Наши подземные богатства

Определения и обозначения

Полезные ископаемые — природные богатства, которые человек добывает из недр Земли и использует в хозяйстве. К ним относятся разные горные породы и минералы: например, гранит, песок, железная руда и каменный уголь. Одни ископаемые применяют почти без изменений, другие сначала перерабатывают. Это понятие помогает объединить природные материалы, которые нужны людям для строительства, производства и получения топлива.

Месторождение полезных ископаемых — место, где полезное ископаемое залегает в количестве, пригодном для добычи. Оно может находиться близко к поверхности или глубоко под землёй. Недостаточно обнаружить отдельный кусок породы: нужно выяснить, есть ли в этом месте нужные запасы и можно ли их извлечь. Поэтому понятие месторождения связывает природное богатство с возможностью его практического использования.

Геолог — специалист, который изучает строение Земли и ищет месторождения полезных ископаемых. Он исследует горные породы и собирает сведения о том, как устроена земная кора. По результатам наблюдений геологи определяют, где могут находиться нужные ископаемые. Их работа помогает не искать сырьё наугад, а оценивать, какие природные богатства можно добывать.

Карьер и шахта — места и способы добычи полезных ископаемых: карьер устраивают при открытой добыче, а шахту — при подземной. Карьер представляет собой большую выемку на поверхности земли. Шахта — это система подземных выработок, через которые добираются до глубоких залежей. Эти понятия нужны, чтобы различать способы добычи и понимать, почему для разных месторождений требуются разные сооружения.

Как это устроено

Полезные ископаемые образуются в земной коре в течение очень долгого времени. Для этого нужны природные процессы, которые действуют не один год, а гораздо дольше человеческой жизни. Поэтому залежи не успевают быстро восстановиться после добычи. Если люди расходуют сырьё быстрее, чем оно образуется, запасы месторождения сокращаются; именно поэтому ископаемые считают ограниченными ресурсами и стараются использовать бережно.

Чтобы найти месторождение, геологи изучают горные породы и особенности земной коры. Разные породы складывались при разных условиях, а их расположение может подсказать, где искать определённое сырьё. Специалисты сопоставляют наблюдения, исследуют образцы и оценивают найденные залежи. Так они выясняют не только, что находится под землёй, но и есть ли этого достаточно для добычи, которая не требует неоправданных затрат.

Способ добычи выбирают с учётом того, где именно залегает ископаемое. Если залежь расположена неглубоко, к ней можно добраться сверху, снимая слой земли; такую разработку ведут в карьере. Когда сырьё находится глубоко, приходится прокладывать подземные ходы и устраивать шахту. Выбор зависит не только от глубины, но и от формы залежи, прочности пород и безопасности работ, поэтому одно правило не подходит для всех месторождений.

Свойства ископаемого помогают понять, для чего оно пригодно. Например, горючесть позволяет использовать некоторые вещества как топливо, а прочность камня важна при строительстве. Но одного признака обычно недостаточно, чтобы точно определить образец или решить, как его применять. Нужно рассматривать несколько свойств вместе: внешний вид, состав, твёрдость и другие особенности помогают сделать более обоснованный вывод.

После добычи сырьё перевозят на предприятия, где его могут сортировать и перерабатывать. Это нужно потому, что природный материал не всегда готов к использованию: из руды получают металл, а нефть перерабатывают в разные продукты. Добыча и переработка требуют энергии и могут изменять окружающую среду. Поэтому важно не только беречь запасы, но и уменьшать воздействие работ на природу, например восстанавливать нарушенные участки земли.

Полезные ископаемые и их использование

Сравнивай в таблице свойство ископаемого с его применением: так видно, почему материал подходит для определённой задачи. Способ добычи не всегда один и тот же — он зависит от глубины и устройства месторождения. Некоторые ископаемые перед использованием обязательно перерабатывают.

Разбор задач

Задача 1. Как описать образец?

Ученик рассматривает образец: он твёрдый, не горит и состоит из зёрен разных минералов. Нужно определить, какое свойство следует описать и для чего оно может пригодиться. По этим данным нельзя уверенно назвать породу, потому что похожие признаки встречаются у разных образцов. Поэтому рассуждаем о наблюдениях и применении, не превращая догадку в точный вывод.

1. Записываем то, что можно непосредственно наблюдать: образец твёрдый и сложен из зёрен разных минералов. Отдельно отмечаем, что он не горит.
2. Понимаем, что состав из зёрен указывает на строение образца, а твёрдость и негорючесть описывают его свойства. Для точного определения понадобились бы дополнительные сведения.
3. Связываем свойства с возможным применением: прочность может быть полезна для строительных материалов, а негорючесть важна там, где материал не должен служить топливом.

Ответ: следует описать твёрдость, негорючесть и зернистое строение, а также проверить прочность. Эти свойства могут помочь оценить пригодность образца для строительства, но по одному такому описанию нельзя точно определить, что это за ископаемое.

Задача 2. Как добывать неглубокую залежь?

Полезное ископаемое залегает неглубоко и пластами. Нужно выбрать наиболее вероятный способ добычи и объяснить выбор. Сначала учитываем глубину: до неглубокой залежи можно добраться с поверхности, не прокладывая длинные подземные ходы. Затем вспоминаем, что пластами называют слои породы, и проверяем, соответствует ли такой способ условиям задачи.

1. Отмечаем, что залежь расположена близко к поверхности. Это главный признак при выборе между карьером и шахтой.
2. Сопоставляем признаки: открытая добыча подходит для неглубоких залежей, а шахту устраивают, когда к ископаемому нужно добираться под землёй.
3. Учитываем, что пласты можно разрабатывать с поверхности, если это позволяют размеры залежи и условия безопасности. Окончательное решение специалисты принимают после изучения месторождения.

Ответ: вероятнее всего, выберут открытую добычу в карьере, потому что ископаемое залегает неглубоко. Само по себе залегание пластами не доказывает, что карьер обязателен: нужно учесть и другие особенности месторождения.

Задача 3. Что выбрать для дороги и топлива?

Для строительства дороги нужны прочные каменные материалы, а для получения топлива — горючее сырьё. Нужно подобрать полезные ископаемые и объяснить выбор. Сначала разделяем две задачи: дорога должна выдерживать нагрузку, а топливо должно отдавать энергию при сгорании или переработке. Затем подбираем материалы по подходящим свойствам, не путая строительное сырьё с горючим.

1. Для дороги ищем прочную горную породу, которую можно использовать как каменный материал. Гранит подходит по прочности и применяется в строительстве.
2. Для топлива выбираем горючее ископаемое. Подойдут, например, каменный уголь, нефть или природный газ, хотя каждый из них требует своего способа добычи и использования.
3. Проверяем, что выбор отвечает условию: гранит нужен из-за прочности, а уголь, нефть и газ — из-за горючести. Учитываем, что нефть и газ перед применением обычно перерабатывают или подготавливают.

Ответ: для дороги можно выбрать гранит, а для получения топлива — каменный уголь, нефть или природный газ. Обоснование строится на свойствах: прочности камня и способности горючего сырья отдавать энергию.

Типичные ошибки

Ошибка — считать полезными только те ископаемые, которые сразу используют в готовом виде. Так думают, потому что легко заметить конечный продукт, например топливо или металлическую деталь, но не всегда видно, из какого сырья его получили. Многие ископаемые сначала перерабатывают, поэтому сырьё тоже относится к полезным ископаемым. Проверь себя: можешь ли ты назвать исходный материал, из которого получают готовый продукт?

Не следует путать полезное ископаемое с месторождением. Их смешивают, потому что оба понятия связаны с одним и тем же природным богатством. Ископаемое — это сама порода или вещество, а месторождение — место, где оно залегает в пригодном для добычи количестве. Для проверки спроси себя: называю я материал или участок земной коры, где его нашли?

Ошибка — думать, что все ископаемые добывают одинаково. Иногда запоминают только один пример и переносят его на все случаи, хотя глубина залегания и строение месторождений различаются. Близкие к поверхности залежи часто разрабатывают открытым способом, а глубокие — под землёй. Проверяй ответ по условию: где находится сырьё и какой способ позволит безопасно добраться до него?

Нельзя считать запасы неисчерпаемыми лишь потому, что полезных ископаемых много. Кажется, что их хватит всегда, если смотреть только на общее разнообразие, но каждое месторождение имеет ограниченные запасы. Ископаемые формируются очень медленно, а добыча может быстро истощить залежь. Проверь себя: учитываешь ли ты скорость образования ресурса и возможность его пополнения?

Связь с другими темами

Чтобы понять, где находятся полезные ископаемые, полезно знать, что земная кора состоит из горных пород и минералов. Природные ресурсы — это богатства природы, которые люди используют; ископаемые составляют важную часть таких ресурсов. Эти знания помогают объяснить, почему образцы отличаются по составу и свойствам.

Месторождения и добыча связаны с природой родного края и его хозяйством. Наличие сырья может влиять на то, какие предприятия работают в регионе и где строят дороги. При этом добыча изменяет поверхность земли и может вредить окружающей среде, поэтому нужно учитывать не только пользу ресурсов, но и охрану природы.

Тема пригодится при дальнейшем изучении природных ресурсов и промышленности. Свойства сырья помогают понять, как из природных материалов получают нужные людям продукты. А вопрос об ограниченности запасов связывает хозяйственную деятельность с бережным использованием природы.

Что запомнить

• Полезные ископаемые добывают из недр Земли.
• Месторождение — место залегания полезного ископаемого.
• Геологи ищут и изучают месторождения.
• Близко залегающие ископаемые часто добывают в карьерах, глубоко залегающие — в шахтах.
• Свойства ископаемого определяют его применение.
• Запасы многих полезных ископаемых ограничены.
• Добыча и использование ресурсов должны учитывать охрану природы.