H 6 Het zonnestelsel en H 7 Leven op aarde

Hoofdstuk 6 Het zonnestelsel

§ 1 Dagen, maanden, jaren

de maan draait in 29 ½ dag om de aarde, in dezelfde richting als de aarde om haar as. De vorm van de maan verandert in de loop van de maandà schijngestalten.
Nieuwe maan: de maan staat tussen de zon en de aarde in.
De aarde draait in 24 uur om haar as. De maan draait in 29 ½ dag om de aarde en samen draaien ze in een jaar rondom de zon.

Volle maan dernier nieuwe maan premier
Laatste kwartier 1e kwartier

Zonnewijzer: de oudste klok waar mensen vroeger de tijd mee bepaalden. Vroeg op de dag is de schaduw het langst, de zon staat laag aan de hemel. Midden op de dag is de schaduw het kortst, de zon staat dan op zijn hoogste punt.

Er zijn twee manieren om een kalender te maken: de eerste gaat uit van de maan, de tweede van de zon. De oudste kalenders waren gebaseerd op de beweging van de maan. In de tijd dat de maan om de aarde draait, zien we vanaf de aarde de verschillende fasen van de maan.

De zon legt de duur van een jaar vast. De aarde beweegt in 365,25 dagen één keer om de zonà zonnejaar. Om het aantal dagen in een zonnejaar te laten kloppen met het aantal dagen op de kalender, hebben de maanden 30 of 31 dagen en alleen februari heeft 28 dagen. Dit is bij elkaar 365. Om de 0,25 ook te laten meetellen is er eens in de 4 jaar een schrikkeljaar, februari telt dan 29 dagen.

De aarde draait in oostelijke richting om haar as. In een dorp in het oosten van Nederland komt de zon dus eerder op dan in Scheveningen. Vroeger had ieder dorp dus z’n eigen tijd, dit kon omdat mensen geen verre reizen maakte. Maar door de komst van de spoorwegen werd er voor heel Nederland een ‘spoortijd’ vastgesteld. Het was dus in heel Nederland even laat, anders zou de dienstregeling niet uitkomen.

Mensen hebben een natuurlijk dag- en nachtritme van ongeveer 24 uur. Dat heeft het bioritme. De biologische klok zit bij mensen en dieren in het voorste deel van de hypothalamus. De hypothalamus is via een zenuw met je oog verbonden. Door de afwisseling van licht en donker wordt je biologische klok weer gelijk gezet met het ritme van de zon. Reizigers die een aantal tijdzones passeren hebben vaak last van een jetlag. Hun biologische klok heeft moeite zich aan te passen aan de plaatselijke kloktijd.

De wereld is onderverdeeld in 24 tijdzones van elk 1 uur. De nullijn loopt bij het Engelse Greenwich. Oostelijk van Greenwich is het later op de dag, westelijk is het vroeger. Als je over de datumgrens reist, verandert niet alleen de tijd, maar ook de datum.

§ 2 Aarde, zon en maan

In de zomer staat de zon hoger aan de hemel dan in de winter, ook de plaats waar de zon opkomt is ieder seizoen anders. In de zomer is het warmer dan in de winter. Dit komt doordat de dagen in de zomer langer zijn en omdat de zon hoger aan de hemel staat. Als de zon laag aan de hemel staat, valt het zonlicht onder een kleine hoek en verwarmt daarom het aardoppervlak minder sterk.

Nederland kent vier seizoenen. Je merkt goed wanneer er een ander seizoen begint en we zijn erg gewend aan de wisselingen tussen temperaturen in de verschillende seizoen. Maar hoe dichter je bij de evenaar komt, hoe kleiner de verschillen. In de Tropen komen maar twee seizoenen voor. En terwijl het bij ons lekker weer is, is het in Australië hartje winter.
De denkbeeldige aardas tussen noord- en zuidpool staat niet loodrecht op de baan van de aarde, maar onder een hoek van 23,5°à de aarde leunt als het ware een beetje achterover. Als de aarde om de zon draait, blijft de aardas altijd in de richting van de poolster wijzen. Daardoor ontstaan de seizoenen. De zon staat namelijk elke keer ergens anders, wat de temperatuurverschillen veroorzaakt.

De wisseling van het stijgen en dalen van het water in zee heet het getij. Als het eb is, daalt het water en als het vloed is, stijgt het water. De ebstroming heeft een snelheid van 1 à 2 kilometer per uur. Het is gevaarlijk bij eb ver uit de kust te zwemmen, omdat het moeilijk is tegen de ebstroming in te zwemmen. Het getij duurt 12 uur en 25 minuten. Het wordt veroorzaakt door de maan. De maan en de aarde oefenen een aantrekkingskracht op elkaar uit: de zwaartekracht. Deze wordt kleiner als de afstand groter wordt. Aan de kant van de aarde die naar de maan is toegekeerd, is de zwaartekracht dus groter dan aan de andere kant.

Tijdens een zonsverduistering is er altijd een nieuwe maan, vandaar dat je de maan dan niet kunt zien. De maan staat precies tussen de zon en de aarde. De duur is maximaal 7 minuten. De zon is 400 keer zo groot als de maan, maar staat ook 400 keer verder weg.
Bij volle maan staan zon, aarde en maan ook op één lijn. De aarde staat tussen de zon en de maan in. De volle maan kruipt in de schaduw van de aarde.het zonlicht kan dan de maan niet meer bereiken. Een maansverduistering duurt 3 kwartier.
Je kunt niet elke maand een zons- of maansverduistering zien. Soms wordt de zon of maan voor een deel verduisterd. Je spreekt dan van een gedeeltelijke verduistering.

§ 3 Het zonnestelsel

In het centrum van het zonnestelsel staat de zon. Naast de aarde zijn er nog 8 andere planeten die om de zon draaien. Dit zijn: Mercurius, Venus, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en Pluto. Jupiter is de grootste en heeft wel 16 manen, aarde heeft er maar eentje. Mercurius en Venus worden de binnenplaneten genoemd, de zes andere de buitenplaneten. Tussen de planeten Mars en Jupiter bevindt zich een soort gordel van duizenden kleine tot grote rotsblokken met een maximale omvang van enkele tientallen kilometers. Dit zijn planetoïden.

De ontwikkeling van de ruimtevaart maakt het mogelijk om via onbemande ruimtevaartuigen opnamen te maken van de verschillende planeten en ze verzamelen informatie over de oppervlakte.

Een komeet bestaat uit stof en ijs en eens in de tien jaar kun je ze met het blote oog aan de hemel zien staan. Als ze dicht in de buurt van de zon komen verdampt het ijs en ontstaat er een staart van ijl gas die miljoenen kilometers lang kan worden.
Een meteoor is een lichtflits aan de hemelà ‘vallende ster’. Stofjes en steentjes uit de ruimte botsen met volle snelheid tegen de aarde. Grote stenen overleven de tocht door de dampkring en slaat in op aarde, dan worden het meteorieten genoemd.

Het zonnestelsel was heel vroeger een enorme wolk van gas en stof. Door de zwaartekracht werd die wolk samengetrokken. Hij kreeg de vorm van een afgeplatte schijf. Het meeste materiaal kwam in het midden terechtà de zon. Meer naar buiten toe ontstonden verdichtingen in de wolk. Dat klonterde samen tot planeten. Omdat de aarde ontstaan is uit dezelfde oerwolk als de rest van het zonnestelsel, bestaat ze uit dezelfde atoomsoorten.

§ 4 Beter waarnemen

Om sommige zwakke sterren te kunnen waarnemen is het nodig meer licht op te vangen, dat lukt niet met blote oog, daarom wordt daarbij een telescoop gebruikt.
De doorsnede van een telescoop is veel groter dan die van een pupil, daardoor wordt er veel meer licht opgevangen. Ook vergroot een telescoop het beeld waardoor je meer details kunt zien. Tegenwoordig worden er spiegels in de telescopen gebruikt.
Dankzij het fototoestel kon men de beelden die men via de telescoop opving fotografen en met elkaar vergelijken.
Hoe langer de belichtingstijd hoe meer details op de foto zichtbaar zijn.

Hoofdstuk 7 Leven op aarde

§ 1 Een leefbare planeet

Venus is een onwaarschijnlijke plaats om leven aan te treffen, want de luchtdruk aan het oppervlak is 90 keer zo groot als op aarde en de temperatuur is 450°C. De zon schijnt er nooit, omdat de planeet omhuld is door een dikke laag wolken, die zwavelzuur bevatten. De andere buurman van de aarde, Mars, is een ijzig koude planeet. Overdag is de temperatuur net onder nul, ’s nachts kan het er –70°C. worden. Op Mars regent het nooit, de planeet is kurkdroog.

De atmosferen van de aarde, Mars en Venus zijn ontstaan door uitgassen. Op aarde is dit proces nog steeds niet uitgewerkt, dat kun je merken aan de nog altijd werkende vulkanen op onze planeet. De gassen uit de vulkaan bestaat voor de helft uit waterdamp, voor een kwart uit koolstofdioxide en voor een tiende uit zwaveldioxide. Er moet vroeger dus veel meer koolstofdioxide in de lucht hebben gezeten. Dat dat nu niet meer zo is komt door de afstand tussen de zon en de aarde, de zon staat net ver weg genoeg om stromend water voor te laten komen. Op Mars is het daar altijd te heet voor geweest en op Venus te koud. Op aarde kon zich water verzamelen (oceanen) en daar moet het leven in zijn ontstaan. Hoe, dat weet niemand. Door leven op aarde daalde de hoeveelheid koolstofdioxide, want dat namen de organismen uit de lucht op en ademden zuurstof uit (nu nog met planten).

De ‘grens’ van de atmosfeer wordt bij 150 kilometer hoogte gelegd, omdat daarboven satellieten rond de aarde kunnen cirkelen zonder al te veel te worden afgeremd.
De zon zend een schadelijke straling uit, genaamd UV- straling, maar deze komt niet door de atmosfeer (ozonlaag) heen en dus is het niet schadelijk voor de mensheid. Bij deze absorptie komt warmte vrij.
In één jaar valt er alleen al op Nederland 50X meer zonne-energie dan dat we verbruiken. De overige zonne-energie wordt teruggekaatst naar de ruimte. De rest wordt gebruikt om de atmosfeer en het aardoppervlak te verwarmen. De aarde straalt ongeveer evenveel energie uit als ze van de zon ontvangt, daarom verandert de temperatuur op aarde niet.
Zonne-energie kan zich ook via de oceanen transporteren. De zonne-energie wordt door het water opgenomen, waardoor dat gedeeltelijk verdampt. Als de wolken uitregen boven het land stroomt het water via rivieren weer terug naar zee.

De biosfeer I is de ‘laag’ waarin wij leven. Verschillende kringlopen zijn erg belangrijk, zoals die van water en die van zuurstof. Zuurstofà je ademt zuurstof in uit de lucht, als je uitademt verlaat koolstofdioxide je lichaam, die wordt opgenomen door planten en bomen die er weer zuurstof van maken.
Om de aardse biosfeer beter te leren begrijpen is er in de woestijn van Arizona een enorme kas gebouwd met daarin alle soorten landschappen aanwezig in mini-formaat. Ook zijn er allerlei diersoorten aanwezig. Men ging kijken of hier 8 mensen 2 jaar in konden leven terwijl de kas hermetisch afgesloten was, dit was niet echt gelukt.
Buffers zijn organismen of andere dingen waar tijdelijk bijvoorbeeld koolstof wordt opgeslagen om het daarna weer terug te transporteren naar de eigenlijke bron.

§ 2 Grenzen aan de temperatuur

In de woestijn komen enorme temperatuursverschillen voor tussen dag en nacht. In Nederland is dat niet zo, dit komt door het water. Water maakt de verschillen in temperatuur kleiner.
Hoe warm het op aarde is hangt af van hoe ver de zon boven de horizon staat. En de hoeveelheid aan bewolking en waterdamp is van belang.
Oceanen nemen warmte op uit de lucht om het zeewater te verwarmen, ze werken dan als ‘koelelement’. Onderweg naar de gematigde streken en poolgebieden koelt het water af. Dan werkt het als ‘verwarmingselement’: het geeft warmte af aan de lucht.
Door natuurlijke oorzaken verandert het klimaat op aarde regelmatig, zowel op korte als op lange termijn. Een voorbeeld zijn de ijstijden.

Om te kijken of klimaatveranderingen een natuurlijk verschijnsel zijn, of door de mens veroorzaakte veranderingen weten we niet. Daarom zijn er klimaatmodellen ontwikkeld.
Klimaatmodellen zijn computerprogramma’s waarin met allerlei invloeden op het klimaat wordt gerekend. Lang niet alle invloeden op het klimaat kunnen worden opgenomen en dus zijn de modellen niet 100% te vertrouwen. Klimaatmodellen zijn van groot economisch en politiek belang.

§ 3 Modellen om te voorspellen

Bij het verbranden van hout van bomen komt opgeslagen zonne-energie vrij in de vorm van warmte. Als je het hout laat rotten, komt de energie vrij bij het rottingsproces. Dit proces wordt soms niet helemaal afgemaakt. Halfvergane resten blijven dan achter. Ze bevatten nog opgeslagen zonne-energie en hieruit zijn de fossiele brandstoffen zoals steenkool, aardgas en aardolie ontstaan.
Om de energie die in de verschillende fossiele brandstoffen ligt opgeslagen met elkaar te kunnen vergelijken wordt het begrip olie-equivalent gebruikt.
Het aardolieverbruik in 1995 bedroeg ongeveer 500 volle emmers. De meeste energie halen we uit de aardgasbel in de Groningse bodem. Meer dan 44% per jaar van de aardgaswinning is voor de export. Het is dus belangrijk voor de economie.
Steenkool wordt voornamelijk gebruikt voor de stoomproductie in elektriciteitscentrales. Alle aardolie gaat naar raffinaderijen. Die maken er aardolieproducten van zoals benzine en kerosine. Aardgas gaat naar elektriciteitscentrales, industrieën, huishoudens en overige afnemers, zoals de glastuinbouw.
Wanner zijn de fossiele brandstoffen op? Dat weet men niet. Men kan hoogstens voorspellen wanneer deze op zullen zijn, maar die voorspelling is elke tientallen jaren hetzelfde, omdat er wel veel opgebruikt wordt, maar er worden ook zo nu en dan nieuwe voorraden ontdekt.
Mensen gaan steeds meer energie verbruiken. Niet alle modellen voorspellen hetzelfde. ‘positieve modellen voorspellen dat de voorraad pas in de 22ste eeuw op is. ‘Pessimistischere’ modellen voorspellen dat de voorraad al binnen 50 jaar op is. Wanneer de fossiele brandstoffen op zijn hangt af van de bevolkingsomvang, het welvaartspeil en de omvang van de bewezen voorraden.
Je kunt de dreigende brandstoffen crisis voorkomen door duurzame energiebronnen te gaan gebruiken. Dit zijn bijvoorbeeld elektriciteit uit wind- of waterkracht en zonne-energie.
Het werkt nog niet echt die duurzame energiebronnen. Een oorzaak is de bevolkingsgroei. Ook de welvaart is toegenomen daardoor zijn we per persoon meer energie gaan verbruiken.

§ 4 Menselijke invloed op de biosfeer

Sommige chloorhoudende stoffen die door de mens zijn gemaakt tasten de ozonlaag aan. De ozonlaag werd er dunner van. Na het uitbannen van deze stoffen is de ozonlaag zich weer aan het herstellen. Ook door het grote verbruik van fossiele brandstoffen stijgt de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeerà broeikaseffect.
De ozonlaag bevindt zich in de stratosfeer en is erg dun (drie millimeter), maar dik genoeg om schadelijke straling tegen te gaan.
De CFK’s hebben er voor gezorgd dat de balans tussen de hoeveelheid ozon die wordt afgebroken en terugggevormd werd verstoord, daardoor werd de ozonlaag dunner.
CFK’s moeten vervangen door onschadelijke alternatieven, maar dat kost geld. Sterk ontwikkelde landen hebben afgesproken dat het produceren van CFK’s verboden is. dat zorgt ervoor dat bedrijven uitwijken naar derdewereldlanden. De CFK-beperkingen hebben wel degelijk effect, het gaat niet hard, maar als het zo doorgaat is het gat in de ozonlaag rond het jaar 2060 verholpen.

Er zijn twee meningen over de stijgende temperatuur op aarde. De een zegt dat we een tussenijstijd doormaken en dan is het logisch dat de temperatuur wat oploopt. Anderen beweren dat het de schuld is van de menselijke activiteit. Door de uitstoot van steeds meer koolstofdioxide wordt het natuurlijke broeikaseffect versterkt en dreigt het klimaat te ontsporen.
Is het toeval dat de stijging van koolstofdioxide gelijk viel met de stijging van de temperatuur op aarde en tevens was tijdens het begin van de industriële revolutie?