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