THEMA 1
Het portret van de aarde
1 De zon en de maan, de dichtste buren van de aarde / 2 Het heelal: ontzaglijk groot
THEMA 2 HET EcosysTEEM AArdE
7
1
De zon en de maan, de dichtste buren van de aarde Je kunt … 1 2 3 4
het verschil tussen een planeet, een maan en een ster beschrijven. de belangrijkste kenmerken van de aarde, de maan en de zon benoemen. toelichten waarom de zon van levensbelang is voor de aarde en zijn bewoners. beschrijven waarom onze maan zich soms toont in een wisselende vorm.
KERNBEGRIPPEN · atmosfeer · elektromagnetische · · ·
Bekijk de iconische foto Earthrise. Vanuit welk perspectief werd de foto genomen?
·
straling maan en satelliet planeet schijngestalten van de maan ster
Kerstavond 1968
Miljoenen mensen van over de hele wereld zage n de foto Earthrise voor he t eerst tijdens een live uitzending vanuit de ruimtecapsule Ap ollo 8. Een van de astronauten na m de foto en het werd een va n de meest iconische beelden van de twintigste eeuw.
Werd deze foto vanaf de zon genomen? Of vanaf de maan? Maar nee! Vanaf Mars!
Bij het onlinelesmateriaal vind je het filmpje ‘Apollo 10 Earthrise’.
8
THEMA 1 HET porTrET vAn dE AArdE
1 PLANEET AARDE, ONZE THUIS 1
Bekijk de foto’s en los de vragen op.
Fig. 1.1 De aarde vanuit het heelal
Fig. 1.2 Het Middellandse Zeegebied vanuit het ISS
Fig. 1.3 De atmosfeer zoals wij die zien vanop de aarde.
a Hoe kun je de vorm van de aarde waarnemen? Geef een voorbeeld.
b Hoe kun je de aanwezigheid van een atmosfeer waarnemen op een satellietfoto van de aarde?
c Waarom noemt men de aarde de blauwe planeet?
Bij het onlinelesmateriaal vind je het filmpje ‘De blauwe planeet’. De aarde is een planeet. Een planeet is een hemellichaam dat in een baan rond een ster beweegt. Planeten zijn zichtbaar omdat ze het licht van die ster weerkaatsen. Ze draaien rond hun eigen as en zijn bolvormig door hun zwaartekracht. Door haar zwaartekracht heeft de aarde een atmosfeer. Dat gasvormige omhulsel beschermt de aarde tegen invloeden van buitenaf.
2 DE ZON, DE BRON VAN ENERGIE EN LEVEN OP AARDE 2.1 Onze zon is een ster De zon is de meest nabije ster. Ze is ongeveer 150 miljoen km van ons verwijderd. Een ster is een enorme, hete gasbol die energie onder de vorm van straling uitzendt. De zon is 5 miljard jaar oud. In haar kern loopt de temperatuur op tot 15 miljoen °C. Daar wordt door kernfusie waterstof omgezet in helium. Die energie komt na 1 miljoen jaar vrij aan het oppervlak van de zon. De zon heeft voldoende massa om het proces nog ongeveer 5 miljard jaar vol te houden. De vrijgekomen energie wordt uitgezonden onder de vorm van elektromagnetische stralen, waarvan een groot deel schadelijk is.
THEMA 1 HET porTrET vAn dE AArdE
9
De massa van de zon bedraagt 99,5 % van de massa van het zonnestelsel (330 000 keer de aarde). Door de immense massa is de zwaartekracht enorm groot en trekt de zon de aarde naar zich toe. Er is een evenwicht tussen de snelheid waarmee de aarde rond de zon wentelt en de aantrekkingskracht door de zon. De aantrekkingskracht en middelpuntvliedende kracht zijn in evenwicht, net zoals bij een hamerslingeraar die een zwaar gewicht ronddraait. Daardoor blijft de aarde in een baan rond de zon.
Fig. 1.4 De zon in uv-licht
Bij het onlinelesmateriaal vind je twee filmpjes: ‘Hoe werkt de zon?’ en ‘Wat is het poollicht?’
2.2 De bouw van de zon Je neemt de zon waar als een witgele schijf, dat is de fotosfeer. Hier is er een temperatuur van ongeveer 6 000 °C. Op de fotosfeer kunnen donkere vlekken voorkomen waar de temperatuur ‘slechts’ 4 000 °C bedraagt: de zonnevlekken. De chromosfeer sluit aan bij de fotosfeer en is de eigenlijke atmosfeer van de zon. Door de hoge druk en temperatuur kan van hieruit zonnematerie de ruimte in geslingerd worden: dat zijn protuberansen. Ze zijn lusvormig omdat de zwaartekracht van de zon die zonnematerie terug aantrekt. De zonnematerie die in de ruimte terechtkomt, is schadelijk voor de mens. Het aardmagnetisch veld verhindert dat ze op de aarde terechtkomt. Enkel aan de polen, waar de krachtlijnen van het magnetisch veld geen omhulsel meer vormen rond de aarde, bereiken de zonnedeeltjes de hoge atmosfeer. Daar zorgen ze door chemische reacties voor het spectaculaire poollicht. Enkel bij een totale zonsverduistering wordt de corona zichtbaar. De corona is het buitenste deel van de zonneatmosfeer en hij bestaat uit een helwitte gloed van enorm hete, ijle gassen.
Fig. 1.5 Het poollicht vanop de aarde
10
THEMA 1 Het portret van de aarde
Fig. 1.6 Het poollicht vanuit het ISS
2
Ken je alle delen van de zon? Bekijk de foto’s en de tekening van de zon. a Verduidelijk de verschillende delen door het juiste begrip bij de foto’s te noteren. fotosfeer met zonnevlekken – corona – chromosfeer met protuberans b Trek pijlen tussen de foto’s en de onderdelen op de tekening.
protuberans
Fig. 1.7 De bouw van de zon
Fig. 1.8
Fig. 1.9
Fig. 1.10
2.3 De zon is levensnoodzakelijk, maar kan ook dodelijk zijn De elektromagnetische stralen die door de zon en alle sterren worden uitgezonden, kunnen onderverdeeld worden op basis van hun golflengte in het elektromagnetisch spectrum (fig. 1.11). Het zichtbare licht is de straling waar je je het meest van bewust bent op aarde, omdat je ze in tegenstelling tot andere vormen van straling met het blote oog kunt zien. Een beperkt deel van de straling bereikt het aardoppervlak, de rest van de straling wordt door de gassen in de atmosfeer opgenomen of weerkaatst. Die straling is schadelijk voor alle vormen van leven op aarde. THEMA 1 Het portret van de aarde
11
3
Bekijk aandachtig fig. 1.11 van het elektromagnetisch spectrum. a Duid in het rood de straling aan die tegengehouden wordt door de atmosfeer. b Duid in het groen de straling aan die door de atmosfeer het aardoppervlak bereikt. c Welke twee soorten straling zijn noodzakelijk om leven op aarde mogelijk te maken? Beschrijf waarom.
1
2
d De radiogolven zijn onmisbaar in de hedendaagse communicatietechnologie. Licht de uitspraak toe.
Fig. 1.11 Het elektromagnetisch spectrum
3 ONZE MAAN, ALTIJD AANWEZIG ‌ NIET ALTIJD VOLLEDIG ZICHTBAAR 3.1 Kenmerken van de maan De maan is het enige hemellichaam dat beweegt rond de aarde. Ze is onze natuurlijke satelliet. Zelf straalt de maan geen licht uit, maar ze is wel zichtbaar vanop de aarde omdat ze zonlicht weerkaatst. De afstand tussen de aarde en de maan bedraagt 384 000 km. De maan is merkbaar kleiner dan de aarde (de diameter is 0,27 keer die van de aarde). Door haar geringe massa (1/81 van de aarde) is haar aantrekkingskracht onvoldoende om gassen vast te houden, zodat de maan geen atmosfeer van betekenis heeft. Zonder atmosfeer is echter geen leven zoals op aarde mogelijk. Fig. 1.12 De maan
12
THEMA 1 Het portret van de aarde
Fig. 1.13 Krater 308 op de maan
4
Vanop de aarde is de maan goed zichtbaar. Bekijk de foto’s en beantwoord de vragen. a Wat kun je bij een heldere hemel vanop aarde waarnemen van het maanoppervlak (fig. 1.12)?
b Beschrijf het uitzicht van het maanoppervlak op fig. 1.13.
Bij het onlinelesmateriaal vind je het filmpje ‘Kraters op de maan’. c Zie je een verband tussen meteorieten (een meteoriet is een stuk(je) puin dat vanuit de ruimte op aarde inslaat) en de afwezigheid van een atmosfeer? Vergelijk met de aarde.
Omdat de maan geen atmosfeer heeft, bereikt zelfs het kleinste stofdeeltje het oppervlak met een enorme snelheid, zodat het een mini-kratertje kan produceren. De grotere donkere vlekken zijn velden waar vulkanische activiteit is geweest. Het overgrote deel van het volledige maanoppervlak bestaat uit inslagkraters of materiaal dat door inslaande meteorieten werd verpulverd.
3.2 De schijngestalten van de maan De maan is niet altijd op dezelfde manier zichtbaar vanop aarde. Gedurende de omloop van de maan rond de aarde zie je dagelijks het belichte deel van de maan veranderen, dat zijn de schijngestalten van de maan. Je kent ze als nieuwe maan, eerste kwartier, volle maan en laatste kwartier.
5
Lees aandachtig de beschrijvingen van de maangestalten. A Nieuwe maan (NM): de maan staat tussen de aarde en de zon, de zon verlicht het voor ons onzichtbare gedeelte. B Eerste kwartier (EK): de helft van het verlichte halfrond wordt nu zichtbaar (p van premier). C Volle maan (VM): de aarde staat nu tussen de maan en de zon, heel het verlichte deel staat naar de aarde gekeerd. D Laatste kwartier (LK): de helft van het verlichte halfrond is nu zichtbaar (d van dernier). a b c d e
Kleur op fig. 1.14 de zijde van de maan en de aarde die naar de zon staat geel. Kleur op fig. 1.14 de zijde van de maan en de aarde die weggedraaid is van de zon grijs. Kleur op fig. 1.14 hoe de maan zichtbaar is vanop de aarde. Vergelijk de schijngestalten van de maan op fig. 1.14 met de foto's van fig. 1.15. Noteer de letter van de beschrijving bij de juiste foto. Noteer de afkortingen van de vier schijngestalten op de juiste plaats bij fig. 1.14.
THEMA 1 Het portret van de aarde
13
waarneembaar vanop aarde
1 WEEK
1 WEEK
waarneembaar vanop aarde
waarneembaar vanop aarde
1 WEEK
1 WEEK
Z O N
waarneembaar vanop aarde Fig. 1.14 De beweging van de maan rond de aarde
Fig. 1.15 De schijngestalten van de maan
De islamitische kalender is een maangebonden kalender die bestaat uit een jaar van 12 maanmaanden van elk 29 of 30 dagen. Doordat die 12 maanden samen ongeveer 354 dagen duren, is een islamitisch jaar korter dan een zonnejaar. De vastenperiode van de moslims, de ramadan, vindt plaats gedurende de negende maand van het islamitisch jaar en valt bijgevolg elk jaar gemiddeld 11 dagen vroeger dan in het vorige kalenderjaar.
3.3 Getijden op aarde Bij het onlinelesmateriaal vind je het filmpje 'Hoe ontstaan eb en vloed?' De hoogte van het zeeniveau aan de kust schommelt dagelijks volgens de getijden, eb en vloed. Het wateroppervlak van de aarde is onderhevig aan de aantrekkingskracht van de aarde en de meest nabije hemellichamen, de maan en de zon. Hoewel de massa van de maan veel kleiner is dan die van de zon, is haar aantrekkingskracht veel groter op de aarde omdat ze veel dichter bij de aarde staat. Het water aan de zijde van de maan wordt sterk aangetrokken door de maan en op aarde ontstaat hoogtij. Aan de tegenovergestelde zijde is het ook hoogtij omdat het water minder aantrekkingskracht van de maan ondervindt. Door de beweging van de maan rond de aarde is er op elke plaats twee keer per 24 u en 50 minuten hoogtij en twee keer laagtij.
14
THEMA 1 HET porTrET vAn dE AArdE
Door de rotatie van de aarde komt elke plaats per etmaal twee keer door hoogtij en twee keer door laagtij. Ondertussen is de maan echter opgeschoven op haar omloop rond de aarde, en duurt het nog 50 minuten langer voor maan en aarde weer in dezelfde positie staan.
LT
• ZP
HT
Fig. 1.16 Hoog- en laagtij op aarde met de aardas centraal, gezien vanop de zuidpool van de aarde en de maan
HT
LT
Bij de schijngestalten volle maan en nieuwe maan wordt de aantrekkingskracht van de maan versterkt door de aantrekkingskracht van de zon. Men meet hogere vloedwaarden, het is dan springtij.
6
Zoek de verbanden tussen de schijngestalten en de hoogte van de getijden op aarde. a Bij welke schijngestalten werken de aantrekkingskrachten elkaar tegen? Gebruik fig. 1.14.
b Wat gebeurt er met het waterniveau?
c Duid op fig. 1.17 het verschil aan tussen het niveau van het gemiddelde springtij en het gemiddelde doodtij. Noteer de vastgestelde waarde.
peil in m t.o.v. TAW
5m
4m
Getijkromme Vlissingen
peil in m t.o.v. NAP
gemiddeld springtij gemiddeld getij gemiddeld doodtij TAW: Tweede Algemene Waterpassing NAP: Normaal Amsterdams Peil
3m
2m
1m 3m 0m
NAP (0 m)
2m -1 m
2,333 m
1m -2 m 0m -6 u LW
-4 u
-2 u
0u HW
2u
4u
6u LW
TAW (0 m)
Fig. 1.17 Getijdekromme Vlissingen
Een gevolg is dat bij springtij er verschillende maatregelen genomen worden om het binnenland te beschermen tegen overstromingen, zeker als er ook stormweer voorspeld wordt.
THEMA 1 HET porTrET vAn dE AArdE
15
Earthrise‌
De eerste landing op de maan dateert van 1969. Deze foto werd genomen tijdens de missie van de Apollo 8 in 1968, toen die in een baan rond de maan cirkelde.
Kun je na de kennismaking met de aarde, zon en maan de foto Earthrise juister analyseren? a Kruis juist of fout aan. Verbeter of leg kort uit waarom (niet). Stelling De foto werd genomen vanaf de zon.
De foto werd genomen vanaf Mars.
De foto werd genomen vanaf de maan.
b Hoe kwam de foto aan de naam Earthrise? Verklaar.
16
THEMA 1 HET porTrET vAn dE AArdE
Juist
Fout
Test je kennis De aarde, de maan en de zon zijn buren, toch verschillen ze enorm. Onderzoek de verschilpunten tussen de aarde, de zon en de maan en noteer ze in de tabel.
Soort hemellichaam?
Aarde
Zon
Maan
Planeet
Ster
Satelliet
Afstand tot de aarde:
Voor ons zichtbaar door:
Massa in verhouding tot de aarde:
Diameter in vergelijking met de aarde:
Belang voor de aarde:
THEMA 1 HET porTrET vAn dE AArdE
17