Wat is die atmosfeer?

Die atmosfeer is die laag gasse wat die Aarde omring. Dit bevat die volgende mengsel:

• stikstof (78,08%)
• suurstof (20,95%)
• argon (0,93%)
• koolstofdioksied en ander spoorgasse (0,04%)

Die gasmolekules in die atmosfeer word deur gravitasie naby die Aarde gehou. Die invloed van gravitasie beteken dat daar meer gasmolekules naby die aardoppervlak is as verder weg. Hoe verder jy van die Aarde se oppervlak wegbeweeg, hoe minder raak die gasmolekules en hoe groter die spasies tussen die molekules, totdat daar later niks meer gasmolekules is nie maar net spasies. Die atmosfeer het dus nie 'n vasgestelde grens nie, maar kwyn eerder in die ruimte weg.

As ons 'n baie hoë berg uitklim, is daar minder suurstof teenwoordig. Ons mag dalk kortasem voel. Mense sê soms dat die lug dunner raak hoe hoër jy gaan. As hulle dit sê, beteken dit eintlik daar is 'n laer konsentrasie suurstofmolekules.

Die digtheid van die atmosfeer neem af met 'n toename in hoogte bo seevlak (seespieël). Digtheid is 'n aanduiding van die hoeveelheid deeltjies in 'n spesifieke volume gas. As die digtheid hoog is, is daar baie gasmolekules aanwesig. As die digtheid laag is, sal daar minder gasmolekules wees.

Die atmosfeer is 'n baie belangrike deel van die Aarde. Dit hou die planeet warm en beskerm ons teen die skadelike straling van die son. Dit verseker ook 'n gesonde balans tussen suurstof en koolstofdioksied om lewe op Aarde te onderhou.

Die atmosfeer het vier hooflae. Ons begin die lae op seevlak meet en beweeg op ruimte toe. Die diagram wat volg, illustreer dit. Die aardoppervlak lê aan die onderkant van die diagram, met die berg Everest ook aangedui. Die eerste laag is die troposfeer, dan die stratosfeer, die mesosfeer en die termosfeer. Bo die termosfeer smelt die atmosfeer en die buitenste ruimte saam in die laag bekend as die eksosfeer.

Die atmosfeer is eintlik 'n baie dun laag in vergelyking met die grootte van die Aarde. Dit is amper soos die skil van 'n lemoen in verhouding tot die grootte van die lemoen.

Hoe dik is die atmosfeer in vergelyking met die grootte van die Aarde?

INSTRUKSIES:

Trek 'n skaaldiagram om te wys hoe dik (of dun) die atmosfeer in vergelyking met die grootte van die Aarde is. Gebruik die grafiekpapier hieronder.

Beantwoord die volgende vrae om jou te help om die diagram te trek.

1. Wat is die radius, of straal, van die Aarde? Kies 'n gepaste skaal en trek 'n sirkel in jou notaboek om die Aarde voor te stel.

   ---

2. Hoe dik is die atmosfeer in km? Gebruik dieselfde skaal as hierbo en teken die atmosfeer om die Aarde.

   ---

3. Dui die atmosferiese digtheidsgradiënt op jou diagram aan.

   

1. 6400 km.

2. Ongeveer 480-600 km (aanvaar enige antwoord in hierdie omvang).

3. Leerder-afhanklike antwoord.

Nader aan die aardoppervlak is die atmosfeer digter as verder weg. Dit kan aangedui word deur kleure te gebruik wat van donkerder na ligter gaan, of om meer of minder kolletjies te teken of enige ander manier om aan te dui dat die atmosfeer aan die onderkant digter is. Dui ook jou skaal aan. 'n Moontlik diagram kan so lyk:

'n Skaaltekening van die Aarde en die omringende atmosfeer. 1 blokkie = 400 km.

'n Skaaltekening wat die dikte van die atmosfeer relatief tot die dikte van die Aarde toon.

Elke laag van die atmosfeer het 'n ander temperatuurgradiënt; met ander woorde die temperatuur verander geleidelik soos jy deur elke laag beweeg. Die volgende grafiek wys hoe die temperatuur verander soos jy deur die atmosfeer beweeg. Die lae van die atmosfeeer word ook op die grafiek aangedui. Temperatuur is op die x-as en hoogte bo seevlak op die y-as. Die rooi lyn wys die verandering in temperatuur. Let daarop dat hoe verder links jy op die grafiek beweeg, hoe kouer word dit, tot selfs baie ver onder 0°C. Hoe verder regs, hoe warmer is dit met temperature oor die 1000°C.

Kom ons kyk nou na elke laag van die atmosfeer.

Die troposfeer

Die troposfeer is die onderste laag van die atmosfeer. Dit strek vanaf seevlak tot op ongeveer 9 km by die pole en 17 km by die ewenaar. Weens die rotasie van die Aarde is die atmosfeer dikker by die ewenaar as by die pole. Dit het 'n gemiddelde dikte van 12 km.

Die digtheid van die lug verlaag hoe verder weg ons van die aardoppervlak beweeg. Die eerste twee lae van die atmosfeer bevat die meeste van die massa van die atmosfeer. Die onderste laag van die troposfeer se digtheid is hoog genoeg dat ons kan asemhaal, en dit is ook die laag van die atmosfeer waarin ons lewe.

Die lug in die troposfeer beweeg konstant. Soos dit deur die Aarde verhit word, styg die warm lug op en word vervang met kouer lug wat in konveksiestrome beweeg. Dit is die grondslag van wolkvorming en weerpatrone. Al die weersisteme van die Aarde vind naby die aardoppervlak in die troposfeer plaas.

Die temperatuur in die troposfeer neem af met hoogte - hoe verder jy wegbeweeg van die oppervlak, hoe kouer word dit. Die temperatuur verlaag omtrent 6,4°C vir elke kilometer hoër bo seevlak. In die volgende aktiwiteit sal jy die verandering in temperatuur relatief tot hoogte bo seevlak ondersoek.

Trek 'n grafiek van die temperatuurgradiënt in die troposfeer

Jy kan Assesseringsrubriek 3 en 4 gebruik om jou leerders se tabelle en grafieke te assesseer. As uitbreiding kan jy vra dat leerders soortgelyke grafieke trek vir die verandering in druk teenoor hoogte in die troposfeer. Hulle sal eers moet vasstel wat die drukgradiënt in die atmosfeer is.

INSTRUKSIES:

1. Gebruik die inligting in die voorafgaande teks om jou eie tabel op te trek om temperatuurverandering in die troposfeer van 0 - 12 km voor te stel.
2. Trek dan 'n netjiese, akkurate grafiek aan die hand van die data.

3. Aanvaar dat die gemiddelde temperatuur op die aardoppervlak 16°C is.

4. Kies 'n gepaste skaal vir die x- en y-as van jou grafiek.
5. Voorsien 'n byskrif vir elke as en gee jou grafiek 'n opskrif.

Gebruik die spasie hieronder vir jou tabel.

'n Voorbeeldtabel word hieronder gegee.

Verandering in temperatuur soos hoogte in die troposfeer toeneem.

Hoogte bo seevlak (m)	Temperatuur ( o C)
0	16
1000	9,6
2000	3,2
3000	-3,2
4000	-9,6
5000	-16
6000	-22,4
7000	-28,8
8000	-35,2
9000	-41,6
10 000	-48
11 000	-54,4
12 000	-60,8

Gebruik die volgende spasie vir jou grafiek.

'n Voorbeeldgrafiek word hieronder verskaf.

'n Alternatiewe grafiek met die hoogte bo seevlak op die x-as:

Die temperatuur in die troposfeer neem geleidelik af totdat omtrent -60°C by 10-12 km bo seevlak. Die temperatuur stabiliseer hier voor dit weer begin styg. Dit is die oorgangsone tussen die troposfeer en die stratosfeer. Dié laag vorm 'n onsigbare versperring wat keer dat warmer, vogtige lug vanuit die troposfeer ontsnap. Anderkant hierdie sone is daar min sirkulasie van lug en weerpatrone bestaan nie meer nie.

Die stratosfeer

Die stratosfeer is die laag bokant die troposfeer. Dit strek van 12 km tot 50 km bo die aardoppervlak. 90% van die massa van die atmosfeer word in die troposfeer en stratosfeer aangetref.

Vliegtuie vlieg in die troposfeer, en soms in die laer stratosfeer omdat die lug daar baie meer stabiel is as in die troposfeer. Die digtheid van lug in die stratosfeer is baie laag en verminder met hoogte bo seespieël.

Wetenskaplikes gebruik weerballonne om inligting in te samel oor temperatuur en druk soos die ballonne van die aardoppervlak na die stratosfeer beweeg. 'n Weerballon dra 'n klein toestel wat 'n radiosonde genoem word, wat informasie oor die atmosferiese druk, temperatuur, humiditeit en windspoed terugstuur.

Weerballonne word vol helium of waterstof gepomp en styg hoër en hoër die atmosfeer in. Dink jy hulle sal vir ewig aanhou styg? Wat, dink jy, sal gebeur as die ballon se hoogte bo seevlak toeneem? Wenk: Dink wat gebeur met die gas binne-in die ballon soos die hoogte vermeerder. Bespreek dit in die klas en skryf 'n paar notas hieronder neer.

Osoongas (O₃) word in die stratosfeer aangetref. Osoongas bestaan uit osoonmolekules. Elke molekule bevat drie suurstofatome. Osoon speel 'n belangrike rol in die absorpsie van skadelike UV-strale van die Son deurdat osoonmolekules voortdurend gevorm, afgebreek en weer gevorm word. Wanneer UV-lig die Aarde bereik, kan dit kanker veroorsaak, of plantegroei en die lewensiklus van spesies beïnvloed.

Wat gebeur met osoon in die atmosfeer?

Hierdie uitbreidingsinhoud oor wat met osoon in die atmosfeer gebeur word nie deur die KABV voorgeskryf nie. Dit is egter binne die leerders se vermoë om dit te verstaan, gegewe wat hulle reeds in Materie en Materiale geleer het. Vir meer inligting oor osoon, besoek: http://www.ozonedepletion.info/education/ozone.html

Die vorming en vernietiging van osoon is 'n natuurlike proses wat in die stratosfeer plaasvind. Suurstof vorm osoon en osoon breek weer op om suurstof te vorm. Die volgende diagram wys die reaksies wat plaasvind.

Wat hou die suurstofatome in die molekule bymekaar?

---

'n Chemiese binding.

Wat is die term wat 'n molekule suurstof beskryf wat uit twee atome van dieselfde element wat aanmekaargebind is, bestaan?

---

'n Diatomiese molekule.

Alhoewel osoon in die troposfeer as besoedelende stof beskou word, is dit by hoër hoogtes in die stratosfeer noodsaaklik as beskerming vir die Aarde teen te veel ultravioletstraling.

Die osoonreaksies lei tot verwarming van die stratosfeer wat die temperatuur van -60°C tot omtrent 0°C laat styg. As gevolg hiervan, word die lug warmer hoe verder weg jy van die Aarde af in die stratosfeer beweeg.

Die probleem kom egter wanneer daar molekules is wat inmeng met hierdie natuurlike prosesse. Chloorfluoorkoolstowwe, of CFKs, is molekules wat chlooratome in die stratosfeer vrystel. Chlooratome reageer met osoon en vernietig dit voor dit die skadelike UV-strale kan absorbeer. Die volgende diagram wys hoe CFKs met osoon reageer.

Die osoongat is 'n jaarlikse verdunning van die osoonlaag oor Antarktika, veroorsaak deur die chloor van CFKs in die stratosfeer.

Osoonlaag in gevaar.

CFKs is vroeër in spuitkannetjies en yskasgas aangetref en deur nywerheidsprosesse afgegee. Wetenskaplikes het besef dat hierdie gasse met die osoon inmeng. Dit het 'n potensiële ernstige impak op lewe op Aarde ingehou, en die gebruik van CFKs is verbied.

Op 14 Oktober 2012 het Felix Baumgartner die wêreldrekord opgestel vir sy sprong van 'n hoogte van sowat 39 km - van die stratosfeer na die Aarde. Hy is die eerste mens wat nog ooit van die stratosfeer gespring het. Dit het hom nege minute geneem om die Aarde te bereik en hy het 'n maksimum spoed van 1343 km/h bereik.

Kyk na 'n video van Felix se sprong.

Die mesosfeer

Die mesosfeer strek van omtrent 50 km tot 80 km bo die aardoppervlak. Die atmosfeer bereik sy laagste temperatuur (-90 °C) in die mesosfeer. Die lugdigtheid is besonder laag, maar daar is steeds genoeg lug om rotse en stof, wat van die ruimte inkom, te verbrand.

'n Meteoor is 'n rots wat die atmosfeer vanaf die ruimte binnedring. Dit beweeg teen 'n ontsettende hoë spoed, tot 30 000 m/s. Wanneer 'n meteoor die atmosfeer binnekom, word die lug aan sy voorkant saamgepers. Dié lug word warm en die meteoor verbrand vanweë hitte en wrywing. As ons na die naghemel kyk, sien ons soms 'n streep lig wat vir 'n oomblik helder flits. Ons praat sommer van 'n verskietende ster, maar dit is eintlik 'n meteoor wat in die mesosfeer uitbrand.

Die meeste meteore is redelik klein en verbrand maklik terwyl hulle deur die mesosfeer beweeg. Sommige van die groter, digter meteore bereik egter die Aarde waar hulle dan meteoriete genoem word. Wanneer so 'n meteoriet die Aarde tref, skop dit stof en grond op en los 'n slagkrater op die oppervlak. Die grootte van die krater hang af van die grootte, digtheid en spoed van die meteoriet.

Die termosfeer

Die termosfeer is die laag van die atmosfeer vanaf 80 km boontoe. Die digtheid van die lug is baie laag. Hoe verder weg jy van die Aarde beweeg, hoe minder dig is die konsentrasie molekules totdat die atmosfeer ruimte word.

Die meeste satelliete waarop ons elke dag staatmaak, is in Lae-aarde-omwenteling (LAO), en wentel op hoogtes van tussen 160 km en 2 000 km om die Aarde. Die Internasionale Ruimtestasie is op 370 km in die termosfeer geleë. Dit is 'n internasionale fasiliteit in die ruimte wat vir navorsing gebruik word.

Die temperatuur in die termosfeer styg van -90°C tot so hoog as 1500°C. Die termosfeer is baie sensitief vir 'n verhoging in energie en 'n klein verandering in energie veroorsaak 'n groot styging in temperatuur. Soms styg die temperatuur weens verhoogde sonaktiwiteit maklik tot 1500°C. Die termosfeer sal egter koud voel aangesien daar min deeltjies is wat teen ons velle kan bots en genoeg energie oordra dat ons die warmte kan voel.

Hoë-energielig (byvoorbeeld UV-lig) kan veroorsaak dat atome of molekules elektrone afstaan en ione vorm. Die streek waar dít plaasvind, word die ionosfeer genoem. Die ionosfeer lê meestal in die termosfeer. Die Son gee ook gelaaide deeltjies af (sonwind) wat die Aarde se atmosfeer kan binnekom (meestal naby die pole), en met die ione en elektrone in die ionosfeer reageer. Dit veroorsaak 'n verskynsel, genaamd die aurora. Dit is 'n kleurvolle vertoning van lig in die hemelruim oor die pole. In die Noordelike Halfrond word dit die noorderligte of aurora borealis genoem en in die Suidelike Halfrond die suiderligte of aurora australis.

Die ionosfeer weerkaats lang radiogolwe, byvoorbeeld die radiogolwe wat ons vir radio en oppervlakuitsaai-televisie (nie satelliettelevisie nie) gebruik, wat toelaat dat die sein oor 'n groter afstand versprei word. Die ione in die ionosfeer absorbeer ook ultravioletstraling en X-strale.

Die streek anderkant die termosfeer word die eksosfeer genoem. Hierdie laag het baie min molekules en strek tot in die ruimte.

Hoe dik is die lae van die atmosfeer?

In hierdie aktiwiteit gaan jy 'n model bou om die verskillende lae van die atmosfeer voor te stel. Hiermee saam moet jy ook 'n akkurate diagram in jou werkboek teken om die dikte van elke laag voor te stel. Gebruik 'n liniaal om 'n akkurate skaaldiagram te kry.

Die aktiwiteit demonstreer die relatiewe dikte van die lae van die atmosfeer. Leerders mag dalk nie besef hoe dun die troposfeer, die laag waarin ons bly, in vergelyking met die res van die atmosfeer is nie. Nadat hulle hierdie aktiwiteit gedoen het, behoort hulle 'n beter begrip te hê van die dikte van die lae van die atmosfeer relatief tot mekaar.

MATERIALE:

• groot maatsilinder of lang drinkglas
• mieliepitte (springmielies)
• stampmielies
• split-ertjies
• droë bone

Alternatiewe materiale wat gebruik kan word, is droë ontbytpappe of verskillende vorms pasta (skulpies, skroefies, macaroni, gnocchi ens. Enige lang, dun deurskynende houer sal werk.)

INSTRUKSIES:

1. Pak 'n 0,5 cm-laag split-ertjies om die troposfeer te verteenwoordig (1 laag dik).
2. Pak 'n 1,5 cm-laag mieliepitte bo-op die ertjies om die stratosfeer te verteeenwoordig.
3. Pak 'n 1,5 cm-laag stampmielies bo-op die mieliepitte om die mesosfeer voor te stel.
4. Pak 'n 24 cm-laag droëbone bo-op die stampmielies. Dit beeld die termosfeer uit.

Jy sal oplet dat die grens waar die twee lae ontmoet, nie altyd duidelik is nie. Die pitte mag dalk bietjie meng. Die atmosfeer is dieselfde. Daar is nie 'n duidelike lyn wat die twee lae skei nie, maar hulle meng by die kontakvlak.

Die tabel wys die hoogte van die lae in die Aarde se atmosfeer en in die model

Laag	Verteenwoordig deur	Hoogte van laag (km)	Hoogte van laag (cm)
Troposfeer	Split-ertjies	~10	0,5
Stratosfeer	Mieliepitte	~30	1,5
Mesosfeer	Stampmielies	~30	1,5
Termosfeer	Droëbone	~480	24

VRAE:

Teken 'n diagram met byskrifte van die model op grafiekpapier. Sluit 'n skaal in. Die digtheid van die atmosfeer neem af met hoogte bo seevlak. Jy moet dit ook op jou diagram aantoon.

Leerders kan hul diagram op die grafiekpapier in die werkboeke teken of op 'n ander groter stuk papier. As hulle dit in die werkboeke doen, sal dit nie op dieselfde skaal as die model kan wees nie - daar sal nie genoeg ruimte wees vir 'n diagram van 27,5 cm lank nie. Hulle kan dit op 'n ander aparte stuk papier teken. As hulle wel die grafiekpapier gebruik, moet hulle aandui watter skaal hulle gebruik, byvoorbeeld 1 blokkie of cm verteenwoordig 20 km, ens.

Om digtheid aan te toon kan leerders donkerder en ligter kleure, of baie kolletjies aan die onderkant en geleidelik minder kolletjies hoër op gebruik.

Watter atmosferiese lae word deur die verskillende materiale in die model voorgestel?

---

---

---

---

Die antwoord hang af van die model wat gemaak is.

Split-ertjies - troposfeer

Mieliepitte - stratosfeer

Stampmielies - mesosfeer

Droëbone - termosfeer

Verwys na die model in die aktiwiteit. Hoeveel kilometer word deur 1 cm verteenwoordig?

---

Jy kan dit bereken, byvoorbeeld: 10 km / 0,5 cm = 20 km/cm.

Hoeveel dikker is die stratosfeer as die troposfeer?

---

Dit is drie maal so dik.

Hoeveel dikker is die termosfeer as die ander lae gesamentlik?

---

Dit is byna sewe maal so dik.

Waar in die model kan jy verwag om wolke aan te tref?

---

Troposfeer

Waar in die model kan jy verwag om die Drakensberge te kry?

---

Troposfeer

Waar in die model kan jy verwag om 'n satelliet aan te tref?

---

Termosfeer

Waar in die model kan jy verwag dat meteore uitbrand?

---

Mesosfeer

In watter laag is daar lewe? Wat is anders aan hierdie laag?

---

Troposfeer. Dit is die dunste laag.

Die kweekhuiseffek

Jy het al baie oor kweekhuisgasse in Natuurwetenskappe geleer. In hierdie afdeling gaan ons kyk watter belangrike rol kweekhuisgasse speel om lewe op Aarde te onderhou.

Die Aarde se atmosfeer bevat hoofsaaklik (99%) stikstof en suurstof, maar 'n klein persentasie (1%) van die atmosfeer bevat gasse soos waterdamp (H₂O), koolstofdioksied (CO₂) en metaan (CH₄). Koolstofdioksied is 'n produk van respirasie in alle organimes en is ook 'n gas wat deur plantegroei, nywerheidsprosesse en die verbranding van fossielbrandstowwe afgegee word. Metaan, ook aardgas genoem, is 'n gas wat natuurlik in reservoirs onder die aardoppervlak voorkom. Dit word ook afgegee deur die ontbinding van plant- en dieremateriaal, en deur die spysverteringsproses van diere. Waterdamp vorm wanneer water op Aarde verdamp.

Waterdamp, metaan en koolstofdioksied is gasse wat sigbare lig van die Son deurlaat. Die inkomende straling van die Son word deur die aardoppervlak geabsorbeer en verhit dit. Die Aarde se oppervlak stuur infrarooistraling uit. Infrarooistraling word deur die kweekhuisgasse geabsorbeer en in alle rigtings heruitgestraal. Die temperatuur van die aardoppervlak en laer atmosfeer styg, hoër as wat dit sonder die gasse sou gedoen het, wat die kweekhuiseffek genoem word. Hierdie gasse is baie belangrik om die Aarde se temperatuur te reguleer.

Soos jy in die diagram kan sien, kan straling vanaf die Son die Aarde bereik en dit verhit. Die energie wat deur die Aarde afgegee word, word deur waterdamp, koolstofdioksied en metaan vasgevang. Dit verseker dat die Aarde warm bly. Dit is amper asof die gasse 'n kombers om die Aarde vorm om die warmte binne te hou. Ons verwys na die gasse as kweekhuisgasse. 'n Kweekhuis is 'n glasstruktuur waarin plante groei. Die glas laat die warmte van die son deur, maar hou die hitte binne sodat die plante 'n gematigde klimaat het om in te groei. Waterdamp, koolstofdioksied en metaan werk op dieselfde wyse.

Die Aarde is 'n unieke planeet weens die samestelling van sy atmosfeer. In hierdie hoofstuk het jy geleer oor die samestelling van die Aarde se atmosfeer. Kom ons vergelyk die atmosfeer van die Aarde met dié van sy twee buurplanete, Mars en Venus.

Vergelyk die Aarde, Mars en Venus

INSTRUKSIES:

1. Die tabel hieronder gee inligting oor die gasse in die atmosfere van die drie planete: Venus, Aarde en Mars.
2. Bestudeer die tabel en beantwoord die vrae wat volg.

Persentasie gasse waaruit die atmosfeer van onderskeidelik Venus, die Aarde en Mars bestaan.

	Venus	Aarde	Mars
Koolstofdioksied (CO2)	96,5%	0,03%	95%
Stikstof (N2)	3,5%	78%	2,7%
Suurstof (O2)	Spoor	21%	0,13%
Argon (Ar)	0,007%	0,9%	1,6%
Metaan (CH4)	0	0,002%	0

VRAE:

Vergelyk die data vir Venus en die Aarde. Watter ooreenkomste en verskille let jy op?

---

---

---

---

---

---

Venus se atmosfeer bestaan hoofsaaklik uit koolstofdioksied. Die Aarde se atmosfeer bevat baie min koolstofdioksied.

Die Aarde se atmosfeer bestaan hoofsaaklik uit stikstof, terwyl Venus baie min stikstof het.

Die Aarde se atmosfeer bevat baie suurstof, terwyl Venus net spoorhoeveelhede het (baie min).

Daar is 'n lae vlak argon op beide planete.

Venus het nie metaan nie.

Vergelyk die data vir Venus en Mars. Watter ooreenkomste en verskille let jy op?

---

---

Venus en Mars se atmosfere is baie eenders. Albei se atmosfeer bestaan hoofsaaklik uit koolstofdioksied, met baie lae vlakke van al die ander gasse. Nie een van hulle bevat metaan nie.

Wat is die grootste verskil tussen die Aarde se atmosfeer en die atmosfeer van die ander twee planete?

---

---

Die Aarde se atmosfeer bevat byna geen koolstofdioksied nie, maar baie stikstof en suurstof. Daarteenoor bestaan die atmosfeer van Mars en Venus hoofsaaklik uit koolstofdioksied en 'n paar ander gasse.

Waarom is die suurstofvlak soveel hoër op Aarde as op die ander twee planete?

---

---

---

Suurstof word deur die oseane en plante op Aarde geproduseer. Venus en Mars het nie vloeibare water nie en daar is ook geen lewe op dié planete nie, dus kan suurstof nie in groot hoeveelhede geproduseer word nie.

Waarom, dink jy, is daar nie metaangas op Venus en Mars nie?

---

---

Metaangas word deur diere en verottende plant- en dieremateriaal geproduseer. Omdat daar geen lewe op Venus en Mars is nie, is daar niks op daardie planete wat metaan kan produseer nie.

Voorspel of jy dink die temperatuur op Venus se oppervlak sal hoog of laag wees. Gee redes vir jou antwoord.

---

---

---

Die temperatuur sal baie hoog wees. Venus het baie koolstofdioksied wat die hitte van die Son vasvang en die temperatuur baie hoog maak.

Venus is nader aan die Son as die Aarde en kry daarom meer straling.

Die atmosfeer op Venus en Mars is baie eenders. Albei planete het hoofsaaklik koolstofdioksied in hul atmosfeer en baie min ander gasse. Die planete self verskil egter baie.

Venus het 'n baie digte atmosfeer wat 'n hoë konsentrasie koolstofdioksied op sy oppervlak veroorsaak. Dit veroorsaak 'n ekstreme kweekhuiseffek en baie hoë temperature. Venus het 'n gemiddelde oppervlaktemperatuur van 462°C. Dit is te hoog om lewe, soos ons dit ken, te onderhou.

Mars daarteenoor het amper geen atmosfeer nie en dus, hoewel daar koolstofdioksied is, is die digtheid baie laag. Daar is gevolglik byna geen kweekhuiseffek nie. Mars is ook verder van die Son af weg. Dit is 'n baie koue planeet met 'n gemiddelde temperatuur van -55°C. Dit is te laag om lewe, soos ons dit ken, te onderhou.

Die Aarde het die regte samestelling atmosferiese gasse om lewe te onderhou. So is die balans tussen suurstof en stikstof net reg vir plante en diere om asem te haal, en is daar net genoeg koolstofdioksied en metaan om die planeet warm genoeg te hou om lewe te onderhou. Baie wetenskaplikes dink dit is die lewe op Aarde wat ons atmosfeer in perfekte balans hou. Plante produseer suurstof en hersirkuleer koolstofdioksied. Hulle glo dat as lewe op Aarde sou verdwyn, die atmosfeer soos Mars of Venus s'n sal word.

'n Model van die kweekhuiseffek

'n Demonstrasie van die kweekhuiseffek.

Die kweekhuiseffek bring mee dat koolstofdioksied die Son se warmte vasvang. In hierdie ondersoek gaan jy bottels met onderskeidelik lug en koolstofdioksied gebruik om die kweekhuiseffek na te boots. Jy gaan die volgende vraag ondersoek: Wat absorbeer die meeste warmte, lug of koolstofdioksied?

KABV skryf die gebruik van plastieksakke voor. Ons het plastiekbottels gebruik aangesien dit die data-insameling makliker maak.

Jy kan vooraf gate in die doppies van die bottels maak met 'n mes of 'n spyker. Anders moet die leerders dit doen en gaan jy 'n hamer, 'n spyker omtrent so dik soos 'n termometer, en 'n houtblok waarop jy kan slaan, nodig hê.

Jy kan vooraf botteltjies koolstofdioksied berei en opvang, anders moet die leerders dit doen. Om koolstofdioksied op te vang, skep een eetlepel koeksoda in die botteltjie. Voeg 10-20 ml asyn by en sit die doppie weer op. Hou die bek van die klein bottel oor die CO₂-houer en skink die koolstofdioksied in die groter houer oor. Koolstofdioksied is digter as lug en kan daarom in die groter bottel oorgegiet word. Voeg nog asyn by as dit ophou skuim. Herhaal 2-3 keer tot die groot bottel vol is. As 'n brandende vuurhoutjie by die bek van die bottel dadelik doodgaan, is die bottel vol.

DOEL: Skryf 'n doel neer vir die ondersoek.

---

---

'n Moontlike antwoord is 'Om te bepaal of koolstofdioksied of lug meer hitte vasvang.'

HIPOTESE: Skryf 'n hipotese vir die ondersoek.

---

Leerder-afhanklike antwoord.

MATERIALE EN APPARAAT:

• twee glasbottels of deurskynende koeldrankbottels met doppies
• 2 termometers
• wondergom
• hittebron (twee bedlampies)
• asyn
• koeksoda
• klein koeldrankbottel met doppie

METODE:

Stel die eksperiment op soos op die foto.

1. Merk een bottel 'Lug' en die ander een 'CO₂'.

2. As die doppies nie reeds termometers in het nie, sal jy 'n gaatjie in elke doppie moet maak. Jy kan dit deur 'n spyker met 'n hamer deur die doppie, wat jy op 'n houtblok plaas, te kap. Verseël die termometer in elke doppie met wondergom.
3. Maak die eerste bottel vol lug, verseël die termometer en draai die doppie styf toe.
4. Maak die tweede bottel vol koolstofdioksied:
   1. Om 'n bottel koolstofdioksied op te vang, moet jy een eetlepel koeksoda in die klein bottel gooi.
   2. Voeg 10-20 ml asyn by en sit die doppie op.

   3. Hou die bek van die klein bottel oor die groter CO₂-houer en skink die CO₂ wat in die klein bottel opgevang word, na die groter houer oor. Hou die klein bottel horisontaal sodat die asyn nie in die groter bottel inloop nie, maar slegs die swaarder koolstofdioksiedgas.

   4. Gooi nog asyn by as dit ophou bruis. Herhaal 2-3 maal tot die bottel vol is. As 'n brandende vuurhoutjie by die bek van die bottel dadelik doodgaan, is die bottel vol.
   5. Verseël die termometer en draai die doppie styf toe.

1. Meet die begintemperatuur van albei bottels en skryf dit neer.
2. Skakel die hittebron aan en meet die temperatuurstyging in albei bottels. Jy moet self besluit watter tydinterval geskik sal wees en dit in die tabel aanteken.

RESULTATE:

Voltooi die volgende tabel.

Tyd (minute)	Temperatuur van bottel met lug (°C)	Temperatuur van CO2-bottel (°C)

Toon jou resultate in die vorm van 'n grafiek vir elke eksperiment om te wys hoe die temperatuur van elke bottel met verloop van tyd verander het. Besluit watter waarde op watter as getoon moet word. Merk die twee asse duidelik en gee 'n opskrif vir die grafiek.

Leerders moet albei grafieke op dieselfde stel asse trek. Indien nie, moet die grafieke dieselfde skaal hê sodat hulle vergelyk kan word.

'n Voorbeeldgrafiek word hier gewys:

Die twee grafieke volg 'n soortgelyke patroon, maar die koolstofdioksied-grafiek plat by 'n hoër temperatuur af. Dit beteken dat koolstofdioksied meer warmte as lug vasvang. Alhoewel dit net 'n klein verskil is (1,5°C), is dit beduidend. Die temperatuurverandering vind redelik vinnig plaas (binne 20 minute) en kan maklik in een les demonstreer word.

Wat het jy waargeneem?

---

---

---

Die temperatuur in die bottel met koolstofdioksied styg meer as in die bottel met lug.

In albei gevalle het die temperatuur vinnig gestyg en dan vir omtrent 15 minute gestabiliseer.

GEVOLGTREKKING:

Watter gevolgtrekking kan jy uit die eksperiment maak?

---

---

Koolstofdioksied vang meer warmte vas as lug.

Kyk na 'n demonstrasie van die eksperiment.

Uitbreidingsondersoek: Watter faktore laat die temperatuur van die atmosfeer vinniger styg?

Dit is 'n opsionele uitbreiding waar leerders hul eie eksperiment moet ontwerp om een van die volgende vrae te beantwoord. Hulle kan dit as 'n eksperimentele verslag skryf. Jy kan Assesseringsrubriek 2 gebruik om leerders se werk te assesseer.

Ontwerp jou eie ondersoek om een of meer van die volgende vrae te beantwoord. Gebruik die eksperiment hierbo as riglyn om jou eksperiment op te stel.

1. Veroorsaak donkerder grond dat temperatuur vinniger styg?
2. Veroorsaak waterdamp dat temperatuur vinniger styg?
3. Veroorsaak die dikte van die laag gasse dat die temperatuur vinniger styg?
4. Veroorsaak die aanwesigheid van stof/aërosols dat die temperatuur vinniger styg?
5. Veroorsaak die afstand vanaf die Son dat die temperatuur vinniger styg?

Aardverwarming

Wat, dink jy, sal gebeur as die vlak van koolstofdioksied en ander kweekhuisgasse styg? Dink na oor wat jy in die vorige ondersoek bevind het en kyk weer na die diagram van die kweekhuiseffek. Skryf jou antwoord hieronder neer.

---

---

---

Leerders behoort in die vorige ondersoek te bevind het dat as die vlak van koolstofdioksied en ander kweekhuisgasse in die atmosfeer toeneem, die temperatuur sal styg aangesien kweekhuisgasse meer warmte vasvang.

Klimaatsverandering.

Massa-uitsterwings.

Hoe meer kweekhuisgasse in die atmosfeer, hoe meer ultravioletstrale word vasgevang en hoe warmer word die Aarde. Dit sal meebring dat meer van die ys by die pole as gewoonlik smelt. Selfs 'n verandering van een graad in die gemiddelde temperatuur het 'n effek op die poolkappe. As meer ys as gewoonlik smelt, sal die watervlak van die oseane styg en laagliggende areas kan oorstroom.

'n Verandering in temperatuur sal ook 'n verandering in weerpatrone teweegbring. Meer reën sal in sommige areas val, en minder in ander. As so 'n verandering permanent is, word dit klimaatsverandering genoem. As dit op 'n wêreldwye skaal gebeur, praat ons van 'n globale klimaatsverandering - wat ons dan ook hier bespreek.

Aardverwarming beïnvloed weerpatrone wat op sy beurt weer landbou en voedselproduksie beïnvloed. Dit affekteer voedselproduksie en kan tot voedseltekorte vir mense en diere lei. Klimaatsverandering op lang termyn kan tot die uitsterwing van plante en diere, wat nie kan aanpas by die veranderde omstandighede, lei.

Die vlakke van kweekhuisgasse verskil natuurlikerwys van tyd tot tyd. 'n Kwelvraag waarmee wetenskaplikes gereeld worstel, is of die konsentrasie van kweekhuisgasse weens menslike aktiwiteite meer styg as wat dit andersins sou doen. Hoe, dink jy, kan ons dit ondersoek?

Sedert die Nywerheidsomwenteling het mense meer fossielbrandstowwe verbrand as ooit vantevore. Menslike aktiwiteite het gelei tot 'n toename in die hoeveelheid koolstofdioksied wat afgegee word. Wat wetenskaplikes en omgewingskenners betref, is koolstofdioksied dus die belangrikste kweekhuisgas. Die volgende ondersoek sal kyk na die koolstofdioksiedvlak oor duisende jare.

Aardverwarming 101.

Yskern-analise

Koolstofdioksied word in die ys vasgevang wat by die pole vorm. Aangesien die ys gekompakteer word en oor duisende jare dikker raak, bly die koolstofdioksied daarin vasgevang. Die koolstofdioksiedvlak in die ys kan bepaal word deur yskerne te analiseer. 'n Navorsingspan in Antarktika het in 'n yskern afgeboor wat ys van 160 000 jaar gelede bevat. Hulle het die ys ontleed vir koolstofdioksied en hul data in die volgende tabel aangebied.

Klimaatwetenskap: Antarktika se yskerne (video).

'n Yskern is 'n kernmonster van die ophoping van sneeu en ys oor baie jare wat herkristalliseer het en lugborrels van vorige tydperke vasgevang het.

Resultate van die yskern-analise.

d/m staan vir 'deeltjies per miljoen'

Aantal jare gelede	CO2-vlakke (d/m)
160 000	190
150 000	205
140 000	240
130 000	280
120 000	278
110 000	240
100 000	225
90 000	230
80 000	220
70 000	250
60 000	190
50 000	220
40 000	180
30 000	225
20 000	200
10 000	260
8160	280
0	387

ONDERSOEKVRAAG: Skryf 'n ondersoekvraag vir hierdie studie neer.

---

---

Hoe het die koolstofdioksiedvlak in die atmosfeer oor die laaste 160 000 jaar verander?

ANALISE:

Trek 'n akkurate grafiek om die data voor te stel. Jy moet jou eie stel asse kies en vir elkeen 'n gepaste byskrif gee.

'n Voorbeeld van die grafiek wat leerders kan trek, word hier getoon:

Wat is die verband tussen die CO₂-vlak, kernys en aardverwarming?

---

---

---

---

Holtes vol CO₂ word in die ys vasgevang. Hierdie holtes verskaf 'n rekord van die CO₂-vlak in die lugatmosfeer op 'n bepaalde tydstip. Wanneer ons ys van 160 000 jaar gelede ontleed, kan ons bepaal wat die CO₂-vlak van die atmosfeer op daardie stadium was. Hoër vlakke CO₂ beteken dat die kweekhuiseffek sterker en die Aarde warmer raak.

GEVOLGTREKKING:

Skryf 'n gevolgtrekking vir die ondersoek neer.

---

---

Die CO₂-vlak het gestyg/verdubbel oor die afgelope 160 000 jaar.

Wat is die impak van aardverwarming op ons planeet?

---

---

---

---

---

Styging in seetemperature, poolkappe smelt, verhoging in seevlak, verandering van weerpatrone, verandering in landbouproduksie, moontlike voedselskaarste/hongersnood, sommige areas word natter, ander droër, dier- en plantspesies mag uitsterf.

Kan aardverwarming, 'n probleem hier op Aarde, die oplossing wees om van Mars 'n bewoonbare planeet te maak?