлива наука, адже саме вона може допомогти нам жити краще та припинити руйнівний вплив людства на Землю. А ще екологія уникальна, адже одночасно пов'язана з усіма природничими дисциплінами. І сьогодні ми це доведемо! Як пояснити учням причини та наслідки екологічної кризи крізь призму природничих дисциплін? Пропонуємо дізнатись.

Географія та екологія

Екологічне лихо на одній точці планети не законсервоване, воно обов'язково призводить до наслідків, можливо навіть у іншій частині світу! Чудовим прикладом є танення льодовиків Антарктиди, що призвело до нестачі питної води в деяких регіонах Африки, оскільки саме айсберги є основним джерелом забезпечення посушливих регіонів планети прісною водою. 

Наприклад, група льодовиків, що охоплюють восьму частину берегової лінії східної Антарктиди, тане через глобальне потепління. Науковці стверджують, що крижаний покрив може зникнути впродовж 150 років, навіть якщо температура повітря на планеті перестане зростати. При чому це давно прогнозоване явище, проте люди з року в рік дивують дослідників і погіршшують ситуацію. За даними попередніх моделювань танення льодовика, експерти очікували подібні процеси тільки через 600 років. 

Запропонуйте дітям розглянути сучасні, давні або змодельовані карти планети. Наприклад, учені змоделювали карту Землі без льодовиків, на якій більша частина України опинилася під водою. Це дозволить зрозуміти, якою була наша планета до початку активної діяльності людини, побачити, як вона змінювалася, та дізнатися, якою вона може стати.

Біологія та екологія

Усі знають, що екологія впливає на якість нашого життя. Як це можна перевірити? Порівнявши стан здоров’я людей за сприятливих екологічних обставин та навпаки! 

На допомогу прийдуть такі цікаві факти для дискусії:

1. Коли Китай у 2008 році різко обмежив викиди в атмосферу заради Олімпійських ігор, дослідження зафіксували зниження кількості передчасних смертей від серцево-судинних та інших захворювань. У 2010 році Москву затягло димом від природних пожеж, а в місті різко зросла смертність від саме від вказаних захворювань. За даними Всесвітньої метеорологічної організації, у 2018 році понад 60 мільйонів людей постраждали від наслідків екстремальних кліматичних змін. Два мільйони людей були змушені масово мігрувати через повені, шторми і посухи. Наразі спека є однією з причин смертності. 
2. Окрім того, сучасні екологічні явища мають багато спільного з пандеміями, а саме – у них однакова антропогенна природа. У випадку з Covid-19: кожен пацієнт може передати захворювання більш ніж одній людині, а отде, темп зараження постійно прискорюється. У разі зі зміною клімату: процеси, які посилюють тенденцію потепління, мають той же ефект – прискорення, а це наближає природні катастрофи. Всесвітня метеорологічна організація попереджає: через глобальне потепління половина світу зараз знаходиться під загрозою зараження лихоманкою Денге, яку раніше вважали тропічної.
3. За даними Європейського центру профілактики та контролю захворювань, із початку 2020 року більшість випадків зареєстровано в Бразилії, Парагваї і Колумбії, сильний спалах спостерігають на Майотті.

Хімія та екологія

Які хімічні сполуки допоможуть детально вивчити сучасні екологічні проблеми?

• Діоксид азоту (NO2) – газ жовто-бурого кольору з різким запахом. Він зустрічається в атмосферному повітрі великих міст і фактично не має запаху, але при цьому чинить виражену подразнювальну дію на дихальні шляхи.
• Чадний газ (СO) – безбарвний і надзвичайно токсичний газ без смаку і запаху, легший за повітря (за нормальних умов).

У Китаї за кілька місяців поширення коронавірусу Covid-19 і режиму самоізоляції, було зареєстровано значне зниження шкідливих викидів діоксиду азоту (NO₂) і чадного газу (CO) від промисловості і автотранспорту. Також європейські супутники побачили зменшення забруднення повітря на 20-30% від типових показників. Аналогічне зниження викидів NO₂, Європейське космічне агентство помітили в Європі.

• Діоксид вуглецю (CO2) є природною складовою атмосфери це неотруйний газ, який не має кольору і запах. Він сприяє утриманню тепла на поверхні Землі, а отже безпосередньо впливає на глобальне потепління.

Аналітики фінського центру досліджень енергії і чистого повітря CREA підрахували, що з кінця січня викиди CO₂ в Китаї знизилися на 25% від рівня аналогічного періоду 2019 року.

Фізика та екологія

Кислотні дощі – атмосферні осади, кислотність яких нижча за звичний рівень pH 5,5. «Закислення» осадів відбувається внаслідок попадання в атмосферу оксидів сіри та азоту. Саме ці речовини викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, металургійними підприємствами, тепловими електростанціями та вулканами. 

Тож як наочно зрозуміти негативний вплив такого екологічного явища як кислотні дощі? Деякі цифрові лабораторії містять датчик pH-метр (діапазон вимірювання 0 – 14 одиниць pH). Це дозволяє вимірювати рівень pH осадів, а отже робити висновки про:

• стан навколишнього середовища;
• динаміку змінення горизонтальної складової індукції магнітного поля Землі.

Старшим учням можна запропонувати провести дослідження впливу різних атмосферних забруднень (задимлення, запилення) на кількісне значення горизонтальної складової індукції магнітного поля Землі, а також дослідження впливу магнітних полів на біоплазму.

Природничі науки неймовірно важливі! Особливо зараз. Але як організувати їх викладання в умовах дистанційного навчання? Приходьте 24 квітня на Всеукраїнську інтернет-конференцію від «На Урок» «Природничі дисципліни: навчаємо дистанційно» та дізнайтеся!