Samenvatting ANW Hoofdstuk 4

Transcriptie

1 Samenvatting ANW Hoofdstuk 4 Samenvatting door een scholier 2038 woorden 20 januari ,5 30 keer beoordeeld Vak ANW 4.1 In 1910 kwam Alfred Wegener, Duitse geoloog en meteoroloog, op het idee dat de continenten zich mogelijk horizontaal zouden hebben verplaatst. Geologen hebben ontdekt dat Canada hetzelfde plooigebergte heeft als West Europa. Paleontologen (zij bestudeerden fossielen) en biologen ontdekten dat er een sterke verwantschap bestond tussen de fauna s van N Amerika en Eu en ook tussen die van Z Amerika en Afrika. Paleoklimatologen (zij bestudeerden vroegere klimaten) beweerden dat het klimaat van Eu was verschoven van tropischàgematigd, klimaat van Spitsbergen van subtropischàpoolklimaat, klimaat van Z Afrika van poolklimaatàsubtropisch. Voldoende bewijs om Wegeners theorie aan te nemen, maar men deed dat niet. Men beweerde dat de veranderingen optraden door: doordat de Aarde afkoelde, kromp ze ineen waardoor er veranderingen in het aardoppervlak optraden. Tegenargument: Aarde koelt langzamer af dan men dacht, uitgerekend met behulp van radioactiviteit. Door de radioactiviteit die van nature in het gesteente van de Aarde voorkomt, komt warmte namelijk vrij. Weer een voorargument voor Wegeners theorie. Fixisme mobilisme Wegeners theorie: mobilisme, continentale drift, gepubliceerd in volgens deze theorie zaten de continenten ooit aan elkaar vast. Na verloop van tijd zijn ze langzaam uit elkaar gedreven (horizontale beweging). Verificatie: een theorie aanvaarden wanneer deze wordt bevestigd. Er waren ook feiten die beweerden dat de continenten aan elkaar vastlagen. Verificatie gaf niet voldoende zekerheid à karl popper ( ), een tegenbewijs en theorie wordt verworpen. Filosoof thomas kuhn vond dat popper te ver ging met zijn falsificatie. Kuhn beschreef de wetenschappelijke ontwikkelingen als volgt: in wetenschappelijke rustige periodes gaat de wetenschap uit van een bepaald stramien (=patroon) volgens welke alle onderzoek gedaan wordt =paradigma. In het paradigma van het fixisme gaat er men vanuit dat de Aarde alleen verticaal beweegt. Aangezien aardbevingen van zeer grote diepten en over zeer grote afstanden te meten zijn moet de aardkorst wel stevig zijn. Bergen ontstaan doordat de Aarde ten gevolge van afkoeling ineenschrompelt. Verwerping van het oude paradigma Veel feiten passen niet in bestaande theorieën. Zodra er een alternatief paradigma komt, vindt er een wetenschappelijke revolutie plaats, zoals met het Fixisme ßà mobilisme. De filosoof Imre Lakatos beschrijft de wetenschap in termen van researchprogramma s (complexe, uitgebreide onderzoeksmodellen). Nieuw Pagina 1 van 5

2 programma moet alles verklaren wwat de oude verklaarde, nieuwe feiten kunnen voorspeld worden, een deel van die feiten moeten ook kunnen worden bevestigd. Als de fundamenten van de oude theorie door de feoiten worden tegengesproken, wordt er op een ander researchprogramma overgegaan. Mobilisme in 1968 aanvaard, want beide theorieën hadden goede argumenten. Schollentektoniek In 1968 schollentektoniek ontdekt. Vaste aardkorstàaardmantel, laag met minder vast gesteenteàconvectiestromingen, onderkant van de aardmantel is warm en naar boven toe is er afkoeling. Omdat het warme deel stijgt en het koelere daalt, ontstaan er stromingen. Het aardoppervlak heeft 6 platen die ten opzicht van elkaar bewegen, Amerika, Eurazië, Afrika, India, Grote Oceaan, Antarctica. Drie soorten grenzen: bij de oceanische ruggen ontstaat nieuwe aardkorst door vulkanische activiteit, bij troggen verdwijnt aardkorst doordat een schol onder de andere schuift, bij transformbreuken, die de assen van de oceanische ruggen doorbreken, schuiven schollen horizontaal langs elkaar. 4.2 Aarde is 4.6 miljard geleden ontstaan. Toen: was er veel vulkanische activiteit, geen dampkring, onstabiele temperatuur, geen zeeën of oceanen, allerlei chemische reacties vonden plaats, vulkanen stootten vééééééél gas uit, totaal ongeschikt voor leven. Het eerste leven is 3.5 miljard jaar geleden ontstaan. Toen: was er veel veranderd, aardkorst was afgekoeld en gestold, waren er oceanen ontstaan doordat de waterdamp, door vulkanen uitgestoten, was gecondenseerd, door vulkanische activiteit was er een dampkring die bestond uit: stikstof, waterdamp, koolstofmono -oxide, koolstofdioxide, waterstof, ammoniak, methaan, waterstofsulfide. Het eerste leven ontwikkelde zich in het water, er was daar een redelijk constant milieu, hierdoor waren ze goed beschermd. 2.3 miljard geleden produceerden organismen zuurstof, was eigenlijk een afvalproduct. Cyanobacteriën konden zonne energie vastleggen en ontstond zuurstof. Een deken van gas Zon verwarmt aardoppervlak. Zonder dampkring zou het koud zijn, want de warmte zou meteen ontsnappen. Dampkring houdt warmte vast, doordat bepaalde gassen de warmtestraling van de Aarde reflecteren, stikstofdioxiden, methaan, waterdamp, koolstofdioxide. Dit zijn de broeikasgassen, ze vormen maar een klein deel van de dampkring. Stikstof 78%, zuurstof 21%, koolstofdioxide 0.035%, methaan %, stikstofoxide %, waterstof %. De dampkring beschermt ons tegen inslagen van meteorieten en maakt de schadelijke zonnestraling onschadelijk en zet het om in warmte. Kringlopen Aarde is in miljarden jaren flink veranderd, maar veranderingen gaan langzaam. Er waren perioden van stabiliteit door de evenwicht van stoffen die vanuit de Aarde in de atmosfeer komen en die de atmosfeer weer afgeeft aan bijvoorbeeld oceanen. Waterkringloop: beslaat in vloeibare vorm ¾ van aardoppervlak, het verdampt van het land, uit de oceanen en planten en komt terecht in de atmosfeer. Warme, vochtige lucht stijgt op, koelt af en vormt wolken. Het komt terug op Aarde als neerslag. Het water stroomt Pagina 2 van 5

3 grotendeels terug naar de beginplek. Energiekringloop: deze kringloop is gekoppeld aan de waterkringloop, ruim de helft van de zonnestraling die het aardoppervlak bereikt, wordt gebruikt om water te verdampen. Zo wordt warmte opgenomen, het komt weer vrij wanneer de damp condenseert. Energie kan zo over grote afstanden worden getransporteerd. Het gaat via de luchtstromingen naar elders. Andere kringlopen: organismen bestaan uit koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof. Mens ademt zuurstof inàblaast koolstofdioxide uitàplanten nemen koolstofdioxide op àfotosyntheseà zuurstofàmens enz. koolstofkringloop: koolstofatomen komen d.m.v. fotosynthese vanuit koolstofdioxide terecht in suikermoleculenàkoolstofatomen worden ingebouwd in eiwitten om na afbraak weer terecht te komen in koolstofdioxide. Koolstofdioxide kan ook oplossen in oceanen. Dit opgeloste koolstofdioxide wordt door zeedieren gebruikt om samen met calcium kalkskeletten en schelpen te maken. Dieren stervenàskelet komt in bodemslik terecht. Na een tijdje is er veel druk, omdat er te veel skeletten zijn. Kalkskeletten àkalksteenàkan oplossen in koolzuurhoudend wateràkoolstofatomen weer in koolstofdioxide. Alle stoffen op Aarde nemen deel aan kringlopen, ze beïnvloeden elkaar. 4.3 Geologen hebben de geschiedenis van Aarde in tijdperken ingedeeld. Eerste geologische tijdschaal dateert uit gesteenten zijn in de loop der tijd ontstaan waarbij de onderste het eerst gevormd zijn en de bovenste het laatstàfossielen die in opeenvolgende gesteentelagen voorkomen, zijn versteende levensvormen die elkaar opgevolgd zijnàprocessen die nu het aardoppervlak vormen, waren vroeger op dezelfde manier werkzaamàvoor afzetting van km dikke sedimentpakketten is onvoorstelbaar veel tijd nodig. Elke laag is dus een korte of lange periode qua de dikte van de laag. IJstijden IJstijden (glacialen) en warme perioden (interglacialen) hebben elkaar altijd al afgewisseld. De schot James Hutton ( ) sprak als eerste over koude perioden. Zijn ideeën werden genegeerd. De Zwitser Louis Agassiz ( ) gebruikte de term ijstijd voor het eerst in Uiteindelijk werden deze mensen serieus genomen, omdat alleen het aannemen van het optreden van ijstijden de geologische verschijnselen konden verklaren. Men gaat ervan uit dat er de afgelopen 2.5 miljoen jaar 7 ijstijden zijn geweest, afgewisseld door warme perioden. Mogelijke oorzaken: verminderde intensiteit van zonnestralen, schommelingen van aardas, wisselende baan Aarde om de zon en de manier waarop de Aarde om haar eigen as draait jaar geleden laatste ijstijd. Aan fossielen kun je zien dat tijdens ijstijden de mammoet, de wolharige neushoorn en de holenbeer in Nederland voorkwamen. Zodra het warmer werd, keerden vele planten en diersoorten weer terug. In Nederland zijn uit interglacialen fossielen gevonden van dieren die tegenwoordig alleen in mediterraan en tropisch gebied voorkomen. Soms steeg de zeespiegel tijdens een interglaciaal te snel voor de terugkeer van bepaalde planten en diersoorten. Deze kwamen dan niet meer in Nederland en stierven soms helemaal uit. Tijdens de ijstijden daalde de zeespiegel zo n 150 m. Ondiepe zeeën kwamen grotendeels droog te liggen. Planten en dieren die niet tegen deze kou konden, emigreerden naar warmere streken of stierven uit. Het is mogelijk dat de ijstijden nog niet voorbij zijn. Tussen 700 en 1300 n.chr. was er een erg warme periode. De periode tussen 1500 en 1700 wordt ook wel de kleine ijstijd genoemd. Of we de laatste jaar in een interglaciaal zitten, weten we niet, maar de temperatuur is wel gestegen. Pagina 3 van 5

4 Neanderthalers De mens heeft zich ontwikkeld in het Pleistoceen. Voor deze periode leefden er mensachtigen in Afrika. Enkele verlieten Afrika om via Azië in EU terecht te komen jaar geleden kwam er een menselijke soort in heel EU voor die nu bekend staat als de Neanderthaler. Hij kende vuur en leefde in grotten. Zijn bouw was aangepast aan kou, hij had een stevige schedel en een compact postuur. De Neanderthaler is +/ jaar geleden uitgestorven. 4.4 Iedereen weet dat er alleen leven op Aarde is. Onze zonnestelsel bestaat uit de zon, 9planeten, talloze planetoïden, kometen en meteorieten. De planeten zijn te verdelen in reuzenplaneten en aardse planeten. De reuzenplaneten hebben een vaste kern en een uitgestrekt koude atmosfeer. De aardse planeten staan veel dichterbij de zon. Mercurius is op een na kleinste van de aardse planeten en staat het dichts bij de zon. Deze planeet heeft geen dampkring waardoor haar oppervlak bezaaid is met inslagkraters. De maan, ook zonder dampkring, heeft ook een kraterlandschap. Van de aardse planeten lijken Venus en Mars het meest op de Aarde, maar er is toch geen leven op deze planeten. Venus Venus lijkt van alle planeten het meest op de Aarde. De grootte, de vorm van de baan, de samenstelling en de massa lijken sterk op die van de Aarde. Maar op Venus is veel heter dan op Aarde. Dit komt doordat Venus dichterbij de zon staat, en een verstikkende, kurkdroge dampkring heeft. Deze dampkring heeft een hoge dichtheid waardoor de luchtdruk aan de oppervlakte 90x zo groot is op Aarde. Er valt voortdurend zwavelzuurregen en het waait er continu. Er zijn winden met snelheden van 360 km/h. De dampkring bestaat uit 96% koolstofdioxide, 3.5% stikstof en 0.5% zwaveldioxide, waterdamp, argon, koolstofmono oxide. Door de grote dichtheid van de dampkring en de grote hoeveelheid koolstofdioxide is er op Venus een zeer sterk broeikaseffect. Op Aarde is de gem. temperatuur 27 C en op Venus 457 C. Men denkt dat het oppervlak van Venus is gevormd door inslagen, vulkaanuitbarstingen en tektonische bewegingen. Waarschijnlijk hebben deze geologische veranderingen plaatsgevonden voordat de huidige dampkring volledig ontwikkeld was. Men vermoedde ook dat er ooit vloeibaar water was op Venus. Mars Mars is een rode plannet met witte poolkappen, die bestaan uit een mengsel van bevroren koolstofdioxide en ijs. De baan van mars om de zon is meer excentrisch dan die van Aarde. Dit zorgt voor grotere verschillen in de lengte van de seizoenen. De lente op Mars is 51 dagen langer dan de herfst. De dampkring bestaat uit 95% koolstofdioxide, 2.7%stikstof, 1.6%argon, 1.3% zuurstof, 0.3%waterdamp. Deze concentratie koolstofdioxide kan de warmte niet vasthouden. De temperatuur is daardoor aan de grond soms -50 C, aan de winterpool zelfs -140 C. omdat er geen oceanen zijn, treden er aan het gehele aardoppervlakte flinke temperatuurwisselingen op. Sterke winden veroorzaken stofstormen van ijzeroxide die de hemel rood kleuren. Het oppervlak van Mars is een kale vlakte met inslagkraters. Er zijn structuren te herkennen die lijken op opgedroogde waterstromen. Nu weet men dat er geen stromend water op mars bevindt, maar Pagina 4 van 5

5 het is mogelijk dat mars vroeger een andere dampkring had. Deze zou ontstaan zijn door vroegere vulkanische activiteit, waarbij waterdamp en koolstofdioxide uitgestoten werd. Laatst is er een meteoriet op Aarde gevonden, waaruit zou blijken dat er 3.6 miljard jaar geleden wel leven op Mars was. Voorwaarden van leven Waarom is Aarde zo geschikt voor levende organismen? Er heerst een klimaat met een gemiddelde temperatuur van 15 C. De warmte wordt deels vastgehouden door de koolstofdioxide in de atmosfeer. Er heerst ook een evenwicht van koolstofdioxide tussen de aardkorst en de dampkring. Bij vulkanische activiteit komt koolstofdioxide vrij. Verwering en biologische processen verwijderen het koolstofdioxide weer uit de dampkring. Op Mars is er nauwelijks vulkanische activiteit waardoor de koolstof in het gesteente blijft opgeslagen. Venus staat zo dichtbij de zon dat er geen vloeibaar water voorkomt. Hierdoor vindt er geen verwering plaats die het overschot aan koolstofdioxide kan wegwerken. Op Aarde is de gem. temperatuur geschikt voor leven, de dampkring die de schadelijke straling tegenhoudt, verder is het chemisch en biochemisch milieu volmaakt in evenwicht. Maar hoe blijft dit in balans? De Brit James Lovelock, atmosfeerdeskundige, bedacht de Gaia hypothese. (gaia = Griekse godin van de aarde) Gaia staat voor een manier van denken waarbij de aarde als een groot zelfregulerend geheel wordt gezien, een superorganisme. Activiteiten van de biosfeer houden verband met de processen van de geologie, de klimatologie en de natuurkunde. Verstoring in evenwicht wordt door Gaia zelf opgevangen. Het leven zelf houdt de Aarde leefbaar. Pagina 5 van 5