Hoofdstuk 8

Kern 8.1: Een leefbare planeet

In tegenstelling tot andere planeten in ons zonnestelsel, biedt de aarde mogelijkheden voor (menselijk) leven. Op andere planeten is het vaak te koud, te warm of de samenstelling van de atmosfeer is niet gunstig. Ook heeft de aarde precies een goede afstand tot de zon, waardoor water in vloeibare vorm voor kan komen.

De atmosfeer van de aarde beschermt ons o.a. tegen UV-straling en meteorieten. Alleen het ongevaarlijke, zichtbare, licht en zachte UV-straling worden doorgelaten.

De aarde dankt zijn bestaan aan de zon. De zon zorgt o.a. voor het verdampen van water uit de oceanen, de waterkringloop, het weer en alle energie die er op aarde is.

De biosfeer is het kleine stukje van de lucht waarin leven voor kan komen. Het leven in de biosfeer bestaat voor een groot deel uit (en hangt af van) kringlopen. Kringlopen geven inzicht in hoe, door bronnen en omzettingsprocessen, bepaalde producten kunnen ontstaan om daarna weer opnieuw in de cirkel opgenomen te worden.

Kern 8.2: Grenzen aan de temperatuur

Door de zon wisselt de temperatuur op een bepaalde plaats af per seizoen, maar ook overdag en ’s nachts. Dit verschil wordt verkleind door water vlak bij het land, omdat dat bij hoge temperaturen warmte aan de lucht onttrekt, en bij lage temperaturen de afkoeling juist tegengaat.

De oceanen zorgen voor energietransport over de hele wereld. Zo wordt warmte uit het evenaar gebied naar de pool gebracht, terwijl het ijskoude water van daar juist voor afkoeling zorgt rond de evenaar. De oceanen bevatten enorme hoeveelheden zonne-energie. Dat het evenwicht in ons klimaat erg fragiel is, bewijzen verschijnselen als El Niño.

In ons klimaat spelen zich ook natuurlijk variaties af. Zo zijn er periodes waarin de temperatuur gemiddeld een graag hoger ligt dan in de voorliggende periode. De Engelse Maunder ontdekte dat deze schommelingen o.a. te maken hebben met de activiteit van de zon.

IJstijden zijn periodes waarin de temperatuur veel lager is dan normaal. Uit onderzoek is gebleken dat al sinds het bestaan van de aarde warme en koude periodes elkaar afwisselen. Door de instabiliteit van het klimaat, is er veel vraag naar modellen die klimaatsveranderingen kunnen voorspellen. Dit is zowel van politiek als economisch belang, maar kan ons ook laten inzien in hoeverre wij zelf verantwoordelijk zijn voor deze veranderingen.

Klimaatveranderingen kunnen ook snel en onverwacht komen. Zo zijn de dinosauriërs waarschijnlijk uitgestorven door de inslag van een komeet en de daarmee gepaarde klimaatschommeling. Er is dus nog veel onderzoek te doen voordat we met zekerheid zullen kunnen voorspellen wanneer en hoe klimaatschommelingen op zullen treden.

Kern 8.3: Modellen om te voorspellen

In onze maatschappij is steeds meer behoefte aan energie. De energie wordt vooral gehaald uit fossiele brandstoffen. In fossiele brandstoffen (ontstaan uit plantenresten) is in feite zonne-energie opgeslagen. Door deze brandstoffen te gebruiken, komt de zonne-energie weer vrij.

Fossiele brandstoffen zijn belangrijk voor de economie. Zo draait de Nederlandse economie voor een deel op aardgasbaten en kan de wereldeconomie alleen maar groeien als er genoeg energie is. Er wordt momenteel dan ook veel meer brandstof verbruikt dan er bij komt, waardoor het dus een keer op zal raken. Met modellen proberen wetenschappers te voorspellen hoe lang we nog toe kunnen met de huidige voorraden.

De enige manier om een energiecrisis te voorkomen, is het vinden van een duurzame oplossing. Voorbeelden zijn wind- en waterkracht en zonne-energie. Dat deze energiebronnen nog niet veel worden gebruikt, ligt vooral aan de hoge kosten en de momenteel nog technische onhaalbaarheid van sommige dingen.

Een andere manier om langer met de voor handen zijnde energie te doen, is energiebesparing. De overheid probeert dit te stimuleren door b.v. het subsidiëren van zuinige apparatuur. Toch lijken deze maatregelen niet veel nu te hebben, omdat door de toegenomen welvaart de mensen minder bezig zijn met besparen (en het minder belasten van de natuur), hoewel besparen de enige manier is om een dreigende crisis af te wenden…

Kern 8.4: Menselijke invloed op de biosfeer

De mens, en vooral de industrie, stoot stoffen uit die invloed hebben op de biosfeer. Met modellen wordt de invloed van de mens op het ecosysteem bekeken.

De ozonlaag beschermt ons tegen ultraviolette straling. Ozon (O3) absorbeert deze straling en valt daarbij uiteen in O en O2. O en O2 kunnen samen weer Ozon vormen. Deze twee reacties zijn in evenwicht (d.w.z. zijn een kringloop). Door de mens is er een verstoring in dit evenwicht ontstaan. Vooral door CFK’s, soorten chloor, wordt de ozonlaag aangetast. Zo is boven Antarctica een ‘gat’ in de ozonlaag gekomen en wordt overal het percentage ozon minder hoog. Door beperkende maatregelen voor CFK’s begint dit effect af te nemen, maar dit gaat langzaam (op z’n vroegst in 2060 is het gat weer helemaal gedicht).

Een ander probleem dat op de politieke agenda staat is het z.g.n. broeikaseffect. Vanaf begin 20e eeuw wordt het warmer op aarde. Er zijn twee mogelijke oorzaken: of we zitten gewoon in een “warme periode”, of de mens zorgt voor deze temperatuurstijging. Sinds de industriële revolutie komt er steeds meer CO2, een gas dat bij gebruik van fossiele brandstoffen vrijkomt, in de atmosfeer. CO2 houdt warmte vast die normaal de ruimte in zou zijn gestraald en kan er zo dus de oorzaak van zijn dat het warmer wordt (evenals CFK’s en Methaan, die dezelfde eigenschap hebben). Ook vreemd is dat de stijging van de temperatuur gepaard gaat met veel zonnevlekken, en dus een hoge activiteit op de zon. Omdat niet zeker is wat de oorzaak van het opwarmen van de aarde is, is het moeilijk om mondiale maatregelen te nemen, hoewel dat wel wordt geprobeerd.

Om te weten wat het effect van het broeikaseffect is, zijn z.g.n. broeikasmodellen gemaakt. Ingewikkelde modellen houden rekening met vele factoren om zo tot een precies antwoord te komen. Dat de modellen nog lang niet precies zijn, is een technisch probleem (computers kunnen rekenwerk niet aan) maar ook een kennisprobleem, want nog van lang niet alle processen is bekend in hoeverre ze invloed hebben op het broeikaseffect.