Het leven op aarde zou niet kunnen bestaan zonder een reeks bijzonder gunstige ‘toevalligheden’, waarvan enkele tot de twintigste eeuw onbekend waren of niet goed begrepen werden. Enkele voorbeelden:

• De plaats van de aarde in het Melkwegstelsel en het zonnestelsel, en ook haar baan, schuine stand, rotatiesnelheid en bijzondere maan

• Een magnetisch veld en een atmosfeer die als een dubbel schild fungeren

• Natuurlijke kringlopen die de lucht- en watervoorraad van de planeet aanvullen en reinigen

Vraag u bij het lezen van de volgende bladzijden af: zijn de kenmerken van de aarde het resultaat van blind toeval of van doelbewust ontwerp?

Wanneer we ons adres opgeven, vermelden we vaak het land, de stad en de straat waarin we wonen. Laten we die vergelijking eens doortrekken en het Melkwegstelsel het ‘land’ van de aarde noemen, het zonnestelsel de ‘stad’, en de baan van de aarde binnen het zonnestelsel de ‘straat’. Dankzij de vooruitgang in de astronomie en natuurkunde zijn wetenschappers veel te weten gekomen over de voordelen van ons bijzondere plekje in het heelal.

Om te beginnen bevindt onze ‘stad’, ons zonnestelsel, zich in het ideale deel van het Melkwegstelsel — niet te dicht bij en niet te ver van het centrum ervan. Wetenschappers noemen dit wel de leefbare zone. Deze zone bevat precies de juiste concentraties van de chemische elementen die nodig zijn om het leven in stand te houden. Verder van het centrum zijn die elementen niet voldoende aanwezig en dichterbij is de omgeving te gevaarlijk, onder andere omdat er veel meer potentieel dodelijke straling is. ‘We wonen in een uitstekende buurt’, aldus het tijdschrift Scientific American.¹

De ideale ‘straat’: Niet minder uitstekend is de ‘straat’ van de aarde, de baan in ons zonnestelsel. Deze baan bevindt zich op zo’n 150 miljoen kilometer van de zon, in een beperkte zone van het zonnestelsel die leefbaar is omdat het er niet te koud en niet te heet is voor leven. Bovendien legt de aarde een vrijwel cirkelvormige baan af, zodat we het hele jaar op ongeveer dezelfde afstand van de zon blijven.

De zon is ondertussen de perfecte krachtcentrale. Ze is stabiel, heeft de ideale afmetingen en geeft precies de goede hoeveelheid energie af. De zon is dan ook niet voor niets ‘een heel bijzondere ster’ genoemd.²

De perfecte ‘buur’: Als we een directe buur voor de aarde moesten kiezen, dan zouden we ons geen betere kunnen wensen dan de maan. De diameter van de maan bedraagt iets meer dan een kwart van die van de aarde. Vergeleken bij andere manen in  het zonnestelsel is onze maan ongebruikelijk groot in verhouding tot de planeet waar ze bij hoort. Gewoon toeval? Dat lijkt niet waarschijnlijk.

De maan is bijvoorbeeld de voornaamste oorzaak van eb en vloed, die een belangrijke rol spelen in de ecologie van de aarde. De maan draagt ook bij tot de stabiele rotatieas van de planeet. Als de maan niet zo perfect op de aarde was afgestemd, zou onze planeet gaan schommelen en misschien zelfs als het ware kantelen! Dat zou leiden tot catastrofale veranderingen, onder andere in het klimaat en de getijden.

De perfecte schuine stand en rotatie: De aarde heeft een schuine stand van ongeveer 23,4 graad die de oorzaak is van de jaarlijkse cyclus van seizoenen, de gematigde temperaturen en de grote verscheidenheid aan klimaatzones op aarde. ‘De schuine stand van de aardas lijkt “precies goed” te zijn’, zegt het boek Rare Earth—Why Complex Life Is Uncommon in the Universe.³

Wat ook ‘precies goed’ is, is de lengte van dag en nacht, die het gevolg is van de rotatie van de aarde. Als de rotatiesnelheid veel lager lag, zouden de dagen langer zijn en zou de kant van de aarde die naar de zon gericht was, gloeiend heet worden terwijl de andere kant zou bevriezen. Als de aarde daarentegen veel sneller zou ronddraaien, zouden de dagen korter zijn en misschien maar een paar uur duren, en de snelle rotatie van de aarde zou aanhoudende stormen en andere schadelijke effecten veroorzaken.

De ruimte is een gevaarlijke plaats waar veel dodelijke straling voorkomt en meteoroïden altijd een gevaar vormen. Toch lijkt onze blauwe planeet relatief ongeschonden door deze ‘schietbaan’ heen te vliegen. Dat komt doordat de aarde op een bijzondere manier beschermd wordt, namelijk door een krachtig magnetisch veld en een perfect afgestemde atmosfeer.

Het magnetisch veld: De kern van de aarde is een ronddraaiende bal vloeibaar ijzer, die ervoor zorgt dat onze planeet een groot, krachtig magnetisch schild heeft dat tot ver in de ruimte reikt. Dit schild beschermt ons tegen de volledige kracht van kosmische straling en tegen potentieel dodelijke krachten die afkomstig zijn van de zon. Die laatste omvatten de zonnewind, een voortdurende stroom geladen deeltjes; zonnevlammen, waarbij in enkele minuten net zo veel energie vrijkomt als bij miljarden exploderende waterstofbommen; en explosies in de corona, de buitenste atmosfeer van de zon, die miljarden tonnen materie de ruimte in slingeren. Af en toe worden we herinnerd aan de bescherming die het magnetische veld ons  biedt. Zonnevlammen en explosies in de corona leiden tot het spectaculaire poollicht: kleurrijke lichtverschijnselen hoog in de atmosfeer die in de omgeving van de magnetische polen van de aarde te zien zijn.

De atmosfeer: De dampkring zorgt er niet alleen voor dat we kunnen ademen, maar vormt ook een extra bescherming. Een van de buitenste lagen van de atmosfeer, de stratosfeer, bevat een vorm van zuurstof die ozon wordt genoemd en die tot 99 procent van de binnenkomende uv-straling tegenhoudt. Veel levensvormen, zoals mensen en ook het plankton waarvan we voor een groot deel van onze zuurstof afhankelijk zijn, worden door deze ozonlaag beschermd. De hoeveelheid ozon in de stratosfeer is niet altijd gelijk, maar neemt toe naarmate de intensiteit van de uv-straling sterker wordt. De ozonlaag is dus een dynamisch, efficiënt schild.

De atmosfeer beschermt ons ook tegen een dagelijks bombardement uit de ruimte — miljoenen brokken materie die in grootte variëren van kleine deeltjes tot enorme keien. Het overgrote deel hiervan verbrandt in de atmosfeer, wat te zien is als een heldere lichtflits die een meteoor of vallende ster wordt genoemd. Maar de schilden van de aarde houden niet de straling tegen die nodig is voor het leven, zoals warmte en zichtbaar licht. De atmosfeer draagt er zelfs toe bij de warmte over de aardbol te verdelen en fungeert ’s nachts als een deken die de ontsnapping van warmte afremt.

De atmosfeer en het magnetisch veld van de aarde zijn echt wonderen van ontwerp die nog steeds niet volledig begrepen worden. Dat kan ook gezegd worden van de kringlopen die het leven op deze planeet in stand houden.

Als een huis geen aanvoer van schone lucht en schoon water meer heeft, de riolering verstopt is en het afval niet afgevoerd wordt, dan zou het er al snel onleefbaar worden. In zekere zin is onze planeet met dit huis te vergelijken: de schone lucht en het schone water, waarvan we allemaal afhankelijk zijn, worden niet vanuit de ruimte binnengebracht, en het afval wordt niet de ruimte in geschoten. Hoe blijft de aarde dan gezond en leefbaar? Het antwoord: door natuurlijke kringlopen, zoals de water-, zuurstof-, koolstof- en stikstofkringlopen, die hier vereenvoudigd worden uitgelegd en weergegeven.

De waterkringloop: Water is essentieel voor het leven. Niemand van ons kan langer dan een paar dagen zonder water. De waterkringloop zorgt ervoor dat de hele planeet van vers, schoon water voorzien wordt. De cyclus bestaat uit drie fasen. (1) Door de warmte van de zon verdampt er water en dat komt in de atmosfeer terecht. (2) De condensatie van dit gezuiverde water leidt tot wolkvorming. (3) De wolken produceren vervolgens regen, hagel of sneeuw, die op de grond terechtkomt en dan opnieuw kan verdampen, waarmee de kringloop voltooid is. Hoeveel water wordt er jaarlijks gerecycled? Volgens schattingen voldoende om het hele oppervlak van de planeet gelijkmatig met zo’n tachtig centimeter water te bedekken.⁴

De zuurstof- en koolstofkringlopen: Om in leven te blijven moeten we ademen door zuurstof in ons op te nemen en kooldioxide af te geven. Hoe komt het dat de zuurstof niet opraakt en er alleen kooldioxide in de atmosfeer overblijft, terwijl er miljarden mensen en dieren zijn? Het antwoord heeft te maken met de zuurstof- en koolstofkringlopen. (1) In een bijzonder proces dat fotosynthese wordt genoemd, nemen planten de kooldioxide die wij uitademen in zich op. Met die kooldioxide en met de energie van zonlicht produceren ze koolhydraten en zuurstof. (2) Wij ademen zuurstof in, waarmee de kringloop compleet is. De productie van plantenleven en van lucht die we kunnen inademen is heel schoon, efficiënt en onopvallend.

 De stikstofkringloop: Het leven op aarde is ook afhankelijk van de productie van organische moleculen zoals eiwitten. (A) Voor het ontstaan van deze moleculen is stikstof nodig. Gelukkig bestaat ongeveer 78 procent van onze atmosfeer uit dat gas. De bliksem en bacteriën zetten stikstof om in verbindingen die door planten kunnen worden opgenomen. (B) Planten gebruiken deze stoffen dan weer om organische moleculen te vormen. Dieren die deze planten eten, nemen op die manier stikstof tot zich. (C) Na de dood van een plant of dier breken bacteriën de stikstofverbindingen af. Het rottingsproces zorgt ervoor dat stikstof aan de grond en de atmosfeer wordt afgegeven, waarmee de kringloop rond is.

Mensen produceren, met al hun geavanceerde technologie, elk jaar tonnen giftig afval dat niet gerecycled kan worden. Maar de aarde recyclet al haar afvalstoffen perfect en maakt daarbij gebruik van ingenieuze chemische processen.

Hoe zijn de kringlopen van de aarde volgens u ontstaan? ‘Als het ecosysteem van de aarde echt uitsluitend door toeval zou zijn ontstaan, zou het niet mogelijk geweest zijn zo’n perfect niveau van ecologische harmonie te bereiken’, zegt M.A. Corey in een boek over godsdienst en wetenschap.⁵ Bent u het met zijn conclusie eens?