aarde. Afhankelijk van de samenstelling van de aarde en van de mechanische eigenschappen van de samenstellende materialen zal ook de niet absoluut starre 'vaste' aarde door het getij periodiek vervormen. Deze vervorming is gering met een verticale amplitude van slechts enkele decimeters, en verloopt zeer geleidelijk, zodat we er in het dagelijks leven niets van bemerken. Met gevoelige zwaartekrachtmeters, hellingmeters en rekmeters is de getijdever vorming van de aardkorst aan het oppervlak daarvan goed meetbaar en verklikt zo de responsie van de aarde op de in grootte nauwkeu rig bekende getijkrachten. Daarom is een aardgetijde-meetstation een laboratorium voor de mechanische beproeving van de aarde. De proeven verlopen helaas niet ongestoord, omdat bijvoorbeeld de door het getij beïnvloede waterstand de aardkorst aan een variabele belasting onderwerpt en een variabele doorbuiging van die korst als een indirect effect van het getij moet worden ervaren. De satellietgeodesie kent drie effecten van het getij: de banen van de satellieten worden door de veranderende aantrekking door zon en maan direct beïnvloed en het zwaartekrachtsveld van de aarde en de onderlinge ligging van meetpunten op het aardoppervlak wijzigen zich door vervorming van het aardlichaam. De directe invloed op de satellietbanen kan betrouwbaar worden voorspeld en in bereke ningen van satellietbanen is de vervorming van de aarde door het getij al merkbaar geworden. De resultaten, die ons iets kunnen leren over de responsie en dus over de samenstelling van de aarde zijn helaas besmet met storingen, meer in het bijzonder door die, ver oorzaakt door de oceanische en de atmosferische getijden die het zelfde frequentiespectrum als de aardgetijden hebben. Een van de meest opvallende gebeurtenissen op aarde is de dage lijkse draaiing; deze zorgt immers voor de afwisseling van dag en nacht, van licht en duisternis, van werk en rust. Bovendien is de daglengte, ongeveer de periode van één omwenteling, basis van onze burgerlijke tijdrekening. Wat kritischer bezien, verloopt de aard- draaiing tamelijk ingewikkeld. Zo neemt de draaiingsas in de we reldruimte geen onveranderlijke stand in, ook niet ten opzichte van de aarde en de hocksnelhcid van de aarde is niet constant. De oriëntatie van de aarde, beschouwd vanuit de niet-versneldc wereldruimte is formeel te berekenen als oplossing van de differen tiaalvergelijkingen van Liouville, door generalisatie af te leiden uit de rotatievcrgelijkingen van Euler. Zo bekeken is de algemene aard rotatie één verschijnsel dat op grond van waarnemingsprocedures en interessesferen in de praktijk uiteenvalt in deelverschijnselen: precessie en nutatie, poolbeweging en daglengte. De vergelijkingen van Liouville bevatten de traagheidstensor van de aarde en hieruit volgt dadelijk dat een vervorming van de aarde in het algemeen de draaiing van de aarde zal beïnvloeden en dat bij voorbeeld aardge tijden zo op indirecte wijze op de draaiing invloed uitoefenen. Vanouds hebben geodeten de sterrenhemel gebruikt voor de bepa ling van de plaatselijke loodrichting, als indicator van hun positie op aarde en voor de oriëntering van hun driehoeksnetten. De draaiing van de aarde ten opzichte van de sterrenhemel moet hierbij in reke ning worden gebracht, maar zelden is het nodig rekening te houden met de schommeling van enkele meters van de aarde ten opzichte van de draaiingsas, de poolbeweging. In de satellietgeodesie wordt de poolbeweging wel in rekening ge bracht en omgekeerd bieden satellietgcodetische methoden de ge legenheid de poolbeweging op de voet te volgen. Misschien kan de satellietgeodesie hier iets bijdragen tot de oplossing van een van de meest raadselachtige vraagstukken waarvoor de aarde ons nog stelt; de spectrale verbreding van de ongeveer 14-maandelijkse periode in de poolbeweging, ontdekt door Chandler. Om deze te verklaren wordt gezocht naar een mechanisme, dat deze periode in stand houdt. Er is al gewezen op de mogelijkheid dat massaverplaatsingen in verband met aardbevingen hiervoor in aanmerking kunnen ko men. Als U een kaart van de Atlantische Oceaan aandachtig bekijkt, dan zult U met een beetje fantasie kunnen opmerken, dat Europa en Afrika aan de ene kant en Noord- en Zuid-Amerika aan de an dere kant door verschuiving en enige verdraaiing over de oceaan opvallend goed tegen elkaar kunnen worden gepast. Deze overwe ging, aangevuld met andere, onder meer geologische, argumenten bracht Wegener ertoe te veronderstellen dat de continenten in vroe ger tijden één geheel hadden gevormd om daarna uit elkaar te drij ven tot hun posities van vandaag en mogelijk nog verder. De hypo these was, zeker op het eerste gezicht, zeer geloofwaardig maar scheen niet houdbaar, omdat er geen voorstelbaar mechanisme was om de continenten over de oceaanbodem over zo grote afstanden voort te bewegen. Een andere hypothese, die van de oceaanbodemverbreiding, werd omstreeks 1960 naar voren gebracht. Hierin wordt, steunend op de gedachte van het bestaan van verticale mantelstromen, veronder steld dat de Mid-Atlantische rug kan worden opgevat als een bron van oceaanbodem; de ter plaatse gevormde oceaanbodem vloeit ter weerszijden van de rug af en neemt de continenten mee. Deze ver onderstelling maakt niet alleen de continentale drift over de Atlan tische Oceaan begrijpelijk, maar heeft, gesteund door voornamelijk seismische en paleomagnctische gegevens, aanleiding gegeven tot het model van de plaattectoniek dat op de gehele aarde van toepassing zou zijn. In dit model wordt de aardkorst verdeeld in een zestal aardschollen, platen, die onder invloed van het oceaanbodemverbrcidingsmecha- nisme en mogelijk van andere aandrijvingen, op geologische tijd schaal groeien, over de aarde schuiven, draaien en ook weer ten onder gaan in de mantel. Naast deze globale plaattectoniek bestaat er een meer regionale, waarbij kleinere platen betrokken zijn, bij voorbeeld in het oostelijk deel van de Middellandse Zee. Het model van de plaattectoniek biedt plaats aan zóveel gevarieerde geofysische verschijnselen en geologische feiten en brengt zóveel schijnbaar onafhankelijke processen met elkaar in verband, dat het als fundamenteel voor de beschrijving van de aarde moet worden beschouwd. Het is dan ook door een grote meerderheid van geofy sici en geologen als juist aanvaard. Toch blijven er nog vragen. De voorspelde onderlinge bewegingen verlopen langzaam en verschillen van plaats tot plaats van 1 tot maximaal 10 a 20 cm/jaar. Het is niet bekend of de bewegingen eenparig, periodiek of stootsgewijze verlopen en het lijkt niet waarschijnlijk dat de platen zelf absoluut star zijn. De theorie lijkt pas overtuigend bevestigd als de voorspelde be wegingen direct meetkundig kunnen worden vastgesteld. Helaas heeft ook de satellietgeodesie nog niet het daarvoor vereiste precisie- peil bereikt, maar het is te verwachten, dat in de eerstkomende jaren een ernstige aanzet tot een periodieke geodetische controle van het plaattectoniekmodel kan worden gemaakt. Geachte toehoorders, met deze exemplarische en beknopte schets heb ik geprobeerd U vertrouwd te maken met het beeld van een niet vaste aarde. Het was U in grote trekken wel bekend en het zal U niet hebben geschokt. Voor de geodesie is de niet vaste aarde een boeiend werkterrein, beter toegankelijk geworden door de hoge meetprecisies die de techniek mogelijk maakt of in het vooruitzicht stelt. Tot voor kort beschouwde de geodesie de vervormbaarheid van de aarde vaak als een storend verschijnsel. Nu wint de opvat ting, dat de geodesie in het meten van de vervormingen juist eea 94 ngt 74

Digitale Tijdschriftenarchief Stichting De Hollandse Cirkel en Geo Informatie Nederland

Nederlands Geodetisch Tijdschrift (NGT) | 1974 | | pagina 18