Hoofdstuk 2 Systeem aarde

 

 

2 Afbraak en vorming van landschappen

 

De hoofdvraag in dit hoofdstuk is:

Op welke wijze werken exogene krachten als klimaat, verwering en erosie in op het landschap en hoe kun je die processen verklaren?

 

 

2.1 De aarde als systeem

 

 

Deelvragen
1          Uit welke sferen is het systeem aarde opgebouwd en hoe functioneert het       systeem?

2          Welke rol spelen de verschillende kringlopen in dit systeem?

 

 

Vier sferen

► In de fysische geografie wordt bij bestudering van de aarde gebruik gemaakt van vier sferen: atmosfeer, hydrosfeer, lithosfeer en biosfeer. Ze zijn sterk met elkaar verbonden.

 

 

 

atmosfeer

troposfeer

Atmosfeer

► De atmosfeer bestaat uit troposfeer (8-18 km dik), stratosfeer (tot 50 km), mesosfeer en thermosfeer.

● belangrijkste gassen in troposfeer: stikstof (78%) zuurstof (21%) en argon (0,9%) en verder CO2, CH4, ozon en waterdamp.

● Functie stratosfeer: bevat ozon dat ultraviolet licht tegenhoudt.

 

 

 

hydrosfeer

Hydrosfeer

► De hydrosfeer omvat oceanen, meren, rivieren, grondwater, bodemwater en ijs. 97% van het water is zout, 2% zit in ijskappen, 1% in meren, atmosfeer, grondwater en bodemwater.

 

 

biosfeer

Biosfeer

► Biosfeer: alle levende organismen op aarde.

 

 

Kringlopen

► Kringlopen laten relaties tussen de sferen zien. Hoofdstuk 1: gesteentekringloop. Relatie tussen lithosfeer (opbouw) en atmosfeer en hydrosfeer (afbraak).

 

 

 

waterkringloop

Waterkringloop

► Op aarde komt water in drie vormen voor: gas, vloeibaar en vast. Waterkringloop: water verdampt uit zee, condenseert, wolkenvorming, via neerslag (opslag in ijskappen en smelten) en infiltratie in bodem en afstroming komt water weer in zee.

 

 

 

koolstofkringloop

Koolstofkringloop

► Koolstofkringloop is van belang:

1 alle levensvormen bestaan uit koolstofcomponenten

2 mens beïnvloedt de koolstofcyclus met gevolgen voor klimaat.

Weinig CO2 in de atmosfeer (2% van alle koolstof) maar van belang voor leven op aarde.

● Aanvulling van koolstof in atmosfeer: door vulkanen, chemische verwering en ademhaling planten.

● Verdwijnen van koolstof uit de atmosfeer: fotosynthese door planten. Zuurstof komt daarbij in de atmosfeer terecht.

Fotosynthese in oceanen door plankton. Koolstof wordt vastgelegd voor lange tijd in kalksteen, veen en steenkool.

● Vastlegging van koolstof voor lange tijd gebeurt bij sinks of putten. Er is een balans tussen opslaan en afgeven.

► Relaties tussen de sferen. Voorbeeld: water uit atmosfeer opgenomen door planten (biosfeer) of slijten het gesteente (de lithosfeer) uit. Deeltjes worden naar zee (hydrosfeer) gebracht.

 

 

 

energiebalans

Energiebalans

► De motor van kringlopen en processen in de sferen is de zon.

De gemiddelde temperatuur op aarde is 15° C. Er is een energiebalans.

● Zonlicht dat de dampkring binnendringt, wordt deels weerkaatst door wolken en aardoppervlak. Een ander deel wordt opgenomen en omgezet in warmte en uitgestraald. Zo wordt de atmosfeer verwarmd door aardoppervlak. Door broeikasgassen wordt een flink deel van de warmte weer geabsorbeerd en teruggestraald naar de aarde. Dit is het broeikaseffect: Anders zou het op aarde gemiddeld -16° C zijn (dus 31° C kouder).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

albedo

Stralingsbalans op verschillende plekken op aarde

► Lange termijn: balans constant. Korte termijn: verschillen op aarde.

● Verschillen gedurende 24 uur (dag en nacht) en gedurende seizoenen (zomer en winter).

● Verschillen per breedtegraad. Oorzaak: invalshoek van de zonnestralen is groter bij evenaar en kleiner bij de polen. En een zonnestraal maakt een langere weg door atmosfeer bij polen.

● Verschillen door verschillen in albedo: reflectievermogen van typen aardoppervlak. IJs: veel reflectie.

► Energiebalans. Op hogere breedten: hele jaar tekort, bij de evenaar: overschot. Oceaanstromen en luchtcirculatie (transport van warmte en kou) zorgen voor minder extreme verschillen op aarde.

 

 

2.2 Klimaten

 

 

Deelvragen

3   Welke klimaten komen voor en hoe kun je de verschillende klimaten op      aarde verklaren?

4   Welke rol spelen de zeestromen en luchtstromen bij de verklaring van het voorkomen van de klimaten?

 

 

 

 

 

 

lagedrukgebied

 

intertropische convergentiezone

 

 

hogedrukgebied

 

wind

► Herverdeling zonne-energie door luchtcirculatie en watercirculatie.

 

Luchtcirculatie

► Bij evenaar lagedrukgebied door opwarming, uitzetting en opstijging van lucht. Dit is de intertropische convergentiezone (ITC). In subtropen daalt de inmiddels afgekoelde lucht: zo ontstaan hoge luchtdrukgebieden. Wind gaat waaien van hoge luchtdruk naar evenaar (lage luchtdruk).

● Polen: lucht is koud, daalt: hogedrukgebied. Wind waait van polen naar gematigde zone. In gematigde zone botst koude lucht uit polen met warme lucht uit subtropen. Warme lucht stijgt op: lage luchtdruk (bijvoorbeeld Nederland).

 

 

De wet van Buys Ballot

► Door rotatie van de aarde is de luchtcirculatie complexer. Buys Ballot stelde vast: een stroming op het noordelijk halfrond heeft een afwijking naar rechts (wind in de rug) en een stroming op zuidelijk halfrond heeft een afwijking naar links: (wind in de rug). Dit is het corioliseffect.

 

 

 

 

 

 

 

moessons

 

 

 

passaten

Moessons en passaten

► Door de schuine stand van de aarde beweegt de loodrechte stand van de zon zich schijnbaar tussen de keerkringen. ITC ligt in de zomer boven Azië en Afrika op 20o NB. Wind waait van hoge luchtdrukgebied in het zuiden naar het lage luchtdrukgebied van de ITC: aanlandige wind met veel neerslag: moessons. In de winter: door kou (dalende lucht) hoge luchtdruk op vaste land. Aflandige winden (met afwijking naar rechts) naar het ITC dat ten zuiden van de evenaar ligt. Droge moessons. Dus halfjaarlijkse winden.

● Op de oceaan waaien passaten. Er zijn geen grote drukverschillen tussen zomer en winter. Hele jaar door noordoostenwinden op noordelijk halfrond: noordoostpassaten. Op zuidelijke halfrond: zuidoostpassaten.

 

 

Warmtetransport via de zeestromen

► Zeestromen ontstaan onder invloed van wind, temperatuur en zoutgehalte.

● Zon verwarmt bovenste lagen van zee. Koude zeestroom: komt uit relatief kouder gebied naar warmer gebied. Warme zeestroom komt uit relatief warmer gebied naar kouder gebied.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

thermohaline zeestroom

Thermohaline zeestroom

► Bij IJsland en Groenland is het zeewater koud en zout. Daardoor zwaarder. Water zakt de diepte in en stroomt over de oceaanbodem langs Amerika naar Antarctica. Buigt naar het oosten; en komt in troggen terecht in de Grote Oceaan. Daar vermengt het water zich met warm water en stroomt als oppervlaktestroom weer terug naar westen en komt via de Golf van Mexico (warm, dus verdamping, dus hoger zoutgehalte) naar het noorden en koelt af. Omdat koud en zout water afzinkt, wordt het zeewater aangezogen tot bij de afzinkpunten: de pompen. Zo heeft het noorden van Noorwegen een mild klimaat dankzij deze thermohaline zeestroom.

● De pomp komt tot stilstand als er niet genoeg water afzinkt. Dit gaf in het verleden klimaatveranderingen in Europa (ijstijden).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El Niño

Het Kerstkind

► De zuidoostpassaten (aflandige winden) aan westkust van Amerika blazen oppervlakte water weg; koud water uit de diepte welt op met veel voedingsstoffen. Kustwateren bij Peru zijn daarom zeer visrijk. Maar het land, grenzend aan de kust is droog: woestijn.

● Een keer in de zeven jaar zijn de zuidoostpassaten minder sterk: oppervlaktewater wordt dan niet weggeblazen. Koud water kan niet opwellen. Minder voedselrijk water: slecht voor visserij. En regens in dit droge gebied: El Niño. En juist droogte in Australië.

 

 

klimaat

Klimaatfactoren

► Het klimaat is de gemiddelde weerstoestand op een bepaalde plek op aarde gedurende 30 jaar. Het klimaat wordt bepaald door stralingsbalans, windsystemen, luchtdrukgebieden en zeestromen.

Temperatuursfactoren:

● Invalshoek van de zonnestralen:

- breedteligging.

- scheve stand van aardas.

● Hoogteligging (gemiddeld 0,6° kouder per 100 meter).

● Ligging aan zee of ver landinwaarts.

De zee warmt minder snel op en koelt minder snel af dan het land. Dus bij aanlandige wind in winter: verwarmend effect. Aanlandige wind in zomer: verkoelend effect. Ver landinwaarts: grote temperatuursverschillen: geen zee-invloed.

● Koude of warme zeestromen (bij aanlandige wind).

Neerslagfactoren:

● Luchtdrukgebieden:

- stijgingsregens in de tropen door hoge zonnestand: lage luchtdruk, stijgende lucht, condensatie.

- hoge luchtdruk: dalende lucht: geen neerslag.

- in lage luchtdruk op gematigde breedte: neerslag door botsing koude en warme lucht.

- wind tussen hoge en lage luchtdruk: aanlandig: neerslag; aflandig: droog.

● Ligging aan zee of ver landinwaarts. Zeewind is vochtig: meer kans op neerslag.

● Ligging van gebergten: aan loefzijde: stuwingsneerslag. Aan lijzijde: droog.

 

 

Elk klimaat zijn eigen plek

► Systeem van Köppen.

- A-klimaten: hele jaar warmer dan 18° C. Af (hele jaar neerslag: tropisch regenwoudklimaat) en Aw (droge winter: savanneklimaat).

- B-klimaten: droog: minder dan 400 mm neerslag. BW: woestijnklimaat: minder dan 200 mm neerslag; BS (Steppeklimaat) tussen 200-400 mm neerslag.

- C-klimaten: gematigde klimaten: winter tussen -3° C en 18° C. Cf: zeeklimaat: hele jaar neerslag; Cs: droge zomer: mediterraan klimaat; Cw: droge winter: China klimaat.

- D-klimaten: landklimaten: zomer >10° C en winter kouder dan -3° C; Df: hele jaar neerslag; Dw: droge winter.

- E-klimaten: polaire klimaten: hele jaar kouder dan 10° C. ET: toendraklimaat: weinig neerslag; EF: sneeuwklimaat: hele jaar onder het vriespunt. EH: hooggebergteklimaat: veel neerslag.

 

 

2.3 Verwering en erosie

 

 

Deelvragen

5   Welke vormen van verwering en erosie zijn er?

6   Op welke wijze hebben verwering en erosie invloed op de landschappen en hoe worden ze beïnvloed door de vier sferen?

 

 

 

 

verwering

fysische verwering

 

 

 

 

 

 

 

 

 

chemische verwering

Verwering

► Twee typen verwering:

● Fysische verwering (of mechanische verwering): gesteente valt uiteen zonder dat de samenstelling verandert. Drie vormen:

● Vorstverwering: in koude klimaten komt water in scheurtjes, bevriest in de nacht, zet uit, dooit overdag, bevriest etc. De scheur wordt wijder, water zakt dieper; het proces herhaalt zich totdat steen is gespleten.

● Verwering door temperatuursverschillen: overdag zeer heet, in de nacht koud. Gesteente zet uit en krimpt: barst.

● Verwering door plantenwortels die in het gesteente dringen en dikker worden.

► Chemische verwering: gesteente valt uiteen waarbij de samenstelling is veranderd. Zuur water (door zuren in de bodem of door zure regen) lost in het grondwater met name kalksteen gemakkelijk op. Zo ontstaan in de ondergrond grotten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

karstverschijnselen

Karstverschijnselen

► Zuur water in de bodem zakt naar het grondwater en lost daar kalksteen op. Wanneer de grondwaterspiegel daalt, worden grotten zichtbaar. Waterdruppels hangen aan het plafond met beetje kalk, druppel valt omlaag, kalk blijft deels achter: zo groei van stalactieten vanuit het plafond. Op de grond verdampt het water en blijft kalk over: groei van stalagmieten.

Rivieren kunnen ondergronds verdwijnen. Er kunnen ook oplossingsgaten aan het aardoppervlak ontstaan: dolines. Dit alles noem je karstverschijnselen.

 

 

Waarom verweert niet elk gesteente even gemakkelijk?

► Vier factoren die van invloed zijn:

1 Aard van het moedergesteente: hard gesteente: minder snel verwering.

2 Het klimaat: extreme temperatuursverschillen of koud klimaat.

3 Aanwezigheid/afwezigheid van dekkende bodemlaag (denk aan zure humus bij kalksteen).

4 Tijd.

 

 

 

erosie

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

meanderende rivieren

 

deltakusten

 

vlechtende rivieren

 

puinwaaier

Erosie en sedimentatie

► Erosie: uitschurende werking van rivieren, ijs en wind en zeewater beladen met zanddeeltjes. Sedimentatie: het materiaal wordt neergelegd. Vier eroderende en sedimenterende krachten:

● Door schurende werking van ijs (met zand/stenen) ontstaan U-vormige dalen, spitse bergtoppen, komvormige bekkens. Sedimentatie bij morenenwallen.

● Wind blaast losse deeltjes weg: bodem met grof puin blijft over. Zand in stofstormen kan ook rotsen zandstralen zodat paddenstoelenrotsen ontstaan. Sedimentatie: zandduinen.

● Snelstromende rivieren, beladen met puin, slijten diepe dalen uit: canyons en V-vormige rivierdalen.

- Bij weinig hoogteverschillen en voldoende neerslag gedurende het hele jaar ontstaan meanderende rivieren: sedimentatie in de binnenbocht, beetje erosie in de buitenbocht. Aan de kust ontstaan deltakusten met veel vertakkingen van de rivier.

- Bij onregelmatige afvoer van water (steppegebieden én in koude klimaten) ontstaan vlechtende rivieren. Veel afvoer van puin. Brede vlecht van waterlopen. Soms wordt aan de voet van een berg een puinwaaier gesedimenteerd.

● Zee, beladen met sediment, kan de kust eroderen: ontstaan van o.a. kliffen en bogen.

 

 

 

 

aardverschuiving

bergstorting

Het effect van de zwaartekracht

► Zwaartekracht kan voor massaverplaatsingen zorgen.

► Voorbeelden: aardverschuiving (veel fijn puin) en bergstorting (gesteentelawine) en modderstromen (meer water erbij) en lahar (modderstroom veroorzaakt door vulkaan met ijskap) en creep (bodem kruipt langzaam omlaag).

● Aanleiding = trigger: natuurlijke oorzaken: aardbeving, vulkaanuitbarsting, veel regen. Menselijke oorzaak: bomen kappen op hellingen.

● Gevolgen leiden tot ernstige rampen met vele doden.

 

 

2.4 Donau en Colorado

 

 

Deelvragen

7   Op welke wijze worden stroomgebieden van rivieren in droge en natte  gebieden vorm gegeven en beïnvloed door endogene en exogene      krachten?

8  Hoe werken deze processen specifiek in het gebied van de Colorado en de Donau?

 

 

Twee reisbeschrijvingen

► De Colorado heeft zich in het opgeheven plateau ingesneden. Steile rotswanden met watervallen en de aardlagen zijn goed te zien.

► De Donau stroomt langs wijngaarden en heuvels met kloosters en kastelen. Maar ook bij Kosovo dat door de NAVO werd gebombardeerd in de oorlog in voormalig Joegoslavië.

► De landschappen bij beide rivieren zijn totaal verschillend. Aan de hand van opdrachten in werkboek beschrijf en verklaar je de verschillen.

 

 

Colorado

► Oorsprong in Rocky Mountains (bergklimaat). Stroomt door de bergen, vervolgens ingesneden in een plateau (canyons) in steppe- en woestijngebied. Eerste bewoners, Anasazi, leefden in de canyons. Rivier stroomt door het droge woestijngebied en mondt na 2.300 km uit in Golf van Mexico.

● Gletsjerwater en smeltende sneeuw leveren in lente en zomer het water. Vroeger veel overstromingen met doden en schade. Soms ook grote droogte in zomer. Daarom 20 dammen gebouwd om waterstand te reguleren.

● Benedenloop ligt in de buurt van Las Vegas en Phoenix en Los Angeles. Bevolking en landbouw is afhankelijk van water van deze rivier. Ook elektriciteit (witte steenkool). Er wordt te veel water gebruikt: daardoor staat monding droog en treedt verzilting op.

● Rivier is ongeschikt voor scheepvaart. Geen belangrijke industriegebieden langs de rivier. Wel van belang voor toeristen (raften en kanoën).

 

 

Donau

► Bronnen liggen bij Donaueschingen in Duitsland (Zwarte Woud). De rivier stroomt door tien landen en mondt uit in de Zwarte Zee. Veel zijrivieren.

Bovenloop: middelgebergte en heuvelland. Bij IJzeren Poort in Roemenië: door diepe kloof. In benedenloop: meanderende rivier, 800 meter breed. Delta (drie vertakkingen) bij monding.

● De rivier is bevaarbaar van Zwarte zee tot Roemenië en tot Kelheim in Zuid-Duitsland. Via kanalen en Rijn kunnen schepen tot Rotterdam varen.

● De rivier levert drinkwater voor 10 miljoen mensen. In aantal landen (voormalig Oostblok en Oostenrijk) is het water te vervuild. Er zijn veel dammen en sluizen gebouwd. Toch komen nog regelmatig overstromingen voor. Natuurreservaten en Nationale Parken trekken veel toeristen.