Aarde

Manen van
de aarde:


De maan




Onze dynamische
planeet:


Nederland: géén
stukje geologische
onschuld


The ring of fire

Epicentrum
Indonesië






Een actieve, dynamische en levendige planeet; dát is de aarde zonder enige twijfel. Maar hebben we hier, afgezien van het laatste, in het dagelijkse leven wel voldoende besef van? Op de flinterdunne aardkorst lopen miljarden mensen rond, zich nauwelijks beseffend dat de bodem onder hun voeten constant onderhevig is aan energetische processen. Andere verschijnselen worden niet door onze zintuigen opgemerkt, voltrekken zich op grote hoogte of lijken zó vanzelfsprekend dat we er niet eens bij stil staan.



Toch dragen veel van die verschijnselen, al dan niet gevaarlijk of onvoorspelbaar, in belangrijke mate bij aan het handhaven of doen ontstaan van leven op de aarde. Zo komen jaarlijks weliswaar tientallen mensen om het leven doordat zij door de bliksem worden getroffen. Maar aan de andere kant stelt een breed geaccepteerde theorie dat elektrische ontladingen in de dampkring ooit de benodigde energie leverden voor het 'activeren' van de allereerste organismen op onze planeet...

Ontstaan   
De aarde ontstond, evenals alle andere objecten in het zonnestelsel, ongeveer 4 miljard jaar geleden uit een grote wolk van gas en stof dat na de vorming van de zon in een dunne schijf om onze moederster bleef roteren. Samenklonteringen, condensatie en onderlinge botsingen in deze schijf waren er de oorzaak van dat diverse grote hemellichamen ontstonden: planeten.

Aanvankelijk was de aarde nog een plastisch en grotendeels vloeibaar geheel zonder vast oppervlak. De enorme hitte in haar binnenste, geproduceerd door het radioactieve verval van elementen, lag hieraan ten grondslag. Sommige wetenschappers denken onze planeet toen al een atmosfeer bezat, voor het merendeel opgebouwd uit waterstof en helium. Als gevolg van de toenemende stralingsproductie van de zon zou deze atmosfeer echter al binnen de kortste keren 'weggewaaid' zijn.

Naarmate de primitieve aarde meer materie in het zonnestelsel 'opslokte', zonken de zwaarste elementen zoals ijzer naar haar binnenste kern. De buitenste laag begon langzaam maar zeker te stollen, waardoor een flinterdun korstje ontstond dat in sterke mate onderhevig bleef aan de activiteit in de vloeibare onderlagen. De evolutie van het leven kon beginnen...



Atmosfeer   
De aarde mag dan misschien haar 'primaire dampkring' lang geleden verloren hebben; toch hebben wij ons bestaan nu deels te danken aan de aanwezigheid van een luchtlaag. Deze 'secundaire dampkring' is door onze planeet in een later stadium zelf geproduceerd, en wel als gevolg van hevige vulkanische activiteit vlak na de stolling van het aardoppervlak.

Ja, de prille aarde was spreekwoordelijk zo lek als een mandje. In haar oertoestand waren het vooral gassen als waterdamp, ammoniak, koolzuur en methaan die door vulkanen werden uitgestoten en daardoor een nieuwe atmosfeer om onze planeet vormden. Deze dikke dampkring hield ook niet lang stand. Waterdamp condenseerde en vormde enorme oceanen; uit ammoniak werden gassen als stikstof en zuurstof geproduceerd. Zo veranderde de compositie van de atmosfeer elementair; geleidelijk nam zij haar huidge vorm aan.



De dampkring is opgebouwd uit verschillende lagen. Deze onderscheiden zich in druk, temperatuur en chemische opbouw. Wij als mensen hebben uitsluitend (direct) te maken met de onderste laag, de troposfeer. In deze onderste 11 kilometer van de atmosfeer zijn de omstandigheden geschikt om leven te doen ontstaan. Ook vrijwel alle bekende weersverschijnselen spelen zich op dit niveau af. Kenmerkend voor de troposfeer is dat de verplaatsing van warmte gebeurt door middel van convectie.

In de hogerop gelegen stratosfeer worden de sporen van het leven slechts achtergelaten door vliegverkeer. Verder is het er droog en koud. Opvallend is echter wél dat waar de temperatuur in de troposfeer afneemt met de hoogte, het in de stratosfeer juist warmer wordt op grotere hoogtes. Dit heeft te maken met het feit dat transport van energie in de troposfeer veelal in de vorm van straling plaatsvindt.

Van de resterende hogere luchtlagen is vooral de ionosfeer voor de mens van groot belang. Niet om te overleven, maar om met elkaar te kunnen communiceren. De ionosfeer (die begint in de thermosfeer) weerkaatst namelijk radiostralen met bepaalde golflengtes, zodat deze -ondanks het gekromde aardoppervlak - over grote afstanden kunnen worden verstuurd en ontvangen.

Inwendige   
De aardkorst waarop wij leven is, op een andere schaal, aanzienlijk dunner dan de schil van een ei. Het zijn nooit meer dan 50 luttele kilometers die ons scheiden van het helse inwendige. En als we het dan toch over eieren hebben: de schil van dít ei vertoont op talloze plaatsen scheuren, 'breuklijnen' die de aardkorst opdelen in continentale platen. Deze platen zijn constant in beweging, waardoor de verschillende continenten niet meer aan elkaar vast zitten. Bovendien zijn breuklijnen deels verantwoordelijk voor het opwekken van vulkanisme en aardbevingen.

Onder de aardkorst bevindt zich een ten minste 3000 meter dikke plastische mantel van gesteenten. Het gaat hier grotendeels om vast materiaal. Als gevolg van de enorme energietoevoer vanuit het binnenste 'drijft' deze materie als het ware mee op convectiestromen. Af en toe komt een kleine hoeveelheid van het hete inwendige, ofwel magma, door de korst omhoog. We spreken dan van een vulkaanuitbarsting.

Wanneer we aankomen in het hete centrum van onze planeet kunnen we deze in tweeën opdelen: een binnenkern en een buitenkern. De kern als geheel is voornamelijk opgebouwd uit de elementen nikkel en ijzer. Het grote verschil tussen de twee kerndelen, is dat de binnenkern vast van aard is, terwijl de buitenkern in vloeibare toestand verkeert. Het binnenste van de aarde is daarbij als het ware een duurzaam 'kacheltje', brandend op het verval van radioactieve elementen bij een temperatuur die tegen de 10.000 graden Kelvin loopt.

Magnetisch veld   
De aarde is in feite niets anders dan een piepklein stofkruimeltje in het onmetelijke universum. Een zeer vijandig universum mogen we wel stellen, want gevaren - zoals zonneuitbarstingen - liggen constant op de loer. We kunnen ons op aarde dan ook niet handhaven zonder de aanwezigheid van een natuurlijk schild om onze planeet: het (geo)magnetisch veld...



De zojuist beschreven vloeibare ijzer-nikkel-kern van de aarde fungeert als een uitstekende geleider voor elektrische stromen. Door convectie en bewegingen van de aarde zelf, wekt deze door de natuur gecreërde 'spoel' een magnetisch veld op. Als gevolg van de relatief hoge rotatiesnelheid van onze planeet staan de polen van dit veld vrijwel loodrecht op het equatoriale vlak.

Evenals bij de zon liggen de polen van het magnetisch veld desondanks niet altijd op dezelfde geografische posities. Eens in de ruwweg 100.000 jaar wisselen beide polen van plaats. Dit ligt in essentie ten grondslag aan het feit dat de vloeibare buitenkern niet dezelfde perfectie kent als een kunstmatig geproduceerde spoel, maar in werkelijkheid zeer grillige bewegingen vertoont.

Auteur(s):     A.S.





Aarde in cijfers
Diameter 12.756,274 km
Omtrek 40.074 km
Massa 5,9742 × 10^24 kg
Gemiddelde dichtheid 5,5153 g/cm^3
Valversnelling 9,80665 m/s^2
Rotatietijd (siderische dag) 23 u 56 min 4 s
Omlooptijd om de zon (jaar) 365,25636 d (365 d 6 u 9 m 9,54 s)
Afstand tot de zon 149,6 × 10^6 km
Atmosferische oppervlaktedruk 101,3 KPa
Temperatuur (min.) 184 K (-89 °C )
Temperatuur (max.) 331 K (58 °C )
Samenstelling atmosfeer
Stikstof 78,08 %
Zuurstof 20,95 %
Argon 0,93 %
Koolstofdioxide 0,038
Waterdamp Ongeveer 1 %
Databron: NASA