De dynamische planeet aard

Geologische Tijdschaal

• Relatieve datering: Methode om de ouderdom van gesteenten relatief te bepalen, gebaseerd op drie principes:
  • Principe van oorspronkelijke horizontaliteit: Gelaagde stenen worden horizontaal afgezet door de zwaartekracht.
  • Principe van superpositie: De onderste lagen zijn ouder dan de bovenste (Steno).
  • Principe van biologische evolutie: Gebruiken van gidsfossielen (zoals ammonieten in het Devoon tot Krijt en trilobieten in het Cambrium), organismen die in een specifieke periode hebben geleefd.
• Absolute datering: Methode om de absolute ouderdom van gesteenten te bepalen in jaren, door de vervaltijd van radioactieve elementen te meten.
  • Koolstofdatering: Methode die gebruikmaakt van de radioactiviteit van koolstof om de ouderdom van organisch materiaal (zoals beenderen of stenen) te achterhalen. Een hoger koolstofgehalte duidt op jonger materiaal, een lager gehalte op ouder materiaal. Hogere radioactiviteit van koolstofdeeltjes duidt op jonger gesteente. Meer nucleaire wapens zorgen voor meer radioactieve koolstof in de atmosfeer, wat het moeilijker maakt om de ouderdom vast te stellen.

De Vier Sferen

• Geosfeer: Ontstaan van de aarde 4,8 miljard jaar geleden uit een gas- en stofwolk. Zware elementen zakten naar de kern en lichte elementen naar het oppervlak. Dit proces volgde zich na ca. 300 000 miljoen jaar.
• Hydrosfeer: Water kwam op aarde mogelijk via botsingen tussen planetoïden en de proto-aarde. Onderzoek met een namaakmeteoriet toonde aan dat een deel van het water in gesmolten gesteente bleef na een botsing (70% verdampt; 30% aanwezig in gesmolten gesteente).
• Atmosfeer: Luchtlaag om de aarde, met verschillende lagen zoals de troposfeer, stratosfeer, mesosfeer en thermosfeer.
  • Belangrijke gassen: CO2 en methaan absorberen warmtestralen van de aarde.
  • Andere belangrijke gassen: stikstof, zuurstof en argon. Stikstof beschermt tegen UV-straling, zuurstof is essentieel voor leven. Argon dient als vulkanische meter voor andere gassen.
  • Cyanobacteriën zijn verantwoordelijk voor het ontstaan van zuurstof en de vorming van een ozonlaag. De aardatmosfeer evolueerde in drie fases (1. waterstof + helium; 2. waterdamp + kooldioxide; 3. stikstof + zuurstof).
• Biosfeer: Stromatolieten (kolonies bacteriën) zijn de oudste bekende fossielen, gedateerd op 3,7 miljard jaar.

Quartaire Klimaatveranderingen

• Reconstrueren van het verleden: Verschillende methoden om klimaat uit het verleden te reconstrueren:
  • Dendrochronologie: Analyseert jaarringen van bomen om klimaatvariaties te bepalen. Dikste ringen wijzen op gunstige groeiomstandigheden.
  • Varvenchronologie: Geeft informatie over klimaat door middel van sedimentlagen in meren (zomer − sediment, winter − kleimateriaal). Dikte van de lagen geeft informatie over mate van neerslag.
  • Pollenanalyse (palynologie): Onderzoek van pollen in sediment om veranderingen in vegetatie en klimaat vast te stellen. Verschillende pollensoorten komen overeen met bepaalde klimaattypen.
  • Ijs als paleothermometer: Onderzoek van ijsboorkernen bevat informatie over samenstelling en temperatuur van het verleden. De verhouding van zuurstofisotopen (16O en 18O) in ijs levert informatie over verleden klimaat (16O verdampt sneller, dus lagere concentratie 16O in ijs duidt op koudere periodes).
• Quartaire klimaatveranderingen: Factoren die klimaatveranderingen beïnvloeden:
  • Aardbewegingen (obliquiteit, excentriciteit, precessie): Obliquiteit (helling aardas), excentriciteit (orbitaalvorm) en precessie (tolbeweging) beïnvloeden de hoeveelheid zonlicht die op aarde valt en hebben invloed op het klimaat.
  • Thermohaliene circulatie: De oceaanstroom beïnvloedt klimaat. Kouder en zouter water in de Noordelijke Atlantische Oceaan zakt naar beneden en speelt een belangrijke rol in de globale verspreiding van warmte.
  • Albedo: Reflectie van zonlicht door bedekkingen (ijs, sneeuw, bewolking).
  • Koolstofcyclus: De hoeveelheid CO2 in de atmosfeer varieert over ijstijden en tussenijstijden.
• Klimaatverstoring: De huidige klimaatverandering wordt veroorzaakt door menselijke activiteiten, die tot meer broeikasgassen leiden.
  • Gevolgen: Stijgende temperaturen, meer stormen, bosbranden en overstromingen.
  • Oorzaken: Stijging broeikasgassen, vooral CO2, door economische productie.
  • Toekomst: Scenario's voor klimaatverandering zijn onderverdeeld in 'taking the green road' (duurzame wegen, matige groei, gelijkheid), gevolgd door middenweg, hobbelige weg, ongelijke weg en fossiele brandstofontwikkeling (hoofdweg, focus op economische ontwikkeling, ongelijkheid).