الفصل السادس: حماية موارد الأرض
الفكرة العامة ومفرداتها
قال تعالى: «وَسَخَّرَ لَكُم مَّا فِي السَّمَاوَاتِ وَمَا فِي الْأَرْضِ جَمِيعًا مِّنْهُ إِنَّ فِي ذَٰلِكَ لَآيَاتٍ لِّقَوْمٍ يَتَفَكَّرُونَ»
الأسئلة الأساسية
- الدرس الأول: ما المصادر التي يحصل منها الإنسان على الطاقة؟
- الدرس الثاني: ما أهمية المحافظة على الماء والهواء خاليين من التلوث؟
مفردات الفكرة العامة
- الأحفورة: بقايا مخلوق كان يعيش في الماضي السحيق.
- الوقود الأحفوري: مورد من موارد الطاقة تشكل قبل ملايين السنين من بقايا النباتات والحيوانات التي دفنت في باطن الأرض.
- موارد الطاقة غير المتجددة: موارد الطاقة التي يمكن استغلالها، ويكون معدل استهلاكها أكبر من معدل تكونها، وتحتاج إلى ملايين السنين لإعادة إنتاجها، مما يجعلها قابلة للنفاد، ومنها النفط.
- موارد الطاقة المتجددة: موارد يمكن أن تتجدد باستمرار.
- الضباب الدخاني: تركيز الملوثات في الهواء على شكل سحابة تتألف من مجموعة من الغازات والدقائق الصلبة فوق المدن الكبيرة التي تزداد فيها أنشطة الإنسان، ويكون الهواء فيها ساكناً.
- الأوزون: طبقة من طبقات الغلاف الجوي تمنع دخول معظم الأشعة فوق البنفسجية إلى الأرض.
الدرس الأول: مصادر الطاقة
أنظر وأتساءل
تحوّل هذه المراوح طاقة حركة الهواء إلى طاقة يمكن استعمالها في تحريك الأجسام وتوليد الكهرباء. كيف يتم ذلك؟
الإجابة: تتحرك ريشات المروحة بفعل الرياح فتنتج طاقة تستعمل في تحريك الأجسام وإنجاز الشغل.
أستكشف: كيف تحرك الرياح الأجسام؟
أكون فرضية: كلما زادت سرعة الرياح المؤثرة في المروحة تزداد عدد المشابك التي تتحرك.
استخلص النتائج
- عند النفخ ينتج هواء يحرك مشبك الورق.
- كيف يمكن لطاقة الهواء الناتج عن النفخ أن يرفع مشبك الورق؟ تُستخدم طاقة الهواء المتحرك الذي نفخته في تحريك الأنبوب، أما دوران الأنبوب فسيرفع مشبك الورق.
- أستنتج: ما تأثير عرض ريشات العجلة في عدد المشابك التي تستطيع المروحة رفعها؟ كلما زاد عرض الريشات تعرضت لكمية أكبر من الرياح واستطاعت رفع عدد أكبر من المشابك.
الشرح والتفسير: ما الوقود الأحفوري؟
منذ ملايين السنين تستعمل النباتات طاقة الشمس لنموها، وينتقل جزء من هذه الطاقة إلى الحيوانات التي تتغذى على النباتات. وبعد موتها تدفن في التربة، وتتشكل فوقها عدة طبقات من الرسوبيات. وفي ظروف معينة يمكن أن تحفظ بقايا المخلوقات الحية في الصخور الرسوبية لتكون الأحافير.
أختبر نفسي
- حقيقة أم رأي: الطاقة التي نحصل عليها من الوقود الأحفوري مستمدة من طاقة الشمس. هل هذه العبارة حقيقة أم رأي؟
الإجابة: حقيقة؛ لأن الوقود الأحفوري ناتج لتعرض النباتات والكائنات البحرية لضغط وحرارة شديدة.
- التفكير الناقد: لماذا لا يمكن العثور على الأحافير في الصخور النارية؟
الإجابة: لأنه خلال تكون الصخور النارية ستنصهر الأحافير وتتحطم بسبب الحرارة العالية.
كيف يُستعمل الوقود الأحفوري؟
يعد الوقود الأحفوري مورد الطاقة الرئيس في الحياة المعاصرة؛ حيث يستعمل في التدفئة والنقل والاحتياجات المنزلية والمصانع وتوليد الكهرباء. تشمل موارد الطاقة غير المتجددة الوقود الأحفوري بجميع أشكاله (الفحم الحجري، النفط، الغاز الطبيعي).
أختبر نفسي
- حقيقة أم رأي: ينشأ الوقود الأحفوري عن تحلل النبات والحيوان. هل هذه حقيقة أم رأي؟
الإجابة: حقيقة؛ لأنه يمكن إثباتها علمياً.
- التفكير الناقد: أوضح كيف أستهلك الوقود الأحفوري عندما أشاهد التلفاز؟
الإجابة: يُستخدم الوقود الأحفوري في محطات توليد الطاقة الكهربائية التي يعمل بها التلفاز.
كيف يمكن إنتاج الطاقة من الشمس والماء والهواء؟
تسمى هذه الموارد بـ
موارد الطاقة المتجددة، ومن مزاياها أنها توفر طاقة نظيفة ولا تلوث الهواء.
- الطاقة الشمسية: تستعمل لإنتاج الكهرباء مباشرة أو لتسخين المياه.
- طاقة المياه: تستغل حركة المياه الجارية في الأنهار أو المندفعة من السدود لتحريك المولدات الكهربائية.
- طاقة الرياح: تُثبت أعمدة طويلة يركب عليها مراوح تحول حركة الرياح إلى طاقة كهربائية عبر مولدات.
أختبر نفسي
- حقيقة أم رأي: سوف تدوم الطاقة الشمسية فترة طويلة. هل هذه حقيقة أم رأي؟
الإجابة: حقيقة.
- التفكير الناقد: إذا نفد الوقود الأحفوري فكيف يؤثر ذلك في حياتنا؟
الإجابة: سيؤثر سلباً في وسائل النقل والتواصل ومنتجات المصانع وتوليد الكهرباء.
كيف نحافظ على الطاقة؟
طرائق الحفاظ على الطاقة وترشيد استهلاكها:
- التأكد من إطفاء مصابيح الغرف عند مغادرتها.
- إطفاء الأجهزة الكهربائية عند عدم استعمالها.
- استخدام أدوات ترشيد استهلاك الكهرباء قدر المستطاع.
- إطفاء مكيفات الهواء وأجهزة التدفئة عند الخروج من المنزل.
أختبر نفسي
- حقيقة أم رأي: أقدم آراء حول طرق ترشيد استعمال الطاقة.
الإجابة: رأي؛ هو رأي جيد للمحافظة على موارد البيئة.
- التفكير الناقد: لماذا تعد الشمس والرياح موارد طاقة متجددة؟
الإجابة: لأنهما تتجددان باستمرار في الطبيعة ولا تنفدان.
مراجعة الدرس الأول
- المفردات: تسمى موارد الطاقة التي تحتاج إلى ملايين السنين لإعادة إنتاجها: موارد الطاقة غير المتجددة.
- حقيقة أم رأي:
- تناقص احتياطي النفط بسبب استعماله المتزايد: حقيقة.
- استعمال الدراجة الهوائية بدائل سيارات مختلفة: رأي.
- التفكير الناقد: ما أوجه الشبه والاختلاف بين موارد الطاقة المتجددة وغير المتجددة؟
| وجه المقارنة |
الموارد المتجددة |
الموارد غير المتجددة |
| الشبه |
كلاهما يُستخدم لتوليد الطاقة واستغلالها في أشكال مختلفة. |
| الاختلاف |
لا تلوث البيئة وغير قابلة للنفاد. |
تلوث البيئة وقابلة للنفاد. |
- أختار الإجابة الصحيحة: أي الموارد التالية يعد مورداً متجدداً للطاقة؟
الإجابة: ب. طاقة المياه.
- أختار الإجابة الصحيحة: أي الموارد الآتية ليس مورداً متجدداً للطاقة؟
الإجابة: ج. الفحم.
- السؤال الأساسي: ما المصادر التي يحصل منها الإنسان على الطاقة؟
الإجابة: الوقود الأحفوري (مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي) ومصادر الطاقة المتجددة (مثل طاقة الرياح والماء والشمس).
العلوم والرياضيات: ترشيد الاستهلاك
اعتادت أسرة دفع 300 ريال شهرياً قيمة استهلاك الكهرباء، وقد رشدت الأسرة استهلاكها فانخفضت الفاتورة إلى 200 ريال.
- المبلغ الذي توفره الأسرة خلال الشهر: $300 - 200 = 100$ ريال.
- المبلغ الذي توفره الأسرة خلال السنة الواحدة: $100 \times 12 = 1200$ ريال.
الدرس الثاني: الهواء والماء
أنظر وأتساءل
تتدفق كميات كبيرة من المياه العذبة يومياً من الشلال. ما مقدار المياه العذبة التي أستعملها؟
الإجابة: أستخدم الماء كثيراً في الوضوء وشرب الماء والاستحمام وتنظيف الأسنان.
أستكشف: ما كمية الماء العذب التي أستعملها؟
استكشف أكثر: كيف يمكن توفير كمية الماء المستعملة عند تنظيف الأسنان؟
الإجابة: يمكن ملء كوب بالماء واستخدامه أثناء غسل الأسنان بدلاً من ترك الصنبور مفتوحاً، فذلك يوفر الكثير من الماء.
مصادر الماء العذب
يغطي الماء حوالي 70% من سطح الأرض. البحار والمحيطات تحتوي على 97% من الماء (ماء مالح)، بينما الماء العذب يشكل حوالي 3% فقط معظمها ثلوج وجليد.
استعمالات المياه ومصادرها
- الأنهار والجداول: مياه جارية تُبنى القرى والمدن بالقرب منها.
- البحيرات والسدود: خزانات اصطناعية تحبس المياه لوقت الحاجة.
- المياه الجوفية: تختزن في طبقات الصخور العالية المسامية تحت الأرض.
أختبر نفسي
- الفكرة الرئيسة والتفاصيل: ما الذي يجعل الماء العذب محدودة؟
الإجابة: لأن المياه العذبة تشكل نسبة قليلة جداً من مياه الأرض، و0.6% فقط منها مياه عذبة سائلة مستعملة في جميع مجالات الحياة.
- التفكير الناقد: ما الأسباب التي تجعل منطقة ما صالحة لتكون خزاناً مائياً جوفياً؟
الإجابة: وجود طبقات صخرية ذات مسامية عالية تسمح بمرور وتخزين الماء، ووجود طبقة غير مسامية (كالطين) أسفل منها تمنع تسربه.
تنقية المياه وترشيد الاستهلاك
تتلوث المياه بسبب مخلفات المصانع، المبيدات الحشرية، والأسمدة الكيميائية. تُنقى مياه الصرف الصحي عبر محطات معالجة ترتكز على المراحل التالية:
مراحل معالجة مياه الصرف الصحي
- التصفية: استخدام مصافٍ للتخلص من المواد كبيرة الحجم.
- التخثير: إضافة مواد لزجة لتلتصق بها الأوساخ.
- الترسيب: إدخال المياه أحواضاً ليرسب الحصى والرمل.
- الترشيح: استخدام مرشحات (فلاتر) للتخلص من الشوائب المتبقية.
- التعقيم: إضافة الكلور لقتل البكتيريا الضارة ثم التخزين.
قواعد لترشيد استهلاك الماء
- إصلاح الصنابير والمواسير فور تسرب الماء منها.
- فتح الصنبور أثناء الاستعمال الفعلي فقط.
- تقليل وقت الاستحمام وعدم فتح الدش أكثر من اللازم.
- تشغيل غسالات الملابس والصحون عندما تكون ممتلئة فقط.
- اختيار نباتات للحدائق لا تحتاجات إلى كميات كبيرة من المياه.
أختبر نفسي
- الفكرة الرئيسة والتفاصيل: ماذا نعمل لنرشد استهلاكنا للماء؟
الإجابة: استخدام أدوات ترشيد المياه، إصلاح الأنابيب المسربة، زراعة نباتات تتحمل الجفاف، وري المزروعات ليلاً أو في الصباح الباكر.
- التفكير الناقد: كيف تتغير طريقة وتسلسل خطوات معالجة المياه إذا كانت شديدة التلوث؟
الإجابة: زيادة عدد مراحل التصفية والترشيح وإمرار المياه على عدد أكبر من الفلاتر واستخدام كميات أكبر من المواد المعقمة.
تلوث الهواء وكيفية حمايته
حدث تلوث الهواء عند دخول مواد غريبة تغير من نسبة مكوناته الطبيعية (مثل الأكسجين، النيتروجين، وثاني أكسيد الكربون).
- مصادر التلوث: مصانع، محطات الكهرباء، عوادم السيارات، والبراكين (مثل بركان أيسلندا عام 1431هـ).
- الضباب الدخاني: خليط من الدخان والضباب يسبب تهيج العيون ومشاكل الجهاز التنفسي.
- ثقب الأوزون: ينشأ بسبب تلوث الهواء بمركبات الفريون (CFCs)، مما يقلل حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة.
طرق حماية الهواء من التلوث
- تقليل استعمال المواد والأجهزة التي يدخل في صناعتها غاز الفريون.
- تركيب المصانع لمصافٍ ومرشحات لتقليل الانبعاثات الضارة.
- إجراء الصيانة الدورية للسيارات والتأكد من سلامة العوادم.
أختبر نفسي
- الفكرة الرئيسة والتفاصيل: أذكر ثلاثة مسببات لتلوث الهواء.
الإجابة: دخان المصانع، غاز الفريون، وعوادم السيارات.
- التفكير الناقد: أعد قائمة بإيجابيات السيطرة على تلوث الهواء.
الإجابة: المحافظة على صحة الإنسان والكائنات الحية، حماية طبقة الأوزون، واستعادة التوازن البيئي.
مراجعة الدرس الثاني
- المفردات: تمنع طبقة الأوزون وصول الأشعة فوق البنفسجية إلى سطح الأرض.
- الفكرة الرئيسة والتفاصيل: طرق الحفاظ على المياه العذبة:
- إصلاح الأنابيب التي يتسرب منها الماء.
- بناء السدود للاحتفاظ بمياه الأمطار.
- منع إلقاء مخلفات المصانع في المجاري المائية.
- التفكير الناقد: تتغذى بعض الحيتان على حيوانات بحرية صغيرة تتغذى على طحالب البحر التي تنتج الأكسجين. أصف أثر قتل الحيتان في الغلاف الجوي.
الإجابة: يؤدي قتل الحيتان إلى زيادة أعداد الحيوانات البحرية الصغيرة، فتأكل كميات أكبر من الطحالب، مما يقلل الطحالب المنتجة للأكسجين ويخفض نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي.
- أختار الإجابة الصحيحة: خزانات المياه الجوفية هي:
الإجابة: ب. المياه المختزنة في طبقات الصخور المسامية.
- السؤال الأساسي: ما أهمية المحافظة على الماء والهواء خاليين من التلوث؟
الإجابة: لأن الماء والهواء أساس الحياة، وتحتاج إليهما كافة المخلوقات الحية للبقاء والاستمرار.
مراجعة الفصل السادس والتقويم
أكمل الجمل بالمفردة المناسبة
(الوقود الأحفوري - خزانات مياه جوفية - الموارد المتجددة - الموارد غير المتجددة - الضباب الدخاني - الأوزون)
- يسمى كل من الفحم الطري والصلب والنفط والغاز الطبيعي: الوقود الأحفوري.
- تُسمى الترسبات أو الصخور تحت السطحية القادرة على تخزين المياه بكميات كبيرة: خزانات مياه جوفية.
- عند حرق الوقود الأحفوري قد يسبب الدخان الناتج: الضباب الدخاني.
- يعد النفط من: الموارد غير المتجددة.
- بعد معالجته، يعد الماء من: الموارد المتجددة.
المهارات والأفكار العلمية
- صواب أم خطأ: لا يمكن للإنسان أن يمنع تلوث البيئة. أفسر إجابتي.
الإجابة: العبارة خاطئة؛ يمكن للإنسان تقليل التلوث وتجنبه بإنشاء محطات التنقية، استخدام الموارد المتجددة، وضع قوانين للمصانع، وترشيد الاستهلاك.
- تصنيف الموارد:
- موارد طاقة متجددة: الرياح، أشعة الشمس، المد والجزر، الأمواج.
- موارد طاقة غير متجددة: النفط، الفحم الحجري، الغاز الطبيعي.
- التفكير الناقد: لماذا توفر شركة المياه المياه لجميع المنازل والمصانع؟
الإجابة: لأن شركة المياه هي الجهة المختصة بتجميع وتنقية وتحلية المياه وضمان سلامتها لتكون صالحة للاستخدام.
- كتابة توضيحية: كيف يمكنني معرفة أن منطقة ما تعاني من تلوث الهواء؟
الإجابة: وضع قطعة كرتون مدهونة بـ الفازلين في الهواء؛ تغير لون الفازلين وتراكم الدقائق والأتربة عليه يدل على ملوثات الهواء المرئية.
نموذج الاختبار
- يعد استنزاف طبقة الأوزون في طبقات الجو العليا خطراً؛ لأنه:
الإجابة: د. يسمح بوصول الأشعة الضارة من الشمس إلى سطح الأرض.
- الشكل الموضح (الألواح الشمسية / السدود) يبين:
الإجابة: ب. استخدام مصدر طاقة متجدد لإنتاج الكهرباء.
- إذا قامت الدولة بإنشاء بحيرة كبيرة لتجميع المياه فيها فإن هذه البحيرة تُسمى:
الإجابة: ج. خزان مياه اصطناعياً.
- أي المياه تمثل أقل قطاع في الشكل البياني لتوزيع المياه؟
الإجابة: ج. ماء عذب بخار.
- ما ميزات استخدام الموارد المتجددة للطاقة (مثل الشمس والماء)؟
الإجابة: طاقة نظيفة غير ملوثة للبيئة، متجددة ولا تنفد، وقليلة التكلفة على المدى الطويل.
- أي انواع الصخور تتوقع وجود الأحافير فيها؟ ولماذا؟
الإجابة: الصخور الرسوبية؛ لأنها تتكون من تراكم الطبقات الرسوبية فوق بقايا المخلوقات دون أن تعرضها لحرارة تؤدي لانصهارها.
