De Tijdspiegel. Jaargang 45

[p. 105]

De physische toestand der zon en de weersverschijnselen op de aarde.

Van al de hemellichamen, die in het onmetelijke luchtruim zweven en hun licht doen schijnen over onze aarde, is er geen, dat tot deze in nauwere betrekking staat en daarop meer invloed uitoefent dan de zon.

Bij de meeste volken der oudheid was de zon dan ook het voorwerp van de vurigste hulde en werd haar, als het beeld van de alles bezielende macht op aarde, goddelijke eer bewezen. Tot die zonaanbidders behoorden o.a. de Egyptenaren, die hare kracht in een menschelijk wezen verplaatst dachten, dat zij, als het waardigste beeld van den eeuwigen, scheppenden God, onder den naam van Ra aan den hemel en als Osiris op de aarde vereerden. Andere volken, zooals de Perzen, maakten het hemellichaam zelfs tot een voorwerp van aanbidding. En ook bij de latere, meer beschaafde volken hebben tal van dichters, zoowel van de oudheid als van den nieuweren tijd, de zon, als moeder der aarde, in hunne verzen bezongen. Zelfs de minst beschaafde volken hebben, zonder dat zij zich nog eenigszins rekenschap konden geven van hare eigenlijke rol in het heelal, toch reeds onwillekeurig de beteekenis van de zon voor de instandhouding van het leven en de organische natuur leeren kennen en hulde gebracht aan den zegenenden invloed, dien zij op het geheele bestaan van den mensch uitoefent.

Geene hulde is zeker meer verdiend dan deze. Daarbij hebben wij niet zoozeer de reeds sedert langen tijd bekende rol op het oog, die de zon vervult als mechanische oorzaak van de beweging der aarde en der overige planeten, als middelpunt van ons zonnestelsel en daardoor weer als de oorsprong van tal van verschijnselen aan den hemel en op de aarde, die van die beweging het gevolg zijn, als: de afwisseling van dag en nacht, van de jaargetijden, enz.

Evenmin wenschen wij den lezer bezig te houden met de verschijnselen, die de zon veroorzaakt als licht- en warmtebron, zooals de vorming der klimaten, het ontstaan der winden, der zeestroomingen en nog vele andere, die als algemeen bekend mogen verondersteld worden.

Wij stellen ons dus meer in het bijzonder voor, in de volgende bladzijden de aandacht te vestigen op eenige verschijnselen, die op den

[p. 106]

physischen toestand der zon en vooral op dien van hare oppervlakte betrekking hebben en die eerst in den lateren tijd door de ontwikkeling der nieuwere natuur- en scheikunde eene meer volledige verklaring hebben gevonden.

De verschijnselen, die wij hier bedoelen, zijn van bijzonder gewicht, niet slechts voor den mensch zelven, doch ook voor het bestaan der geheele organische natuur in het algemeen. De zon is de levenwekkende bron voor onze aarde; zij alleen maakt, door hare koesterende stralen, het leven mogelijk, doet onzen oogst gedijen, onze vruchten rijpen en levert ons den heerlijksten wijn als het voortbrengsel van den arbeid, die van haar, in den vorm van licht en warmte, uitgaat.

Doch, wat meer zegt, de tegenwoordige natuurwetenschap heeft met zekerheid bewezen, dat de zon niet alleen het aanzijn heeft gegeven aan alles, wat leeft op aarde, doch dat zij ook de eenige bron is van elke beweging, dat zij alleen het arbeidsvermogen levert, dat op de aarde, in welken vorm ook, aanwezig is, en dat elke verandering, die haar physische toestand ondergaat, van grooten invloed is op de meteorologische toestanden der aarde. Het kan dus geene verwondering baren, dat men in de laatste jaren die veranderingen in den physischen toestand der zon zoo nauwkeurig mogelijk tracht te doorgronden en haar invloed op de weersverschijnselen onzer planeet tracht op te sporen.

Tot vóór korten tijd was omtrent die verschijnselen nog slechts zeer weinig bekend, hoewel reeds in zeer oude tijden de opmerkzaamheid des menschen getrokken werd door den invloed, dien de hemellichamen op de natuurverschijnselen der aarde uitoefenen. Want daartoe werden de oudste volken spoedig gedreven, toen zij het nomadenleven vaarwel zeiden, zich aan den akkerbouw gingen wijden en dus vaste woonplaatsen betrokken. Toen werden zij meer en meer genoodzaakt, over de hen omringende nuttige of schadelijke natuurverschijnselen na te denken, zich van de gevolgen daarvan rekenschap te geven en zich de aldus opgedane ervaringen ten nutte te maken. In dien zin is dus de meteorologie eene zeer oude wetenschap, daar de mensch zich reeds sedert eeuwen eene verklaring tracht te vormen van den onderlingen samenhang der meteorologische verschijnselen.

En toch heeft op dit gebied steeds de grootste duisternis geheerscht en zelfs nu heeft de meteorologie wel is waar groote vorderingen gemaakt, doch blijven daarin nog steeds vele raadselen bestaan, die niet zijn opgelost. De ontwikkeling dezer wetenschap hield geen gelijken tred met die der beschaving in het algemeen, deels omdat hare verschijnselen veelal van zeer samengestelden aard zijn en dus groote moeielijkheden bij het onderzoek aanbieden, deels omdat hier tal van ingewortelde valsche denkbeelden het juiste onderzoek in den weg stonden en eerst langzamerhand konden worden uitgeroeid, om voor juistere begrippen plaats te maken.

Doch tegenwoordig beginnen zich ook hier meer en meer de zegen-

[p. 107]

rijke gevolgen te openbaren van de nieuwere denkbeelden, die de natuurwetenschap heeft doen geboren worden. Reeds vele geleerden van naam hebben zich gewijd aan deze jeugdige wetenschap en mochten erin slagen, vele verschijnselen der meteorologie onder vaste wetten te brengen en, door toepassing van de uitkomsten der wetenschap, het onderling verband tusschen die verschijnselen op te sporen. In deze richting meer en meer werkzaam te zijn, is het doel der nieuwere meteorologie.

In één opzicht kan deze zich reeds nu op hoogst gewichtige uitkomsten beroemen en wel op die, welke betrekking hebben op den physischen toestand der zon en den invloed daarvan op de verschijnselen in onzen dampkring. Wel is waar had de zon, die de eerste plaats onder alle hemellichamen inneemt, de opmerkzaamheid van den mensch tot zich getrokken wegens haar machtigen invloed op de aarde als licht- en warmtebron, doch eerst aan den jongsten tijd was het voorbehouden, over deze verschijnselen een helder licht te doen opgaan, de natuur van de oppervlakte der zon en de verschillende veranderingen, die deze ondergaat, te ontsluieren en de weersverschijnselen op de aarde daarmede in verband te brengen.

De gewichtigste feiten, die hierop betrekking hebben, danken wij aan eene methode van onderzoek, de spectraal-analyse, die eerst omstreeks het jaar 1860 door de beide Duitsche natuuronderzoekers Kirchhoff en Bunsen ontdekt werd. De spectraal-analyse stelt ons in staat, om het licht der zon in zijne samenstellende kleuren te ontleden en een kleurenbeeld (spectrum) voort te brengen, waarin men bij nauwkeurige waarneming tusschen de gekleurde banden talrijke donkere strepen, de strepen van Fraunhofer, opmerkt, die steeds eene vaste plaats in het spectrum innemen. Dergelijke strepen, doch van eene bepaalde kleur, kunnen wij echter ook waarnemen in het spectrum van gloeiende dampen en gassen der op de aarde voorkomende grondstoffen. Door nu de in het zonnespectrum voorkomende donkere strepen door een gevoelig werktuig (spectroscoop) nauwkeurig te onderzoeken en te vergelijken met het spectrum van ons bekende gloeiende dampen en gassen, kon men dus bepalen, welke van deze stoffen op de zon voorkomen.

In het algemeen is men door dit onderzoek tot de overtuiging gekomen, dat op de zon dezelfde grondstoffen voorkomen als op de aarde. Doch niet slechts den aard dier stoffen heeft men bepaald, ook den toestand, waarin zij op de zon voorkomen, kon men, deels uit den aard van het spectrum, deels uit andere verschijnselen, afleiden, vooral ook uit die, welke bij de aswenteling der zon en bij de zonsverduisteringen worden waargenomen.

Dit onderzoek heeft bewezen, dat de zon, althans aan hare oppervlakte, - waarschijnlijk echter ook tot eene groote diepte - geen samenhangend vast lichaam is, doch uit gasvormige stoffen, uit gloeiende gas- en metaaldampen bestaat. Dat blijkt onder meer hieruit, dat niet

[p. 108]

elk punt van de oppervlakte der zon de omwenteling om de as in denzelfden tijd volbrengt, en dit verschijnsel is alleen mogelijk, als de oppervlakte vloeibaar of gasvormig is. Nu kunnen echter gassen in dien toestand niet sterk lichtgevend zijn; het licht der zon is het gevolg van eene zekere afkoeling aan de buitenste oppervlakte door de voortdurende uitstraling van warmte in de koude wereldruimte. Door die afkoeling worden de dampen aan de oppervlakte der zon tot nevels van vloeibare en vaste deeltjes verdicht en deze vormen de eigenlijke lichtgevende buitenlaag der zon: de photosfeer.

Uit het voortbestaan van die sterk lichtgevende en warmte uitstralende oppervlakte gedurende duizenden jaren volgt echter noodzakelijk, dat de zon zelfs tot eene groote diepte uit gloeiende gassen moet bestaan. Immers, door de onophoudelijke uitstraling van warmte zou de buitenste laag spoedig in die mate zijn afgekoeld, dat zij geen licht meer zou kunnen uitstralen. Daar de zon echter steeds voortgaat, reeds sedert de oudste historische tijden, ons evenveel licht en warmte toe te zenden, moeten wij aannemen, dat de door uitstraling verloren warmte steeds uit de diepere lagen wordt aangevuld, dat er voortdurend gloeiende gas- en metaaldampen uit die lagen opstijgen tot in en boven de photosfeer en dat dus de zon tot eene groote diepte uit gloeiende gassen van buitengewoon hooge temperatuur bestaat.

Deze beschouwingen zijn ook inderdaad door het onderzoek bevestigd. Door de spectraal-analyse heeft men bewezen, dat er voortdurend ontzaglijk groote stroomen van waterstof en gloeiende metaaldampen tot boven de photosfeer opstijgen, en bij de zonsverduisteringen kan men waarnemen, dat deze laatste door een dampkring van gloeiende waterstof, de chromosfeer, is omgeven, die zich op vele plaatsen als prachtige, roodgekleurde massa's, de zoogenaamde protuberansen, daarboven verheft. Deze protuberansen doen zich als uitbarstingen van waterstofgas voor en zijn ongetwijfeld het gevolg van uiterst hevige beroeringen in de gloeiend gasvormige massa der zon. Zij staan, zooals tegenwoordig algemeen wordt aangenomen en straks nader zal worden uiteengezet, in nauw verband met de zonnevlekken. Men kan verder bij eene totale zonsverduistering nog een ander lichtverschijnsel aan de zon opmerken. Langs den omtrek der donkere maanschijf, die de zon aan ons oog onttrekt, vertoont zich dan een prachtige, zilverwitte lichtkrans, de zoogenaamde lichtkroon of corona, die wellicht moet beschouwd worden als eene uiterst fijne nevelmassa, die door electrische werking van de zon wordt afgestooten.

Het feit, dat de meeste elementen, die wij op de aarde slechts in vasten of vloeibaren toestand kennen, op de zon als gloeiende gassen voorkomen, bewijst reeds op zichzelf, dat op dit hemellichaam eene temperatuur moet heerschen, waarvan wij ons op aarde zelfs geene voorstelling kunnen maken. En nog hooger stijgt onze verbazing, als

[p. 109]

wij ons eenigszins nauwkeuriger rekenschap trachten te geven van den onmetelijken arbeid, die door de zonnestralen wordt geleverd.

Wezen wij reeds in den aanvang van dit opstel op het feit, dat alle beweging, alle leven, al het arbeidsvermogen op de aarde alleen het gevolg is van de warmte der zonnestralen, zoo is dat toch eigenlijk slechts nog een uiterst klein gedeelte van den geheelen arbeid, dien de zon verricht. De aarde toch ontvangt, onder al de planeten, slechts een zeer klein deel van de warmte, die de zon uitstraalt, en zelfs voor al de planeten te zamen bedraagt dat aandeel zoo weinig, dat het in het niet verzinkt tegenover de gezamenlijke hoeveelheid warmte, die de zon uitstraalt. Verreweg het grootste gedeelte immers van die warmte gaat in de onmetelijke wereldruimte verloren en men heeft berekend, dat al de planeten te zamen slechts één 227-millioenste gedeelte van de totale hoeveelheid der uitgestraalde warmte opvangen. Nemen wij in aanmerking, welk een verbazende arbeid op de aarde en de overige planeten zelfs reeds door dit bijna oneindig kleine gedeelte van die zonnewarmte wordt verricht, dan moet de geheele hoeveelheid in de zon opgehoopte warmte alle bevatting te boven gaan.

Het is, zooals vanzelf spreekt, zeer moeielijk, ja, zelfs onmogelijk, de ware temperatuur der zon te bepalen. Toch heeft men, door toepassing der nieuwere natuurkundige methoden, getracht haar bij benadering te schatten, doch de zeer uiteenloopende uitkomsten, waartoe de geleerden daarbij zijn gekomen, bewijzen juist het ontoereikende dier methoden. Zoo werd die temperatuur door Berthelot en St. Claire Deville geschat op 3000, door Poullet slechts op 1600 graden. Zöllner berekende de temperatuur van de oppervlakte der zon op 27000, die van hare kern zelfs op 85000 graden. Rosetti neemt eene temperatuur aan van 10000 graden; anderen weer komen tot veel hoogere uitkomsten en sommigen stellen haar op niet minder dan 5 millioen, Secchi zelfs op 10 millioen graden.

Even moeielijk is de beantwoording van de vraag, welke de eigenlijke bron is van de zonnewarmte, en deze voert ons, nog meer dan de vorige, op het gebied der hypothesen. Het denkbeeld, dat de zon een brandende bol zou zijn, zooals men vroeger meende, moet ten eenen male verworpen worden, want de verbazende hoeveelheden warmte, die de zon reeds sedert eene aanzienlijke tijdruimte afgeeft, zouden in dat geval eene toenemende uitputting der verbrandende zonnemassa moeten ten gevolge hebben en daardoor weer eene merkbare vermindering van hare temperatuur, hetgeen echter door de waarnemingen, sedert de oudste tijden verricht, niet bevestigd wordt. Dat zulk eene vermindering der brandende zonnemassa zich spoedig zou doen gevoelen, kunnen wij hieruit afleiden, dat eene hoeveelheid steenkool, die gelijk is aan de massa der geheele aarde, bij hare verbranding slechts eene warmtehoeveelheid zou voortbrengen, gelijk aan die, welke door de zon reeds in 30 uren wordt uitgestraald.

[p. 110]

Men heeft dus de oorzaak der zonnewarmte in andere oorzaken dan in verbranding te zoeken. Sommigen willen haar toeschrijven aan eene voortdurende samentrekking van de massa der zon. Daardoor zouden zeker aanzienlijke hoeveelheden warmte kunnen ontstaan, doch deze hypothese is in strijd met alle geologische en mechanische theorieën en moet dus als onhoudbaar beschouwd worden. Door Mayer en Thomson werd eene andere hypothese opgesteld. Zij nemen aan, dat de warmte der zon wordt voortgebracht door de onophoudelijke botsing met zwermen van meteoorsteenen, die in hun omloop door de zon zouden worden aangetrokken. Doch hierbij stuit men weder op het bezwaar, dat in dat geval de massa der zon zoo aanzienlijk zou moeten toenemen, dat in het geheele planetenstelsel gansch andere toestanden zouden optreden dan de aldaar feitelijk thans heerschende. Ook aan deze hypothese wordt dus tegenwoordig geene waarde meer gehecht.

Voor eenige jaren werd de wetenschap door den bekenden natuurkundige Sir William Siemens met eene nieuwe hypothese over dit onderwerp verrijkt, die, al zijn ook daartegen nog bedenkingen aan te voeren, toch rekening houdt met de uitkomsten der nieuwere wetenschap en die bovendien, beter dan eenige andere theorie, vele verschijnselen aan den hemel op bevredigende wijze verklaart.

Siemens gaat bij zijne theorie blijkbaar uit van het beginsel van warmte-reproductie, dat hij in zijne regeneratief-gasovens op zoo gelukkige wijze practisch heeft toegepast. Ook de zonnewarmte gaat, volgens hem, niet nutteloos in de wereldruimte verloren, doch wordt telkens opnieuw gereproduceerd en keert weer tot de zon zelve terug. De grondslag tot zijne theorie werd door Siemens gelegd naar aanleiding van de proeven, die hij nam, om de ontledende werking der zonnestralen op waterdamp en koolzuur aan te toonen. Hij vond, dat waterdamp, die zich in zeer verdunden toestand bevindt, b.v. in eene glazen buis onder de zeer geringe spanning van 1/1800 atmosfeer, door den invloed der zonnestralen in zijne bestanddeelen ontleed wordt en dat zulks in zekere mate ook met koolzuur het geval is.

Volgens Siemens is de wereldruimte niet met eene onbekende aether-massa, doch met eene uiterst verdunde atmosfeer van waterstof, koolwaterstofgassen en zuurstof gevuld, die voortdurend door den arbeid der zonnestralen opnieuw worden voortgebracht. Door de snelle beweging der zon in deze ijle gasmassa ontstaat eene voortdurende strooming dier gassen naar de zon en wel naar hare polen; bij het naderen van de photosfeer worden deze gassen door samendrukking warm en ontbranden met vlam. Door die verbranding gaat de waterstof in water, de koolstof in koolzuur over; deze gassen stroomen naar den aequator der zon terug en worden vandaar weer door de middelpuntvliedende kracht in de wereldruimte geslingerd. Daar verspreiden zij zich en gaan weer in een uiterst verdunden toestand over, waarna zij ontleed worden door de warmte der zonnestralen, van welke men vroeger meende,

[p. 111]

dat zij in de wereldruimte verloren ging. Bij die ontleding ontstaan dus weer waterstof, zuurstof, enz., die zich weer naar de polen der zon begeven en daar door hare verbinding weer nieuwe hoeveelheden warmte voortbrengen.

Vele verschijnselen laten zich door deze hypothese op ongedwongen wijze verklaren, zooals b.v. de corona, die bij totale zonsverduisteringen zichtbaar is. Mogen tegen de theorie ook bezwaren worden ingebracht en zij geene volledige oplossing van dit vraagstuk geven, zoo is zij toch wellicht eene eerste gewichtige schrede daartoe, terwijl zij in elk geval uitgaat van eene der gewichtigste grondwaarheden der nieuwere natuurwetenschap: het beginsel van het behoud van arbeidsvermogen.

Ook uit een ander oogpunt verdient deze theorie nog de aandacht: zij geeft eene bevredigende verklaring van het ontstaan der luchtelectriciteit. Het is reeds sedert langen tijd bewezen, dat de zon een zeer grooten invloed heeft op de vorming der electriciteit in onzen dampkring en op de electrische toestanden der atmosfeer. Reeds Becquerel verklaarde het ontstaan van de electriciteit in den dampkring door de ontleding der waterstofverbindingen, die op de zon voorkomen. De geweldige hoeveelheden waterstof, die uit de zon ontwijken en zich aan ons oog in den vorm van protuberansen voordoen, zijn positief electrisch en geven hare electriciteit aan de wereldruimte en door deze weer aan onzen dampkring af.

Doch de hypothese van William Siemens aangaande het ontstaan der zonnewarmte levert eene veel meer bevredigende verklaring van dit verschijnsel en, van haar uitgaande, heeft voor korten tijd (1884) Werner Siemens eene uitvoerige theorie ter verklaring der electrische verschijnselen in den dampkring bekendgemaakt. Wij hebben gezien, dat, volgens de hypothese van William Siemens, eene voortdurende beweging der zonnedampen plaats heeft van de polen naar den aequator van dat hemellichaan. Door de wrijving dezer gassen worden zoowel deze als de zon zelve electrisch gemaakt en die electrische gassen worden ten gevolge der middelpuntvliedende kracht in de wereldruimte geslingerd. De zon wordt positief electrisch, de weggeslingerde gassen worden met negatieve electriciteit geladen. De positieve electriciteit der zon werkt dan ‘door inductie’ op de aarde, d.i. zij trekt de negatieve electriciteit der aarde zoodanig aan, dat deze aan de oppervlakte van onze planeet wordt vastgelegd, terwijl de daardoor vrij geworden positieve electriciteit der aarde zich in de lucht en de wereldruimte verspreidt.

Verschillende electrische verschijnselen in den dampkring kunnen door deze theorie voldoende verklaard worden. In de eerste plaats leeren wij er den oorsprong van de positieve luchtelectriciteit uit kennen. Vervolgens geeft zij ook eene zeer waarschijnlijke oplossing van het merkwaardige verschijnsel der Noorderlichten, want de van de aarde afkomstige positieve electriciteit, die zich ten gevolge der inductie in

[p. 112]

de lucht verspreidt, en de van de zon weggeslingerde negatieve electriciteit ontmoeten elkaar aan de grenzen van onzen dampkring en geven daar door ontlading aanleiding tot prachtige lichtverschijnselen, evenals wij die op kleine schaal inde Geisslersche buizen kunnen voortbrengen.

Verder laat zich door de theorie van Siemens ook op zeer aannemelijke gronden het verband uiteenzetten tusschen het Noorderlicht en het aantal der zonnevlekken, want, zooals wij straks nader zullen zien, die vlekken zijn het gevolg van geweldige storingen en uitbarstingen in de gasmassa der zon en zullen dus steeds gepaard gaan met variaties in de electrische spanning der zonnegassen. Doch deze moeten noodzakelijk weer variaties van de aard-electriciteit ten gevolge hebben en de daarop volgende vereeniging der ongelijknamige electriciteiten, de ontlading daarvan, zal van het bedoelde lichtverschijnsel vergezeld gaan. En daar men nu ook verband gevonden heeft tusschen het aantal der zonnevlekken en het aardmagnetisme, ligt het voor de hand, in hetzelfde verschijnsel ook de oorzaken van de magnetische toestanden der aarde te zoeken, iets, waarin men vóór dien tijd nog niet voldoende geslaagd was. Men heeft nl. bewezen, dat eene draaiende electrische schijf eene zekere werking op de magneetnaald uitoefent, en het laat zich dus zeer goed denken, dat de met electriciteit geladen aarde door hare draaiende beweging magnetische verschijnselen teweegbrengt, die zich aan ons in die van het aardmagnetisme doen kennen.

Wij komen nu tot een der merkwaardigste verschijnselen aan de oppervlakte der zon: de zoogenaamde zonnevlekken, die te meer in hooge mate onze aandacht verdienen, daar zij vooral in nauw verband schijnen te staan met de meteorologische toestanden en de weersverschijnselen op de aarde.

De zon vertoont aan het oog geene samenhangende, lichtgevende oppervlakte, doch het licht is op vele plaatsen afgebroken door donkere vlekken. Ook overigens is de oppervlakte der zon niet homogeen, doch korrelig en ongelijkmatig; zij bestaat, als het ware, uit een ontelbaar aantal lichtende punten, die van elkaar door donkere tusschenruimten, de zoogenaamde poriën, zijn gescheiden. Hier en daar verkrijgen deze donkere gedeelten eene grootere uitgebreidheid en vormen dan de eigenlijke zonnevlekken.

Deze vlekken doen zich voor als figuren van meer of minder onregelmatigen vorm, die in het midden zeer donker zijn, aan den omtrek eene minder donkere halfschaduw vertoonen en meestal omringd zijn door lichtgevende stof. De vlekken zijn niet geheel willekeurig over de oppervlakte der zon verspreid, de meeste vindt men in de nabijheid van den aequator der zon.

De kennis van het bestaan der vlekken is, zonder dat men zich van hare natuur nog voldoende rekenschap kon geven, reeds bijna drie eeuwen oud, doch zij was het gevolg van de onderzoekingen van meer

[p. 113]

dan één geleerde. Onder hen, die zich het eerst daarmede bezighielden, ontmoeten wij ook een vaderlandsch geleerde, die waarschijnlijk zelfs het eerst de aandacht op dit verschijnsel vestigde, nl. Johannes Fabricius uit Friesland, die in het jaar 1610 de vlekken ontdekte met behulp van een destijds eerst kort geleden, insgelijks op vaderlandschen bodem, ontdekt werktuig, nl. het perspicillum Batavum, den verrekijker, die door Hans Lippershey of Lippersheim, brillenslijper te Middelburg, werd uitgevonden. Volgens anderen zouden de zonnevlekken het eerst ontdekt zijn door Pater Schemer, Jezuïet te Ingolstadt, een uitstekend sterrenkundige, aan wiens meening destijds echter geen geloof werd gehecht. Spoedig daarna, in 1611, werden zij ook door Galileo Galileï, den beroemden Florentijnschen wis- en sterrenkundige, waargenomen en hij maakte er zelfs gebruik van, om den omloopstijd der zon te berekenen, daar hij ze als een onderdeel van de zonnemassa beschouwde en aannam, dat zij zich met dezelfde snelheid als deze bewegen.

Omtrent den aard der zonnevlekken is men eerst sedert de onderzoekingen der laatste jaren tot eenige meerdere zekerheid gekomen, doch men vormde zich daarvan vroeger de meest uiteenloopende voorstellingen. Galileï beschouwde ze als onderdeelen van de zon, doch Pater Scheiner, die omstreeks denzelfden tijd leefde, meende reeds toen, - hetgeen later werkelijk bewezen is - dat hare beweging om de zon niet gelijkmatig was en dat zij dus niet tot het lichaam der zon behoorden. Hij beschouwde ze dus, doch ten onrechte, als wachters der zon, als bijzonnen.

Ook de beroemde astronoom Johannes Keppler sprak reeds in 1613 zijne meening over dit onderwerp uit; hij merkte ook reeds op, dat de vlekken zich, onafhankelijk van de zon, bewegen en dat die beweging niet evenwijdig is aan de omloopsbaan der zon en ook niet dezelfde snelheid heeft als deze. Ook hij besloot daaruit, dat de vlekken niet tot de oppervlakte der zon behooren, en, daar zij nu eens zich vertoonen, dan weer verdwijnen en telkens van vorm en grootte veranderen, beschouwde hij ze als een dergelijk verschijnsel als de wolken op de aarde. Dit denkbeeld vond zelfs in de laatste jaren nog een verdediger in den beroemden natuurkundige Professor Kirchhoff te Heidelberg.

Sedert den tijd van Galileï en Keppler heeft men een zoo groot aantal hypothesen verkondigd omtrent den aard en het ontstaan der zonnevlekken, dat het ons te ver zou voeren, deze hier alle te vermelden. Wel munten vele dier theorieën uit door groote scherpzinnigheid, doch zelfs tot in den jongsten tijd waren omtrent de vraag, of de vlekken een onderdeel van de photosfeer uitmaken, de meeningen nog even verdeeld als in den tijd van Keppler. Lalande beschouwde de vlekken als bergen, hetgeen echter door hare eigene beweging weersproken wordt. Derham schreef ze toe aan rook uit de vulkanen der zon.

[p. 114]

Anderen meenden weer, dat de zon zelve een vloeibare bol was en de vlekken niet-gloeiende massa's waren, die daarin dreven, evenals de slakken bij onze tegenwoordige vulkanen.

Doch al deze hypothesen moesten wijken voor de tegenwoordig heerschende meening, waaraan men eene hooge mate van waarschijnlijkheid mag toekennen, nl. dat de zonnevlekken openingen van aanzienlijke diepte zijn in de buitenste gasmassa der zon en dat de donkere tint slechts schijnbaar is en moet toegeschreven worden aan het contrast met de sterk lichtgevende oppervlakte. Inderdaad heeft men gevonden, dat de donkere kernen der vlekken geenszins volkomen duister zijn, doch dat haar licht zelfs nog 5000 malen sterker is dan dat van de volle maan. De juistheid dezer theorie is o.a. door de nauwkeurige onderzoekingen van den Engelschen natuurkundige Carrington met groote zekerheid aangetoond. Hij vond, dat de zonnevlekken holten van aanzienlijke diepte zijn, hoewel de afmetingen verschillen. Sommige vlekken kan men zelfs met het bloote oog waarnemen, hetgeen bewijst, dat deze minstens driemaal zoo groot moeten zijn als de aarde. De diepte, tot welke zij zich onder de oppervlakte der photosfeer uitstrekken, kan dan ook somtijds 2000 à 6000 kilometers bedragen.

De vorm der vlekken is eenigszins rond, trechtervormig, en zij loopen dus naar de richting van het middelpunt der zon smal toe, terwijl hare as ongeveer de richting heeft van de verticaal. Aan den buitenrand zijn zij meestal omringd door sterk lichtgevende gedeelten, de zoogenaamde zonnefakkels, die men als opheffingen der photosfeer moet beschouwen. Hier hebben dus blijkbaar hevige bewegingen in de photosfeer plaats en de holten zijn met meer of minder doorschijnende gassen gevuld, want zij bieden weerstand aan de beweging der lichtgevende gassen.

Opmerkelijk is het verschijnsel, dat de vlek somtijds uit elkaar barst en er dan een groot aantal andere uit ontstaan. Ook gebeurt het, dat uit de photosfeer zekere gedeelten loslaten, als het ware over de vlek heenvallen en deze in twee helften verdeelen, waarbij Carrington vond, dat de helft, die naar de baan der zonnebeweging gekeerd is, zich het eerst afscheidt en zich met groote snelheid beweegt. Diezelfde onderzoeker vond ook, na waarnemingen van vele jaren, dat er twee soorten van zonnevlekken zijn: blijvende en tijdelijke. De eerste vertoonen zich telkens opnieuw, als het gedeelte der zon, waar zij zich bevinden, naar ons toegekeerd is; de tijdelijke zijn over verschillende gedeelten der oppervlakte verspreid, vertoonen zich slechts enkele dagen en verdwijnen dan weer. De vlekken verschijnen meestal aan den oostelijken rand der zon, verdwijnen, na de omwenteling, aan de westzijde en komen dan somtijds na 13 dagen weer aan de oostzijde te voorschijn, terwijl andere verdwijnen.

In plaats van de vroeger heerschende onjuiste denkbeelden is men nu ook tamelijk algemeen tot eene meer waarschijnlijke verklaring van het ontstaan der zonnevlekken gekomen. Volgens deze theorie, die

[p. 115]

wij aan Faye te danken hebben en die door vele andere astronomen met geringere of grootere wijzigingen is aangenomen, moeten de zonnevlekken beschouwd worden als eene soort van cyclonen of wervelbewegingen van de zonnegassen.

De deelen der photosfeer hebben niet overal dezelfde snelheid, doch de beweging is verschillend naar de plaats, waar die gassen zich bevinden, zoodat de snelheid het grootst is in de nabijheid van den aequator, het kleinst bij de polen der zon. Het gevolg van die ongelijke snelheid der bewegende deelen is, dat er wervelbewegingen ontstaan op dezelfde wijze als in het water een draaikolk gevormd wordt of in de lucht de wervelwinden of cyclonen ontstaan, die in onzen dampkring zoo dikwijls voorkomen. En evenals op de aarde de wervelwinden of tornado's den vorm van kegels vertoonen en zich over hare oppervlakte voortbewegen, zoo moeten wij ons ook de zonnevlekken, die, zooals wij zagen, insgelijks eene kegelvormige gedaante hebben, voorstellen als wervelwinden van de gloeiende gasmassa's. Ook zij bewegen zich over de oppervlakte der zon voort en hare wervelbeweging vertoont dezelfde richting als de lucht in de orkanen, d.i. op het zuidelijk halfrond in de richting der wijzers van een uurwerk, op het noordelijk halfrond in tegenovergestelde richting. De vlekken oefenen door hare beweging eene zuigende werking uit op de gassen en verkoelde dampen der lichtgevende oppervlakte; deze worden naar beneden in de kern gezogen en veroorzaken daar eene opslorping van het licht, waardoor zij donker schijnen.

Ook de protuberansen staan met de zonnevlekken in verband. Hoewel zij ook op andere plaatsen der oppervlakte voorkomen, ontspringen toch de grootste protuberansen, die dus de hevigste uitbarstingen vertegenwoordigen, uit de sterk lichtgevende randen der zonnevlekken. Men moet zich dus voorstellen, dat ook de waterstof in de trechters der wervelwinden naar beneden gezogen wordt, daar aanzienlijk in temperatuur stijgt en door hare lichtheid aan den omtrek der trechters met groote snelheid opstijgt en, met zware gloeiende metaaldampen beladen, door de photosfeer heendringt. Dat de vlekken zich niet overal op de oppervlakte der zon vertoonen, is een verschijnsel, dat met haar ontstaan in het nauwste verband staat. Alleen daar toch, waar het verschil in snelheid der aan elkaar grenzende parallelcirkels groot genoeg is, kunnen zich de orkanen vormen, die het verschijnsel der vlekken teweegbrengen. Carrington heeft berekend, dat dit verschil in snelheid het grootst is op eene breedte van 28^o, waar dan ook de meeste vlekken voorkomen, terwijl bij den aequator, waar men bijna geene vlekken waarneemt, het verschil het geringst is.

Behalve door Faye, zijn ook door andere geleerden verklaringen gegeven van het ontstaan der zonnevlekken en wij wenschen daarvan hier nog slechts eene enkele te vermelden.

Gaston Planté, een Fransch natuuronderzoeker, bekend door zijne

[p. 116]

uitvinding der accumulatoren, heeft door middel van deze toestellen dynamische electriciteit van zeer hooge spanning voortgebracht en daarmede merkwaardige proeven op vloeistoffen en gassen genomen en uit de daarbij waargenomen uitkomsten eene verklaring trachten te geven van zekere kosmische en meteorologische verschijnselen, o.a. ook van de zonnevlekken. Uit proeven, die hij nam door electrische ontladingen te laten werken op filtreerpapier en waarbij verschijnselen optraden, die met die der zonnevlekken de grootste overeenkomst vertoonden, alsmede uit het uiterlijk van de door de electrische vonk gesmolten metalen kogels, besluit hij, dat de verschijnselen op de zon het gevolg zijn van de werking van dynamische electriciteit van hooge spanning.

De zon zou, volgens Planté, beschouwd moeten worden als een geëlectriseerde holle kogel, die met gassen of dampen gevuld is en omringd is door een gesmolten, gloeiend omhulsel. De rimpels en oneffenheden der oppervlakte zouden ontstaan door de slingerende beweging van dat vloeibare omhulsel. De zonnevlekken zijn doorboringen van dat omhulsel door de uittredende gassen en dampen en komen door electrische uitbarstingen tot stand. Zij vertoonen den haar eigenaardigen vorm als een gevolg van het feit, dat de zonnemassa sterk positief electrisch is, evenals de lichamen, waarop Planté zijne proeven nam en waarbij hij overeenkomstige verschijnselen waarnam. Dat ook voor deze verklaring iets te zeggen is, springt te meer in het oog, als wij haar beschouwen in verhand met de boven besproken electrische zonnetheorie van Werner Siemens.

Zonder ons nu echter verder in de hypothesen ter verklaring van het ontstaan der zonnevlekken te verdiepen, wenschen wij meer in het bijzonder haar invloed na te gaan op de verschijnselen in onzen dampkring en op de meteorologische toestanden op de aarde in het algemeen. Die invloed, reeds vóór langen tijd vermoed, is thans met zekerheid aangetoond en de grillige veranderingen, die wij in de weersverschijnselen op de aarde waarnemen, worden tegenwoordig voor een groot deel aan de meerdere of mindere talrijkheid der zonnevlekken toegeschreven.

Dat de zonnevlekken invloed hebben op de temperatuurstoestanden der aarde, werd reeds in de vorige eeuw verondersteld en de Italiaansche sterrenkundige Riccioli, pater der Jezuïeten, schreef reeds in 1732 aan het geringe aantal der destijds waargenomen zonnevlekken de buitengewone herfstwarmte van dat jaar toe. Zelfs ook de beroemde Engelsche sterrenkundige William Herschel had reeds den invloed der zonnevlekken op het klimaat waargenomen. Hij vergeleek in 1801 de tarweprijzen in Engeland met het aantal zonnevlekken en vond, dat goedkoope jaren met de maxima en slechte jaren met de minima der zonnevlekken samenvallen. Fritz te Zürich heeft verder getracht het bewijs te leveren, dat in de jaren der maxima daarentegen de beste

[p. 117]

wijn gewonnen wordt; terwijl de opbrengst het grootst is in die wijnjaren, welke met de minima samenvallen.

Uitvoerige en nauwkeurige onderzoekingen hadden reeds in de vorige eeuw geleerd, dat de vlekken ook een zekeren invloed hebben op de meteorologische toestanden onzer planeet. Dit feit staat tegenwoordig onherroepelijk vast en het lijdt nu geen twijfel meer, dat de uitstraling van warmte door de zon met het aantal harer vlekken wijziging ondergaat en dat de temperatuur van onzen dampkring daarmede wezenlijk in verband staat. Men heeft ook gevonden, dat de weersgesteldheid, de talrijkheid en hevigheid der winden, de hoeveelheid regen enz., niet slechts afhankelijk zijn van den stand der zon ten opzichte van de aarde, doch evenzeer van den physischen toestand van dat hemellichaam en in het bijzonder van de menigvuldigheid der zonnevlekken.

Van welken aard echter die invloed der zonnevlekken is, aan welke oorzaken het verband tusschen haar aantal en de weersverschijnselen moet worden toegeschreven, kan tot nog toe nog niet nauwkeurig worden bepaald. Vele Engelsche natuuronderzoekers meenen uit hunne waarnemingen en proeven te mogen afleiden, dat de uitstraling der zon het grootst is in de periode, als het aantal der zonnevlekken een maximum bereikt, d.i. in de zoogenaamde periode der maxima en het kleinst in de periode der minima. Hoe dit echter zij, zoo kan toch dit met zekerheid worden vastgesteld, dat vele aardsche verschijnselen ontwijfelbaar met het aantal der zonnevlekken in verband staan. Naar het schijnt, strekt die invloed zich zelfs niet slechts tot onze aarde, doch ook tot andere hemellichamen uit. De Engelsche astronoom Ranyard vestigde de aandacht op het verschijnsel, dat de strepen op de planeet Jupiter het duidelijkst worden waargenomen in de jaren, dat de zon de meeste vlekken vertoont.

Voor het vaststellen van het verband tusschen de menigvuldigheid der zonnevlekken en de weersverschijnselen op aarde is het feit van groot gewicht, dat de zonnevlekken periodiek terugkeeren, want daardoor eerst is het mogelijk geworden, die maxima en minima te vergelijken met de meteorologische toestanden.

Het verschijnsel van de periodiciteit der zonnevlekken werd het eerst waargenomen door Schwabe te Dessau. Hij kwam door langdurige en onvermoeide waarnemingen van de zon tot het besluit, dat het maximum van het aantal zonnevlekken na een zeker aantal jaren geregeld terugkomt. Deze periode kan gemiddeld op 11 jaren gesteld worden, zooals uit de volgende cijfers blijkt:

1827 161 vlekken	1836 272 vlekken
1828 225 vlekken	1837 333 vlekken
1829 199 vlekken	1838 232 vlekken
1832 84 vlekken	1842 68 vlekken
1833 33 vlekken	1843 34 vlekken
1834 51 vlekken	1844 52 vlekken

[p. 118]

1847 257 vlekken	1860 210 vlekken
1848 330 vlekken	1861 204 vlekken
1849 238 vlekken	1866 45 vlekken
1854 67 vlekken	1867 17 vlekken
1855 38 vlekken	1868 115 vlekken
1856 34 vlekken	1870 403 vlekken
1859 205 vlekken	1871 271 vlekken

Wij zien, dat eene regelmatige stijging in het aantal der zonnevlekken steeds met eene geregelde daling afwisselt en dat de perioden der maxima achtereenvolgens na 9, 11, 12 en 10, dus gemiddeld na 10½ jaar, die der maxima na 10, 13 en 11, gemiddeld na 11⅓ jaar terugkeeren; na een maximum daalt het aantal in gemiddeld 6½ jaar tot een minimum en stijgt daarna weer in 4 jaren tot een maximum. Behalve in het aantal der zonnevlekken zelven, is ook in de menigvuldigheid der daarmede zoo nauw verwante protuberansen eene periodiciteit waar te nemen, hetgeen vooral is vastgesteld door de onderzoekingen van Tacchini op het observatorium te Florence en van Secchi en Ferrari te Rome. De periode tusschen twee opvolgende maxima der protuberansen duurt insgelijks ongeveer 11 jaren, doch valt niet volkomen samen met die der vlekken.

De ontdekking van de periodiciteit der zonnevlekken, waarvan wij de oorzaken niet kunnen bepalen, verkreeg echter eerst hare groote beteekenis, toen men ook in vele aardsche verschijnselen dergelijke perioden leerde kennen. Deze werden het eerst opgemerkt ten opzichte van de magnetische verschijnselen op de aarde. Het is bekend, dat eene vrij opgehangen, in het midden op eene spil rustende, magneetnaald een bepaalden stand inneemt, die ongeveer van het Noorden naar het Zuiden gericht is, dat de naald echter niet naar het Noorden wijst, doch eenigszins van dien stand afwijkt; deze afwijking noemt men declinatie. Die afwijking is echter niet altijd even groot; zij neemt van jaar tot jaar toe, bereikt na eenige jaren een maximum en keert dan weer langzamerhand tot den normalen stand terug, om nu van daaruit aan de andere zijde dezelfde afwijking te herhalen en weer terug te keeren. Behalve deze bewegingen van jaar tot jaar, vertoont de magneetnaald ook dagelijks uiterst geringe afwijkingen, die 's morgens beginnen, na den middag het maximum bereiken, waarna de naald weer tot haar oorspronkelijken stand terugkeert. Deze dagelijksche schommelingen in de declinatie noemt men variatiën; bovendien ondergaat de magneetnaald elk jaar van tijd tot tijd nog plotselinge afwijkingen in haar stand, die men storingen noemt.

Toen nu Engeland in de jaren 1843-1849 op verschillende plaatsen der aarde magnetische observatoria had opgericht, vond Sabine, dat het aantal der storingen van de magneetnaald regelmatig steeg en daalde en wel in denzelfden zin als het aantal der zonnevlekken, doch zoodanig, dat een maxima en minima der storingen steeds iets later

[p. 119]

verschijnen dan die der zonnevlekken. Dit laatste bewijst in elk geval, dat de magnetische storingen een gevolg zijn van de zonnevlekken. Korten tijd daarna werd door Lamont in München en Wolf in Zürich dezelfde overeenstemming met het aantal der zonnevlekken nog voor twee andere magnetische verschijnselen aangetoond, die insgelijks aan afwisseling onderhevig zijn, n.l. de dagelijksche variaties van de declinatie der magneetnaald en het bedrag der intensiteit van de magneetkracht.

Merkwaardig zijn, in verband met het samenvallen der genoemde verschijnselen, ook de waarnemingen van Wild en Mascart in den jongsten tijd. Zij vestigen de aandacht op eene reeks van aanzienlijke magnetische storingen, die blijkbaar met de zonneprotuberansen in verband staan. Op den 26^sten Juni 1885 werden te Parijs sterke protuberansen waargenomen en tegelijkertijd vertoonden zich groote storingen van de magneetnaald, niet slechts te Parijs, doch op denzelfden tijd ook te Pawlowsk in Rusland. Wij zien daaruit, dat de invloed der groote uitbarstingen op de zon zich over de geheele aarde op hetzelfde oogenblik doet gevoelen. Hetzelfde werd opgemerkt bij de protuberansen, die den 23^sten November 1884 en den 7^den October 1881 te Cambridge in de Vereenigde Staten werden waargenomen.

Uit dit alles blijkt voldoende, dat er een zekere samenhang bestaat tusschen de menigvuldigheid der zonnevlekken en de magnetische verschijnselen op de aarde. Van welken aard die samenhang is en hoe dit feit moet worden verklaard, kan tot nog toe niet worden vastgesteld, doch, in verband met de hypothesen van Siemens en Planté, mag de meening, dat er niet slechts eene electrische, doch ook eene magnetische gemeenschap bestaat tusschen de zon en de aarde, zeker niet gewaagd heeten.

Eene nieuwe en gewichtige uitbreiding onderging deze leer door het meer nauwkeurig onderzoek van de Noorderlichten en vooral van de tijden, waarop deze verschijnen. Fritz in Zürich en Loomis in Noord-Amerika bewezen, dat er ook bij de Noorderlichten veranderingen plaats hebben in aantal en sterkte en dat zij, evenals de magnetische verschijnselen, om de 11 jaren een maximum bereiken, dat samenvalt met dat der zonnevlekken. Dit is een steun te meer voor de theorie van het magnetisch verband tusschen de zon en de aarde, want ook het Noorderlicht is waarschijnlijk een magnetisch verschijnsel.

De invloed der zon op de meteorologische toestanden der aarde doet zich verder nog op eene andere, niet minder merkwaardige wijze gelden. Door het onderzoek daarvan heeft zich vooral Meldrum, directeur van het meteorologisch observatorium op het eiland Mauritius, verdienstelijk gemaakt. Deze was aldaar op uitstekende wijze in de gelegenheid, om de berichten der zeevarenden op den Indischen Oceaan te ontvangen en hij had reeds spoedig opgemerkt, dat in de jaren, die met de maxima der zonnevlekken overeenkomen, de haven overvol was van schepen, die door orkanen op den Oceaan averij hadden bekomen,

[p. 120]

terwijl dit aantal in de jaren der minima veel geringer was. Dit feit, in verband met de kennis, dat de bewegingen in onzen dampkring, de orkanen en cyklonen, in hooge mate afhankelijk zijn van de meerdere of mindere warmte, die de zon uitstraalt, bracht hem op het denkbeeld, dat er verband zou bestaan tusschen de zonnevlekken en de orkanen. En werkelijk bevestigde de statistiek van de jaren 1847-1872, met betrekking tot dit verschijnsel opgemaakt, hem volkomen in die meening en bewees, dat de orkanen in den Indischen Oceaan het menigvuldigst voorkomen en het hevigst woeden in de perioden van de maxima der zonnevlekken. In West-Indië verkreeg Poey dergelijke uitkomsten voor den Atlantischen Oceaan.

Door deze schitterende uitkomsten aangemoedigd, begon men nu spoedig in verschillende landen met veel ijver het vraagstuk van den samenhang der weersverschijnselen met de zonnevlekken te onderzoeken en ook ons vaderland deelde in die algemeene wetenschappelijke beweging. In het jaar 1876 werd door de Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen te Haarlem de volgende prijsvraag uitgeschreven: ‘Quels sont les phénomènes méteorologiques et magnétiques, qu'on a des raisons suffisantes de croire en connexion avec ses taches solaires?’

Het antwoord van Fritz te Zürich, dat met den prijs bekroond werd, bevatte o.a. belangrijke gegevens ten opzichte van den invloed der zonnevlekken op de temperatuur der lucht en op de uitstraling van warmte. De temperatuur der lucht is ten tijde der minima van de zonnevlekken hooger dan in de tijden der maxima, hoewel dit verschil slechts weinig bedraagt. Daarentegen bleek de directe uitstraling van warmte door de zon, d.i. dus de verwarming van de aardoppervlakte door de zonnestralen, ten tijde der maxima grooter te zijn, dan in de periode der minima. Dit liet zich dan ook a priori verwachten, daar met de toename der zonnevlekken, hoewel deze op zichzelven minder licht uitstralen dan de gewone oppervlakte der zon, meer uitbarstingen plaats hebben en de ontwikkeling van licht en warmte in het algemeen toeneemt.

Op het eerste gezicht schijnen de uitkomsten met betrekking tot de luchttemperatuur en de warmteuitstraling niet met elkaar in overeenstemming te zijn. Doch deze tegenspraak is slechts schijnbaar. Terwijl de uitstraling der zon uitsluitend van den toestand harer oppervlakte afhankelijk is, hebben op de temperatuur der lucht nog vele andere bijkomende omstandigheden invloed, zooals geographische ligging der plaats, het klimaat, de aard en de menigvuldigheid der heerschende winden en in de eerste plaats de bewolking. De laatste kan ten gevolge hebben, dat de invloed van de uitstraling der zon geneutraliseerd, ja, zelfs geheel omgekeerd wordt, zoodat het mogelijk is, dat ten tijde der maxima, hoewel de uitstraling dan grooter is, toch de temperatuur der lucht lager is dan gedurende de minima. Dit zal het geval zijn, als gedurende de maxima de bewolking sterker is dan ten tijde der

[p. 121]

minima en de verklaring der schijnbare tegenstrijdigheid is dus geleverd, als bewezen kan worden, dat in de periode der maxima de bewolking en de verschijnselen, die daarvan afhangen, als: regen, sneeuw, overstroomingen, enz. sterker zijn dan gedurende de minima.

Dit verband nu, het merkwaardigste en voor de meteorologie gewichtigste van de verschijnselen, die een gevolg zijn van de zonnevlekken, is werkelijk aangetoond. Meldrum had reeds vroeger bewezen, dat de hoeveelheid regen, die gedurende de periode der maxima van de vlekken valt, ongeveer een derde meer bedraagt dan in de periode der minima en Fritz vond dat de rivierstanden gedurende de maxima hooger zijn dan bij de minima. Ook deze feiten laten zich door de toename van de uitstraling der zon gereedelijk verklaren, want daardoor zullen immers de verdamping van water, dus ook de bewolking en de hoeveelheid regen, sneeuw, enz. noodzakelijkerwijze moeten toenemen.

Het merkwaardigste der hiertoe behoorende verschijnselen, en vooral voor onze streken het gewichtigste in zijne gevolgen, is het feit, dat de overstroomingen der rivieren, in het bijzonder bij die van het Rijngebied, van de zonnevlekken afhankelijk blijken te zijn. Professor Reis te Mainz heeft vóór eenigen tijd het verschijnsel der hoogwaterstanden in het Rijngebied aan een nauwkeurig onderzoek, ook uit een historisch oogpunt, onderworpen en kwam daardoor tot het besluit, dat die overstroomingen werkelijk met de menigvuldigheid der zonnevlekken in verband staan.

Vóór wij hier zijn betoog in hoofdtrekken mededeelen, moeten wij den lezer eerst doen opmerken, dat, behalve de 11-jarige periode voor de maxima der zonnevlekken, ook nog grootere perioden in die maxima kunnen worden waargenomen. Hoewel nl. om de 11 jaren het aantal der zonnevlekken een zeker maximum bereikt, zoo is toch dit laatste niet altijd even groot; er zijn kleinere en grootere maxima en ook deze beide keeren regelmatig, na eene zekere periode van langeren duur, terug. Dit blijkt duidelijk uit de volgende opgaven voor de maxima, die gedurende de beide laatste eeuwen zijn waargenomen:

Jaren der maxima.	Betrekkelijk aantal vlekken.	Jaren der maxima.	Betrekkelijk aantal vlekken.
1705	49	1804	73
1717	52	1816	46
1727	90	1830	71
1738	85	1837	138
1750	83	1848	124
1769	86	1860	96
1778	154	1870	139
1789	132	1882	59

Wij zien, dat in dit overzicht niet het eigenlijke aantal, zooals op bldz. 11, doch slechts de betrekkelijke verhouding der vlekken is opgegeven en dat die verhouding eenigszins verschilt van de door

[p. 122]

Schwabe gevonden cijfers, hoewel de volgorde der maxima dezelfde is. Uit de laatste cijfers blijkt dan, dat de grootste maxima, hoofdmaxima genoemd (in de tabel met vette letters gedrukt) gemiddeld om de 55 jaren terugkeeren, nl. in 1727, 1778 en 1837, dus achtereenvolgens na 51 en na 59, gemiddeld derhalve na 55 jaren. En nu is het zeer merkwaardig, dat Fritz reeds vele jaren geleden eene statistiek heeft opgemaakt van de Noorderlichten, teruggaande tot den tijd van Christus en hij daarbij insgelijks tot eene groote periode van 55 jaren voor de maxima der Noorderlichten was gekomen.

Doch wij zien, dat ook deze hoofdmaxima's nog verschillend zijn. Telkens om de 55 jaren wisselt een kleiner hoofdmaximum met een grooter af, althans tot nog toe, want 1727 gaf een kleiner (90), 1778 een grooter (154), 1837 weer een kleiner (138) en omstreeks 1888 of 1889 mag dus waarschijnlijk weer een grooter hoofdmaximum verwacht worden.

Tusschen twee opvolgende hoofdmaxima van denzelfden rang, d.i. tusschen twee opvolgende kleinere of tusschen twee opvolgende grootere hoofdmaxima, is dus eene periode gelegen van ongeveer 110 of 111 jaren, b.v. 1727-1837 voor de kleinere en 1778-1888 voor de grootere hoofdmaxima. Het bestaan dezer 110-jarige periode krijgt nog grootere waarschijnlijkheid, als men de aandacht vestigt op de jaren der kleinste minima (49 en 46) nl. 1705 en 1816, waartusschen eene periode is gelegen van 111 jaren.

Reis toont nu op historische gronden aan, dat de perioden voor de watersnooden, de groote overstroomingen in het Rijngebied, steeds de 110-jarige periode der zonnevlekken volgen en dat die overstroomingen plaats hebben in de jaren van die minima, welke op de groote maxima der zonnevlekken volgen of daaraan voorafgaan.

Gaat men uit van het groote maximum in 1778 en stelt men de periode op 111 jaren, zijnde tienmaal de gewone kleine periode van 11 1/9 jaren, dan komt men tot de volgende jaartallen voor de grootste maxima: 0, 112, 223, 334, 445, 556, 667, 778, 889, 1000, 1112, 1223, 1334, 1445, 1556, 1667, 1778, 1889 en 2000. Hierbij merken wij tusschen de jaren 0 en 112 en tusschen 1000 en 1112 eene 112-jarige periode op, omdat de periode eigenlijk 10 × 11 1/9 = 111 1/9 jaar bedraagt en dus telkens na 9 × 111 1/9 of 1000 jaren één jaar meer moet worden overgesprongen.

De overstroomingen in het Rijngebied hebben nu plaats gehad ten tijde van de minima, die op deze maxima volgden, d.i. telkens omstreeks 6 jaren na zulk een maximum en zij schijnen ook gelijken tred te houden met de grootte dezer maxima. Zoo zien wij op de bovenstaande tabel, dat het grootste maximum der zonnevlekken in de laatste twee eeuwen voorkwam in 1778. Het volgende minimum viel dus 6 jaren later, in 1784 en juist in dat jaar had de grootste watervloed plaats, die in het Rijngebied sedert 300 jaren was voorgekomen, zooals

[p. 123]

nog nu op tal van plaatsen aan den Rijn is te zien aan de in de muren uitgehouwen watermerken. Na het maximum van 1870 had 6 jaren later, dus tijdens het daarop volgende minimum, de watervloed van 1876, ook in ons vaderland welbekend, plaats, hoewel deze veel minder hoog was dan die van 1784 en het jaar 1870 dan ook niet een van de grootste hoofdmaxima was.

Op zeer vernuftige wijze wordt nu verder door Reis het verband tusschen de watervloeden en de hoofdmaxima der zonnevlekken ook voor vroegere historische perioden bewezen. Om den lezer een denkbeeld te geven van zijne methode, wenschen wij slechts eenige merkwaardige voorbeelden aan te halen.

Volgens de theorie van Reis moeten de, aan het groote maximum van 1778 voorafgaande, hoofdmaxima omstreeks in de jaren 1667 en 1556 vallen. Nu zijn werkelijk ongeveer in deze jaren, of althans kort daarna, buitengewoon groote maxima der zonnevlekken voorgekomen. Het jaar 1558, dat dus slechts zeer weinig van het theoretisch vastgestelde jaar 1556 afwijkt, moet op historische gronden als een maximum beschouwd worden. Het was rijk aan groote en talrijke Noorderlichten en zoowel in Europa als in China werden, volgens de historische berichten, herhaaldelijk talrijke zonnevlekken waargenomen. Ook van 1547 zijn berichten gevonden, waaruit blijkt, dat in dit jaar de zon herhaaldelijk groote vlekken vertoonde en daar dit jaartal weer juist 11 jaren van 1558 verschilt, sterkt ons dit in de meening, dat in het laatste jaar en niet in 1556 een hoofdmaximum viel.

De maxima van 1547, 1558, 1569, 1580 en 1591 werden alle inderdaad door watervloeden gevolgd en wel in, of ongeveer in, de jaren der opvolgende minima, d.i. in 1553, 1565, 1573, 1583 en 1595. Dit wordt deels door historische bescheiden bewezen en volgt overigens met zekerheid uit de nog bestaande watermerken uit dien tijd. Doch vooral het jaar 1565, d.i. het op het groote maximumjaar 1558 volgende minimumjaar, was door een bijzonder hoogen waterstand gekenmerkt, terwijl in 1573 een nog hoogere volgde. Daarentegen hadden in de 15^de en in de eerste helft der 16^de eeuw geene dergelijke buitengewone overstroomingen plaats.

Gaan wij echter van 1558 nogmaals 2 × 111 jaren terug, dan komen wij tot het jaar 1336, dat dus het hoogste maximum voorstelt van de 14^de eeuw en bijna overeenkomt met het theoretisch berekende jaar 1334. Zes jaren later, dus weer tijdens het daarop volgende minimum, in 1342, had werkelijk een buitengewoon hooge watervloed plaats en van dit jaar is de grootste overstrooming van het Rijngebied geboekt, die in de geschiedenis ooit is voorgekomen. In Mainz steeg het water in de Domkerk tot ongeveer 1 meter hoogte, in Keulen voer men in booten over de hooge stadsmuren, in Frankfort bereikte het water bij de Zeil manshoogte, enz.

Op dergelijke wijze leidt Reis de hooge waterstanden op den Rijn

[p. 124]

van de maxima der zonnevlekken af tot in de oudste tijden, waarvan betrouwbare berichten omtrent de watervloeden tot ons zijn gekomen en bijna zonder uitzondering wordt zijne theorie door de historie bevestigd. Over eene periode van meer dan 1000 jaren wordt door hem op overtuigende wijze aangetoond, dat alle groote maxima der zonnevlekken en der Noorderlichten door zware overstroomingen worden gevolgd, die des te heviger zijn, hoe grooter het bedrag van het maximum is.

Door het een en ander moeten wij dus tot het merkwaardige besluit komen, dat de hooge waterstanden en overstroomingen niet, zooals men vroeger meende, van aardsche toestanden afhangen, doch van kosmischen oorsprong zijn en met de zonnevlekken in het nauwste verband staan. Andere, ook aardsche toestanden, zooals het vellen der groote wouden, waaraan men de watervloeden gewoonlijk toeschrijft, kunnen deze wel bevorderen, doch slechts in beperkte mate, want de geschiedenis bewijst, dat in vroegere perioden, toen die wouden nog bestonden, evenzeer dikwijls overstroomingen plaats hadden, somtijds zelfs op grooter schaal dan de tegenwoordige.

Werpen wij nu een terugblik op de in het voorgaande besproken, groote natuurverschijnselen, die van de zon afhankelijk zijn, dan hadden wij het volste recht te beweren, dat de physische toestand der zon den grootsten invloed heeft op de meteorologische toestanden der aarde en dus ook op de geheele organische natuur en op den mensch zelven. Deze invloed, die meestal tot zegen strekt van het aardrijk en de bron is van al het leven en van elken arbeid, kan echter ook in omgekeerden zin werken en verderfelijk worden voor den mensch. Wij zagen immers, dat stormen en orkanen, overstroomingen en watersnood het gevolg kunnen zijn van bijzondere toestanden op de zon, ja, men meent zelfs te hebben opgemerkt, dat ook de slechte wijnjaren het gevolg zijn van eene buitengewone toename der zonnevlekken.

Doch de kennis van die nadeelige invloeden en van de verschijnselen, die haar teweegbrengen, is niet uitsluitend van theoretisch belang, zij is geene zuivere bespiegeling, doch heeft ook zeer zeker eene belangrijke practische beteekenis, die echter eerst dan meer gewicht zal verkrijgen en meer toepassing zal vinden, als op dit gebied nog meer licht zal verspreid zijn.

Zoo zal men, om slechts een voorbeeld te kiezen, als het verband tusschen de maxima der zonnevlekken en het heerschen van hevige orkanen met grootere zekerheid zal zijn vastgesteld, die orkanen althans bij benadering kunnen voorspellen en maatregelen kunnen nemen voor de veiligheid der schepen, hetgeen van groote beteekenis kan worden voor den wereldhandel. Ook zal men dan de hooge waterstanden en overstroomingen der rivieren vooruit kunnen berekenen en, mogen zij ook niet voorkomen kunnen worden, toch pogingen kunnen aanwenden, om de noodlottige gevolgen tot een minimum te beperken.

[p. 125]

Zeker is het, dat eene voortgezette studie van de gewichtige verschijnselen, die de physische toestand der zon ons aanbiedt, als zeer gewenscht moet beschouwd worden. Zij toch zal niet slechts onzen blik in het heelal verruimen door de kennis van het onderlinge verband der natuurverschijnselen, doch kan ook groote practische gevolgen opleveren en dus ook in dien zin tot een zegen worden voor een groot deel der menschheid.

Zutfen, October 1887.

Dr. A.J.C. Snijders.