Samenvatting Aardrijkskunde Actieve aarde

Transcriptie

1 Samenvatting Aardrijkskunde Actieve aarde Samenvatting door een scholier 4142 woorden 9 maart ,8 44 keer beoordeeld Vak Methode Aardrijkskunde Atlantis De aarde is opgebouwd uit een aardkern, een aardmantel en een aardkorst. De buitenste laag van de aarde wordt de lithosfeer genoemd. De aardkorst bestaat uit vast gesteente. De aardkorst komt in twee verschillende vormen voor: - Continentale korst, deze sfeer bestaat hoofdzakelijk uit graniet. De continentale korst vormt de basis voor de continenten en is ongeveer 50 km dik. - Oceanische korst, deze sfeer bestaat hoofdzakelijk uit basalt, ligt onder de oceanen en is ongeveer 7 km dik. De aardkorst is opgebouwd uit verschillende gesteenten. De materialen die de aardkorst vormen kan je onderscheiden in gesteenten, mineralen en organische stoffen. - Gesteenten, gesteenten bestaan uit een mengsel van mineralen en/of organische stoffen die in de natuur voorkomen. Naast harde materialen als graniet of kalk worden ook zachtere materialen als klei, zand en zelfs veen tot de gesteenten gerekend. - Mineralen, de bouwstenen van de gesteenten zijn de mineralen. Het zijn verbindingen die in de natuur voorkomen met bepaalde chemische eigenschappen. - Organische stoffen, organische stoffen zijn ontstaan uit levende organismen. Ze bevatten het element koolstof. Gesteenten De gesteenten van de aarde kunnen naar ontstaanswijze worden ingedeeld in drie hoofdgroepen: stollingsgesteenten, sedimentgesteenten en metamorfe gesteenten. Stollingsgesteenten Door het afkoelen en stollen van een vloeibaar gesteente, magma, ontstaan stollingsgesteenten. Te verdelen in: - Dieptegesteenten, deze zijn diep in de aarde gestold. Een voorbeeld van een dieptegesteente is graniet. - Uitvloeiingsgesteenten, deze zijn ontstaan bij vulkanisme. Het vloeibare gesteente bereikt het aardoppervlak en stolt heel snel. Een voorbeeld van een uitvloeiings-gesteente is basalt. - Ganggesteenten, deze zijn een tussenvorm van diepte- en uitvloeiingsgesteenten. Ze ontstaan door afkoeling van gesmolten materiaal in vulkanische gangen onder het aardoppervlak. Pagina 1 van 11

2 Sedimentgesteenten Sedimentgesteenten ontstaan aan het aardoppervlak uit materialen die worden afgezet in bijvoorbeeld zeeën, rivieren, meren of woestijnen. Ze zijn vaak in lagen afgezet. Te verdelen in: - Klastische sedimenten, zoals zand en klei, zijn opgebouwd uit materialen die vrijkomen bij de verwering van andere gesteenten. - Chemische en organische sedimenten, zoals kalk, steenzout en veen, ontstaan door het neerslaan van mineralen uit water of uit de opeenhoping van organisch materiaal. Metamorfe gesteenten Als een gesteente gedurende langere tijd onder invloed staat van hoge temperatuur en hoge druk, ontstaat een metamorfe gesteente. Door de hoge druk en temperatuur vallen mineralen uiteen en organiseren de moleculen zich in nieuwe kristallen. Voorbeelden zijn marmer (uit kalksteen), schist, gneis, leisteen (uit kleisteen) en kwartsiet (uit zandsteen). Mineralen Mineralen vormen de bouwstenen van de gesteenten. Zij worden gevormd door processen als stolling, neerslaan en herkristallisatie. - Stolling van magma, dit gebeurt meestal diep onder het aardoppervlak. Afhankelijk van de samenstelling van het magma en de snelheid van stolling ontstaan verschillende mineralen. De mineralen kwarts, veldspaten en glimmers bijvoorbeeld, vormen de bouwstenen van het gesteente graniet. - Neerslaan van oplossingen van bepaalde stoffen in water, dit kan gebeuren in water waarin veel stoffen zijn opgelost. Zo kan steenzout en calciet (in kristalvorm neer-geslagen kalk) ontstaan. - Herkristallisatie van bestaande mineralen onder invloed van hoge temperatuur of druk, diamant bijvoorbeeld bestaat uit zuivere koolstof die onder invloed van vulkanisme sterk is verhit en onder hoge druk heeft gestaan. Mineralen worden vaak ingedeeld op grond van hun hardheid. De relatieve hardheidsschaal van mineralen is gebaseerd op het principe dat een mineraal alleen bekrast kan worden door een mineraal met ene grotere hardheid. Er is een indeling gemaakt met hardheidsklassen 1 tot en met 10. Het hardste materiaal is diamant. De mineralen die hardheid 7 of meer hebben, worden tot de edelstenen gerekend. Ze zijn relatief duurzaam omdat ze niet door het veelvoorkomende kwarts kunnen worden bekrast. Alfred Wegener De Duitse meteoroloog Alfred Wegener kwam in 1915 tot de conclusie dat de continenten Afrika en Zuid- Amerika aan elkaar vast hebben gezeten en dat ze ten opzichte van elkaar hebben bewogen. Hij wordt gezien als de grondlegger van de theorie van de schuivende continenten of platentektoniek. De argumenten van Wegener waren: - De flora en fauna van de verschillende continenten vertonen veel overeenkomsten, ooit moeten ze aan elkaar vast hebben gezeten. - De gesteenten in Afrika en Zuid-Amerika sluiten op elkaar aan. De grenzen tussen verschillende gesteenten lopen van Zuid-Amerika door in Afrika wanneer deze continenten aan elkaar worden gelegd. - In Australië, India, Zuid-Afrika en Zuid-Amerika zijn aanwijzingen gevonden voor een gelijktijdige Pagina 2 van 11

3 vergletsjering. Dit kan alleen verklaard worden als je aanneemt dat de continenten ooit dicht bij elkaar lagen. Eind jaren vijftig werd een nieuwe onderzoeksmethode ontwikkeld: het paleomagnetisme. Met deze methode kan de richting van het aardmagnetisch veld in oude rotsformaties worden vastgesteld. Paleomagnetisme Het aardmagnetisch veld wordt veroorzaakt door de vloeibare buitenkern van ijzer. Dit veld is niet constant: het verandert soms van richting. Op zo n moment verandert in relatief korte tijd (5000 tot jaar) de noordpool in de zuidpool en andersom. De ompolingen van het magnetisch veld worden wereldwijd vastgelegd: ijzerhoudende mineralen in sediment- of stollingsgesteenten richten zich op het moment van sedimentatie of stolling naar het heersende magnetisch veld. Met behulp van het paleomagnetisme kunnen twee zaken worden onderzocht: - De ouderdom van de oceanische korst - De relatieve verplaatsingen van de continenten ten opzichte van het magnetische noorden. Om gedetailleerde reconstructies te maken van de ligging van de continenten in het verleden moeten naast de paleomagnetische gegevens ook andere geologische verschijnselen bij de analyse worden betrokken. De voornaamste zijn: - De ligging van gebergten - De afzettingen die op een bepaald klimaat wijzen - De afzettingen die op ene bepaald afzettingsmilieu wijzen. In de aardmantel vinden convectiestromen. De energie komt van de warmte van het binnenste van de aarde. De platen spelen daarbij een actieve rol. - Het binnenste van de aarde is zeer heet. Op sommige plekken, diep in de mantel, stijgt heet magma op naar de oppervlakte. Waar platen van elkaar af bewegen komt het materiaal aan de oppervlakte. - In subductiezones verdwijnt aardkorst de mantel in. Bij deze beweging zakt de zware, koele oceanische plaat weg en trekt onder zijn eigen gewicht de plaat mee diep de mantel in. Soms stijgt er een gebied met verhoogde energie vanuit het binnenste van de aarde naar de aardkorst op. Dit zijn mantelpluimen, ook wel hot spots genoemd. Vulkanen Bij een centrale uitbarsting komt het magma via één kraterpijp en de krater naar buiten. Het eruptiemateriaal vormt daarbij een berg. Soms barst de vulkaan uit via een aantal kleine zijkraterpijpen. Centrale uitbarstingen vind je bij (zie bron 19 voor evt. plaatjes): - Schildvulkaan, deze is opgebouwd uit duizenden dunne laagjes basalt. Basalt vloeit gemakkelijk. Het spreidt zich over een groot oppervlak over de flanken van de vulkaan uit. Er vormen zich flauwe hellingen. Schildvulkanen vind je vaak bij mid-oceanische ruggen en bij hot spots. - Stratovulkaan, deze bestaat uit afwisselende lagen taai, moeilijk stromend lava en pyroklastisch materiaal zoals as, vulkanische bommen en puimsteen. Ook horen bij deze erupties een combinatie van stof en hete, vaak giftige gassen die met enorme snelheden naar beneden kunnen rollen. De uitbarstingen Pagina 3 van 11

4 zijn zeer explosief door het taaie magma en daarbij wordt een steile vulkaankegel gevormd. - Caldeira, wanneer bij een zeer krachtige vulkaanuitbarsting de magmakamer in de aardkorst is leeggelopen wordt het bovenliggende gedeelte niet meer gesteund waardoor dit kan inzakken. Daarbij vormt zich een groot komvormig gebied, groter dan de voormalige krater. Spleeterupties Er zijn twee soorten spleeterupties: - Gewone spleeterupties, hierbij komt de lava naar buiten via scheuren van tientallen kilometers in de aardkorst. De lava is zeer vloeibaar en stolt tot basalt. Onder zei leidt dit tot kussenlava. Ze komen voor in breukzones op de mid-oceanische ruggen. - Basaltstromen, via zeer grote breuken in de aardkorst in relatief korte tijd worden enorme, uitgestrekte en dikke plateaus van basalt gevormd. Aardplaten kunnen op drie verschillende manieren aan elkaar grenzen: - Divergente breuklijn, de platen bewegen zich van elkaar af. Vaak bij oceanische platen. Tussen deze platen vormt zich nieuwe oceanische korst en er zal een mid-oceanische rug ontstaan met vulkanisme. - Convergente breuklijn, de platen bewegen naar elkaar toe. Drie verschillende mogelijkheden: 1. De ene plaat is oceanisch, de andere continentaal. De zwaardere oceanische plaat duikt onder de lichte continentale plaat. De vulkanen die ontstaan zijn vaak stratovulkanen. 2. Twee oceanische platen bewegen naar elkaar toe. De oudste (zwaarste) plaat zal onder de jongere duiken. Ook hier ontstaan een diepzeetrog en vulkanen. De strato-vulkanen vormen daarbij een eilandenboog 3. Beide platen zijn continentaal. Aangezien beide platen licht zijn zal geen van de platen onder de andere duiken. Er ontstaan dus geen vulkanen. De platen worden bij de botsing tot een extra dikke aardkorst in elkaar gefrommeld waardoor hoge gebergteketens ontstaan. - Transversale breuklijn, de platen bewegen langs elkaar. De meeste transversale breuken bevinden zich op de bodem van de oceanen, tussen twee oceanische platen. Aardbevingen en vulkaanuitbarstingen kunnen grote natuurrampen voor de mens vormen. Waarom blijven mensen dan in gebieden wonen waar de kans op natuurrampen groot is? Dit heeft onder andere te maken met: - de houding van mensen ten opzichte van natuurrampen. - de afweging van de voor- en nadelen van het wonen in een risicovol gebied. - De mate waarin mensen zich veilig voelen, vanwege door de overheid bedachte plannen en maatregelen om de risico s op en de nadelige effecten van natuurrampen te beperken. Het blijkt voor de inwoners van een risicovol gebied vaak moeilijk om hun gedragspatroon aan te passen aan de dreigende natuurlijke omstandigheden. Hazard management: overheden nemen allerlei maatregelen om natuurrampen te voorspellen, te beheersen of de nadelige effecten ervan te minimaliseren. Dit creëert een gevoel van veiligheid en bescherming. Pagina 4 van 11

5 Delfstoffen zijn alle stoffen met economisch nut, die aan de aardkorst kunnen worden onttrokken. Ze zijn onder te verdelen in: - Organische delfstoffen, zoals aardolie, aardgas en steenkool. - Ertsen, minerale delfstoffen, zoals metalen en edelstenen. Delfstoffen kunnen worden gebruikt voor het opwekken van energie (energiedragers) of voor het maken van producten (grondstoffen). Ertsen kunnen op verschillende manieren ontstaan: - In magmakamers in de aardkorst kunnen mineralen als dieptegesteente langzaam afkoelen en uitkristalliseren. Zo wordt ijzererts, koper en nikkel gevormd. - Wanneer circulerend grondwater diep in de aardkorst in contact komt met magma, lossen bepaalde mineralen op en komen ze in het water terecht. Via scheuren in de aardkorst kan het water met de opgeloste mineralen verder stromen. Bij snelle afkoeling ontstaat een neerslag in de smalle spleten. Zo ontstaan ertsaders. Aardolie en aardgas Aardolie is een belangrijke energiebron voor de mensheid. Daarnaast is aardolie een grondstof in de chemische industrie. Voor de vorming van aardolie en aardgas is het volgende nodig: - Er moet voldoende organisch materiaal geproduceerd worden. - Voordat het organische materiaal vergaat, moet het begraven worden door sediment. - Langzame chemische processen veranderen het organische materiaal in aardolie en aardgas. - Het organische materiaal is nu vloeibaar en verplaatst zich naar een anticlinaal van een geplooide en doorlatende sedimentlaag (bijvoorbeeld een zandlaag). Deze wordt afgesloten door een sedimentlaag die geen olie en gas doorlaat (bijvoorbeeld een kleilaag). Het aardgas, dat lichter is dan de aardolie, zal zich bovenin verzamelen. - Er mag geen gebergtevorming optreden, omdat de lagen dan te veel verbrokkelen en via breuken kunnen olie en gas dan ontsnappen. Bovendien zijn te grote warmte en druk funest, omdat het organische materiaal dan verandert in waardeloze koolstof. Mensen moeten zo efficiënt mogelijk met hun delfstoffenvoorraad omgaan, zodat ook toekomstige generaties nog van deze voorraden gebruik kunnen maken. Dit wordt resource management genoemd. Het is dan nodig: - beschikbare delfstoffen minder snel te benutten - gebruikte producten weer via recycling als grondstof toe te passen - meer rendement te halen uit dezelfde hoeveelheid delfstoffen door verbeterde technieken. Hoofdstuk 2 Ontwikkeling van het leven Van de planeet is slechts een dun laagje geschikt voor leven. Dit laagje is de overgang van lithosfeer (aardkorst), hydrosfeer (het water en ijs op aarde) en atmosfeer (de lucht). In de biologie wordt een soort omschreven als een groep organismen die met elkaar vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen. Paarden en ezels bijvoorbeeld, die wel met elkaar kunnen paren, zijn niet van dezelfde soort want hun nakomelingen, de muilezels, zijn onvruchtbaar. Pagina 5 van 11

6 Het denkbeeld over een biologische evolutie dateert uit midden negentiende eeuw. Geoloog Lyell toonde rond 1830 aan dat de aarde al vele miljoenen jaren oud moest zijn. Volgens Darwin ( ) is onze planten- en dierenwereld niet het resultaat van een eenmalige scheppingsdaad, maar heeft deze zich ontwikkeld via een langdurig, geleidelijk proces van variatie en natuurlijke selectie. De evolutietheorie van Darwin berust op een aantal feiten en drie conclusies. De feiten: - Ieder organisme produceert méér nakomelingen dan er uiteindelijk in leven blijven. - Normaal blijft de populatiegrootte constant. - De hulpbronnen (voedsel, ruimte) zijn onvoldoende voor alle nakomelingen. - Ieder individu is uniek en verschilt van de anderen (variatie) - Sommige individuele variaties zijn erfelijk (treden weer op in het nageslacht). De drie conclusies zijn: 1. Er is strijd om het bestaan (struggle for life) 2. Afhankelijk van de omstandigheden zullen variëteiten makkelijker overleven dan andere. Dit leidt tot natuurlijke selectie (survival of the fittest). 3. Na vele generaties kunnen er nieuwe soorten ontstaan. Natuurlijke selectie is onder te verdelen in twee vormen: - Selectie die de aanpassing aan de omgeving bevordert, het gaat hierbij om aanpassingen als voedselspecialisatie, aan de omgeving, van prooidieren om rovers te vlug af te zijn. - Selectie gericht op seksuele aantrekkelijkheid, deze selectie is erop gericht om in de smaak te vallen bij het andere geslacht. Wanneer een bepaalde soort bestaat uit één groep, waarbinnen de individuen met elkaar paren, zal deze groep niet in twee soorten uiteenvallen. Bij de paringen treedt immers uitwisseling van genetisch materiaal. De soort kan wel verder evolueren, maar de individuen zullen, door de voortdurende uitwisseling van genen, steeds tot dezelfde soort blijven behoren. Nieuwe soorten kunnen pas ontstaan als een soort uiteenvalt in verschillende groepen die van elkaar geïsoleerd zijn. De individuen van de ene groep kunnen dan niet meer paren met die van de groep: er is geen uitwisseling van genetische informatie meer. De evolutie van de verschillende groepen zet zich dan onafhankelijk van elkaar voort. Sociaal-darwinisme zijn de ideeën dat een maatschappij zich op grond van dezelfde regels als die van de evolutie ontwikkelt. Superpositie is wanneer verschillende lagen op elkaar zijn afgezet, zal de bovenste laag altijd de jongste zijn en de onderste laag altijd de oudste. Door te bekijken welke gesteenten op elkaar lagen en welke kenmerken ze hadden, kon beetje bij beetje de geologische tijdschaal worden opgebouwd. De hoofdindeling hiervan is gebaseerd op fossielen die in de ver-schillende gesteentelagen zijn gevonden. De geologische tijdschaal is verder onder te verdelen in vier hoofdperiodes: - Precambrium: letterlijk de tijd voor het Cambrium (het Cambrium is het eerste tijdperk van het Pagina 6 van 11

7 Paleozoïcum. - Paleozoïcum: de tijd van het oude leven. - Mesozoïcum: de tijd van het middelste leven. - Neozoïcum (ook wel Ceneozoïcum): de tijd van het nieuwe leven. Aan de hoofdindeling van de geologische tijdschaal kun je zien dat deze gebaseerd is op de ontwikkeling van het leven. Elk tijdperk wordt gekenmerkt door specifieke levensvormen. De geologen maakten hun tijdsindeling op grond van de fossielen die ze in een bepaalde laag aan-troffen. Een fossiel is een restant van een organisme. Fossielen kunnen op verschillende manieren ontstaan: - Bij fossielen uit kalkrotsen, zijn de holle delen van het skelet vervangen door kalk. Hierdoor blijft het bewaard. - De celstructuren van een organisme kunnen worden vervangen door mineralen onder invloed van mineraalhoudend water. - Soms worden organische bestanddelen niet vervangen, maar bestaat een fossiel uit het originele materiaal van het organisme. - Voetafdrukken of andere sporen die door een organisme zijn achtergelaten, worden ook tot de fossielen gerekend. Er is sprake van een gidsfossiel als een bepaald fossiel: - Typerend is voor een relatief korte periode van de geologische tijdschaal. - Over een groot gebied is verspreid. - Algemeen voorkomend is. De spreiding van soorten over de aarde Bij de verspreiding van soorten op de aarde spelen mee: - De levensomstandigheden moeten in dat gebied geschikt zijn voor een soort. - De manier waarop een soort zijn kan verspreiden. - De afstand die een soort kan afleggen. - De neiging van een soort om zich in een nieuw gebied te vestigen. De meeste planten beschikken over vel gevarieerdere verspreidingstactieken dan dieren: - Door de wind (bijv. paardebloemen) - Via de darm van dieren (bessenstruiken) - Via de vacht van dieren (klitten) - Door op het water drijvende zaden (kokospalmen) - Via actief wegschieten door de plant (springzaden) Naast de verspreidingsmogelijkheden van de soorten zelf, zijn ook het verleden van de aarde en de mens zelf van belang. Besproken worden de continentale verschuivingen, de ijstijden en de invloed van de mens op de verspreiding van soorten. Pagina 7 van 11

8 Continentverschuivingen Ongeveer 200 miljoen jaar geleden (in het Trias) vormden alle continenten samen een groot supercontinent: Pangea. Pangea was samengesteld uit twee, die voor deze periode van elkaar gescheiden waren: - Laurasia: de huidige continenten Noord-Amerika, Europa (zonder Italië en de Balkan) en Azië (zonder het Midden-Oosten en India) - Gondwana: de huidige continenten Zuid-Amerika, Afrika (inclusief Italië, de Balkan en het Midden- Oosten), India, Australië en Antarctica. Deze twee delen werden van elkaar gescheiden door de Tethys-oceaan. De Tethys-oceaan vormde voor landorganismen een enorme barrière, zeeorganismen konden zich hierlangs echter prima verplaatsen. Bij landorganismen kunnen dan ook typisch Gondwanische soorten worden onderscheden. IJstijden De ijstijden hebben op twee manieren de spreiding van soorten over de aarde beïnvloed: - De klimaatveranderingen waren vrij abrupt. Daardoor moesten soorten zich snel aanpassen aan de veranderende omstandigheden of zich snel uit de voeten maken. Sommige soorten overleefden dit en andere niet. - Gedurende de ijstijden lag veel water opgeslagen in de ijskappen. Een gevolg daarvan was dat de gemiddelde zeespiegel in deze periodes ongeveer 100 meter lager was dan tegenwoordig. Sommige zeeengten kwamen droog te staan waardoor landdieren zich konden verspreiden. Een beroemd voorbeeld daarvan was de Beringstraat tussen Alaska en Siberië. De invloed van de mens De belangrijkste recente beïnvloeding op de verspreiding van soorten gebeurt direct of indirect door de mens. Twee invloeden van de mens op zijn omgeving zijn van belang: - Hij zorgt voor terugdringing van een aantal soorten: sommige soorten worden actief bejaagd, van andere soorten wordt het leefgebied ernstig ingeperkt. - Hij introduceert op veel plaatsen soorten die daar van nature niet voorkomen: dit leidt vaak tot een vervlakking van de lokale levensgemeenschappen. De ontwikkeling van het leven in de geschiedenis van de aarde Het leven op aarde begon vier miljard jaar geleden. De aarde bestond toen ongeveer 500 miljoen jaar. Er zijn weinig fossielen teruggevonden uit de periode vanaf het begin van het leven tot het begin van het Cambrium (550 miljoen jaar geleden). Dit kwam doordat de organismen nog geen harde skeletten hadden. Vanaf het Cambrium trad hier verandering in op. De belangrijkste soortengroep waren de trilobieten. Zij bleven ook in de daaropvolgende periode van het Ordovicium een hoofdrol vervullen. Ze leefden in het Paleozoïcum en aan het eind ervan stierven ze uit. Verder ontstonden in het Cambrium veel soorten schelpdieren. In het Siluur ontstonden de eerste gewervelde dieren: de vissen. Ook ontstonden toen de eerste planten. Het waren niet bloeiende planten, vergelijkbaar met varens. In het Devoon koloniseerden de eerste insecten en amfibieën het land. Door de zuurstof-productie van planten was de aardse atmosfeer leefbaarder geworden. Ook was uit de zuurstof een beschermende Pagina 8 van 11

9 ozonlaag rond de aarde ontstaan. In zee ontstonden de eerste ammonieten (familieleden van de inktvis). In het Carboon werden delen van de aarde bedekt door moerassige, tropische wouden. Uit het veen dat in deze moerassen gevormd werd, ontstond later de steenkool die onder meer terug te vinden is in Zuid- Limburg. Aan het eind van het Carboon ontstonden de eerste reptielen. Uit deze reptielen evolueerden later de zoogdieren en de dinosauriërs. Het eind van het Perm was een periode waarin veel soorten uitstierven, waaronder de trilobieten. Het Mesozoïcum (Trias, Jura en Krijt) is het hoofdtijdperk waarin de dinosauriërs de overhand hadden. De bloeiende planten kregen in dit hoofdtijdperk langzaam de overhand boven de varens. In de Mesozoïsche zeeën leefden veel ammonieten. Aan het eind van het Krijt stierven veel soorten uit, onder andere de ammonieten en de dinosauriërs. In het Neozoïcum (Tertiair en Kwartair) breidden de zoogdieren en de vogels zich enorm uit. Ook ontstonden de grassen, die grote delen van de wereld gingen bedekken. Aan het eind van deze periode ontstond de mens. Er zijn de laatste 500 miljoen jaar vijf belangrijke periodes van massaal uitsterven geweest: op de overgangen van Ordovicium naar Siluur, van Devoon naar Carboon, van Perm naar Trias, van Trias naar Jura en van Krijt naar Tertiair. Over de oorzaken van dit massale uitsterven zijn er verschillende theorieën die variëren van geleidelijke klimaatveranderingen tot extreme vulkaanuitbarstingen en meteorietinslagen. Hoofdstuk 3 Klimaatveranderingen Het klimaat kan met allerlei patronen inzichtelijker worden gemaakt. Met gegevens als de energiebalans, ook wel stralingsbalans genoemd, en de algemene luchtcirculatie in de atmosfeer is het klimaat te verklaren. - Energiebalans, doordat de zon in de poolstreken lager aan de horizon staat, moet de zonnestraling over een veel groter gebied verdeeld worden dan in de tropen. Bovendien legt een zonnestraal in de poolstreken een veel langere weg door de atmosfeer af dan in de tropen. - Algemene luchtcirculatie, deze luchtcirculatie zorgt voor de herverdeling van zonne-energie over de aarde. Dat werkt zo: door opwarming van de tropen zet de lucht daar uit (warme lucht heeft een groter volume dan koude lucht). Hierdoor ontstaat aan het aardoppervlak, rond de evenaar, een tekort aan lucht ofwel een lagedrukgebied. Zie bron 4 voor een visualisatie van de algemene luchtcirculatie. Om voor een bepaalde plaats op aarde het klimaat te verklaren zijn naast de energiebalans en de algemene luchtcirculatie de volgende dingen nodig: - Scheve stand van de aardas, door de scheve stand van de aardas schuift de zon jaarlijks van een positie boven de kreeftskeerkring naar een positie boven de steenbokskeerkring. In de poolstreken komt daardoor midden in de winter de zon het hele etmaal niet op en midden in de zomer gaat hij niet onder (midzomernachtzon). De scheve stand van de aardas zorgt er ook voor dat er seizoenen optreden. door de hoge zonnestand wordt het aardoppervlak in de tropen sterk verwarmd. De lucht zal opstijgen, de waterdamp zal condenseren en het kan gaan regenen. Zo ontstaan stijgingsregens. Pagina 9 van 11

10 - Verdeling van land en zee, land en zee verschillen op een aantal punten van elkaar, Uit de zee kan water verdampen dat vervolgens weer op de aarde neerslaat. Van land verdampt nauwelijks water. Wanneer de wind uit de richting van een continent komt, zal minder regen worden aangevoerd dan als de wind uit de richting van zee komt. De zee heeft een grotere warmtecapaciteit dan het land. Het water is voortdurend in beweging. Dit betekent dat het land veel sneller kan opwarmen en afkoelen dan de zee. Daardoor zijn de temperatuurverschillen tussen de seizoenen (maar ook tussen dag en nacht) op het land veel groter dan op zee. Hierdoor hebben zeewinden in de zomer een afkoelende werking boven en op het land en in de winter een verwarmende werking. Dat wordt de matigende werking van zeewinden genoemd. Luchtstromen boven zee drijven stromingen in het water aan. Die stromingen kunnen bijdragen aan de herverdeling van warmte over de aarde. Een voorbeeld van warmtetransport door de oceaan is de Golfstroom in de noordelijke Atlantische Oceaan. Deze zeestroming zorgt ervoor dat de winters in West- Europa relatief zacht zijn. - Hoogteligging Omdat de atmosfeer van onderen wordt verwarmd door de aarde, wordt het met toenemende hoogte kouder (gemiddeld 0,6 ºC per 100 meter stijging). - Ligging van gebergten De Alpen beschermen Italië tegen de koude noordenwinden. Daarentegen hebben de subtropische en subarctische winden in Noord-Amerika vrij spel door de noord-zuid-ligging van de Rocky Mountains. Wanneer aanvoer van lucht de bergen bereikt, zal de luchtmassa moeten stijgen. De lucht koelt af, waterdamp condenseert en het gaat regenen: stuwingsregen. Aan de andere zijde van de berg daalt de lucht en wordt weer warmer. Dit gebied is dan vrij droog. Voor de klimaatveranderingen op verschillende tijdschalen, zie bron 11 op bladzijde 75. De aarde als broeikas De atmosfeer functioneert als een natuurlijke broeikas. De zon zendt straling uit van relatief korte golflengte. De atmosfeer laat een groot deel van deze zonnestraling door. Het aardoppervlak wordt hierdoor opgewarmd en zendt op zijn beurt straling uit met een langere golflengte. Deze straling wordt in de atmosfeer geabsorbeerd door een aantal gassen waaronder koolstofdioxide (CO2 waterdamp (H2O), methaan (CH4) en chloorfluorkoolwater-stoffen (cfk s). Door de absorptie van straling warmt de aarde op. Dit heet het natuurlijke broeikaseffect. Sinds het begin van de industriële revolutie in de negentiende eeuw is door verbranding van fossiele brandstoffen als steenkool, aardolie en aardgas het gehalte van koolstofdioxide in de atmosfeer toegenomen. Ook de uitstoot van andere gassen als cfk s, O3, CH4 en N2O hebben geleid tot een toename van het broeikaseffect. De verwachte temperatuurstijging als gevolg van de toename van deze gassen wordt het versterkte broeikaseffect genoemd. Mogelijke gevolgen van het versterkte broeikaseffect zijn: - Stijging van de zeespiegel, de verwachting is dat de zeespiegel tussen de 9 en 88 centimeter zal stijgen. Het zeewater zal door de toegenomen warmte uitzetten en kleinere ijskappen zullen smelten. - Het opschuiven van klimaatzones, bij een toename van de gemiddelde wereld-temperatuur met 1 graad Pagina 10 van 11

11 zullen de klimaatzones 200 tot 300 kilometer naar het noorden schuiven. In de bergen schuiven ze 150 tot 200 meter omhoog. Wanneer de zones te snel opschuiven, zal de migratie van bepaalde plantensoorten achterblijven en zij zullen uiteindelijk verdwijnen. Kyotoprotocol In 1997 werd op een conferentie over het klimaat het Kyotoprotocol opgesteld en in 2001 eindelijk bekrachtigd. Daarin staan de volgende afspraken: - De geïndustrialiseerde landen moeten gezamenlijk in 2010 hun uitstoot van broeikas-gassen hebben teruggebracht tot een niveau van minstens 5 % onder het 1990-niveau. - Aan ontwikkelingslanden worden nog geen uitstootbeperkingen opgelegd tot Industrielanden mogen hun reductieverplichting via maatregelen in het buitenland realiseren. - Het gaat om een dwingende verplichting. De ozonlaag Cfk s zijn broeikasgassen, Ze worden onder meer gemaakt voor koelkasten, piepschuim en als drijfgassen in spuitbussen. Maar deze gassen, en vooral de halonen, hebben een schadelijke werking. Hoog in de atmosfeer breken ze ozonmoleculen af. In de stratosfeer, op een hoogte van 20 tot 40 kilometer, is de concentratie ozon het grootst. Deze ozonlaag vormt een beschermende laag om de aarde heen waarin het grootste deel van de ultraviolette straling of UV-straling van de zon wordt geabsorbeerd. UV-straling zorgt ervoor dat we bruin kunnen worden. Wanneer de ozonlaag echter voor een deel wordt afgebroken en te veel UV-straling de aarde kan bereiken, levert dit gevaar op voor de gezondheid. Je kunt er huidkanker, oogaandoeningen en een afnemende weerstand tegen infecties van krijgen. Pagina 11 van 11