Artikel 25.
De beschrijving van de ontstaansgeschiedenis van de aarde en het leven heeft heel wat moeite gekost, omdat de mens te klein, te groot, te traag of te ongedurig is om zich bewust te zijn van de processen die de wereld gevormd hebben.
De Zwitserse hoogleraar Johann Scheuchzer:
In het begin van de 18e eeuw onderzocht hij een flink fossiel, waarvan hij dacht dat het een mens was die nog van vóór de Zondvloed was. Men dacht dit omdat men zich toen nog niet realiseerde hoe oud de aarde was (ze hielden zich vast aan de bijbel). Scheuchzer publiceerde in 1726 zijn beschrijving van de Homo diluvii testis, ‘de mens die getuige was geweest van de zondvloed’.
De Franse dierkundige George Cuvier:
Hij bestudeerde in 1811 het skelet opnieuw. Hij zag dat het om een uitgestorven salamander was. Als eerbetoon aan de eerste onderzoeker noemde hij het fossiel Andrias Scheuchzeri.
De Engelsman William Smith:
Hij realiseerde zich dat de aarde erg oud was, en dat de fossielen veel konden vertellen over de planten en dieren van vroeger. Hij wist beter dan wie dan ook uit welke lagen de bodem in een bepaald gebied bestond, en kende alle fossielen die in zo’n laag thuishoorden. In 1815 publiceerde hij een kaart van Engeland, waarop de aardlagen precies waren aangegeven. Veel onderzoekers waren hier jaloers op.
De Engelse geoloog Charles Lyell:
In 1830 publiceerde hij zijn Principles of Geology. In die tijd was de geschiedenis van de aarde zo ver opgerekt, dat hij met zijn schattingen meer dan 100 miljoen jaar terug durfde te gaan. Hij dacht dat dit nog niet het begin was.
Een probleem die de onderzoekers hadden, was, dat ze niet mochten concluderen van de kerk dat het Scheppingsverhaal blijkbaar niet juist was.
George Cuvier wist dat veel fossielen van zeedieren op het land waren gevonden, dus moet er een paar keer een water-ramp zijn geweest. Men wist ook dat de lagen met fossielen die men in de bodem aantrof, elk een bepaalde periode voorstelden. Hij zag ook dat bepaalde fossielen niet in de jongere lagen voorkwamen, dus dacht hij dat ze waren uitgestorven. Cuvier was ervan overtuigd dat rampen hier de oorzaak van waren. Ook dacht hij dat de Zondvloed de laatste ramp was. Zo bracht hij de aardlagen, de fossielen, de Bijbel en de Goddelijke Schepping in een aantrekkelijke theorie bij elkaar.
Cuvier bracht vlak voor zijn dood een bezoek aan de Engelse schilder John Martin. Hij maakte een schilderij over de zondvloed. Cuvier vond hem prachtig, en verdedigde nog meer zijn Catastofentheorie. Cuvier had veel volgelingen, die later meer dan 30 catastrofen onderscheidden. Langzaam werd duidelijk dat ieder tijdperk geleidelijk overging in het volgende, en dat sommige fossielen wel degelijk in de jongere lagen voorkwamen. Ze waren dus later uitgestorven, dús was er ook géén allesverwoestende ramp. De krachten van nu waren toen dus ook werkzaam.
De geologische processen die we van het heden kennen, zijn voldoende om de ontwikkeling van de aarde in het verleden te verklaren. De natuurwetten waren vroeger niet anders dan nu. Men noemt dit uitgangspunt het actualisme (of uniformitarianisme).
Lyell maakte vooral duidelijk dat de Catastrofentheorie niet klopte, en legde in zijn Principals of Geology uit welke aanwijzingen er nu voor en tegen waren. Zo kwam er voorlopig een einde aan de strijd tussen het Catastrofisme en het Actualisme.
Artikel 30.
Artikel 30 Alles stroomt
Doordat mensen allerlei afval in de wc gooien, slibben de riolen dicht en de zuiveringsinstallatie kan al die gevaarlijke stoffen niet meer aan. Hierdoor gaan de belastingheffingen omhoog.
Vroeger waren grachten en sloten de leverancier van drinkwater, maar waren zij ook gelijk de afvalstortplaatsen. Op den duur begonnen de grachten en sloten te stinken, waardoor het leven in de stad ongezond werd. Toen ontstond de behoefte naar drinkwaterleidingen en riolering. In 1860 werden in Amsterdam droge toiletten geplaatst, maar mensen gooiden er troep in, en werd er overgegaan op doorspoeltoiletten. Het aanleggen van riolen en waterleidingen bleek een puur politiek-economische zaak te zijn, waarbij de negentiende-eeuwse huisvrouwen met drinkwater- en poepemmers moesten zeulen, weinig inspraak hadden. Pas in 1911 werd besloten dat er in ieder huis een wc moest zijn.
Huishoudelijk afvalwater is afkomstig van huishoudens en wordt in het riool geloosd. Het water is vaak verontreinigd. Dit water bevat hoofdzakelijk organische stoffen (koolstofverbindingen) waardoor het bij lozing gaat stinken; alle zuurstof is bij de afbraak van de organische stoffen gebruikt. Het water gaat dus meestal naar de rioolwaterzuiveringsinstallatie.
Het rioolwater bestaat uit huishoudelijk afvalwater, industrieel afvalwater en regenwater. De zuivering gebeurt in twee stappen:
1) Eerst gaat het water door roosters (grove vuil). Vervolgens laat men zand en andere zware deeltjes bezinken in zandvangers en bezinkingtanks. Ook zijn er in de eerste trap olie- en vetvangers aanwezig.
2) Het water wordt biologisch gezuiverd met bacteriën (organische stoffen). Door beluchting, in grote platte bakken, wordt zoveel mogelijk zuurstof aan het water toegevoegd. Men laat de zuiveringsslib bezinken en loost het nu redelijk schone water in rivier, plas of zee.
Met de microvezeldoek (70% polyester en 30% polyamide) kan men het rioolwater, die belast wordt door reinigingsmiddelen, het water zonder reinigingsmiddelen reinigen. Het vuil hecht erg goed aan deze doek.
Omdat er in Nederland veel water is, wordt ons drinkwater niet uit afvalwater gemaakt. Eerst beschikten sommige gemeenten over puur duin- en grondwater, maar, omdat de bevolking groeide, moest er water uit de grote rivieren worden gehaald. Hier moest echter wel chloor aan toegevoegd worden, hetgeen een vieze smaak en geur veroorzaakte. Sinds de jaren ’70 komt het water dan ook uit de spaarbekkens van de Brabantse Biesbosch.
Ooit zei Heraclitus (540-480 v.Chr.): ‘Alles stroomt’ (Grieks: panta rhei). Hij dacht dat constante verandering of stroming het meest fundamentele kenmerk van de natuur was. Hij geloofde dat het bindend principe in de natuur het vuur was.
Maar Empedocles van Agrigentum dacht dat lucht altijd lucht bleef en water altijd water. Hij geloofde dat de natuur uit vier elementen bestond: aarde, water, lucht en vuur. Het was de wisselende samenstelling van deze vier elementen die de verschillende stoffen in de natuur maakte, in steeds andere verhoudingen. Dus alles stroomt, maar alles blijft ook hetzelfde. Empedocles dacht dat het de liefde was die alles bij elkaar hield.
Einstein toonde met zijn ‘relativiteitstheorie’ aan dat alle gebeurtenissen langer gaan als de snelheid van hun omgeving verandert. Vóór 1915 dacht men dat ruimte en tijd vaste gegevens waren, onafhankelijk van wat er gebeurde. Maar nu worden ruimte en tijd als dynamische grootheden beschouwd: als een planeet (of de mens) beweegt, of als er een kracht optreedt, wordt de kromming van de zogenaamde ruimtetijd veranderd. Omgekeerd kan de structuur van de ruimtetijd de manier van bewegen van je lichaam beïnvloeden. Deze ‘relativiteitstheorie’ van Einstein heeft het denken over ruimte en tijd wel veranderd.
De totale watervoorraad op aarde is 1360 miljoen km3, waarvan 1% zoet water, 97% zout water en 2% ijs is. Het menselijk lichaam bestaat voor 65% uit water, waarvan we 2 liter per dag verliezen aan urineren, en ½ liter door verdamping. De dood dreigt als we meer dan 15% (ca. 6 liter) lichaamswater hebben verloren.
Artikel 31.
Artikel 31 De levende aarde (hoe lang nog)?
In 1883 schreef de graaf Didier de Choussy de roman Ignis (=’Vuur’). Het boek beschrijft de aarde die al haar energiebronnen heeft verbruikt. Het enige wat resteert, is het vuur in het midden van de aardbol. Ter exploitatie daarvan wordt een bedrijf opgericht, genaamd: ‘Compagnie Générale d’Éclairage et de Chauffage pour le feu central de la terre’ (= ‘Centrale Aardvuur BV voor verlichting en verwarming’). Deze BV staat ertoe om in de aardkorst een put te slaan van 15 meter doorsnee en 12.000 meter diepte. Rond deze put ontstaat een droomstad, Industria, met een capaciteit voor 25.000 inwoners. De toekomst van de bevolking van de rest van de aarde is dus somber.
Een moderne transhumanist en futuroloog, een wetenschapper aan de universiteit van Stockholm, is Anders Sandberg. Hij wil zichzelf laten invriezen, met behulp van Cryonic suspension, onder het motto: ‘Nee heb je, en ja kun je krijgen’. Deze techniek is een uitzonderlijk medische techniek, die het sterven van mensen probeert op te schorten. Het houdt in dat men de mens invriest om ontbinding te verkomen. De ingevrorene kan nu nog niet tot leven gewekt worden, omdat het invriezen teveel schade aanricht.
In 1974 maakte de ‘Club van Rome’ zijn toekomstvisie bekend, het heette: ‘Grenzen aan de groei’. Dit rapport was zeer zorgwekkend. De aarde raakte vervuild, grondstoffen werden in snel tempo uitgeput en de temperatuur van de aarde steeg ten gevolge van het versterkte broeikaseffect. Er is een optimistische en een pessimistische visie op de toekomst:
Optimistische: ‘De wetenschap en techniek gaan zo snel vooruit; er wordt voor ieder
probleem wel een oplossing gevonden. De landbouw wordt steeds effectiever, men vindt steeds nieuwe hulpbronnen en als die dan onverhoopt op zouden raken dan is er altijd nog de mogelijkheid tot recycling of we hebben kernfusie als energiebron’. Pessimistische: ‘De mens verandert de aarde wel héél erg snel, de laatste tijd. Fossiele
materialen, die in 600.000.000 jaren gevormd zijn, verbruiken wij in duizend jaar. Eeuwenoude wouden worden in een paar luttele jaren gekapt. Met onze chemische middelen vernietigen wij planten, kleine diersoorten en micro-organismen. De natuur zal op een bepaald moment moeten terugslaan, en dan gaat alles mis’. In 1966 deden James Lovelock en Lynn Margulis onderzoek naar de natuurlijke controle- en evenwichtssystemen. De samenstelling van de Mars-atmosfeer en Venus-atmosfeer werd bepaald door middel van infrarood-waarnemingen. De atmosferen van Mars en Venus bestaan vooral uit koolstofdioxide (CO2). Maar op Mars is de laag ijl, en op Venus is de laag juist ‘dik’. Daardoor is het op Mars koud, en op Venus warm. Hierdoor zal er waarschijnlijk geen leven zijn op deze planeten. De aardatmosfeer bestond 4 miljard jaar geleden ook bijna uitsluitend uit koolstofdioxide. Maar op dit ogenblik bestaat de atmosfeer uit stikstof en zuurstofgas, en is er bijna geen koolstofdioxide te vinden. Behalve stikstof, zuurstofgas en koolstofdioxide, zit er ook een beetje methaan (CH4) in de atmosfeer. Als methaangas en zuurstofgas, onder invloed van zonlicht, met elkaar in aanraking komen, gaan ze reageren, en ontstaat er koolstofdioxide en water. Er zijn enorme hoeveelheden zuurstof en methaan nodig om deze verbrandingsreactie op peil te houden. Volgens James Lovelock worden de massa’s zuurstof en methaan door levende organismen geproduceerd. Hij begon zich rond 1966 af te vragen of de atmosfeer niet alleen maar de omgeving is waarin het leven zich afspeelt, maar misschien wel een deel van het leven zelf, omdat de aardatmosfeer zeer constant blijft, terwijl hij is samengesteld uit maar enkele zéér reactieve gassen en omdat de constante samenstelling PRECIES goed is voor de levende wezens. James Lovelock bedacht dat de hoeveelheid zuurstof zeer nauwkeurig gereguleerd moest zijn, omdat uit experimenten is gebleken dat op aarde het percentage zuurstof nooit veel groter zou kunnen worden dan 21 volume%. Sinds het ontstaan van de aarde is de zon 30% heter geworden, maar er is niets gebeurd, omdat het leven op aarde zelf zijn eigen gunstige omgeving regelt, volgens James Lovelock. De planeet Gaia, zo’n levende planeet, kan tegen rampen, zoals enorme klappen. Maar als we zo doorgaan, zal Gaia zich wel kunnen redden, en zich drastisch moeten aanpassen, maar de mensen zullen het niet overleven. Alleen de bacteriën overleven het, omdat het zulke succesvolle organismen zijn. Als de aarde ooit een atmosfeer zou hebben gehad, van uitsluitend koolstofdioxide en enkele procenten stikstofgas en waterdamp, dan zou er door bliksem en straling aminozuren, nucleotiden en suikers kunnen ontstaan. Maar deze stoffen zijn uitermate gevoelig voor zuurstof, er kan dus nooit een noemenswaardige hoeveelheid zuurstof op aarde zijn geweest. Waarschijnlijk waren de eerste levende wezens anaërobe organismen (zij leefden zonder zuurstof). Lynn Margulis denkt dat op een zeker moment, zo’n 3,5 miljard jaar geleden, een nieuw type (de cyano-bacterie) is ontstaan die het zonlicht kon gebruiken als energiebron. Als bijproduct van hun fotosynthese zou zuurstof kunnen zijn gevormd. Dit was voor ieder leven een zeer giftige gas. Maar toen zou er een nieuw cel zijn gekomen, met een bijzondere eigenschap: de eigenschap om zuurstof op te ruimen en onschadelijk te maken. Geologen denken dat er vanaf 2 miljard jaar geleden metaalertsen worden gevormd. Vanaf die tijd was er dus zuurstof. James Lovelock ontwierp ‘Daisyworld’, een bekend model van de opwarmende en afkoelende aarde. Er was dan een denkbeeldige simpele planeet met twee levensvormen (wit madeliefje en zwart madeliefje), met genoeg water en eeuwige zonnige dagen. Ook blijft de atmosferische samenstelling constant. Het kernpunt is dat de twee madeliefjes verschillende kleur hebben, en dat dus het percentage licht dat wordt gereflecteerd (albedo), verschillend is. Op deze manier kunnen de madeliefjes de temperatuur veranderen van de grond waarop zij groeien. Artikel 32. Artikel 32 Doorlatende lichamen in een gesloten wereld
Water is over het algemeen erg beweeglijk. De voortdurende rondgang van water noemt men de ‘kringloop’ van het water. Het water op aarde vormt één doorlopend geheel waarvan de delen onafgebroken rondstromen en elkaars plaats innemen, nu een als gas, dan weer als vloeibaar water of als ijs. Water stroomt ook dwars door organismen heen. Zo kunnen organismen water van de grond naar de atmosfeer voeren. Mensen nemen met hun lichaam ook deel aan de kringloop van water. Een klein stroompje van de hele kringloop van water vloeit door ieder van ons heen. Het water in ons lichaam is niet hetzelfde water als dat er een dag geleden in zat. Men is gewend om het lichaam als een afgebakende en afgesloten eenheid te zijn, maar eigenlijk zijn we best wel lek; een deel van de buitenwereld loopt dwars door ons lichaam heen en maakt er een tijd lang deel van uit. De deeltjes waaruit een mens is opgebouwd, horen niet bij dat ene lichaam, maar bij de doorlatende lichamen van alle organismen in de wereld. Het is hierdoor níét mogelijk dat watermoleculen die eerst deel uitmaakten van een beroemdheid, zich nu in een ander lichaam bevinden, hoogstens wat waterdamp. Dan kan het ook dat wij worden omringd door waterdamp van Boeddha, Jezus of Mohammed. Veel mensen zien hier een vorm van onsterfelijkheid in. Ook doet dit denken aan een begrip in de Indische godsdienst: het Brahman (of: Brahma). Het Brahman is datgene waaruit alle wezens ontstaan, waardoor ze leven en waarheen ze weer terugkeren. De dood betekent voor een organisme een totale ‘desintegratie’; de samenhang tussen en binnen alle moleculen gaat verloren. Maar het bouwmateriaal, de atomen, blijft beschikbaar voor andere organismen. De dood van een organisme is een belangrijk moment voor andere organismen, omdat dan de stoffen waaruit het organisme bestond, volledig vrij voor gebruik komen voor de andere organismen. Alle andere soorten atomen die in levende cellen voorkomen, verplaatsen zich van organisme tot organisme. De atomen veranderen niet alleen van plaats, ze doen ook mee aan chemische reacties. Sommige atomen komen voornamelijk vrij als het organisme sterft, anders atomen worden door het levende organisme uitgescheiden. Stikstofkringloop: Planten nemen met hun wortels stikstofverbindingen op uit het grondwater. Ze hebben deze verbindingen nodig om eiwitten te kunnen maken. Mensen en dieren eten planten om aan eiwitten te komen. Wat ze teveel aan eiwitten binnen krijgen, wordt verbrand en afgebroken. De afvalstoffen die hierbij ontstaan zijn ureum en ammoniak. Deze worden uitgeplast. In de moleculen van deze afvalstoffen zitten de stikstofatomen. Ureum en ammoniak kunnen dienen als voedsel voor de planten. Hiermee is de kring gesloten. Koolstofkringloop: In de troposfeer bevindt zich een vrij kleine hoeveelheid koolstofdioxide. Planten maken door fotosynthese (CO2 + H2O C6H12O6 + O2) glucose en zuurstof. Uit glucose en een kleine hoeveelheid mineralen maakt de plant vervolgens alle stoffen waaruit zij is opgebouwd. Een deel van de glucose zet de plant om in het reservevoedsel zetmeel. Wanneer bijvoorbeeld een dier dit eet, krijgt hij zetmeel binnen. Dit wordt verteerd tot glucose. De cellen van dit dier kunnen de glucose verbranden, waarbij opnieuw water en koolstofdioxide ontstaan. Kortom: organismen bestaan niet voortdurend uit dezelfde moleculen. Toch houden ze zichzelf in stand en bewaren een nauwkeurig stabiel inwendig milieu. Het voedsel dat hiervoor nodig is, kunnen ze in het omringende milieu vinden. Ook kunnen ze hun afval hierin kwijt. De voorraad atomen op de aarde ligt geheel vast. Aan het oppervlak van de aarde zijn planten en dieren onafgebroken bezig om met hun stofwisselingsprocessen de samenstelling van de atmosfeer te beïnvloeden. Toch slaagt de aarde er op een of andere manier in om een opmerkelijk constant milieu te handhaven. Welke biologische en geologische processen hierbij precies een rol spelen, is onbekend. Wel weten we dat de mechanismen die het evenwicht handhaven, waarschijnlijk niet in staat zijn om plotseling optredende veranderingen te neutraliseren. Bijvoorbeeld de verbranding van steenkool, aardgas en aardolie. Hierbij ontstaat als verbrandingsproduct zo veel koolstofdioxide, dat het niet allemaal door de groei van de planten opgenomen en verwerkt kan worden. Het gehalte koolstofdioxide is de laatste tien jaar dan ook flink gestegen. Hierdoor ontstaan ernstige milieuverstoringen; bijvoorbeeld het broeikaseffect. Ook kan het zijn dat het klimaat in elk gebied op een andere manier gaat veranderen. Daarom proberen veel landen de productie van koolstofdioxide te beperken. Artikel 35. Artikel 35 Ozon
De formule van ozon is O3. Ozon is een lichtblauw gas met een knoflookachtige geur. Ozongas is gevaarlijk; het reageert met allerlei stoffen en zelf in kleine concentraties is het bij inademing irriterend en giftig. Ozon wordt in de atmosfeer gevormd, maar ozon zit in de stratosfeer. Hierin zit 2 volume% ozon (overige gassen: stikstof, zuurstof, argon, koolstofdioxide en waterdamp). Deze laag beschermt ons tegen UV-straling, dat ieder leven doodt.
Met remote sensing kan je ultraviolet- (UV-) en infrarood- (IR-)straling meten. Je kunt radarstraling uitzenden en weer opvangen, je kan het uitzenden van de straling van een object opwekken d.m.v. een laserstraal, maar het kan ook met gewone kleurenfotografie. De kleuren die de mensen kan zien, berust maar een klein gedeelte van het hele stralingsspectrum dat zich uitstrekt van radiogolven tot gammastraling. Omdat mensen allerlei dingen kunnen verstoppen, maakt met gebruik van UV- en IR-straling. Warmtebeelden kunnen door bepaalde trucs met de computer worden omgezet in zichtbare beelden. De dikte van de ozonlaag kan d.m.v. GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) worden gemeten. Het zit aan boord van de Europese Remote Sensing satelliet, en het meet niet alleen de hoeveelheid ozon, maar ook nog dat van andere gassen. De techniek berust op een apparaat (spectrofotometer) dat UV- en zichtbaar licht kan meten. De eenheid waarin de hoeveelheid ozon wordt aangegeven, zijn de Dubson eenheden (DU’s).
De hoeveelheid ozon in de stratosfeer neemt af. Er vindt afbraak van ozon plaats door het gebruik van spuitbusjes met cfk-gas. De ozonarme lucht verspreidde zich over het hele aardoppervlak zodat ook verder van de Zuidpool af het slecht met de ozonlaag is gesteld. Aërosols (vulkaanuitbarstingen) zijn ook boosdoeners voor de ozonproblematiek. De belangrijkste industriële landen hebben zich in 1987 verplicht om maatregelen te nemen tegen de uitstoot van de ozon-bedreigende gassen uit spuitbusjes. Dit is het verdrag van Montreal.
Door UV-straling krijgen schapen en ander vee huidkanker, de ogen van mensen en dieren worden aangetast (foto-keratitis of sneeuwblindheid). Het immuunsysteem wordt aangetast. Op de huid ontwikkelen zich melanomen. Door deze straling wordt ook plankton in de zee gedood. Deze neemt juist de koolstofdioxide op.
De ozonlaag bestaat uit:
Exosfeer: De bovenste laag van de atmosfeer, circa 900 kilometer boven ons. Hieruit ontsnappen steeds gassen de ruimte in.
Thermosfeer: De op een na bovenste laag, circa 80-450 kilometer boven ons. In deze laag kan de temperatuur oplopen tot 2000 ˚C.
Mesosfeer: De mesosfeer ligt 50-80 km boven ons. Het is er onderin niet erg koud,
bovenin wel.
Stratosfeer: De stratosfeer ligt 20-50 km boven ons. De ozonlaag bevindt zich op ca. 30km boven ons. Omdat de atmosfeer ter hoogte van de stratosfeer vrij ijl is, is de druk er niet groot. De parelmoerwolken boven Antarctica ontstaan doordat het boven Antarctica extreem koud is, en er dus kleine ijsdeeltjes ontstaan. Aan het oppervlak van deze ijsdeeltjes wordt de aanwezige ozon enorm snel afgebroken door de cfk’s (chloorfluorkoolwaterstoffen) uit spuitbussen en koelkasten in samenspel met de sterke UV-straling. Het voorjaar (september/oktober) veroorzaakt daar dus extreme kou en ook veel straling, zo ontstaat er een gevaarlijk gat in de ozonlaag.
Troposfeer: De troposfeer ligt 10-20 km boven ons. Hier speelt het weer zich in af. In de troposfeer zit ook een beetje ozon. Maar daar is het juist slecht, want
het werkt daar als broeikasgas en het maskeert het gat in de ozonlaag. James Lovelock ontwikkelde een apparaat waarmee bestrijdingsmiddelen in de atmosfeer konden worden gemeten. Ook werkte hij samen met de NASA aan ruimtevaartprogramma’s. Hij is vooral bekend geworden door zijn onderzoek naar de effecten van cfk’s op de ozonlaag. Paul Crutzen kreeg in 1995 samen met de Amerikanen Molina en Rowland, de Nobelprijs voor de Chemie. Zij kregen de prijs voor hun belangrijke onderzoek van de atmosfeer, vooral over de afbraak van de ozonlaag. Hij toonde in 1970 aan dat stikstofoxiden uit grondbacteriën en het methaan uit koeienmagen en rijstvelden de ozonlaag afbreken.
probleem wel een oplossing gevonden. De landbouw wordt steeds effectiever, men vindt steeds nieuwe hulpbronnen en als die dan onverhoopt op zouden raken dan is er altijd nog de mogelijkheid tot recycling of we hebben kernfusie als energiebron’. Pessimistische: ‘De mens verandert de aarde wel héél erg snel, de laatste tijd. Fossiele
materialen, die in 600.000.000 jaren gevormd zijn, verbruiken wij in duizend jaar. Eeuwenoude wouden worden in een paar luttele jaren gekapt. Met onze chemische middelen vernietigen wij planten, kleine diersoorten en micro-organismen. De natuur zal op een bepaald moment moeten terugslaan, en dan gaat alles mis’. In 1966 deden James Lovelock en Lynn Margulis onderzoek naar de natuurlijke controle- en evenwichtssystemen. De samenstelling van de Mars-atmosfeer en Venus-atmosfeer werd bepaald door middel van infrarood-waarnemingen. De atmosferen van Mars en Venus bestaan vooral uit koolstofdioxide (CO2). Maar op Mars is de laag ijl, en op Venus is de laag juist ‘dik’. Daardoor is het op Mars koud, en op Venus warm. Hierdoor zal er waarschijnlijk geen leven zijn op deze planeten. De aardatmosfeer bestond 4 miljard jaar geleden ook bijna uitsluitend uit koolstofdioxide. Maar op dit ogenblik bestaat de atmosfeer uit stikstof en zuurstofgas, en is er bijna geen koolstofdioxide te vinden. Behalve stikstof, zuurstofgas en koolstofdioxide, zit er ook een beetje methaan (CH4) in de atmosfeer. Als methaangas en zuurstofgas, onder invloed van zonlicht, met elkaar in aanraking komen, gaan ze reageren, en ontstaat er koolstofdioxide en water. Er zijn enorme hoeveelheden zuurstof en methaan nodig om deze verbrandingsreactie op peil te houden. Volgens James Lovelock worden de massa’s zuurstof en methaan door levende organismen geproduceerd. Hij begon zich rond 1966 af te vragen of de atmosfeer niet alleen maar de omgeving is waarin het leven zich afspeelt, maar misschien wel een deel van het leven zelf, omdat de aardatmosfeer zeer constant blijft, terwijl hij is samengesteld uit maar enkele zéér reactieve gassen en omdat de constante samenstelling PRECIES goed is voor de levende wezens. James Lovelock bedacht dat de hoeveelheid zuurstof zeer nauwkeurig gereguleerd moest zijn, omdat uit experimenten is gebleken dat op aarde het percentage zuurstof nooit veel groter zou kunnen worden dan 21 volume%. Sinds het ontstaan van de aarde is de zon 30% heter geworden, maar er is niets gebeurd, omdat het leven op aarde zelf zijn eigen gunstige omgeving regelt, volgens James Lovelock. De planeet Gaia, zo’n levende planeet, kan tegen rampen, zoals enorme klappen. Maar als we zo doorgaan, zal Gaia zich wel kunnen redden, en zich drastisch moeten aanpassen, maar de mensen zullen het niet overleven. Alleen de bacteriën overleven het, omdat het zulke succesvolle organismen zijn. Als de aarde ooit een atmosfeer zou hebben gehad, van uitsluitend koolstofdioxide en enkele procenten stikstofgas en waterdamp, dan zou er door bliksem en straling aminozuren, nucleotiden en suikers kunnen ontstaan. Maar deze stoffen zijn uitermate gevoelig voor zuurstof, er kan dus nooit een noemenswaardige hoeveelheid zuurstof op aarde zijn geweest. Waarschijnlijk waren de eerste levende wezens anaërobe organismen (zij leefden zonder zuurstof). Lynn Margulis denkt dat op een zeker moment, zo’n 3,5 miljard jaar geleden, een nieuw type (de cyano-bacterie) is ontstaan die het zonlicht kon gebruiken als energiebron. Als bijproduct van hun fotosynthese zou zuurstof kunnen zijn gevormd. Dit was voor ieder leven een zeer giftige gas. Maar toen zou er een nieuw cel zijn gekomen, met een bijzondere eigenschap: de eigenschap om zuurstof op te ruimen en onschadelijk te maken. Geologen denken dat er vanaf 2 miljard jaar geleden metaalertsen worden gevormd. Vanaf die tijd was er dus zuurstof. James Lovelock ontwierp ‘Daisyworld’, een bekend model van de opwarmende en afkoelende aarde. Er was dan een denkbeeldige simpele planeet met twee levensvormen (wit madeliefje en zwart madeliefje), met genoeg water en eeuwige zonnige dagen. Ook blijft de atmosferische samenstelling constant. Het kernpunt is dat de twee madeliefjes verschillende kleur hebben, en dat dus het percentage licht dat wordt gereflecteerd (albedo), verschillend is. Op deze manier kunnen de madeliefjes de temperatuur veranderen van de grond waarop zij groeien. Artikel 32. Artikel 32 Doorlatende lichamen in een gesloten wereld
Water is over het algemeen erg beweeglijk. De voortdurende rondgang van water noemt men de ‘kringloop’ van het water. Het water op aarde vormt één doorlopend geheel waarvan de delen onafgebroken rondstromen en elkaars plaats innemen, nu een als gas, dan weer als vloeibaar water of als ijs. Water stroomt ook dwars door organismen heen. Zo kunnen organismen water van de grond naar de atmosfeer voeren. Mensen nemen met hun lichaam ook deel aan de kringloop van water. Een klein stroompje van de hele kringloop van water vloeit door ieder van ons heen. Het water in ons lichaam is niet hetzelfde water als dat er een dag geleden in zat. Men is gewend om het lichaam als een afgebakende en afgesloten eenheid te zijn, maar eigenlijk zijn we best wel lek; een deel van de buitenwereld loopt dwars door ons lichaam heen en maakt er een tijd lang deel van uit. De deeltjes waaruit een mens is opgebouwd, horen niet bij dat ene lichaam, maar bij de doorlatende lichamen van alle organismen in de wereld. Het is hierdoor níét mogelijk dat watermoleculen die eerst deel uitmaakten van een beroemdheid, zich nu in een ander lichaam bevinden, hoogstens wat waterdamp. Dan kan het ook dat wij worden omringd door waterdamp van Boeddha, Jezus of Mohammed. Veel mensen zien hier een vorm van onsterfelijkheid in. Ook doet dit denken aan een begrip in de Indische godsdienst: het Brahman (of: Brahma). Het Brahman is datgene waaruit alle wezens ontstaan, waardoor ze leven en waarheen ze weer terugkeren. De dood betekent voor een organisme een totale ‘desintegratie’; de samenhang tussen en binnen alle moleculen gaat verloren. Maar het bouwmateriaal, de atomen, blijft beschikbaar voor andere organismen. De dood van een organisme is een belangrijk moment voor andere organismen, omdat dan de stoffen waaruit het organisme bestond, volledig vrij voor gebruik komen voor de andere organismen. Alle andere soorten atomen die in levende cellen voorkomen, verplaatsen zich van organisme tot organisme. De atomen veranderen niet alleen van plaats, ze doen ook mee aan chemische reacties. Sommige atomen komen voornamelijk vrij als het organisme sterft, anders atomen worden door het levende organisme uitgescheiden. Stikstofkringloop: Planten nemen met hun wortels stikstofverbindingen op uit het grondwater. Ze hebben deze verbindingen nodig om eiwitten te kunnen maken. Mensen en dieren eten planten om aan eiwitten te komen. Wat ze teveel aan eiwitten binnen krijgen, wordt verbrand en afgebroken. De afvalstoffen die hierbij ontstaan zijn ureum en ammoniak. Deze worden uitgeplast. In de moleculen van deze afvalstoffen zitten de stikstofatomen. Ureum en ammoniak kunnen dienen als voedsel voor de planten. Hiermee is de kring gesloten. Koolstofkringloop: In de troposfeer bevindt zich een vrij kleine hoeveelheid koolstofdioxide. Planten maken door fotosynthese (CO2 + H2O C6H12O6 + O2) glucose en zuurstof. Uit glucose en een kleine hoeveelheid mineralen maakt de plant vervolgens alle stoffen waaruit zij is opgebouwd. Een deel van de glucose zet de plant om in het reservevoedsel zetmeel. Wanneer bijvoorbeeld een dier dit eet, krijgt hij zetmeel binnen. Dit wordt verteerd tot glucose. De cellen van dit dier kunnen de glucose verbranden, waarbij opnieuw water en koolstofdioxide ontstaan. Kortom: organismen bestaan niet voortdurend uit dezelfde moleculen. Toch houden ze zichzelf in stand en bewaren een nauwkeurig stabiel inwendig milieu. Het voedsel dat hiervoor nodig is, kunnen ze in het omringende milieu vinden. Ook kunnen ze hun afval hierin kwijt. De voorraad atomen op de aarde ligt geheel vast. Aan het oppervlak van de aarde zijn planten en dieren onafgebroken bezig om met hun stofwisselingsprocessen de samenstelling van de atmosfeer te beïnvloeden. Toch slaagt de aarde er op een of andere manier in om een opmerkelijk constant milieu te handhaven. Welke biologische en geologische processen hierbij precies een rol spelen, is onbekend. Wel weten we dat de mechanismen die het evenwicht handhaven, waarschijnlijk niet in staat zijn om plotseling optredende veranderingen te neutraliseren. Bijvoorbeeld de verbranding van steenkool, aardgas en aardolie. Hierbij ontstaat als verbrandingsproduct zo veel koolstofdioxide, dat het niet allemaal door de groei van de planten opgenomen en verwerkt kan worden. Het gehalte koolstofdioxide is de laatste tien jaar dan ook flink gestegen. Hierdoor ontstaan ernstige milieuverstoringen; bijvoorbeeld het broeikaseffect. Ook kan het zijn dat het klimaat in elk gebied op een andere manier gaat veranderen. Daarom proberen veel landen de productie van koolstofdioxide te beperken. Artikel 35. Artikel 35 Ozon
het werkt daar als broeikasgas en het maskeert het gat in de ozonlaag. James Lovelock ontwikkelde een apparaat waarmee bestrijdingsmiddelen in de atmosfeer konden worden gemeten. Ook werkte hij samen met de NASA aan ruimtevaartprogramma’s. Hij is vooral bekend geworden door zijn onderzoek naar de effecten van cfk’s op de ozonlaag. Paul Crutzen kreeg in 1995 samen met de Amerikanen Molina en Rowland, de Nobelprijs voor de Chemie. Zij kregen de prijs voor hun belangrijke onderzoek van de atmosfeer, vooral over de afbraak van de ozonlaag. Hij toonde in 1970 aan dat stikstofoxiden uit grondbacteriën en het methaan uit koeienmagen en rijstvelden de ozonlaag afbreken.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden