II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ОКЕАН, КОТОРОГО НЕТ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ябурова А.Е. 1

---

1

Харина Н.Ю. 1

---

1

Работа в формате PDF

1.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Моя мечта – стать геологом или палеонтологом, но мои родители не геологи. В поисках знаний и впечатлений я часто посещаю «Минерал-шоу» в Екатеринбурге. Однажды я обратила внимание на останки древних морских животных, которые были найдены на Урале. Но ведь всем известно, что на Урале находятся Уральские горы, а моря нет. Тогда у меня возник вопрос – как и когда на Урале оказались морские животные?

Гипотеза:

Если на Урале можно найти останки морских животных, значит на месте Уральских гор было море или океан.

Цель моей работы: узнать, в какое время на месте Урала был океан и найти доказательства этому.

Актуальность:

1. Своей работой я знакомлю ровесников с древней жизнью Урала. Когда я рассказывала, что в Свердловской области можно найти останки древних акул и что на месте Уральских гор шумело море, мне не верят не только мои ровесники, но и многие взрослые.

2. Знания о древнем климате, животных и растениях объясняют наличие полезных ископаемых, которые сегодня используются человеком.

Задачи проекта:

1. Изучить литературу и материалы Интернет-ресурсов на данную тему.

2. Посетить музеи Екатеринбурга и Пермского края.

3. Съездить в экспедиции с целью найти останки древних морских животных на территории Свердловской области.

4. Познакомить ровесников с результатами своего проекта.

В соответствии с задачами был разработан План научно-исследовательской работы:

Январь-Февраль 2016г.:

• Чтение литературы и поиски в интернете информации и интересных фактов по теме проекта.

Март-Ноябрь 2016г.:

• Посещение музеев Екатеринбурга и Соликамска.

Июнь-Август 2016г.:

• Поездка в экспедиции на поиски останков древних морских животных.

Сентябрь-Ноябрь 2016г.:

• Подготовка макетов и участие в детском минералогическом фестивале.

• Оформление работы и подготовка презентации.

Новизна работы:

Когда я начала изучать литературу и интернет-ресурсы, я поняла, что тема Уральского океана комплексно не раскрыта. В книгах описаны события древности, а в интернете путешественниками написано, где можно найти экземпляры древних морских животных. Также в интернете я находила статьи газет, в которых рассказывалось о редких палеонтологических находках. Я посетила музеи, чтобы увидеть, что можно найти на территории Урала. Информацию приходилось собирать по частям. В своей работе я объединила все знания, полученные из разных источников, подкрепив их практическим поиском останков.

Практическая значимость:

• По найденным останкам можно определить, какой рельеф и климат были на территории Урала миллионы лет назад.

• Поиск древних морских организмов – интересный способ изучения природы и населенных пунктов Урала.

Во время проведения исследования я столкнулась с проблемой – как найти места залегания древних морских организмов? Возможно, точные координаты обозначены в научной литературе по геологии, но я ее пока не читаю. Поэтому мне приходилось собирать информацию из интернета и спрашивать у знакомых геологов. Но даже когда приезжаешь в пункт назначения очень трудно найти конкретное место. Чтобы тем, кто решит съездить за останками было легко их опознать и найти, я решила сделать макет пункта поиска и выставочный макет своей коллекции.

В первой части проекта я описываю изменения, которые произошли с Уралом в различные периоды существования Земли. Теоретические знания позволили мне доказать, что на Урале в течение длительного времени были обширные водоемы с морской водой.

Во второй части проекта я рассказываю, какие музеи я посетила с целью увидеть останки морских организмов, найденные на территории Урала, а также мою экспедицию в поисках древних морских организмов. Результат второй части проекта подтверждает наличие древнего океана на территории Урала.

В третьей части я описываю создание макетов.

1. Изменения Урала в различные периоды Земли

В жизни планеты Земля выделяются пять эр: архейская, протерозойская, палеозойская, мезозойская, кайнозойская (Табл. 1).

Таблица 1.

Эры развития Земли

1.  

   1. Архей и Протерозой

Архейская эра – самая древняя, ее продолжительность – миллиард лет. Неизвестно, что было на месте Урала в те далекие времена – был ли первозданный океан повсеместно или тогда существовала суша.

В начале Протерозойской эры на месте Уральских гор простирались морские просторы. Воздух нередко оглашался ревом вулканов, а суша и море содрогались от подземных толчков. Одним из важных событий протерозойской эры было насыщение воздуха кислородом и образование озонового слоя, который задерживал солнечную радиацию, губительную для все живого. Постепенно формируются первые материки. Поверхность планеты представляла собой голую пустыню: климат холодный, частые оледенения. В конце эры содержание свободного кислорода в атмосфере достигло 1%. В течении этой эры бактерии и водоросли достигли расцвета. Конец протерозоя можно назвать "веком медуз". Возникают кольчатые черви от которых произошли моллюски и членистоногие⁶.

1.  

   1. Палеозой

Примерно около 550-500 миллионов лет назад Урала ещё не было. На его месте располагалась обширная платформа. Именно 550 миллионов лет назад единая платформа начала делиться надвое глубинными трещинами, которые постепенно раздвигались. В результате был образован Уральский океан. Этот океан был размером с современный Северно-Ледовитый океан, и в отличии от Северно-Ледовитого был теплым (рис.1).

Там, где сейчас пологий восточный склон Урала, наземные вулканы извергали вулканические бомбы и потоки лавы. В результате образовались высокие цепи гор, но спустя некоторое время были разрушены и на их месте снова плескалось море. Таким образом, Уральске горы образовывались дважды⁸.

В начале палеозойской эры в Уральском океане жили трилобиты, брахиоподы. Затем в водах морей появился враг трилобитов – головоногие моллюски наутилоидеи, а потом ракоскорпионы (рис.2). Животный мир обогатился новыми властелинами подводного царства – рыбами.

От 286 до 248 млн лет назад весь Пермский период сверхматерики Гондвана и Лавразия постепенно приближались друг к другу. Азия столкнулась с Европой, взметнув ввысь Уральский горный хребет⁸.

В эпоху Пермского периода на Урале существовало Пермское (или Предуральское) море. Неглубокое, теплое, Пермское море было домом для водорослей, кораллов, брахиоподов, наутилоидеев и двустворчатых моллюсков. Дно населяли трилобиты, брюхоногие моллюски, морские ежи, в толще воды встречались многочисленные рыбы и головоногие моллюски.

К концу пермского периода полностью вымирают трилобиты. Хозяевами морей становятся акулы – сильные, ловкие и коварные хищники. Среди них наибольшего внимания заслуживает геликоприон (рис. 3.), живший в начале пермского периода. Геликоприон в молодом возрасте ничем не отличался от других акул. Но по мере роста зубы у него не выпадали, а выдвигались вперед за пределы рта, образуя отросток, похожий на пилу. Со временем пила закручивалась в спираль. В 1898 году при строительстве Красноуфимска были вскрыты пласты, в которых был обнаружен отпечаток челюсти геликоприона⁶.

Рис.3. Геликоприон

1.  

   1. Мезозой (эра динозавров)

В начале Мезозойской эры на западе от Уральских гор существовало Пермское море, а на востоке – Тургайский пролив¹. В мезозойскую эру (эру динозавров) в морях обитали страшные хищники ихтиозавры, плезиозавры и мезозавры.

В 2013 году недалеко от Каменска-Уральского местные археологи нашли останки неизвестного животного – фрагменты конечностей и позвоночного столба. Только в 2015 году удалось установить, что это кости морского ящера Мезозойской эры – плезиозавра (рис. 4.). После изучения кости передадут в геологический музей Каменска-Уральского. На Урале находки среднего мезозоя полностью отсутствовали до этого времени. На территории Свердловской области это первая подобная находка за всю историю. Сейчас краеведам и археологам из Каменска-Уральского остаётся только продолжать исследования места около села Травяное, где были найдены уникальные останки. Не исключено, что эта находка окажется не последней. В таком случае можно будет создать целый музей на территории Свердловской области, аналогов которому пока нет⁷.

А в 2015 году на юге Урала в Оренбургской области ученые обнаружили вид морских птиц верхнемелового периода — предков чаек, которых ранее находили только в Америке. Об этом сообщил председатель Ульяновского отделения Всероссийского палеонтологического общества Владимир Ефимов. Находкам более 65 млн лет. «Найдено более половины полного скелета морской птички ихтиорнис (рис. 5), жившей в конце мелового периода — тазовый пояс, часть позвоночника и две задние ножки. Птица была ростом около 30 см. Раньше предполагалось, что она жила только на территории современной Америки», — рассказал Ефимов. Это первая подобная находка в России. По словам ученого, ранее удавалось находить фрагменты скелета ихтиорниса в Америке в XX веке. Ихтиорнис — одна из первых птиц на планете, была размером с голубя, обитала в основном на берегах морей и питалась насекомыми, рыбой и моллюсками. Умела плавать и летать².

1.  

   1. Кайнозой (эра человека). Наследия древности.

Со временем климат становился суше. Море мелело. Через миллионы лет его не стало. Но древнее море оставило после себя множество природных богатств – полезных ископаемых.

Именно Пермскому морю жители Пермского края обязаны огромным соляным месторождением и прозвищем – пермяк-соленые уши. Добыча соли была одним из основных промыслов на Урале. Даже существовала профессия — носильщик соли: рабочий таскал весь день мешки на плечах, и соль часто сыпалась на голову, попадала на уши и раздражала кожу. Отмывать ее было некогда, поэтому соль въедалась за ушами, после чего они становились красными, воспалялись и шелушились. И если человек снимал головной убор, становилось видно его просоленные уши. Отсюда и пошло прозвище «пермяк — соленые уши», которое распространилось на всех жителей Края (рис. 6).

Рис. 6. Соленосы Пермского Края

На месте Пермского моря находится Верхнекамское соляное месторождение. Основные соли Верхнекамского месторождения: галит, сильвин, карналлит. Добыча производится подземным способом, глубина залегания от 100 до 500 м.

Добыча соли в Пермском крае началась еще в середине XV века, на реке Усолке появились первые солеварни, где выпаривалась качественная пищевая соль «пермянка». При соляных промыслах возник город, который назывался в летописи 1506 г. Усолье на Камском, позднее Усолье Камское, а с XVII века Соль Камская или Соликамск. На гербах Соликамска и Березников изображена соль – богатство этих городов (рис. 7, 8)³.

В городе Соль-Илецк Оренбургской области тоже добывают пищевую соль и находится соленое озеро Развал. Вода и грязи этого озера лечебные и на его берегу построен курорт. На гербе Соль-Илецка изображена чаша с солью, которую обвивает змея – знак лечебной силы соли (рис. 9).

С другой (восточной) стороны Уральских гор в память о древнем море остались многочисленные соленые озера, сохранившиеся до нашего времени. Так, в Челябинской области находятся соленые озера: Сладкое, Горькое, Подборное, Медвежье.

Таким образом, на основе изученной информации я сделала вывод, что на территории Уральских гор в течение миллионов лет существовал Уральский океан, а позднее Пермское море и Тургайский залив. В этих водоемах была соленая вода, следовательно, там водились морские животные, что подтверждают находки ученых-палеонтологов.

После изучения литературы моей целью было увидеть останки морских животных, найденных на территории Урала.

1. Морские находки на территории Свердловской области и Пермского края

2.1. Уральский геологический музей (г. Екатеринбург)

Весной 2016 года я посетила Уральский геологический музей. Там я увидела огромные аммониты, которые были найдены на территории Свердловской области.

Также в музее выставлены множественные образцы морских обитателей, найденные на территории Урала. Я увидела образцы трилобитов, белемнитов (рис. 10). Самый ценный экспонат нашего музея – отпечаток челюсти геликоприона. Отпечатки геликоприона были найдены в 1897 году возле города Красноуфимска краеведом А.Г. Бессоновым. Поразмыслив над находкой, он отправил фотографию челюсти в Академию наук, знаменитому геологу и палеонтологу А.П. Карпинскому. Карпинский определил, что это челюсть акулы, которую он назвал геликоприоном (рис. 11).

Коллекции фауны и флоры из отложений пермской системы, которые находятся в нашем музее и представлены в витринах, преимущественно собраны Г.Т. Мауэром (1937г.) и О.В. Абросимовой (2011г.).

Генрих Тимофеевич Мауэр (1881 – 1940гг.) с 1917 года работал в Кунгуре Пермской области и был одним из активистов краеведческого движения. Он обследовал обнажения по р. Сылве, где собрал интересную коллекцию фауны и флоры пермского периода, имеющую и в настоящее время большое научное значение. Часть коллекции (1100 экземпляров) была передана в наш музей в период его образования в 1937 году. Из них 817 экземпляров – морская фауна.

Ольга Владиславовна Абросимова живет в г. Красноуфимске Свердловской области. Работает в детском саду. Краевед, любитель и большой энтузиаст – палеонтолог. В свободное от работы время занимается изучением разрезов в окрестностях своего города. Собрала коллекцию фауны и флоры из нижнепермских отложений. В нашем музее находится 248 экземпляров, из которых 160 – морская фауна.

2.2. Музей природы Урала (г. Екатеринбург)

Музей природы Урала начинается с палеонтологического раздела, в котором показано изменение жизни на Урале в течение миллионов лет. В витринах показаны находки останков морских животных на территории Свердловской области (рис. 12).

Многие находки, которые выставлены в музее природы Урала, подарены палеонтологом Владимиром Козловым, для которого разгадывание тайн древних акул стало смыслом жизни. Владимира Козлова не оставила равнодушной находка челюсти геликоприона в Красноуфимске. Американские ученые предполагают, что это была акула открытого океана. А Козлов нашел уплощенные боковые зубы этих акул, что говорит о том, что геликоприон вел придонный и, возможно, прибрежный образ жизни, вспахивая спиральной челюстью морское дно в поисках ракообразных, моллюсков, рыб и морских ежей, а уплощенными зубами перетирая панцири и раковины.

Также на Урале существовали и другие акулы, например, петалодусы - крупные опасные хищники с плоскими режущими зубами или, например, ктенаканты - пятиметровые акулы, в пасти которых находился настоящий частокол острых конических зубов. Эти существа могли быть настоящими конкурентами и достойными противниками геликоприонов.

Несколько лет назад В. Козлов предпринял попытку систематизировать уральских акул пермского периода, описал новые, неизвестные ранее науке виды акул: теперь известно не три, а восемь уральских видов⁴.

В апреле 2016 года я посетила выставку находок Владимира Козлова на Минерал-шоу (рис. 13).

А 3 ноября 2016 году в ночь музеев я ходила на лекцию В.Козлова в «Музее природы». Мне посчастливилось пообщаться с ним и сфотографироваться.

2.3. Музей природы г.Соликамск

В июне 2016 года я ездила в гости к бабушке в город Соликамск и посетила местный музей природы. Музей располагается в Соборной колокольне, основанной в 1713 году (рис. 14). В музее работает выставка «Тайны Пермского моря».

По словам заведующей отделом природы, автора экспозиции Елены Ворожцовой, выставка помогает сформировать у посетителей целостное представление о живой и неживой природе и рассказывает о Пермском периоде в истории развития Земли. Пермский период представлен через Пермское море, которое 286 млн. лет назад разливалось на месте Уральских гор и в частности Соликамска. Раздел выставки «Палеонтология» представляет собой выставку ископаемых древних обитателей Пермского моря (рис. 15).

Увидеть экспонаты морских обитателей в музеях было очень познавательно, но моей мечтой было найти их самой.

1.  

   1. Поездка на «Акулий пляж»

Как только наступило лето, мы с родителями осуществили долгожданную поездку за зубами акул. О том, куда ехать, мы узнали из интернета. Нам пришлось проехать 180 км от Екатеринбурга по Тюменскому тракту в село Боровлянское. Поездка заняла три часа. Приехав в село, мы спрашивали у местных жителей, где можно найти зубы акул. При этом не все жители села знали об акульем пляже, и тех, кто подсказал нам конкретное место, пришлось искать больше часа. Наконец нам подсказали, что искать нужно возле школы в реке Дерней. Оказывается, первыми зубы акул нашли школьники. В селе Боровлянское даже открыт музей с палеонтологическими экспонатами, но в день, когда мы приезжали, музей не работал.

Мы отправились искать зубы акул, несмотря на крутые склоны, густую траву и комаров. В народе это место называют «Акулий пляж» (рис. 15). В течение дня я нашла 11 зубов акул, а всего мы с родителями нашли 30 экземпляров. Моя самая большая находка – зуб длиной около 3 см, а самые маленькие – около 0,5 см. В.Козлов сказал, что эти зубы принадлежат песчаным акулам.

Также мы нашли зубы скатов, похожие на щеточки, и другие окаменелости (рис. 16). Все найденные окаменелости относятся к Пермскому периоду.

1. Изготовление макетов

Результатом моего исследования стало изготовление макета места поиска зубов акул. Основной технической задачей при изготовлении макета было сделать его легким, чтобы демонстрировать его на конкурсах проектов. На заготовку из фанеры я нанесла монтажную пену. После того, как она высохла, я изобразила рельеф возле школы в селе Боровлянское. Траву сделала из опилок, которые накрошила на клей ПВА, а затем опилки покрасила акриловой краской. Школа сделана из картона и покрашена акриловыми красками. С помощью маленьких веточек я сделала бобровую плотинку. А чтобы речка казалась настоящей, я использовала прозрачный клей.

На VIII детском минералогическом фестивале, который проходил в Екатеринбурге в октябре 2016 г., был конкурс макетов. Заданием конкурса было представить свою коллекцию, если бы я была первобытным человеком. В соответствии с этими требованиями я оформила свою коллекцию, в которую входят аммонит, белемнит, кораллы (найдены на Урале, куплены на минерал-шоу), соли галит и сильвин (привезены из Соликамской шахты), зубы акулы, щеточки ската, окаменелый поплавок рыбы (найдены мною в с. Боровлянское).

В конкурсе макетов я заняла 2 место (рис. 17, 18). Теперь все желающие «поохотиться» за древними акулами смогут без труда найти «Акулий пляж».

Заключение

Находки уральских палеонтологов и мои находки доказывают, что на месте Уральских гор существовал древний океан. Таким образом, моя гипотеза о древнем океане на месте Уральских гор подтвердилась.

В ходе исследования я посетила города и деревни Свердловской области и Пермского края, в которых я раньше не была, знакомясь с родным Уралом. Я посетила музеи Екатеринбурга и Соликамска. Также я поняла, почему на гербах Соликамска, Березников и Соль-Илецка изображена соль.

Летом я показывала одноклассникам свои находки зубов акул, но они говорили мне, что акулы в реках на Урале не водятся. Конечно, акулы морские рыбы и сейчас на Урале они не водятся, но своим проектом я доказала, что на Урале можно найти останки древних морских организмов.

Основной проблемой в ходе моей работы была трудность поиска мест, где можно найти останки древних морских организмов. Благодаря моим макетам школьники найдут их без труда.

В продолжении своего исследования я хочу узнать, как Уральский океан повлиял на формирование полезных ископаемых (кроме месторождений соли), которыми так богат мой родной край. Кроме того, общаясь со школьниками из Челябинска я узнала, что в Челябинской области вблизи от города Коркино они находили зубы акул, которые значительно больше моих находок. В следующем году я обязательно продолжу палеонтологические поиски.

Список литературы:

1. Зубов Н.Н. Основы учения о проливах Мирового океана. М., 1956.

2. В Гайском районе обнаружили останки предков чаек, живших 65 млн.лет назад. Статья на сайте «Орск – наша Родина», 21.07.2015г. http://home.orsknet.ru/ihtiornis/.

3. Косточкин В.В. Чердынь. Соликамск. Усолье. Стройиздат. ISBN 5-274-00186-6 1988.

4. Медовый месяц в поисках акул! Статья в газете «Тайна жизни» №09 (16) сентябрь 2004 года. http://www.mediakrug.ru/tajna/magazines/articles/2059

5. Найдин Д.П. Тургайский пролив в системе перидиональных соединений морей Северного полушария // Бюл. МОИП. Отд. Геол. 2003. Т. 78. Вып. 4. С. 49-55.).

6. Пронин Л.А. «Уральский геологический музей». Средне-Уральское книжное издательство Свердловск, 1985, 282с.

7. Хазинурова Алёна. Древние кости оказались останками морского ящера. Областная газета, 15.08.2015г. http://www.oblgazeta.ru/society/24816/.

8. Шорин Алексей. «Уральские горы некогда были дном Уральского океана», «Областная газета», 11 января 2014г.