Reise durch die Erdgeschichte Von der Geburt der Erde bis heute Die Schüler sollen die zeitlichen Dimensionen der Erdgeschichte abschätzen lernen und einen Einblick in die dabei stattgefundenen und noch immer stattfindenden faszinierenden Ereignisse bekommen. Die Schüler bilden 4 Gruppen. Jede Gruppe erhält verschiedene Arbeitsblätter: Abbildungen, Puzzle-Bilder sowie Unterlagen (LexikonTexte), die bei der Erstellung eines Informationsblattes (Lückentext) über „ihre“ erdgeschichtliche Periode helfen. Mit diesen Unterlagen erarbeiten die Schüler die jeweilige Periode und erzählen und zeigen anschließend den anderen Gruppen, was zu jener Zeit auf der Erde passierte. Gemeinsam versuchen die Schüler, die zeitlichen Dimensionen der Erdgeschichte - von der Entstehung der Erde bis heute - auf einem Zeitstreifen anschaulich darzustellen. Die Bilder und die Informationsblätter sowie zusätzliche Bilder sollen dabei in der richtigen Reihenfolge eingebaut werden. Die 4 Kleingruppen sollen anhand ihrer Unterlagen folgende Themen erarbeiten: • 1. Erd-Urzeit: Geburt der Erde, Abkühlung, Urkontinente und Urmeere, Ausbildung der Atmosphäre, Wasser, Entstehung des Lebens. Die Erdzeitalter vor 4,6 Mrd. Jahren Erd-Urzeit • 2. Erd-Altertum: Geografische Situation, Eroberung des Landes durch Pflanzen und Tiere, Ursprung von Kohle, Erdöl, Erdgas, erste Reptilien, MassenAussterben am Ende des Erd-Altertums. vor 570 Mio. Jahren Erd-Altertum vor 250 Mio. Jahren Erd-Mittelalter vor 65 Mio. Jahren • 3. Erd-Mittelalter: Geografische Situation, Klima, Herrschaft der Reptilien, Saurier, erste Säugetiere und Vögel, Verschwinden der Dinosaurier. • 4. Erd-Neuzeit: Geografische Situation, Klimaveränderungen, Eiszeiten/Zwischen-Eiszeiten, Tiere der ErdNeuzeit, erste Menschenaffen; erste Menschen. Erd-Neuzeit heute Einige markante Ereignisse: • erste Lebewesen: vor 3500 Mio. Jahren • Eroberung des Landes: vor 400 Mio. Jahren Berechnung: Wie lange hätten die Erdzeitalter gedauert, wenn die gesamte bisherige Erdgeschichte in nur 1 Jahr abgelaufen wäre? (ev. Folie: Erd-Zeitalter als Hilfe). Erdgas: Spürnasen Umrechnung und Darstellung der Erd-Zeitalter und markanter Ereignisse auf 1 Jahr: • 4600 Millionen Jahre entsprechen 365 Tagen. • Wie viele Tage entsprechen 1 Million Jahre? • In welchem „Monat“ traten die ersten Säugetiere auf? usw. • erste Säugetiere: vor 200 Mio. Jahren • Zeit der Dinosaurier: vor 200 Mio. bis 65 Mio. Jahren • erste Menschen: vor 2 Mio. Jahren Lehrerinformation L1 Die „Weltreise“ der Kontinente Die Theorie der Kontinentalverschiebung Die SchülerInnen sollen verstehen, dass sich die Erde im Laufe der Erdgeschichte ständig verändert hat (und auch heute noch verändert). Sie sollen erkennen, dass gewaltige innere Kräfte die Erde fortwährend umgestalten. In diesem Zusammenhang sollen sie einen groben Überblick über die Vorgänge der Kontinentalverschiebung bekommen. Die Schüler betrachten gemeinsam den Zeitstreifen. Sie sollen eigene Vorstellungen entwickeln, wie es dazu kommen konnte, dass sich die Erdoberfläche im Laufe der Jahrmillionen so stark verändert hat. Eine Zeichnung über den inneren Aufbau der Erde und nebenstehende Fragen helfen dir dabei. Folie: Kruste - Mantel - Kern An einem kleinen Versuch können die Schüler die Theorie der Kontinentalverschiebung vereinfacht nachvollziehen. Experiment + Folie: Kontinentalverschiebung Die Schüler sollen überlegen, wie sich die Bewegung der Kontinente auf der Erdoberfläche auswirkt. Was passiert, wenn die Schollen zusammenstoßen, auseinandertreiben oder in Pol- bzw. Äquatornähe wandern? Zwei Folien liefern einige anschauliche Beweise für die Theorie der Kontinentalverschiebung. Folien: Beweise für die Kontinentalverschiebung (1), (2) Erdgas: Spürnasen Auf den Erdkarten des selbst zusammengestellten Zeitstreifens sollen die Schüler entdecken, dass die Kontinente, wie wir sie heute kennen, sich erst relativ spät herausgebildet haben. • Wie sieht es im Erdinneren aus? [Es ist sehr heiß; der Erdkern ist großteils flüssig, der Erdmantel ist zähflüssig, die äußere Erdkruste ist fest.] • Wann kann man Gestein aus dem Erdinneren an der Oberfläche sehen? Wie sieht es aus? [Bei Vulkanausbrüchen; die Lava ist zähflüssig und glühend heiß; bei Abkühlung an der Erdoberfläche wird sie fest.] • Woraus bestehen die Kontinente? [Aus verschiedenen Gesteinen, sowohl das Festland als auch der Meeresgrund gehören zur der Erdkruste] • Wenn der Erdmantel flüssig ist - warum versinken dann die Kontinente nicht in der heißen Flüssigkeit? [Das Gestein der Kontinente ist - im Gegensatz zum zähflüssigen Erdmantel - relativ leicht; die Kontinentalschollen der Erdkruste schwimmen also auf dem zähflüssigen Material des Erdmantels wie Eisschollen auf dem Wasser.] Die Theorie der Kontinentalverschiebung: Im zähflüssigen Material des Erdmantels entstehen durch die großen Temperaturunterschiede Kreisströme, welche die Kontinentalschollen mit sich tragen. Die entscheidenden Veränderungen: • Geografisch: (Lage der Kontinente und Meere, Gebirgsbildungen) • Klimatisch: (Warmzeiten, Kaltzeiten - je nach Lage der Erdteile) Auswirkungen der Kontinentaldrift: • Entstehung von Meeren beim Auseinanderweichen von Schollen. • Entstehung von Gebirgen beim Aufeinanderprallen von Schollen. • Klimaveränderungen, weil die Schollen auf ihrer Reise einmal in Polnähe, einmal in Äquatornähe gelangten. Beweise: • Zusammenpassende Küstenformen. • Zusammenhängende Tier- und Pflanzenwelt. Lehrerinformation L2 Die Entstehung der fossilen Energieträger Erdöl, Erdgas, Kohle Die SchülerInnen sollen die Entstehung der fossilen Energieträger erklären können und sich bewusst werden, dass diese in einem Millionen Jahre dauernden Prozeß entstanden sind. Sie sollen sich die prinzipiellen Unterschiede bei der Entstehung von Kohle einerseits und Erdöl/Erdgas andererseits merken. Die Schüler bilden 3 Gruppen. Jede Gruppe erhält Arbeitsunterlagen zu ihrem Thema: Die Schüler sollen Bildergeschichten in die richtige Reihenfolge bringen, fehlende Bilder ergänzen und den Bildern die entsprechenden Texte zuordnen. Arbeitsblätter: Wie entsteht Erdgas, Erdöl, Kohle? (Texte + Bildergeschichten) Anschließend präsentieren die Gruppen ihre Arbeitsergebnisse (Bildergeschichte + Text), wobei durch gezielte vergleichende Fragen die Unterschiede zwischen den 3 verschiedenen fossilen Energieträgern herausgearbeitet werden sollen. Die Themen der 3 Gruppen sind: • Entstehung von Erdgas: Bildergeschichte + Text • Entstehung von Erdöl: Bildergeschichte + Text Erdöl: • Entstehung von Kohle: Bildergeschichte + Text Vergleichende Fragen, um die Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den fossilen Energieträgern herauszuarbeiten: • Wann? - ungefähre zeitliche Einordnung auf dem Zeitstreifen [500 Mio. bzw. 350 Mio. Jahre] • Wo genau? [Sumpfwald bzw. flaches Meer] • Woraus? [Kleinstlebewesen im Meer bzw. Pflanzen] Durch das Experiment „Erdöl-Falle“ wird gezeigt, warum sich Erdgas und Erdöl an ganz bestimmten Stellen sammeln und auf diese Weise Lagerstätten entstehen. Experiment + Folie: „Erdöl-Falle“ Erdgas: Spürnasen Erdgas: 1) Bei der Bildung von Erdöl 2) Bei Kohle-Bildung über Kohlelagerstätten 3) Als „Sumpfgas“ durch Tätigkeit von Mikroorganismen • Wie - was ist passiert? [Bildergeschichte erzählen] • Wesentliche Gemeinsamkeiten bei der Entstehung? [Luftabschluss, hoher Druck, hohe Temperatur] 1) Ablagerung von Kleinstlebewesen am Meeresgrund 2) Luftabschluss durch Bedeckung mit Schlamm und Sand 3) Umwandlung durch Mikroorganismen zu Faulschlamm 4) In der Tiefe entsteht bei hohem Druck und hoher Temperatur (ab 70° C) Erdöl (bei 200° C Erdgas) 5) Ansammlung unter undurchlässigen Schichten Kohle: 1) Absterbende Pflanzen werden von Wasser und Schlamm bedeckt 2) Unter Luftabschluss verwandeln Mikroorganismen die Pflanzen in Torf 3) In der Tiefe entsteht durch hohen Druck und hohe Temperatur Kohle 4) Der rasche Luftabschluss ist entscheidend, weil sonst das Material bald zu Erde verrottet und vermodert! Lehrerinformation L3 Wo könnte Erdgas sein? Wir sehen und riechen es nicht! Die SchülerInnen sollen die Methode der Lagerstättenauffindung mit Hilfe seismischer Messungen kennenlernen. Sie sollen im Überblick auch die Methoden der erdmagnetischen Messung und der Schweremessung kennenlernen. Außerdem sollten öfter Hinweise gegeben werden, dass das Gelernte auch auf das Erdöl anwendbar ist. Die SchülerInnen bilden je nach vorhandenem Material Kleingruppen. Sie sollen die Versuche im Stationenbetrieb durcharbeiten. Die Versuche sind Vergleichsversuche aus den Gebieten Schallwellen bzw. Druckwellen. Anhand dieser Versuche sollen die Schüler und Schülerinnen die Methode der seismischen Messung erarbeiten. Stationenbetrieb: • Versuche zur Seismischen Messung • Versuche mit Stimmgabel, Tischtennisbällen, Schnur zur Befestigung der Bälle, Eisenplatte, Styroporplatte, verschiedene Flüssigkeiten (Versuch 1-3). • Versuche mit Wasserwanne, Stein oder Massestück, Glasplatten, Eisenplatten, Öl, Spiritus, Benzin, ... (Versuch 4-5). • Versuche mit Glas, Luftballon, Reiskörnern, Schallquellen (Versuch 6). Experimente: Seismische Messung - Vergleichsversuche (Versuch 1-7). • Versuche mit Glocke oder Wecker, Wellen breiten sich in unterschiedlichen Medien auf verschiedene Weise aus. Wellen werden an verschiedenen Medien unterschiedlich reflektiert. Schwamm oder Schaumgummi, Glaswanne (Versuch 7). Die Versuche sollen Aufschluss über die Wellenausbreitung in unterschiedlichen Medien und die Reflexion der Wellen geben. Daraus sollen Schlüsse gezogen werden können, wie die seismische Messung funktioniert. Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L4 Zusammenfassung durch die Lehrkraft anhand einer Folie Folie: Seismische Messung Sachinformation: Wichtige Begriffe: Durch Detonation einer kleinen Sprengladung Seismik (Schuss-Seismik, Vibroseismik), in 10-20 m Tiefe oder durch Vibratoren werGeophon den starke seismische Schwingungen erzeugt. Diese Schwingungen pflanzen sich als Wellen Reflexion in den Untergrund fort und werden an den verSchallwelle schiedenen Gesteinsgrenzen an die Oberfläche reflektiert. Dort stehen in Abständen von 2530 m Seismographen (Geophone). Diese verwandeln die Schwingungen des Bodens in elektrische Impulse, die als Seismogramme graphisch dargestellt werden. Da die Wellen unterschiedlich reflektiert werden (dies hängt von der Dichte des Gesteins ab: im harten Gestein pflanzen sich die Schwingungen schneller fort als im weichen Gestein), lassen sich daraus die Schichtgrenzen erkennen. Dadurch lassen sich genaue Schlüsse auf die Tiefe und die Lagerungsverhältnisse bestimmter Gesteinsschichten ziehen. Die Geologen erkennen anhand der Seismogramme, ob in der Tiefe Gesteinsschichten liegen, die Erdöl oder Erdgas enthalten könnten. Ganz sicher kann man aber erst nach einer Probebohrung sein. Die SchülerInnen erfahren auch die beiden anderen Methoden zur Auffindung von Erdgas; diese werden in Österreich nicht angewandt. Erdmagnetische Messungen: Die Struktur des Gesteins und der Erdoberfläche lassen sich aus den Abweichungen im Erdmagnetismus erkennen. Schweremessung: Andere Methoden zur Erdgasfindung: • Erdmagnetische Messung • Schweremessung Mit einem Gravimeter werden die Unterschiede in der Erdanziehung gemessen. Diese entstehen durch die unterschiedlichen Dichten der Gesteine. Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L5 Hurra, wir wissen, wo das Erdgas ist! Jetzt wird gebohrt! Die SchülerInnen sollen die technischen Einrichtungen und Vorgänge von Erdgasbohrungen kennenlernen. Die SchülerInnen sollen nun erkennen, dass die seismische Messung nicht mit Sicherheit angeben kann, ob und wieviel Erdgas sich in einem Speichergestein befindet. Die Folie bzw. das Arbeitsblatt zeigen einen Bohrturm. Die SchülerInnen sollen nun in Gruppenarbeit versuchen, die Teile des Bohrturms richtig zu benennen. Danach wird mit Hilfe der Folie die Richtigkeit überprüft. Folie, AB: Der Bohrturm, beschriftete Kärtchen Die Karten der SchülerInnen werden richtig auf das Arbeitsblatt geklebt. Bau eines Bohrturms: Die SchülerInnen bauen ein Modell eines Bohrturms. Zuerst wird in 5 Gruppen je ein kleines Modell erstellt, dann wird zusammen ein großes Modell gebaut. AB: Anleitung zum Bau von Bohrtürmen Die Sachinformation zur Funktionsweise des Bohrturmes wird nun vom Lehrer geliefert. Dies kann in Form eines Vortrages sein, aber auch anhand der Folie und vom Lehrer gestellter Fragen. Erdgas: Spürnasen Mit Hilfe von Styropor, Holzstäbchen (zB Schaschlikstäbchen), dünnem Spagat und Trinkhalmen wird das Modell eines Bohrturms gebaut. Als Meißel kann ein dünner Bohrer (die Stärke richtet sich nach den Trinkhalmen, der Bohrer muss im Durchmesser dicker sein als die Halme) verwendet werden. Um den Bohrturm auszuprobieren, sollte eine Glaswanne mit Sand (der Bohrer lässt sich leichter drehen) gefüllt werden und der Bohrer mit der Hand gedreht werden. In Österreich wird das Rotary-Bohrverfahren angewendet: Dabei wird der Bohrmeißel durch den Drehtisch in eine kreisende (rotierende) Bewegung versetzt. Das Bohrloch hat einen Durchmesser von 70-10 cm (von oben nach unten angegeben): Das Bohrloch wird mit zunehmender Tiefe enger. Das Bohrgestänge besteht aus 9 m langen elastischen Stahlrohren, durch die Spülflüssigkeit in die tiefste Stelle des Bohrloches gepumpt wird. Dadurch wird der Meißel gekühlt, und das durch den Meißel zerkleinerte Gestein wird zwischen Gestänge und Bohrlochwand an die Oberfläche befördert. Wichtige Bestandteile eines Bohrturmes: Bohrgerüst Turmrollen Flaschenzug Spülschlauch Drehtisch Antriebsmotor für den Drehtisch Standrohr Bohrgestänge Spülung Bohrmeißel Rotary-Bohrverfahren: Das gesamte Gestänge und der Meißel befinden sich in einer Drehbewegung. Der Antrieb erfolgt über den Drehtisch, der mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Das Bohrgerüst ist bis zu 60 m hoch. Der Flaschenzug hängt an den Turmrollen und bewegt die Lasten im Bohrloch. Lehrerinformation L6 Ist es eine Erdgaslagerstätte? Wir werden es bewerten. Die SchülerInnen sollen mit der Bewertung der Erdgaslagerstätten vertraut gemacht werden. Dies geschieht anhand von einfachen Versuchen, die Rückschlüsse auf die Bewertung von Erdgaslagerstätten zulassen. Die SchülerInnen sollen erkennen, dass poröses Gestein viel Gas (Erdgas) und viel Flüssigkeit (Erdöl) aufnehmen und speichern kann. Dazu sollen Versuche mit ähnlichen Materialien gemacht werden. Eine Gruppe informiert jeweils die beiden anderen über das Messergebnis. Experimente: Erdgaslagerstätte Versuche in 3 bis 6 Gruppen (wobei bei 6 Gruppen immer zwei Gruppen den gleichen Versuch machen): 1. Versuch: Grobsand, Kaffeefilter, Flüssigkeit: In den Kaffeefilter zuerst Grobsand und dann die gefärbte Flüssigkeit einfüllen: Messung der Durchfließdauer. Grobsand ist weniger dicht als Feinsand und Ton. Daher fließt die Flüssigkeit schneller durch als bei Feinsand und Ton. Der Grobsand verhält sich wie poröses Gestein. 2. Versuch: Feinsand, Kaffeefilter, Flüssigkeit: Versuchsdurchführung wie Versuch 1 3. Versuch: Ton, Kaffeefilter, Flüssigkeit: Versuchsdurchführung wie Versuch 1 und 2 Lehrervortrag: Folie: Speichergestein, poröser Sandstein Anschauen und besprechen von Bohrkernen, falls vorhanden. Die bei einer Bohrung geförderten Bohrkerne werden aneinandergereiht und nach Dichte und Porosität untersucht. Die drei Darstellungen auf der Folie zeigen, ähnlich den drei durchgeführten Versuchen, die Durchlässigkeit verschiedener poröser Gesteine. Die Summe aller Hohlräume und Poren kennzeichnet die Porosität. Je dichter das Gestein ist, desto weniger Flüssigkeit oder Gas kann hindurchfließen. Porosität ist die Summe aller Hohlräume und Poren. Anhand der Art und Porosität der Gesteine können die Geologen beurteilen, ob sich eine Förderung lohnt. Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L7 Das Erdgas muss gefördert werden Die SchülerInnen sollen technische Verfahren der Erdgasförderung aus einer Erdgaslagerstätte kennenlernen. Die SchülerInnen werden mit der Förderung von Erdgas vertraut gemacht. Mit Hilfe der Folie sollen Fragen beantwortet werden. Folie: Erdgasförderung • Wie gelangt das Erdgas durch die geschlosse- Zum Beispiel: ne Bohrwand? Sachinformation durch den Lehrer: An einem Kabel wird ein Sprengladungsträger bis in die Höhe der Erdgaslagerstätte hinuntergelassen. Danach werden die Ladungen gezündet, wodurch Löcher - Perforationslöcher - in die Rohrwand geschossen werden. Durch diese Löcher kann das Erdgas in das Steigrohr und nach oben hin entweichen. Die Verrohrung des Bohrloches wird knapp über der Lagerstätte durchschossen. Dadurch entsteht eine Perforation. • Wie kommt das Gas aus dem Bohrloch heraus? Das unter Druck stehende Erdgas kommt durch das Bohrloch an die Das Erdgas steht unter Druck, d. h. es kommt Erdoberfläche. von alleine aus dem Bohrloch. Es benötigt keine zusätzliche Energie, um an die Erdoberfläche zu gelangen. • Welche Aufgabe hat das Eruptionskreuz? Das Eruptionskreuz ist ein Bohrlochabschluss „über Tag“, das heißt über dem Erdboden. Die SchülerInnen sollen das Arbeitsblatt ausfüllen. AB: Erdgasförderung Danach sollen sie mit Hilfe der bereits bearbeiteten Blätter Fachbegriffe erläutern. Das Eruptionskreuz leitet das Gas in einen Sammelbehälter ab. Es ist mit einem Manometer und einer Düse versehen. Im Arbeitsblatt sollen die fehlenden Begriffe an die richtige Stelle eingetragen werden. (Die Folie zeigt die richtige Beschriftung.) Anhand der Zeichnung soll die Erdgasförderung beschrieben werden. AB: Fachbegriffe Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L8 Wo kommt das Erdgas her? Die Vereinigten Arabischen Emirate und Russland als Beispiele Die SchülerInnen sollen zwei Länder, in denen Erdöl und Erdgas gefördert werden, kennenlernen. Die SchülerInnen sollen ihr geografisches Wissen über Arabien und Russland vertiefen. Die SchülerInnen sollen üben, Informationen zusammenzufassen und neu zu ordnen. Zuerst spielen die Schüler und Schülerinnen ein Quizspiel. Lehrerinformation: Reise in den Atlas Eine Überleitung des Lehrers vom vorhergehenden Kapitel: Wir schauen uns nun zwei Länder näher an, in denen Erdgas gefördert wird. Ein Land ist sehr kalt - es ist Russland. Das andere Land ist sehr heiß: Es sind die Vereinigten Arabischen Emirate. Dieses Kapitel entfernt sich ein wenig vom Thema „Erdgas“ - das ist beabsichtigt. Dann sollen sich die Schüler in Gruppen teilen. Lehrerinformation zu 5 Themen (jeweils für Russland und die Vereinigten Arabischen Emirate) Es gibt folgende Themen zu bearbeiten: • Essen • Kleidung • Einkaufen • Religion • Gegensätze Nähere Informationen bei den einzelnen Arbeitsgruppen. Es können 5 oder 9 Gruppen gebildet werden, denn es gibt zu jedem Thema Infos zu Russland und zu den Vereinigten Arabischen Emiraten außer zum letzten Thema (Gegensätze), das nur von einer Gruppe bearbeitet werden kann. Hinweis: Die Eindrücke von Russland und den Vereinigten Arabischen Emiraten sind verschiedenen Ausgaben der Zeitschrift „GEO“, Reiseführern, Lexika und aktuellen Zeitungsberichten entnommen. Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L9 Eine Reise in den Atlas Quiz mit Hilfe geografischer Karten gewinnen Die SchülerInnen sollen ihr geografisches Wissen über Arabien und Russland vertiefen. Die SchülerInnen sollen üben, aus den Karten des Atlas Informationen „herauszulesen“. Die SchülerInnen werden in 2er-Teams geteilt. Jedes Team zieht eine Nummer, die geheim bleibt - nur das jeweilige Team kennt seine Nummer. Freiwillige Wahl der Teams oder Los. Dadurch bleiben die Teams „anonym“ - die Arbeiten sollen dann von anderen Teams „korrigiert“ werden - siehe unten. Jedes Team hat mindestens einen Atlas und einen Fragebogen („Eine Reise in den Atlas“). Arbeitsblatt (Fragebogen): Eine Reise in den Atlas Gewinne ein Quiz! Die Teams haben 30 Minuten Zeit, die Fragen zu beantworten. Die SchülerInnen notieren „ihre“ Nummer auf dem Fragebogen. Die Fragebogen werden eingesammelt und neu verteilt. Nachbarstaaten Russlands: Finnland, Estland, Lettland, Litauen, Weißrussland, Ukraine, Georgien, Kasachstan, China, Mongolei, Korea, Aserbeidschan Nachbarstaaten der Vereinigten Arabischen Emirate: Manche Teams werden nicht alle Fragen schaffen - aber es geht beim Quiz eben auch um Schnelligkeit. Bahrain Katar, Oman, Saudi-Arabien Jedes Team erhält den ausgefüllten Fragebogen eines anderen Teams zum Verbessern. Die Fragebogen werden im Plenum mit Hilfe des Lehrers „korrigiert“. Jede richtige Antwort 1 Punkt. Folie: Eine Reise in den Atlas - Gewinne ein Quiz! Fragebogen auf Overheadfolie liegt bei. Dort können die richtigen Antworten notiert werden. Dann wird eine Liste mit den 5 besten Teams erstellt. Die 5 besten Teams werden beklatscht. Für den Lehrer/die Lehrerin liegt ein Fragebogen mit den richtigen Antworten bei. Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L10 Wo kommt das Erdgas her? Die Vereinigten Arabischen Emirate und Russland als Beispiele Arbeitsgruppe „Essen“: Entwurf einer Speisekarte Die SchülerInnen sollen einen Überblick über arabische bzw. russische Ess- und Trinkgewohnheiten gewinnen. Die SchülerInnen sollen ihr geografisches Wissen über Arabien und Russland vertiefen. Die SchülerInnen sollen üben, Informationen zusammenzufassen und neu zu ordnen. Die SchülerInnen sollen die Gestaltung von Texten (Speisekarte) üben. Die SchülerInnen erhalten Informationen zu arabischen bzw. russischen Ess- und Trinkgewohnheiten. Diese Informationen sollen benützt werden, um eine Speisekarte für ein russisches bzw. arabisches Restaurant zusammenzustellen. (Ein eher leichtes Thema - eventuell schwächere SchülerInnen wählen). Diese Speisekarte soll mit Tipps zu den Essgewohnheiten ergänzt werden. Tipp: SchülerInnen sollen sich Speisekarten von Wiener Restaurants anschauen bzw. besorgen - als Anregung. Gestaltung am Computer (falls technisch bzw. von den Fähigkeiten her möglich) oder händisch. Ess- und Trinkgewohnheiten in den Vereinigten Arabischen Emiraten und in Russland Stimmiger Inhalt und schöne Gestaltung der Speisekarte sind die Kriterien für eine positive Beurteilung. Informationen (Arbeitsblätter): russische, arabische Essgewohnheiten Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L11 Wo kommt das Erdgas her? Die Vereinigten Arabischen Emirate und Russland als Beispiele Arbeitsgruppe „Einkaufen“ Die SchülerInnen sollen einen Überblick über arabische bzw. russische Einkaufsgewohnheiten gewinnen. Die SchülerInnen sollen ihr geografisches Wissen über Arabien und Russland vertiefen. Die SchülerInnen sollen üben, Informationen zusammenzufassen und neu zu ordnen. Die SchülerInnen sollen sich im Rollenspiel üben. Die SchülerInnen erhalten Informationen zu arabischen bzw. russischen Einkaufsgewohnheiten. Ein Thema für SchülerInnen, die Spaß am Theaterspielen haben. In den Unterlagen zu Russland sind zu finden: Diese Informationen sollen benützt werden, um zwei Rollenspiele zu gestalten: • Ein kurzer Überblick darüber, warum Men- • Einkaufen in Russland: in • Texte zum Wesen der russischen Einkaufs- der Schlange stehen schen in Russland in der Schlange stehen. schlange. • Einkaufen in Arabien: handeln Informationen (Arbeitsblätter): russische, arabische Einkaufsgewohnheiten In den Unterlagen zu den Vereinigten Arabischen Emiraten sind zu finden:· • Ein kurzer Überblick über die Einkaufsmöglichkeiten in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Stimmiger Inhalt und spannende Gestaltung sind die Kriterien für eine positive Beurteilung. • Tipps fürs Handeln Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L12 Wo kommt das Erdgas her? Die Vereinigten Arabischen Emirate und Russland als Beispiele Arbeitsgruppe „Kleidung“ Die SchülerInnen sollen einen Überblick über Kleidung in Arabien und in Russland gewinnen. Die SchülerInnen sollen ihr geografisches Wissen über Arabien und Russland vertiefen. Die SchülerInnen sollen üben, Informationen zusammenzufassen und neu zu ordnen. Die SchülerInnen sollen die Gestaltung von „Modeschauen“ üben. Die SchülerInnen erhalten Informationen über Kleidung in Russland und in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Außerdem erhalten die SchülerInnen die beiliegende Ausschneidepuppe. Die SchülerInnen sollen anhand der Ausschneidepuppe Frauen, Männer und Kinder auf Karton nachzeichnen und die passenden Kleider für sie entwerfen. Stimmiger Inhalt und gute Show sind die Kriterien für eine positive Beurteilung. Dann sollen die SchülerInnen mit diesen Puppen und den Infomaterialien eine „Modeschau“ gestalten. Geeignet besonders für SchülerInnen mit zeichnerischem Talent. Informationen (Arbeitsblätter): russische, arabische Bekleidungsgewohnheiten Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L13 Wo kommt das Erdgas her? Die Vereinigten Arabischen Emirate und Russland als Beispiele Arbeitsgruppe „Religion“ Die SchülerInnen sollen einen Überblick über Grundsätze des Islam und Grundsätze der russisch-orthodoxen Kirche gewinnen. Die SchülerInnen sollen ihr geografisches Wissen über Arabien und Russland vertiefen. Die SchülerInnen sollen üben, Informationen zusammenzufassen und neu zu ordnen. Die SchülerInnen sollen die Gestaltung von Referaten üben. Die SchülerInnen erhalten Informationen über die Bedeutung der Religion in Russland und über den Islam. Diese Informationen sollen benützt werden, um ein Referat über den Islam und die russischorthodoxe Kirche zusammenzustellen. Besonders geeignet für SchülerInnen mit islamischem Glaubensbekenntnis. Stimmiger Inhalt und guter Vortrag sind die Kriterien für eine positive Beurteilung. Unterlagen zum Glauben in Russland und zum Glauben in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Informationen (Arbeitsblätter): Religion in Russland und den Vereinigten Arabischen Emiraten Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L14 Wo kommt das Erdgas her? Die Vereinigten Arabischen Emirate und Russland als Beispiele Arbeitsgruppe: „Gegensätze“ Die SchülerInnen sollen ihr geografisches Wissen über Arabien und Russland vertiefen. Die SchülerInnen sollen üben, Informationen zusammenzufassen und neu zu ordnen. Die SchülerInnen sollen die Gestaltung einer Collage üben. Die SchülerInnen sollen mit vorbereiteten Fragen die anderen Arbeitsgruppen „besuchen“ und Informationen zum Thema „Gegensätze zwischen dem Leben in den Vereinigten Arabischen Emiraten und Russland“ sammeln. Diese Informationen sollen benützt werden, um eine Collage zum Thema „Gegensätze“ zusammenzustellen - mit Fotos und Texten. Geeignet für die Kreativen. Das Thema ist sehr frei. Stimmiger Inhalt und gute Gestaltung sind die Kriterien für eine positive Beurteilung. Außerdem erhalten die SchülerInnen Fotos und Informationen über zwei beispielhafte „Gegensätze“. Informationen (Arbeitsblätter): „Gegensätze“ Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L15 Erdgas ist da! Was passiert damit? Die SchülerInnen sollen den Weg des Erdgases von der Förderstelle zum Verbraucher in Worten wiedergeben können. Danach sollen sie mit der Erdgasspeicherung vertraut gemacht werden. Arbeitsblatt + Folie: Von der Förderstelle zum Verbraucher • Ordnen der Abbildungen und Einzeichnen der Kurze schriftliche Beschreibung des Weges derstelle zum Verbraucher unter Verwendung der angeführten Begriffe Erdgasspeicherung: (Packpapierbogen) Plakat Die SchülerInnen sollen erkennen, dass bei konstanter Förderung und Lieferung von Erdgas und großen Verbrauchsschwankungen Gasvorräte gespeichert werden müssen. Sachinformation: Wo befinden sich die Erdgasspeicher? Erdgasleitung (Pipeline). • Beschreibung des Erdgasweges von der För- Der Transport von Erdgas erfolgt im wesentlichen durch Pipelines. Zusatzinformation: • Erdgas wird manchmal auch mit Kühlschiffen transportiert: Es wird bei ca. -160° C verflüssigt, in Spezialtanker abgefüllt und übers Meer transportiert. Am Bestimmungshafen wird das Erdgas wieder erwärmt und in das Fernleitungsnetz (Pipelines) eingespeist, über das es schließlich zum Verbraucher kommt. Diese Methode ist allerdings sehr teuer. • Die Erdgas-Pipelines sind meistens unterirdisch verlegt. Nur gelbe Hütchen in der Landschaft verraten den Verlauf der Pipeline. Es gibt aber auch die Möglichkeit, Erdgas mit Spezialtankern (Kühlschiffen) zu transportieren. Die SchülerInnen sollen in Stichworten notieren, was sie sich unter dem Begriff „Erdgasspeicherung“ vorstellen, wann gespeichert wird, wie gespeichert wird, ... Es wird weniger Erdgas gebraucht als geliefert wird (z. B. im Sommer) daher Speicherung von Erdgas. Dies wird auf einem Packpapierbogen festgehalten. • Hat die Speicherung von Erdgas Nachteile für das Aussehen der Natur (Umwelt)? In Österreich gibt es folgende Erdgasspeicher: Als Speicher dienen ausgeförderte Erdgasfelder. Keine Nachteile für die Natur - das Erdgas wird unterirdisch gespeichert. Matzen, Tallesbrunn und Schönkirchen in NÖ, Thann und Puchkirchen in OÖ. Die Steuerung und Überwachung der Erdgaszugänge und Abgänge erfolgen über die Leitzentrale in Auersthal in NÖ. Atlas Erdgas: Spürnasen Die Orte, an denen Erdgasspeicher sind, sollen im Atlas gesucht werden. Lehrerinformation L16 Ist das alles unser Erdgas ? Woher beziehen wir unser Erdgas? Die SchülerInnen sollen wissen, dass Österreich ca. 20% seines Erdgasbedarfs aus Inlandgas decken kann, den Rest durch Import aufbringen muss. Die SchülerInnen sollen Grafiken interpretieren können und prozentuelle Berechnungen durchführen. Die SchülerInnen erhalten eine Grafik über den Erdgaseinsatz in Österreich. • Aufgabe: Stelle fest, welche Länder Österreich Erdgas zuliefern. • Aufgabe: Berechne, wieviel Mio. m3 Erdgas AB: Erdgaseinsatz in Österreich - Erdgasmengenfluss in Österreich benötigt werden (Importe aus dem Ausland + Inlandsgasproduktion). Berechne dann, wieviel % das Inlandgas vom Gesamtgaseinsatz ausmacht. Erdgaslagerstätten in Österreich liegen zB im Wiener Becken, im Marchfeld, im Weinviertel, bei Schönkirchen, Wildendürnbach, Zwerndorf, Offenhausen und Schwanenstadt. AB: Erdgaseinsatz in Österreich - Gasimport und Produktion Die wichtigsten ErdgasZulieferungsländer für Österreich sind die GUSStaaten (Russland) und Norwegen. Rund 20% des Erdgasbedarfs werden in Österreich durch Eigengas abgedeckt. Das wichtigste Erdgasvorkommen in der Nähe Wiens liegt im Marchfeld. • Aufgabe: Die SchülerInnen sollen die Grafik über den Erdgaseinsatz in Österreich interpretieren können und schriftlich festhalten. • Aufgabe: Die SchülerInnen sollen berechnen, um wieviel Prozent sich die Produktion und der Import in den Jahren 1970, 1975, 1980, 1985, 1990 und 1995 verändert haben (immer vom Gesamtverbrauch ausgehend). Sachinformation durch den Lehrer: Langfristige Verträge sichern den Gasimport. Ein Vertrag mit Norwegen über Nordseegas wurde bis zum Jahr 2026 abgeschlossen. Erdgas: Spürnasen Langfristige Verträge mit den GUS-Staaten und ein Vertrag mit Norwegen. Sicherung des Gasimports bis zum Jahr 2026 Lehrerinformation L17 Wozu brauchen wir Erdgas? Was alles mit Erdgas funktioniert Die SchülerInnen sollen erkennen, dass Erdgas ein sauberer Brennstoff ist und dass viele Gasgeräte damit betrieben werden. Einsatzbereich des Erdgases bei Warmwasser, Heizkesseln und Wärmezentren. Folie: Verwendungsmöglichkeiten von Erdgas Verwendung von Erdgas: Gasherd, Backofen, Heizung, Durchlauferhitzer; Unterrichtsgespräch Gewerbliche Betriebe (Glashäuser, Bäcker, Gasthäuser, Großküchen, ...) Die SchülerInnen sollen Erfahrungen aus ihrem Erlebnisbereich über die Erdgasverwendung einbringen. AB: Erdgaseinsatz in Österreich - Abgabemengen und Verbrauch nach Sektoren (Schlussrechnen, rechnen) Prozent- Heizen mit Erdgas Folie: Heizen mit Erdgas Gas-Spezialheizkessel Industriebetriebe (chemische Industrie, Stahlindustrie, ...) Aufgabe 2: Berechne den Gasverbrauch in m3 von Industrie, Haushalt und Kraftwerken. Gas-Spezialheizkessel: Gas-Spezialheizkessel: Der Sauerstoff, der zur Verbrennung notwendig ist, wird der Raumluft entnommen. Dienen zur zentralen Beheizung von Wohnungen und Häusern. Sie können auch die Warmwasserversorgung übernehmen. Diese Kessel werden in den Kreislauf einer Warmwasserheizung eingebaut: Gas-Heizkessel mit Gebläsebrenner: Der Gasgebläsebrenner arbeitet ähnlich einem Ölbrenner. Die Funktionsweise ist ähnlich der eines GasSpezialheizkessels. Folie: Heizen mit Erdgas Gas-Brennwertkessel Gas-Brennwertkessel: Wurde aus den vorher genannten Heizkesseln entwickelt. Der Wasserdampf, der in den Abgasen der Gasgeräte enthalten ist, wird abgekühlt und dabei wird Wärme freigesetzt. Erdgas: Spürnasen Haushalt Öffentliche Einrichtungen Gewerbe Industrie Kraftwerke Aufgabe 1: Berechne den Gasverbrauch von Wien. Das Heizwasser wird im Kessel erwärmt und in den Vorlauf gepumpt. Danach fließt es zu den Heizkörpern, gibt die Wärme an den Raum ab, wird dabei abgekühlt und fließt zum Heizkessel zurück (Rücklauf). Danach wird das Wasser wieder erwärmt. Folie: Heizen mit Erdgas Gas-Heizkessel mit Gebläsebrenner Erdgasverwendung: Gas-Heizkessel mit Gebläsebrenner: Wird bei höherer Heizleistungserfordernis eingesetzt. Gas-Brennwertkessel entziehen den Abgasen einen Großteil ihrer Wärme und führen sie dem Heizkreislauf zu. Lehrerinformation L18 Warmes Wasser mit Erdgas Folie: Warmes Wasser mit Erdgas - Gas-Durchlaufwasserheizer („Durchlauferhitzer“) Gas-Durchlaufwasserheizer: Bei geöffnetem Wasserhahn beginnt der Hauptbrenner des Gerätes das Kaltwasser aufzuheizen. Danach fließt das heiße Wasser zum geöffneten Hahn. Folie: Warmes Wasser mit Erdgas Gas-Vorratswasserheizer Gas-Vorratswasserheizer: Folie: Warmes Wasser mit Erdgas Gas-Einzelheizofen Gas-Einzelheizofen: Das Kaltwasser wird im Speicherbehälter aufgeheizt, bis es eine vorgewählte Temperatur erreicht hat. Dann fließt es zu den angeschlossenen Wasserhähnen. Sinkt die Temperatur im Speicher ab, springt der Brenner wieder an. Sie werden meist bei einem Kamin oder einer Außenwand aufgestellt. GasDurchlaufwasserheizer: Dienen der Warmwasserbereitung. GasVorratswasserheizer: Dient zum Erwärmen größerer Warmwassermengen. Gas-Einzelheizofen wird für die Beheizung von einzelnen Räumen eingesetzt. Der Gasbrenner heizt die Wände der Brennkammer auf. Dabei steigt die Raumluft nach oben und wird erwärmt. Die Oberfläche des Gerätes gibt ebenfalls Strahlungswärme an den Raum ab. Heizung und Warmwasser in einem Gerät Folie: Heizung und Warmwasser in einem Gerät Gas-Kombiwasserheizer („Kombitherme“) Folie: Heizung und Warmwasser in einem Gerät Gas-Wärmezentrum „Kombitherme“: Das Wasser aus dem Heizungskreislauf fließt durch den Wärmeerzeuger. Das warme Wasser wird mit einer Pumpe zu den „Verbrauchern“ gepumpt, gibt die Wärme ab und strömt zum Wärmeerzeuger zurück. Gas-Wärmezentrum: Das Wasser wird vom Gasbrenner aufgeheizt und fließt entweder in die Heizung oder durch den Wärmetauscher im Warmwasserspeicher. Dabei wird vom Wasser Wärme an die Raumluft abgegeben. „Kombitherme“ Sie sorgt für Warmwasser und Heizung. Gas-Wärmezentrum Gut einsetzbar bei Wohnungssanierungen (aufgrund des geringen Platzbedarfs) Beilage: Informationsbroschüren von WIENGAS Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L19 Wie kommt das Erdgas in meine Wohnung? Erdgasrohre - und was wir daraus machen können Die SchülerInnen sollen in grobem Überblick die Gasversorgungsanlagen kennenlernen, die das Erdgas in die Wohnung leiten. Die SchülerInnen erfahren in einem Lehrervortrag bzw. anhand eines Planes, wie Gasleitungen verlegt sind. Folie: Erdgas-Hochdruckring Das Erdgas aus den Pipelines kommt in die Übernahmestation des Gasversorgungsunternehmens. Dort wird soviel Erdgas entnommen und in die Rohre der Ortsversorgung geleitet, wie die Stadt benötigt. Die Verteilung und Zuleitung des Erdgases erfolgt über Hochdruckleitungen und Niederdruckleitungen. Der Plan zeigt den Erdgashochdruckring in Wien. Niederdruckleitungen führen zu den einzelnen Häusern. Das gesamte Gasrohrnetz Wiens ist 3 232 km lang! • Überlegt mit Hilfe des Atlas, Welche Städte von Wien ungefähr so weit entfernt sind. Die SchülerInnen sollen in Kleingruppen die Versorgungsleitungen in der Schule erkunden. AB: Versorgungsleitungen AB: Leitungsschilder Sachinformation durch den Lehrer: Im Keller der Schule gibt es verschiedene Leitungen für Wasser, Abwasser, Erdgas, Strom, Telefon und vielleicht Kabelfernsehen. 1. Aufgabe: Die SchülerInnen erkunden, welche Leitungen an den Wänden und Decken sind. Sie fertigen einen ungefähren Plan des Kellers an und zeichnen die Leitungen ein. 2. Aufgabe: Sie sollen nach Verbindungsstücken und Kästen suchen, zu denen Leitungen führen. 3. Aufgabe: Ausfüllen des Arbeitsblattes 4. Aufgabe: Die SchülerInnen suchen gruppenweise ca. eine Stunde lang nach Leitungsschildern. (Entweder nur rund um die Schule, sodass keine Straße überquert werden muss oder mit Begleitlehrer.) Wird ein Schild gefunden, werden alle Angaben eingetragen. Die beiden obersten Zahlen bezeichnen den Standort des Schildes. Mit den Buchstaben darunter wird die Art der Leitung angezeigt: z. B. S = Schieber; AH = Absperrhahn; WT = Wassertopf; R = Riechrohr; K = Klappe; M = Markierung; SR = Absperrorgan für Regler; D = Druckrohr; KH = Kugelhahn; ... Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L20 Die wichtigsten Zahlen stehen unter dem TBalken: • Die Zahlen unter dem T-Balken geben die Entfernung und Richtung an, in der sich der Schieber oder der Wassertopf oder ... befinden. • Linke und rechte Zahl unter dem T-Balken geben die Entfernung links oder rechts vom Standort an; die unterste Zahl gibt die Entfernung nach vorne an. • Alle Entfernungen und Richtungen gehen vom Standort des Leitungsschildes aus (dieses hängt meist an einer Hauswand neben dem Haustor). Die SchülerInnen lernen die Materialien, aus denen die Erdgasleitungen gemacht sind, kennen. Graugusseisen - „PE“-Kunststoffrohre: Vorteile und Nachteile sollen erarbeitet werden. PE-Rohre sind billiger und leichter als Gusseisenrohre. • Wie werden die Kunststoffrohre miteinander Aus den PE-Rohren werden mit Hilfe des Spiegelschweißgerätes Gebilde zusammengeschweißt. verbunden? Bastelarbeit: • Material: Kunststoffrohre verschiedener Längen, Winkelschneider, Schweißgerät für PERohre (von WIENGAS). • Durchführung: Zuschneiden der Rohre in verschiedenen Winkeln und zusammenschweißen. Daraus können Rohrsysteme, Tiere oder Fantasiegebilde konstruiert werden. Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L21 Warum sollen wir Erdgas verwenden? Ist es wirklich so günstig? Die SchülerInnen sollen Wärmewerte verschiedener Brennstoffe kennenlernen und Vergleiche ziehen können. Sie sollen in der Lage sein, die Unterschiede zu berechnen. Arbeitsblatt: Wärmewerte verschiedener Brennstoffe Das Arbeitsblatt zeigt verschiedene EnergieträUm eine bestimmte ger. Die angegebenen Mengen sind nötig, um Wärmemenge zu erzeujene Wärmemenge zu erzeugen, die 1 m3 Erdgas gen, benötigt man untererzeugt. schiedlich große Mengen an Brennstoffen. Von Erdgas wird die geringste Menge benötigt. Aufgabe 1: Die SchülerInnen sollen in ein Koordinatensystem ein Balkendiagramm der benötigten Brennstoffmengen zeichnen (als Ausgangsbalken wird Erdgas gezeichnet). Einheit: 1 kg = 4 cm Aufgabe 2: Es soll der prozentuelle Unterschied von 1 bis 2 Brennstoffen zu Erdgas berechnet werden. Die SchülerInnen sollen in der Lage sein, einen Erdgaszähler richtig abzulesen und den Verbrauch in Euro zu berechnen. Aufgabe: Geht zum Erdgaszähler in den Keller und beobachtet ihn. Lest dann den Zählerstand ab. 1 kWh Erdgas kostet inkl. aller Abgaben 6,38 c. (Stand April 2009) Geht nun zu eurer Frau Direktor/eurem Herrn Direktor und fragt sie/ihn nach dem Gasverbrauch eurer Schule. Bittet sie/ihn nun um ein Telefongespräch. Ruft die Telefonnummer der WIENGAS: 40 128 und fragt nach dem Preis pro m3 Erdgas. Berechnet dann, wieviel der Erdgasverbrauch eurer Schule kostet. Erdgas: Spürnasen Lehrerinformation L22 Versuche mit Gas Vorsicht! Die SchülerInnen sollen die Vorsichtsmaßnahmen im Umgang mit Erdgas kennenlernen. Ebenso sollen sie die Aggregatzustände nennen können. Sie sollen über Eigenschaften von Gasen Bescheid wissen. Die SchülerInnen sollen erkennen, dass hier nur Vergleichsversuche durchgeführt werden. (Das Gas bei diesen Versuchen ist kein Erdgas!) Die Versuche werden mit einfachen Geräten wie Gasfeuerzeug, Kerze, Gläsern durchgeführt. Als Gasquelle dient das Feuerzeug. Experimente: Versuche mit Gas 1. Versuch: Wie funktioniert das Gasfeuerzeug? 2. Versuch: Fest, flüssig, gasförmig (Kerze) 3. Versuch: Strömt Gas aus, kann es entzündet werden. Das Kerzenwachs wird zuerst flüssig und in der Nähe des Dochtes gasförmig. Dieses Gas verbrennt. Damit Gas brennt, braucht es Sauerstoff. Jede Flamme braucht Sauerstoff. 4. Versuch: Gas hinterlässt beim Verbrennen sichtbare Rückstände: Ruß Gase hinterlassen beim Verbrennen Rückstände. AB: Was tun bei Gasgeruch? Erdgas: Spürnasen Zum Abschluss wird ein Arbeitsblatt bearbeitet, das Aufschluss darüber geben soll, wie man sich im Falle von Gasgeruch verhalten soll. Lehrerinformation L23