Waarom neemt de massa van de aarde niet toe, aangezien ze steeds warmte (energie) ontvangt van de zon en E=mc^2?

Tom, 17 jaar
19 januari 2015

Antwoord

De Aarde ontvangt niet alleen energie, ze zendt er ook uit.  Anders zou ze snel opwarmen! 

Per seconde valt er ongeveer 340 Joule energie van de Zon op een vierkante meter Aarde.  Daarvan wordt er een 100-tal gereflecteerd door de wolken en het oppervlak.  De rest wordt opgeslorpt door het oppervlak en wat zich er op bevindt, en warmt de Aarde dus op.  Zoals elk lichaam met een bepaalde temperatuur, zendt de Aarde dan straling uit.  Het is logisch dat door de jaren heen hetgeen de Aarde uitstraalt, ongeveer gelijk is aan hetgeen ze van de Zon krijgt: het systeem streeft naar evenwicht.  Dat doet de Aarde door ook straling uit te zenden, in het infrarode gebied van het spectrum.  Het is wel juist dat vandaag door het groeiende broeikaseffect, de Aarde netto energie aan het opstapelen is.  Maar dat is maar een kleine fractie van die 240 Joule, namelijk ongeveer 0.6 Joule per seconde per vierkante meter. 

Er zijn vele vierkante meters op Aarde en vele seconden in een dag.  Als je de rekening maakt, dan kom je erop uit dat er per dag met die opwarming zo'n 3 maal 10^20 Joule bijkomt.  Als die energie allemaal in massa zou omgezet worden, dan komt dat met het formuletje van Einstein overeen met een 3-tal ton, 3000 kg.  Totaal verwaarloosbaar ten opzichte van de totale massa van de Aarde (6 maal 10^24 kg), maar eigenlijk ook al ten opzichte van de (onzekerheden op de) andere bijdragen tot de massabalans van de Aarde.  Per dag komen er gemiddeld enkele honderden tonnen bij door invallen van meteorieten, en verdwijnt een gelijkaardige hoeveelheid materie doordat moleculen uit de atmosfeer verloren gaan.  De juiste balans kennen we niet, omdat die onmogelijk te meten is.  Ook niet op lange termijn, want als de Aarde elke dag 10 ton massa wint of verliest, dan komt dit gedurende de hele geschiedenis van de planeet neer op minder dan een drie miljardste van de aardmassa, en het effect daarvan kunnen we op geen enkele manier meten.

Het is trouwens een beetje kort door de bocht om te stellen dat de energie van de Zon omgezet wordt in rustmassa.  Ze wordt eerder omgezet in warmte, wind of (bio)chemische energie en als dusdanig terug afgegeven.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw