Zon onder in de bezemkast

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Met een zaklamp, melk en wat water, creëer je je eigen rode zonsondergang. Rood.

Denk voor je een Koninginnedaglot koopt even na over het volgende: de kans dat de aarde nog tijdens jouw leven wordt getroffen door een mega vulkaanuitbarsting die de mensheid op de rand van uitsterven brengt, is groter dan de kans dat je de loterij wint.

Maar er is ook goed nieuws: de uitbarsting van de Eyjafjallajökull, die Europa al een week in z’n greep houdt, stelt op vulkaangebied eigenlijk niet zoveel voor. Een zachtjes pruttelende dertien-in-een-dozijn vulkaan, als je afgaat op de zogeheten Volcanic Explosivity Index (VEI). De Eyjafjallajökull (letterlijk vertaald: eilandberggletsjer, je kan als geograaf niet altijd geïnspireerd zijn) wordt op dit moment geschat op een VEI van twee of drie; dergelijke uitbarstingen komen gemiddeld één keer per jaar voor.

Peanuts dus. Maar het kan ook anders. In 1783 produceerde de IJslandse vulkaan Laki een aswolk die zo dicht was dat in heel noordwest Europa schepen niet konden uitvaren. Naar schatting vielen alleen in Engeland al 23.000 doden door het inademen van zwaveldioxide. In de maanden daarop kwamen nog eens een paar duizend mensen om het leven door fluoridevergiftiging. As in de atmosfeer zorgde een aantal jaar voor barre winters en zomers met extreem weer. Er wordt zelfs gesuggereerd dat de misoogsten en hongersnood als gevolg van de uitbarsting bijdroegen aan de onlust voor de Franse revolutie. Dan weten we waar we de komende tijd rekening mee moeten houden: een Elfstedentocht en een nieuwe regering in Frankrijk.

En rode zonsondergangen. Griekse wetenschappers toonden een paar jaar geleden een statistisch verband tussen de hoeveelheid vulkaanstof in ijsboringen op Groenland en Antarctica en rode zonsondergangen op schilderijen tussen 1506 en 1898 (Atmospheric Chemistry and Physics, 7, 4027-4042, 2007).

Vulkaanstof en andere minuscule deeltjes in de atmosfeer verstrooien het zonlicht. Dat wil zeggen dat zonlicht uit één richting naar alle kanten wordt uitgestraald. De mate waarmee dat gebeurt, is omgekeerd evenredig met de vierde macht tot de golflengte. Anders gezegd: als de golflengte halveert (een factor twee kleiner wordt), neemt de verstrooiing met een factor zestien (twee tot de vierde macht) toe. Violet en blauw licht hebben een golflengte tussen 380 en 490 nanometer, ruwweg een factor 1,7 minder dan rood licht (650-780 nanometer). Dat betekent dat violet en blauw 1,7 × 1,7 × 1,7 × 1,7 = 8,35 keer sterker wordt verstrooid. Precies de reden dat de hemel normaal gesproken blauw is. Als de zon ’s avonds laag staat, legt langere weg door de atmosfeer af. Het licht komt dus ook meer stofdeeltjes tegen en wordt sterker verstrooid; blauw licht vliegt alle kanten op terwijl het rode licht keurig rechtdoor gaat. Zie daar je rode zonsondergang.

Dat kun je thuis uitproberen met een zaklamp, een glas water en een paar druppels melk. Zoek een écht donkere plek (een badkamer zonder raam of de bezemkast), vul het bekerglas en zet het op de zaklamp (zie tekening). Als ‘vulkaanas’ gebruik je twee of drie druppels melk. Zodra je de melk door het water roert, verkleurt de stip op het plafond richting rood en met een beetje goede wil zie je zelfs dat het water (‘de atmosfeer’) een blauwige glans krijgt.

Eventueel kun je een velletje wit papier in de lichtbundel houden om het effect wat duidelijker te maken. Als je geen kleurverandering ziet, voeg dan nog een paar druppels toe, of neem een andere lamp. Zorg in ieder geval dat je een ouderwetse zaklamp gebruikt, zonder ledlampjes; leds produceren meestal licht van een beperkt aantal golflengtes, waardoor de proef mogelijk minder goed of helemaal niet werkt.

Auteur: Ernst Arbouw