Werkmap aardrijkskunde / natuurwetenschappen 5TA

WERKMAP AARDRIJKSKUNDE NATUURWETENSCHAPPEN WERKMAP AARDRIJKSKUNDE

HOOFDSTUK 1: PORTRET VAN DE AARDE

tussen

Ontstaan van het heelal

HOOFDSTUK 2: ONTSTAAN EN EVOLUTIE VAN HET ECOSYSTEEM AARDE

Ontstaan van de planeet Aarde

Ontstaan

Ontstaan van

De levende planeet Aarde: een

Een samenspel van sferen

Kringloop van het water

Koolstofkringloop

Kringloop van de

Evolutie van het leven

Evolutietheorie

Getuigen van de evolutie

Argumenten

en

Evolutie van de mens

HOOFDSTUK 3: BEWEGINGEN VAN DE AARDE

Aardrotatie

Gevolgen

Invloed van

Aardrevolutie

Kenmerken

Gevolgen

Invloed van

HOOFDSTUK 4: DE ATMOSFEER

4.1 Atmosfeer

weer

klimaat

4.2 Het West-Europese weer

4.3 Seizoenale variaties

HOOFDSTUK 5: DE HYDROSFEER - Ecosysteemdiensten van de oceanen

5.1 De rol van de oceaan in de zuurstofproductie en de koolstofcyclus

De biologische pomp

De diepwaterpomp

De chemische pomp

Belang van de oceaan voor de mens

D

D

DOELSTELLINGEN

ZWART doelstellingen alleen voor de optie AA GROEN doelstellingen alleen voor de optie AA-NW-geïntegreerd BLAUW doelstellingen voor beide opties

De actuele gebeurtenissen in verband met kosmografie noteren.

Een maand lang de bewegingen van de hemellichamen waarnemen.

Een beschrijving van de verschillende hemellichamen geven.

De aarde in ons Zonnestelsel kunnen situeren.

De specifieke afstandsmaten kunnen gebruiken.

De Aarde in het sterrenstelsel kunnen situeren.

D 7. Situering van de Aarde in het heelal

D

D

De Big Bangtheorie kunnen beschrijven.

De uitdijing van het heelal kunnen beschrijven.

D 10 De mogelijke toekomst van de aarde en het heelal kunnen beschrijven

D 11. beschrijven .

D 12. kunnen beschrijven.

D 13.

D 14. Uitleggen waarom de Aarde het water kan vasthouden.

D 15.Het ontstaan van de biosfeer in verband brengen met de oceanen.

D 16.Weten wat abiotische en biotische factoren zijn en deze in relatie brengen met de evolutie van de verschillende sferen.

D 17. Aantonen hoe het ecosysteem Aarde in evenwicht gehouden wordt door de kringlopen.

D 18. De elementen van de evolutietheorie van Darwin bespreken.

D 19. Aan de hand van voorbeelden de natuurlijke selectie kunnen bespreken.

D 20. Argumenten uit de evolutietheorie van Darwin en Lamarck vergelijken.

D 21.Aan de hand van voorbeelden de aanpassing aan het milieu kunnen bespreken.

D 22.Getuigen van de evolutietheorie opnoemen en voorbeeld geven.

D 23.Tegenargumenten van de evolutietheorie kritisch bespreken.

D 24.

D 25. op de geologische tijdschaal.

D 26.Voorbeelden geven waaruit de aardrotatie afgeleid wordt.

D 27.De gevolgen van de aardrotatie geven en verklaren.

D 28.De invloed van dag en nacht op het ecosysteem kunnen duiden.

D 29.De aardrevolutie kunnen uitleggen.

D 30.De seizoenen verklaren aan de hand van de aardrevolutie.

D 31.De jaartelling verklaren aan de hand van de duur van de aardrevolutie.

D 32.De invloed van de seizoenen op het ecosysteem kunnen duiden.

D 33.De samenstelling van de atmosfeer kunnen beschrijven.

D 34.De opbouw van de atmosfeer en de verandering van temperatuur en druk kunnen beschrijven.

D 35.De warmtebalans kunnen beschrijven.

D 36.Aantonen hoe uit temperatuurverschillen drukverschillen ontstaan.

D 37.Aantonen hoe circulatiecellen en drukgordels ontstaan.

D 38.De afwijking van de drukgordels verklaren.

D 39.De invloed van de zeestromingen op het klimaat aantonen.

D 40.De belangrijke rol van de THC op de warmteverdeling op aarde aantonen

D 41. kunnen aanduiden.

D 42.Luchtdruk, luchtsoorten en fronten op een weerkaart kunnen aanduiden.

D 43.Fronten als gevolg van botsingen van luchtsoorten kunnen beschrijven.

D 44. tussen weerfenomenen, fronten en drukgebieden.

D 45. temperatuur verklaren.

D 46.Via de biologische pomp van de oceanen de zuurstofproductie en de koolstofcyclus toelichten.

D 47.Via de diepwaterpomp van de oceanen de zuurstofproductie en de koolstofcyclus toelichten.

D 48.Via de chemische pomp van de oceanen de zuurstofproductie en de koolstofcyclus toelichten.

D 49.De ecosysteemdiensten van de oceaan kunnen opnoemen.

D 50.Het belang van de oceaan als bron van grondstoffen aantonen.

D 51.Het ontstaan van golven en de getijden kunnen verklaren.

D 52.Het belang van de oceaan als bron van energie aantonen.

D 53.Het belang van de oceaan bij transport, toerisme en cultuur aantonen.

ACTUALITEIT KOSMOGRAFIE

ALGEMEEN

Noteer in onderstaande tabel kosmische gebeurtenissen die in de loop van dit jaar in de media (krant, tijdschrift, radio & tv) komen.

datum gebeurtenis bron

10/11/14 12/11/14

ESA, Ruimtetuig ‘Rosetta’, gaat landen op een komeet (de ‘badeend’).

Volg live Rosetta-Philae komeetlanding.

De Standaard www.cosmossterrenwacht.nl/

Verzamel over 1 onderwerp naar keuze informatie uit verschillende bronnen. (Pers, TV, Internet … ) Vergelijk ze onderling en maak een samenvatting.

 Welke bron raad je aan aan je jongere zus of broer ? Welke aan je leerkracht aardrijkskunde? Welke aan je medeleerlingen?

Hoe laat

eerste

laatste

Welke planeten

Wanneer

Andere opvallende hemelverschijnselen

zons-

HOOFDSTUK 1: PORTRET VAN DE HEMEL

1.1 Onderscheid tussen de soorten hemellichamen

A. Waarnemingen van op onze aarde

Vorige jaren hebben we de aarde bestudeerd, vertrekkend vanuit het eigen milieu, over Europa naar de andere continenten. Nu nemen we een nog groter perspectief.

Wat kunnen we van de ruimte zien van op de aarde ? Schrijf de verschillende elementen die je vanop de aarde kan waarnemen op de schets. Benoem de foto’s.

Schrijf bij elke foto ook wat je ervan weet of welke vraag je je hierbij stelt. Enkele mogelijke hulpvragen bij het hemellichaam dat we zien: - geeft het zelf licht ? - zie je het dagelijks? …. Soms? - welke beweging of schijnbeweging zie je het maken in de tijd? - zie je het altijd in dezelfde vorm …. of verschillende vormen?

ster

Een gloeiend gasvormig hemellichaam waarin (door de hoge druk en temperatuur) een kernfusie plaatsvindt. De energie die daardoor vrijkomt geeft het licht.

planeet

Een groot rond hemellichaam dat om een ster draait. Ze geven geen licht.

planetenstelsel

Ster waar planeten omheen draaien

Een door de mens gemaakte en in de ruimte

satelliet

C. Instrumenten voor onze

D. Licht is een ElektroMagnetische straling

1. ElectrMagnetische-straling omgeeft je

EM-straling omgeeft je en bestookt je overal waar je gaat. Een deel ervan kan je niet zien, aanraken, zelfs niet voelen. En toch gebruik je het en ben je ervan afhankelijk, elk uur van de dag. Zonder EM-straling zou de wereld zoals je hem kent niet kunnen bestaan.

EM-straling bestaat uit

golven

Een spectrum van golven is een opeenvolgende reeks van golflengtes. Die golflengtes variëren van duizenden km groot (wisselstroom) tot duizendsten van een picometer klein (kosmische straling), van radiostraling met weinig energie (zeer grote golflengte en dus een vrij lage frequentie) tot gammastraling met zeer veel energie (een uiterst kleine golflengte en dus een heel hoge frequentie). Net als geluidsgolven of golven in het water transporteren ook EM-golven energie.

licht

1.1.d2

telescopen

E. Ruimte-observatoria

1. Het onmetelijk heelal

Elk deel van het spectrum heeft zijn eigen verhaal te vertellen en met de vloot ruimtetuigen waarover we beschikken kunnen we het volledige stralingsspectrum, dat ons vanuit de ruimte bereikt, onderzoeken.

JWST

EUCLID

SPITZER

SPECTR-R

Planck

Micro

Infrarood

Gamma-stralen zijn de meest energetische stralen in het heelal. Ze worden tegengehouden door de atmosfeer maar laten ‘afdrukken’ na die astronomen kunnen bestuderen vanop aarde.

Kosmische straling veroorzaakt door interactie met de aardatmosfeer een lawine van secundaire deeltjes. Die worden opgevangen in watertanks waarbij kleine flitsen (cherenkovstraling) ontstaan die door detectoren op de bodem van de tanks worden waargenomen.

LISAPF

CHANDRA

GAIA

HST

SWIFT

XMM-Newton GALEX

FERMI

HESS

MAGIC

Gamma

gamma

GEMINI

Visueel

Fig. 1.1.17

Vul in: de maan, kunstmanen, satellieten

Objecten die zich in een baan om een hemellichaam bevinden zijn …………………………. . De aarde heeft één natuurlijke satelliet: ………………….. . De door de mens gefabriceerde toestellen die in een baan om de aarde worden geplaatst noemen we ……………………… of (kunst)…………….………… . Ze zijn niet alleen interessant om naar de sterren te kijken. Je kan er ook de aarde mee bekijken en bestuderen.

Vandaag de dag cirkelen er zo’n 2800 operationele en niet-operationele satellieten rondom onze planeet. Ze worden gebruikt voor tal van toepassingen, zowel commercieel als wetenschappelijk, civiel als militair.

Fig. 1.1.18

Satellieten rond de aarde

4 planeten,

4 grotere en verder

planeten

zijn

aardse

gasvormig: de reuzenplaneten

Voorbij Neptunus

er nog een tweede gordel van kleine planeten en kometen: de Kuipergordel

- Objecten op grote afstand van de zon bestaan uit ijs en stof, zoals een vuile sneeuwbal, omgeven door een gaswolk. Als ze dichter bij de zon komen verdampen ze door de straling van de Zon en zien we het gas en stof als een lange staart. We zien de komeet

- Vallende sterren of meteoren zijn stenen die met hoge snelheid door de dampkring bewegen en door de wrijving met de lucht opbranden en licht geven.

Kenmerken van planeten van ons zonnestelsel

voor elke planeet van ons zonnestelsel

Saturnus:

Neptunus:

typisch kenmerk.

BN De stem 01 februari 2016 'Bijzondere planetendans, alleen deze week nog te zien'

Het wordt omschreven als een 'dans van planeten': Jupiter, Mars, Saturnus, Venus, Mercurius en de maan die deze dagen 's ochtends tegelijkertijd én met het blote oog te zien zijn. ,,Ik kijk elke keer bij het opstaan, het is het eerste wat ik doe en een fantastisch begin van de dag", zegt Erwin van Ballegooij (50), scheikundedocent en

Heesch. Maar je moet snel zijn

kijken,

AFSTANDEN IN HET ZONNESTELSEL

Je merkt dat de afstanden in het heelal gigantisch groot zijn.. Onze ‘km’ of ’mijl’ is dan niet de meest aangepaste eenheid om dit soort afstanden te meten en daarom gebruiken ze in de sterrenkunde andere afstandsmaten.

Binnen ons zonnestelsel gebruiken ze de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon als maatstaf: de astronomische eenheid (AE) of astronomic unity (AU)

Dus: 1 AE =

zon staan dan de aarde.

Mars (gebruik de afstandstabel op de bladzijde 14) staat op …………….km van de zon, dus op < / > 1 AE

Grote getallen worden niet helemaal uitgeschreven, maar uitgedrukt in machten van 10.

Zo wordt 100 (=10x10) geschreven als 102 en 1 000 000 (=10x10x10x10x10x10) als 106

Dus: 1,3 x 103 km = 1,3 x 10 x 10 x 10 = 1300 km

Oefening

Mercurius

Venus

150.10

Mars

Jupiter

Saturnus

Uranus

Neptunus

Andromeda Melkweg

Dichtstbije ster bij de Zon is Proxima Centauri

680 000 000 000 km = 40,7.1012 km = 271 200 AE

én Proxima Centauri horen beide tot de Melkweg = 20,8.1018 km = 139 000 000 AE

De afstand van de aarde tot de Zon = …………………………. km of 1 AE (zie vorige blz.)

afstand van de Zon tot de dichtstbije buurster Proxima Centauri = ……………………AE

lichtjaar = snelheid van het licht x 1 jaar https://www.youtube.com/watch?v=lu5wZ8IZY6I = 300 000 km/s x 1 jaar = 300 000 km/s x (dagen x u. x min. x s.)s = 300 000 km/s x (…..... x x x ……..)s = ………….……..………………km = 9,46.1012 km

lichtjaar (ly) = de afstand

!!! EEN LICHTJAAR IS EEN AFSTAND, GEEN TIJDSEENHEID !!

Oefening: bereken de afstand in ly. Tussen:

de Zon en Proxima Centauri:

de Melkweg

Andromeda:

4. Heelal

Rond de jaren ‘50 werd ontdekt dat onze Lokale Groep tot een nog grotere structuur behoort: de Virgo-Supercluster.

Talloze Superclusters met leegtes ertussen vormen samen het Zichtbare Heelal

Virgo-supercluster

Fig. 1.1.30

Weetje

Als we naar de Andromedanevel kijken, zien we licht dat 2,6 miljoen jaar geleden uitgezonden is. Als we een lichtbundel aan de rand van de Lokale Groep zouden uitschijnen, dan moeten we 3,4 miljoen jaar wachten tot het licht aan de andere kant geraakt. Als we tenslotte vanop onze eigen aarde naar het centrum van onze supercluster kijken, zien we licht dat 32 miljoen jaar oud is. Het is dus zeer waarschijnlijk dat er enkele hemellichamen zijn die we nu nog zien, in feite al lang dood zijn... Het licht van hun dood heeft ons alleen nog niet kunnen bereiken.

Meerdere Superclusters

Lokale Groep

Incomming

voor de teleportatie.

Federation of Galaxies

Aan de “United Federation

bevestigen

Galaxies”,

onze deelname

delen

locatie.

1.2 Ontstaan van het heelal

In de jaren ‘20 ontdekte de Amerikaanse sterrenkundige E.P. Hubble dat vrijwel alle sterrenstelsels buiten ons eigen melkwegstelsel zich van elkaar weg bewegen. Hubble deed zijn ontdekking aan de hand van het spectrum van het licht van de sterrenstelsels. Aan de hand van de eigenschappen van die spectra kunnen we bepalen of een ster ons nadert of zich van ons verwijdert. Georges Lemaître, Leuvense fysicus en priester stelde dat verschuivingen naar blauw in het lichtspectrum duidt op een naderende ster, verschuiving naar rood wijst op een ster die zich verwijdert.

Wat was er dan vóór de Big Bang?

Bij deoerknal ontstonden zowel ruimteals tijd,evenals materie en energie. De vraag “Wat was er dan vóór…” heeft dus eigenlijk geen zin, er was geen ‘vóór’.

A. Van Big Bang tot nu

Big Bang

Alle sterrenstelsels bewegen zich van ons weg: het heelal dijt uit. Als we dan héél ver teruggaan in de tijd, we spelen de film achteruit, wat gebeurt er dan met de sterrenstelsels?

Wat gebeurt er met het volume wanneer je oneindig ver blijft teruggaan in de tijd?

Ongeveer 13,7 miljard jaar geleden was alle materie van het heelal samengeperst in een oneindig klein punt, met een oneindig grote dichtheid en temperatuur. Dat punt was veel kleiner dan de kern van een atoom (16.10 19 nm).

De

geen tijd en ruimte is, is

uitdijen

1. Big Bang

13,82 miljard jaar geleden: in een oneindig kort moment, wordt het heelal geboren

een punt - met een oneindig klein volume - een oneindig grote dichtheid.

ontstaan van ruimte en tijd

2 Inflatie (= kortstondige exponentiële groei)

heelal groeit razendsnel (In een fractie van een seconde)

heelal koelde daardoor bijna onmiddellijk af en de inflatie was voorbij.

3. Vroege heelal

Het vroege heelal was heet en ondoorzichtig (oersoep)

protonen, neutronen (en fotonen - ”lichtdeeltjes”)

afkoeling: de eerste ionen worden gevormd uit de protonen en neutronen

4 Nagloed van de oerknal: CMB komt vrij

Na 300 000 jaar is het heelal voldoende afgekoeld

neutrale H en He atomen ontstaan.

Hierdoor kan licht (fotonen) loskomen en vrij reizen. De nagloed van de oerknal komt vrij en het heelal wordt transparant

met reusachtige radioantennes een zwakke ruis van microgolven op, afkomstig vanuit alle richtingen in de ruimte: de ‘nagloed van de oerknal’.

= Cosmic Microwave Background radiation ( kosmische achtergrondstraling)

1.2.2 Planck-CMB

5. Dark ages

Er zijn nog geen sterren, dus nog geen nieuwe lichtbronnen. Wolken van donker H-gas koelen af en versmelten.

6 Eerste sterren

De gaswolken verdichten. De eerste sterren bestaan enkel uit H en He.

7 Vorming van sterrenstelsels

Door de zwaartekracht worden sterrenstelsels gevormd die samensmelten en uiteengaan. 9 miljard jaar na de Big Bang ontstaan planetenstelsels door het samenklitten van de stofdeeltjes in de gaswolk.

8 Versnelde uitdijing

Zo’n 5 miljard jaar geleden begint de uitdijing van het heelal te versnellen.

3. Uitdijing van het heelal

Hoe en hoe snel gebeurt de uitdijing van het heelal?

Wij denken over beweging als dingen die door een ruimte heen bewegen. Je denkt dan misschien dat sterrenstelsels uit elkaar gaan omdat ze door de ruimte bewegen, maar dat is niet zo. Er komt in de loop van de tijd gewoon steeds meer ruimte bij, het heelal zet uit.

Gedachte-experiment: krentenbrood = heelal krenten = stelsels

Het deeg stelt de lege ruimte voor. Het rijzen van het deeg is het uitdijen van die lege ruimte. De rozijnen zijn de sterrenstelsels. Ze bewegen zelf niet maar ze worden door het rijzende deeg meegevoerd. Daardoor komen ze op steeds grotere onderlinge afstand. Zo gaat het met de sterrenstelsels ook, ze worden meegevoerd door de uitdijende ruimte.

Stel nu, je zit op één van die rozijnen. De rozijnen vlakbij zitten in het begin op 1cm en na een uur rijzen op 3 cm van jou. Ze hebben zich van je verwijderd met een snelheid van 2cm/h. De andere rozijnen, die aanvankelijk op 2 cm zaten, zitten na een uur rijzen dan op 6cm. Ze gingen dus twee keer zo snel, met 4 cm/h. Rozijnen op 3 cm eindigen op 9 cm = 6 cm/h.

De Hubbleconstante voor het rozijnenbrood is dus 2 centimeter per uur per centimeter. Voor elke extra centimeter afstand is de snelheid 2 centimeter per uur hoger.

Het heelal zet uit, dat staat vast. De vraag is of die uitzetting altijd blijft duren of niet. Er zijn in het heelal 2 krachten aan het werk die elkaar tegenwerken:

de Big Bang

de aanwezige materie

geeft 2

de evolutie

het heelal:

Chill

DONKERE MATERIE

zien ze niet want er is geen interactie met EM-straling.

weten dat ze er is via de zwaartekracht

ze uitoefent op de zichtbare materie.

Op basis van berekeningen van de totale hoeveelheid materie in het heelal (aan de hand van het zwaartekracht

ervan) leek het Big Chill scenario het meest waarschijnlijk,

De uitdijing zou dan op dit moment moeten vertragen / versnellen. (doorstreep)

Eind jaren ‘90 blijkt uit studies van de roodverschuiving van verre supernova’s dat de uitdijing van het heelal niet vertraagt, maar zo’n 5 miljard jaar na de oerknal zelfs nog begon te versnellen.

Verklaring: DONKERE ENERGIE = een onbekende afstotende kracht (negatieve zwaartekracht) die de uitdijing van het heelal versnelt. (Het is een eerder globale kracht die lijkt samen te hangen met het vacuüm in de ruimte. Ze zou kunnen verklaren waarom clusters web-achtige filamenten vormen rond grote leegtes. Hierdoor is er nog een derde mogelijkheid voor de evolutie van het heelal: Big Rip Big Rip: donkere energie doet het heelal sneller en sneller uitdijen totdat ………….

uitdijing

uitdijing

Door

verdwijnen

van wat donke-

hebben

Onze Zon evolueert

miljard jaar begint de aftakeling van de Zon en wordt ze een ‘rode reus’. Tijdens de overgang worden Mercurius

Over

Venus verzwolgen. Aan het einde van het rode-reus-stadium zal de Zon haar buitenste lagen vernevelen en zo een ’planetaire nevel’ vormen. Vervolgens blijft een ’witte dwerg’ over. Fig. 1.2.7 Maar lang voor de Zon een rode reus wordt zal haar toegenomen hitte alle leven op aarde vernietigd hebben.

miljard jaar

Toenemende zonnetemperatuur warmt onze oceanen op en

leven op aarde

■ De Melkweg botst met het Andromedastelsel

Over 4,5 miljard jaar botst de Melkweg met het Andromedastelsel. De stelsels zullen door elkaar vliegen en herhaaldelijk naar elkaar en weer uit elkaar gaan tot ze na een miljard jaar samengesmolten zijn.

De sterren in elk sterrenstelsel liggen zo ver uit elkaar dat ze niet met elkaar botsen. Ze komen wel in nieuwe omloopbanen terecht.

Uit de botsing van het interstellaire gas ontstaan nieuwe sterren.

De reeks foto’s schetst de voorspelde samensmelting zoals die gezien zou worden vanop de Aarde. Het eerste beeld stelt de huidige situatie voor, we zien de Melkweg van op de aarde. Het laatste beeld is zoals het binnen 7 miljard jaar zal zijn.

Witte

Opeenvolgende

BIG BANG

het Zonnestelsel

(ster)

AARDE

HOOFDSTUK 2: ONTSTAAN EN EVOLUTIE VAN HET ECOSYSTEEM AARDE

Ecosysteem Aarde

Eco: duidt op de wisselwerking tussen organismen en hun omgeving.

Systeem: een systeem is een samenvoeging van een aantal onderdelen die met elkaar in wisselwerking zijn of van elkaar afhankelijk zijn, vb. een voetbalploeg.

Het ecosysteem Aarde bestaat uit 4 sferen (onderdelen): - aarde, - lucht, - water - levende wezens

Stel:

Je wandelt in een landschap: een park, een tuin een straat met bomen … en je observeert.

Wat merk je op?

Wat gebeurt er?

Wat verandert er?

We plaatsen elk object van onze waarneming bij één van de sferen.

Vb. ‘boom’ bij de sfeer ’levende wezens’, ’vijver’ bij de sfeer ’water’

Dan zoeken we de wisselwerking tussen de sferen, vertrekkend van onze waarneming.

Vb. een boom - heeft bodem nodig om zich te hechten en te voeden (mineralen), - heeft CO2 uit de lucht nodig voor de fotosynthese - geeft O2 af aan de lucht - heeft water nodig voor voeding en transport.

Vb. een vijver: - …………………….

We kunnen dit schematisch voorstellen en de verschillende relaties met verbindingspijlen weergeven.

bodem

boom

wezen

Opdracht .

Je krijgt 4 observaties in foto’s A, B, C, D. Maak dezelfde oefening als hierboven. Leg voor alle foto op het bijgaand schema zoveel mogelijk relaties (pijlen)

lucht levend wezen

A waterbodem

lucht levend wezen

waterbodem

B C D

Besluit

zon

biosfeer

mens dier plant

lucht levend wezen

waterbodem

zon

lucht levend wezen

zon waterbodem

Het ecosysteem Aarde met externe energiebron: de Zon, bestaat uit verschillende subsystemen of sferen: geosfeer, atmosfeer, hydrosfeer en biosfeer. Alle systemen zijn met elkaar verbonden en hebben een invloed op elkaar. Een systeem bestaat niet op zichzelf.

ECOSYSTEEM AARDE

atmosfeer

lucht klimaat hydrosfeer water oceaan

geosfeer bodem ondergrond aardkorst

2.1 Ontstaan van het ecosysteem Aarde

A. Ontstaan van de geosfeer

1. In het nieuws !

Wie naar Mars reist, zal er ook sterven

Knack 17/01/13

Slaagt de Nederlandse non-profit organisatie Mars One erin om een nederzetting te stichten op Mars?

Mars One wil tegen 2023 de eerste menselijke nederzetting stichten op Mars en bereidt daarvoor een realityshow voor om geschikte astronauten én het nodige budget te vinden. Het gaat om een

Een leven vol noeste arbeid, zo blijkt volgens de website van Mars One. De allereerste astronauten (elke twee jaar zullen er 4 astronauten bijkomen) zullen de nederzetting moeten uitbouwen: zonnepanelen, serres, gewassen verbouwen, water onttrekken en recycleren, research. Op termijn hoopt

CONCRETE PLANNEN VOOR STAD OP MARS

vtm-nieuws 28/9/2016 - 10:21

De Amerikaanse ondernemer Elon Musk heeft grootse plannen: hij wil een volledige stad bouwen op Mars. Binnen minder dan tien jaar moet de eerste mens op de rode planeet landen, uiteindelijk wil hij ruim één miljoen mensen op Mars krijgen. "Hij wil een moderne ark van Noach bouwen en ze staan al erg ver", zegt technologie-expert Steven Van Belleghem.

Musk onthulde zijn futuristische plannen van zijn ruimtebedrijf SpaceX gisteravond op de ruimtevaartconferentie in Guadalajara, in Mexico. Zijn concreet plan? De kolonisatie van de rode planeet. Over twee jaar wil hij de eerste onbemande raket op Mars laten landen om de landingsmogelijkheden te testen. Rond 2024 moet de eerste mens voet op de rode planeet zetten, en binnen 46 tot 106 jaar moet het doel van één miljoen inwoners op Mars zijn bereikt.

Musk wil al deze mensen op Mars krijgen via raketten die tot honderd passagiers per keer kunnen vervoeren. De reis zal ongeveer zes tot negen maanden duren. http://nieuws.vtm.be/buitenland/208450-concrete-plannen-voor-stad-op-mars

2. Mogelijkheid voor de mens om te leven op Aarde, op Mars...

We kunnen ons afvragen “waarom Mars?”, “aan welke voorwaarden moet een planeet voldoen om leefbaar te zijn voor de mens?” Noteer deze voorwaarden:

De gaslagen rond de aarde en Mars vertonen grote verschillen. De Aarde is gedeeltelijk door wolken versluierd, van Mars is het oppervlak helemaal zichtbaar.

De massa van een planeet bepaalt ook de grootte van de zwaartekracht erbij. Wanneer de massa kleiner is wordt de zwaartekracht te klein om een atmosfeer vast te houden.

AARDE

mld jaar

mld jaar geleden: ontstaan van de Zon

De kleine stofdeeltjes, die restanten zijn van de gas-en stofwolk waaruit de zon gevormd werd, klonterden samen tot steeds grotere brokken. Zo ontstonden de planeten, ook de planeet Aarde.

Op You Tube vind je filmische verhalen over de ontwikkeling van onze planeet Aarde tot nu.

Vul aan bij de onderstaande

mld jaar geleden:

De planeet

duren

al één vaste massa, maar het zal nog

ze een bewoonbare planeet wordt.(t°>1100°C)

eerste miljard

mld jaar geleden:

planeet

de rondvliegende

dag op de Aarde duurt dan 3u. (Door de nabijheid van de

heeft de Aarde een hoge rotatiesnelheid.)

De ruimtetemperatuur daalt tot –240°C

buitenlaag van de Aarde

lava …………...……(t° ±76°C) en vormt

en ……..…………

mld jaar geleden:

Aarde wordt bestookt door

In deze inslaande

zitten kristallen die

Er woeden stormen in de oceaan ten gevolge van de snelle

mld jaar geleden:

De atmosfeer is heel giftig en heet.

Een nieuwe meteorietenregen brengt nog meer water naar de Aarde.

Als de meteorieten oplossen dan komen er ook

vrij.

Op de bodem van de oceaan ontstaan de ’black smokers’,

……………………… uitspuwen.

oceaan is een chemische soep.

Hieruit ontstaan

zijn de eerste

Dit is een belangrijke stap in de ontwikkeling van het leven op onze planeet.

3,5 mld jaar geleden: stromatolieten ontstaan op de oceaanbodem, het zijn kolonies van ….…………… Deze doen aan fotosynthese, dit betekent …………………………………..

Er ontstaat ………………………

mld jaar geleden

1,5 mld jaar geleden: het aandeel continentale korst op Aarde neemt in grote mate toe (70% van de huidige korst)

Aarde draait langzamer: de dag duurt 16 uur.

De aardkorst

mld jaar geleden:

De verschillende reeds gevormde continenten versmelten en vormen

supercontinent: Rodinia. (t°±30°C)

B. Ontstaan van de atmosfeer

De aanpassingen, nodig op Mars, om het voor de mens leefbaar te maken, hebben vooral betrekking op de eigenschappen van de atmosfeer.

De Aarde is omgeven door de atmosfeer of dampkring: een laag die samengesteld is uit verschillende gassen.

Welk gas in onze atmosfeer maakt leven mogelijk? ………………………

De aardse atmosfeer is uniek in het zonnestelsel èn in het heelal.

De atmosfeer op de aardse planeten Venus en Mars bestaat bijna volledig uit koolstofdioxide.

1. Hoe is deze unieke atmosfeer rond onze aarde ontstaan?

1. De primaire aardatmosfeer ( ±4,5 mld jaar geleden)

De primaire atmosfeer bestaat uit waterstof en helium.

Door de kleine massa van deze gassen, de hoge temperatuur op aarde en de rotatie van de Aarde, ontsnappen deze gassen in de ruimte.

2. De secundaire aardatmosfeer

Toen het opgeloste ijzer uitgeput geraakte kwam er extra zuurstof in de atmosfeer. De primitieve anaerobe bacteriën stierven massaal. Men spreekt dan ook van een zuurstofcrisis. (2,2 mld jaar geleden)

3. Ontstaan van de ozonlaag. ( ±2 mld jaar geleden)

onder invloed van UV-stralen ozon ontstaan.

O (= 1 atoom zuurstof)

Ozon (O3) is een gasmolecule die bestaat uit 3 zuurstofatomen (O)

Een zuurstofmolecule (O2) bestaat uit 2 zuurstofatomen. Hoe ontstaat ozon?

Fig. 2.1.6

Onder invloed van de UV-stralen splitst de zuurtofmolecule (……) in twee atomen zuurstof (…… + ……). Deze vrije zuurstofatomen binden zich aan zuurstofmoleculen (……) en vormen ozon (……)

Fig. 2.1.7

Ozon (……) neemt de UV-stralen op en zet deze om in warmte.

Hierbij wordt de ozonmolecule (……) opgesplitst in een vrij zuurstofatoom (……) en een zuurstofmolecule (……). Met deze zuurstofmoleculen kan het hele proces opnieuw opstarten.

Een groot gedeelte van de UV-stralen wordt zo omgezet in warmte en kan de aarde niet meer bereiken.

UV-stralen

Toen 800 miljoen jaar geleden het CO2-gehalte in de atmosfeer sterk daalde en de broeikaswerking wegviel geraakte heel de aarde bedekt met ijs = sneeuwbalaarde

'Oudste leven' op aarde was een soort molshoop

Een reeks gekke bobbeltjes in een stuk gesteente, uitgehakt op Groenland, is het oudst bekende levende wezen op aarde. Dat beweert althans een Australisch-Brits onderzoeksteam, dat de hoopjes deze week beschrijft in Nature.

De hobbeltjes, per stuk een tot vier centimeter hoog, moeten versteende stromatolieten zijn, stellen de wetenschappers. Dat zijn kolonies op een kluitje levende primitieve zeebacteriën (cyanobacteriën) die een bergje vormen doordat ze kalkhoudende stoffen afzetten. Het gesteente waarin ze zitten is liefst 3.700 miljoen jaar oud, 220 miljoen jaar ouder dan de oudste erkende stromatolieten, afkomstig uit Australië. Dat zou betekenen dat het leven na het ontstaan van de aarde vrijwel onmiddellijk opdook.

Cyanobacteriën waren anaerobe bacteriën die gebruik maken van fotosynthese. Ze produceren zuurstof. Zij waren de eerste organismen die dat deden en daarbij ‘stromatolieten’ opbouwden.

Fig. 2.1.8

2. Huidige samenstelling van de atmosfeer

functie

zorgt voor de atmosferische druk

regelt de zuurtegraad van atmosfeer en water controleren de O2 concentratie

houdt UV-stralen tegen

Stromatolites at Lake Thetis, Western Australia

C. Ontstaan van de hydrosfeer

1. Hoe kwam het water op de Aarde?

1.A Aardse oorsprong

Bij de vorming van de aarde uit een wolk van ………….

er in de stofdeeltjes al waterpartikels aanwezig.

De afkoeling van de Aarde en het ontstaan van de korst gaat gepaard met hevig vulkanisme waarbij water vanuit de Aarde naar de oppervlakte gebracht wordt (……….………………….)

Dit gebeurde gedurende honderden miljoenen jaren.

De koudere atmosfeer koelt de waterdamp af en deze gaat

Zo ontstaat de ……………………….

mld jaar geleden was er al een oceaan. De temperatuur van het oceaanwater lag tussen 50°C en 90°C.

1.B Buitenaardse oorsprong

4 mld jaar geleden: ‘grote bombardement’ Inslaande brokstukken, ………………………, bevatten ook water en blijven de aarde gedurende miljoenen jaren bestoken.

Ook dit water komt bij vulkanische activiteit aan de oppervlakte.

2. Hoe houdt de Aarde het water vast?

je enig idee hoe

mld jaar

mld

dat in een flesje zit?

mld jaar 3,5 mld jaar

D. Ontstaan van de biosfeer

De biosfeer is de leefomgeving met alle levende organismen bij onze planeet Aarde.

Tot bewijs van het tegendeel is de Aarde de enige plaats in het heelal waar het leven zich in al zijn verscheidenheid heeft ontwikkeld.

In zijn evolutietheorie stelt Darwin (1859) dat alle leven zich ontwikkelde vanuit één levende cel. Maar waar komt deze cel vandaan?

1. Abiogenese: ontstaan uit niet-levende materie

Wat weten we over de toestand van de aarde?

De Aarde werd ………………. mld jaar geleden gevormd.

In Australië werden fossielen van bacteriën gevonden die 3,4 mld jaar oud zijn.

Hoeveel tijd is er na het ontstaan van de aarde en de eerste levensvorm? ………………

Dit is in de geologie een korte / lange tijdspanne.

Op de Aarde waren er al oceanen aanwezig die gevormd werden uit ………………………

Er is een intense energie van bliksem en vulkanen.

ABIOGENESE

Miller-Urey

toestand 3,5 mld jaar geleden

De theorie van Miller-Urey

achterhaald. De samenstelling van de oeratmosfeer blijkt anders geweest te zijn dan zij dachten. De oeratmosfeer bestond waarschijnlijk vooral uit stikstofgas en koolstofdioxide (N

, CO

Sydney Fox, een Amerikaanse wetenschapper, kweekte in 1993 protocellen (of protobiont) (samenvoeging van organische moleculen omgeven door een membraan) voorloper van prokaryote cel (cel zonder celkern)

In 2003 kweekte men op de Harvard universiteit protocellen op klei.

Verder onderzoek leidde tot volgende hypothese: - protocellen kunnen ontstaan in de nabijheid van heetwaterbronnen(black smokers) op de oceaanbodem.

- protocellen zijn nog geen levende wezens maar de experimenten laten wel zien dat mogelijk op leven lijkend gedrag kan ontstaan door fysisch-chemische processen in de oersoep en oeratmosfeer van de Aarde.

EVOLUTIE VAN DE LEVENDE CELLEN.

Deze protocellen of prokaryoten ontstaan op de bodem van de oceaan.

Hier is geen ……………………, het zijn dus anaërobe bacteriën.

De eerste eenvoudige levenscellen waren waarschijnlijk heterotroof.

Zij haalden hun voedingsstoffen uit de ………………… Wanneer deze cellen in aantal toenemen is er ook meer ……………………… nodig.

Dit leidde dan tot …………………………………………………………………………

Hierdoor werden heterotrofe cellen verplicht autotroof te worden.

Dit gebeurde 3,5 mld jaar geleden.

Later gaan de cyanobacteriën aan fotosynthese doen doordat ze zich dichter bij de oppervlakte van de oceanen bevinden en daar is …………………….

2,7 mld jaar geleden

De prokaryoten evolueren naar eukaryoten (cellen mét kern - protozoa).

In de kern zit het genetisch materiaal.

In de oceanen zijn allerlei cellen samen: grote en kleine, aerobe en anaerobe. Zo ontstaat er een samenwerking, de ene produceert O2, de andere heeft O2 nodig. De grote cel sloot soms de kleine in en nam die op; zo ontstonden er cellen met bladgroenkorrels.

De cellen werden groter en ingewikkelder, er vormden zich verschillende soorten: dierlijke– en plantaardige cellen.

0,8 mld jaar geleden

De cyanobacteriën werden blauwwieren die in kolonies leefden en sedimentdeeltjes - meestal kalk - vasthielden.

Zo vormden ze de stromatolieten

0,6 mld jaar geleden.

Doordat er steeds meer O2 in de atmosfeer werd gebracht door de fotosynthese is er al een ozonlaag. Deze vormt een scherm tegen de gevaarlijke UV-straling. Zuurstof en ozon maken leven op het land mogelijk in opeenvolgende stappen van de evolutie.

530-490 mlJ jaar geleden.

In minder dan 40 miljoen jaar gebeurt er een grote sprong voorwaarts in de ontwik keling van de verschillende stammen in het dierenrijk = cambrische explosie (in het geologisch tijdvak Cambrium).

Buitenaards

FEITEN: - In Australië viel in 1969 een meteoriet. Op de brokstukken bevonden zich aminozuren, de bouwstenen van het leven op Aarde.

- In 2014 kwam de ruimtesonde Rosetta bij een komeet. De komeetlander ontdekte op de komeet aminozuren.

Hoe kwamen aminozuren op de Aarde terecht?

Het kan dus dat aminozuren in de ruimte gevormd worden en met meteorieten meekwamen naar de Aarde.

Nog vele vragen! Maar in het heelal zijn aminozuren aanwezig.

Wat betekent dit voor het ruimteonderzoek?

Even terugkoppelen naar Mars.

In een volgende fase brengt men planten naar Mars. Waarom?

Fig.

van oudsher hebben culturen overal ter wereld scheppingsverhalen in hun traditie gehad. Creationisme (= scheppingsleer) is de op religie gebaseerde overtuiging dat het universum met de Aarde evenals het leven met planten, dieren en mens hun ontstaan danken aan een scheppingsdaad.

Veel leden van meestal monotheïstische godsdiensten, vb. katholicisme en islam, hebben deze overtuiging.

Deze creationisten weerleggen de abiogenese met het argument dat de eerste cel te complex is om uit zichzelf te zijn ontstaan. Andere gelovigen aanvaarden de mogelijkheid van abiogenese als een deel van een proces in de schepping.

Nieuw-zeeland

De levende planeet Aarde: een ecosysteem

…………………..,

De geosfeer

De Aarde was 4,5 mld jaren geleden een ……………….….. en koelde aan de oppervlakte af.

De atmosfeer

Bij afkoeling van de Aarde ontstond een oeratmosfeer die bestond uit …………………………..

De vulkaanuitbarstingen brachten ………….., ………….., en ………….., in de atmosfeer.

Bij het verschijnen van de fotosynthese veranderde deze oeratmosfeer in een ……………….. atmosfeer.

De hydrosfeer

De hydrosfeer ontstond uit water afkomstig van ……………………...…………………. en van ………………………...………… . Zo vormden zich de oceanen.

De biosfeer

In de oceanen ontwikkelde zich uit …………………………….. de eerste levensvormen.

Na het ontstaan van de fotosynthese zien we de ontwikkeling van een grote biodiversiteit.

mld jaar

leven

Aarde. Bijna

er de Aarde,

mld jaar

een oceaansysteem en ontstond

4 sferen naar evenwicht gestreefd.

een inslag van een meteoriet heeft de Aarde zich altijd hersteld.

zoals een ijsaarde

ecosysteem

B. Kringloop van het water

op bovenstaande

de verschillende fasen van de kringloop van het water in. Maak gebruik van de volgende termen.

infiltratie, evapotranspiratie (verdamping uit de bodem + transpiratie door de planten), grondwaterstroom, oppervlakte-afvoer, condensatie

voorbeelden van water:

de geosfeer:

de atmosfeer:

de biosfeer:

C. Kringloop van koolstof

Het element koolstof C is na H, He, en O het meest voorkomende element in het heelal.

de atmosfeer vinden we C terug onder de vorm van CO2 en CH4 CO2 is een broeikasgas en fungeert als de natuurlijke thermostaat van de aarde.

Koolstof beweging

Fotosynthese

Erosie en transport

Menselijke activiteit

KOOLSTOF CYCLUS

De geologische koolstofcyclus: over een tijdschaal van miljoenen jaren.

1. a. CO2 in de atmosfeer heeft met water een zwak zuur gevormd. Dit reageert lang zaam met de silicaatgesteenten, vb. CaSiO3, in de aardkorst en vormt kalksteen. Deze wordt door erosie meegevoerd naar de oceanen.

b. Daar bezinkt het als kalksteenlaag.

c. C komt terug in de atmosfeer als CO2 bij vulkaanuitbarstingen.

de loop van miljoenen jaren opgeslagen als steenkool, aardolie en aardgas. Dit is een opslag van koolstof in de aardkorst.

De biologisch/fysische koolstofcyclus: over een korte tijdschaal ( 0 - 1000den jaren)

3. a. Planten nemen ……………… op uit de lucht en dankzij de ……..……………… worden er energierijke koolstofverbindingen gemaakt (……………. en ……..……) Planten zijn producenten. Producenten worden opgegeten door ……………………., die op hun beurt als voedsel dienen voor de ………………….. .

Voor de opruiming van organisch materiaal zorgen de …………………….... . b. Zo komt CO2 terug in de atmosfeer.

4. Ademhaling: elke schakel in de voedselketen neemt bij de ademhaling …………….... op en geeft ……………… af aan de atmosfeer.

5. Zeewater wisselt CO2 uit met de atmosfeer

Duid de nummers 1 tot 5 van de koolstofuitwisseling aan op de bovenstaande tekening

gesteenten

vorming van het reliëf

vulkanisme

inwendige krachten > plooiïng + verschuiving

afzetting van sedimenten

afgestorven materiaal gebruikt door zeeorganismen

korstmossen - plantenbacteriën - schimmels verwering (wind-regen-vorst) mineralen vallen uiteen - lossen op voedingstoffen voor planten Fosfaat - Na - K - Ca - Mg geven door aan andere organismen

transport afbraakmateriaal via rivieren naar oceaan

Toepassing

Stel:

Er vindt een mega-uitbarsting van een zeer grote vulkaan plaats. Welke processen komen op gang tussen de verschillende sferen om het evenwicht terug te herstellen?

Geef ook aan of de factoren die hierbij een rol spelen biotisch of abiotisch zijn.

Maak een duidelijk schema.

2.3. Evolutie van het leven

Wat vertellen je deze figuren ?

Wat stellen ze voor?

Het ontstaan van het leven op de Aarde wordt, zo zagen we op pagina 43, in de meeste culturen verklaard via scheppingsverhalen.

Tot het einde van de 18de eeuw dacht men dat levende organismen niet meer veranderd waren sinds de schepping.

Daarna kwam men via wetenschappelijk onderzoek tot enkele theorieën die het ontstaan van de soorten probeerden te verklaren.

A. Evolutietheorie Darwin

De Engelse predikant en natuuronderzoeker Charles Darwin (1809-1882) kwam na jarenlang onderzoek in zijn boek ‘On the origin of spieces’ (1959) met een – voor die tijd - revolutionaire evolutietheorie.

De meeste informatie hiervoor verkreeg hij uit zijn verzameling fossielen, dieren en planten die hij meebracht van zijn wereldreis (1831-1836) met het marineschip ‘Beagle’.

Darwin stelde: - alle soorten stammen af van een voorouder (van één origineel) - de soorten ontstaan door veranderingen die te wijten zijn aan selectie.

Darwins theorie steunde op een aantal basisideeën:

 Variatie: binnen een soort is er een grote verscheidenheid. Twee individuen kunnen sterk op elkaar lijken, maar zijn nooit precies hetzelfde. In de natuur komen kleine verschillen (Darwin noemde ze variaties) binnen een soort heel veel voor.

Geef hiervan een paar voorbeelden: ………………………………………………………………

Volgens Darwin zijn variaties noodzakelijk voor de mogelijkheid van evolutie. Indien er geen verschillen waren zou er ook niets kunnen veranderen.



Erfelijkheid: sommige kenmerken van de variatie kunnen doorgegeven worden aan de volgende generatie. Darwin kende het mechanisme zelf nog niet. Pas later brachten de kruisingswetten van Mendel en de kennis van het DNA inzicht in dat mechanisme.



Overcapaciteit: hoewel er meer nakomelingen geboren worden dan er nodig zijn om de soort in stand te houden, blijft het aantal individuen gelijk.



Natuurlijke selectie: - in een bepaalde omgeving zijn sommige individuen beter aangepast dan andere. Er wordt een voortdurende strijd geleverd om te overleven (struggle for life). - enkel de best aangepasten overleven (survival of the fittest).

Afhankelijk van het milieu waarin een soort leeft, zijn er individuen die beter aangepast zijn aan dat milieu dan anderen. De meest aangepaste hebben de meeste kans om te overleven en nakomelingen te hebben. De minst aangepasten verdwijnen. (Darwin: survival of the fittest.) Dankzij de natuurlijke selectie komen er steeds meer individuen met aangepaste eigenschappen.

De vogels hebben niet allemaal een even lange bek. Maar omdat er voldoende wormen zijn, speelt dit geen rol en blijft de populatie gelijk.

Door een ziekte bij de insecten vermindert het aantal wormen drastisch.

In een populatie zijn niet alle exemplaren identiek. Vb.: niet alle giraffen hebben een even lange nek.

In een struiksavanne vormt dit geen probleem, alle giraffen vinden voldoende voedsel op een voor hen aangepaste hoogte.

Stel: door verandering van het klimaat verandert de struiksavanne in een boomsavanne. Leg aan de hand van onderstaande tekening en volgens de theorie van Darwin uit wat er zal gebeuren.

(1744-1829). Lamarck stelde dat organismen door oefening aangeleerde en verworven kenmerken konden overdragen aan hun nakomelingen.

Vb. Giraffen strekken hun nek naar de bladeren van de bomen. Daardoor gaat hun nek uitrekken (spieren worden soepel door oefening)

Een klein

de 19de eeuw

berkenspanner.

Engeland donkere

de berkenspanner

de naam

de roetaanslag

de industrie

de stam van de berk donkerder.

vertoont

gebeurt

volgens

berkenspanner?

witte berkenspanner

milieu?

overleven

Mannelijke pauwen hebben zeer kleurrijke veren terwijl de vrouwtjes eerder onopvallend zijn. Hypothyse: vroeger waren alle pauwen eerder onopvallend. Maar de mannetjes met aantrekkelijker veren kregen meer nakomelingen, die ook een uitgesproken verenkleed hadden. Na een tijd waren er minder en minder onopvallende mannetjes omdat deze stierven zonder nakomelingen. Klopt dit met de evolutietheorie van Darwin? Verklaar.

kieuwen

staart

vis

amfibie reptiel

vogel mens

Fig. 2.3.10

Wat merk je op in de eerste embryonale fase bij alle gewervelden?

Vergelijk de ontwikkeling van de gewervelden van de eerste naar de derde fase. Bespreek:

E. Gebruik van antibiotica

Iemand heeft een infectie en gebruikt een antibioticum om de bacteriën te bestrijden. Bij gebruik van antibiotica worden we aangemaand tot voorzichtigheid. Leg met de hulp van de figuur hieronder uit waarom.

dode bacterienormale bacterie resistente bacterie

behandeld met antibioticum: de meeste bacteriën gaan dood

2.3.11

de resistente bacterie vermenigvuldigt zich en krijgt de overhand

de hele infectie evolueert naar een resistente infectie aantal bacteriën met één resistente bacterie

C. Argumenten pro en contra

Eeuwenlang was de mensheid doordrongen van een creationistisch wereldbeeld: de wereld (inclusief de mens) was door god geschapen. Charles Darwin bracht in 1859 met zijn evolutietheorie een revolutie teweeg binnen dat mens- en wereldbeeld. Ondanks alle wetenschappelijk bewijs, ook van de moderne wetenschap, ontwikkelden zich groepen voor wie de evolutieleer moeilijk of slechts gedeeltelijk te aanvaarden is.

Darwinisme

Verschillende soorten stammen af van een gemeenschappelijke voorvader.

Wat is er historisch gebeurd?

Toevallige wijzigingen en natuurlijke selectie is het mechanisme dat de evolutie tot stand brengt.

Hoe is dat gebeurd?

Neo-Darwinisme

Actuele versie van de evolutietheorie die ook een verklaring geeft voor erfelijkheid (via DNA) en variatie (door toevallige kopieerfouten in het DNA).

Creationisme

De aarde, maar ook de planten, de dieren en de mensen hebben hun ontstaan te danken aan een schepper. Er bestaan verschillende varianten. In de westerse wereld is het gegroeid uit christelijke gemeenschappen die het Darwinisme niet konden aanvaarden. Maar ook in de Islam en het Hindoeïsme bestaan die stromingen.

Jongeaardecreationisme

Het bijbelse scheppingsverhaal, dat zich zo'n 4000 jaar voor christus in 6 dagen voltrok wordt letterlijk overgenomen.

Oudeaardecreationisme

Het ontstaan van de wereld vindt plaats over vele miljoenen jaren, maar niet volgens een evolutietheorie. De Aarde werd beetje bij beetje over deze miljoenen jaren door God bevolkt.

Progressief creationisme

Een evolutietheorie, maar waar God de evolutie stuurt.

Intelligent Design (ID)

Het ongeordende proces van genetische variatie en natuurlijke selectie kan nooit de drijvende kracht zijn die al het leven op aarde heeft doen ontstaan. Het kan het best worden verklaard als het werk van een (bovennatuurlijke) intelligente "ontwerper”.

Catastrofetheorie

Catastrofen zijn de verklaring voor uitgestorven soorten en het ontstaan van nieuwe soorten.

De evolutietheorie in vraag gesteld

Er bestaan heel wat tegenargumenten voor de evolutietheorie.

Evolutie werd nog nooit waargenomen

Insecten die na enkele jaren weerstand bieden aan insecticiden, bacteriën die weerstand bieden aan antibiotica, zijn voorbeelden van evolutie die recent waargenomen werd.

Organismen op eilanden verschillen van hun soortgenoten op het vasteland of elders in de wereld.

Er zijn geen overgangsfossielen.

De evolutietheorie voorspelt niet dat er maar één afstammingslijn is, noch dat die tussenvorm moet uitsterven. Die kan zich ook verder ontwikkelen. De mensen hebben de indeling van de natuur gemaakt in categorieën. De natuur volgt die indeling niet altijd. De overgang van vis naar landdier bvb. is aan de hand van fossielen beschreven; en zo zijn er nog.

De evolutietheorie zegt dat zowel het ontstaan van het leven als het evolutieproces berust op pure toeval en willekeur.

Toeval zorgt voor genetische variatie in de vorm van mutaties (erfelijk). Deze kunnen voor- of nadelige mutaties zijn. Maar alleen de meest aangepaste variaties worden behouden. Minder aangepaste raken niet door de selectie.

Abiogenese of het ontstaan van leven uit niet-levende materie is geen puur toeval.

Atomen en moleculen schikken zich niet willekeurig, maar volgens hun chemische eigenschappen. Wanneer er maar een beperkt aantal moleculen zijn, is de kans klein dat er een zelf producerende molecule ontstaat. In de oceaan waren er een immens aantal, zeer verschillende moleculen aanwezig.

Evolutie legt niet uit hoe de levende organismen ontstonden, wel hoe ze evolueerden.

Evolutietheorie is slechts een theorie

Als theorie betekent dat het een mogelijkheid is, is de term verkeerd begrepen. Evolutie is een onbetwist feit.

De evolutietheorie stelt niet alleen dat het leven evolueerde, maar ook welke mechanismen werkzaam zijn. De moderne wetenschap vindt hierop steeds meer antwoorden, denk maar aan de kennis van het DNA.

Wie stelt dat de mens voortkomt uit een aap, heeft er nog niets van begrepen.

Opdracht.

Bespreek in klasverband welke opvattingen leven bij je medeleerlingen en waarom die er zijn

D. Evolutie van de mens - Hominisatie

De oudste menselijke resten tot op heden werden gevonden in Afrika (…………………….)

Om de evolutie van de mens te verklaren gaan we dan ook naar het Afrikaanse continent. 15 miljoen jaar geleden leefde onze voorouderlijke populatie in de wouden van Oost-Afrika

In het continent ontstond ± 12 miljoen jaar geleden een 5000 km lange breuk: de OostAfrikaanse Rift. (Herinner je je de leerstof van het 3° jaar?)

2.3.11

Deze Rift vormde een ecologische barrière die 5 miljoen jaar geleden een scheiding betekende in de evolutiewegen van onze voorouders (de mensapen).

vanaf

Douc Langur Gibbon Oerangoetang Gorilla Chimpansee Bonobo Primaten

Oude Wereldapen

Mensapen Hominidae

Door de breuk veranderde het reliëf en daardoor ook het klimaat. In het natte westen bleven de wouden als vegetatie bestaan. In het oosten werd het droger en ontstond er een savanne. De aanwezige populatie werd door de breuk ook gesplitst en moest zich aanpassen aan het veranderde milieu. Voor welke groep was de aanpassing noodzakelijk, waarom?

Sterk vereenvoudigd betekende het dat de populatie in het westen aap bleef en dat in het westen de populatie zich met de tijd ontwikkelde tot het geslacht Homo dat verder evolueerde tot de mens.

Hoe verliep die evolutie?

■ AUSTRALOPITICUS 4-2,5 mlj jaar geleden

Door de verandering van tropisch woud naar savannelandschap verdween de natuurlijke beschutting tegen vijanden. Bovendien veranderde het voedselaanbod. De populatie paste zich aan en ging rechtop lopen.

Omwille van:

■ HOMO HABILIS 2-1,5 mlj jaar geleden

Wanneer er door droogte minder plantengroei is, komt er een tekort aan plantaardige voeding en wordt het dieet aangevuld met ………………………………………………. Hoe komen ze aan dat voedsel? …………………………………………………………..

Om succesvol aan voedsel te geraken werden de eerste primitieve werktuigen ge maakt.

Fig. 2.3.15

Samen jagen was efficiënter maar vroeg ook meer samenwerking en organisatie. Daardoor ontwikkelde zich een groter brein, de herseninhoud ……….……………....

Er is een begin van sociale intelligentie. Wat betekent dit? ……………………………

2.3.16

Herseninhoud: 800 ml

Vaardigheden: - ………………..… armen - … ………………..... hersenen - stenen ………………………. - op jacht —-> ………………….

Locatie: Oost-Afrika

■ HOMO ERECTUS 1,8-0,3 mlj jaar geleden

Het eten van vlees leverde meer energie dan plantaardig voedsel om de hersenen te ontwikkelen.

Het samenleven in groep is een aanzet tot het ontwikkelen van taal. Een aangroei van de hersenen is hiervoor nodig.

De beheersing van het vuur (± 800 0000 jaar geleden) was een belangrijke stap voorwaarts: - in het voedingspatroon, want voedsel kon nu ………………….. worden.

Dit levert een grotere opname van calorieën zodat de populatie kan aangroeien. - in de afhankelijkheid van het klimaat. (bescherming tegen de koude)

Gevolg: de populatie kan uitwijken naar het noorden waar extra pigmentatie niet meer noodzakelijk is. De huidskleur wordt ……………… .

Homo habilis

Herseninhoud: 850-1100 ml

Vaardigheden: - langere benen - complexere hersenen - ontwikkeling van taal - beheersing van vuur

Locatie: Afrika - Azië - Europa

Fig. 2.3.17

■ HOMO SAPIENS NEANDERTHALENSIS

150 000 - 30 000 jaar geleden

De populatie bewerkt dierenhuiden tot kledij om zich te beschermen tegen de koude (70 000 jaar geleden begon de laatste ijstijd).

De ontdekking van grafgiften veronderstelt een begrafenisritueel en dat wijst op het begin van een religieus bewustzijn.

Het hersenvolume neemt verder toe.

Homo sapiens neanderthalensis

Fig. 2.3.18

Herseninhoud: 1450 ml

Vaardigheden: - begrafenisritueel. - korte gestalte. - kleding

Locatie: - Europa - West-Azië

Wat gebeurt er in de loop van de evolutie met de grootte van de schedel?

Welke problemen geeft dit bij de geboorte?

Gevolg : premature baby’s waarvan de schedel verder moet groeien na de geboorte. Door de grote afhankelijkheid van de pasgeboren baby’s ontstond de paarbinding tussen man en vrouw.

Door de vorming van groepen (stammen) en het gebruik van taal kon kennis over gedragen worden en gecumuleerd over de generaties heen.

Het maken van complexe werktuigen is hiervan ook een gevolg, ook grotschildering, een begrafenisritueel en landbouw.

Herseninhoud: 1400 ml

Homo sapiens sapiens

Wat maakt de mens tot een mens?

Meestal wordt de herseninhoud als eigenschap genomen om het onderscheid te maken tussen de ‘oude mens’ en de ‘moderne mens’. Men neemt dan de Homo sapiens sapiens met een herseninhoud van 1400 ml als norm. De evolutie van de soorten is gebaseerd op bepaalde eigenschappen. Maar de overgang van de ene soort naar de andere is niet plots gebeurd. Uit een koppel uit de soort ‘Homo erectus’ wordt niet plots een kind geboren dat tot de soort ‘Homo sapiens’ behoort. De overgangen gebeurden zeer geleidelijk. Vroeger werd de evolutie gezien als een ladder: rechtlijnig, van laag naar hoog, met aan de top de mens. Maar de evolutie is geen rechte lijn maar een gigantische boom met heel veel vertakkingen, waarvan een klein deel nog bestaat maar het grootste deel is uitgestorven. Waar de takken afsplitsen uit een eerdere tak bevindt zich de gemeenschappelijke voorouder.

In de media!

OPINIE Mark Nelissen

De Morgen 12 september 2015

Mark Nelissen doceert evolutie van de mens aan de Universiteit Antwerpen.

De wetenschappelijke communicatie is al te vaak op sensatie belust

De wereld staat bijna op haar kop, er is een nieuwe mensensoort geboren. Ze luistert naar de naam Homo naledi. De evolutie van de mens moet herschreven worden! Is dat zo? Mag ik tot enige voorzichtigheid aanmanen? Er moet niets herschreven worden, hooguit een paragraaf worden toegevoegd aan het verhaal van onze voorgeschiedenis. De wetenschappelijke communicatie is al te vaak op sensatie belust. De paleoantropologie, die zich over onze evolutionaire voorouders buigt, is daar zeker geen uitzondering op. Integendeel, hoe ingrijpender je ontdekking is, hoe meer aandacht je krijgt bij deze goed gelukt en hoe gemakkelijker de fondsen voor verder onderzoek volgen. Hou dit goed voor ogen bij elke wereldschokkende ontdekking in verband met onze evolutie.

De nieuwe soort is beschreven aan de hand van honderden fossiele botjes die in een Zuid Afrikaanse grot zijn gevonden. De onderzoekers, die niet bepaald onervaren zijn op dit gebied, concludeerden dat het vooreerst wel degelijk een nieuwe soort is, en vervolgens dat ze moet worden geplaatst in het geslacht Homo, waarin ook wij thuishoren. Alle soorten in deze groep hebben meer menselijke kenmerken dan het geslacht dat eraan voorafgaat, australopithecus.

De nieuwe soort kreeg deze bevoorrechte plaats omwille van de anatomische kenmerken van voeten, enkels en handen; ze hebben gelijkenissen met de menselijke anatomie. Dat is mooi, maar een van de belangrijkste kenmerken waarmee Homo wordt beschreven, is de grootte van de schedel en dus de omvang van de hersenen. Deze zijn immers vanaf de eerste soort binnen dit geslacht gestaag toegenomen. De nieuweling in het rijtje mensachtigen heeft echter niet meer dan 500 cc hersengrootte, dat is iets meer dan een derde van de mens, en volledig in overeenstemming met de aapachtige voorouders in het geslacht australopithecus. Ook het bekken en de schouders doen meer aan dit geslacht denken. Maar, met een nieuwe soort binnen de primitieve groep haal je wellicht de pers niet. Dus minder aandacht, minder financiering.

De naledi mens, als ik hem even zo mag noemen, zou werktuigen hebben gemaakt. Daarvoor bestaat geen enkele aanwijzing, buiten zijn vrij menselijke handen. Het maken van stenen handbijlen dateert van Homo habilis en van die artefacten bestaan massa's vondsten, van naledi niets.

Wat nog meer tot de verbeelding spreekt, is het ritueel begraven van de doden bij de nieuwe soort. Er zijn inderdaad vijftien individuen in de diepe grot gevonden, zonder dat er aanwijzingen zijn dat ze daar leefden. Dus, zeggen de onderzoekers, ze moeten daar doelbewust zijn neergelegd. Weerom, voorzichtigheid asjeblieft. Kunnen ze niet gevlucht zijn in de grot en er niet meer uitgeraakt zijn? Weinig sensationeel natuurlijk. Echte begrafenissen vinden we pas bij de neanderthaler en de mens, vele era's later. Bovendien, de Zuid Afrikaanse fossielen zijn nog niet gedateerd, we weten nog niet wanneer deze soort geleefd zou hebben. Dat maakt het enkel nog waziger.

Misschien ben ik nu te voorzichtig en zal later blijken dat Homo naledi wel degelijk een soort is binnen de rijke soortenboom van de menselijke evolutie. Maar het is veel te vroeg dat nu al te besluiten. Wetenschap zou wat minder op de pers gericht mogen zijn.

Er is een nieuwe mensensoort, de evolutie van de mens moet herschreven worden! Is dat wel zo?

Schijnbewegingen

Echte beweging

Gevolgen van de aardrotatie

Afwisseling dag-nacht

C. Invloed van dag en nacht op het ecosysteem

B. Gevolgen

De seizoenen

Atmosfeer A. Samenstelling

van

temperatuurverloop -

C. Warmtebalans

ten

van

van de bewolking

van

E. Warmtetransport in de troposfeer

Afwijking van de drukgordels -

laag hoog

1. Verdeling van water op de Aarde

Thermohaliene circulatie (THC)

weer

A. Waarnemingen

B. Weerbericht en weerkaart

Weersituatie 1 : kenmerken van ‘t weer bij een lage-druk-gebied (cyclonale depressie)

F. Kenmerken van typische West-Europese weersituaties

A. Grondstoffen

1. Voeding

Energie

D. Toerisme en sport

E. Cultuur