Feit of Fictie | Veelvoorkomende misvattingen over planeet Aarde

Op het eerste gezicht lijkt de Aarde een perfecte bol, vooral als we haar vanuit de ruimte bekijken. Bij nader onderzoek blijkt echter dat haar vorm enigszins afwijkt van een ideale bol. De Aarde is afgeplat aan de polen en verbreed aan de evenaar, en deze vorm wordt door geodeten aangeduid als een geoïde.

Dit schijnbaar onbelangrijke verschil in vorm is van groot belang bij nauwkeurige metingen op het oppervlak van de planeet. Als we de Aarde als een perfecte bol beschouwen bij het berekenen van coördinaten of afstanden, ontstaan er onnauwkeurigheden die kritiek kunnen zijn in navigatie, geodesie en andere vakgebieden. Zo houden satellietnavigatiesystemen, zoals GPS, rekening met de ellipsvormige vorm van de Aarde om een hoge nauwkeurigheid in plaatsbepaling te garanderen.

De oorzaak van deze vorm ligt in de rotatie van de Aarde om haar as. Deze rotatie creëert centrifugale krachten die de planeet enigszins 'opblazen' bij de evenaar. Bovendien is de massa van de Aarde ongelijk verdeeld, wat ook invloed heeft op haar vorm en zwaartekrachtveld.

Op het eerste gezicht lijkt het erop dat de luchttemperatuur bij toenemende hoogte constant en gelijkmatig daalt. Tot een bepaalde hoogte is dit waar: bij een stijging van elke kilometer in de eerste 11 kilometer van de atmosfeer daalt de temperatuur met ongeveer 6,5 °C, tot ongeveer -56,6 °C op een hoogte van 11 kilometer.

Echter, de atmosfeer van de Aarde is niet gewoon een homogene luchtlaag, maar een complex systeem dat uit verschillende lagen bestaat met verschillende fysieke en chemische eigenschappen. Boven de 11 kilometer begint de stratosfeer, waar de temperatuur zich anders gedraagt. In het bereik van 11 tot 25 kilometer verandert de temperatuur nauwelijks en blijft stabiel.

Tussen 25 en 40 kilometer gebeurt er echter iets onverwachts: de temperatuur begint te stijgen, van -56,5 °C tot +0,8 °C. Op een hoogte van ongeveer 40 kilometer bereikt de temperatuur ongeveer 0 °C en blijft zo tot een hoogte van ongeveer 55 kilometer.

Daarna, in de mesosfeer, begint de temperatuur weer te dalen, met ongeveer 0,25-0,3 °C per 100 meter stijging. Op een hoogte van ongeveer 90 kilometer daalt de thermometer tot -90 °C, het koudste gebied in de verticale temperatuurverdeling van de atmosfeer.

Maar ook dat is nog niet het einde van de temperatuursverrassingen. Boven de 90 kilometer, in de thermosfeer, begint de temperatuur weer te stijgen en bereikt indrukwekkende waarden van ongeveer 1500 Kelvin (ongeveer +1226 °C) op hoogten van 200-300 kilometer. Daarna blijft de temperatuur vrijwel constant op grotere hoogten.

Deze temperatuurschommelingen houden verband met verschillende processen die plaatsvinden in elke laag van de atmosfeer. Bijvoorbeeld, in de stratosfeer wordt de temperatuurstijging veroorzaakt door de absorptie van ultraviolet straling door de ozonlaag, terwijl in de thermosfeer de absorptie van zonnestraling door verdunde gassen een rol speelt.

Het begrijpen van de werkelijke temperatuurverdeling met de hoogte helpt niet alleen om veelvoorkomende misvattingen te weerleggen, maar heeft ook praktische betekenis. Dit is belangrijk voor luchtvaart, ruimtevaart en meteorologie, omdat het helpt om weersomstandigheden te voorspellen en vliegveiligheid te garanderen. De atmosfeer van de Aarde is een complexe en dynamische systeem, vol onverwachte veranderingen en fascinerende verschijnselen die de aandacht van wetenschappers en onderzoekers blijven trekken.

Het lijkt logisch dat hoe dieper je in de aarde gaat, hoe sterker de zwaartekracht zou moeten worden. Echter, in werkelijkheid gebeurt het tegenovergestelde: naarmate je dichter bij het middelpunt van de aarde komt, neemt de zwaartekracht geleidelijk af en in het exacte middelpunt ervaar je gewichtsloosheid. Dit komt doordat de massa van de aarde je van alle kanten begint te omringen, waardoor de zwaartekrachten elkaar in evenwicht houden.

Stel je de aarde voor als een ideale bol met een gelijkmatig verdeelde dichtheid. In zo’n geval nemen berekeningen aan dat de zwaartekracht lineair afneemt met de diepte. Maar onze planeet is veel complexer. De aardkorst bevat gebieden met een hogere dichtheid en lege ruimtes, en de mantel is niet homogeen qua samenstelling en structuur. Daarom kan het zwaartepunt van de aarde afwijken van haar geometrische centrum.

Dit betekent dat de zone van gewichtloosheid zich niet precies in het midden van de planeet bevindt, maar iets aan de kant waar de werkelijke massa geconcentreerd is. Zo’n verschuiving beïnvloedt het zwaartekrachtveld van de aarde en wordt in geofysische studies meegenomen bij het modelleren van interne processen van de planeet.

Veel mensen denken dat de seizoenen op Aarde wisselen doordat de planeet zich afwisselend dichter bij en verder van de Zon bevindt. Dit is echter een veelvoorkomende misvatting. In werkelijkheid ligt de oorzaak in de helling van de aardas ten opzichte van het vlak van haar baan om de Zon.

De aardas staat onder een hoek van ongeveer 23,5 graden. Deze helling blijft vrijwel constant terwijl de Aarde in een jaar tijd een volledige omloop om de Zon maakt. Door deze helling krijgen de verschillende halfronden in verschillende seizoenen een andere hoeveelheid zonlicht en warmte.

Wanneer het noordelijk halfrond naar de Zon is gericht, is het daar zomer. De Zon staat hoger aan de hemel, de dagen zijn langer, en het oppervlak ontvangt meer zonne-energie. Tegelijkertijd is het in het zuidelijk halfrond winter, met kortere dagen en een lage zonnestand.

Een half jaar later is de situatie omgekeerd: het zuidelijk halfrond is nu naar de Zon gekeerd, waar het zomer is, terwijl het in het noordelijk halfrond winter is. Zo wordt de seizoenswisseling veroorzaakt door de helling van de aardas, en niet door de afstand tot de Zon.

Interessant genoeg bevindt de Aarde zich in januari, als het in het noordelijk halfrond winter is, het dichtst bij de Zon, in een punt dat perihelium wordt genoemd. In juli, wanneer het zomer is in het noordelijk halfrond, bevindt de planeet zich in het aphelium, het verst van de Zon. Maar dit verschil in afstand (ongeveer 5 miljoen kilometer) heeft weinig invloed op de temperatuur, omdat de verdeling van zonne-energie vooral afhankelijk is van de invalshoek van de zonnestralen door de helling van de as.

Overigens is het woord 'klimaat' direct gerelateerd aan dit verschijnsel. Het komt van het Oudgriekse woord “κλίμα” (klima), wat 'helling' of 'neiging' betekent. Dit benadrukt het belang van de helling van de aardas bij het vormgeven van de klimatologische omstandigheden op de planeet.

Astronomen onderscheiden verschillende soorten dagen, en het begrip 'dag' is niet zo constant als het lijkt.

Zonnedagen, die we in het dagelijks leven gebruiken, worden gedefinieerd als de tijd die de Aarde nodig heeft om één volledige omwenteling om haar as te maken ten opzichte van de Zon. Dit is de periode tussen twee opeenvolgende bovenste culminaties van de Zon — de momenten waarop zij het hoogste punt aan de hemel bereikt. Echter, echte zonnedagen zijn niet strikt constant. Gedurende het jaar varieert hun duur enigszins vanwege de elliptische baan van de Aarde en de helling van haar as, wat ervoor zorgt dat zonnedagen korter of langer zijn.

Bovendien is er het begrip sterrendagen. Als we in plaats van de Zon een verre, 'onbeweeglijke' ster als referentie nemen, is de omlooptijd van de Aarde om haar as iets korter. Een sterrendag duurt ongeveer 23 uur, 56 minuten en 4 seconden, wat 3 minuten en 56 seconden korter is dan een gemiddelde zonnedag. Dit komt doordat de Aarde tijdens één volledige omwenteling om haar as ook een klein stukje vooruitgaat in haar baan om de Zon, waardoor het iets langer duurt voordat de Zon weer op dezelfde positie aan de hemel verschijnt.

Dit verschil tussen zonnedagen en sterrendagen is van groot belang in de astronomie en navigatie. Zo worden sterrendagen gebruikt voor de nauwkeurige positionering van telescopen en satellieten en voor het maken van sterrenkaarten.

Zo blijkt dat onze gebruikelijke tijdsindeling met 24 uur in een dag, 60 minuten in een uur en 60 seconden in een minuut een vereenvoudigd model is, handig voor het dagelijks leven, maar niet weerspiegelt hoe complex het draaien van onze planeet daadwerkelijk is. Tijd is relatief en hoe we het meten hangt af van het gekozen referentiepunt en tal van astronomische factoren. Inzicht in deze nuances opent fascinerende aspecten van het functioneren van het universum en laat ons de nauwkeurigheid en complexiteit waarderen van de systemen die we elke dag gebruiken.

Er bestaat een veelvoorkomende mythe dat de Chinese Muur het enige door de mens gemaakte object is dat met het blote oog vanuit de ruimte te zien is. Echter, in werkelijkheid is het bijna onmogelijk om de muur te zien vanaf de Aarde’s baan zonder speciale hulpmiddelen. De muur is gemaakt van materialen die qua kleur en textuur opgaan in het omringende landschap, en de breedte is slechts enkele meters, wat het vanaf grote hoogte onzichtbaar maakt.

Astronauten van het internationale ruimtestation, dat zich op een hoogte van ongeveer 400 kilometer boven het aardoppervlak bevindt, zeggen dat het zelfs bij ideale weersomstandigheden en met kennis van de exacte locatie van de muur, het zeer moeilijk is deze te onderscheiden. Hiervoor zijn krachtige telescopen of camera’s met hoge resolutie nodig.

Interessant genoeg zijn andere door de mens gemaakte objecten veel gemakkelijker te zien vanuit de ruimte. Start- en landingsbanen van internationale luchthavens zijn vanwege hun lange rechte lijnen en contrasterende oppervlakken gemakkelijk te onderscheiden van de omgeving. De Egyptische piramides, gelegen tegen de lichte zandachtergrond van de woestijn, zijn ook goed zichtbaar vanuit de ruimte dankzij hun vorm en contrast met de omgeving.

Veel mensen denken dat de Sahara de droogste plek op Aarde is, bekend om zijn hete temperaturen en eindeloze zandduinen. Maar als we droogheid meten aan de hand van de jaarlijkse neerslaghoeveelheid, dan behoort deze titel eigenlijk aan... Antarctica!

Ja, je hebt het goed gehoord. Op het koudste continent bevinden zich drie unieke gebieden, bekend als de Droge Valleien van McMurdo. Deze valleien zijn zo droog dat er de afgelopen minstens twee miljoen jaar geen regen of sneeuw is gevallen! Ze worden omringd door bergen die vocht blokkeren en worden blootgesteld aan constante sterke winden, waardoor deze valleien vrijwel ijs- en sneeuwvrij zijn, wat ze de droogste plekken op Aarde maakt.

Lees meer over de droogste plekken op onze planeet in ons artikel: “Waar bevindt zich de droogste plek op Aarde?”

Velen van ons denken dat bossen het grootste deel van de zuurstof in de atmosfeer produceren. Hoewel groene planten inderdaad een belangrijke rol spelen bij fotosynthese door koolstofdioxide op te nemen en zuurstof af te geven, zijn bossen niet de enige en zelfs niet de belangrijkste producenten van zuurstof.

In werkelijkheid zijn de belangrijkste zuurstofleveranciers van de Aarde microscopisch kleine algen, bekend als fytoplankton, die in de oceanen en zeeën leven. Deze piepkleine organismen, onzichtbaar voor het blote oog, zijn verantwoordelijk voor de productie van meer dan de helft van de atmosfeer zuurstof. De uitgestrekte wateroppervlakken van de planeet bieden hen ideale omstandigheden voor fotosynthese, waardoor ze onmisbare deelnemers zijn in de wereldwijde gasuitwisseling.

Lees meer hierover in ons artikel “Welke planten produceren het grootste deel van de zuurstof op de planeet”

Veel mensen geloven dat een waterwerveling in de gootsteen in het ene halfrond met de klok mee draait en in het andere halfrond tegen de klok in. Dit misverstand heeft te maken met het Corioliseffect, dat is beschreven door de Franse wiskundige Gustave Coriolis in 1833. De Corioliskrachten beïnvloeden inderdaad de beweging van grote water- en luchtmassa’s op onze planeet. Bijvoorbeeld, ze verklaren waarom rivieren in het noordelijk halfrond vaker de rechteroever uitslijten, en in het zuidelijk halfrond de linkeroever, en waarom cyclonen in verschillende richtingen draaien in verschillende halfronden.

Echter, als het gaat om kleine hoeveelheden water zoals in een gootsteen of bad, zijn de Corioliskrachten bijna verwaarloosbaar. In deze schaal wordt de draairichting van de waterwerveling bepaald door tal van andere factoren: de vorm en symmetrie van de gootsteen, de positie van de afvoeropening, de initiële waterbeweging bij het aftappen, en zelfs de kleinste oneffenheden op het oppervlak. Zelfs de kleinste toevallige invloeden kunnen bepalen in welke richting het water draait.

Dus, ongeacht of je je in het noordelijk of zuidelijk halfrond bevindt, het water in je gootsteen kan zowel met de klok mee als tegen de klok in draaien. Het Corioliseffect speelt pas een merkbare rol bij grotere schaal, zoals oceaanstromingen of atmosferische verschijnselen.