GAIA

In `het dier aarde' (W&O, 20 november) stelt Marcel aan de Brugh prof.dr. Westbroek de vraag ``Zijn er aanwijzingen dat de aarde zelf regulerend is?" Westbroek antwoordt bevestigend met een verwijzing naar het feit dat de afgelopen 3,7 miljard jaar de zonnestraling met 25% gestegen is en dus de aarde warmer had moeten worden.

Een dergelijk antwoord veronderstelt dat de zonnestraling de belangrijkste speler is in de temperatuur op aarde. Het is opmerkelijk zo'n uitspraak van een geoloog te vernemen. In zijn boek `Principles of Isotope Geology' begint Gunter Faure met een inleiding waarin hij de vraag stelt hoe oud de aarde is. In die inleiding geeft Faure weer hoe de natuurkundige William Thomson, de latere Lord Kelvin, de ouderdom van de aarde uit een fysisch model probeert te schatten. Zijn berekeningen, waaraan hij ongeveer in 1860 begint, zijn gebaseerd op de luminositeit van de zon, de koelingsgeschiedenis van de aarde en het effect van maangetijden op de rotatiesnelheid van de aarde. In 1897 komt de dan inmiddels tot Lord Kelvin verheven Thomson tot een schatting van een leeftijd van tussen de 20 en 40 miljoen jaar. Zijn berekeningen zorgen voor grote ongerustheid bij de geologen, die enerzijds zijn argumenten niet kunnen weerleggen en anderzijds zijn conclusies strijdig vinden met het werk van de navolgers van James Hutton, die uit de grote pakketten van sedimenten hebben afgeleid dat de aarde zeer oud moet zijn.

Ironisch genoeg komt de conclusie van Kelvin een jaar na de ontdekking van radioactiviteit door Becquerel (1896) en snel wordt ingezien dat het radioactief verval een exotherm proces is waardoor de aarde niet slechts een afkoelend lichaam is, zoals Kelvin in zijn berekeningen had verondersteld, maar ook zelf warmte produceert.

Belangrijke componenten in de warmteproductie via radioactiviteit zijn de verval reeksen van thorium en uranium. Met halveringstijden van respectievelijk 1,4 x 10 en 4,5 x 10 9 jaar en een ongeveer evengrote warmteproductie per reeks, is de warmteproductie in de laatste 3,7 miljard jaar tengevolge van dit verval met ongeveer 20 tot 25% verminderd. Bij de gehalten aan U en Th zoals die gemiddeld in de aardkorst voorkomen (ca. 2ppm U en 6 ppm Th), bedraagt deze warmteproductie ongeveer 1 microwatt per kubieke meter. Hoewel deze warmteproductie klein lijkt, heeft deze warmtebron, zoals uit Kelvins berekening blijkt, grote gevolgen voor de energiebalans van onze planeet.

Het staat een ieder vrij om over deze planeet te filosoferen, maar men moet de basisfeiten niet uit het oog verliezen.