Вода, воздух, горные породы и почва

Определения и обозначения

Вода — природное вещество, которое входит в состав организмов и необходимо им для жизни. Она текучая, растворяет некоторые вещества и встречается в жидком, твёрдом и газообразном состояниях. Благодаря воде происходят многие процессы в природе, а живые организмы получают необходимую влагу.

Воздух — смесь газов, окружающая Землю. В его составе больше всего азота и кислорода, есть также углекислый газ, водяной пар и другие газы. Воздух нельзя увидеть, но он занимает пространство; кислород из него нужен большинству организмов для дыхания.

Горные породы — природные тела, состоящие из одного или нескольких минералов. Минерал — природное вещество со своими свойствами, а порода может объединять несколько таких веществ: например, гранит состоит из кварца, слюды и полевого шпата. Из пород складывается земная кора и образуются многие полезные ископаемые.

Почва — верхний плодородный слой земной коры, в котором могут расти растения. Она образуется при взаимодействии неживой природы, например горных пород, воды и воздуха, с живыми организмами и их остатками. Плодородие почвы связано с перегноем — разложившимися остатками растений и животных, которые обогащают её.

Как это устроено

Вода меняет состояние, когда меняются температура и условия вокруг неё. При нагревании часть жидкой воды испаряется и становится водяным паром, который поднимается в воздух. Охлаждаясь, пар превращается в капли и образует облака; капли выпадают на землю дождём, а при низкой температуре — снегом или градом. Вода стекает в реки и водоёмы, просачивается в землю и снова испаряется, поэтому её движение по природе называют круговоротом.

Воздух состоит из нескольких газов, потому что они смешаны между собой, но каждый сохраняет свои свойства. Движение воздуха мы замечаем как ветер, хотя сам воздух обычно невидим. Проверить, что он занимает пространство, можно простым наблюдением: если опустить перевёрнутый стакан в воду, вода не сразу заполнит его, потому что внутри находится воздух. Воздух необходим для дыхания, а растения используют углекислый газ при образовании питательных веществ на свету.

Горные породы различаются по составу, происхождению и свойствам: одни твёрдые, другие рыхлые, одни состоят из одного минерала, другие — из нескольких. Одни породы образуются при остывании расплавленного вещества, другие — при накоплении и уплотнении частиц, третьи меняются под действием высокой температуры и давления. Минералы служат составными частями пород, поэтому свойства породы зависят от того, какие минералы в неё входят и как они соединены. Разрушение пород постепенно даёт материал для формирования почвы.

Почва образуется не сразу: вода, воздух, нагревание и охлаждение дробят и изменяют горную породу. В трещины проникают корни растений, а мелкие организмы перерабатывают опавшие листья и остатки живых существ. Из них возникает перегной, который смешивается с частицами разрушенной породы. Так появляется плодородный слой; его состав и свойства зависят от исходной породы, условий местности и количества органических остатков.

Вода и воздух воздействуют на горные породы и участвуют в образовании почвы, а почва удерживает влагу и служит средой для многих организмов. Растения берут из неё воду и минеральные вещества, а их отмершие части возвращаются в почву и становятся перегноем. Поэтому загрязнение воды или воздуха, разрушение почвы и горных пород может нарушить условия жизни организмов. Сохранение природных компонентов важно не по отдельности, а как частей связанной системы.

Вода, воздух, горные породы и почва в природе

Сравнивай компоненты по столбцам: так легче увидеть, чем они отличаются и что общего в их значении для живой природы. В графе о составе указаны состояния воды, смесь газов, минералы и части почвы. Помни, что таблица показывает основные свойства, а в природе они связаны между собой.

Разбор задач

Задача 1. Назови три состояния воды и приведи пример каждого из них в природе.

1. Сначала перечислим состояния: жидкое, твёрдое и газообразное.
2. Для жидкого состояния подойдёт вода в реке или озере, для твёрдого — лёд на водоёме или снег.
3. Газообразное состояние — водяной пар в воздухе. Он невидим, поэтому не следует путать его с видимыми облаками, состоящими из капель воды или кристалликов льда.

Ответ: жидкая вода встречается в реках, твёрдая — в виде льда или снега, газообразная — в виде водяного пара.

Задача 2. Объясни, почему воздух считают смесью газов и какие наблюдения показывают, что он занимает пространство.

1. Вспомним состав воздуха: в нём есть азот, кислород, углекислый газ, водяной пар и другие газы. Значит, это не одно вещество, а смесь нескольких газов.
2. Чтобы проверить, занимает ли воздух пространство, накроем перевёрнутым стаканом воду и опустим его вертикально в таз. Вода не заполнит стакан полностью, потому что внутри находится воздух.
3. Если наклонить стакан, воздух выйдет пузырьками, и вода займёт освободившееся место. Это наблюдение подтверждает, что воздух занимал пространство.

Ответ: воздух — смесь разных газов; стакан с воздухом не заполняется водой, пока воздух не выйдет.

Задача 3. Проследи путь от разрушения горной породы до образования плодородной почвы и укажи, какую роль играют живые организмы.

1. Вода, воздух и перепады температуры постепенно разрушают горную породу на мелкие частицы.
2. В трещинах поселяются растения и другие организмы. Корни помогают дробить породу, а отмершие растения и остатки животных попадают на её поверхность.
3. Микроорганизмы разлагают эти остатки, образуя перегной. Он смешивается с частицами породы, водой и воздухом, поэтому постепенно возникает плодородная почва.

Ответ: разрушение породы даёт минеральные частицы, а живые организмы помогают менять её и создают перегной, необходимый для плодородия.

Типичные ошибки

Ошибка — считать воздух одним газом. Так думают, потому что воздух невидим и его состав нельзя различить простым взглядом. Проверь себя: вспомни, что в воздухе есть азот, кислород и другие газы, значит, это смесь.

Ошибка — называть горную породу минералом. Эти слова связаны, поскольку минералы входят в состав пород, но не всегда совпадают с ними: порода может состоять из нескольких минералов. Проверь себя на примере гранита: в нём есть кварц, слюда и полевой шпат.

Ошибка — путать почву с горной породой и не учитывать перегной. Частицы пород действительно входят в почву, поэтому различие не всегда заметно, но почва содержит также воду, воздух и органические остатки и обладает плодородием. Чтобы проверить себя, спроси, может ли слой поддерживать рост растений и есть ли в нём перегной.

Ошибка — считать, что вода бывает только жидкой. В повседневной жизни чаще видна именно жидкая вода, поэтому о других состояниях легко забыть. Проверь себя: назови пример льда или снега и вспомни о водяном паре; это твёрдое и газообразное состояния воды.

Связь с другими темами

Для понимания темы вспомни, чем живые организмы отличаются от неживых тел и какие условия нужны им для жизни. Вода и воздух необходимы организмам, а почва предоставляет растениям место для роста и вещества для развития. Эти знания пригодятся при изучении круговорота воды, где прослеживается её движение в природе.

Связь природных компонентов важна и при изучении природных сообществ, полезных ископаемых и охраны природы. Горные породы могут быть источником полезных ископаемых, а состояние почвы и воды влияет на жизнь растений и животных. Поэтому охрана природы включает заботу не только об организмах, но и об условиях их существования.

Что запомнить

• Вода в природе встречается в жидком, твёрдом и газообразном состояниях.
• Воздух — смесь газов, окружающая Землю.
• Горные породы состоят из минералов.
• Почва — верхний плодородный слой земной коры.
• В образовании почвы участвуют горные породы, вода, воздух и живые организмы.
• Вода, воздух, горные породы и почва взаимосвязаны и важны для жизни.