Waarom we de maan niet kunnen missen
Er zijn veel manen in ons zonnestelsel maar geen enkele daarvan is zoals die van ons. De maan mag dan maar gewoon een stuk rots zijn in de ruimte, hij veel meer impact dan we denken. Zo zorgt hij bijvoorbeeld voor de getijden hier op aarde. Onze maan heeft een heel grote invloed op ons en je kan je zelfs de vraag stellen of we er zelfs geweest zouden zijn als de maan er niet was geweest. We vinden het allemaal vanzelfsprekend dat de maan daar in de lucht hangt, 384.000 km ver weg, maar stel je eens voor dat hij er niet zou zijn? Hoe zou de wereld er uit zien als hij verder weg was of juist veel dichterbij?
De criteria voor het ontstaan van het leven
Op de kerstavond van 1968 zaten miljoenen mensen vol spanning aan de buis of aan de radio gekluisterd toen de eerste bemande ruimtemissie in een baan om de maan werd gebracht. "And from the crew of Apollo 8, we close with good night, good luck, a Merry Christmas and God bless all of you - all of you on the good Earth." De bemanning van de Apollo 8 stuurde beelden door en zo konden we de aarde voor de eerste keer in al haar glorie zien!
In die tijd had iedereen het vol opwinding over de maan als “the new frontier” maar tegenwoordig is er nauwelijks nog enthousiasme over de ruimte, al leek dat even anders toen de ESA Rosetta liet landen op een komeet. Haast niemand spreekt nog over de maan, alsof ze compleet irrelevant is. Nochthans is dat helemaal niet zo. Integendeel, de kracht van de maan heeft een enorme invloed op ons. Denk maar aan de zwaartekracht!
De aantrekkingskracht van de aarde houdt ons op onze plek op aarde en houdt de maan in een baan om de aarde. De aarde trekt de maan aan maar we vergeten dikwijls dat aantrekkingskracht van twee kanten werkt: de maan trekt ook de aarde aan.
De maan trekt onze oceanen aan, naar boven, weg van de oppervlakte van de aarde. Dat zorgt ervoor dat de oeanen lichtjes opbollen waar ze het dichtst bij de maan zijn. Omdat de aarde draait, verschuift die opwaartse bolling mee en zorgt zo voor eb en vloed. De hoogte van de vloed hangt af van de afstand tussen de aarde en de maan.
Hoe dichter twee dingen bij elkaar zijn, hoe harder ze elkaar aantrekken. Dat is één van de wetten van de fysica. De maan staat 384.000 km ver weg maar wat als ze dichterbij stond? Zelfs als ze maar een klein beetje dichterbij zou staan, dan zou de bolling van het water toenemen. Eb zou lager zijn en vloed hoger. Alle kustlijnen zoals we die kennen zouden onder water staan. En wat als de maan veel dichterbij stond, vijf keer dichter of tien keer dichter dan nu? Als de maan twintig keer dichter zou staan, zou de zwaartekracht vierhonderd keer sterker zijn. Dat betekent een massieve bolling en dus ook een enorme vloedgolf in plaats van de normale eb en vloed. Londen en New York zouden bij vloed helemaal onder water verdwijnen.
Dat klinkt verschrikkelijk maar het is reeds eerder gebeurd, toen de maan nog maar net bestond. 4,5 miljard jaar geleden was er nog geen sprake van de maan. Rotsen en kometen sloegen in op de aarde, als een soort van reuzenbombardement. Toen een planeet tegen de aarde botste, had dat een enorme impact. Vloeibare rots vloog de lucht in en zo ontstond de maan, 64.000 km van de aarde vandaan. Dat was kortst mogelijke afstand: als ze dichterbij was geweest, dan was ze opnieuw in de aarde gebotst. Dat gebeurde nu niet. Nu zien we de maan als een grote rots, maar in die tijd was ze nog een vurige bol. De botsing die de maan deed ontstaan, veranderde alles. Er kwam metaal – ijzer – vrij uit de kern van de aarde, die de atmosfeer hielp doen ontstaan. Uit de gassen die vrijkwamen door de botsing ontstonde aminozuren. Zo werden de criteria uitgezet voor het ontstaan van het leven.
Het duurde nog eens zevenhonderd miljoen jaar voor het leven ontstond. De aarde koelde af. Condens vormde de oceanen en die oceanen werden aangetrokken door de maan zodat eb en vloed ontstonden. Volgens de recentste theorieën zijn het die getijden die het leven kickstartten. Darwin zei het al: het leven is ontstaan in een kleine, warme poel. Hij had gelijk. De getijden zorgden voor het door elkaar mengen van chemische stoffen en dat in combinatie met zonlicht zorgde ervoor dat de structuur van die chemische stoffen veranderde. Er werd koolstof gevormd en dat is de bron van alle levende cellen. Het leven op onze aarde is dus regelrecht te danken aan de maan!
Bad moon rising
De maan draait heel traag. Ze draait één keer om haar as elke 29 dagen. Dat is dezelfde snelheid als die waarmee de maan rond de aarde draait. Daarom ziet de maan er altijd hetzelfde uit: we zien nooit haar achterkant. Er zijn meer kraters op de achterkant dan op de voorkant. Elk van die kraters is er gekomen door de inslag van een asteroide die anders op de aarde was ingeslagen en het leven in één keer had uitgeroeid. De maan heeft het leven dus niet alleen in gang gestoken maar ook beschermd. Sinds het leven 3,8 miljard jaar geleden ontstond, waakt de maan nog altijd over ons.
De idee dat de maan onze beschermengel is en over ons waakt is oeroud. Vijfduizend jaar geleden werden stenen opgericht in cirkels als observatoria voor de maan. De maan werd vereerd over heel de oude wereld. Aan de maan – die heldere schijf aan de nachtelijke hemel – werden mysterieuze krachten toegekend. Sommige van die verhalen over de vreemde, verschrikkelijke magie van de maan worden nog altijd verteld. Denk maar aan weerwolven en vampiers, die zijn nog altijd populair!
Zelfs nu nog zeggen de mensen dat volle maan een beetje griezelig is. Bad moon rising, weet je wel? De maan maakt ons een beetje gek. Mensen lijken wilder en geweldadiger als het volle maan is. Dat wordt het Transylvanië-effect genoemd, naar de streek waar Dracula vandaan komt. Uit onderzoek is gebleken dat er inderdaad een verband is tussen de criminaliteitscijfers en de volle maan. In sommige steden in Groot-Brittannië worden zelfs extra politiemensen ingezet op volle maan. Je weet maar nooit. Maar verandert de maan écht ons gedrag? Onderzoek laat zien dat dat zeer twijfelachtig is. Voor elke studie die het verband aantoont, is er een andere studie die het tegendeel beweert. De theorie komt waarschijnlijjk gewoon van het feit dat nachten met volle maan gewoon veel helderder zijn. In de tijd voordat electriciteit overal voorhanden was en straatlantaarns elke hoek van de stad verlichtten, bleven de mensen ’s avonds binnen. Alleen op nachten dat het licht was, kwamen de mensen gemakkelijker naar buiten. Op die avonden was er dus zowiezo meer kans op heibel. Ook toen al was alcohol een veel grotere onruststoker dan het licht van de volle maan.
Het ritme van onze planeet
Zelfs al blijkt de invloed van de maan op ons gedrag een mythe, toch blijft de maan zeer machtig. Er zijn een heleboel dieren die instinctief reageren op het licht van de volle maan. Ze worden actiever, maken meer geluid en worden vruchtbaarder. Tropische koralen bijvoorbeeld synchroniseren hun vruchtbaarheidscyclus zodat ze tijdens een nacht allemaal tesamen kuit schieten. Dat wordt getriggerd door de volle maan. Er zijn koralen die elke 29 dagen een nieuwe laag skelet groeien bovenop de vorige laag. Dat wordt gestuurd door de maandelijkse baan van de maan om de aarde. Je kan er je klok op gelijk zetten! De skeletlaagjes kunnen gebruikt worden als een maankalender, een soort archief van de tijd die voorbijgaat, net zoals de ringen van een boom. Zo kunnen we via sommige koralen een kijkje nemen in het verre verleden.
Sommige koralen groeien ¼ mm per dag. Als we al die laagjes zouden tellen, dan komen we niet aan 365 dagen maar aan 400. Dat is 45 dagen meer dan in een gewoon jaar. Dat komt omdat een dag niet altijd 24 uur heeft geduurd. De lengte van een dag is in principe de tijd die de aarde nodig heeft om één keer rond haar as te draaien, van één zonsopgang tot de volgende. Als de dagen korter waren, wil dat zeggen dat de aarde sneller draaide dan nu. Miljarden jaren geleden duurde een dag zelfs maar vijf uren! Hoe komt het dat de draaisnelheid van de aarde is veranderd ov er de tijd? Juist. Dat komt door de maan. Toen de maan werd gevormd, stond hij zo dicht bij de aarde en trok hij zo hard dat hij werkte als een rem op onze planeet. De aantrekkingskracht van de maan vertraagde de draaisnelheid van de aarde. En dat doet hij nog altijd. Terwijl de aarde draait zorgt de wrijving tussen de oeaanbodem en de bolling van het oceaanoppervlak ervoor dat de draaisnelheid wordt afgeremd. Dat betekent dat de dagen altijd langer werden. Wat vroeger gebeurde in 5 uren, duurt nu 24 uren. Wij mensen zijn er nog maar zo kort – ongeveer 200.000 jaar – dat we enkel dagen van 24 uren hebben gekend. Onze biologische klok is helemaal afgesteld op die lengte van de dag. En toch hebben we die dagen van 24 uren alleen maar door de maan. Het is wonderbaarlijk te weten dat het ritme van onze planeet gezet is door dat stuk rots daar in de ruimte :-)
Een bal op je vinger
Maar de maan wordt zelf ook beïnvloed door de aarde. De wet van actie en reactie is één van de eerste wetten van de fysica die je op school leert. Terwijl de aarde vertraagde, is de maan juist versneld. Om die versnelling te compenseren, is er iets veranderd aan de baan van de maan. Die is altijd breder geworden.
Behalve plezier hebben op kerstavond, deden de astronauten van de Apollo nog iets anders. Ze deden een reeks wetenschappelijke experimenten op de maan. Tijdens drie van de missies lieten ze reflecterende units met spiegels achter op de maan. Sindsdien vuren astronomen op regelmatige tijdstippen lasers af op die spiegels om in het oog te houden hoe ver de maan precies van ons verwijderd is. Met elke laserstoot worden 100 kwadriljoen of 100.000.000.000.000.000 fotonen uitgezonden. Met een beetje geluk komt er daar eentje van terug :-) Een foton is een minuscuul lichtdeeltje en we kennen de snelheid van het licht. Door een aantal fotonen te vangen, kunnen we de afstand tussen de aarde en de maan berekenen tot op een millimeter nauwkeurig. Op dit moment bedraagt die afstand 393.499 km, 257 m en 798 mm. Astronomen gebruiken de lasers ondertussen al een dikke veertig jaar en er is een duidelijk patroon te zien: de maan drijft nog altijd van ons weg, net zoals ze al miljarden jaren doet, met een snelheid van 3,78 cm per jaar. Dat is ongeveer dezelfde snelheid als die waarmee onze vingernagels groeien.
Waarom is dat in ’s hemels naam belangrijk, zal je vragen? Dat de maan zich van ons verwijdert, is wel degelijk belangrijk. Als ze verder blijft wegdrijven, zulleneen aantal natuurlijke fenomenen onherroepelijk verdwijnen. Zonsverduisteringen bijvoorbeeld. Op sommige plekken op de aarde kan je zowel het rijzen van de zon als het dalen van de maan tegelijk zien. Omdat we de maan en de zon even groot zien – de maan is veel kleiner maar staat veel dichter bij de aarde – kennen we totale zonsverduisteringen. De maan en de zon overlappen elkaar perfect, met enkel een halo van zonnegassen rond de rand van de zwarte schijf. Er is geen enkele speciale fysicaregel die daarvoor zorgt. Het is puur kosmisch toeval! Naarmate de maan echter verder weg drijft, zal ze de zon niet meer volledig bedekken en zullen we dus ook geen totale zonsverduisteringen meer kunnen zien. Maar dat is nog niks. Hoe het leven op aarde beïnvloed wordt als de maan zich verder van ons verwijdert, is veel belangrijker.
Als de maan maar 10% verder zou staan, dan maakt dat al een groot verschil. De draaisnelheid van de aarde is dan trager en de dagen zijn langer. De nacht zou 20 uren duren en aan de andere kant van de aarde is het een extra lange dag. Maar het kan veel erger. Als de maan echt 10% verder weg zou staan, dan zou de stabiliteit van onze hele planeet onder druk komen te staan. De maan controleert niet alleen onze getijden en de draaisnelheid van de aarde, ze heeft nog een andere kritieke functie: de maan zorgt voor onze stabiliteit. Denk aan een bal die je op je vinger laat ronddraaien. Zolang hij snel draait, is er geen probleem. Als hij vertraagt, begint hij echter te wiebelen en uiteindelijk valt hij naar beneden ...
Sinds het ontstaan van de maan is de aarde op zijn kant gedraaid en draait hij met een hoek van 23°. Die hoek heeft een cruciale rol gespeeld bij het vormen van ons klimaat. Als de aarde rechtop zou staan in plaats van scheef, dan zou het licht van de zon heel het jaar egaal schijnen op het aardoppervlak, altijd boven de evenaar en haast nooit op de noord- en de zuidpool. De temperatuur zou het hele jaar constant zijn. Dat klinkt goed, maar er zou geen zomer en geen winter zijn, geen enkele variatie. Door die knik van 23° verandert de lichtinval van de zon op het aardoppervlak tijdens het jaar. Het is deze variatie in licht die zo belangrijk is. Het betekent dat tijdens het jaar de condities op de planeet voortdurend veranderen. In onze zomer is er meer licht op de noordelijke hemisfeer en dus hebben we warmere temperaturen en langere dagen. Maar zes maanden later, als de aarde naar de andere kant van de zon reist, is er meer licht op de zuidelijke hemisfeer. Dan zitten wij in de kou en in het donker, met kortere dagen en langere nachten. Met andere woorden: we hebben seizoenen. De levenscyclus van de meeste dieren en planten wordt aangedreven door de seizoenen. Het ontluikende leven in de lente, warme zomerdagen, trekkende vogels in de herfst en de strijd om te overleven in de winter: het hangt allemaal samen met de seizoenen.
De aarde blijft enkel staan in die hoek van 23° door het stabiliserende effect van de maan. Naarmate de maan verder en verder van ons wegdrijft, zal dus ook de hoek van de aarde veranderen. Dan zal de aarde heen en weer rollen in plaats van stabiel op haar plaats te blijven. Wat er dan gebeurt, weten we niet precies maar de kans is reëel dat er dan hetzelfde gebeurt als met Mars, onze buurplaneet. Vandaag staat hij in een hoek van 25°, te vergelijken met de hoek van de aarde. Maar de planeet draaide vroeger met een heel andere hoek, tot wel 60°. In tegenstelling tot de aarde heeft Mars geen grote maan om hem stabiel te houden en dus wiebelde hij chaotisch heen en weer. Hij had wel kunnen omvallen op zijn zijkant. Ons kan wel eens hetzelfde lot te wachten staan als onze maan 10% verder weg zou drijven.
Onze wereld zou er dan helemaal anders uitzien. Waarschijnlijk zou hij heel nat zijn. Als de aarde op haar zijkant zou staan, dan zouden de poolkappen elk jaar gedurende drie maanden bloot staan aan directe en constante zonneschijn. De ijskappen zouden dus smelten en een enorme hoeveelheid vers water in onze oceanen doen vloeien. Het zeeniveau zou stijgen met meer dan 60 m! Elke kuststad in de wereld zou verdwenen zijn en ook de gebieden die het zouden overleven zouden er helemaal anders uitzien. Stel je Las Vegas voor, maar dan een donkere en koude versie met -20°. Omdat de zon nu schijnt in Antarctica, is Las Vegas in de greep van een barre winter. In de lente smelt de sneeuw en de zon rijst hoger en hoger. Tijdens de zomer gaat de zon nooit onder. In de herfst staat de zon hoog in de lucht en dan verdwijnt hij weer achter de horizon en komt de donkere wingter weer terug. Zouden we dat overleven? Waarschijnlijk wel, met voldoende airco en kunstlicht.
Andere levensvormen hebben misschien minder geluk. Er zullen stukken van de aarde zijn die verschrikkelijk heet zijn in de zomer, veel heter dan Death Valley dat nu de heetste plek op aarde is, en in de winter zullen diezelfde plekken extreem koud zijn, veel kouder dan je diepvries. Er zijn organismen die redelijk lage temperaturen kunnen overleven – pinguins, walvissen, enz. ... – maar hogere temperaturen zijn een heel ander verhaal. Vanaf 70°breekt chlorofyl of bladgroen af. Dat is heet maar nog niet zo heet als kokend water. Alles wat groen is, ook in Death Valley, zou weg zijn. Er zou dus ook geen fotosynthese zijn en laat dat nu net zijn wat het leven op aarde drijft. Nog hogere temperaturen zouden betekenen dat de zuren waar je genetisch materiaal uit bestaat zouden opbreken en ontbinden. Jammer genoeg kan je niet zonder. Er zijn wel organismen die een ongebruikelijke genetishe structuur hebben die kunnen overleven in temperaturen boven de 100° maar die gaan dan weer dood op plekken waar het koeler is. Ook al zijn er organismen die in de hitte kunnen overleven en organismen die de koude kunnen trotseren, om hetzelfde organisme beide extremen te laten overleven in eenzelfde jaar is zo goed als onmogelijk. Dat is dus het probleem: als de aarde omvalt, dan worden de seizoensafwisselingen te extreem en te snel voor de evolutie om het te kunnen bijhouden.
We zijn gelukkig niet in gevaar. Het zou nog minstens een miljard jaar duren voor de maan zo ver weg is dat de aarde omver kan vallen. We hebben dus nog tijd om ons voor te bereiden. We moeten ons echter wel bewust zijn van hoeveel geluk we eigenlijk wel hebben dat de maan is waar ze is op dit eigenste moment. Als het een heel klein beetje anders was gelopen, had het leven op aarde heel anders kunnen zijn.
De criteria voor het ontstaan van het leven
Op de kerstavond van 1968 zaten miljoenen mensen vol spanning aan de buis of aan de radio gekluisterd toen de eerste bemande ruimtemissie in een baan om de maan werd gebracht. "And from the crew of Apollo 8, we close with good night, good luck, a Merry Christmas and God bless all of you - all of you on the good Earth." De bemanning van de Apollo 8 stuurde beelden door en zo konden we de aarde voor de eerste keer in al haar glorie zien!
 |
Deze beroemde foto van de opkomst van de aarde stuurde Apollo 8 door tijdens de eerste bemande missie naar de maan. Op kerstavond 24 december 1968 bracht de crew de raket in een baan om de maan. Die avond hielden de astronauten een live uitzending waarin ze beelden van de aarde en de maan toonden zoals die eruit zagen vanuit hun ruimtetuig. |
In die tijd had iedereen het vol opwinding over de maan als “the new frontier” maar tegenwoordig is er nauwelijks nog enthousiasme over de ruimte, al leek dat even anders toen de ESA Rosetta liet landen op een komeet. Haast niemand spreekt nog over de maan, alsof ze compleet irrelevant is. Nochthans is dat helemaal niet zo. Integendeel, de kracht van de maan heeft een enorme invloed op ons. Denk maar aan de zwaartekracht!
De aantrekkingskracht van de aarde houdt ons op onze plek op aarde en houdt de maan in een baan om de aarde. De aarde trekt de maan aan maar we vergeten dikwijls dat aantrekkingskracht van twee kanten werkt: de maan trekt ook de aarde aan.
De maan trekt onze oceanen aan, naar boven, weg van de oppervlakte van de aarde. Dat zorgt ervoor dat de oeanen lichtjes opbollen waar ze het dichtst bij de maan zijn. Omdat de aarde draait, verschuift die opwaartse bolling mee en zorgt zo voor eb en vloed. De hoogte van de vloed hangt af van de afstand tussen de aarde en de maan.
Hoe dichter twee dingen bij elkaar zijn, hoe harder ze elkaar aantrekken. Dat is één van de wetten van de fysica. De maan staat 384.000 km ver weg maar wat als ze dichterbij stond? Zelfs als ze maar een klein beetje dichterbij zou staan, dan zou de bolling van het water toenemen. Eb zou lager zijn en vloed hoger. Alle kustlijnen zoals we die kennen zouden onder water staan. En wat als de maan veel dichterbij stond, vijf keer dichter of tien keer dichter dan nu? Als de maan twintig keer dichter zou staan, zou de zwaartekracht vierhonderd keer sterker zijn. Dat betekent een massieve bolling en dus ook een enorme vloedgolf in plaats van de normale eb en vloed. Londen en New York zouden bij vloed helemaal onder water verdwijnen.
Dat klinkt verschrikkelijk maar het is reeds eerder gebeurd, toen de maan nog maar net bestond. 4,5 miljard jaar geleden was er nog geen sprake van de maan. Rotsen en kometen sloegen in op de aarde, als een soort van reuzenbombardement. Toen een planeet tegen de aarde botste, had dat een enorme impact. Vloeibare rots vloog de lucht in en zo ontstond de maan, 64.000 km van de aarde vandaan. Dat was kortst mogelijke afstand: als ze dichterbij was geweest, dan was ze opnieuw in de aarde gebotst. Dat gebeurde nu niet. Nu zien we de maan als een grote rots, maar in die tijd was ze nog een vurige bol. De botsing die de maan deed ontstaan, veranderde alles. Er kwam metaal – ijzer – vrij uit de kern van de aarde, die de atmosfeer hielp doen ontstaan. Uit de gassen die vrijkwamen door de botsing ontstonde aminozuren. Zo werden de criteria uitgezet voor het ontstaan van het leven.
Het duurde nog eens zevenhonderd miljoen jaar voor het leven ontstond. De aarde koelde af. Condens vormde de oceanen en die oceanen werden aangetrokken door de maan zodat eb en vloed ontstonden. Volgens de recentste theorieën zijn het die getijden die het leven kickstartten. Darwin zei het al: het leven is ontstaan in een kleine, warme poel. Hij had gelijk. De getijden zorgden voor het door elkaar mengen van chemische stoffen en dat in combinatie met zonlicht zorgde ervoor dat de structuur van die chemische stoffen veranderde. Er werd koolstof gevormd en dat is de bron van alle levende cellen. Het leven op onze aarde is dus regelrecht te danken aan de maan!
Bad moon rising
De maan draait heel traag. Ze draait één keer om haar as elke 29 dagen. Dat is dezelfde snelheid als die waarmee de maan rond de aarde draait. Daarom ziet de maan er altijd hetzelfde uit: we zien nooit haar achterkant. Er zijn meer kraters op de achterkant dan op de voorkant. Elk van die kraters is er gekomen door de inslag van een asteroide die anders op de aarde was ingeslagen en het leven in één keer had uitgeroeid. De maan heeft het leven dus niet alleen in gang gestoken maar ook beschermd. Sinds het leven 3,8 miljard jaar geleden ontstond, waakt de maan nog altijd over ons.
De idee dat de maan onze beschermengel is en over ons waakt is oeroud. Vijfduizend jaar geleden werden stenen opgericht in cirkels als observatoria voor de maan. De maan werd vereerd over heel de oude wereld. Aan de maan – die heldere schijf aan de nachtelijke hemel – werden mysterieuze krachten toegekend. Sommige van die verhalen over de vreemde, verschrikkelijke magie van de maan worden nog altijd verteld. Denk maar aan weerwolven en vampiers, die zijn nog altijd populair!
 | ||
|
Het ritme van onze planeet
Zelfs al blijkt de invloed van de maan op ons gedrag een mythe, toch blijft de maan zeer machtig. Er zijn een heleboel dieren die instinctief reageren op het licht van de volle maan. Ze worden actiever, maken meer geluid en worden vruchtbaarder. Tropische koralen bijvoorbeeld synchroniseren hun vruchtbaarheidscyclus zodat ze tijdens een nacht allemaal tesamen kuit schieten. Dat wordt getriggerd door de volle maan. Er zijn koralen die elke 29 dagen een nieuwe laag skelet groeien bovenop de vorige laag. Dat wordt gestuurd door de maandelijkse baan van de maan om de aarde. Je kan er je klok op gelijk zetten! De skeletlaagjes kunnen gebruikt worden als een maankalender, een soort archief van de tijd die voorbijgaat, net zoals de ringen van een boom. Zo kunnen we via sommige koralen een kijkje nemen in het verre verleden.
Sommige koralen groeien ¼ mm per dag. Als we al die laagjes zouden tellen, dan komen we niet aan 365 dagen maar aan 400. Dat is 45 dagen meer dan in een gewoon jaar. Dat komt omdat een dag niet altijd 24 uur heeft geduurd. De lengte van een dag is in principe de tijd die de aarde nodig heeft om één keer rond haar as te draaien, van één zonsopgang tot de volgende. Als de dagen korter waren, wil dat zeggen dat de aarde sneller draaide dan nu. Miljarden jaren geleden duurde een dag zelfs maar vijf uren! Hoe komt het dat de draaisnelheid van de aarde is veranderd ov er de tijd? Juist. Dat komt door de maan. Toen de maan werd gevormd, stond hij zo dicht bij de aarde en trok hij zo hard dat hij werkte als een rem op onze planeet. De aantrekkingskracht van de maan vertraagde de draaisnelheid van de aarde. En dat doet hij nog altijd. Terwijl de aarde draait zorgt de wrijving tussen de oeaanbodem en de bolling van het oceaanoppervlak ervoor dat de draaisnelheid wordt afgeremd. Dat betekent dat de dagen altijd langer werden. Wat vroeger gebeurde in 5 uren, duurt nu 24 uren. Wij mensen zijn er nog maar zo kort – ongeveer 200.000 jaar – dat we enkel dagen van 24 uren hebben gekend. Onze biologische klok is helemaal afgesteld op die lengte van de dag. En toch hebben we die dagen van 24 uren alleen maar door de maan. Het is wonderbaarlijk te weten dat het ritme van onze planeet gezet is door dat stuk rots daar in de ruimte :-)
Een bal op je vinger
Maar de maan wordt zelf ook beïnvloed door de aarde. De wet van actie en reactie is één van de eerste wetten van de fysica die je op school leert. Terwijl de aarde vertraagde, is de maan juist versneld. Om die versnelling te compenseren, is er iets veranderd aan de baan van de maan. Die is altijd breder geworden.
Behalve plezier hebben op kerstavond, deden de astronauten van de Apollo nog iets anders. Ze deden een reeks wetenschappelijke experimenten op de maan. Tijdens drie van de missies lieten ze reflecterende units met spiegels achter op de maan. Sindsdien vuren astronomen op regelmatige tijdstippen lasers af op die spiegels om in het oog te houden hoe ver de maan precies van ons verwijderd is. Met elke laserstoot worden 100 kwadriljoen of 100.000.000.000.000.000 fotonen uitgezonden. Met een beetje geluk komt er daar eentje van terug :-) Een foton is een minuscuul lichtdeeltje en we kennen de snelheid van het licht. Door een aantal fotonen te vangen, kunnen we de afstand tussen de aarde en de maan berekenen tot op een millimeter nauwkeurig. Op dit moment bedraagt die afstand 393.499 km, 257 m en 798 mm. Astronomen gebruiken de lasers ondertussen al een dikke veertig jaar en er is een duidelijk patroon te zien: de maan drijft nog altijd van ons weg, net zoals ze al miljarden jaren doet, met een snelheid van 3,78 cm per jaar. Dat is ongeveer dezelfde snelheid als die waarmee onze vingernagels groeien.
Waarom is dat in ’s hemels naam belangrijk, zal je vragen? Dat de maan zich van ons verwijdert, is wel degelijk belangrijk. Als ze verder blijft wegdrijven, zulleneen aantal natuurlijke fenomenen onherroepelijk verdwijnen. Zonsverduisteringen bijvoorbeeld. Op sommige plekken op de aarde kan je zowel het rijzen van de zon als het dalen van de maan tegelijk zien. Omdat we de maan en de zon even groot zien – de maan is veel kleiner maar staat veel dichter bij de aarde – kennen we totale zonsverduisteringen. De maan en de zon overlappen elkaar perfect, met enkel een halo van zonnegassen rond de rand van de zwarte schijf. Er is geen enkele speciale fysicaregel die daarvoor zorgt. Het is puur kosmisch toeval! Naarmate de maan echter verder weg drijft, zal ze de zon niet meer volledig bedekken en zullen we dus ook geen totale zonsverduisteringen meer kunnen zien. Maar dat is nog niks. Hoe het leven op aarde beïnvloed wordt als de maan zich verder van ons verwijdert, is veel belangrijker.
Als de maan maar 10% verder zou staan, dan maakt dat al een groot verschil. De draaisnelheid van de aarde is dan trager en de dagen zijn langer. De nacht zou 20 uren duren en aan de andere kant van de aarde is het een extra lange dag. Maar het kan veel erger. Als de maan echt 10% verder weg zou staan, dan zou de stabiliteit van onze hele planeet onder druk komen te staan. De maan controleert niet alleen onze getijden en de draaisnelheid van de aarde, ze heeft nog een andere kritieke functie: de maan zorgt voor onze stabiliteit. Denk aan een bal die je op je vinger laat ronddraaien. Zolang hij snel draait, is er geen probleem. Als hij vertraagt, begint hij echter te wiebelen en uiteindelijk valt hij naar beneden ...
Sinds het ontstaan van de maan is de aarde op zijn kant gedraaid en draait hij met een hoek van 23°. Die hoek heeft een cruciale rol gespeeld bij het vormen van ons klimaat. Als de aarde rechtop zou staan in plaats van scheef, dan zou het licht van de zon heel het jaar egaal schijnen op het aardoppervlak, altijd boven de evenaar en haast nooit op de noord- en de zuidpool. De temperatuur zou het hele jaar constant zijn. Dat klinkt goed, maar er zou geen zomer en geen winter zijn, geen enkele variatie. Door die knik van 23° verandert de lichtinval van de zon op het aardoppervlak tijdens het jaar. Het is deze variatie in licht die zo belangrijk is. Het betekent dat tijdens het jaar de condities op de planeet voortdurend veranderen. In onze zomer is er meer licht op de noordelijke hemisfeer en dus hebben we warmere temperaturen en langere dagen. Maar zes maanden later, als de aarde naar de andere kant van de zon reist, is er meer licht op de zuidelijke hemisfeer. Dan zitten wij in de kou en in het donker, met kortere dagen en langere nachten. Met andere woorden: we hebben seizoenen. De levenscyclus van de meeste dieren en planten wordt aangedreven door de seizoenen. Het ontluikende leven in de lente, warme zomerdagen, trekkende vogels in de herfst en de strijd om te overleven in de winter: het hangt allemaal samen met de seizoenen.
De aarde blijft enkel staan in die hoek van 23° door het stabiliserende effect van de maan. Naarmate de maan verder en verder van ons wegdrijft, zal dus ook de hoek van de aarde veranderen. Dan zal de aarde heen en weer rollen in plaats van stabiel op haar plaats te blijven. Wat er dan gebeurt, weten we niet precies maar de kans is reëel dat er dan hetzelfde gebeurt als met Mars, onze buurplaneet. Vandaag staat hij in een hoek van 25°, te vergelijken met de hoek van de aarde. Maar de planeet draaide vroeger met een heel andere hoek, tot wel 60°. In tegenstelling tot de aarde heeft Mars geen grote maan om hem stabiel te houden en dus wiebelde hij chaotisch heen en weer. Hij had wel kunnen omvallen op zijn zijkant. Ons kan wel eens hetzelfde lot te wachten staan als onze maan 10% verder weg zou drijven.
Onze wereld zou er dan helemaal anders uitzien. Waarschijnlijk zou hij heel nat zijn. Als de aarde op haar zijkant zou staan, dan zouden de poolkappen elk jaar gedurende drie maanden bloot staan aan directe en constante zonneschijn. De ijskappen zouden dus smelten en een enorme hoeveelheid vers water in onze oceanen doen vloeien. Het zeeniveau zou stijgen met meer dan 60 m! Elke kuststad in de wereld zou verdwenen zijn en ook de gebieden die het zouden overleven zouden er helemaal anders uitzien. Stel je Las Vegas voor, maar dan een donkere en koude versie met -20°. Omdat de zon nu schijnt in Antarctica, is Las Vegas in de greep van een barre winter. In de lente smelt de sneeuw en de zon rijst hoger en hoger. Tijdens de zomer gaat de zon nooit onder. In de herfst staat de zon hoog in de lucht en dan verdwijnt hij weer achter de horizon en komt de donkere wingter weer terug. Zouden we dat overleven? Waarschijnlijk wel, met voldoende airco en kunstlicht.
Andere levensvormen hebben misschien minder geluk. Er zullen stukken van de aarde zijn die verschrikkelijk heet zijn in de zomer, veel heter dan Death Valley dat nu de heetste plek op aarde is, en in de winter zullen diezelfde plekken extreem koud zijn, veel kouder dan je diepvries. Er zijn organismen die redelijk lage temperaturen kunnen overleven – pinguins, walvissen, enz. ... – maar hogere temperaturen zijn een heel ander verhaal. Vanaf 70°breekt chlorofyl of bladgroen af. Dat is heet maar nog niet zo heet als kokend water. Alles wat groen is, ook in Death Valley, zou weg zijn. Er zou dus ook geen fotosynthese zijn en laat dat nu net zijn wat het leven op aarde drijft. Nog hogere temperaturen zouden betekenen dat de zuren waar je genetisch materiaal uit bestaat zouden opbreken en ontbinden. Jammer genoeg kan je niet zonder. Er zijn wel organismen die een ongebruikelijke genetishe structuur hebben die kunnen overleven in temperaturen boven de 100° maar die gaan dan weer dood op plekken waar het koeler is. Ook al zijn er organismen die in de hitte kunnen overleven en organismen die de koude kunnen trotseren, om hetzelfde organisme beide extremen te laten overleven in eenzelfde jaar is zo goed als onmogelijk. Dat is dus het probleem: als de aarde omvalt, dan worden de seizoensafwisselingen te extreem en te snel voor de evolutie om het te kunnen bijhouden.
We zijn gelukkig niet in gevaar. Het zou nog minstens een miljard jaar duren voor de maan zo ver weg is dat de aarde omver kan vallen. We hebben dus nog tijd om ons voor te bereiden. We moeten ons echter wel bewust zijn van hoeveel geluk we eigenlijk wel hebben dat de maan is waar ze is op dit eigenste moment. Als het een heel klein beetje anders was gelopen, had het leven op aarde heel anders kunnen zijn.
Reacties