..:: De lichtende nachtwolken [2] ::..

Lichtende nachtwolken [2]

← overzicht
Inhoud
Start

De lichtende nachtwolken [2].

Uit: De Natuur,
Populair Geïllustreerd Maandschrift,
gewijd aan de natuurkundige wetenschappen en hare toepassingen.
15 November 1888 - 94e jaargang

   De wonderschoone schemeringsverschijnselen, welke op de geweldige uitbarsting van den Krakatau (1883) [Krakatau] volgden, maken het eenigszins waarschijnlijk dat de lichtende nachtwolken met deze eruptie in verband staan. Wel is waar weten wij, dat de lichtende wolken, sedert 1885 telken jare in den zomer waagenomen, zich in 1884 nog niet vertoonden en dat dusch tusschen de uitbarsting van den Krakatau en het eerste optreden van het verschijnsel een tijdruimte van twee jaren verloopen is; maar ofschoon hierdoor het aannemen van een verband tusschen beide verschijnselen buiten gesloten, geloof ik toch daaraan veel waarde te moeten hechten. Vroeger is reeds vermeld dat de lichtende wolken een hoogte van omstreeks 75 kilometer hebben. Vergelijkt men deze hoogte met de tot heden bekend geworden waarden betreffende de hoogte van de gewone cirruswolken, welke 13 kilometer kan bereiken en zooals men weet de hoogste onder gewone omstandigheden waargenomen wolkenvorm is, dan dringt zich noodzakelijkerwijze de erkenning aan ons op, dat de lichtende- met de gewone wolken niets te maken hebben. Hierdoor wordt men gedwongen ter verklaring van het verschijnsel geheel nieuwe gezichtspunten te openen. In zekeren zin geeft echter het ontstaan der gewone wolken de gegevens aan de hand voor een hypothse aangaande de vorming der lichtende wolken. Wij weten, dat de gewone wolken door het opstijgen van waterdamp ontstaan, terwijl met de gelijktijdig plaats hebbende uitzetting der gassen een temperatuurverlaging optreedt, onder welker invloed de waterdamp zich tot druppels verdicht. Geheel op dezelfde wijze kan men zich het ontstaan der lichtende wolken denken, door nl. uit te gaan van de vooronderstelling, dat in plaats van waterdamp een ander gas naar hooger luchtlagen opstijgt en hierbij zoodanig afkoelt, dat het in den drupvormig-vloeibaren toestand overgaat. Volgens de nieuwste onderzoekingen van Olszewsky, Wroblewsky en anderen, weten wij, dat een groot aantal gassen door onttrekking van warmte en verhooging der uitwendige drukking zich tot drupvormige vloeistoffen laten verlichten. De temperatuur en de drukking staan hierbij in zoodanige verhouding tot elkander, dat het warmteverlies des te grooter moet zijn, hoe geringer de uitwendige drukking is, aan welke het gas is blootgesteld. Bij onderscheidene gassen heeft de verdichting tot den vloeibaren toestand bij een drukking van slechts weinige atmosferen en de temperatuur van 0° plaats. Zoo wordt b.v. zwaveligzuur bij 1.5, het cyaan¹ bij 2.4 en ammoniak bij 4.4 atmosferen en de temperatuur van 0° vloeibaar. Het zwavelig-zuur wordt dikwijls door vulkanen uitgeworpen; het verdicht zich bij een drukking van één atmosfeer en de temperatuur van -20° tot een kleurlooze vloeistof en zal zich hoogstwaarschijnlijk, wanneer de drukking tot op nul daalt en bij een temperatuur, welke nog boven die ligt, welke men voor de temperatuur der wereldruimte mag aannemen (deze is volgens Frölich - 130 graden) tot een vloeibare massa verdichten. Het is nu mijne meening, dat de lichtende wolken aan de geweldige uitbarsting van den Krakatau in Augustus 1883 [Krakatau] haar ontstaan te danken hebben. Naar de schatting van den Hollandschen ingenieur Verbeek heeft de hoogte der uitwerpingsmassa op 26/27 Augustus 1883 ongeveer 15 tot 20 kilometer bedragen. Hiermede in overeenstemming is het resultaat mijner onderzoekingen aangaande de hoogte van de roode nevellaag, door de zon de terecht algemeen bewonderde, intensieve schemeringsverschijnselen van NOvember 1883 tot 1887, te voorschijn werden geroepen. Ik bepaalde de hoogte van die laag op 17 kilometer.²
   De door den vulkaan uitgeworpen massa heeft ongetwijfeld zoowel uit vaste stoffen, als uit gassen en wellicht ook waterdeeltjes bestaan. Terwijl nu de waterdamp, nadat deze in de hoogte was gevoerd, zich condenseerde en met het vloeibare water en het grovere gesteente weder op aarde neerviel, vermengden zich de overige gassen en de stofdeeltjes met de dampkringslucht en werden met deze naar alle richtingen uit elkander gedreven. Ofschoon nu in 't algemeen de gassen elkander volkomen doordringen, schijnt het toch, dat deze eigenschap zwakker wordt naarmate het onderscheid in specifiek gewicht grooter is. Het is b.v. van de waterstof bekend, dat deze in groote hoeveelheden uit de vulkanen stroomt; daar evenwel de aanwezigheid van waterstof in den dampkring, uitgezonderd in de nabijheid van vulkanen, niet kan worden aangetoond, is het ontbreken daarvan in de onderste luchtlaag slechts hierdoor te verklaren, dat men aanneemt, dat zij tengevolge van haar veel geringer gewicht dan dat der dampkringslucht, snel naar de hoogere sferen gedreven wordt en zich van hieruit in de oneindige ruimte verliest. Wanneer nu de temperatuur, bij welke zich het gas, dat zijn aandeel tot de vorming van de lichtende wolken heeft bijgedragen, verdicht en in den drupvormigen toestand overgaat, niet al te laag ligt of althans niet zóó laag als de temperatuur aan de bovengrens van onze atmosfeer, is het verder zeer wel mogelijk dat het gas in een vloeistof verandert. Hierdoor wordt de dampkringslucht op de hoogte, waar de verdichting plaats heeft, van de vreemde gassen bevrijd en zulloen er dientengevolge uit dieper liggende lagen andere deelen naar boven dringen. Nu zijn de gassen na condensatie zwaarder dan de dampkringslucht en dalen tengevolge van de aantrekkingskracht der aarde weder naar de oppervlakte. Dit terugvallen is echter binnen zekere grenzen beperkt, want zoodra de deeltjes in warmere lagen aankomen, verdampen zij weder en het zooeven omschreven proces herhaalt zich opnieuw. Daar nu in dezen toestand de lichaampjes over een groot gedeelte van den dampkring, misschien wel rondom de geheele aarde verstrooid zijn, en dientengevolge in den vorm van een zeer dunne laag optreden, kan men nauwelijks verwachten, dat deze nu reeds zichtbaar zullen zijn. Het is noodig, dat wij hier de mogelijkheid eener wolkachtige verdichting, onder welken vorm zij feitelijk zijn waargenomen, aan een nadere beschouwing onderwerpen.
   Terwijl wij bij de lichamen, zoolang zij in gasvormigen toestand optreden, over 't algemeen waarnemen, dat de afzonderlijke deelen van een en hetzelfde lichaam zich van elkander trachten te verwijderen, ontwaren wij in den vloeibaren of vasten toestand niet zelden, dat diezelfde lichamen naar vereeniging streven. Wij weten b.v. dat de in de lucht aanwezige waterdamp zich daarin meer of minder tracht uittebreiden; zoodra evenwel de waterdamp zich tot vloeibare deeltjes heeft verdicht, zoeken deze tot op zekere grenzen elkander te naderen, welke toenadering zich door de vorming van wolken aan ons openbaart. Somtijds is dit streven naar vereeniging bijzonder sterk. Wij moeten dit afleiden uit de buitengewoon scherpe omtrekken, die niet zelden bij onweerswolken worden waargenomen. Een gelijksoortig streven naar vereeniging vertoont zich bij de vorming van kristallen uit de oplossingen van kristalliseerbare lichamen. Hier moeten de afzonderlijke kleine deeltjes een betrekkelijk langen weg afleggen, voor zij zich bij het hoofdlichaam aansluiten. Zulke krachten, als in de beide aangehaalde voorbeelden werkzaam zijn, kunnen nu ook de vereeniging van de in den dampkring wijd en zijd verstrooide, gecondenseerde gasdeeltjes veroorzaakt hebben. Na het medegedeelte, wordt het verklaarbaar, waarom de lichtende wolken eerst betrekkelijk laat, 1¾ jaar na de uitbarsting van den Krakatau zijn waargenomen; want de vereeniging van alle kleinste lichaampjes tot een hoofdmassa heeft zeker een langdurige tijdsruimte in beslag genomen. Zeer waarschijnlijk heeft tot deze opeenhoping nog een andere oorzaak medegewerkt, die tevens aanleiding heeft gegeven tot het periodiek optreden van het verschijnsel der lichtende wolken. - Hoogst merkwaardig moet nl. het feit genoemd worden, dat het wonderbare verschijnsel slechts gedurende korten tijd in den zomer zichtbaar is. Men zou hieruit kunnen afleiden, dat de oorzaak voortdurend in onzen dampkring aanwezig is en dat slechts onder zekere omstandigheden het verschijnsel zichtbaar wordt. Men zou b.v, kunnen aannemen, dat aangezien de zon gedurende dien tijd op betrekkelijk geringe diepte onder den noordelijken horizon blijft, de zonnestralen op de zeer uitgestrekte sneeuw- en ijsvelden van het hooge noorden vallen en dat onder medewerking van deze teruggekaatste stralen de in den dampkring zwevende lichaampjes voldoende belicht en daardoor zichtbaar worden. Ware dit echter het geval, dan blijft het nog onverklaarbaar, waarom het begin van het jaarlijks optreden der lichtende wolken, dichter bij het zomersolstitium (zonnestilstand) ligt dan het einde. Ware deze vooronderstelling juist, dan zou men mogen verwachten, dat het verschijnsel integendeel in zulk een verhouding tot het zomersolstitium staat, dat de tijd van zichtbaarheid vóór den 21^sten Juni langer moest zijn dan na dezen datum, daar in elk geval de uitgestrektheid der sneeuw- en ijsvelden bij het begin van het verschijnsel grooter is dan tegen het einde. Het schijnt dus, dat het periodiek optreden van het verschijnsel slechts verklaard kan worden door aan te nemen, dat het zich voortbeweegt. Wij zullen zien, dat er voor deze zienswijze veel valt te zeggen.
   Eenige jaren geleden werd door den bekenden William Siemens een vernuftige hypothese opgesteld aangaande de voortdurende vernieuwing der zonnekracht, wselke hypothese gegrond is op de veronderstelling, dat de wereldruimte met sterk verdunde gassen als voortzetting van de atmosferen der zon en der planeten, is opgevuld. Eveneens kwam reeds de sterrekundige Encke uit de voortdurend afnemende omloopstijden van de naar hem genoemde komeet tot de gevolgtrekking, dat de wereldruimte met eene, zij het ook uiterste ijle, tegenstand biedende middenstof is opgevuld³. Ook uitgaande van andere natuurwetenschappelijke wetten wordt men er toe gedwongen om aantenemen, dat de interplanetaire ruimte niet ledig is, maar dat deze door die luchtsoorten wordt ingenomen, welke de planeten omgeven, doch zich dan in een buitengewoon sterk verdunden toestand moeten bevinden. Wanneer nochtans de wereldruimte werkelijk met zulk een tegenstandbiedende middenstof is opgevuld, dan moet er, aangenomen dat zij ten opzichte van hare beweging tot die der aarde om de zon achterblijft, een onafgebrokene, trouwens zeer langzame vernieuwing van de aardatmosfeer plaats hebben. Die helft der aarde, welke naar de bewegingsrichting is toegekeerd, ontvangt voortdurend een nieuwen toevloed uit de wereldruimte; dientengevolge moet er op de tegenovergestelde zijde steeds een afvloeiing plaats grijpen. Op deze wijze wordt het begrijpelijk, hoe in de lagen der atmosfeer van ongeveer 20 tot 100 kilometer hoogte een voortdurende, zij het dan ook zwakke strooming naar de keerzijde ontstaat. De in de hoogste lagen van den dampkring zwevende stoffen moeten dan natuurlijk door deze strooming worden medegevoerd. Nu is het hoogst opmerkenswaardig, dat wij het verschijnsel der lichtende wolken slechts gedurende een korten tijd van het jaar waarnemen en dat deze periode zóó ligt, dat de meening omtrent den invloed dier strooming op de beweging der lichtende wolken zich schijnt te bevestigen. De stand der aardas in de wereldruimte ten opzichte van de bewegingsrichting der aarde om de zon is namelijk zoodanig, dat gedurende het tijdperk van 21 December tot 21 Juni de Zuidpool der aarde naar de bewegingsrichting is toegekeerd.
   In het midden van dit tijdvak n.l. op den 21^sten Maart, maakt de aardas met de bewegingsrichting om de zon een hoek van 66½ graad, tegen het begin en het einde vormen beide richtingen een hoek van 90 graden. In het volgende halfjaar zijn de verhoudingen juist omgekeerd, zoodat op den 23^sten September de noordpool der aarde gekeerd is naar de bewegingsrichting. In verband met de beweging der aarde om hare as kan hieruit worden afgeleid, dat de lucht in het halfjaar van Januari tot Juni aan een zeer langzame strooming van het Zuiden naar het Noorden en in het daaropvolgende halfjaar aan een strooming in tegengestelde richting onderworpen is. Daar nu ook de in de lucht zwevende deeltjes aan die strooming moeten deelnemen, wordt het verklaarbaar, waarom wij de lichtende wolken slechts in Juni en Juli waarnemen. Nu zou men tegen deze hypothese aangaande de strooming der lucht in de hoogere lagen en het voorttrekken van het verschijnsel kunnen aanvoeren, dat tot nog toe de lichtende wolken op het zuidelijk halfrond der aarde nog niet zijn waargenomen en dat dus de waarde der hypothese zeer twijfelachtig is. Hierbij komt nog, dat de directie der "deutsche Seewarte" in den herfst van 1887 een vlugschrift verspreidde met verzoek aan de zeevaarders om hun bijzondere aandacht aan het verschijnsel te schenken, vooral op gemiddelde en hoogere zuidelijke breedten. Hierop zijn tot dusver geene mededeelingen ontvangen. Men zou hieruit kunnen opmaken, dat het verschijnsel in het Zuiden niet optreedt. Toch zijn er gegronde redenen om aantenemen, dat al vertoonen zich de lichtende wolken werkelijk op deze of gene plaats, zij daarom toch nog niet als een buitengewoon verschijnsel worden beschouwd. Dit blijkt duidelijk uit de tot dusver uit Europa bekend geworden waarnemingen.
   Terwijl uit Duitschland tamelijk veel berichten vooral uit den eersten tijd waarop het verschijnsel zich vertoonde, inkwamen, zijn er uit Engeland, Zweden, Noorwegen, Rusland, Italië en Hollsnd slechts enkele geheel op zich zelf staande waarnemingen bekend geworden. In Frankrijk, Spanje, Oostenrijk, Hongarije, Zwitserland en Denemarken schijnt het verschijnsel geheel onopgemerkt te zijn gebleven; eveneens ontbreken de berichten uit de Vereenigde Staten van Noord-Amerika. Toch mag men uit een en ander niet afleiden, dat het verschijnsel in die landen, uit welke geen waarnemingen tot ons zijn gekomen, zich niet heeft vertoond. Veeleer moet men aannemen, dat het aan de opmerkzaamheid der bewoners ontgaan is. Wat het zuidelijk halfrond der aarde betreft, is het feit van groot gewicht dat op die breedten, welke met de door ons bewoonde overeenkomen, het vasteland slechts zeer spaarzaam vertegenwoordigd is. Alleen de zuidspits van Zuid-Amerika kan hierbij in aanmerking komen. Dat echter bij de Patagoniërs en Vuurlanders de opmerkingsgave voor grootsche, vreemde natuurverschijnselen sterker zou zijn ontwikkeld, dan b.v. bij de Franschen, valt moeielijk aan te nemen. Hoogst opmerkelijk is het nochtans, dat ook van de zeevaarders tot nog toe geene mededeelingen aangaande het verschijnsel zijn ontvangen. Dit feit zou ons bijna doen gewlooven, dat de lichtende wolken zich in het zuiden niet vertoonen. Doch daar ook uit de noordelijke gedeelten van den Atlantischen Oceaan, waar het verschijnsel toch ongetwijfeld is waar te nemen, geen berichten van den kant der zeelieden zijn ingekomen, valt hieruit dus evenmin op te maken, dat het verschijnsel in het zuiden niet optreedt.⁴
   De lichtende wolken hebben steeds eenige gelijkenis met de gewone schemeringsverschijnselen, die naar gelang van de aanwezigheid van cirruswolken min of meer schitterend zijn en slechts in verband met den lagen stand der zon onder den horizon heeft het verschijnsel een bijzonder opvasllend karakter. Daar evenwel deze omstandigheid over het algemeen niet in aanmerking wordt genomen, is het verklaarbaar waarom het verschijnsel in de meeste gevallen onopgemerkt blijft. Daarom ook kan het geen verwondering wekken, dat zelfs zeelieden, die zich uit den aard der zaak voornamelijk door weêrkennis onderscheiden, het verschijnselen over het hoofd zien, daar zij tengevolge van de veelvuldige verandering ten opzichte van de schijnbare snelheid, waarmede zij op verschillende breedten de zon onder den horizon zien gaan, zich niet voldoende rekenschap geven van de buitengewone omstandighedenm die het verschijnsel vergezellen. Naar de tot dusver in mijn bezit gekomen waarnemingen kan ik daarom nog niet tot het besluit komen, dat de lichtende wolken slechts aan onze breedten eigen zijn. Hieruit zouden nl. buitengewone moeielijkheden rijzen met betrekking tot de vraag hoe men het feit der onzichtbaarheid gedurende de lange tijdsruimte van Augustus tot Mei moet verklaren. De temperatuur is op die hoogten, waarin het verschijnsel optreedt, hoogstwaarschijnlijk gedurende het geheele jaar slechts aan zeer geringe schommelingen onderhevig; hierdoor kan het periodiek zichtbaar worden dus niet verklaard worden. De tegenwerping, dat gedurende den tijd der zichtbaarheid van het verschijnsel, mogelijk ten gevolge van de reflexie der zonnestralen op de sneeuw- en ijsvelden, een sterker licht op de materie valt, waardoor deze zichtbaar kan worden, is reeds boven weerlegd. Tevens is er reeds opgewezen, dat het verschijnsel der lichtende wolken sedert zijn eerste optreden van jaar tot jaar is afgenomen en het komt mij noodzakelijk voor de bovenvermelde hypothese betreffende de regelmatig periodieke strooming der atmosfeer in de bovenste lagen, hieraan te toetsen. Wanneer de lichtende wolken uit verdichte gassen bestaan, dan wordt het eenigszins moeielijk om de voortdurende vermindering der materie te verklaren, dsaar wij gewoon zijn aan te nemen, dat alle binnen het bereik van de aantrekkingskracht der aarde zich bevindende deelen voortdurend onder haar invloed blijven.
   Na bovenstaande beschouwingen moet men het echter voor mogelijk houden, dat de fijne lichaampjes door de strooming, welke tengevolge van de beweging der aarde in tegenstandbiedende middenstof wordt te voorschijn geroepen, aangegrepen en buiten het bereik der aardatmosfeer gevoerd worden. Dat hierdoor een voortdurende, zeer langzame vermindering van de massa der lichtende wolken kan plaats hebben, schijnt buiten alle twijfel, daar die strooming slechts binnen betrekkelijk kleine gebieden de kracht zal bezitten, welke voor een voortdurende medevoering der kleinste deeltjes, die toch nog altijd aan de aantrekkingskracht der aarde onderworpen zijn, noodzakelijk is. Men wordt b.v. gewaar, dat gedurende de tijden der dag- en nachteveningen de grootste massa der wolkendeeltjes buiten de atmosfeer wordt gevoerd, terwijl ten tijde der zonnestilstanden de hoeveelheid der weggevoerde deeltjes het kleinst is. Ten tijde van het zomer-solstitium, waarop de lichtende wolken in den gemtaigden gordel van het noordelijk halfrond worden waargenomen, beweegt zich de aarde rechthoekig ten opzichte van den stand harer as. Het zijn dus in dezen tijd de aequatoriale deelen der atmosfeer, die bij de strooming hoofdzakelijk in aanmerking komen. Daarom zal alsdan de strooming slechts een onbeduidenden invloed op de vermindering der deeltjes uitoefenen. Eenige maanden later vormt de bewegingsrichting der aarde met hare as een hoek 66½ graad. In dezen stand waarbij de lichtende wolken hoogstwaarschijnlijk in de nabijheid van den evenaar zijn aangekomen, zijn de omstandigheden voor de ontvoering van de materie door de strooming iets gunstiger.

(Slot volgt).

H.O.

¹ Kleurloos gas; verb. van koolstof en stikstof.
² Meteorologische Zeitung 1884, bladz. 133.
³ De zoogenaamde "wereldether"; niet te verwarren met de z.g. "kosmische stof".
⁴ De omstandigheid, dat de lichtende nachtwolken een zoo sterk in 't oog vallende periode beweging vertoonen in verband met de buitengewone hoogte van het verschijnsel, wettigt het vermoeden dat zij de uiting zijn der werkzaamheid van kosmische krachten. Neemt men den stand der aardas in de ruimte ten opzichte van de bewegingsrichting van de aarde om de zon in aanmerking, dan erkent men dadelijk, dat de aanwezigheid van een tegenstandbiedende middenstof in de ruimte zeer goed den gang van het verschijnsel in dier voege kan regelen, dat wij het alleen gedurende de maanden Juni en Juli in Europa waarnemen; het verschijnsel zou dan gedurende December en Januari in den gordel tusschen 45° en 60° zuiderbreedte gelegen, zichtbaar moeten zijn.
Latere berichten hebben inderdaad bevestigd, dat het verschijnsel ook op het Zuidelijk halfrond optreedt.
In Maart ontving prof. J Jesse van den heer Stubenrauch, meteoroloog te Punta-Arena (Zuidpunt van Pataginië) een schrijven met de mededeeling dat het verschijnsel in December 1888 tweemaal door hem was waargenomen. Volgens hetzelfde bericht is het ook reeds sedert verscheidene jaren in Beagle Channel, ten Zuiden van Punta-Arena, door een zeeofficier opgemerkt. De beschrijving, die de heer Stubenrauch van het verschijnsel geeft, laat geen twijfel over, dat het met het in Europa waargenomen identisch is.

→

↑