Willem Beekman over zonnevlekken en zonnewinden, en hun invloed op klimaat, natuur en elektrische systemen

BESTEL ODE AAN DE ZON

AANMELDEN VOOR DE LEZING VAN WILLEM BEEKMAN OP 13 OKTOBER 2023 IN HAARLEM

Net als pukkels en sproeten op onze huid heeft de zon op zijn huid vlekken, die komen en gaan. Dat heeft tot belangrijke ontdekkingen geleid die niet alleen iets zeggen over de bouw van de zon en processen op de zon zelf, maar ook over levensprocessen op aarde en zelfs over ons klimaat. Willem Beekman schrijft daarover in hoofdstuk 2 van zijn boek Ode aan de zon, verhalen over de relatie tussen aarde en de zon. Op vrijdagmiddag 24 maart verzorgt hij in Pentagram boekwinkel in Haarlem een lezing die gebaseerd is op ‘Ode aan de zon’. Na de onderstaande praktische gegevens volgt een gedeelte uit hoofdstuk 2 over de gevlekte zon.

  • Datum: vrijdag 24 maart 2023
  • Tijd: 16.00 – 17.30 uur (inloop vanaf 15.30 uur)
  • Adres: Bakenessergracht 1, Haarlem
  • Kosten: vrijwillige bijdrage

BESTEL ODE AAN DE ZON

AANMELDEN VOOR DE LEZING VAN WILLEM BEEKMAN OP 13 OKTOBER 2023 IN HAARLEM

De afbeelding bovenaan is een zonnevlek met een vrij ronde vorm, die je als een oog aankijkt. De zwarte kern (umbra) wordt als een bloem omgeven door een stralenkrans (penumbra). Deze krans lijkt ook wel op de iris in ons oog. De vlek ligt in de zonnehuid (fotosfeer), die bestaat uit  miljoenen korrels. Iedere korrel heeft de grootte van een flink land op aarde, zoals Soedan of Iran. De zwarte kern is ongeveer zo groot als de omtrek van de aarde. Merk op dat de omgeving van de vlek iets lichter is dan de wat verder gelegen gebieden.

Bij een vlek leeft de zon intenser. Tussen de korrels barst het onderliggende licht uit de zonnehuid om met de lichtsnelheid de ruimte in te stralen. Je kijkt hier naar een ziedende massa met een temperatuur van zo’n 6000 graden Celsius. De kern van de vlek is een paar duizend graden kouder (maar nog vreselijk heet) en daardoor lijkt hij zwart.

Een cyclus van zonnevlekken begint als de eerste vlekken zichtbaar worden op de zonneschijf. Ze verschijnen tegelijkertijd zowel op de noordelijke als op de zuidelijke helft van de zon, precies gespiegeld ten opzichte van de evenaar van de zon. De eerste vlekken ontstaan altijd halverwege evenaar en pool, een gebied dat we op aarde de gematigde streken noemen. Jaar na jaar bewegen de vlekken zich steeds meer in de richting van de evenaar om ten slotte ook daar te verdwijnen. Je kunt de vlekken vergelijken met reusachtige magneten, met een noordpool en een zuidpool. Alleen het vreemde is dat de vlekken boven de evenaar alleen noordpool zijn en de vlekken onder de evenaar alleen zuidpool. Ze horen dus paarsgewijs bij elkaar als de twee polen van een magneet!

Als er een nieuwe cyclus begint, zijn de vlekken op het noordelijk halfrond ineens de zuidpolen van de magneet en de vlekken op het zuidelijk halfrond zijn de noordpolen geworden. Het magnetisme keert om na iedere cyclus. Pas na 22 jaar begint de situatie dus helemaal opnieuw en eigenlijk kun je dan spreken van een cyclus van 22 jaar. Maar er zijn ook cycli van een veelvoud van 11 en 22 jaar en al die cycli zijn terug te lezen op aarde. Soms in jaarringen, soms in gesteentelagen of afzettingen van de zeebodem, maar wellicht ook in de raadselachtige bloeiritmen van bamboe, bijvoorbeeld de bamboesoorten uit het Himalayagebergte, die ritmisch bloeien met periodes van 11, 22, 33 tot 88 jaar. In het ritme van 11 jaar keert ook het magneetveld van de zon om, zodat noordpool en zuidpool van plaats wisselen. Ongelofelijk dat zo’n gigantisch lichaam als de zon dit zo snel voor elkaar krijgt, zeker in vergelijking met de veel kleinere aarde.

Ook onze planeet is in haar geschiedenis vele malen van magnetische pool gewisseld, maar de intervallen daarvan liggen ver boven de honderdduizend jaar. Als je het ritme van elf jaar als hartslag opvat, klopt de zon al miljarden jaren met deze grote regelmaat. Net als bij het menselijk hart is dit ritme niet gefixeerd zoals een uurwerk, maar het leeft met versnellingen en vertragingen, met pieken en dalen. De zon doet zich hier voor als een levend organisme. Soms slaat zij een paar slagen over en dat merken we op aarde aan het dalen van de temperatuur. In de zeventiende eeuw leidde dat zelfs tot een Kleine IJstijd. Toen was nog niet ontdekt dat de zon verantwoordelijk was voor de lage temperaturen, maar dat maakte het er niet minder koud op. Op de rivieren in Nederland en Engeland (ook op de Theems!) werd geschaatst en veel schilderijen van Hollandse meesters laten de extreme kou zien (zie bovenstaand winterlandschap van Hendrik Averkamp uit ca. 1608).

Afbeelding Kleine ijstijd. Het verloop van de zonnevlekkencycli in de laatste 400 jaar. Rechts staat het aantal zonnevlekken. De Kleine ijstijd (Maunder Minimum) ontstond bij afwezigheid van zonnevlekken gedurende bijna een eeuw Je ziet dat er grotere schommelingen zijn dan de 11-jaar cycli, met pieken (tweede helft vorige eeuw) en dalen (rond 1800 het Dalton Minimum). De zwarte lijn is een gemiddelde van de meetwaarden. Rood is de oude en minder betrouwbare telling, blauw is de moderne en nauwkeurige telling vanaf 175o. (Bron: www.nasa.gov)

Ook tijdens het Dalton Minimum (zie bovenstaande afbeelding) waren de temperaturen aan de lage kant en dat heeft Napoleon geweten toen hij in  1812 de oorlog tegen de Russen verloor. Je krijgt het al meteen koud. Ook tijdens het kou je de schilderijen ziet met sneeuw en ijs en de voortploeterende Franse soldaten in het desolate Russische winterlandschap.

Behalve rustige periodes heeft de zon ook momenten van grote opwinding, meestal tijdens een piek in het aantal vlekken, maar soms ook op schijnbaar willekeurige momenten in een cyclus. Op zulke momenten slingert de zon magnetische stormen uit haar oppervlakte naar de omgeving. Onderzoekers kunnen dit op de zon zien gebeuren, waarbij vlammen zichtbaar zijn van miljoenen kilometers hoogte. Deze zogenaamde zonnestormen (in vaktaal CME’s = coronal mass ejections) bereiken ook de aarde, meestal na één of twee dagen reizen. Door dit tijdsverschil kan er voorspeld worden hoe het ‘ruimteweer’ zal verlopen en welke mogelijke gevolgen dit voor de aarde kan hebben. Er is zelfs een organisatie rondom deze voorspelling ontstaan met de naam Spaceweather (zie hoofdstuk 2).

Ook deze stormen variëren sterk in grootte en intensiteit, zoals ook ons hart ineens een dubbele slag kan maken of wat onrustig kan kloppen. Soms merk je daar weinig van, soms schrik je ervan. Zo ook met de CME’s, die zo extreem kunnen zijn dat je bijna zou spreken van een hartaanval van de zon. Dat gebeurde bijvoorbeeld in 1859 tijdens een uitbarsting die was gezien op de zon door een astronoom wiens naam voorgoed met deze gebeurtenis is verbonden: het ‘Carrington Event’.

Je moet weten dat een magnetische storm van de zon een strook van elektrisch geladen deeltjes naar de aarde zendt, die met grote kracht op het magneetveld van de aarde botsen. Dat heeft nogal Wat kracht gen voor de aarde en een daarvan is het ontstaan van de aurora (het noorderlicht en het zuiderlicht). Daarover later meer. In 1859 waren er aurora’s zichtbaar op de evenaar! Dat gebeurt bijna nooit, want zelfs in het veel noordelijker gelegen Nederland kun  je maar zeer zelden een glimp van het noorderlicht opvangen. laat staan dat je dat op de evenaar kunt zien.

In de Rocky Mountains vergisten gouddelvers zich toen ze veel te vroeg opstonden om ontbijt te maken. Het was niet de zon die opkwam, maar het heldere licht van een aurora. Ze konden vervolgens hun krantje in dit licht lezen. Telegraafpalen vlogen spontaan in brand door de intense elektrische stromen en allerlei elektrische systemen vielen uit. Gelukkig was de wereld toen nog niet doortrokken van elektronische apparatuur, anders was de schade niet te overzien geweest. Als zo’n storm nu de aarde zou treffen, loopt de schade alleen al voor de Verenigde Staten in de biljoenen (!) dollars, en de vrees voor een herhaling van dit incident is zeker gegrond.

Tijdens een vlekkenmaximum kunnen er wel 5 CME’s per dag losbarsten en dat is met name ook gevaarlijk voor alle satellieten, bemand en onbemand, die om de aarde cirkelen. Tijdens een zonnevlekkenmaximum is de zon heel actief, ook met magnetische stormen, maar de hoeveelheid zonlicht die op aarde valt is slechts 0,07% meer dan tijdens een minimum. Toch is ook dat geringe percentage kennelijk genoeg voor de natuur om hier notie van te nemen, want de jaarringen van bomen lopen netjes in het ritme van de vlekken mee. Het geheel van elektrisch geladen deeltjes dat van de zon naar de aarde reist, wordt zonnewind genoemd. Dat is geen echte wind, die op aarde uit luchtverplaatsing bestaat, maar een stroom van hoog energetische deeltjes die je kunt opvatten als een kosmische ‘wind, waarover later meer.

Overigens zijn de effecten van deze zonnewind op de natuur en op elektrische systemen het sterkst in de gebieden rond de polen en ze worden zwakker in de richting van de evenaar. De zonnewind komt namelijk bij de polen de atmosfeer van de aarde binnen en van daaruit verdunt het effect zich naar de lagere breedtegraden.

BESTEL ODE AAN DE ZON

AANMELDEN VOOR DE LEZING VAN WILLEM BEEKMAN OP 13 OKTOBER 2023 IN HAARLEM

LEES OVER DE BOVENSTAANDE BOEKEN VAN WILLEM BEEKMAN