De Tijdspiegel. Jaargang 31
(1874)– [tijdschrift] Tijdspiegel, De–
Auteursrechtvrij
[pagina 415]
| |||||||||
Natuurkunde.Gemeenzame brieven van een vriend der natuur.II.
| |||||||||
[pagina 416]
| |||||||||
Het ‘geheel dat is’ laat zich moeielijk onderscheiden van het ‘geheel dat wordt.’ Worden en zijn is de ziel der natuur; afwisseling haar adem. De dag maakt plaats voor den nacht; de zomer volgt op de lente, om de haan te breken voor den herfst en den winter. Nauwelijks is de zon boven de kimmen gerezen of de leeuwerik jubelt en de spreeuwen schateren het uit van pret, en verlaten bij honderdtallen hunne wijkplaatsen om zich in beemden en weiden aan insecten te verzadigen. De nacht heeft de aarde met zijn floers overdekt; nachtvlinders fladderen rond en verschuilen zich voor uilen, die uit hunne donkere holen zijn te voorschijn gekomen. De lente is daar. De planten ontwaken tot een nieuw leven; de viervoetigen schudden den winterslaap af en verlustigen zich in de koesterende zonnewarmte om, wanneer de kringloop van eenige maanden volbracht is en zij niet door den tand des tijds zijn verscheurd, opnieuw in te dommelen. Zoo verschijnen nieuwe geslachten van dieren en verdwijnen deze met andere organische wezens. Waarheen wij den blik ook wenden, overal afwisseling, overal vervorming, overal en ten allen tijde verandering. Humboldt zegt op eene andere plaats: ‘das ganze Erdenleben mahnt, in jedem Stadium seiner Existenz, an die früher durchlaufenen Zustände.’ Is dat waar? Zijn de toestanden, welke de aarde in vroegere jaren beleefd heeft, niet gelijk aan die, welke zij ons nu doet aanschouwen, en was de afwisseling der verschillende natuurverschijnselen eene andere? 't Is zeker vermetel die vragen te stellen en op te lossen, indien men door een onvoldoend aantal feiten gesteund is. Heeft men echter feiten op feiten gestapeld, en kan men, geleid door de natuurwetenschappen, eene streng logische methode volgen, dan is die vraag niet zoo vermetel meer. Immers, gaan wij uit van datgene, wat ons door de ervaring, door de waarneming geleerd wordt, dan zijn wij gerechtigd om, evenals bij de eenvoudigste proefneming, uit gevolg tot oorzaak te besluiten, en stroomopwaarts naar het verledene te reizen en zoo te lezen de geschiedenis van het ontstaan der werelden. Evenals een boomstam naar beneden zich vertakt in fijnere en fijnere wortelvezels, en naar boven in takken en twijgen, evenzoo hangen ontelbare feiten met hunne oorzaken in het verledene, en knoopen andere zich vast aan de toekomst. Door die feiten geleid, is het de plicht van den natuurzoeker, de geschiedenis der werelden zoover mogelijk tot op haar oorsprong te vervolgen. Maar critisch onderzoekend moet hij daarbij te werk gaan; geene speculatieve philosophie mag hij te baat nemen. Ernstig en bedaard, voortdurend wikkende en wegende zal het der wetenschap eenmaal moeten gelukken - mij dunkt de mogelijkheid lijdt geen twijfel - die geschiedenis volledig neer te schrijven. Den natuurkundige is het niet tot taak gesteld voorwaarts te ijlen; neen, langzaam en zeker, altijd het kaf van het koren schiftende, nadert hij, aan een volgend geslacht overlatende de taak, waar hij ze heeft gelaten, af te werken. | |||||||||
[pagina 417]
| |||||||||
Gij vraagt, of het gelukt is van die geschiedenis eenige hoofdstukken klaar te krijgen? Ik antwoord noch ja, noch neen, doch zal u later de beslissing overlaten. Het is gemakkelijk te begrijpen, dat het uitgangspunt voor de verschillende feiten, waarop wij moeten steunen om tot eene geschiedenis der werelden te geraken, zal zijn de aarde. Immers haar hebben wij in ons bereik. Van haar kunnen wij vorm en grootte bepalen; haar kunnen wij op alle mogelijke wijzen betasten en onderzoeken; zij is de sleutel, die ons den toegang zal openen tot een ruimer veld. Wat weten wij nu van haren vorm, want uit dezen zullen wij misschien veel kunnen afleiden. De beroemde sterrekundige Bessel heeft zich de moeite getroost uit 10 vertrouwbare graadmetingen, den vorm der aarde te bepalen; hij bevond, dat zij 1/299,1518 was afgeplat; d.w.z.: verdeelen wij eene lijn in 299 deelen (de decimale breuk laten we gemakshalve weg), dan zal, indien de straal van den aequator 299 dier deelen bevat, de halve omwentelingsas der aarde slechts 298 deelen bevatten; m.a.w. de halve aardas is 1/299 van den straal des evenaars korter. Dus de aarde heeft geene zuiver bolronde gedaante, maar is aan de polen afgeplat, aan den evenaar ietwat uitgezet. Terecht heeft men opgemerkt, dat in den vorm der aarde een deel harer geschiedenis ligt opgesloten. Immers de eenvoudige pottebakker bewijst het ons en het is een bekend feit, dat indien een week, bolvormig lichaam al sneller en sneller om eene standvastige as wordt rondgedraaid, het lichaam hoe langer zoo meer van de bolvormige gedaante begint af te wijken en eindelijk den vorm aanneemt van eene spheroide. (Een lichaam, waarvan we ons een voorstelling kunnen vormen door een ei horizontaal voor ons te plaatsen). Welnu, was de aarde altijd vast geweest, geene middelpuntvliedende kracht, aan welke zij tengevolge van hare aswenteling onderworpen is, hoe groot dan ook, zou in staat zijn geweest hare oorspronkelijk bolvormige gedaante te veranderen. Mogen wij hieruit niet met onverbiddelijke strengheid besluiten, dat de eerste toestand der aarde niet is geweest de vaste toestand? Moeten wij niet tot de gevolgtrekking komen dat die toestand is geweest een vloeibare toestand? De aard, de natuur van dien vloeibaren toestand is lang de twistappel geweest, om welken twee vijandelijke kampen in het leger der natuurkundigen gestreden hebben. Was die vloeibare toestand een toestand van water, waarin de verschillende bestanddeelen der aarde waren opgelost (Neptunisten), of waren die bestanddeelen in een, door smelting verkregen, vloeibaren toestand (Vulcanisten)? Vrij algemeen is men toegetreden tot de meening, dat de aarde in hare jeugd eene vloeibare gesmolten massa is geweest. Ik zeg ‘vrij algemeen’ In de laatste jaren heeft een strijder de wapenen aangegord tegen den vulcanischen oorsprong der aarde, en getracht te bewijzen dat de aarde nooit vloeibaar geweest is. BischofGa naar voetnoot(*) | |||||||||
[pagina 418]
| |||||||||
maakt daartoe gebruik van eenige opmetingen van de diepte der zee, voor verschillende wetenschappelijke doeleinden gedaan. Hij besluit uit die diepten, dat de aarde eene nagenoeg volkomen bolvormige gedaante heeft, en tracht derhalve Bessel's berekeningen te vernietigen, steunende op de volstrekte juistheid van die dieptemetingen. De juistheid dezer dieptemetingen bleef niet lang onbetwist; spoedig stonden verschillende geleerden op, welke bewezen dat men zich op die metingen nooit verlaten mocht; zij toonden aan dat de valtijd van een zwaar schietlood op 3000 en meer vademen diepte, tengevolge van den weerstand van het water, aanmerkelijk afneemt en slechts de uitkomsten van de metingen onder 1000 vademen eenigermate te vertrouwen zijn. De geheele theorie van Bischof wordt bovendien uit het veld geslagen door een feit waarop Laplace zich reeds beriep, een feit dat m.i. juist het sterkste bewijs is voor den gesmolten toestand der aarde in vroegere tijdvakken van haar bestaan, het feit n.l. dat de aardkorst samengesteld is uit verschillende lagen, die vrij regelmatig op elkaar volgen. De Mechanica bewijst, dat de aantrekking van den aardbol op elk punt zijner oppervlakte zoodanig werkt, alsof de geheele massa in het middelpunt was opgehoopt. Alle berekeningen voor de zwaartekracht of de aantrekkingskracht der aarde steunen op de veronderstelling, dat de laagsgewijze bouw om een middelpunt werkelijk bestaat. Die bouw is een noodzakelijk resultaat van de aantrekkingskracht, die de aarde, reeds van den beginne aan, op de verschillende deelen harer oppervlakte uitoefende; dientengevolge hebben zich de verschillende bestanddeelen om een punt, het middelpunt, in verschillende lagen gegroepeerd. Een en ander natuurlijk in de veronderstelling dat de aarde ooit vloeibaar was. Ware dat echter niet het geval geweest, dan moest noodzakelijk de verdeeling van de aardmassa van binnen een geheele willekeurige zijn, en in plaats van één aantrekkingspunt zouden er vele zijn, die, 't spreekt van zelf, invloed zouden hebben op de werking der zwaartekracht en al onze berekeningen zouden doen falen. Geene astronomische berekening, hoe eenvoudig dan ook, zou geloof verdienen; we zouden niets, niets kunnen bepalen, noch vaststellen. Dewijl echter de gevolgen van de hypothese omtrent de ligging in lagen van de aardmassa voor ons bijna axiomata zijn geworden, is het duidelijk dat die hypothese den meesten grond van waarschijnlijkheid heeft. Ik schreef hierboven ‘aardkorst.’ Dit woord veronderstelt van binnen iets weeks, iets vloeibaars, dat van het overige afgesloten is door wat anders, dat meer hard is, door eene korst. Wat is er van die meening? Bestaat werkelijk eene dergelijke korst? of liever, zijn er gegronde redenen, welke ons nopen om, zonder het volledige bewijs, die veronderstelling te steunen? Ik meen ja. Ik beroep mij daarvoor op het u bekende feit, dat naarmate men dieper in de ‘aardkorst’ dringt, de temperatuur der lagen, waaruit zij bestaat, hooger wordt. Men heeft | |||||||||
[pagina 419]
| |||||||||
de toeneming der temperatuur op verschillende plaatsen der aarde bepaald en daarbij vrij aanmerkelijke verschillen gevonden. Ik zal u niet vervelen met eene langdradige uiteenzetting der verschillende methoden, volgens welke men die thermometrische onderzoekingen gedaan heeft, noch u vermoeien met weinig minder amusante tabellen, waarin de temperatuur van diepte tot diepte is aangegeven. De humaniteit verbiedt, u diezelfde reeks van lange oogenblikken te laten doorleven; al zou het misschien, van den anderen kant, niet onaardig zijn eens te zien, welke dwaze gevolgtrekkingen men uit dergelijke lijsten kan maken. Ik zal u, om op die thermometrische onderzoekingen terug te komen, enkele voorbeelden vermelden. Men vond een stijgen van 1o C per 47,7 M., per 42,9 M., per 30,8 M., per 50,2 M. enz. Nemen wij nu aan, dat per 50 M. de temperatuurstoeneming 1o C is - eene uitkomst, die met het oog op bovenstaande cijfers niet te groot is - dan zou de temperatuur op 1 kilometer diepte zijn 20o C + de temperatuur der buitenlucht, en derhalve de temperatuur op 200 K.M. diepte ruim 4000o C.; eene temperatuur die meer dan voldoende is om alle vaste stoffen in gesmolten toestand te brengen. Dewijl nu de straal der aarde, om bij afgeronde getallen te blijven, ruim 6000 K.M. groot is, zou de temperatuur der aarde in het middelpunt zijn ruim 120000o C. Hier zouden dus alle lichamen in den gasvormigen toestand moeten verkeeren; want er is geene reden, die ons dwingt aan te nemen, dat wij bij voortgezette verwarming niet alle lichamen gasvormig kunnen maken. Wij gingen bij de vorige redeneering uit van de onderstelling, dat de toeneming in temperatuur, naar eene bepaalde verhouding, dezelfde was voor alle mogelijke diepten. Ik meen dat wij recht hebben dit te doen, daar er geene feiten voorhanden zijn, welke er tegen pleiten. Wij komen derhalve tot het besluit, dat slechts het 30ste gedeelte van den aardstraal vast is, terwijl het 29/30 uit eene gedeeltelijk vloeibare, gedeeltelijk gasvormige massa bestaat, die als eene vurige, gloeiende zee onophoudelijk tegen de vaste laag klotst en deze elk oogenblik dreigt te vernielen. Waaruit de gloeiende massa, welke het binnenste der aardkern vormt, bestaat? Ik geloof niet, dat dit ooit met volkomen zekerheid te zeggen zal zijn; men vermoedt dat het hoofdzakelijk kiezelzure zouten zijn en verbindingen van zwavel, bromium, selenium, dewijl men in vulcanische uitbarstingen soortgelijke verbindingen heeft aangetroffen. Geen nauwkeuriger denkbeeld van den aard der gloeiende massa kunnen wij ons verschaffen met behulp van de astronomie. Deze berekent, dat de gemiddelde dichtheid der aarde is 5½, waarbij water als eenheid is aangenomen. Daar nu het gemiddelde soortelijke gewicht der stoffen, waaruit het bekende deel der aardkorst bestaat 2½ is, moeten de stoffen om het middelpunt een veel grooter specifiek gewicht hebben. Houdt Ge verder in het oog dat, naarmate men korter | |||||||||
[pagina 420]
| |||||||||
bij het middelpunt komt, - omdat de aantrekkingskracht der aarde dan grooter wordt - het soortelijke gewicht der stoffen, die dáár zijn, ook grooter wordt, dan kunt Ge berekenen en nog eens berekenen, en Gij komt geen stap verder. Het hoofdstuk der stoffen, waaruit de gloeiende kern zou bestaan of zou kunnen bestaan, kunnen wij veilig laten rusten. Men weet er niets van. Een vriend, met wien ik onlangs het vorige beprak, merkte op, dat het toch vrij onwaarschijnlijk is, dat de aardkorst zoo dun is, want dan moest de vereenigde werking van de zon, de maan en andere planeten, op dezelfde wijze als zij ebbe en vloed veroorzaakt, ook aanleiding geven tot opheffingen en neerploffingen van de aardkorst, die, nu eens groote scheuren zouden te weeg brengen, dan geheele landstreken zouden moeten opheffen. Wat die gewelddadige opheffingen en verzakkingen betreft, ik geloof dat dit zeer overdreven is; ik herinner mij eenige jaren, ik weet niet meer waar, eene becijfering gelezen te hebben, waardoor ten duidelijkste werd aangetoond dat, stel eens er ontstond eene opheffing, die opheffing luttel weinig bedragen zou. Indien eene aanteekening van dien tijd mij niet bedriegt, kan zij hoogstens 10 meters bedragen. Denk u nu een bol van 12 millioen meters middellijn (in ronde getallen de middellijn der aarde), zijt Ge 't dan niet met mij eens, dat eene zoodanige opheffing onmerkbaar is? Ik zou daarenboven nog een feit kunnen aanbalen, dat juist niet tegen eene dergelijke dunne korst pleit. Zooals gij weet staat omstreeks 1 Januari de zon het kortst bij de aarde; zij moet dus in die tijden de sterkste aantrekking op de aarde uitoefenen. Indien nu die aardkorst dun is, zouden wij juist in de wintermaanden de meeste aardbevingen moeten hebben. Van eene reeks aardbevingen, voorgevallen tusschen 1821 en 1830, is door Kluge berekend, dat er waren
Vindt Ge het resultaat niet werkelijk verrassend, dat in den zomer, als de zon het verst van de aarde is, - want zij zal toch wel het grootste deel van de aantrekking op de vloeibare massa van de aardkern voor hare rekening nemen - het aantal aardbevingen het geringste is, terwijl tegen den wintertijd dat aantal het grootst is en in de lente en den herfst het aantal vrij wel overeenstemt. Ook het ‘lieve, bleeke, kuische Maantje’ schijnt zijn steentje bij te brengen. De som van de aardbevingen, die plaats grepen op den tijd, dat de maan het kortst bij en het verst van de aarde was, bedroeg voor een zeker aantal jaren 1901, terwijl de som der aardbevingen, wanneer de maan op den gemiddelden afstand ongeveer is, 1753 was. Mij dunkt dat ook die getallen vrij aardig spreken. Perrey, die de | |||||||||
[pagina 421]
| |||||||||
zoo pas opgegeven getallen gevonden heeft, geeft niet het aantal jaren aan waarover zijne berekeningen zich uitstrekken; zij doen m.i. ook weinig af. Ik geloof door het vorige u genoegzaam overtuigd te hebben: dat de eerste toestand der aarde was een vloeibare toestand; dat de meeste stoffen toenmaals voorkwamen in gesmolten en gasvormigen staat, en dat nog op den huidigen oogenblik de hypothese van een vurige, vloeibare kern, omgeven door eene betrekkelijke dunne korst, de meest waarschijnlijke is. Welke de allereerste toestand der aarde geweest is, en hoe ons bolletje zoo veranderd is, hoop ik bij eene volgende gelegenheid te bespreken. Vale! H. Februari '74. t.t. max van edijck. |
|