Hoofdstuk 1: Autonomie van de aarde

Hoofdstuk 1: Autonomie van de aarde

DE DUNNE KORST

Tekst 10 Ouderdom van de aarde Er zijn verschillende berekeningen geweest om te bepalen hoe oud de aarde zou zijn. In 1905 kwam men op het idee de snelheid waarmee radioactief materiaal verviel als maatstaaf te nemen. Hierdoor wordt de ouderdom van de aarde berekend op 4,5 of 4,6 miljard jaar. Deze aardse is verdeeld in een aantal periodes: de geologische tijdschalen. Absolute tijdschaal: ouderdom in jaren. Relatieve tijdschaal: volgorde van ouderdom. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van de ontwikkeling van het leven op aarde. In veel sedimenten zijn fossielen (restanten van vroeger leven) aanwezig, die kenmerkend zijn voor een bepaalde periode. Fossielen kunnen (delen van) planten en dieren zijn, maar ook afdrukken van voetsporen, uitwerpselen en bladeren zijn. Gidsfossielen: fossielen die op veel, ver uit elkaar liggende plaatsen worden gevonden en als soort betrekkelijk korte tijd hebben bestaan, zijn het ware wegwijzers in de geschiedenis van de aardkorst. Zij hebben een grote horizontale spreiding en een korte spreiding in de tijd. Aan het opstellen van een relatieve tijdschaal liggen verschillende denkbeelden ten grondslag. Ten eerste wet van superpositie: gesteentelagen worden horizontaal boven op elkaar afgezet. Bij de fossielen, de versteende levensvormen, is sprake van een geleidelijke ontwikkeling in de tijd. De volgorde daarvan is niet willekeurig, maar er is een vaste faunale en florale opvolging. Ten tweede is er het actualiteitsprincipe. Charles Lyell (1797-1875) was de voorvechter van actualisme. Het oppervlak van de aarde zou gevormd worden door processen zoals vulkanisme, verwering, plooiing en erosie. Deze moeten dan wel gedurende lange tijd werkzaam zijn. Daarbij liet hij in die tijd heersende opvatting los, dat alle gesteenten en levensvormen op één dag waren ontstaan en dat het uitsterven van soorten veroorzaakt was door wereldomvattende vulkaanuitbarstingen en geweldige overstromingen: catastrofentheorieën.

Hoofdstuk 5: De sluier van Moeder Aarde

KLIMATEN Tekst 49 De indeling van Köppen De gemiddelde toestand van het weer, berekend over een langere periode noem je het klimaat. Het klimaat van een gebied wordt beïnvloedt door de geografische breedteligging, wind- en zeestromen, de afstand tot de zee, het reliëf en de hoogteligging. Duitse klimatoloog en botanicus Wladimir Köppen (1846-1940), heeft een indeling gemaakt van de klimaten op aarde: klimaattypen. Het zijn: A. Equatoriale of tropische klimaten
B. Droge of aride klimaten
C. Gematigde zeeklimaten of maritieme klimaten
D. Continentale klimaten
E. Koude of polaire klimaten
De grenzen van de klimaattypen vielen samen met de belangrijkste vegetatiezones op aarde. De samenhang herkende hij aan de temperatuur en de neerslag. Op grond van bepaalde criteria kon een bepaald klimaattype benoemd worden, zoals de gemiddelde temperatuur in de warmste en koudste maand, de hoeveelheid neerslag en een droogte-index. De droge klimaten worden hierdoor van de vochtige of humide klimaten gescheiden. Deze is gebaseerd op de hoeveelheid neerslag en verdamping. Het onderscheid tussen de humide klimaten (A-, C-, D- en E-klimaten) is gebaseerd op de gemiddelde temperatuur in de warmste en koudste maand. Isothermen geven voor een gemiddelde maandtemperatuur aan, tot welk humide klimaat een gebied hoort. Een isotherm is een lijn die alle punten van gelijke temperatuur met elkaar verbindt. De temperatuurcriteria zijn: · De gemiddelde temperatuur is in de koudste maand niet lager dan 18 ºC: A-klimaat · De gemiddelde temperatuur is in de warmste maand niet hoger dan 10 ºC: E-klimaat · De gemiddelde temperatuur is in de koudste maand lager dan –3 ºC en in de warmste maand hoger dan 10 ºC: D-klimaat · De gemiddelde temperatuur is in de koudste maand niet lager dan –3 ºC en in de warmste maand tussen 10 en 18 ºC: C-klimaat
De onderverdeling binnen de A-, C-, en D-klimaten gebeurt aan de hand van de hoeveelheid neerslag en wordt aangegeven met een tweede letter. Deze geeft aan of en wanneer een droge periode voorkomt. De letter w staat voor wintertrocken, de s voor sommertrocken en de f voor fehlt (de droge periode ontbreekt: er is neerslag in alle jaargetijden). De droogte-index wordt gebruikt voor de verdere onderverdeling van de B-klimaten: een W achter de B staat voor Wüste (woestijn) en een S voor steppe. Bij de E-klimaten vindt de onderverdeling plaats op grond van temperatuur. Een T na de E staat voor Tundra (toendra), een F voor Frost (vorst) en een H voor Hochgebirgte (hooggebergte). Köppen betrok bij zijn klimaatsindeling de natuurlijke plantengroei. Klimaatkaarten die zijn gebaseerd op zijn indeling, lijken dus op kaarten van de natuurlijke plantengroei. Toch is die samenhang niet helemaal volledig, dit komt door de bodemgesteldheid. Die kunnen in gebieden veel van elkaar verschillen. Hellingen, grondwaterstanden en wind spelen een rol. De wind kan namelijk de verdamping beïnvloeden.

Tekst 50 Klimaten van A tot en met E A-klimaten komen voor in het gebied van de intertropische convergentiezone. Het gehele jaar is het er warm (18-20 ºC). Je spreekt van een tropische regenwoud (Af-klimaat) als de neerslag in de droogste maand minstens 60 mm bedraagt → komt voor rond de evenaar en is vochtig. Een oerwoudbegroeiing vormt de natuurlijke vegetatie. Grenzend aan tropisch regenwoudklimaat: gebieden met natte en droge perioden, waar een As-klimaat heerst → savanneklimaat en moessonklimaat. Savanneklimaat: vegetatie bestaat uit een grasvlakte met boomgroepen. Moessonklimaat: bodem het hele jaar vochtig genoeg voor een weelderige vegetatie, door de vele regen. De B-klimaten zijn BW-klimaten en BS-klimaten. Ze staan onder invloed van het subtropische maximum op ongeveer 30º N.B. en Z.B. Ook vind je ze in de regenschaduw van bergketens. Kenmerkend is de geringe en onregelmatige neerslag. In een BW-klimaat komen hevige stortbuien voor (250 mm). De temperatuur wisselt sterk met dag en nacht en met seizoenen. In woestijnen is de vegetatie schaars en afwezig. BS-klimaten liggen rond de woestijngebieden, waar de neerslag minder is. Het is de overgang tussen aride en humide streken, en wordt ook wel semi-aride genoemd. De regel is dat de neerslag tussen de 250 en 700 mm per jaar is en dat het merendeel in een korte periode valt. De plantengroei bestaat uit korte grassen, verspreid in polletjes: steppen. De maritieme klimaten bestaan uit: Cs-klimaat (Middellandse-Zeeklimaat), Cw-klimaat (China-klimaat) en het Cf-klimaat (Noordwest-Europaklimaat). Cs-klimaat en Cw-klimaat zijn subtropisch. De hoge wintertemperatuur komt door het verschil in warmtehuishouding van grote water- en landmassa’s. Een watermassa koelt minder snel af en wordt minder snel warm dan een landmassa. De zee heeft in de winter en in de zomer dus een matige invloed op de temperatuur. Het Cs-klimaat is een gematigd klimaat met een droge zomer (Californië, Middellandse-Zeegebied, rond Kaapstad en Zuid-Australië). Winters zijn zacht en vochtig. Het Cw-klimaat is een gematigd klimaat met een droge winter en een hete, vochtige zomer (dal van de Ganges, China en Japan). Het Cf-klimaat is een gematigd klimaat met neerslag over het gehele jaar verspreid (West-Europa, Argentinië, VS en Australië). De natuurlijke plantengroei van de maritieme klimaten is over het algemeen loofwoud. Maar waar de droge zomers van het Cs-klimaat voorkomen, zijn plaatselijk steppe-achtige gebieden ontstaan (Spanje en Griekenland). D-klimaten, continentale klimaten of landklimaten, zijn naar de hoeveelheid neerslag in te delen in drie klimaten: Ds-klimaat, Dw-klimaat, Df-klimaat. Ze zijn te vinden op middelbare breedtes, waar de invloed van zee beperkt is. De verschillen tussen zomer en winter zijn daardoor groter dan bij een maritiem klimaat. Df-klimaat: Canada, Zweden, Rusland en omstreken. Dw-klimaat: Siberië. Ds-klimaat: zeldzaam. De natuurlijke plantengroei van het D-klimaat wordt over het algemeen gevormd door naaldwouden. Bij polaire of koude klimaten is er geen warme periode. Het EH-klimaat (bergklimaat) komt voor in hooggebergte. De benedengrens daarvan ligt in gebieden op hoge geografische breedte, zoals Noorwegen, lager dan in gebieden op lagere breedte, zoals Peru. Op grote hoogte is de temperatuur extreem laag. Het ET-klimaat (toendraklimaat) heeft een kort groeiseizoen en een geringe vegetatie: toendravegetatie. Dit is zeer schaarse plantengroei die voornamelijk bestaat uit gras, kleine struikjes, mos en korstmossen. Het EF-klimaat (vorstklimaat) kent gen vegetatie. Het landschap is bedekt met een permanente ijskap.

VERANDERINGEN IN ATMOSFEER EN KLIMAAT

Tekst 52 Samenstelling van de atmosfeer verandert Primaire atmosfeer: 4,5 miljard jaar geleden ontstaan, bestaande uit waterdamp, waterstof en koolstofdioxide, en nauwelijks zuurstof. Zuurstof kwam pas toen de eerste organismen zich konden ontwikkelen. Deze namen kooldioxide op en zetten het om in carbonaten en zuurstof. Vrije zuurstof kan alleen ontstaan door fotosynthesewaar chlorofyl (bladgroen) bij nodig is. Groene planten produceren uit hun cellen licht, koolstofdioxide en water, zuurstof en suikers. De zuurstof wordt afgegeven aan de atmosfeer, de suikers aan brandstof. 2 miljard jaar geleden: secundaire atmosfeer. De atmosfeer van nu bevat minder koolstofdioxide. Nu is de atmosfeer niet constant van samenstelling. Door het gebruik van fossiele brandstoffen komt er steeds meer koolstofdioxide in de atmosfeer. Normaal wordt het opgenomen door planten en lost het op in oceanen, maar de natuurlijke plantengroei wordt schraler en het oplossen in oceanen gaat langzaam. Daardoor stijgt het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer. Er komt ook steeds meer moerasgas of methaan vrij. Het wordt uitgescheiden door een groeiende bevolking en een toenemende veestapel van runderen, schapen, varkens en kippen. Bevloeide rijstvelden zijn ook een bron van methaan. Oxiden van zwavel en stikstof komen niet van nature in de atmosfeer en kunnen niet worden afgebroken. Deze stoffen worden door industrie, landbouw, verkeer en huishoudens in de atmosfeer gebracht en kunnen zich met water in de atmosfeer verbinden tot zwavel- en salpeterzuren. Dit is een oorzaak van zure regen. In Nederland is ammoniak, naast zwavel- en stikstofoxiden, een oorzaak voor verzuring van de bodem. Deze stof wordt in de grond door bacteriën omgezet in salpeterzuur. Ammoniak is voor een groot deel afkomstig uit de landbouw. Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s), uit koelkasten en spuitbussen, komen in de atmosfeer terecht. Deze tasten de ozonlaag aan. Door verbrandingsprocessen komen vloeibare of vaste deeltjes in de atmosfeer. Dit kan ook natuurlijk gebeuren, door bijvoorbeeld vulkanische as en gassen, en roet van bosbranden. De toenemende desertificatie, het groter worden van woestijnen, leidt tot meer stof in de atmosfeer. Besmetting van de atmosfeer met radioactiviteit: ongelukken met kerncentrales en proeven met kernexplosies. Radioactieve fall-out: grote hoeveelheden radioactief besmet stof die in de atmosfeer terecht komen, en door regen wordt neergeslagen.

Tekst 53 Wordt het warmer of kouder? Het klimaat op aarde is geen constant gegeven. Er zijn vochtige, droge, warme en koude omstandigheden geweest. IJstijden en glacialen springen eruit. Dat waren langdurige perioden waarin ijskappen en gletsjers aangroeiden en de gemiddelde oppervlaktetemperatuur in de gematigde zone flink lager ligt dan nu. Er zijn verschillende theorieën over het ontstaan van ijstijden: Één theorie zoekt de verklaring in een verband tussen perioden van gebergtevorming en het ontstaan van ijstijden. Een andere theorie gaat uit van continentverschuiving. In sommige geologische perioden waren de polen thermisch geïsoleerd: geen toevoer van warme lucht. Misschien heeft het ontstaan van ijstijden ook wel te maken met vulkanisme. Door de grote hoeveelheden as in de atmosfeer zou een gedeelte van de zonnestraling worden geabsorbeerd. Zo bereikt minder straling het aardoppervlak en wordt het in de atmosfeer minder warm. Er zijn ook nog theorieën die kosmische stof en zonnevlekken bij hun verklaring betrekken. De laatste jaren is de stralingstheorie van Milankovic gaan overheersen. Hierin spelen veranderingen in de positie van de aarde ten opzichte van de zon een belangrijke rol. Van 6000 tot 4000 v. Chr. was het ongeveer een graad warmer, en vochtiger dan nu. De Sahara was door mensen bewoond, en er leefden dieren. Er groeiden olijfbomen, granen en cipressen. Tussen 900 en 1300 na Chr. was er ook een warmere periode. Als je het over de vraag of, en hoe ´het klimaat´ zal veranderen hebt, heb je het over het verschuiven van klimaatgordels. Betrouwbare waarnemingen zijn er weinig. De grote informatiestroom over weer en klimaat, geven voldoende aanwijzingen dat de klimaatgordels verschuiven. Deze verschuiving gaat sneller door het toenemende broeikaseffect. Sommige onderzoekers denken dat het gaat om normale veranderingen. De grootste veroorzaker van de toename van het broeikaseffect is koolstofdioxide. De kleine afwijking (van 0,028% naar 0,035%) heeft grote gevolgen. De gemiddelde jaartemperatuur op aarde stijgt. Hierdoor smelt ijs af van gletsjers en poolkappen. De hoeveelheid water in de kringloop neemt verder toe en de zeespiegel stijgt sneller. Methaan en koolstofdioxide versterken het broeikaseffect. De veranderingen die optreden door het toenemen van het broeikaseffect zijn vaak klein, maar kunnen grote gevolgen hebben. De gemiddelde waarden van de neerslag en de temperatuur van de atmosfeer en de hydrosfeer kunnen veranderen. Wisselvalligheid van het weer neemt hierdoor toe. Veel ernstiger is, dat de welvaart en het welzijn van mensen in het geding zouden komen. Als bijvoorbeeld de zeespiegel in een interglaciaal enkele centimeters zou rijzen, zouden hierdoor de grenzen van de droge klimaten kunnen opschuiven of sommige streken te koud worden voor akkerbouw.