|
| |
| |
| |
Zeekunde, kruispunt der wetenschappen
door L. de Borman S.J.
Afmetingen
Ongeveer drie vierden van de oppervlakte van onze aarde zijn overstroomd. Beeldt U even in dat wij alle bergen wegruimen en overal het niveau gelijkmaken aan dat van den zeespiegel. Nu vragen we de hulp van al de brandweermaatschappijen der wereld en pompen de zee leeg. Dan storten we er de bergen in en kijken. Aan de gapende kuilen die we pas geopend hebben is weinig veranderd. Inderdaad, de gemiddelde diepte van de zee (4.700 m.) is ongeveer viermaal grooter dan de gemiddelde hoogte van het land. Slechts 1/12 van de afgronden is dus gedempt. De grootste totnogtoe gepeilde diepte bedraagt meer dan 10 Km. terwijl onze hoogste bergen geen 9000 m. bereiken. Bovendien is het profiel van het vasteland vol afwisseling met zijn dalen, heuvels, verweerde rotsen, beboschte hellingen en uitgestrekte vlakten terwijl een wandeling op den bodem van den oceaan geen verboden oefening zou zijn voor een hartlijder, zoo geleidelijk gaan de vormen in elkaar over. Zoo ver het oog reiken kan (vergeet niet dat de zee nog leeg is) zachte glooiingen, waarmee vergeleken de duinen van onze Kempische hei doen denken aan de jongste aardbeving. Geen boom, geen struik, geen plant, want het gebied der 'levenden van den 1en graad' is beperkt tot een smalle strook onder de oppervlakte van het water, geen 300 m. diep. Goddank voor de visschen, lijdt de onderzeesche eenvormigheid enkele uitzonderingen. Er zijn kuilen, kanalen, zandbanken en zoogenaamde drempels die de ontzaglijke watermassa's welke wij als één beschouwen eigenlijk verdeelen in bekkens, praktisch volledig van elkaar gescheiden, zooals Spanje van Frankrijk en Indië van Centraal Azië. Zoo is bv. de Atlantische Oceaan in tweeën verdeeld door een langwerpigen S-vormigen drempel die ruwweg evenwijdig loopt met de kusten van Oude- en Nieuwe Wereld. Een andere hooge drempel sluit de Noordelijke IJszee af.
Merkwaardig is het dat overal het vasteland omzoomd is met een rand van veranderlijke breedte waarvan de bodem geleidelijk daalt tot ongeveer 200 m. beneden den zeespiegel. Dan gaat die zoom over in een steilen berm die zeer vlug tot een diepte van 2000 m. leidt. Die zoom, Continentale hoogvlakte genoemd, waarvan de kennis zeer belangrijk is voor het visschersbedrijf, zou laten vermoeden dat de zeespiegel 200 m. te hoog is. Het relief van de Continentale hoogvlakte zet immers zeer nauwkeurig het vasteland voort: de valleien der stroomen loopen er in door en vereenigen zich meestal tot ééne hoofdvallei zoodat vele stroomen, in hun onderzeesch leven elkaar's bijrivieren worden. Zoo b.v. Elbe, Rhijn, Schelde en Teems.
| |
Zeepeilingen
Tweehonderd meter is een geringe diepte die gemakkelijk te peilen is en te baggeren. De opgehaalde staaltjes van den bodem vertellen dikwijls
| |
| |
zelf hun herkomst. Het slijk door de Seine aangespoeld bevat mikrokristallen afkomstig van de rotsen van Bourgogne, naast tal van organische stoffen uit het afvalwater der groote steden.
Op grooteren afstand van de kust wordt het een heele kunst de zee te peilen, en die kunst is nog niet oud. Vroeger wierp men een met lood beladen touw in zee en mat men de lengte met uitgestrekte armen d.i. in vademen. Maar een lang touw is zwaar en de kabels breken ten slotte onder hun eigen gewicht. Tevens biedt zoo'n lengte te veel wrijvingscontact met het water: het touw daalt zóó langzaam dat het onmogelijk wordt op te merken, door de veranderende spanning, wanneer het peillood op den bodem rust. Onze eeuw beschikt over taaie stalen kabels en uiterst gevoelige spanningsmeters die heelemaal mechanisch peilen. De lengte van den afgewonden kabel wordt bekend gemaakt door het aantal toeren van den trommel.
Wanneer een bathygraphische kaart (d.i. waar de diepten op aangeduid zijn) wordt gemaakt, dan is deze automatische peiling nog te ingewikkeld; ze duurt lang, vereischt een kalme zee en het stopzetten van het schip. Voor snelle peilingen gebruikt men een nieuw procédé dat steunt op de voortplantingssnelheid van het geluid in water die 1450 m. per seconde bedraagt in plaats van 330 m. per seconde in lucht. Een geweerschot wordt gelost loodrecht op het water. Een toestel teekent op het vertrek van het geluid en de aankomst van de echo. Rekening houdende met de snelheid van het schip, leidt men hieruit de diepte af. De natuur van de echo leert ook iets omtrent de samenstelling van den bodem: slijk, rots of zand.
Zelfs met de meest moderne techniek kan de mensch niet veel lager dalen dan 200 m. onder den zeespiegel. Daar heerscht reeds een druk van 20 atmosfeeren d.i. 20 kgr. per cm3. Onderstel een kleine duikboot met 10 m2 oppervlakte: zij moet weerstand kunnen bieden aan een globale stuwing van 2 millioen kgr. En zoo zijn we niet verder dan op één vijftigste van de grootste diepten. In de onderste lagen is de druk zoo ontzaglijk groot dat een revolverkogel niet eens van plaats verandert wanneer hij afgevuurd wordt. Er bestaan onderzeesche vuurbergen; van hun uitbarstingen kunnen we aan de oppervlakte niets gewaarworden omdat de gassen bij die drukking vloeibaar zijn. - Waar de mensch zelf niet aan kan, in de lucht of in de diepte, daar stuurt hij zijn apparaten heen. Aan kilometerlange kabels worden ze gehangen en neergelaten in zee. 't Kan voorkomen dat een of ander 'bevel' moet overgeseind worden aan het toestel; de zoogenaamde 'bode' dien men daartoe aanspreekt is een looden massa die langs den kabel naar beneden glijdt, op een hefboom stuit en zoo het bevel ten uitvoer brengt.
| |
Zeewater
Dit geschiedt onder meer wanneer een emmertje water van de diepte verlangd wordt. Aan den kabel wordt een cylinder gehecht waarvan bovenen onderzijde op de gewenschte diepte zullen gesloten worden door een bode.
De gemiddelde samenstelling van zeewater is zoowat overal de zelfde - net zooals die van zoetwater - in eerste benadering. Een liter zeewater bevat in oplossing ongeveer 35 gr. van verschillende zouten, vooral van het prozaïsche natriumchloride, d.i. keukenzout. Aangezien er geen enkel lichaam bestaat dat niet eenigszins oplosbaar is, en de oceanen de algemeene vergaarbak zijn van wateren die alle geologische lagen doorgesijpeld zijn, vindt men ook in zeewater alle stoffen terug. Zoo heeft men,
| |
| |
per ton water (1 m3), 50 mgr. goud. Het loont de moeite niet tonnen en nog eens tonnen zeewater scheikundig te behandelen om het edele metaal af te zonderen. Sommige levende organismen hebben meer geduld dan wij. De Blauwe Wieren danken hun kleur aan het Iodium dat zij gezift hebben uit reusachtige massa's zeewater. Mutatis mutandis doen de walvisschen hetzelfde: zij voeden zich met plankton dit is met de halfmikroskopische flora en fauna die geen vaste woonplaats heeft maar de minste bewegingen volgt van de zee. Elk van die nietig-kleine wezentjes is een drijvend laboratorium uitgerust met natuur- en scheikundige apparaten waarvan de gevoeligheid onvergelijkelijk grooter is dan die van onze wetenschappelijke toestellen. De Diatomeeën (één van die mikro-algen) ontbinden de klei die onder colloïdalen vorm in zeewater opgelost is en halen er het kiezelzuur, S1O2, uit: een ontbinding die van onze techniek de grootste inspanningen vergt. De doode Diatomeeën treden in ontbinding: het kiezelzuur zinkt neer en bedekt den bodem van den oceaan met een laag verpulverde kiezelsteen.
| |
Sedimentatie
De sedimentatie van de zee is trouwens nog aan andere factoren te wijten. De wind die over zandige streken gewaaid heeft is beladen met stofdeeltjes die niet altijd zoo klein zijn als wij ons inbeelden. Ook de hoeveelheid stof die tusschen hemel en aarde zweeft kan verbazend groot zijn terwijl de afgelegde afstanden meer dan eens onze verbeelding beschamen. In China regent het soms modder die de wind in Mandsjoerije als fijn stuifzand opgejaagd heeft. Het lijkt wel dat al de voorwerpen bestreken zijn met een moleculaire luchtlaag (waaraan o.m. toe te schrijven is dat de scherven van gebroken voorwerpen, ook met de grootste kracht tegen elkaar aangedrukt, niet meer kleven). Het gevolg hiervan is dat zeer kleine lichaampjes betrekkelijk veel lichter zijn dan de berekening had moeten uitwijzen. Vallen zulke luchtdragende deeltjes in zee dan zinken ze wel zeer langzaam maar geraken eindelijk onderaan met hun vrachtje lucht. Zoo zou in de oceaankelders de lucht voortdurend ververscht worden. - Vanzelfsprekend verwacht men dat de zwaarste keitjes het eerst in zee vallen en de sedimentatie is dus des te fijner naarmate de kust verder gelegen is. De bemerking is banaal, maar Lavoisier leidde er, voor de Geologie, een interessante gevolgtrekking uit af. Onderstellen we dat de bodem van de zee, ten gevolge van een of andere kosmische ramp, verheven wordt: meteen komt hij dichter te liggen bij het vasteland en voortaan zal de sedimentatie grover zijn. Ontdekt men dus een geologische schicht waarin de onderste sedimentatie de fijnste is dan zal men besluiten dat de bodem zich hier in vroegere tijden verheven heeft.
| |
IJs
In de onmiddellijke nabijheid van het strand treft men grootere keien en rotsblokken aan door de baren van de klippen losgerukt of, in voorhistorische tijdvakken, door de gletsjers meegevoerd tot ver in toen dichtbevroren zeeën. Die van de kust vóór Brest, bij voorbeeld, zijn afkomstig uit Skandinavië. Heden schijnt het ijs als transportmiddel over verre afstanden niet meer in aanmerking te komen al blijft het een belangrijke factor in de algemeene economie van den Oceaan. Herhaalde vorst- en
| |
| |
dooiperioden snijden sommige kusten, zooals die van Noorwegen of Groenland, op de grilligste wijze uit. Het ijs dat jaar in jaar uit van het vasteland af, de zee inglijdt is opeengestapelde sneeuw die onder haar eigen gewicht steenhard geworden is. De ijstafel schuift allengskens de zee in tot zij door het water opgestuwd in stukken uiteenbarst. Hier is dus de geboorteplaats der ijsbergen. De plompe schollen worden door den wind de zee verder ingestuurd; zij drijven af naar zuidelijke en dus warmere wateren waarin ze langs onder beginnen te smelten. Weldra kan de uitgeholde basis het bovendrijvende gewicht niet meer ondersteunen en de ijsberg kantelt plechtig om tot groot gevaar van de visschersschuiten die door de golven dreigen bedolven te worden. Het lauwe water heeft de grilligste vormen uitgebeiteld: een zeldzaam mooi schouwspel wordt het wanneer de noorderzon den nevel aan flarden scheurt en rond de witte burcht een zwerm zeevogels zweeft. Een schorre kreet, klepperende wiekslagen: de gansche vlucht strijkt neer en gaat roerloos zitten mijmeren. Maar de IJslandvaarder heeft nu geen lust om te dichten. Voor hem beteekenen ijsbergen levensgevaar. Daarom neemt hij dagelijks de radio-berichten op die de vermoedelijke baan van het drijfijs afbakenen.
| |
Zoutgehalte
De ijsbergen zijn bevroren zoetwater; waar ze smelten moeten ze dus de oplossing der zeezouten verdunnen en daarom zijn de Noordelijke en Zuidelijke IJszeeën veel minder zout dan de tropische zeeën waar de verdamping het zoetwater onophoudelijk verwijdert en de concentratie bevordert. Daarbij komt nog, dat in de Noordelijke IJszee verschillende groote stroomen uitmonden. Wat het zoutgehalte betreft verschillen de oceanen, zeeën, baaien, enz. onderling sterk. Een ingesloten zee zooals de Middellandsche met voortdurende verdamping en zoo weinig toevoer van zoetwater dat haar niveau altijd zinkt waardoor in de straat van Gibraltar een hevige strooming ontstaat, - zulk een zee is zeer zout. Daarentegen is de Zwarte Zee veel minder rijk aan opgeloste zouten: zij is immers de vergaarbak van de Russische stroomen die een machtig debiet hebben.
Het zoutgehalte kenmerkt grootendeels het zeewater al was het maar omdat het praktisch flora en fauna bepaalt. Vandaar het verlangen der zeekundigen om dat gehalte nauwkeurig te bepalen. Een liter water laten verdampen en het bezinksel der achtergelaten zouten wegen vraagt veel tijd en nauwkeurige weegschalen die op de schepen onbruikbaar zijn. In het laboratorium is de methode wel interessant om te zien in welke volgorde de zouten neerslaan en bij welke concentratie. Pas wanneer het oploswater op de negen tienden verdampt is ziet men het keukenzout kristalliseeren. Wij zeiden dat het zoutgehalte zeer veranderlijk kan zijn; maar de inwendige verhouding der zouten onder elkaar is vrijwel constant. Theoretisch is het voldoende één der aanwezige zouten te titreeren om de hoeveelheid van de overige zouten te kennen. Maar ook de titratie is een kiesche laboratoriummethode. Met het zoutgehalte gaat gepaard het electrisch geleidingsvermogen: zeewater is een uitstekend electroliet! Een dubbele kabel wordt in zee neergelaten; de electrische kring wordt gesloten door het water en de doorvloeiende stroom is functie van het zoutgehalte. Theoretisch is de methode zeker, maar praktisch niet nauwkeurig. Ook was de Amerikaan Buchanan voorstander van een andere
| |
| |
onrechtstreeksche methode: de dichtheidsbepaling. Zeewater weegt zwaarder dan zoetwater en het verschil is juist te wijten aan de opgeloste zouten. Nu is echter het nauwkeurig meten van een dichtheid reeds in normale omstandigheden een kiesche zaak. Gebruik wordt gemaakt van lichte vlotters die minder of meer diep in het vocht zinken in overeenkomst met de dichtheid. Maar wanneer een lichaam bevochtigd wordt door het water ondergaat het een soort zuiging waardoor het gewicht schijnbaar grooter wordt. Die zuiging schrijft men toe aan de oppervlaktespanning en deze laatste is zelf veranderlijk. Werd slechts een ruwe benadering verlangd dan zou de oppervlaktespanning niet in aanmerking moeten genomen worden. Maar hier gaat het juist om kleine verschillen in dichtheid, respectievelijk in het zoutgehalte, vast te stellen. Ondanks die moeilijkheden heeft Buchanan veel en goed werk verricht aan de oppervlakte der oceanen. Ook zijn methode faalt wanneer de diepte onderzocht wordt want een densiteitsmeter vraagt vrij veel vocht en de gebruikelijke flesschen halen geen liter water op. Ten slotte heeft men de densimetri vervangen door de bepaling van den lichtbrekingsindex. Men weet dat het water de lichtstralen breekt: daarom grijpen we gewoonlijk te hoog wanneer we een voorwerp uit het water moeten nemen. Welnu zoutwater is meer lichtbrekend dan zoetwater; tusschen beide eigenschappen - lichtbreking; en zoutgehalte - bestaat er een verband. Om den brekingsindex te bepalen behoeft men slechts enkele druppels water: de te gebruiken toestellen zijn klein en gemakkelijk te hanteeren.
| |
Licht
De wetten van de lichtbreking bezorgen aan de zwemmers en de duikers een verrassing: het licht wordt in water lang niet zoo symmetrisch verspreid als in de lucht. Waar men zich ook bevindt in water - maar op een zekere diepte is het verschijnsel treffender - altijd ziet men op de oppervlakte van het water een lichtende kring die met het oog een omgekeerden kegel uitmaakt. Alles wat zich in dien kegel bevindt wordt betrekkelijk scherp gezien, veel minder duidelijk wat daarbuiten ligt. Een zeekundige die de visschen gadesloeg door een raampje onder water zag hoe kleine visschen om te ontsnappen aan hun vijanden vlug een sprong maken en dan stilstaan: instinktief weten ze dat ze niet ver hoeven te gaan om onzichtbaar te worden. Het licht dat zoo met trechters in het water gegoten wordt, wordt bovendien sterk geabsorbeerd. Om de doorzichtigheid van het water te meten gebruikte P. Secchi - meer bekend als astronoom - een witte schijf van dertig centimeter diameter, die nog in gunst is. De schijf wordt neergelaten tot men ze niet meer kan onderscheiden. De lengte van het touw wordt genoteerd. Men laat de schijf dan nog een beetje dieper zinken en haalt ze langzaam op. Men teekent op wanneer ze opnieuw zichtbaar wordt. Het gemiddelde van de twee getallen wordt genomen als maat van de doorzichtigheid. Deze proef kan herhaald worden met schijven van verschillende kleuren. De blauwe stralen dringen het diepste door want hun golflengte is de kortste. Zij worden om dezelfde reden ook het meest verstrooid. Ook heeft een duiker die na een poosje onder water gewerkt te hebben weer boven komt den indruk dat nu alles rood getint is: hij wordt nu getroffen door de stralen die hij zooeven niet waarnam. Zooals men weet, zijn de lichttrillingen van electromagnetischen aard net zooals X-stralen of Radio-golven en zeer veel andere die onze zintuigen
| |
| |
niet kunnen opvangen. Het is heel goed mogelijk dat de oogen der visschen - althans van de diepzee-visschen - gevoelig zijn voor ultra-violette stralen. In de helderste wateren blijft de schijf van Secchi zichtbaar tot ongeveer 70 meter. Het licht heeft dien afstand dan tweemaal doorloopen en we mogen besluiten dat 150 meter water gewoon licht totaal absorbeert. Het leven der planten met bladgroenverrichting reikt dan ook niet verder. Daarentegen worden ook de grootste diepten bewoond door dieren die daarom niet altijd blind zijn aangezien sommige soorten phosphoresceerend licht voortbrengen (koud licht).
| |
Geluid
Eigenlijk is de oceaan een onmetelijk rijk van duisternis; is het ook een rijk van stilte? Wat zooeven gezegd is over de dieptepeilingen door het geluid laat ons wat anders vermoeden. Het water geleidt de geluidstrillingen zeer wel. Duikbooten treden met elkaar in verbinding eenvoudig door de morse-teekens te hameren op hun stalen wanden. Het is waar dat luchttrillingen het water niet gemakkelijk in beweging brengen noch omgekeerd. De visschen verstaan onze gesprekken dus niet en wij zijn onwetend van hetgeen zij elkaar vertellen. Want ze zijn zoo stom niet als weleens beweerd wordt: dat is een onjuiste veralgemeening. Er schijnen wel een zeventigtal soorten te bestaan die verschillende geluiden kunnen uitbrengen. Alles samen is dat toch weinig voor wezens die zoo goed hooren. In den Indischen Oceaan ziet men soms op grooten afstand een zwerm vliegende visschen verschrikt uit het water opspringen omdat ze het schip hebben hooren aanstevenen. De wijze waarop visschen waarnemen is zeer verschillend van die der landdieren. Deze laatsten hebben over het algemeen een scherp reukorgaan; reukvoerende deeltjes kunnen zich in water veel moeilijker verspreiden; het gezicht kan de waterbewoners weinig dienen buiten de zone der eerste 300 meter; het gehoor is een nutteloos zintuig waar geen geluiden voortgebracht worden. Blijft dus het tastgevoel. Het is niet onmogelijk dat visschen een speciale gewaarwording hebben wanneer ze bij voorbeeld een voorwerp benaderen ongeveer zooals wij in de duisternis hooren of we in een kleine dan wel groote zaal zijn. Maar... zoo geraken we verzeild in de proefondervindelijke dierenpsychologie.
| |
Temperatuur
Een vraag van denzelfden aard is die naar de manier waarop visschen hun weg vinden in volle zee. De Schriftuur zegt zóó mooi: Pisces maris qui perambulant semitas maris, en de visschers weten dat het waar is. De visschen weten waar ze zijn of waar ze moeten zijn: zij scholen samen op dezelfde plaatsen. Waar de zee niet te diep is, daar is het zeker dat de visschen den bodem herkennen en vaste woonsteden uitzoeken. De zalmen die de rivieren stroomopwaarts zwemmen om kuit te schieten behoeven geen bepaald instinkt: feitelijk verlaten ze de valleien nooit. Andere visschen vestigen zich op de slijkgrens d.i. de steile helling van de Continentale hoogvlakte. Voor trekvisschen die, zooals de palingen, heel den oceaan doorkruisen, gelden die verklaringen niet meer. Wil men zijn toevlucht niet nemen tot onverifieerbare hypothesen en alles bedelven onder het woord 'instinkt', dan zal men trachten te ontdekken of er in den oceaan
| |
| |
gebieden zijn die de dieren eventueel kunnen onderscheiden. Welnu dit is geen onderstelling, maar een feit. Wij hebben in dat opzicht reeds gewezen op het zoutgehalte. Ook de temperatuur bakent typische gewesten en levensruimten af. Het water geleidt de warmte zeer slecht: dat is juist wat we noodig hebben om tamelijk scherpe grenzen te trekken niet enkel aan de oppervlakte, ook in de diepte. De kennis van de temperatuurverdeeling is van even groot belang als die van het zoutgehalte. Ook hier had de techniek enkele moeilijkheden te overwinnen. Met een gewonen thermometer kan de temperatuur van de diepte niet gemeten worden omdat het kwik door de bovenste lagen, of zelfs door de wrijving van het water verwarmd wordt. Ook een minimax thermometer kan niet baten omdat de diepste lagen niet altijd de koudste zijn. Daarom is de omkeerbare thermometer uitgedacht bij denwelken de kwikkolom ongeveer zooals bij koortsmeters een vernauwing biedt. Door middel van een 'bode' wordt de thermometer op de gewenschte diepte omgekeerd; de kwikkolom wordt hierdoor in twee deelen gescheiden. Een van die deelen meet precies de temperatuur op het oogenblik van de omkeering. De warmtekromme van de zee is overal gelijkvormig op enkele uitzonderingen na. Tot ongeveer duizend meter daalt de temperatuur regelmatig en vrij vlug. De verdere lagen, tot tien duizend meter blijven op diezelfde temperatuur van nagenoeg 1o,8. Onder den evenaar is de bodem van den oceaan even koud als de oppervlakte van de IJszeeën. De isotherme oppervlakten hebben den vorm van in elkaar passende kuipen. De Duitsche oceanographen hebben tropo- en stratosfeer onderscheiden zooals in den dampkring. Die verdeeling zou geen zin hebben indien de isothermen niet vrij constant waren en niet overeenkwamen met de isohalinen: dit is de verbindingslijnen van de plaatsen die hetzelfde zoutgehalte hebben. Ook de andere physische eigenschappen kunnen gekenmerkt worden door
iso-lijnen. Wat nu merkwaardig is, is het volgende. De iso-lijnen verschuiven wel in den loop van het jaar maar zij verschuiven gelijktijdig, wat den indruk geeft dat niet de physische eigenschappen veranderen, maar gansche massa's water met hun kenmerken zich verplaatsen zonder zich te vermengen met andere watermassa's die eenvoudig opschuiven. Feitelijk is de 'onvermengbaarheid' der zeewateren principieel aanvaard als een van de hoofdwetten der zeekunde. Op het eerste gezicht lijkt dat vreemd en haast ongelooflijk. Toch wordt praktisch hetzelfde aanvaard in de weerkunde voor de luchtlagen. De tropische wateren liggen dus ingebed in de Poolwateren die kouder zijn en zoutarmer. Haalt men er de paleo-geologie bij te pas dan gelooven sommigen dat de tropische wateren aanvankelijk ingesloten waren door landbruggen, onder meer de befaamde Atlantis, die in een wereldcataclysme ingestort zijn. Toen drongen de koude en zwaardere Poolwateren als wiggen onder door. Sinds duizenden jaren zou de toestand onveranderd zijn en zouden de zeeën hun eigen individualiteit bewaard hebben wat temperatuur-dichtheid, gehalte opgeloste zuurstof, zouten, enz. betreft. Wanneer het principe van de onvermengbaarheid eenmaal aanvaard is, wordt dat inderdaad zeer natuurlijk.
Een blik op de schematische voorstelling der isothermen leert dat die lijnen op sommige breedteliggingen loodrecht in het water dalen. Vaart iemand aan de oppervlakte over dat gebied dan ziet hij de temperatuur plots veranderen; tusschen voor- en achtersteven kan het verschil meerdere graden bedragen. Hier loopt de natuurlijke grens van twee walvisschenstammen; de Engelschen hebben er den teekenenden naam van 'Cold wall'
| |
| |
- koude muur - aan gegeven. De temperatuur van het water vermindert wanneer men daalt; in de aarde zou ze stijgen. Er bestaan geen mijnputten van 10.000 meter: dat is heelemaal onmogelijk want op diezelfde diepte zou er een temperatuur heerschen van 120o. Wij staan hier voor een raadsel dat men gratis tracht op te lossen door de onderstelling dat, onder de oceanen, de aardkorst dikker is. De temperatuurverdeeling van de zee is zeer stabiel. Wel worden de bovenste lagen door de zon verwarmd en dan vermengd met ondergelegen lagen door het spel van de baren. Doch die invloed reikt niet zeer diep; twintig meter onder den zeespiegel is het verschil tusschen dag en nacht reeds niet meer te merken en op een diepte van 460 of 500 meter ook niet meer het verschil tusschen winter en zomer. In zijn geheel is de oceaan dus een onverstoorbare kalme massa net zooals de dampkring weer. Beide zeeën, die van lucht en die van water zijn sferen van rust en orde, op een dunne schil na juist aan de oppervlakte van de aarde, daar waar de mensch woont en wroet; op ons niveau waaien de winden, klotsen de golven, breken de stormen los: de natuur weerkaatst onze woelige zielen; waar geen menschen ooit verwacht worden is de vrede bestendig.
| |
Beweging
Hoe ontstaat dan de beweging van den oceaan? Er zijn drie hoofdoorzaken en evenveel soorten bewegingen. Voor het tij zijn zon en maan - deze laatste vooral - aansprekelijk; de wind jaagt de golven op; de aswenteling van de aarde speelt een der hoofdrollen in het ontstaan van de stroomingen.
Hoe het tij ontstaat is ieder, principieel, bekend. De theorie wordt geschematiseerd door de onderstelling dat een mantel van water gansch de aarde omhult en dat de wentelende beweging der aarde traag genoeg is om niet in rekening te moeten genomen worden. Aan zulke vereenvoudigingen is de wiskundige physica gewoon. Welnu, de maan trekt de aarde aan, zooals het past, in omgekeerde evenredigheid met het kwadraat van den afstand. De dichtstbij gelegen punten worden dus meer aangetrokken en het water zwelt naar de maan toe. Maar ook van de maan af omdat die punten het minst aangetrokken worden. De maan draait om de aarde in iets meer dan één dag. De twee zwellingen draaien mee; zij spoelen dus, in 24 uren, overal tweemaal voorbij. A priori kan berekend worden het hoogteverschil tusschen hoog- en laagwater. Feitelijk is de zon ook in rekening te brengen; vergeleken met die van de maan geldt haar invloed slechts voor 44 procent. Die twee invloeden versterken elkaar wanneer de twee hemellichamen in conjunctie zijn of in oppositie dit is bij nieuwe en volle maan: dan krijgt men springtij. De stoornis die de aswenteling van de aarde teweegbrengt kan ook eenigszins berekend worden maar de uitslagen kloppen niet met de waarneming. De berekening heeft immers geen rekening gehouden met den onregelmatigen vorm der kustlijnen, met de aanwezigheid van zandbanken, kuilen, stroomingen enz. Het gewoon publiek verstaat niet dat een wiskundige voorspelling niet altijd uitkomt en veroordeelt in globo de wiskunde, de mathematici en de voorspellingen. Het ligt voor de hand, dat een methode die al de natuurlijke vormen vervangt door meetkundige figuren en van ondergeschikt belang verklaart alles wat het vraagstuk ingewikkeld maakt geen aanspraak heeft op onbeperkt vertrouwen. De berekening der getijden
| |
| |
wordt dan ook best vervangen door de waarneming van de niveauveranderingen der zee.
De baren hebben niet eens de halve regelmatigheid van het tij. Ze zijn de wispelturige kinderen van den wind; hun groei hangt af van de ruimte waar ze over beschikken: de hoogste golven worden waargenomen in den Stillen Oceaan. Wanneer de wind de oppervlakte van het water eenmaal gerimpeld heeft, krijgt hij veel meer vat op één zijde van de golfjes dan op de andere; hierdoor worden de golven grooter en grooter ook wanneer de wind niet toeneemt, want de achterzijde der golven komt meer en meer in de luwte. De baren zijn niet anders dan een plaatselijke beweging: wat eigenlijk vooruitgaat is een vorm van de wateroppervlakte; een schuit die op de golven dobbert gaat niet vooruit tenzij wanneer ze rechtstreeks door den wind voortgestuwd wordt. Wil men heel nauwkeurig zijn dan zal men twee gevallen onderscheiden. a. De golven onder den invloed van den wind ontstaan planten zich voort in een overigens windstille streek: dit is de 'deining' (Fransch: houle). b. De wind stuurt de golven vooruit gelijk ieder ander voorwerp dat op het water drijft: de golf wordt een 'gedwongen golf' (vague forcée). Eventueel kunnen gedwongen golven het vertrekpunt worden van een strooming. De snelheid waarmee ongedwongen golven zich voortplanten hangt ondermeer af van de diepte van de zee. Is die diepte van dezelfde orde van grootte als de hoogte van de golven dan vertraagt de golventrein. Een geoefend oog kan zoo zien waar de zandbanken liggen. Komen de golven schuin aan ten opzichte van het strand dan wordt hun beweging op ongelijkmatige wijze geremd: ook komen de golven ten slotte altijd aan evenwijdig aan het strand. De branding is ook te wijten aan de verhevenheid van den bodem. De kam van den golf heeft immers meer water onder zich en loopt dus sneller dan het dal. Daardoor wordt de voorzijde van den golf steil en krult zich eindelijk om: de golf stort over zichzelf als ware het over een dam. - Reeds in de zestiende eeuw trachtten de
zeelieden de golven te stillen door ze met olie te overgieten. Van deze doenwijze geeft men soms een verklaring die niet de juiste is: de wind zou over de olie glijden en zijn werking op het water verliezen. Wanneer die uitleg steekhoudend was zou de olie geen windstille zee kunnen bedaren, wat de waarneming weerlegt. Veeleer moet de oppervlaktespanning in acht genomen worden. De olie spreidt zich over het water uit als een vlies, enkele moleculen hoog, dat de golven neerdrukt.
Meer belangwekkend dan golven of tij zijn de zeestroomingen wegens de zeer bestendige hulp die ze bieden aan de scheepvaart. Rond 1770 was Benjamin Franklin zooiets als algemeen postmeester in de Engelsche kolonie van Amerika. Hij had opgemerkt dat Amerikaansche schepen de brieven vlugger ter bestemming brachten dan Engelsche en kreeg van dit feit de volgende verklaring uit den mond van een scheepskapitein: de Amerikaansche vaartuigen wisten een strooming te benutten waarvan het bestaan de Engelschen onbekend gebleven was. Een spanning tusschen kolonie en moederland deed het veiliger achten het geheim niet te verraden. Naar mondelinge aanduidingen van ervaren kapiteins liet Franklin de eerste kaart van de 'Gulfstream' graveeren en in Frankrijk drukken. Te oordeelen naar die kaart, die haast een eeuw lang niet verbeterd zou worden is de Golfstroom een werkelijke stroom in zee met welbepaalden loop. Sindsdien is het gebleken dat zeestroomingen niet altijd zóó'n onafhankelijk karakter vertoonen. Zij zijn niet zóó gemakkelijk te ontdekken
| |
| |
en te volgen; het is niet zóó eenvoudig hun snelheid te schatten, hun breedte en diepte te meten. Duizende vlotters werden in zee geworpen, overal ter wereld, op regelmatige tijdstippen - in de Duitsche Krijgsmarine bij voorbeeld elken middag van uit elk schip. Die vlotters zijn meestal niet meer dan een flesch waarin een briefje steekt waarop dag en plaats staan geschreven van het werpen en tevens het verzoek naar een bepaald adres te schrijven, mocht de flesch ontdekt worden. Natuurlijk bevordert men op die wijze meer de flesschenfabricage dan de kennis der stroomingen. Praktisch worden geen flesschen opgevischt; wel stranden ze af en toe op een verlaten eilandje waar het heel lang kan duren vóór iemand er aan denkt ze in handen te nemen. Vlotters van grooter formaat, gemaakt uit benzinetanks of oude kisten waarop enkele berichten geschilderd staan hebben veel meer kans om opgemerkt te worden door de... visschers die ze inpalmen als res nullius. Feitelijk zijn ijsbergen nog de beste vlotters die den loop der stroomingen afteekenen. Maar... zij bezwijmen bij het werk. Dikwijls werden wrakken geworpen op een kust zeer verwijderd van de plaats waar de ramp gebeurde. Prins Albert van Monaco bestudeerde na den voorgaanden oorlog den loop der afgedreven oorlogsmijnen. De merkwaardigste proef, in dat opzicht, werd genomen door Nansen die een, door hem zelf ontworpen schip, liet vastvriezen ten noorden van Siberië en dan, maanden lang met het pakijs meedrijven: zoo had hij den roem een weg af te leggen dien hij zelf voorspeld had.
| |
Golfstroom
Keeren we even terug tot den Golfstroom. Hij wordt zoo genoemd omdat hij het best waarneembaar is wanneer hij de Golf van Mexico verlaat. Daar is de stroom 80 kilometer breed en 800 meter diep. De snelheid bedraagt 6 kilometer per uur en de temperatuur tusschen 24° en 28°. Het waterdebiet is zoowat 350 maal dat van de Mississipi. Zijn wateren zijn blauw. De noordelijke zijde van de strooming is alleen scherp afgeteekend en dan nog wel niet verder dan de lengteligging van IJsland. Langs de kusten van Groenland vloeien de wateren der Noordelijke IJszee af. De ontmoeting van de twee stroomingen van gansch verschillende eigenschappen geeft het ontstaan aan de 'Cold Wall' en aan allerlei hevige verschijnselen. Daar is onder meer de bakermat van onze Cyclonenfamilies, maar ook het kerkhof van duizenden dieren - plankton, zoowel als visschen - die onbezonnen rondzwemmen buiten de hun aangepaste wateren. Meer oostwaarts verliest de Golfstroom zijn kenmerken en we zullen onmiddellijk zien wat we gelooven moeten van de bewering dat hij onze West-Europeesche landen een zachter klimaat bezorgt dan op dezelfde breedteligging in Amerika - Labrador. (N.B. New-York ligt op de breedteligging van Rome.) Hoe is de Golfstroom ontstaan? Om een verklaring te geven zooniet 'per ultimas causas' dan toch 'per paenultimas' moeten we ons herinneren dat de lucht in den tropischen Gordel, tusschen Kreefts- en Steenbokskeerkring door de loodrechte zonnestralen verhit voortdurend stijgt. Hierdoor ontstaat, om heel de aarde een luchtstrooming naar den evenaar toe. Om wille van de traagheid bewaren die noordelijke of zuidelijke luchtmassa's hun kleinere wentelingssnelheid en de wind waait dan ook westwaarts. Zoo ontstaan de welbekende passaatwinden. Op hun beurt bewegen die winden de oppervlakte van den Oceaan en jagen het water naar Amerika toe. In het
| |
| |
Noordelijk Halfrond wordt die tropische strooming opgevangen in de Golf van Mexico waaruit zij zullen vloeien als Golfstroom. Een blik op de kaart toont dat ook de Zuidelijke tropische strooming, gedeeltelijk althans, afwijkt op de kust van Brazilië, en in de Caribische zee vermengd wordt met de Noordelijke tropische strooming. Daarom is de Gulfstream zoo bijzonder onstuimig. Gewoonlijk wordt aan de zeestroomingen een grooten invloed toegeschreven op het klimaat.
| |
Oceaan-uitzettingen
De theorie der Oceaan-uitzettingen kent dien invloed toe aan veel omvangrijkere massa's water. Volgens die theorie, die aansluit bij die van de onvermengbaarheid der zeewateren, neemt men aan dat de tropische wateren zich periodisch uitstorten over de arctische wateren. Wij moeten ons dat zoo konkreet mogelijk voorstellen en daarom fictief de tropische zeeën als van gansch verschillende natuur beschouwen. Indien de tropische wateren die lichter zijn zich uitstorten over bij voorbeeld de Noordelijke gewesten van den Oceaan dan zullen ze, wegens de aswenteling van de aarde naar rechts verschuiven. Zoo zullen de Europeesche kusten besproeid worden door warmere wateren dan de overeenkomstige Amerikaansche kusten. De oorzaken van de Oceaanuitzettingen zijn nog niet voldoende gekend, maar hun periodiciteit wijst op astronomische invloeden. Men kan ze vergelijken bij een soort jaarlijksch tij. Gedurende onze zomermaanden heeft de uitzetting plaats in het Noordelijk Halfrond; onze wintermaanden, die, omgekeerd de zomermaanden van het Zuidelijk Halfrond zijn, zijn de tijd van ebbe. Volgens deze theorie danken we dus ons zacht klimaat aan de jaarlijksche uitzettingen. Dit lijkt veel waarschijnlijker dan de hypothetische werking van een strooming die in de nabijheid van Europa spoorloos verdwenen is. Of liever, de noordelijke grens van die strooming valt juist samen met de noordelijke grens van de 'uitzetting'. Het bewijs van de werkelijkheid der uitzettingen is te zoeken in de tallooze waarnemingen - vooral metingen van temperatuur en zoutgehalte - sinds meer dan twintig jaar verzameld door le Danois, Fransch zeekundige, en zijn school. De gegevens zijn zoo overvloedig en cohaerent dat haast niet meer moet gesproken worden van een theorie maar van een feit. De 'uitzettingen' hebben aanknoopingspunten met andere waarnemingen. Zij bewijzen vooral diensten aan de visscherij. Een typisch geval is dat van de haringvangst. De haringen huizen
in arctische wateren. Wanneer de uitzetting der tropische wateren aankomt worden ze teruggedreven naar het Noorden. Nu gebeurt het soms dat de uitzetting zich uitstrekt tot de Barentzzee. Kleine hoeveelheden arctisch water langs de kusten van Noorwegen, Denemarken en Engeland bieden dan een schuilplaats aan de haringen die zich daar verzamelen en... de vangst wordt dat jaar zegenrijk. Die uitzonderlijke uitzettingen keeren periodisch weer. Zoekende in de annalen der oude kloosters die op de vischvangst een tiende hieven hebben de Noorsche zeekundigen een mooie overeenkomst gevonden tusschen de jaren van 'wonderbare vischvangsten' en jaren van uitzonderlijk belangrijke uitzettingen.
***
Dag en nacht glijden stil door den oceaan schepen van elke tonnemaat
| |
| |
en vorm: zware diesel-cargo's, mosselschuiten, passagierssteamers, oorlogsbodems,... tot het private yacht toe van den rijken landlord; sinds lang is de zee het kruispunt van alle wegen; handel, nijverheid, vakantieplezier of oorlog, zij spelen zich allen af, grootendeels, op zee. Was morgen de zee uitgedroogd dan worden we meer dan tien eeuwen achteruit geworpen...
Maar dan verdwijnt ook een feitenschatkamer voor geologie, scheikunde, dier- en plantkunde, metereologie, mechanica en al de takken van de natuurkunde; want de wetenschappen hebben elkaar niet toevallig ontmoet op zee; misschien nog meer dan elders voelen ze dat ze elkaar moeten helpen willen ze geen schipbreuk lijden. De Oceaan is het kruispunt geworden van de wegen die de geest bewandelt.
|
|
Gedeeltelijk auteursrechtelijk beschermd