de aarde
De derde “steenklomp” achter de zon is de aarde, ook wel Terra genoemd, naar de Romeinse godin van de aarde. De aarde is uniek in ons zonnestelsel.
Het is de enige planeet in ons zonnestelsel met een stikstofatmosfeer en oceanen met vloeibaar water die meer dan 70% van het planeetoppervlak bedekken.
Het is ook de enige planeet waarvan bekend is dat er leven is. De aarde is nog steeds geologisch actief; het oppervlakte verandert voortdurend maar geleidelijk.
De enige natuurlijke satelliet, de maan, is ruim een kwart keer zo groot als de aarde.
Als gevolg van deze grootteverhouding worden deze 2 objecten vaak een dubbelplaneet genoemd.
De aarde doet 365,256 dagen over een omloop rond de zon met een gemiddelde afstand van 150.000.000 km tot de zon. De planeet draait in 24 uur 3 minuten en 56,5555 seconden om zijn eigen as. Die as staat niet loodrecht op het vlak van de omloopbaan maar met een hoek van 23.5°. Daarom verandert op een bepaalde breedtegraad de hoeveelheid ontvangen zonnewarmte tijdens de omloop. Als de Noordpool richting de zon wijst, staat de zon boven de Kreeftskeerkring 23.5° ten noorden van de evenaar. Dan is het op het noordelijk halfrond zomer, dat is op 22 juni. op het zuidelijk halfrond is het dan 3 maanden winter. Een half jaar later is de aarde naar de andere kant van de omloopbaan geschoven en wijst de Zuidpool richting de zon. Tussen de zomer en de winter staat de zon boven de evenaar en is het op het ene halfrond lente en op het andere herfst.
De seizoenen veranderen van lente naar zomer en van herfst naar winter, maar de verschillen zijn duidelijker op gematigde en hoge breedtegraden. Terwijl de meeste plaatsen ’s zomers meer zon krijgen dan ’s winters, zijn de seizoensverschillen bij de polen groter. In de zomer, als één van de twee polen naar de zon wijst, is er in die omgeving zoveel zon dat er sprake is van middernachtzon. Andersom is het in poolgebieden ’s winters bijna de hele dag donker. In dit filmpje wordt alles nog een keer uitgelegd: filmpje seizoenen (engels)
De aarde is de enige planeet waarvan we weten dat er leven is. Elk hoekje van onze planeet kent een vorm van leven. Er is leven ontdekt op 10.000 meter onder zeeniveau en op meer dan 20.000 meter boven zeeniveau. Leven is er in de oceanen, in de lucht, in de woestijnen en in de poolstreken, maar in tropische gebieden is er echt leven in overvloed. Het feit dat het leven op aarde zo veerkrachtig is, wijst erop dat het ook elders in het zonnestelsel in de een of andere vorm kan voorkomen. Veel wetenschappers hebben dan ook de hoop nog niet opgegeven om elders leven te vinden.
Levende organismen functioneren in kleine eenheden: ecosystemen. Binnen elk ecosysteem is er een vaste voedselketen: alle leden ervan maken deel uit van een kringloop en maken mogelijk dat de andere leden bestaan en overleven. Als een ecosysteem wordt verstoord, kunnen soorten bedreigd raken en uiteindelijk uitsterven. De dodo stierf in de zeventiende eeuw uit, toen mensen uit andere streken zijn woongebied op het eiland Mauritius betraden en het ecosysteem verstoorden. Onder de vele planten en dieren die dreigen uit te sterven zijn de dromedaris (komt niet meer in het wild voor) en de jachtluipaard.
In het begin was de aarde een bal gesmolten gesteente. De planeet koelde af en op het oppervlak vormde zich een korst. De afkoeling heeft de aarde gemaakt tot wat ze nu is. Een binnenste kern uit vast ijzer, dieper dan 5000 km onder het oppervlak, wordt omringd door een gesmolten zone met vooral ijzer en nikkel. Daaromheen zit de mantel. Een viskeuze laag van half gesmolten gesteente van 30 km tot bijna 3000 kilometer dik vormt het bovenste deel van de mantel, de asthenosfeer. Boven de mantel bevindt zich de aardkorst, die gemiddeld 30 km dik is. Op land vormt de bovenlaag van de korst het oppervlak, maar een groot deel is zeebodem en dus aan het oog onttrokken. De delen die boven zee uitsteken, vormen de continenten.
De opbouw van de aarde is met behulp van seismologie ontdekt. Bij een aardbeving gaat een deel van de schokgolven dwars door de aarde. Seismologen registreren hoe deze golven zich binnenin de aarde gedragen; als een golf wordt gebroken, geeft dat aan dat daar ander materiaal of gesteente met een andere dichtheid voorkomt. Secondaire schokgolven van aardbevingen kunnen niet door vloeistof heen en lijken op een diepte van bijna 3000 km abrupt te stoppen, wat erop zou wijzen dat de kern uit vloeistof bestaat. Hoe onze planeet is opgebouwd, kan echter pas met zekerheid worden gezegd als we tot de kern gaan, maar de diepste boringen hebben nauwelijks door de bovenlaag van de aardkorst geprikt. Een nieuw Japans onderzoek naar de mantel kan daar verandering in brengen.



Opbouw van de aarde. De vijf lagen zijn van binnen naar buiten: binnenste en buitenste kern, binnenste en buitenste mantel en de aardkorst. De kern bevat ca. 15% van de inhoud van de aarde en de mantel ca. 80%. De korst is een dunne gesteentelaag (5-70 km dik) rondom de aardbol. De aardbol heeft een middellijn van 12.756 km. De kern bestaat uit het zware ijzer en nikkel die naar het midden van de aarde zijn gezakt. Het binnenste is vast, maar eromheen bevindt zich een vloeibare laag waar het aardmagnetisch veld door wordt gegenereerd. De mantel is gesmolten gesteente; de binnenste mantel is vloeibaarder dan de buitenste mantel, als gevolg van de hoge temperatuur in de kern van meer dan 6000 °C.

Het oppervlak van de aarde verandert voortdurend, omdat de aardkorst uit een aantal aardschollen of -platen bestaat. Deze platen schuiven over de asthenosfeer maar schuiven niet tegelijkertijd in dezelfde richting. Ze botsen tegen elkaar, wijken uiteen of schuiven langs elkaar in instabiele gebieden waar vaak vulkaanuitbarstingen en aardbevingen optreden. Als twee platen van elkaar vandaan bewegen, komt er heet magma naar boven dat nieuwe aardkorst vormt. Dit uiteen wijken vindt vooral in het midden van de oceaan plaats (zeebodemspreiding). Door de vorming van nieuwe aardkorst wordt de oude aardkorst verder opzij gedrukt. Dit gebeurt onder meer in het midden van de Atlantische Oceaan, waar zich een dubbele gebergte rug heeft gevormd waar in het midden magma omhoog komt. Europa en Afrika en het Amerikaanse continent bewegen langzaam van elkaar af. Door dit soort processen verandert het uiterlijk van de aarde in de loop van de tijd. In het verleden was er bijvoorbeeld één groot supercontinent met de naam Pangaea en later zijn de continenten van elkaar gescheiden. Op de kaart is te zien dat de continenten als een legpuzzel in elkaar passen.
De ruimte op het aardoppervlak is beperkt, dus als er bij sommige plaatgrenzen aardkorst wordt gevormd, moet er elders aardkorst verdwijnen of op elkaar worden gestapeld. Als twee continenten op elkaar botsen, worden stukken land tegen elkaar omhoog gedrukt en ontstaan grote bergketens. Zo is de Himalaya ontstaan toen India tegen het zuiden van Azië botste. Als een plaat met een continent echter tegen een oceanische plaat botst, wordt aardkorst vernietigd. Oceanische platen bestaan uit basaltische gesteenten en die zijn zwaarder dan de grotendeels granitische continentmassa’s. Als deze op elkaar botsen, wordt de zwaardere oceaanplaat onder de lichtere continentale plaat de mantel in gedrukt. Dit heet subductie: een deel van de aardkorst verdwijnt en wordt weer in de mantel opgenomen. Het is een traag proces; soms is er jarenlang geen activiteit terwijl zich spanning in de schollen opbouwt. Dan opeens schiet de oceanische plaat een stukje de mantel in; dat betekent aardbevingen en soms ook een vloedgolf. In december 2004 kostte een tsunami naar schatting een kwart miljoen mensen het leven toen de oceanische Indo-Australische plaat onder de Birmese plaat werd gedrukt, waardoor in de Indische Oceaan water werd verplaatst. Water en andere vluchtige materialen, die met de subducerende plaat mee de mantel in worden genomen, veroorzaken gesteentesmelt en zich opbouwende druk. Dat kan tot explosief vulkanisme leiden. De Andes werd op die manier gevormd. Als twee oceaanplaten op elkaar botsen, wordt de ene onder de andere gedrukt en ook dan ontstaat er vulkanisme. Dit soort tektoniek leidt tot de vorming van nieuwe eilanden langs de plaatgrens. Een voorbeeld daarvan is de Krakatau-uitbarsting in 1883; die heftige eruptie was in Australië en Afrika te horen. Als deze vorming van nieuwe eilanden lang genoeg doorgaat, ontstaan vulkanische eilandbogen. Japan, de Filippijnen en Nieuw-Zeeland zijn dergelijke eilandbogen.
Aardbevingen en vulkanisme treden niet alleen bij plaatgrenzen op. Er lopen her en der breuken door aardschollen. Als de gesteenten bij een breuk langs elkaar schuiven, heeft dat bevingen tot gevolg. Door breuken als bijvoorbeeld in het Nederlandse Peelgebied kunnen ver van plaatgrenzen aardbevingen optreden.
Ook daar waar geen plaatgrenzen zijn, kunnen vulkanen voorkomen: bij hotspots. In sommige delen van de wereld wordt de mantel door de kern meer opgewarmd dan elders, daardoor stijgt er daar een massa gesmolten gesteente snel naar boven. Als zich genoeg druk opbouwt, zal het materiaal zich door de korst een weg naar boven banen. De ,eilanden van Hawaï liggen ver van plaatgrenzen maar boven een hotspot die ter plekke het vulkanisme aandrijft. Men denkt dat hotspot-vulkanisme de verklaring voor de supervulkanen op Mars is. Op Mars bleven de vulkanen boven de hotspot liggen, maar op aarde niet en dat betekent dat dergelijke vulkanen na verloop van tijd niet meer werken. Yellowstone Park in de Verenigde Staten bevindt zich bovenop een grote hotspot. Door het hele land liggen de resten verspreid van de laatste uitbarsting van duizenden jaren geleden. Een dergelijke explosie zou nu een ramp zijn met miljoenen doden tot gevolg en wellicht zelfs klimaatveranderingen.



Popocatepetl, december 1998. Deze vulkaan (5452 meter hoog) is de op één na hoogste bergtop in Mexico. De vulkaan was ongeveer 60 jaar slapend en werd in 1994 weer actief. Sinds begin 2001 zijn er om de paar maanden erupties en aardbevingen van matige sterkte geweest. Die gaan soms vergezeld van een enorme pluim gas en as, zoals op de foto, die kilometers de lucht in steekt en een gevaar voor luchtverkeer vormt. In december 2000 vond de grootste eruptie van de afgelopen duizend jaar plaats. Om de plaatselijke bevolking te beschermen moet de vulkaan goed in de gaten worden gehouden, zodat men tijdig kan evacueren.

De aardatmosfeer bestaat uit ongeveer 78% stikstof, 21% zuurstof, 1% argon met verder nog waterstof, koolstofdioxide en andere edelgassen. Hoe de atmosfeer zich heeft ontwikkeld is nog niet zeker, maar men denkt dat de huidige samenstelling de derde is sinds het ontstaan van de aarde. De eerste samenstelling zou voornamelijk waterstof met nog wat helium zijn geweest. Deze eerste atmosfeer moet al heel snel in de ruimte zijn verdwenen, toen de planeet nog niet vast was. Toen het oppervlak zo ver was afgekoeld dat zich een korst vormde, ontstonden vulkanen die koolstofdioxide en stoom uitbliezen. De zwaartekracht van de aarde zou die vulkanische gassen hebben vastgehouden: de tweede atmosfeer. Deze atmosfeer bestond voornamelijk uit koolstofdioxide en waterdamp en waarschijnlijk ook nog wat waterstof. Na lange tijd zou de waterdamp uit de atmosfeer zijn geregend en zo zijn de oceanen ontstaan. Die zouden een groot deel van de koolstofdioxide hebben opgenomen. Koolstofverbindingen in de oceanen van water waren misschien de voedingsbodem voor bacteriën en later planten en die zetten koolstofdioxide in zuurstof om. Langzaam werden de omstandigheden zo dat de stikstofkringloop kon beginnen; afbraakproducten van plantenresten werden in de bodem gebruikt door bepaalde soorten bacteriën die stikstof in de atmosfeer brachten.
Weten hoe water waarschijnlijk op aarde terecht kwam? Bekijk dit filmpje: filmpje water (engels).
De aardatmosfeer is in een aantal lagen verdeeld. De troposfeer – naar het Griekse woord voor mengen – strekt zich uit van het aardoppervlak tot een hoogte van ongeveer 8 km bij de polen en 18 km bij de evenaar. Hier waait het. De omstandigheden variëren in de troposfeer van gebied tot gebied en van moment tot moment; de toestand van de atmosfeer op een bepaald moment op een bepaalde plek wordt ‘weer’ genoemd. Het weer wordt veroorzaakt door verschillen in de hoeveelheid energie die een gebied van de zon ontvangt; dat leidt tot variaties in de atmosferische druk, temperatuur, vochtigheidsgraad, wind en het wolkendek. Het broeikaseffect speelt zich vooral in de troposfeer af, waar een overvloed aan broeikasgassen is, vooral waterdamp en koolstofdioxide. Het broeikaseffect isoleert de aarde op het gebied van warmte. Hoe hoger in de troposfeer, hoe lager de dichtheid en hoe minder deeltjes er zijn om de hitte te absorberen. Daardoor is het boven in de troposfeer kouder. Wolken bestaan uit kleine druppels gecondenseerde waterdamp en vormen zich vooral in de troposfeer. Er bestaan veel soorten wolken. Dunne cirruswolken ontstaan hoog in de troposfeer waar het kouder is en bestaan daarom uit zwevende ijskristallen; halverwege en onder in de troposfeer ontstaan stratuswolken (gelaagd) en cumuluswolken (stapelwolken). Cumulonimbuswolken, grote verticale wolken die tot hoog in de troposfeer kunnen opstijgen, worden geassocieerd met slecht weer, zoals onweer en hagel.



Orkaan Katrina op 29 augustus 2005 boven de kust van Louisiana. Katrina kwam op 24 augustus bij Miami aan land als een orkaan van categorie 1. Daarna bewoog de orkaan zich zuidwaarts, boven de Golf van Mexico en ontwikkelde zich daar tot een orkaan van de hoogste categorie. Op 29 augustus bereikte de orkaan Louisiana, met winden van 240 km per uur. Katrina veroorzaakte enorm veel schade en overstromingen en kostte bijna duizend mensen het leven. Orkanen zijn gigantische draaiende buiensystemen, die in de tropen boven zee ontstaan. Ze kunnen honderden kilometers breed zijn. Beeld genomen door het MODIS-instrument aan boord van NASA’s Terra-satelliet.

De laag direct boven de troposfeer is de stratosfeer, die tot ongeveer 50 km boven het aardoppervlak reikt. Vliegtuigen vliegen vaak laag in de stratosfeer; zo vermijden ze de turbulentie die ze in de troposfeer tegenkomen. Soms worden in poolgebieden in de stratosfeer parelmoerwolken gezien. Ze zijn zo hoog dat ze een aantal uren voor zonsopkomst en zonsondergang zonlicht reflecteren en de nachtelijke hemel verlichten.
Lucht wordt in de stratosfeer niet zoals in de troposfeer door convectie verwarmd maar door ultraviolette straling die door ozon in de stratosfeer wordt opgenomen. De meeste ozon bevindt zich hoog in de stratosfeer en vormt daar de bekende ozonlaag. Meer ozon hoog in de stratosfeer betekent hogere temperaturen op grotere hoogten. In de jaren 1970 werd ontdekt dat de ozon in de atmosfeer afnam en veel wetenschappers legden een link tussen schadelijke stoffen, zoals cfk’s, en het dunner worden van de ozonlaag. De ontdekking halverwege de jaren 1980 van een gat in de ozonlaag boven Antarctica leidde tot een wereldwijd verbod op cfk’s. Eerste onderzoeken laten zien dat dit verbod wellicht een positief effect heeft gehad, want het dunner worden van de ozonlaag lijkt te zijn vertraagd.



De zon gaat onder achter de aarde. Gefotografeerd toen Apollo 12 (14-24 november 1969) terugkwam van de tweede bemande maanlanding.

Boven de stratosfeer bevindt zich de mesosfeer, van het Grieks voor `midden’. De mesosfeer is de laag van 50 km tot 85 km boven het aardoppervlak. Hier neemt de temperatuur weer af met afstand tot de aarde en de temperaturen boven in de mesosfeer zijn lager dan -70 °C. Vallende sterren of meteoren dringen door tot in de mesosfeer, waar ze meestal verbranden voor ze de aarde bereiken. Lichtende nachtwolken, de hoogste wolkensoort die op aarde voorkomt, zijn te zien in de polaire gebieden van de mesosfeer. Deze wolken bevinden zich zo hoog in de atmosfeer dat de zon er het grootste deel van de nacht op schijnt. Ze zijn een relatief nieuw verschijnsel, want ze worden pas waargenomen sinds het eind van de negentiende eeuw en wetenschappers weten nog niet zeker waardoor ze worden veroorzaakt. Mogelijke oorzaken zijn sporen van meteoren, vulkaanuitbarstingen, ruimteveren en klimaatveranderingen. Boven de mesosfeer bevindt zich de thermosfeer, een dikke laag die tot 450 km boven het aardoppervlak kan reiken. In de thermosfeer treedt ionisatie op omdat straling van de zon hier elektronen van atomen kan verwijderen. Na de thermosfeer komt de exosfeer, een heel ijle laag die van 450 km boven het aardoppervlak tot afstanden van mogelijk 10.000 km loopt. De atmosferische gassen in de exosfeer, vooral de lichtere gassen waterstof en helium, kunnen naar de ruimte ontsnappen. Veel satellieten (kunstmanen) die om de aarde draaien, bevinden zich in de exosfeer.

De bewegingen van ijzer- en nikkellegeringen door de vloeibare buitenkern vormen de belangrijkste reden voor het magnetische veld van de aarde, het sterkste van alle terrestrische planeten. Het Corioliseffect, het feit dat de aarde op verschillende breedtegraden verschillende draaisnelheden heeft, wordt er ook gedeeltelijk voor verantwoordelijk gehouden. De aarde heeft twee magnetische polen die zich bij de polen van de rotatieas bevinden. De magnetische noordpool bevindt zich momenteel in het hoge noorden van Canada en de magnetische zuidpool in Antarctica. In de loop van de tijd verplaatsen deze polen zich. In de magnetische oriëntatie van bepaalde gesteenten zijn aanwijzingen gevonden dat de polen soms omkeren, zodat de magnetische noordpool de zuidpool wordt en omgekeerd.
Het magnetische veld beschermt de aarde tegen zonnewind; zonder dat veld zou die zonnewind de aarde verschroeien. De atmosfeer zou verdwijnen en de oceanen zouden verdampen, waardoor er geen leven meer zou kunnen bestaan. De zonnewind vervormt het aardmagnetisch veld tot een driedimensionale druppelvorm: de magnetosfeer. De sterkte van het magnetisch veld wordt op grotere afstand steeds zwakker; het heeft een lange staart die zich vanaf aarde 50.000 km uitstrekt in de tegengestelde richting van de zon. Niet alle zonnewind wordt door het magnetisch veld tegengehouden; de aarde is kwetsbaar bij de magnetische polen. Daar kunnen geladen deeltjes van de zonnewind de magnetosfeer binnendringen en dan worden opgeslagen in de Van Allen-gordels of reageren met atmosferische gassen en zo aurora’s teweegbrengen. De Van Allen-gordels zijn twee stralingszones in de vorm van een donut. Ze werden in 1958 ontdekt door Explorer 1, de eerste succesvolle ruimtesonde van de VS. De gordels zijn genoemd naar James Van Allen, die een grote rol speelde bij het bouwen van die ruimtesonde. Een aurora, (`dageraad’ in het Latijn) is een spectaculair gezicht. Helaas zijn aurora’s doorgaans grotendeels beperkt tot de poolgebieden en kunnen de meeste mensen ze nooit rechtstreeks waarnemen. Op het noordelijke halfrond heet het verschijnsel noorderlicht of Aurora Borealis en op het zuidelijke halfrond zuiderlicht of Aurora Australis.



De zon gaat achter de aarde onder, gezien vanuit het ruimteveer Columbia. De toppen van onweerswolken (rechts van het midden) hangen hoog in de atmosfeer. De gloed van de zon reflecteert de bovenste lagen van de atmosfeer die zo een scherpe grens tussen de aarde en de ruimte vormen. Gefotografeerd tijdens de missie STS-109 (1-12 maart 2002), toen de Columbia boven de Javazee was.

Het klimaat op aarde kan worden onderverdeeld in een aantal soorten omdat er duidelijke verschillen zijn. Rond de evenaar bevinden zich de tropische gebieden, zoals het Amazonebekken: hete, natte gebieden met een hoge luchtvochtigheid en regenwouden. Sommige delen van de aarde zijn kale, droge woestijnen, veroorzaakt door het gebrek aan regen, lage temperaturen van het zeeoppervlak of atmosferische circulatie. Bij de polen bevinden zich ijskappen; de Zuidpool (land: Antarctica) is bedekt met een permanente ijskap en de Noordpool is drijvend pakijs in de Noordelijke Ijszee. Het klimaat op aarde is altijd aan verandering onderhevig geweest. De aarde kende vele ijstijden; de meest recente eindigde pas 10.000 jaar geleden aan het eind van het Pleistoceen. Klimaatveranderingen treden van nature op als gevolg van vulkanische activiteit of doordat verschuivende continenten in andere klimaatzones zijn terechtgekomen. De omloopbaan van de aarde is veranderlijk en, de hoeveelheid zonne-energie die de aarde bereikt, varieert. Verder is de zon ouder en heter geworden, wat ook directe gevolgen voor het klimaat op aarde heeft. Het proces van klimaatverandering is echter de laatste eeuw versneld als gevolg van menselijke activiteiten: de opwarming van de aarde. Er is geen overeenstemming rond de precieze oorzaak van de recente opwarming, maar het is waarschijnlijk een gevolg van de enorm toegenomen emissies van broeikasgassen, vooral kooldioxide. Dat komt door het gebruik van fossiele brandstoffen en tegelijkertijd ontbossing waardoor er minder bos is om kooldioxide op te nemen. De toename van broeikasgassen in de atmosfeer heeft het broeikaseffect versterkt en daarom wordt de aarde warmer. De menselijke activiteiten op aarde nemen niet af en de opwarming van de aarde zal dus in de nabije toekomst doorgaan. Men is bang dat door de hogere temperaturen ijskappen bij de polen zullen gaan smelten en de aarde warmer en natter wordt. Voorspeld wordt dat deze verandering zo snel zal zijn dat het planten- en dierenleven geen tijd heeft om zich aan te passen en hun ecosystemen, en dat daarmee hun bestaan in gevaar komt.



Sikkelvormige aarde, gezien door het ruimtevaartuig Apollo 4, in een omloopbaan op 17.960 km boven het oppervlak. Door de vele wolken valt er nauwelijks iets te herkennen aan de door de zon verlichte kant. De onbemande Apollo 4 maakte deel uit van de combinatie Apollo/Saturnus V-lanceerraket. De lancering vond plaats op 9 november 1967, naar een lage omloopbaan. De derde trap werd gebruikt om naar een hoogte van ruim 18.000 km te klimmen alvorens naar aarde terug te keren. De snelheid bij terugkeer was vergelijkbaar met wat werd verwacht voor de Apollo-vluchten die van de maan terugkwamen. Deze test rechtvaardigde het ontwerpen van een bemanningscapsule.

Wilt u ons contacteren dan kan dat