Geschiedenis van de aarde

Een ijzeren meteoriet van 700 gram

De geschiedenis van de Aarde is de ontwikkeling van de planeet waar de mensheid op leeft. Volgens wetenschappers is de Aarde ongeveer 4,56 miljard jaar oud (4 560 000 000 jaar). Deze leeftijd is vastgesteld door het meten van radioactief verval, een erg ingewikkeld maar precieze manier om te meten hoe oud iets is. Het heelal zelf ontstond 13,8 miljard jaar geleden, door de Oerknal. Dat is dus drie keer ouder dan de aarde.

De geschiedenis van de Aarde is verdeeld in delen op de geologische tijdschaal. Deze tijdschaal bestaat uit vier eonen, die allemaal onderverdeeld zijn. De tijdperken op deze schaal zijn gebaseerd op het leven op aarde, de atmosfeer, ijstijden, aardbevingen en vulkaanuitbarstingen, de opbouw van de aardkorst en aardkern. We bevinden ons momenteel in het Holoceen, een tijdperk dat begonnen is na de laatste ijstijd en nu 11.700 jaar duurt.

Het Ontstaan van het zonnestelsel

Een foto van het zonnestelsel.

Ons zonnestelsel ontstond volgens wetenschappers uit een moleculaire, bolvormige wolk, een gigantische wolk die voor 98 massapercent bestond uit waterstof en helium, elementen die ontstonden door de oerknal. De andere twee massapercent werd gevormd door zwaardere elementen. Deze zwaardere elementen worden bij elkaar de metaliciteit van de sterm genoemd. Het is bijzonder dat het percentage zo laag lag op de aarde, want normaal is de metaliciteit groter. Ongeveer 4,6 miljard jaar geleden kunnen er twee dingen gebeurd zijn:

1. De Zonnenevel begon samen te trekken door haar gewicht.
2. Een nabije ster explodeerde als supernova, waarvan de schokgolf de zonnenevel raakte. In combinatie met de steeds sneller draaiende Zonnenevel zorgde dit voor een soort schijf, zoals je wel vaker ziet op plaatjes van het zonnestelsel. Het meeste gewicht ging naar het midden van de schijf, en door wrijving ontstond daar uiteindelijk een ster: de Zon. Bij de botsingen tussen kleine deeltjes ontstonden uiteindelijk protoplaneten, kleine planeten, die nu bijna allemaal in de Planetoïdengordel zitten. Ook de Aarde was ooit een protoplaneet.

Het ontstaan van de Aarde

Hoe zijn de aardkern en de maan ontstaan?

De temperatuur was op aarde eerst zo hoog dat alle stenen en metalen smolten. Het leek dus nog helemaal niet op de aarde van nu: de aarde was een bol lava waar je niet op kon ademen. De zware metalen zonken naar de bodem van de stroperige massa gesmolten metaal. Dit vormde de kern. De kern is erg belangrijk voor de aarde: het zorgt voor een niet te koude temperatuur en geeft de aarde een magnetisch veld, wat dodelijke straling uit de ruimte tegenhoudt.

De Maan ontstond ongeveer tienduizend jaar na de aarde bij een gebeurtenis die de Grote Inslag heet. Een planeet, ongeveer zo groot als Mars, botste met de aarde. Door de klap werd een hoop materiaal de ruimte in geslingerd, die de maan vormde. De resten van de aarde en de andere planeet smolten samen, waardoor de aarde een stuk groter werd.

Hoe zijn de oceanen en de atmosfeer ontstaan?

Het is niet zeker waardoor de oceanen ontstonden, maar er wordt gedacht dat er een hele hoop kometen insloegen op aarde, die bestonden uit ijs. Het ijs smolt, en vulde de oceanen.

Ondertussen koelde de aarde behoorlijk af. Hierdoor werd de lava vast en ontstond de aardkorst. Lichte gesteenten kwamen naar de bovenkant en zware stenen zonken. Hierdoor ontstonden continenten (werelddelen). Door het warmteverschil tussen de korst en de kern ontstonden ook aardplaten.

Vulkanen ontstonden, doordat lava door de aardkorst heen brak. Deze vulkanen stootten heel veel gas uit, die de eerste atmosfeer vormden. Er was echter nog geen zuurstof bij.

Leven op Aarde

Niemand weet hoe en waar het leven op Aarde is begonnen. Maar wetenschappers komen wel steeds dichter bij een oplossing. Twee dingen lijken zeker: het leven is miljarden jaren geleden op Aarde verschenen (of het op Aarde ook echt is ontstaan, weet niemand) en de eerste levende wezens waren veel eenvoudiger dan alles wat er nu leeft.

Sommige mensen geloven dat levende wezens speciaal zijn gemaakt en dat het leven op Aarde slechts enkele duizenden jaren oud is. Maar vrijwel geen enkele wetenschapper is het hiermee eens. Zij denken dat het leven bijna 4 miljard jaar geleden is ontstaan, toen onze planeet nog jong was. Ze vermoeden dat het begon met willekeurige chemische reacties, die uiteindelijk levende wezens opleverden. Zo is dat misschien niet allen op Aarde gegaan op andere planeten in het heelal kan ook leven voorkomen.

Bouwstenen van het leven

Levende wezens zijn ongelooflijk gevarieerd maar uiteindelijk gebruiken ze dezelfde onderdelen om in leven te blijven. Ze bestaan allemaal uit cellen, die elk een volledige set van chemische instructies, of genen bevatten. Cellen zien eruit als microscopische blaasjes en worden omgeven door speciale membranen die ze tegen de buitenwereld beschermen. Ze kunnen energie uit hun omgeving gebruiken, zich vermenigvuldigen en groeien. Genen zijn nog belangrijker. Ze bevatten informatie die nodig is om cellen te maken en te laten werken. Ze kunnen zichzelf kopiëren en worden doorgegeven wanneer cellen zich vermenigvuldigen. Om te begrijpen hoe het leven is begonnen en proberen wetenschappers te bedenken hoe cellen en genen zijn ontstaan. Beide zijn heel ingewikkeld van structuur, dus het is onwaarschijnlijk dat ze toevallig kant-en-klaar zijn ontstaan. Maar misschien hebben ze zich stap voor stap uit iets heel eenvoudigs ontwikkeld. In de loop van een lange tijd zouden willekeurige chemische reacties de bouwstenen van het leven gevormd kunnen hebben.

Mysterieuze werelden

Stanley Miller

Meer dan 50 jaar geleden voerde Amerikaanse scheikundige Stanley Miller een experiment uit waarin hij de omstandigheden op de jonge aarde nabootste. Door volledig willekeurige reacties ontstonden enkele van de koolstofverbindingen die in levende wezens voorkomen. Millers resultaten waren opzienbarend, maar sindsdien hebben wetenschappers ontdekkingen gedaan die nog opmerkelijk zijn. Koolstofverbindingen zijn aangetroffen in metroritten en kometen, en zelfs in de 'lege' ruimte. Ze zijn veel eenvoudiger dan welk gene dan ook en ze zijn zeker niet levend. Maar het zijn wel de bestanddelen waaruit levende wezens bestaan.

Onlangs opperden enkele onderzoekers dat stoffen uit de ruimte het leven op aarde misschien op gang hebben gebracht. Er zouden ook levende microben uit de ruimte gekomen zijn. Maar de meeste wetenschappers denken dat het leven op de aarde zelf is ontstaan, en dat het zich op beschutte plaatsen geleidelijk heeft ontwikkeld doordat koolstofverbindingen steeds gevarieerder en ingewikkelder werden.

Op de jonge aarde werden de continenten geteisterd door vulkaanuitbarstingen, dus op het land werden complexe stoffen snel verwoest. Maar de zeeën waren minder onherbergzaam. In zeewater lossen chemische stoffen goed op en kunnen ze met elkaar reageren. In de loop van miljoenen jaren waren chemische stoffen met regenwater in zee gespoeld en hadden zich vele koolstofverbindingen opgehoopt. Het resultaat was een veelbelovend brouwsel dat vaak oersoep wordt genoemd.

De chemische werkplaats

In de open zee mengen chemische stoffen zich goed, ingewikkelde moleculen kunnen er moeilijk overleven. Veel wetenschappers denken dat de omstandigheden op de zeebodem of in gaatjes in gesteenten beter waren. Op de kristallen in gesteenten konden zich misschien grote moleculen vormen. Mogelijk leverden opgeloste mineralen de energie die nodig was om hun atomen te verbinden. Diepzeekrater zijn rijk aan mineralen en daarom denken sommige mensen dat ze de wieg van het leven vormen.

In de lange periode voor het begin van het leven produceerden willekeurige chemische reacties allerlei soorten koolstof bevattende moleculen. Sommige van deze moleculen werkten misschien als katalysatoren, die reacties duizenden of miljoenen keren versnelden. Maar op een gegeven moment vond er een uiterst belangrijke gebeurtenis plaats: er verscheen een molecuul dat zichzelf kon kopiëren en dat lang genoeg in leven bleef om zich te vermeerderen.

Een gemeenschappelijk verleden

Al het voorgaande is gebaseerd op veronderstellingen die niet te bewijzen zijn. Maar uit onderzoek blijkt dat het leven zich toen ht eenmaal begonnen was snel door de zeeën verspreidde. Er zijn fossiele bacteriekolonies gevonden die 3,4 miljard jaar oud zijn. Hun bloeitijd is allang voorbij maar levende bacteriekolonies bestaan nog wel.

Tijdens de lange geschiedenis van het leven zijn er miljoenen verschillende soorten ontstaan.Maar ze hebben allemaal dezelfde celmembranen en hun genen gebruiken precies dezelfde chemische code. Dus het is vrijwel zeker dat de levende wezens van nu een verre gemeenschappelijke voorouder hebben, die lang geleden in zee tot leven is gekomen.

Het eerste leven

De eerste levende wezens ontstonden ongeveer een miljard jaar nadat de aarde ontstond. Levende wezens hebben water en eiwitten nodig. Water was er, alleen eiwitten nog niet. Eiwitten bestaan uit aminozuren, en deze bestonden wel. Deze aminozuren groeiden op een of andere manier tot eiwitten die wisten hoe ze zichzelf konden voortplanten door te splitsen in twee. Hoe aminozuren konden groeien weten we niet. Misschien door blikseminslagen, ultraviolette straling van de zon, of vulkanen. De eerste levende wezens waren eencellig, net als bacteriën nu.

Verdere ontwikkeling en de "Cambrische Explosie"

Pangea

We hebben nu twee van de vier eonen van de geologische tijdschaal (zie de Inleiding) gehad, het Hadeïcum en Archeïcum. Het leven ontwikkelde zich verder in het Proterozoïcum. Deze duurde twee miljard jaar, tot 500 miljoen jaar geleden. In deze tijd vormden de continenten verder en waren er enkele ijstijden, maar de belangrijkste ontwikkeling was meercellig leven. De eerste levende wezens waren eencelligen met alleen DNA. Maar in het Proterozoïcum kwamen verschillende organellen in de cel, die allemaal een eigen taak hadden. Deze wezens waren al een stuk ingewikkelder, maar nog steeds eencellig. Het duurde nog anderhalf miljard jaar voordat meercellige organismen ontstonden.

Ook belangrijk was dat in het Proterozoïcum zuurstof in de atmosfeer kwam. Er ontstonden namelijk blauwalgen die van licht zuurstof maakten. Hierdoor ontstond ook de ozonlaag.

Nadat meercellige organismen ontstonden eindigde het Proterozoïcum en begon het eon genaamd de Fanerozoïcum. Het eerste deel van dit eon heette het Paleozoïcum. Het eerste deel van het Paleozoïcum heet het Cambrium. In het Cambrium kwam de ontwikkeling van nieuwe soorten dieren in een achtbaan. Het ging ontzettend snel. Zo snel, dat we spreken van de Cambrische Explosie. Tijdens de Cambrische Explosie ontstonden de eerste dieren met een ruggengraat: vissen. Ook ontstonden planten op het land. Daarvoor was het land kaal. Tijdens de rest van het Paleozoïcum ontstonden ook insecten, amfibieën, en de eerste landdieren die eieren konden leggen (waar later zoogdieren, reptielen, en vogels uit voorkwamen).

Dinosauriërs en zoogdieren

Bekende dinosaurussen.

Het Mesozoïcum was de tijd van de dinosaurussen. De eerste vogels en zoogdieren ontstonden ook uit dieren die eieren legden. Dit tijdperk was verdeeld in het Trias, Jura, en Krijt. Tijdens dit tijdperk brak het supercontinent Pangea uit elkaar richting de werelddelen die wij nu kennen. De Dinosauriërs waren en zijn de grootste dieren die ooit op de aarde hebben gelopen. Aan het eind van het Krijt sloeg een asteroïde in in de Golf van Mexico waardoor de Dinosauriërs uitstierven.

Toen de Dinosauriërs weg waren konden de zoogdieren evolueren. Ze verspreiden zich over de hele aarde en werden de nieuwe dominante soort. Deze tijd heet het Cenozoïcum, en is de tijd waarin wij ons nu bevinden. Hij begon 66 miljoen jaar geleden. Tijdens deze tijd werden ook de eerste stappen gezet richting de evolutie van de mens.

Evolutie van de Mens

Evolutie van de mens tot 2 miljoen jaar geleden

De evolutie van de mens is het proces waarin je kunt zien hoe de mens is ontwikkeld. Zestig miljoen jaar geleden ontstonden de primaten, oftewel mensapen. Vandaag leven nog steeds primaten, zoals de chimpansee en gorilla.

Zes miljoen jaar geleden leefde er een soort mensaap die de voorouder is van chimpansees en mensen. Mensen en chimpansees ontstonden allebei uit deze aapachtige. De eerste echte mensachtigen waren er twee miljoen jaar geleden. Zij liepen rechtop, gebruikten stenen gereedschap, en hadden een grote herseninhoud. Zij kregen al de geslachtnaam homo, wat aangeeft dat ze mensachtigen zijn.

Er leefden verschillende soorten homo, zoals de homo erectus en neanderthaler. Ondertussen zitten we in de steentijd en weten mensen hoe ze vuur moeten maken. Ze wonen in groepen, jagen, maken rotsschilderingen, en hebben al een soort taal.

200.000 jaar geleden ontstond in het Midden-Oosten de homo sapiens, de moderne mens, zoals jij en ik. Deze was slimmer dan andere mensachtigen en verspreidde zich over de hele wereld. Andere soorten, zoals de Neanderthaler, stierven hierdoor uit.

12.000 jaar geleden vond de Landbouwrevolutie plaats. Hierdoor werden mensen boeren. 5500 jaar geleden ontstonden de eerste steden, en het schrift.