/Dr . H. POSTMA

ZEEONDERZOEK: OCEANOGRAFIE

ÉN OCEANOLOGIE

Inventar)

J.B. WOLTERS G R O N I N G E N 1963

QZEEONDERZOEK: OCEANOGRAFIE

ÉN OCEANOLOGIE

R E D E

U I T G E S P R O K E N B IJ D E A A N V A A R D I N G

V A N H E T A M B T V A N B U I T E N G E W O O N H O O G L E R A A R

I N D E F Y S I S C H E E N C H E M I S C H E O C E A N O G R A F I E

A A N D E R I J K S U N I V E R S I T E I T T E G R O N I N G E N

O P 26 N O V E M B E R 1963

D O O R

D R .H .PO STM A

Inventarisnummer VJ> /

J . B. W O L T E R S G R O N I N G E N

1963

M ijne Heren Curatoren en Mijnheer de Secretaris van de Universiteit

Mijnheer de Rector Magnificus

Dames en Heren Hoogleraren, Lectoren, Docenten en verdere Leden van de Weten­

schappelijke S ta f

Dames en Heren Studenten en Gij anderen die deze plechtigheid met Uw aanwezig­

heid vereert.

„V oorw aar, een zeldzam e, eene w onderlijke zaak! E en w ijsgeer n ie t op zijn S tudeerkam er, m a a r op de Zee, v e r v an alle G eleerden , en on d er m a tro zen ; n ie t in stilte en rust, m a a r on d er een w oest geschreeuw , n ie t in v rede, m a a r in levensgevaar!”

D eze w oorden v an B oerhaave, geachte toehoorders, zijn te v in d en in een voorrede die hij schreef bij een boek v an Lodew ijk F e rd in an d , G ra a f van M arsilii, getite ld : „ N a tu u rk u n d ig e Beschrijving d er Z eeën” , d a t in 1725 in h e t F rans en in 1786 in h e t N ederlands is versch en en 1. Zij lijken m e een passend begin voor deze v oo rd rach t, o m d a t h e t genoem de boek één v an de eerste geschriften over zeeonderzoek is d a t in de N ederlandse taa l, zij h e t d a n ook ais verta ling , is verschenen. Zij zijn voorts een goed u it­gan g sp u n t voor een betoog w aarin gevraagd w o rd t in welke r ich tin g h e t zeeonderzoek zich heeft ontw ikkeld, een v raag die U zich bij de instelling van d e voor deze un iversiteit geheel n ieuw e leerstoel in de oceanografie zeker zu lt stellen.

W e kunnen de voor zeevarenden nog a l m isprijzende w oorden v a n de verd e r zo bem innelijke B oerhaave w el een bee tje begrijpen , w a n t de grootste reis die hij verm oedelijk in zijn leven heeft gem aak t b ra c h t hem van L eiden n a a r F larderw ijk , v an w aar hij m e t de trekschu it te rugkeerde. V eel e rvaring m e t vissers en m atro zen heeft hij dus in zijn lo o p b a an n ie t k u n n en opdoen. O verigens zullen de zeden en gew oonten v a n de zee­lieden in die tijd w el enigszins anders zijn gew eest d an th an s h e t geval is. D e g ra a f van M arsilii stond ech te r m e t hen op heel w a t gem akkelijker voet en lu isterde m e t w aa rd e rin g n a a r h u n ervaringen .

Ik c iteer :

„W an n eer m en de m enigvuldige v erh a len v an h en die g evaren hebben , hoe verspreid en in kleine stukjes verdeeld zij ook m ogen zijn, bij e lkaar

3

verzam elde, en in orde schikte, zouden zij een aanm erkelijk gedeelte van de H istorie van de Zee u itm ak en ” .

In de ontw ikkeling van h e t zeeonderzoek g ed u ren d e de ach ttiende en h e t beg in v an de negen tiende eeuw speelde de in te rp re ta tie van de ge­gevens v an zeevarenden een belangrijke , zo n ie t de belangrijkste, rol. W e denken hierbij aa n de eerste k a a r t v an de G olfstroom , in 1769 v erv aar­digd on d er toezich t van B enjam in F ra n k lin op g rond van gegevens hem verstrek t door de kap iteins v an v rach tschepen en w alvisvaarders. D e system atische verzam eling en pub licatie v an gegevens van koopvaarders en oorlogsschepen w erd ingevoerd door M . F. M au ry , die in 1847 aan de h a n d v an deze verzam eling de eerste w ind- en stroom kaarten van de oceanen publiceerde.

H e t succes van deze k aa rten voor de nav igatie , h e t gro te belang van diep telod ingen voor h e t leggen van tran sa tlan tisch e kabels en de belang­stelling voor ontdekkingsreizen n a a r afgelegen streken, n ie t alleen m eer om econom ische redenen m a ar ook lo u te r u it n ieuw sgierigheid, hielden beloften in voor een voorspoedige on tw ikkeling v an h e t zeeonderzoek. In die tijd , ik spreek n u over de eerste helft v an de negentiende eeuw, te lden de A kadem ies van W etenschappen vele zeevaarders en on tdek­kingsreizigers on d er h u n leden en keken, zoals een tijdgenoo t m e t tro ts opm erk t, h u n beeltenissen neer van d e w an d en v an deze illustere instel­lingen.

D a t die ontw ikkeling n ie t zo snel is verlopen ais toen w erd verw ach t m ag m en, evenals bij an d e re aa rdw etenschappen , m isschien d aa ru it verk laren , d a t experim entele w etenschappen ais n a tu u r- en scheikunde in de eerste helft van de negen tiende eeuw aa n he t beg in v an een fasci­n erende ontw ikkeling stonden, w aa rd o o r de a a n d a c h t van de beoefe­n are n van deze vakken voor onderzoek in de n a tu u r gering was.

In een a a n ta l gevallen le idde d it to t voor h e t zeeonderzoek be treu rens­w aard ige gevolgen. H ad d e n fysici in d ie tijd h e t zeeonderzoek n ie t m in o f m eer de ru g toegekeerd, d a n zouden zeeonderzoekers om streeks 1840 n ie t de fou t h ebben gem aak t te geloven d a t de d iep ten van de oceanen m e t w ate r v an 4 °C w aren gevuld. D e fou t on tstond d o o rd a t m et onbe­scherm de therm om eters w erd gew erkt, zo d a t de k w ikd raad d irec t aa n de hoge d ru k op gro te d iep te b loo tstond ; d aa rd o o r w ezen zij enkele g ra ­d en te hoog aan . D e w aa rd e van 4 °G w erd onm iddellijk geaccepteerd , o m d a t d it d e te m p era tu u r is w aarb ij zoe t w a te r zijn grootste d ich theid bezit, a l w as toen a l geru im e tijd bekend d a t de d ich the id v an zou t w a te r toeneem t to t h e t b ev riest2.

W as de belangstelling van voo raan staan d e bio logen en chem ici w at

4

g ro ter geweest, d an zou m en n ie t h eb b en gepoogd van w aterm onsters, die vele m a an d e n a a n boo rd w erden bew aard , n a thu iskom st nog h e t zuurstofgehalte te b epalen , een han d e lin g die een aa n ta l ja re n la te r O tto Jacobsen aan le id ing g a f to t de verzu ch tin g : „E s leu ch te t ein dass diese U n tersu ch u n g n u r zu vollständig w erth losen R esu lta ten fü h re n k o n n te 3” .

H e t zal, stel ik m e voor, d aa rn a tijd h ebben gekost de beoefenaren van de experim entele w etenschappen ervan te overtu igen d a t bij zeeonder­zoek dezelfde nauw keurigheid van m eten en w egen m o e t w orden nage­streefd en b ere ik b aar is ais in h u n eigen vakgebieden. D it id eaa l is ech te r slechts geleidelijk bereik t. T ijdens de Engelse „C h a llen g e r” exped itie van 1873-1875 lie ten de bepalingen van de tem p era tu ren van h e t d iepzee- w ate r nog veel te w ensen over. E erst tegen h e t einde van de eeuw slaag­den S candinavische onderzoekers, o n d er w ie vooral de bekende pool­reiziger F rith jo f N ansen , erin de m etingen v an te m p e ra tu u r en zou tge­h a lte zodanig te verfijnen, d a t deze be tro u w b are m iddelen w erd en voor h e t iden tificeren v an w aterm assa’s en h e t bep a len van zeestrom en.

V a n d a ag s taan de oceanograaf een hele reeks chem ische en physische bepalingen te r beschikking, die m e t g ro te nauw keurigheid a a n boo rd van een schip k u n n en w orden u itgevoerd . M oderne onderzoekings- schepen zijn bovend ien voorzien v an goed u itgeruste lab o ra to ria . T o ch blijven de m ogelijkheden to t analy tisch w erken op zee beperk t. D e k loof tussen de facilite iten a a n de w al en op een schip is de laats te ja re n , door de snelle on tw ikkeling van a p p a ra tu u r die m en onm ogelijk m ee n a a r zee k an nem en, trouw ens eerder g ro ter dan kle iner gew orden. Zelfs ais de zeevastheid v an de onderzoeker niets te w ensen overlaat, g e ld t d it w el voor zijn in stru m en ten en zal h e t nodig b lijken d a t hij h e t g roo tste deel van zijn w erk a a n de w al verricht.

D e „C h a llen g e r” expeditie, die ik zojuist heb genoem d, strek te zich u it over d rie oceanen en w o rd t algem een beschouw d ais de aan lo o p to t h e t m oderne oceanografische onderzoek. H e t is de eerste v an een reeks expe­dities w aarb ij de verde ling v an te m p era tu u r, zou tgehalte , soortelijk ge­w ich t en an d e re e igenschappen van zeew ater langs verticale doorsneden w erden bestudeerd . O m een zo groo t m ogelijk deel v an de oceanen te bevaren le idden deze expedities vaak to t reizen om de w ereld , w aarb ij h e t e lem ent van a v o n tu u r zeker m ede een rol speelde.

O m streeks 1900 geluk t h e t S candinavische onderzoekers u it d e d ich t- heidsverdeling h e t w a te rtra n sp o rt v an d iepzeestrom en te berekenen . V oor deze bereken ing is kennis v an de verde ling langs een enkele v e rti­cale doorsnede in h e t algem een onvoldoende. M en m oet de ru im te lijke

5

verde ling v an de d ich theid k ennen en dus beschikken over een n e t van observaties. H e t lig t voor de h a n d d a t d it een belang rijke verzw aring v an h e t onderzoek betekende.

H e t eerste voorbeeld v an zo ’n ru im te lijk onderzoek v a n een deel van de oceaan is de stud ie van H e ilan d H ansen en N ansen in de N oorse Z e e 4. D e resu ltaten , d ie in 1909 w erd en gepub liceerd , h eb b en een d iepgaande invloed geh ad op de ontw ikkeling v an de oceanografie. E en a n d e r voor­beeld is h e t onderzoek van h e t D uitse onderzoekingsschip „ M e te o r” in de zuidelijke A tlan tische O ce aa n in d e ja r e n 1925-1927. D e N ederlandse ,,Snellius” -exped itie in de O ost-Indonesische A rch ipe l in 1929-1930 b e­h o o rt to t deze zelfde g ro ep 5.

V a n d it soort onderzoek is h e t slechts een s tap n a a r onderzoekingen v a n een b ep a a ld zeegebied m e t m eer d a n één schip tegelijk en ten slotte n a a r h e t onderzoek van hele oceanen m e t een v loo t v a n schepen. D it laa ts te s tad iu m is bere ik t m e t he t thans aa n d e g ang z ijnde onderzoek v an de Ind ische O ceaan , w a a r de schepen v an een g ro o t a a n ta l landen in de loop v an enkele ja re n a a n ons gebrek a a n kennis v an d it w eten­schappelijk ach tergeb leven gebied een einde zullen m aken .

H e t zal U duidelijk zijn d a t een dergelijke o n d ernem ing veel w eten ­schappelijke energie m oet eisen. In d e rd a a d zou h e t w einig m oeite kosten U een opsom m ing te geven v a n de gro te aa n ta lle n schepen en m ensen die thans bij oceanografisch onderzoek zijn betrokken , om n ie t te spreken over de g ro te bed rag en die er aa n ten koste w o rd en gelegd, n ie t te v e r­geten de ta lloze vergaderingen die voor een goede co ö rd in a tie v an h e t onderzoek noodzakelijk zijn. W a a ra a n is, w anneer ik op de a a n h e t begin gestelde v raa g m ag te rugkom en , deze on tp loo iing te d an k en ?

M en k an de w erkw ijze v a n een oceanografische exped itie enigszins volgen door een b lik te slaan o p de k a a rten w aa ro p d e ro u tes s taan a a n ­gegeven. Som s zien we een schip forse rech te lijnen trekken , w aarlangs de w aarn em in g sp u n ten m e t g ro te reg e lm aa t zijn verdeeld . E en a n d e r­m aa l k eert een schip ech ter plo tseling een e ind langs h e t reeds gevolgde tra jec t te ru g , h e t g a a t een zig zag koers volgen o f h e t b eg in t in een b ep e rk t geb ied kris k ras en ogenschijnlijk zonder p lan heen en w eer te varen . M en is geneigd te zeggen d a t op h e t schip d a t die rech te koers voer, de o n d er­zoekers precies w isten w a t ze w ilden en d a t die op h e t tw eede schip over h u n doei g ingen aarzelen o f h e t onderling er n ie t over eens kon w orden . D ie laats te conclusie is zeker o n ju is t; een schip is een te d u u r in stru m en t om h e t zonder zorgvuldige p la n n en te gebruiken. E erd er h eb b e n w e h ie r te doen m e t tw ee versch illende soorten onderzoek.

H e t soort onderzoek d a t ik h iervoor heb geschetst is in eerste in stan tie

6

d a t van de rech tlijn ige routes en h e t kan m et rec h t oceanografisch onder­zoek w orden genoem d. D e n ad ru k lig t daa rb ij op de beschrijv ing v an de ru im te lijke verdeling v an een aa n ta l eigenschappen van zeew ater, zoals te m p era tu u r, zou tgehalte , d ich theid enzovoort en he t trekken v an con­clusies u it die verde ling over de w ate r circulatie, h e t tra n sp o rt v an b io ­logisch en geologisch belangrijke stoffen, enzovoort.

H .U . S verd rup heeft oceanografie - en h ier zouden we n u b e te r van océanologie k u n n en spreken - ech ter om schreven ais „ th e ap p lica tio n o f ali sciences to the s tudy o f the sea” . W a t d it beteken t zal U duide lijk w or­den ais ik een greep doe u it de o nderw erpen die tegenw oordig op een oceanografisch congres o f in een oceanografisch handboek te r sprake kom en.

W e treffen b ijvoorbeeld een b ijd rage a a n over de oorzaken v an h e t m eanderen van de G olfstroom , een an d e re over h e t w a te rtra n sp o rt over onderzeese drem pels, over de voorspelling van vloedgolven te H aw ai, een berekening over de energ ieoverd rach t van w ind n a a r w ate r, over de v o o rtp lan ting van gelu id in zeew ater, over de verstrooiing v an lic h t door gesuspendeerde deeltjes, over de verde ling van opgeloste o rganische sto f in de A tlan tische O ceaan , over de fac to ren die de photosynthetische p ro ­d u c tie v an organische sto f in de N oordzee reguleren , over de ro l v an de zee in he t o n ts taan v an levensprocessen, over activ iteit van onderzeese vu lkanen , over de fau n a v an de d iepzeebodem , enzovoort. I n veel ge­vallen zal m en bij d it onderzoek geen rech te lijnen over de zee ku n n en trekken.

H e t k an n ie t w orden on tkend d a t a l deze onderw erpen , hoe versch il­lend ook van Ínhoud , b ijd rag en k u n n en zijn to t onze kennis v an de zee ais geheel. W e k u n n en er n ie t a a n tw ijfelen d a t de snel toenem ende b e­langstelling voor en on tw ikkeling van h e t zeeonderzoek voor een g roo t deel d aa rd o o r m oet w orden v erk laa rd d a t onderzoekers v an allerlei rich ting elk van u it h u n eigen vakgebied to t de conclusie zijn gekom en d a t voor een oplossing van h u n p rob lem en onderzoek op zee noodzake­lijk is.

D e instelling aa n deze un iversiteit v a n een buitengew oon h o o g le raa r­schap in de chem ische en de fysische oceanografie of als U w ilt océano ­logie kan n a a r m ijn m en ing w orden gezien ais een gevolg v an deze o n t­wikkeling. E en be langrijk deel v an m ijn functie zal hoop ik er u it b e ­s taan onderzoekers en s tuden ten , d ie voor h u n w erk de weg n a a r de zee w ensen in te slaan h e t volgen van die w eg gem akkelijker te m aken .

N og belangrijker lijk t mij ech ter de taak , in een zo gevarieerd veld v an onderzoek de onderlinge sam enhang v an op h e t eerste gezich t Ios v an

7

elkaar staan d e w etenschappelijke ac tiv ite iten in h e t oog te ho u d en . H e t is u ite indelijk deze sam enhang die h e t b estaan van oceanografie ais af­zonderlijke w etenschap rech tv aa rd ig t.

Ais voorbeeld v an deze sam enhang w il ik m et U bespreken h e t p ro ­b leem van de kring loop v an kooldioxyde in zee en atm osfeer en h e t in ­grijpen v an de m ens in deze kringloop. D e ingreep b es taa t u it h e t v e r­b ran d en , b in n e n een kort tijdsverloop, van fossiele b ra n d s to f die in de loop v an m illioenen ja re n is afgezet. M en heeft berekend d a t de to ta le hoeveelheid steenkool, pe tro leu m en aa rdgas die in de laa ts te vijftig to t h onderd ja a r is v e rb ru ik t reeds heeft geleid to t de vorm ing v a n een hoe­veelheid kooldioxyde gelijk a a n 15 -20 % van de hoeveelheid d ie aa n h e t beg in van die periode in de atm osfeer aanw ezig w as6. H e t v e rb ru ik stijgt nog steeds logarithm isch zo d a t m ag w orden verw ach t d a t d it percen tage aa n h e t einde v an de eeuw 75 zal zijn. H e t v e rb ran d e n v an de gehele G roningse gasbel zou op z ichzelf le iden to t een stijging v an d e koo ld io ­xyde spann ing in de luch t m e t ongeveer 0.1 %.

D e klim atologische gevolgen v an een dergelijke stijg ing zijn n ie t d u i­delijk. H e t is m ogelijk d a t een toenem ing van h e t g ehalte a a n kooldio­xyde in de atm osfeer zal le iden to t een verhoging v a n de gem iddelde te m p era tu u r. H e t is ech ter a p rio ri helem aal n ie t zeker d a t de o v erm aat kooldioxyde in d e rd a a d in de atm osfeer is gebleven o f d a a r in d e toekom st zal blijven. H e t is nam elijk d e n k b a a r d a t deze o v erm aat zal w orden o p ­genom en door de oceaan.

O m te k u n n en beoordelen w a t g ebeu rt is kennis van h e t ged rag van kooldioxyde in zee noodzakelijk . M en d ien t zich te rea liseren d a t de to ta le hoeveelheid v an d it gas in de oceanen ongeveer 60 X zo g roo t is ais in de luch t. H e t kooldioxyde is ech ter slechts voor een zeer gering ge­deelte ais gas in oplossing aanw ezig ; h e t grootste deel is om gezet in b icar- bonaa tionen , te rw ijl een k le iner deel aanw ezig is ais ca rb o n aa tio n en . B ovendien bev inden zich op d e bodem v an de oceanen u itgestrek te kalk- a fzettingen in evenw icht m e t h e t zich erboven bev indende w ater.

H o u d t m en reken ing m e t a lle evenw ichtsverschuivingen w elke zullen p laa tsv inden w an n eer de koo lzuurspann ing in de lu c h t boven de zee w o rd t verhoogd, zoals thans g eb eu rt, d an b lijk t d a t v an n ieuw gevorm de kooldioxyde y-g- kan w orden opgenom en door de oceaan , te rw ijl in de lu c h t blijft. I n de n ieuw e evenw ichtssituatie zal de p H v an h e t o ceaan ­w ate r enigszins zijn verlaagd en zal een deel van de zich op de zeebodem bev indende kalk in oplossing z ijn g e g a a n 7.

U it deze geta llen b lijk t d a t vrijw el alle kooldioxyde d ie to t n u toe u it fossiele b ra n d s to f is gevorm d d o o r de zee zou k unnen w orden opgenom en.

8

V oorw aarde is ech ter, d a t de instelling v an evenw icht tussen luch t, zee en zeebodem snel, d .w .z. in enkele ja re n , verloopt. Bij de v raa g o f de gevorm de kooldioxyde zich nog in de lu ch t o f a l in de zee b ev in d t d ra a it dus alles om de snelheid v an deze evenw ichtsinstelling.

O m U een inz ich t in deze snelheid te verschaffen stellen we de zee voor ais een gedeeltelijk m e t w a te r gevuld v a t en nem en we a a n d a t h e t kool- zuu rgehalte van d it w a te r in evenw icht is m e t d a t in de lu c h t erboven. Ais w e n u de koo lzuurspann ing in de lu c h t iets verhogen en h e t w ater in h e t v a t is geheel bewegingloos, d a n zal alleen h e t allerbovenste w ater- laag je onm iddellijk enig koolzuur opnem en. T ra n sp o rt n a a r diepere lagen zal u its lu itend p laa tsv inden door m olecu laire diffusie en h e t kan , n a a r gelang de afm etingen v an h e t vat, ja re n d u ren v o o rd at de gehele w aterm assa opnieuw in evenw icht is gekom en m e t de atm osferische con­dities.

M en kan d it proces versnellen door h e t w a te r in d e bak in bew eging te b rengen . N aa rm ate d ie bew eging sneller is w o rd t h e t opperv lak te laag je van h e t w ate r sneller vern ieuw d, h e t w a te r g rond iger door e lkaar ge­ro erd en zal de evenw ichtsinstelling sneller verlopen . D e zee k an w orden beschouw d ais zo’n rond circu leren d e w aterm assa. V oor een an tw oord op de v raag hoe snel d ie w aterm assa dooreen w o rd t gem engd d ie n t m en zich ech ter te bezinnen op de dim ensies van h e t systeem.

H e t proces d a t h e t snelst le id t to t tra n sp o rt v a n kooldioxyde van he t opperv lak n a a r d iepere w ate rlagen is h e t n a a r beneden zinken v an o pper­v lak tew ater. D it v in d t p laats op hoge b reed ten , vooral w anneer h e t w ate r d a a r in de w in ter sterk afkoelt. D aarb ij kom t nog d a t d it w ate r een re la ­tie f gro te hoeveelheid kooldioxyde k an opnem en , im m ers de op losbaar­heid van gassen neem t toe bij dalende te m p era tu u r. O ok kan h e t veel­vu ld ig voorkom en van storm w eer op hoge b reed ten er toe le iden d a t de uitw isseling tussen zee en lu c h t d a a r sneller verloop t d an in trop ische en sub trop ische streken. V erd e r sch ijn t h e t w a te r d a a r m eer kooldioxyde te ku n n en opnem en d an de verzad ig ingsw aarde, aangezien de golfslag gas­belletjes n a a r d iep ten van enkele m eters tran sp o rte e rt w aa r ze on d er hogere d ru k d an de atm osferische in oplossing gaan .

W an n ee r d it koude po la ire w a te r n a veel om zw ervingen in diepere w aterlagen in eq u a to ria le streken w eer a a n h e t opperv lak kom t en w ord t opgew arm d, g e raak t h e t oververzad igd m e t kooldioxyde, zo d a t een deel v an h e t gas w eer n a a r de lu c h t on tsnap t. Ais gevolg h iervan is er tran sp o rt v an kooldioxyde o n d er w a te r van de po len n a a r de eq u a to r en in de a t ­m osfeer van de eq u a to r n a a r de polen.

E en tw eede m an ier w aaro p uitw isseling van kooldioxyde tussen h e t

9

opperv lak en d iepere w ate rlagen p laa tsv in d t is door verticale diffusie. H ierb ij m oet n ie t, zoals in h e t gegeven voorbeeld , aa n m olecu laire diffusie w orden gedach t, m a a r aa n een proces w aarb ij tu rb u len te w ate rbew e­ging voor de uitw isseling zorgt. D e snelheid w aarm ee d it proces p la a ts­v in d t h a n g t in sterke m ate a f v an de stab ilite it in de verticale gelaagdheid . O v er een zeer g ro o t deel v an de oceanen is die s tab ilite it g roo t door de aanw ezigheid v an een d ich theidssp rong op d iep ten van 50 to t 100 m eter. Boven deze sp ronglaag geschiedt verticale uitw isseling vrij vlot. W a te r- uitw isseling doo r deze laag heen gesch ied t ech ter veel langzam er, zo d a t m en in beschouw ingen over de m engingsprocessen de oceaan v aak in tw ee reservoirs verdeeld denk t, die onderling door de d ich theids-sprong- laag w orden gescheiden.

E en d erd e m a n ie r w aarop kooldioxyde van de opperv lak te lagen u it n a a r beneden w o rd t g e transpo rtee rd is door tussenkom st v an levende organism en. D it m oeten we ons ais vo lg t voorstellen. H e t p la n taa rd ig e p lank ton d a t alleen in de bovenste tien ta llen m eters v an de zee k an groei­en legt kooldioxyde vast ais organische stof. E en klein gedeelte v an d it m a te riaa l zink t n a afsterven en n a eventueel door an d e re organism en te zijn geb ru ik t om laag voo rdat h e t w o rd t ontleed. Bij deze on tled ing o n t­s taa t opnieuw kooldioxyde en h e t re su ltaa t is dus tran sp o rt v a n kool­dioxyde n a a r ben ed en zonder h u lp v a n w ater, tran sp o rt o f m engings­processen.

U it h e t voo rgaande b lijk t d a t kooldioxyde, ook ais we d e p ro d u ctie door de m ens b u ite n beschouw ing la ten , noch in de atm osfeer noch in de zee hom ogeen verdeeld is en d a t er verschillende w egen zijn w aarlangs d it gas b in n en beide system en en van h e t ene systeem n a a r h e t an d e re w ord t vervoerd . W il m en a a n de w eet kom en w aar h e t n ieuw gevorm de kooldioxyde b lijft d a n zal m en deze w egen en de concentra ties in zee en lu c h t m oeten bestuderen . H ierb ij doet zich de m oeilijkheid voor d a t we over de koold ioxydeconcentra ties v an voor h e t beg in van de intensieve industrië le ontw ikkeling, dus u it zeg om streeks 1875, geen b e tro u w b a a r cijferm ateriaa l bez itten . H e t is dus n ie t m ogelijk sindsdien doo r de m ens tew eeggebrach te concen tra tie verhogingen in de lu c h t o f in h e t w a te r door vergelijking m e t oude cijfers m e t zekerheid te constateren .

T o ch m een t m en thans een b e tro u w b a ar an tw oord te ku n n en geven op de v raag w a a r h e t fossiele kooldioxyde is gebleven. D it an tw oord is gefundeerd op q u an tita tiev e beschouw ingen van de processen die ik zo­ju is t heb besproken, aangevu ld m e t m etingen in de atm osfeer. Ik v a t de resu lta ten p u n t voor p u n t voor U sam en, w aarb ij U duidelijk zal w orden d a t m en h e t p rob leem v an verschillende kan ten heeft benaderd .

i o

1. S chattingen van de hoeveelheden o p p erv lak tew ater d ie in po la ire streken bezinken en m etingen en bereken ingen over stroom snelheden in de d iepzee w ijzen u it d a t de verversing van h e t d iep tew a te r een proces is d a t vele h o n d erd en ja re n vergt. H e t tran sp o rt v an kooldioxyde langs deze w eg m oet dus betrekkelijk lan g zaam verlopen.

2. O nderzoek v an de verdeling van koolstofisotopen in de zee en de lu c h t heeft inz ich t gegeven in de verb lijfsduur v an kooldioxydem oleculen in de d rie reservoirs: de luch t, h e t opperv lak tereservoir v a n 50-100 m eter d ik en de diepzee. G ebleken is d a t een kooldioxydem olecuul gem iddeld een ja a r o f zeven in de atm osfeer blijft v o o rd a t h e t in h e t opperv lak te­reservoir te rech t kom t. E en kooldioxydem olecuul in de diepzee blijft d a a r ech ter gem iddeld om streeks 500 ja re n v o o rd a t h e t in h e t op p er­v lak tereservoir te rech t k o m t8. D it beteken t d a t de uitw isseling tussen de lu c h t en h e t opperv lak tereservoir betrekkelijk snel, d ie tussen h e t o p p er­v lak tereservoir en de d iepzee d aa ren teg en zeer lan g zaam verloopt.

3. W e h eb b en er al even op gew ezen d a t tra n sp o rt v an kooldioxyde ten dele p laa tsv in d t door tussenkom st v a n levende o rganism en. D it geld t vanzelfsprekend n ie t alleen voor deze stof, m a a r ook voo r an d e re a n o r­ganische verb ind ingen die tijdelijk in organische m a te rie w orden geïn­corporeerd . N u hebben n a tu u rlijk e p lank tonpopu la ties een betrekkelijk constan te chem ische sam enstelling. H e t resu ltaa t is d a t er vaste o n d er­linge rela ties bes taan tussen de concen tra ties v an een reeks v an bio lo­gisch belangrijke in zeew ater opgeloste stoffen ais kooldioxyde, p h o sp h aat n itra a t enzovoort. E r zijn op grond v an deze relaties sterke aanw ijz ingen d a th e tk o o ld io x y d eg e h a ltev a n h e t opperv lak tew ater ten opzich te van h e t d iep tew ater de laatste 50-100 ja a r m e t ongeveer 0.5 ml/1 is gestegen9. D it is een stijging van ongeveer 1 % . H ie ru it kan m en afleiden d a t h e t opperv lak tew ater de kooldioxydestijging v an de atm osfeer volgt, terw ijl deze stijging nog n ie t to t de diepzee is doorgedrongen . E en deel v an h e t n ieuw gevorm de kooldioxyde is dus in d e rd a ad door de oceaan opgeno­m en, doch b ev in d t zich nog in de bovenste w aterlagen .

4. U itgeb re ide m etingen die de laats te ja re n in de atm osfeer zijn u it­gevoerd op vele p laatsen te r w ereld, w aa ro n d e r een a a n ta l op gro te af­s tan d van de belangrijke bevolkings- en in d u striecen tra gelegen la ten zien d a t h e t kooldioxydegehalte v an de atm osfeer th an s m e t ongeveer 0.23 % p er ja a r stijgt, terw ijl de jaarlijk se p ro d u ctie van kooldioxyde u it fossiele b ran d sto f ongeveer 0.45 % b e d ra a g t10. O ok d it gegeven d u id t er op d a t een deel van h e t n ieuw gevorm de kooldioxyde doo r de zee is ge­absorbeerd .

O verzien w e de resu lta ten van de besproken m etingen , d a n b lijk t alles

er op te w ijzen d a t een be langrijk deel v an h e t u it fossiele b ran d sto f ge­vorm de kooldioxyde zich nog in de atm osfeer bev ind t, doch d a t tege­lijkertijd de hoeveelheid die door d e oceaan is opgenom en n ie t v a lt te verw aarlozen . D e betrekkelijk langzam e m engingsprocessen in zee h eb ­ben ech ter to t gevolg d a t de w erkelijk geabsorbeerde hoeveelheid veel geringer is d an de theoretisch m ogelijke en d a t de concen tra tieverhog ing nog bij lange n a n ie t in de d iepzee is doorgedrongen . V a n ex tra oplossen van kalk u it d iepzeeafzettingen k an dus n u nog geen sprake zijn. W el m oet de w aterstofionenconcentra tie v a n h e t op p erv lak tew ater zijn verlaagd .

B elangrijker d an deze conclusie zelf is, b in n en h e t k ad e r van deze v oo r­d rac h t, de w ijze w aa ro p ze w erd bere ik t, nam elijk door com binatie van gegevens van physisch, chem isch en biologisch onderzoek.

U it h e t gegeven voorbeeld , geach te toehoorders, k an ten slotte nog een geheel andere gevolgtrekking w orden gem aak t. D e m ens is bezig over een gebied d a t d rie v ierde v an h e t aa rd o p p erv lak beslaa t een m ilieu­factor te w ijzigen. E en stijging v an h e t koold ioxydegehalte van h e t o p p er­v lak tew ater m e t nog geen p rocen t lijk t w einig spectacu la ir. W e w eten n ie t o f deze verhoging thans reeds een m erk b a re invloed op h e t leven in zee u itoefen t en dus evenm in o f d it een inv loed in gunstige o f ong u n ­stige zin zal zijn. W e m oeten in deze eeuw ech te r m e t een verdere stijging van nog enkele p rocen ten reken ing houden . H e t lijk t zaak deze concen­tratieverhoging , zowel in de zee ais in de atm osfeer, zorgvuldig in he t oog te houden .

D e v erandering van he t koold ioxydegehalte is ech te r slechts één voor­beeld v an h e t ing rijpen v an de m ens in de n a tu u rlijk e condities v an de zee. W ijzig ingen in de sam enstelling van kustw ateren zijn zo algem een d a t ik ze n ie t on d er de a a n d a c h t ho ef te b rengen . Som m ige verstoringen zijn ech te r reeds over een veel g ro te r deel v a n h e t zeeopperv lak te volgen d a n m en zou denken . Z o zijn b ijvoorbeeld synthetische w asm iddelen to t op ho n d erd en kilom eters v a n de vaste w al aangetoond . R o n d o m de g ro te bevolkingscentra van N oord A m erika en w ellich t ook W est E u ro p a v a lt to t ver van de kust een m ee tb a re verhoging v an h e t loodgehalte van h e t opperv lak tew ater te consta teren ; h e t lood is afkom stig van de u itla a t­gassen van verb rand ingsm otoren .

V oorlop ig behoeft deze gang v a n zaken slechts geochem ici en biologen die g raag n a tu u rlijk e evenw ichten bestuderen te veron trusten . A an de an d e re k an t trekken zij ook v aak pro fijt v an v reem de stoffen door ze te gebru iken voor h e t bestuderen v a n de w atercircu la tie . M en kan ech te r de veron tre in ig ingen ook zien ais d e voorhoede van gro te hoeveelheden deels

12

gevaarlijke, deels slechts h inderlijke, afvalstoffen. Zij d em onstreren d a t de m ens th an s in s ta a t is zijn m ilieu , ten goede of ten kw ade , op globale schaal te beïnvloeden . D eze ontw ikkeling k an a lleen in de h a n d w orden gehouden ais w e nauw keurig w eten hoeveel d it zowel biologisch als geo­chem isch zo gevoelige m ilieu zonder schade kan verd ragen .

A an h e t e ind van deze v o o rd rach t w il ik m ijn eerb ied ige d an k be tu igen aa n H are M ajeste it de K on ing in voor m ijn benoem ing to t bu iten g e­w oon hoogleraar.

M ijne Heren Curatoren,

D a t U mij voor deze benoem ing h e b t w illen voo rd ragen s tem t m ij to t g ro te erkentelijkheid . Ik zal zeker p ro b eren te voldoen a a n h e t v e r­trouw en d a t U in mij stelt.

Dames en Heren Hoogleraren, Lectoren en Docenten,

H e t zal U u it m ijn u iteenzetting du ide lijk zijn gew orden d a t de oceano­grafie, van een bezigheid aa n , zoals m en h e t w el heeft u itg e d ru k t „ th e fringes o f science” zich heeft ontw ikkeld to t een tak v a n onderzoek die zich in de belangstelling v an vele w etenschappen m ag verheugen . M ijn hoop is d a t e r ook on d er U zullen zijn die zich van tijd to t tijd to t de p rob lem en op m arien gebied aangetrokken voelen en ik stel m e d aa ro m veel van h e t rege lm atig co n tac t m e t U voor.

Hooggeleerde Baerends,

T o en ik een a a n ta l ja re n geleden m ijn proefschrift h ad vo ltoo id en h e t u it de inhoud n ie t geheel duidelijk w as w ie d a a r n u over m oest oordelen stond voor m ij vast d a t Gij d a t zo u d t m oe ten zijn. D e tijd d a t U zich in ­tensief m e t m arien e p rob lem en bezighield lig t m een ik a c h te r U . Ik w eet ech te r d a t d it a a n U w interesse voor d it gebied geen a fb reu k heeft ge­d a a n en d a t ik ais v roeger v an U w ra a d zal k u n n en profiteren .

13

Hooggeleerde Kuenen,

T o en v an S traa ten enige m a an d e n geleden op deze p laa ts s tond consta­teerde hij d a t U één v an de grondleggers b en t v a n de m arien e geologie. Ik ben h e t d a a r v an h a rte m ee eens, doch w il er a a n toevoegen d a t in U w m arien geologische w erk algem een oceanografische v ragen een zeer be­langrijke ro l spelen. O m gekeerd h eb ik mij nog al eens gew aagd aan m arien geologische p roblem en d ie U n a aa n h e t h a r t liggen. H e t resul­ta a t is d a t ik, hoew el ik in m ijn G roningse s tu d en ten tijd geen college bij U heb gelopen, m e bew ust b en v an een belangrijke invloed v an U w denkw ijze op de m ijne. V a n de door m ijn benoem ing geopende m ogelijk­heden to t nauw ere sam enw erking m e t U en v an S tra a ten h eb ik grote verw achtingen .

Beste Verwey, collega's en vrienden van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der %ee,

M ijn benoem ing in G roningen beteken t geen afscheid v an D en H elder. O f m ijn n ieuw e arbeidsverdeling w inst o f verlies voor h e t in s titu u t be­tek en t za l de toekom st m oeten leren . H e t is ech te r m ijn overtu ig ing d a t voor een m arien in stituu t, doo r de v o o rtgaande specialisering, slechts tw ee m ogelijkheden open s ta an : een u itb re id in g v an de eigen s ta f to t boven een zeker m in im um en sam enw erk ing m e t an d e re w etenschappe­lijke instellingen. I n beide gevallen is n auw co n tac t m e t de universite it v an g roo t belang.

Dames en Heren Studenten,

In vele la n d en m a ak t h e t oceanologisch onderzoek op h e t ogenblik een b loeitijd door. Bij w etenschappelijk w erk zijn n a tio n a le g renzen m a ar van w einig belang . T o ch v a lt h e t te b e treu ren d a t ons la n d a a n de op­kom st v an h e t zeeonderzoek m a a r een kleine b ijd rag e levert, a l v a lt die b ijd rage q u a lita tie f n ie t te verw aarlozen . H e t z iet e r n a a r u it d a t de beperkende fac to ren voor v erd ere ontw ikkeling n ie t de m iddelen zullen zijn, m a a r de m ensen. H e t is m ijn vurige hoop d a t som m igen v an U zul­len on tdekken , d a t de zee een fascinerend arbeidsveld k a n zijn.

Ik heb gezegd.

14

L I T E R A T U U R

1. d e M A R S iL L i,L . f . , 1786: N a tu u rk u n d ig e B eschrijving d er Z eeën, ’s-G ravenhage, 216 pp .

2. d e a c o n , g . e . r . , 1962: T h e d evelopm en t a n d p resen t sta tu s o f ocean o g rap h y as a scientific d isip line. IC S U R eview , 4 , 82.

3. J a c o b s e n , o ., 1875: U eb er d ie L u ft des M eerw assers. Ja h resb e r. C om m . wiss. un ters, deu tschen M eere , 2 , 3 , p . 45.

4. h e l l a n d h a n s e n , b . , e n f . n a n s e n , 1909: T h e N orw egian Sea. R ep . N orw . Fish, a n d M a rin e Investig ., 2 , 390 pp.

5. T h e Snellius E xped ition in th e eastern p a r t o f th e E ast In d ia n A rch ipelago , 1929— 1930. Brill, L eiden .

6. r e v e d l e , r . , e n h . SUESS, 1957 : C a rb o n d iox ide exchange betw een a tm osphere a n d ocean. T ellus, g, 18.

7. b o l í n , b . , e n e . E R iK so N , 1959: C hanges in th e ca rb o n d ioxide co n ten t o f th e atm os­p h e re a n d th e sea d u e to fossil fuel com bustion . R ossby M em orial V olum e, 130.

8. C r a i g , h . , 1957: T h e n a tu ra l d is trib u tio n o f rad io carb o n an d th e exchange tim e of ca rb o n dioxide betw een a tm osphere an d sea. T ellus, g, 1.

9. POSTM A, H ., 1963: T h e exchange o f oxygen a n d ca rb o n dioxide betw een th e ocean a n d the a tm osphere . N eth . Jo u rn . o f Sea R esearch , 1963.

i o. b o l í n , b . , e n c h . k e e l i n g , 1963 : L arg e scale a tm ospheric m ixing as d ed u ced from the seasonal an d m erid iona l varia tio n s o f ca rb o n dioxide. J . G eophysical R es., 1963.

!5