XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Следствие ведут второклассники, или Природная тайна Ямала
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Однажды на занятиях студии мультипликации «МультШкола» мы получили ответственное и важное задание – придумать сюжет для будущего мультфильма. Возвращаясь со школы, мы стали свидетелями невероятного зрелища – северного сияния. Сюжет мультфильма был найден!
Нам стало любопытно – откуда оно возникает и почему. Мы решили выяснить у сверстников, что они знают о северном сиянии, и провели анкетирование /Приложение 1/. Результаты анкетирования показали /Приложение 2/, что все наши одноклассники когда-нибудь видели северное сияние. Большинство наблюдали северное сияние в зимний период в вечернее время. Ребята подтвердили, что северное сияние бывает разных цветов. Именно такое мы и наблюдали. Ребята отметили, что длительность северного сияния небольшая. Большинство наблюдали это явление около 10-15 минут. Но никто из ребят не смог назвать точную причину этого явления.
Мы решили провести свое расследование и раскрыть одну из природных тайн Ямала – северного сияния, выяснить причину этого природного явления и с помощью мультфильма рассказать своим одноклассникам. Мы предположили, что северное сияние имеет сверхъестественную1 причину происхождения. Объектом исследования является северное сияние, а предметом – причина его возникновения.
Цель: раскрыть тайну северного сияния и создать мультфильм.
Задачи:
Провести анкетирование среди одноклассников, чтобы выяснить, что им известно о северном сиянии.
Изучить источники информации и выяснить, сущность этого явления и причину его возникновения.
Побеседовать со специалистами в этой области.
Создать мультфильм.
Рассказать одноклассникам о проведенном исследовании и продемонстрировать созданный мультфильм.
В ходе работы над проектом были использованы теоретические методы (анализ, синтез и обобщение) и эмпирические методы (анкетирование, эксперимент при создании мультфильма) исследования.
Считаем, что работа может быть интересна таким же любопытным почемучкам, как мы.
Описание работы
В поисках причины северного сияния
Для того, чтобы выяснить природу северного сияния мы отправились первым делом в библиотеку /Приложение 3/. Мы были уверенны, что именно там сможем найти нужную информацию. Работая с энциклопедиями, мы выяснили следующее.
Археологические раскопки показывают, что древние люди также наблюдали полярные сияния. Рисункам в пещерах около 30 тысяч лет.
Лучшее описание полярных сияний можно найти у норвежского полярного исследователя Фритьофа Нансена. Он видел их немало во время дрейфа «Фрама» в Северном Ледовитом океане.
«…Вот оно… северное сияние, несравненной силы и красоты… Редко, пожалуй даже никогда не видел я такого великолепия красок… Вдали на западном крае горизонта, взвился по небу огненный змей; сверкая все сильнее и ослепительнее, он распался на три части… Вдоль змеев колебались и снопами взметались лучи, словно волны, гонимые бурей в эфире…»
Вот как еще описывает северное сияние известный исследователь Северной Земли Г. А. Ушаков: «Небо пылало. Бесконечная прозрачная вуаль покрывала весь небосвод. Какая-то невидимая сила колебала ее. Вся она горела нежным лиловым светом. Кое-где показывались яркие вспышки и тут же бледнели, как будто лишь на мгновение рождались и рассеивались облака, сотканные из одного света... В нескольких местах еще раз вспыхнули лиловые облака. Какую-то долю секунды казалось, что сияние погасло. Но вот длинные лучи, местами собранные в яркие пучки, затрепетали бледно-зеленым светом. Вот они сорвались с места и со всех сторон, быстрые, как молнии, метнулись к зениту. На мгновение замерли в вышине, образовали огромный сплошной венец, затрепетали и потухли».
Ученые объединяют типы сияний в три группы: ленточные, лучистые и диффузные. Главная особенность ленточных (они могут быть в виде полос и дуг) – в чрезвычайно большой протяженности, иногда на десятки тысяч километров при вертикальной мощности в несколько сотен километров. Дуги чуть покороче: 5-6 тыс. км при толщине всего несколько сотен метров. Часто ленты стелются одна над другой, образуя многоярусные занавеси (драпри). Лучистые сияния создаются множеством узких световых пучков, идущих от горизонта до зенита. Диффузные похожи на светящийся туман.
Конечно, люди, жившие на Севере, давно обратили внимание на полярные сияния. И невольно задумывались над причиной красочных небесных видений. М. В. Ломоносов, с детства хорошо знакомый с небесными сполохами, первый высказал предположение об их электрической природе. Давно стало ясно, что эти цветы неба – свечение разреженных газов в верхних слоях атмосферы под влиянием магнитного поля Земли. Но понять, как передается это влияние, помогли только запуски геофизических ракет.
Установленные на ракетах специальные счетчики обнаружили на высотах около тысячи километров над поверхностью Земли мощные потоки отрицательно и положительно заряженных частиц (электронов и протонов). Они вторгаются в земную атмосферу с так называемым солнечным ветром, порождаемым нашим светилом.
Он дует постоянно, со скоростью 300-600 км в секунду, так что оказывается вблизи Земли через один – три дня. Особенно усиливается солнечный ветер после вспышек на Солнце, когда за краткий миг оно выбрасывает в окружающее пространство огромную массу своего вещества в виде колоссальной мощности потоков заряженных частиц. Определенная часть их достигает окрестностей Земли, но встречает здесь препятствие – магнитное поле планеты. Частицы отклоняются от прямого пути и устремляются по силовым линиям к геомагнитным полюсам. Вокруг полюсов они кружат по овальной зоне, стараясь пробраться в атмосферу. И это им удается: чем плотнее поток «посланцев Солнца», тем больше их вторгается в плотные атмосферные слои. Здесь они взаимодействуют с молекулами воздуха, обращают их в активное состояние, заставляют излучать электромагнитные волны, т. е. светиться.
Существуют два крупных центра по сбору информации о полярных сияниях. Один в США, в городе Боулдер (штат Колорадо), другой – у нас, в Мурманске. Туда стекаются данные со всего мира.
Чтобы подтвердить достоверность найденной информацию, мы обратились к учителю физики Четвертак Оксане Викторовне /Приложение 3/.
Она рассказала о том, что сияние бывает разных цветов: фиолетовое, голубое, синее, жёлтое, зелёное, розовое. Каким цветом будет сияние, зависит от того, с каким газом сталкивается электрон: с кислородом или азотом и на какой высоте происходит явление.
Оно происходит не только ночью, но и днём, вот только наши глаза не смогут разглядеть его.
Северное сияние может идти от нескольких минут до нескольких дней. Самое долгое по времени сияние наблюдалось в 1859 году из-за геомагнитной бури, тогда северное сияние длилось 5 дней.
Чтобы выяснить, где чаще всего можно видеть полярное сияние мы побеседовали с учителем географии Бояриновой Ольгой Иосифовной /Приложение 3/.
Из беседы мы узнали о том, что полярным сиянием, одним из чудеснейших явлений природы, обычно можно любоваться за Северным или Южным полярными кругами, в Арктике или Антарктиде. Однако, хотя и довольно редко, поступают сообщения о нем из средних широт обоих полушарий. Например, в сентябре 1859 года полярное сияние наблюдалось почти по всему северному полушарию, в феврале 1872 года – в Египте, Индии, Гватемале. В январе 1938 года – в Алма-Ате, Севастополе, на юге Африки. В 1958 году – в Москве и Одессе. Чем сильнее оно проявляет себя в высоких широтах, тем больше область его возможного наблюдения. Грандиозным выглядит сияние из космоса.
В России северное сияние можно увидеть с конца августа по март. Но лучше — зимой, в хорошую безветренную и безоблачную погоду, чтобы тучи не застилали краскопредставление. Время «спектакля» — примерно с 22 часов до 3 ночи. После весеннего равноденствия — 20-е числа марта — уже проблематично наблюдать за «танцем света». День становится длиннее, солнца больше. За северным сиянием лучше «охотиться» километрах в 30-50 от города — там, где небо свободнее и от промышленных выбросов, и от городского освещения.
Существует множество легенд, связанных с северным сиянием. Одна из них повествует, что перед боем с немецкими рыцарями в 1242 году Александр Невский и его войско увидели в небе северное сияние и посчитали это добрым знаком. Исход битвы известен: немцы бежали с поля боя, а день окончания битвы (знаменитое Ледовое побоище) теперь отмечается как один из Дней воинской славы России.
А есть ли такие легенды на Ямале? Чтобы ответить на этот вопрос, мы отправились к Лаптандер Ольге Араповне, учителю Истории Ямала /Приложение 3/. Она и познакомила нас с ненецкой сказкой «Северное сияние». Эту сказку мы и решили использовать в основе сюжета мультфильма /Приложение 4/.
Создание мультфильма
Создать мультфильм не просто! Но это очень увлекательное дело, которое позволяет представить себя сценаристом, режиссером, дизайнером, оператором, актером, звукооператором, видео дизайнером /Приложение 5/.
При создании мультфильма были проделаны следующие шаги:
Шаг 1. Определение сюжета и техники для создания мультфильма.
Сюжет был готов – сказка «Северное сияние». Решили, что это будет рисованный мультфильм, который мы создадим с помощью перекладки.
Шаг 2. Создание фона и декораций.
На этом этапе мы нарисовали два фона (ночь, день), чум, олени, нарты.
Шаг 3. Создание героев.
Наши герои – это собака, старый ненец, его внук и сокол. Для того, чтобы оживить наших главных персонажей, мы сделали некоторые части их тела подвижными (руки, голова). Для сцены с «плачущим мальчиком» был создан отдельный портрет внука крупным планом.
Шаг 4. Съемка кадров с помощью мультстанка.
С помощью мультстанка и программы для покадровой съемки AnimaShooter Junior мы сняли отдельные кадры нашего мультфильма. Для каждого кадра выкладывали фон, декорации и героев. С помощью «перекладки», меняя положение объектов на съемочной площадке, нам удалось достичь эффекта оживления персонажей.
Шаг 5. Озвучивание мультфильма.
С помощью аудиоредактора Audacity мы записали сказку в аудиофайл для озвучивания мультфильма, подобрали фоновую музыку, дополнительные звуки (рычание волка, лай собаки, плач мальчика).
Шаг 6. Монтаж мультфильма.
Этот этап наиболее для нас оказался трудным. Вместе с Каляевой Натальей Александровной, руководителем «МультШколы», мы склеили отдельные кадры и аудиофайл в программе для монтажа Movavi Video Editor, расставили эффекты перехода между кадрами, сделали вступительную заставку и заключительные титры нашего мультфильма.
Мультфильм готов! /Приложение 6/
Заключение
Наше расследование проведено. Мы разгадали одну из самых загадочных тайн природы Ямала. Правильно сияние называют полярным сиянием. Полярное сияние - переливающееся, играющее свечение (голубовато-белое, жёлто-зеленое, реже красноватое или фиолетовое), которое можно увидеть на ночном небе в полярных районах. Сияние вблизи Северного полюса называется северным сиянием, а вблизи Южного – южным сиянием. Нами была установлена и личность художника, который рисует в небе картины из разноцветных полос. Это магнитное поле Земли и прилетевшие к нам из космоса заряженные частички, которые сталкиваются с атомами и молекулами атмосферных газов.
На классном часе мы рассказали ребятам об итогах нашего расследования /Приложение 7/. Показали и мультфильм, который не только рассказывает об одной из версий происхождения северного сияния, но и знакомит нас с литературным творчеством народов Крайнего Севера. Мы должны не только чтить землю, на которой живём и богатствами которой пользуемся, но и с уважением относиться к народу, живущему издавна на таком суровом, но неповторимом и загадочном Ямале, к его культуре, традициям, литературному творчеству.
Наша гипотеза о происхождении северного сияния, к сожалению, не подтвердилась. Но нам очень хочется верить и в то, что северное сияние загорается, чтобы освещать путь тем, кто хочет совершать добрые дела. А значит, мы смело можем совершать как можно больше добрых дел, а «танец света» всегда ярко будет озарять наше северное небо.
Тайн на Ямале много. А у нас много вопросов «почему?», на которые мы обязательно найдем ответы.
Список литературы
Арктика - мой дом: История освоения Севера в биографиях знаменитых людей: [Кн. для детей сред. и ст. шк. возраста] / [Науч. ред., сост. В. И. Магидович]. - Москва: Сев. просторы, 2000
Большая географическая энциклопедия. Самое полное современное издание. Более 10 000 географических объектов и природных явлений /В. С. Алексеев и др. - Москва : Эксмо, 2007
Школьная энциклопедия. Естественные науки / Пер. с англ. Лисецкой В. В., Блажко Ю. В., Сосновского А. А., Калмазовой Н. А., Мухина А. В., Черняева С. В. – М.: ООО «Издательство «Росмэн-Пресс», 2018
Я познаю мир: Дет.энцикл.: География / Авт.-сост. В. А. Марки; Худож. Е. В. Пузикова и др.; Под общ. ред. О. Г. Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ», 1998
https://www.ямалири.рф/index.php/kladovaya-yamal-iri/skazki
Приложения
Приложение 1. Анкета
Анкета
Видел ли ты северное сияние?
да
нет
В какое время года ты наблюдал северное сияние?
зимой
весной
летом
осенью
В какое время суток ты наблюдал северное сияние?
утром
днем
вечером
ночью
Какого цвета было северное сияние, которое ты наблюдал?
белое
цветное
Как долго ты наблюдал северное сияние?
до 10-15 минут
от 10-15 минут до 1 часа
более 1 часа
Знаешь ли ты почему возникает северное сияние?
да
нет
Если на предыдущий вопрос ты ответил «да», укажи причину появления северного сияния:
Приложение 2. Результаты анкетирования
Приложение 3. Фотоотчет расследования
Приложение 4. Сказка о северном сиянии
По древним преданиям народов Севера жили некогда в тундре дедушка и внук. И была у них собака по кличке Айя, которая помогала охотиться и пасти оленей. Однажды дед вернулся с охоты опечаленный – в тундре на него напал волк. Собака спасла хозяина от волка, но была ранена. И пока дед волка прогонял, Айя куда-то пропала. Тем временем в тундре стемнело – не найти уже потерявшуюся собаку. Мальчик громко заплакал, но тут подлетел к нему сокол и велел поджечь ветку в костре. Взял сокол ветку в клюв и взмыл высоко-высоко в небо. И расступилась тьма, а сокол все летал над тундрой кругами, пока внук с дедушкой искали собаку. Айя нашлась, когда ветка уже догорала. Сокол улетел, а в северном небе с тех пор часто загорается костер, чтобы осветить путь тем, кто хочет совершить доброе дело.
Приложение 5. Фотоотчет о создании мультфильма
Приложение 6. Ссылка на мультфильм
https://disk.yandex.ru/i/d9WLD44oAPDtbw
Приложение 7. Ссылка на видеопредставление проекта
https://disk.yandex.ru/d/e6CczH3M8y5vkw
1Необъяснимый естественным образом, чудесный (из толкового словаря Ожегова).