Unterrichtsstunde 2: Welche Folgen hat das Schmelzen der Eismassen?
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| Publikation: | 11.12.2008 |
| Lernstufe: | 3 |
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| Angestrebte Kenntnisse: |
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| Wortschatz: | Bevölkerung, überflutetes Land, Gletscher, Meereis, Inlandeis, Polkappen/Eiskappen |
| Dauer: | 1,5 Stunden |
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Für jede Gruppe:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Ein Tipp
Am besten beginnt man mit dem unten vorgeschlagenen Experiment gleich morgens früh, da das Schmelzen des Eises eine Weile dauert (mindestens zwei Stunden).
Die Ausgangsfrage
Die/der Lehrende fordert die Schüler/innen auf, eine Zusammenfassung der vorausgegangenen Unterrichtsstunden zu geben. Sie/er stellt die folgende Frage: "Welche Folgen könnte die Erderwärmung in den kommenden Jahrzehnten haben?" Die Antworten der Schüler/innen notiert sie/er auf einem Plakat.
Meist denken die Schüler/innen spontan an den Anstieg des Meeresspiegels, an aussterbende Arten und an eine Änderung unserer Lebensweise. Diese Themen werden später behandelt. Diese Unterrichtsstunde befasst sich mit dem durch das Schmelzen der Eismassen bewirkten Anstieg des Meeresspiegels.
Pädagogische Anmerkung
Um den Anstieg des Meeresspiegels zu erklären, gibt es ein Phänomen, das noch wichtiger ist als das Schmelzen des Eises: die Ausdehnung des Wassers (infolge der Erwärmung). Wir beginnen jedoch mit dem Schmelzen des Eises, denn die Kinder kommen ganz von selbst darauf. Die Ausdehnung der Meere wird in Unterrichtsstunde 3a behandelt.
Die/der Lehrende kommt auf das Schmelzen des Eises zurück. "Wo gibt es Eismassen, die schmelzen?" Die Schüler/innen zählen die von Eis bedeckten Regionen der Erde auf und schreiben die Eistypen in ihren Versuchsheften auf: Gletscher in den Bergen, Inlandeis (Grönland oder Antarktis), Meereis (also Eis im Wasser, hauptsächlich am Nordpol).
Wissenschaftliche Anmerkung
Es ist wichtig, zwischen zwei Arten von Eis zu unterscheiden: Inlandeis (Gletscher, Grönland, Antarktis) und Eis, das auf dem Meer schwimmt (Meereis).
Die/der Lehrende fragt die Schüler/innen: "Was denkt ihr, wohin geht dieses Wasser? Was ist die Folge des Schmelzens des Eises?" Sie/er notiert die Antworten auf einem Plakat.
Das Experiment
Jede Gruppe nimmt sich entweder den Fall "Schmelzen des Inlandeises" oder den Fall "Schmelzen des Meereises" vor. Der/die Lehrer/in stellt ihnen kurz das zur Verfügung stehende Material vor.
Die Schüler/innen sollen sich eine experimentelle Anordnung ausdenken. Die Aufgabe lautet:
"Denkt euch ein Experiment aus, mit dem entweder die Folgen der Inlandeisschmelze oder die der Meereisschmelze beobachtet werden kann. Schreibt auf, welche Materialien ihr braucht und was ihr vorausseht, entwerft ein Protokoll des Experiments, macht eine Zeichnung eurer Anordnung."
Die Schüler/innen machen sich in ihren Gruppen an die Arbeit und schreiben ihre geplante Vorgehensweise auf ein großes Plakat, das danach als Grundlage für die gemeinsame Diskussion dienen soll.
Nach 10 bis 15 Minuten stellt ein/e Vertreter/in jeder Gruppe seine/ihre Aufzeichnung vor. Wenn es sich in der Präsentation der ersten Gruppe nicht schon von selbst ergibt, lenkt die/der Lehrende die Aufmerksamkeit auf das hypothetische Ergebnis des Experiments: "Woher werdet ihr wissen, dass der Wasserspiegel gestiegen ist oder nicht?" Die Gruppen denken wieder nach und geben eine Lösung an: Man kann den Wasserspiegel mit einem wasserunlöslichen Filzstift direkt auf das durchsichtige Gefäß markieren, oder mit einem Klebeband entweder ein Stück (Millimeter-) Papier oder ein Lineal am Gefäß befestigen.
Nachdem die Anordnungen von der Klasse gutgeheißen wurden, nimmt sich jede Gruppe die benötigten Materialien und beginnt mit dem Experiment.
Pädagogische Anmerkung (Beispiel einer experimentellen Anordnung)
- Man nehme zwei gleiche, durchsichtige Gefäße und fülle sie ungefähr zur Hälfte mit Wasser. Dann bilde man mit den Kieselsteinen kleine Haufen – sie sollen das Land darstellen – und stelle die Spielfiguren darauf (mit Kleber befestigt, z.B. Patafix). Zu Beginn des Experiments müssen diese "Landstücke" aus dem Wasser ragen, aber nicht zu sehr, damit sie mit der Eisschmelze auch untergehen können.
- In das eine Gefäß gibt man Eiswürfel direkt ins Wasser: Sie stellen das Meereis dar (die Eiswürfel müssen schwimmen und dürfen den Boden nicht berühren!). Im anderen Gefäß werden die Eiswürfel auf einen großen Kieselsteinberg gesetzt, der zum Beispiel Grönland oder die Antarktis darstellt.
- Alle halbe Stunde, je nach Temperatur im Klassenraum, wird beobachtet, was geschieht.
- Wenn die Eiswürfel geschmolzen sind, wird das Ergebnis festgestellt.
- Damit das Experiment gelingt, muss man reichlich Eis nehmen!
Das Meereis ist geschmolzen, der Wasserspiegel ist nicht gestiegen. Das "Grönlandeis" ist geschmolzen und ins Wasser geflossen. Der Wasserspiegel ist gestiegen, manche Inseln sind jetzt untergegangen, sie sind überflutet worden.
Gemeinsame Besprechung
Die Schüler/innen notieren genau, was sie beobachten und zeichnen ihre Anordnung. Bei der Gelegenheit entwickeln sie eine Technik zur Darstellung von Experimenten: Titel, Datum, Legende, Gebrauch von Bleistift und Lineal.
Sie schreiben das Ergebnis des Experiments nieder sowie ihre Schlussfolgerung. Letztere ist eine Interpretation des Ergebnisses im Kontext des Experiments: "Was wollten wir herausbekommen? Kann unsere Anordnung die Antwort auf die Frage liefern?"
Jede Gruppe bestimmt eine/n Vertreter/in, der/die die Arbeit der Gruppe der ganzen Klasse vorstellt. Die Plakate werden an der Tafel festgemacht und die Ergebnisse gemeinsam diskutiert. Es entsteht eine gemeinsame Schlussfolgerung, die ins Versuchsheft eingetragen werden kann. Zum Beispiel:
"Der Klimawandel führt dazu, dass Eis schmilzt. Das Schmelzen des Inlandeises lässt den Meeresspiegel steigen, während das Schmelzen des Meereises keinen Einfluss auf den Meeresspiegel hat."
Pädagogische Anmerkung
Es handelt sich bei dieser Arbeit um ein Experiment am Modell. Dieses bekommt für die Schüler/innen einen Sinn, sobald sie richtig verstehen, inwiefern das Modell die Realität darstellt. Man sollte sich vergewissern, dass jeder verstanden hat, was durch was dargestellt wird (die Kieselsteine stellen Kontinente oder Inseln dar, das Wasser steht für das Meer, die Eiswürfel für das Inlandeis oder das Meereis, je nachdem ob sie auf einem Kieselsteinhaufen gestapelt oder ins Wasser gelegt werden).
Wissenschaftliche Anmerkungen
In dieser Unterrichtsstunde stellen die Schüler/innen fest, dass das Schmelzen des Meereises nicht zum Anstieg des Meeresspiegels beiträgt. Dieses Ergebnis ist jedoch nur in erster Näherung richtig. In den beiden folgenden Unterrichtsstunden (3 und 3a) wird dieser Frage nachgegangen und die Rolle des Meereises noch näher untersucht.
- Das arktische Meereis stellt eine große, weiße Fläche dar, die fast wie ein Spiegel den Hauptteil der einfallenden Lichtenergie in den Weltraum zurückwirft. Dies begrenzt die Energiemenge, die der Arktische Ozean absorbiert.
- Wenn das Meereis ganz oder teilweise verschwindet, absorbiert der viel dunklere Ozean mehr Energie ... und wird wärmer.
- Das Wasser der Ozeane dehnt sich aus, wenn es wärmer wird ... und der Meeresspiegel steigt. Auf diese Weise trägt das Schmelzen des Meereises indirekt doch zum Anstieg des Meeresspiegels bei.
Recherchearbeit
Das Arbeitsblatt 9 enthält zwei Dokumente zum Anstieg des Meeresspiegels und zu den Folgen für die in der Nähe des Meeres lebenden Menschen. Auch über andere Konsequenzen der Eisschmelze kann geredet werden, zum Beispiel über die Tatsache, dass 40% der Weltbevölkerung bei der Trinkwasserversorgung von Gletschern abhängig ist. All diese Menschen sind von der Eisschmelze unmittelbar bedroht.
Mögliche Erweiterung
Man kann ein sehr einfaches Modell herstellen, das zeigt, wie sanft ansteigende Küsten bei gleichem Anstieg des Wasserspiegels stärker von Überschwemmungen heimgesucht werden als Steilküsten. Das ist zum Beispiel ein ganz wesentliches Problem in den großen Stromdeltas.
