Examenstof vwo Actieve aarde 2008 Dat de aarde actief is, heeft de hele wereld geweten op Tweede Kerstdag 2005. De beving in de Indische Oceaan had een kracht van 9.0 op de Schaal van Richter. Hij veroorzaakte de verwoestende tsunami. Hoe ontstaan tsunami’s? In de kern van de aarde komt door verval van radioactieve elementen straling vrij. Die verwarmt de bovenliggende mantel en veroorzaakt hierin convectiestromen op 100–2900 km diepte. Die stromingen zijn zo krachtig dat ze de harde aardkorst waarop wij leven kunnen breken in platen, de aardschollen. Je kent natuurlijk de drie soorten aardschollen, maar waar aardschollen op elkaar botsen, is het natuurlijk het meest gevaarlijk. Dat gebeurde en gebeurt ten westen van Sumatra. Maar waarom op Tweede Kerstdag? Natuurlijk was dat toeval. Maar het was langs dit breukvlak al heel lang relatief rustig geweest. Daardoor was er een enorme spanning opgebouwd die zich dus op deze dag ontlaadde in een hevige beving, zelfs één van de zwaarste van de laatste 100 jaar. Over de reusachtige lengte van 1200 km zakte de bodem en dus ook het zeewater 20 tot 30 meter verticaal. Het hierdoor ontstane ‘gat’ vulde zich direct met water uit de buurt en de grote golven die hieruit voortkwamen reisden over de hele wereld, soms met de snelheid van 875 km per uur, de snelheid van een vliegtuig. Waarom deze inleiding? Omdat in dit helaas waargebeurde verhaal alle elementen zitten van onze actieve moeder aarde. Ook jij moet actief worden door voor het examen en de volgende zaken op een rij te hebben. Als er een sterretje* staat bij een woord, dan wordt dat woord elders uitgelegd. Subdomein A: Platentektoniek Actie 1: Ken de platentektoniek en de 3 typen plaatgrenzen Zoek de breuklijn op ten westen van Sumatra. Hier duikt en botst de Indisch-Australische plaat (een zeeschol) onder en tegen de Euraziatische plaat (een landschol). Een zeeschol is zwaarder dan een landschol en er vormt zich in deze botsingzone een diepzeetrog*. De tweede vorm is die van uit elkaar drijvende schollen. Het mooiste voorbeeld is de mid-Atlantische breuklijn, die dwars door IJsland loopt. Hier zijn de schildvulkanen* te zien, de spleet waar Amerika zich verwijdert van Europa, de enorme lavavelden en alle andere geologische verschijnselen die bij deze vorm passen. De derde vorm is die van langs elkaar schuivende platen. Het beroemdste voorbeeld is de St. Andreüsbreuklijn in Californië. Zeer regelmatig worden Los Angelos en San Francisco door aardbevingen getroffen. Hoewel men talrijke maatregelen getroffen heeft (waarschuwingssystemen voor tsunami’s, rubberen schokdempers onder wolkenkrabbers et cetera) blijft het leven hier gevaarlijk. Actie 2: Ken de reliëfvormen Door de wonderlijke krachten van de platentektoniek ontstaan op aarde vele reliëfvormen. De volgende vormen en de definities moet je kennen: Plooiingsgebergten Gebergten die ontstaan door plooiing van de aardlagen, vooral als twee schollen horizontaal op elkaar botsen. Als jij beide handen plaatst op een tafellaken en de handen naar elkaar toeschuift dan plooit het. Hetzelfde gebeurt als je dit gaat doen met 15 vellen papier op elkaar. Maar met een dik stuk karton lukt het al niet meer. Vandaar dat je in de Alpen bij een plooiing altijd allerlei lagen ziet. De oorsprong van deze gebergten liggen vaak bij een geosynclinale (een langgerekt, snel dalend gebied).
1
Breukgebergten Bij sterke verticale bewegingen kunnen gebieden langs de breuklijn omhoog (horst*) geperst worden en ontstaat een breukgebergte, vooral zichtbaar als een daarnaast gelegen gebied langs deze breuklijn daalt (slenk*). Horsten Stukken omhooggekomen aardkorst langs een breuklijn. Slenken Gedaalde stukken aardkorst langs een breuklijn. Schilden Zeer oude, geologisch rustig gebleven stukken aardkorst uit het pre-Cambrium. Omdat ze zo afgeslepen zijn, vinden we er vaak diamanten en edelstenen. Sedimentaire bekkens Bekkens waar zeer veel sedimentatiemateriaal in afgezet wordt. Als het bovendien snel daalt, spreken we van een geosynclinale. Mid-oceanische ruggen Ruggen die ontstaan als midden in de oceanen twee zeeschollen uit elkaar drijven en uit de diepte magma omhoog komt. Dit stolt aan de oppervlakte en wordt door de convectiestromen naar weerskanten afgevoerd. Dit proces heet oceaanbodemspreiding en gaat samen met aard- en zeebevingen en vulkanisme. En dit alles is prachtig te zien op IJsland. Dit eiland ligt bovenop de beroemde mid-Atlantische rug die in de afgelopen 200.000.000 jaar is uitgegroeid tot een 14.000 km onderzeese bergrug van Arctica tot Antarctica. Diepzeetroggen Diepe inzinkingen langs de randen van de oceanen. Hier duikt een oceaanschol onder een continentale schol. Bij het woord trog: denk aan een varkenstrog. Eilandbogen Krom gebogen snoer van vulkanische eilanden die ontstaan als de ene schol onder een andere duikt (zie de Aleoeten bij Alaska). Door de wonderlijke krachten van de platentektoniek ontstaan ook vulkanen. De volgende soorten moet je kennen. Stratovulkanen Deze vulkanen stoten de ene keer dikke lavastromen en de volgende keer aslagen. Door deze variaties wordt een gelaagde vulkaan opgebouwd. Schildvulkanen Deze vulkanen spuwen vooral dunne vloeibare lava uit een centrale krater. De lava stroomt dan ver weg, alle kanten op. Van grote afstand lijkt dit op een schild van een Romeinse soldaat. Spleeterupties De dunne lava vloeit uit langgerekte breuken over het aardoppervlak. Er kunnen dikke pakketten lava afgezet worden (lavadekken). Deze vormen zo horizontale basaltplateaus. Hot spots Bij dunne plekken in de aardkorst kan magma er doorheen komen. Ze liggen nooit aan de randen van de oceanen, maar juist midden op de continenten. Zie in de VS Yellowstone Park.
2
De geologische zussen van vulkanen zijn: Aardbevingen Het plotseling schudden van de aarde. De oorzaak is het verschuiven van stukken aardkorst. De studie hiernaar heet seismologie en de kracht van de beving wordt uitgedrukt volgens de Mercalli Richter schaal. Die loopt van 1 naar 12 (bij 12 stort letterlijk en figuurlijk de aarde in). Het epicentrum is de plaats op aarde loodrecht boven het hypocentrum, dit is het centrum van de beving onder de aardkorst. Zeebevingen Het schudden van de zeebodem. Als het oceaanwater begint te golven, gaan deze vloedgolven met grote snelheid enkele reis richting kust. We noemen deze vaak verwoestende golven tsunami’s. Zeebevingen komen vaker voor dan aardbevingen, vanwege het grotere zeeoppervlak. Actie 3: Hazard management Hazard management is het maken van goede rampenplannen. Hieronder staan een aantal maatregelen die we kunnen nemen om de schadelijke gevolgen van natuurrampen zo klein mogelijk te houden: • Veel Zeeuwen hebben opblaasbare rubberboten op zolder liggen. • Grote, rubberen schokdempers onder wolkenkrabbers in aardbevingsgebieden. • Met GPS uitgeruste boeien voor kusten waar tsunami’s voorkomen. • Wachtposten op de hellingen van gevaarlijke vulkanen die bemand zijn met zeer deskundige seismologen. Zij zijn er al in geslaagd om lavastromen om te leiden zodat deze geen dorpen gingen verwoesten. • Betere meteorologische voorspellingen, zodat niet weer de stad New Orleans overstroomt bij tornado’s. Ondanks alles gaan mensen bijna altijd terug naar het rampgebied waar eens hun huizen stonden. De Zeeuwen na de watersnoodramp in 1953, Indonesiërs na vulkaanuitbarstingen en tsunami’s en mensen uit San Francisco na aardbevingen. Hazard management heeft ook alles te maken met de welvaart van een gebied. Nederland heeft geld om de dijken op te hogen, Bangladesh niet. Voor de kust van Californië liggen de bovengenoemde boeien, voor de kust van Indonesië (nog) niet. En van de boeien die er liggen worden de batterijen gestolen en is er geen snelle communicatie met het vasteland. Actie 4: Herleid de klimaten uit vroegere geologische perioden Je kijkt hiervoor naar de andere ligging van de continenten en delen van de continenten. Drie onderdelen zijn nu belangrijk: Actualisme De natuurwetten zijn altijd gelijk gebleven en de vormen van het aardoppervlak zijn het resultaat van krachten die al miljoenen jaren aan het werk zijn. Gesteentecyclus Kringloop van de gesteenten. De stollingsgesteenten* ontstaan door vulkanische activiteiten. Gesteente verweert en de losgeraakte deeltjes worden door rivieren naar een delta vervoerd en hier als sedimentgesteenten* afgezet. Als dit eeuwen en eeuwen doorgaat zakt de aardkorst in. Door de druk, temperatuur en tijd ontstaan dan metamorfe gesteenten*. Als die na opheffing en plooiing gaan uitstromen, ontstaan weer stollingsgesteenten, daarna sedimentgesteenten et cetera. De geologische tijdsindeling De indeling van 4.600.000.000 jaar geologische geschiedenis. Deze indeling is overal in je boeken en atlas te vinden. Let op: van de minister hoef je alleen de relevante
3
hoofdtijdperken vanaf het CARBOON te kennen en van het KWARTAIR alleen de onderverdeling Pleistoceen en Holoceen. De relevante hoofdtijdperken zijn voortdurend aangegeven met hoofdletters. Actie 5: Herken de belangrijkste gesteenten, ertsen en mineralen Gesteenten, ertsen en mineralen kun je herkennen door voorbeelden. Dat kunnen afbeeldingen zijn (kan prima op het eindexamen) of handstukken (dit kan natuurlijk nooit op het eindexamen, denk aan al die kilo’s die naar alle scholen in Nederland verzonden zouden moeten worden). Het gaat om de volgende gesteenten, ertsen en mineralen: 1. Stollingsgesteenten Gesteenten die ontstaan zijn door stolling van magma, zowel diep in de aarde als aan het aardoppervlak. Je hoeft er maar twee te kennen, basalt en graniet: Basalt: Als gloeiend hete magma, met temperaturen van 1200 graden Celsius, borrelt de lava uit kraterpijpen en spleten over de aardkorst. Deze donkergrijze tot zwarte lava kan ver weg vloeien en als het stolt dikke basaltdekken vormen. Basalt stolt vaak zeer karakteristiek in zeshoekige zuilen. Als ze in pasklare brokken verzaagd worden, kunnen we die basaltblokken prima gebruiken voor onze dijkenbouw. Graniet: Fijn- tot grofkorrelig stollingsgesteente. Daar komt de naam vandaan: granum = korrel. De korrels zijn duidelijk zichtbare kristallen van een peper en zoutkleur. De mineralen konden zo prachtig uitkristalliseren omdat de stolling niet plotseling aan de aardoppervlak, maar rustig in de diepte van de aardkorst heeft plaatsgevonden. Daardoor is het zeer hard geworden en is het prima geschikt voor bouwmateriaal. 2. Sedimentgesteenten Sedimenten (afzettingen), bezonken in oceanen, zeeën en meren of op het land uit stromend water of uit de lucht (zoals ons dekzand en löss). In de loop der eeuwen zijn de afzettingen aan elkaar gekit. Je moet de volgende vier kennen: Kalksteen: Uit calcietkristallen opgebouwd sediment. Ontstaan door bezinking van miljarden zeediertjes met kalkskeletten. Vaak vind je er nog prachtige fossielen in, vandaar de bijnaam schelpenkalk. Schalie: Zachte kleilagen zijn veranderd in harde steenlagen. Soms wordt de naam kleisteen gebruikt. Steenkool: In miljoenen jaren zijn miljarden planten onder het aardoppervlak begraven. Door ‘inkolingsprocessen’ zijn hieruit dunnere en dikkere steenkolenlagen ontstaan. Zandsteen: Ontstaan door aan elkaar gekitte zandkorrels van de zeebodem of door opeenhoping van zandhopen in woestijngebieden. 3. Metamorfe gesteenten Gesteenten die onder zeer hoge druk en temperatuur en lange tijd omgezet worden in een ander soort gesteente. Zij ondergaan een metamorfose. Je moet er twee kennen: Marmer: Ontstaan uit kalksteen. Omdat zich hierin vaak fossielen bevinden, kun je in de marmeren platen van bijvoorbeeld bankgebouwen nog duidelijk deze (langgerekte!)
4
sporen terugvinden. Marmer verweert in ons gebied snel, maar in een droog gebied veel minder. Vandaar de schitterende marmeren beelden in Italië. Leisteen: Ontstaan uit kleisedimenten. Vaak prachtig in platte vlakken (de vroegere laagjes) te splijten, ondoordringbaar voor water, dus ideaal als dakbedekkingmateriaal. 4. Ertsen Metaalhoudende gesteenten en mineralen, waaruit wij nuttige metalen kunnen halen. De minister noemt voor het examen: ijzer, koper, nikkel en aluminium. 5. Mineralen Het basismateriaal voor gesteenten. Mineralen hebben een vaste chemische samenstelling en een kristalstructuur. Je moet er drie kennen: Gips: De chemische neerslag uit zeewater na verdamping. Wordt soms aan de oevers van binnenzeeën afgezet. Zeer zacht gesteente. Steenzout: Gaat bovengenoemde verdamping en concentratie van zout nog verder door, dan krijgen we steenzout (NaCl). Kwarts: Het meest voorkomende mineraal op aarde. De kristallen zijn uitgekristalliseerd in prachtige zeszijdige prisma’s. Let op: de minister noemt met name bergkristal, vraag je leraar om een handexemplaar of zoek het op op internet. De meeste mensen weten meer van planten en dieren dan van gesteenten. Daarom is het wel grappig dat dit domein je dwingt iets af te weten van wat op aarde het meest voorkomt: stenen. Eigenlijk zijn stenen niet minder gevarieerd en interessant dan planten en dieren. Waarom weten we er minder van? Omdat stenen dood materiaal zijn? Hoewel, als je erin gelooft hebben zijn er geneeskrachtige stenen. Er bestaan merkwaardige vormen en mooie kristallen en stenen die het waard zijn bekeken te worden en mee te nemen naar huis. Hopelijk heeft je aardrijkskundeleraar een dvd over stenen. En anders kun je iedere steen opzoeken op internet. Alles op aarde is samengesteld. Gebergten uit gesteenten, gesteenten uit mineralen. De 4 belangrijkste mineralen in gesteenten zijn: kwarts, veldspaat, glimmer en kalkspaat; de overige 4000 hoef je niet te kennen. Actie 6: Zout en de fossiele energiedragers Hoe ontstonden de delfstof zout en de fossiele energiedragers olie, gas en steenkool in Nederland? En waar lag ‘Nederland’ toen deze zaken ontstonden en welk klimaat heerste er toen? In het CARBOON (300.000.000 jaar geleden) lag ‘Nederland’ ongeveer op de evenaar. Daarna is het geleidelijk opgeschoven naar de huidige locatie op 52 graden noorderbreedte. Let op: onder ‘Nederland’ wordt ook het Nederlandse deel van het continentale plat begrepen. Zout In het tijdperk PERM ontstonden in ‘Nederland’ binnenzeeën. Er heerste een woestijnklimaat. Door de enorme verdamping kristalliseerden de zouten uit de binnenzeeën. Hierin mochten niet te veel rivieren uitmonden, hoewel dit in woestijngebieden niet snel zal gebeuren. ‘Nederland’ schoof in die tijd van de tropen naar de subtropen.
5
Gas De gasvormige verbindingen die in de aardkorst opgesloten zitten onder ondoordringbare lagen (anders waren ze natuurlijk verdampt in de atmosfeer). We kennen twee soorten: nat en droog (aard)gas. De grootste ondergrondse schatkamer van Nederlands gas ligt op 3000 meter onder Slochteren. Maar er zijn verder talrijke kleinere velden, ook onder de Noordzeebodem. Nat gas: Bevindt zich boven aardolie. Dit wijst op een gemeenschappelijke ontstaanswijze uit miljoenen diertjes. Ontstaan in het tijdperk KRIJT. Droog gas: Komt voor bij de vorming van steenkool en is dus van plantaardige oorsprong. Droog gas is gevormd in het CARBOON (zie steenkool) toen ‘Nederland’ een tropisch klimaat had en ergens rondom de evenaar lag. Omdat gas omhoog ‘migreert’, komt het in de jongere geologische laag PERM voor. Olie Het geologische zusje van nat aardgas, want ook in het geval van olie ontstaan de koolwaterstoffen uit miljoenen zeediertjes, algen en hogere planten. Als ze bedekt worden door ondoordringbare lagen begint zich olie te vormen bij temperaturen tussen 60 en 120 graden Celsius (aardgas bij 120-225 graden). Ontstaan in het tijdperk KRIJT. Steenkool Ontstaan uit plantaardig materiaal, bedekt door dikke sedimentlagen. Door hoge druk, temperatuur en lange tijd werd het percentage koolstof steeds hoger door het inkolingsproces. Het plantenmateriaal is afkomstig van lagunes in tropische zeeën uit het CARBOON. (Je weet ondertussen dat ‘Nederland’ toen rond de evenaar lag.) Actie 7: Resource management Resource management is het beleid dat probeert de ertsen en mineralen zo zorgvuldig mogelijk te winnen, zodat er zo weinig mogelijk schade is aan het milieu en er zo weinig mogelijk verspild wordt. Hierbij moet je van de minister twee zaken betrekken: A. Het verschil tussen de volgende drie begrippen: Geologisch aantoonbare voorraden: Door boringen onder land of onder de zeebodem vastgestelde voorraden in de grond. Technologisch winbare voorraden: Afhankelijk van de winningtechniek. Die bepaalt bijvoorbeeld hoe diep we vanaf booreilanden in zee kunnen boren of hoe diep we schachten kunnen maken in de aarde (in de diepte neemt de temperatuur snel toe). Economisch winbare voorraden: Als de prijs stijgt, worden kleinere velden en afgelegen gebieden interessanter om delfstoffen te winnen.
6
B. de gebondenheid aan bepaalde geologische structuren Bij het winnen zijn we gebonden aan geologische structuren. Je weet nog dat olie en aardgas zich moeten ophopen in reservoirs van poreuze gesteenten die dan afgedekt worden door ondoordringbare lagen. Vervolgens moeten ze zich concentreren in koepels of tegen breukvlakken aan. Daar gaan de oliemaatschappijen boren als de poriën in het gesteente voldoende gevuld zijn met olie of gas. Steenkool is te vinden als grote hoeveelheden planten begraven worden in een geosynclinale en hierover gaat ook weer een deksellaag. Om dikke zoutlagen te krijgen, moet het zoutbekken langdurig dalen. Als het diep daalt, wordt zout plastisch en knijpt het zich als een worst door bovenliggende lagen heen. Er ontstaan dan paddestoelachtige pijlers in de ondergrond en hier haal je het zout gemakkelijk vandaan. Subdomein B: Klimaat en klimaatveranderingen Actie 1: de processen die verantwoordelijk zijn voor het huidige klimaat Hier leer je welke processen verantwoordelijk zijn voor het huidige klimaat. Klimaatzones, winden, hoge en lage drukgebieden – hopelijk weet je dat nog van de onderbouw. Bestudeer anders allereerst de atlas. Voor de ligging van de belangrijkste klimaatzones moet je vervolgens de volgende begrippen kennen: Stralingsbalans De balans tussen de zonnestralen die onze atmosfeer binnenkomen en de (andere) stralen die ons verlaten. De balans moet in evenwicht zijn anders wordt het snel warmer of kouder. Denk aan het broeikaseffect. Hoge- en lagedrukgebieden Hopelijk weet je nog vanuit de onderbouw wat hogedruk- en lagedrukgebieden zijn, en waar op aarde de minimum- en maximumgebieden liggen. Luchtcirculatie Hoe waaien de winden? Dat heeft alles te maken met bovenstaande hoge- en lagedrukgebieden. En met de draaiing van de aarde. Door de Corioluskracht krijgen de winden op het noordelijk halfrond een afwijking naar rechts en op het zuidelijk halfrond naar links. Actie 2: Ken de verschillende opvattingen over klimaatverandering Er zijn mensen die vurig geloven dat we tegenwoordig te maken hebben met een abnormale opwarming van de aardbol. Maar er zijn ook geleerden die volhouden dat de temperatuursverhoging prima is in te passen in een gewone geologische ontwikkeling. Vroeger waren er toch ook warmere en koudere perioden. Echter, nu het in 2006 wereldwijd warmterecords bleef regenen en zich almaar extremere weerssituaties voordoen, is de term ‘global warming’ niet van de lucht. Ook hoor je vaak het verdrag van Kyoto genoemd. Bestaat het broeikaseffect? Dit lijkt op de vraag of roken kanker veroorzaakt. Er zijn overtuigende bewijzen genoeg, maar steeds komen er tegenargumenten. Want wie gelooft een doemscenario? De vooruitzichten: de gemiddelde temperatuur zal deze eeuw, ondanks het verdrag van Kyoto, met 1,1 tot 6,4 graden toenemen. Daardoor smelten de ijskappen in de poolgebieden en nu wil zelfs de Amerikaanse regering (normaal sceptisch over het broeikaseffect) de ijsbeer uitroepen tot bedreigde diersoort. Zeewater zet uit door verwarming. Daardoor kan de zeespiegel sneller gaan stijgen dan tot dusver is aangenomen (deze eeuw 50 tot 140 cm). En dan rekenen we de effecten van smeltende ijsmassa’s en gletsjers nog niet eens mee. Warmere lucht neemt meer vocht op, dus bij
7
elke graad temperatuurstijging gaat het 2% meer regenen. Dus toename van overstromingen, opdringend zout water, afnemende kustveiligheid et cetera. Tegenmaatregelen: kan Nederland de duinen en Deltawerken en rivierdijken op tijd ophogen? Of wordt het Almelo aan Zee en Bergen in Zee? Of spuiten we totaal nieuwe eilanden op voor onze kust? En halen de landen die Kyoto ondertekend hebben (Rusland inmiddels wel, maar Amerika niet) in 2012 het doel om de uitstoot van broeikasgassen met 5,2% terug te brengen ten opzichte van 1990? Welke veranderingen, onderzoekstechnieken en begrippen moet je voor het examen kennen? I. Klimaatverandering door natuurlijke oorzaken Verandering in de energiebalans/stralingsbalans Iedere verschuiving in deze balans zorgt voor klimaatverandering. Bij bewolking vindt meer terugkaatsing van zonlicht plaats door de witte bovenkant van deze bewolking en dan krijgen we een afkoeling, terwijl deze grotere bewolking ontstaan kan zijn door hogere temperaturen en dus grotere verdamping op de oceanen. Kortom, een paradox. Verandering in de algemene luchtcirculatie De winden vervoeren warme en koude en droge en vochtige lucht. Als de windsystemen veranderen, onder andere door een gewijzigde stralingsbalans, zal het klimaat dit ook doen. In 2006 kwamen in Nederland de winden opvallend vaak uit zuidelijke richting en was het Noordzeewater warm. Resultaat: dit jaar was de warmste ooit sinds de metingen 300 jaar geleden begonnen. En dan te bedenken dat de eerste 3 maanden vrij koud waren, augustus zeer nat en de temperaturen laag. Verandering in de relatie aarde en zon De volgende 4 zaken zijn belangrijk: • De hoeveelheid zonnestraling is aan sterke schommelingen onderhevig. Bij een daling van 13% kan al een ijstijd ontstaan. • De baan van de aarde om de zon verandert zeer geleidelijk. • De stand van de aardas (is nu 66,5 graad ten opzichte van de zon) verandert heel geleidelijk. • De aardas maakt een tollende beweging. Gaat ook zeer langzaam, maar als de nummers 2,3 en 4 op de meest ongunstige wijze samenvallen, is er een grote kans op een volgende ijstijd. Verandering in de koolstofbalans Deze balans tussen de binnenkomende en uitgaande CO2 tussen de koolstofreservoirs (bijvoorbeeld atmosfeer–biosfeer). Koolstof wordt op een natuurlijke wijze uitgewisseld tussen ecosystemen en atmosfeer door fotosynthese, verbranding, ontbinding en ademhaling. Bomen doen nuttig werk als opslag voor koolstof, omdat bomen op grote schaal koolstof uit de atmosfeer opslorpen en vasthouden door fotosynthese. Herbebossing kan een rol spelen in klimaatverandering. CO2 versterkt het broeikaseffect. Verandering van de ligging der continenten Duidelijkst voorbeeld: toen ongeveer 1.000.000 jaar geleden Antarctica rondom de Zuidpool aankwam, vormde zich hierop direct een grote ijskap. Deze witte kap ging een belangrijk deel van de zonnewarmte terugstralen (albedo) en het werd daarna aantoonbaar kouder op aarde. Veranderingen in de zeestromen Zeestromen zijn grote transporteurs van warm en koud water. Wijzigingen in hun loop hebben verregaande gevolgen. Denk aan de Warme Golfstroom die er voor zorgt dat wij een gematigd zeeklimaat hebben. Er zijn aanwijzingen dat deze geweldige
8
warmwaterpomp nu aan het afzwakken is door de global warming. Als het warme water (let op: warm is altijd relatief) niet meer op onze West-Europese kusten botst, dan krijgen wij te maken met een veel kouder klimaat! Let weer op de paradox: door opwarming wordt het toch kouder. II. Veranderingen door menselijk handelen Broeikaseffect De temperatuur van de atmosfeer stijgt door versterkte opwarming. Enkele oorzaken zijn: • Steeds meer uitstoot van CO2, door verbranding van fossiele brandstoffen. • Steeds meer uitstoot van methaan, door de intensievere landbouw en de opwarming van de permafrostbodem, vooral in Siberië. • Ook komen er steeds meer stikstofoxiden vrij bij de hoge temperaturen van motoren. Ozonlaag De laag hoog in de atmosfeer waarin de aanwezige ozon (O3) de meeste ultraviolette straling van de zon absorbeert. Hierdoor wordt het leven op aarde niet beschadigd. Stoffen uit oude spuitbussen en koelkasten, de zogenaamde CFK’s (Chloor, Fluor en Koolwaterstoffen) tasten de ozonlaag aan. Australische kinderen gaan onder de paraplu naar school om zich zo tegen huidkanker te beschermen. Actie 3: Leer de onderzoekstechnieken naar klimaatveranderingen Je moet de volgende zes onderzoekstechnieken kennen. (NB: eerst werd ook paleogeologie genoemd, maar deze is vervallen. Daarvoor in de plaats is de C14methode (geochronologie) gekomen.) Hier volgt het overzicht: Tak van wetenschap Paleoklimatologie Geomorfologie
Object van onderzoek Kalkskeletten en ijskappen Landschapsvormen
Palynologie
Stuifmeelkorrels
Methode van onderzoek O16/O18 zuurstofisotopen Reliëfanalyse en sedimentologie Pollenanalyse
Dendrochronologie
Jaarringen van (fossiele) bomen Afbeeldingen en geschriften Organisch materiaal
Vaststellen breedte van de jaarringen Analyseren van afb. en geschriften C14-methode
Geschiedenis Geochronologie
Tijdschaal
prehistorisch
geologisch geologisch geologisch
historisch geologisch
Paleoklimatologie Bestudeert de klimaten in het verre verleden. Volgens de minister zijn twee dingen belangrijk: kalkskeletten en ijskappen. Als we in de ijskappen van de Noord- en Zuidpool boren, dan geven deze boringen een prachtig inzicht over de neerslag, vulkanische activiteiten (as), chemische eigenschappen van de atmosfeer, grootte van de ijskappen en natuurlijk de temperatuur van de laatste 500.000 jaar. Dit gaat vooral via de verhouding tussen O16 en O18 (zie je leerboek en anders op internet onder ‘zuurstofisotopen’). Deze verhouding speelt ook een belangrijke rol in fossiele kalkskeletten. Zij leveren ons inzicht in vroegere zeewatertemperaturen. Hoe hoger, hoe snellere aanmaak van kalkskeletten. Geomorfologie Studie van de landschapsvormen. Je moet iets weten van de twee methoden reliëfanalyse en sedimentologie. Reliëfanalyse klinkt ingewikkeld maar je weet al sinds de onderbouw dat jonge gebergten hoge en scherpe pieken hebben, terwijl die bij oude
9
gebergten afgestompt en afgerond zijn. Sedimentologen bestuderen de samenstelling en het ontstaan van sedimenten. Zij bepalen bijvoorbeeld of een sediment van eolische (wind) of van mariene oorsprong is. Palynologie Studie van stuifmeelkorrels (pollen), sporen en plantaardige microfossielen. De aantallen en soorten in aardlagen zeggen iets over de toen heersende klimaten en de veranderingen hierin. Dendrochronologie Studie van jaarringen van (fossiele) bomen. Belangrijk is de breedte van deze ringen. In een warm jaar groeit een boom beter dan in een koud jaar en zijn de ringen dikker – in 2006 is dus een hele dikke ring bijgegroeid. De ringen zeggen dus iets over het klimaat, maar wel in een beperkt gebied. Door de ringen van steeds oudere bomen in elkaar te passen kunnen we zeer exact ongeveer 9000 jaar teruggaan. Geschiedenis Belangrijk voor het examen is de bestudering van oude afbeeldingen en geschriften. Als we aantekeningen vinden over hoe vaak en hoe lang de trekvaarten gesloten werden door ijs, dan weten we iets van de wintertemperaturen. Ook wijzen de vele ijspretschilderijen uit de ‘kleine ijstijd’ van 1450 tot 1850 op een koelere periode met veel strenge winters. Geochronologie Studie van organisch materiaal via de C14-methode. C14 is radioactieve koolstof. Als een prehistorisch mens botten en gebruiksvoorwerpen van hout heeft achtergelaten, kunnen we er een datering opzetten dankzij de C14-methode. Na de dood van een organisme (mens, boom) wordt de daarin aanwezige C14 een halveringstijd van ongeveer 5700 jaar afgebroken. Na 10 halveringstijden is er geen meetbare activiteit meer waar te nemen. We kunnen zo redelijk exact ongeveer 60.000 jaar in tijd teruggaan.
10
