Donderdag 24/06/2021

Het mysterie van eb en vloed

Twee keer per dag wordt het eb en vloed, een wonderlijk proces waarover de geleerden al eeuwen hun hoofd breken. De Engelse wetenschapsauteur Hugh Aldersey-Williams schreef er een heerlijk boek over.

"Goed dat we aan een ronde tafel zitten," zegt Hugh Aldersey-Williams terwijl hij driftig met onze glazen begint te schuiven. "Dit is de aarde", wijst hij naar zijn glas in het midden van de tafel. Dan neemt hij mijn glas en laat dat rondjes draaien om het zijne heen. "En dat is de maan."

Het is allemaal begonnen met mijn vraag waarom we per dag twee keer eb en vloed meemaken, terwijl de maan, de bron van onze getijden zoals we op school leerden, toch maar één keer rond de aarde draait.

"Aarde en maan vormen samen een zwaartekrachtsysteem," legt hij uit, "en het zwaartepunt daarvan ligt in de aarde, maar natuurlijk niet in het midden. Wanneer de maan rond de aarde cirkelt" - en daar begint hij weer te draaien met de glazen, maar nu met allebei tegelijk - "trekt zij die aarde dus een beetje met zich mee, waardoor deze meedanst. Aan de maankant van de aarde ontstaat daardoor een golf en aan de achterkant ervan een net zo grote tegengolf. Twee keer vloed dus, en natuurlijk ook twee keer eb." Triomfantelijk kijkt Aldersey-Williams op van onze tafel en ik zie dat zijn ogen schitteren. "Maar dat is nog niet alles," vervolgt hij, "want ook de zwaartekracht van de zon trekt aan de aarde." Waarna hij bij gebrek aan een derde glas zijn arm de lucht in steekt en de barman begint te tappen.

Hugh Aldersey-Williams is een van die fantastische Britse non-fictie-auteurs in wiens handen wetenschap een thriller wordt. Eerder schreef hij bekroonde bestsellers over de menselijke anatomie en het periodiek stelsel waarin hij kennis en anekdotiek feilloos aan elkaar wist te koppelen.

In zijn nieuwe boek heeft hij het over het getij, de eindeloze herhaling van eb en vloed die de mens al heel lang fascineert, maar waarvoor hij toch nog maar een eeuw of vier een sluitende verklaring heeft. Aldersey-Williams heeft het natuurlijk over de historische zoektocht naar een wiskundige formule om de getijden te voorspellen, maar hij schrijft net zo goed en zo mooi over zijn - en Edgar Allan Poe's - fascinatie voor de maalstroom, over het door de Thames gedicteerde ritme van het Londen van Charles Dickens en over de reusachtige bouwwerken die Venetië vanaf 2018 tegen overstromingen zullen beschermen.

Maar beginnen doet Aldersey-Williams met een prachtig hoofdstuk waarin hij beschrijft hoe hij op een dag in september twaalf uur naar de zee gaat zitten kijken. Samen met hem geraak je in een ander ritme, het natuurlijke ritme van eb en vloed waarvan we over de eeuwen heen volstrekt vervreemd zijn geraakt.

"Zelfs de mensen die van de zee leven, hebben vandaag het geduld niet meer om haar ritme te volgen", zegt hij. "En dat was vroeger wel anders. Niet alleen vissers moesten zich aanpassen aan de getijden, dat gold voor zowat iedereen die in de buurt van de kust woonde. Voor het schrijven van mijn boek bezocht ik een van de weinige nog bestaande getijdenmolens. Het malen van de tarwe gebeurt daar door middel van zeewater dat bij vloed opgevangen wordt in een reservoir en bij eb over een schoepenrad weer naar beneden loopt en zo de molenstenen doet draaien En dus werd er twee keer per dag gemalen. Een keer om zes uur 's ochtends en een keer om zes uur 's avonds."

De knieën van Knoet

Tide, zoals het boek van Aldersey-Williams heet, is zijn meest persoonlijke tot nu toe. Niet alleen zeilt hij en doet hij aan birdwatching, het eerste bij vloed en het tweede bij eb, hij woont ook niet ver van de kust, in Norfolk, waar de zee onophoudelijk aan het land knabbelt en over de eeuwen heen hele dorpen de dieperik in verdwenen zijn.

"Dunwich, net over de grens in Suffolk, was tijdens de middeleeuwen de hoofdstad van East Anglia", zegt hij. "Het had een van de grootste havens van het land. Er stonden acht kerken en drie abdijen en die zijn allemaal weg. Dunwich bestaat nog. Het is over de eeuwen heen steeds verder het land in gekropen en vandaag ziet het eruit als ieder ander kustplaatsje.

"Voor de kust van Cromer, zo ongeveer waar de pier nu eindigt, lag ooit Shipden. Ook dat is verdwenen en hetzelfde zal met Cromer zelf gebeuren. Het is een proces dat niet te stoppen is. Wanneer je aan zee wilt wonen, moet je je ook aanpassen aan die zee, anders ben je zoals Knoet, de 11de-eeuwse Deense koning van Engeland die in weerwil van zijn hele hofhouding zijn heerschappij over de zee wou bewijzen door zijn troon op het strand te plaatsen en te zeggen dat de golven van zijn land moesten wegblijven. Toen hij tot zijn knieën in het water zat, blies hij de aftocht."

De vragen waar de getijden vandaan komen en hoe ze te voorspellen zijn, noemt Aldersey-Williams zeldzame voorbeelden van oplosbare problemen: "We kennen alle factoren die erbij betrokken zijn. Getijden worden voor het grootste deel veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan en een beetje door die van de zon. Daar komt bij dat de banen van maan en aarde niet cirkelvormig zijn, dat de as van de aarde lichtjes gekanteld is, ze niet rond is en haar zwaartepunt niet echt in het midden ligt. Dat zijn allemaal factoren waarmee we rekening moeten houden, maar met de juiste wiskunde kunnen we perfect voorspellen op welk moment van de dag het op een bepaalde plek eb of vloed zal zijn.

"Dus maken we getijdentabellen waar dat netjes op staat en wanneer we daarmee aan de kust staan, zien we dat ze niet kloppen. Wind en storm kunnen de getijden immers zwaar beïnvloeden. Maar dat wisten vissers eeuwen geleden natuurlijk ook al. Het is niet op hun vraag dat die tabellen er gekomen zijn. Zij wisten altijd wanneer het eb of vloed zou zijn: een beetje later dan de dag ervoor.

"En toch trok het getijdenvraagstuk grote namen aan, zoals Galileo en Laplace. Dat waren geen bootslui en ze werkten ook niet voor een grote maritieme organisatie. Ze zagen er gewoon een uitdaging in. Newton plaatste de oorzaak van eb en vloed zelfs op zijn lijstje van grote op te lossen wetenschappelijke vraagstukken."

De beweging van eb en vloed leidde Galileo zelfs tot zijn beroemdste stelling: dat de aarde om de zon moest draaien en niet andersom zoals de Kerk wou. "Dat zat zo", legt Aldersey-Williams uit. "Venetië had toen nog geen waterleiding die het met het Italiaanse vasteland verbond. Alle zoetwater werd aangevoerd per schip. Galileo voer mee met zo'n schip en hij zag hoe het water in het ruim bij het wegvaren achteruit week en bij het remmen vooruit stroomde. Dat deed hem aan de getijden denken, en dan meer bepaald aan die in de Adriatische Zee die ook nog eens de vorm heeft van een rechthoekig scheepsruim. Aan de twee uiteinden van die zee, in Venetië en Bari laten we zeggen, zijn de getijden het hoogst, terwijl er halverwege helemaal geen getijden zijn. Hetzelfde zag Galileo in het scheepsruim. De beweging gebeurde aan de voor- en achterkant, terwijl het water in het midden leek stil te staan. Door dit te zien, raakte hij overtuigd van het heliocentrisme, wat hem uiteindelijk op een veroordeling door het Vaticaan kwam te staan."

De getijden zijn dus niet overal even hoog?

Hugh Aldersey-Williams: "Helemaal niet. In de 17de en 18de eeuw begon men voor het eerst wiskundige modellen te gebruiken. Men stelde de aarde voor als een perfecte, gladde bol met een overal even dik laagje water eromheen.

"Maar de aarde ziet er natuurlijk niet echt zo uit. Er ligt overal land in de weg dat vreselijk in conflict gaat met de getijdenwerking. De golf die in theorie netjes rond de aarde draait, botst op de continenten. Daardoor ontstaan putten en bulten in die golf, waardoor de getijden op geen twee plekken hetzelfde zijn. Japan heeft er op veel plaatsen bijna geen, net zoals ze in de Golf van Mexico bijna onbestaande zijn. In België is het verschil tussen eb en vloed een meter of drie. In Groot-Brittannië is dat tussen de vijf en de zes. En voor de kust van Nova Scotia is dat vijftien. Waar een hoog en een laag rond elkaar draaien, heb je geen getijden. Men noemt dat een amfidroom."

Heeft het getij een rol gespeeld bij de evolutie van soorten?

"Waarschijnlijk wel. De meest plausibele verklaring voor het ontstaan van leven is dat het voortkomt uit geisers onder de zee die allerhande soorten verhitte gassen uitstootten. Daar kunnen de juiste chemische stoffen verbindingen aangegaan zijn, waardoor het eerste primitieve leven is ontstaan. De maan stond toen nog veel dichter bij de aarde, waardoor de getijden sterker waren en zij bijdroegen aan de vermenging van het hete water en dus ook aan de evolutie."

Exoplaneten die op de aarde lijken, maar geen maan hebben, maken dus minder kans op leven?

"Dat gaat misschien wat ver. Wanneer het over leven gaat, redeneren we altijd heel erg antropocentrisch, alsof alle leven er zoals ons moet uitzien. Water is voor ons inderdaad heel belangrijk, maar misschien is dat niet zo voor alle leven. Of moet dat water niet per se vloeibaar zijn, want de bouwstenen van het leven kunnen zich ook best vormen in damp.

"Het is dus niet zeker dat getijden onontbeerlijk zijn voor het ontstaan van leven. Er zijn veel andere voorwaarden waar eerst aan voldaan moet worden, zoals de juiste zwaartekracht of de juiste afstand tot een ster zodat het niet te koud of te warm is. Getijdenwerking tref je pas een heel eind verder op het lijstje aan."

De getijden produceren jaarlijks drie terawatt aan energie, drie keer zoveel als alle mensen samen verbruiken. Een bron van propere energie?

"Getijdencentrales hebben een toekomst, maar geen grote. Ze zijn alleen lokaal en op kleine schaal bruikbaar en zullen dus maar een kleine bijdrage leveren aan het lenigen van onze energienoden. Drie terawatt kan reusachtig klinken, maar de zon levert honderdduizenden keren meer energie die ook nog eens makkelijker te capteren is."

Maar getijdencentrales zitten wel onder water, waardoor je er niet hele dagen tegenaan zit te kijken zoals tegen windmolens.

"Wanneer je schoepen onder water installeert die turbines aandrijven zie je die inderdaad niet, maar dat is de minst praktische manier om het aan te pakken. Op Nova Scotia, in de Fundybaai, heb ik een pilootproject bezocht waarvan de raderen het nog geen 36 uur uithielden. Toen bleken ze aan diggelen te liggen. De stroming kan daar bijzonder hevig zijn en in het water zitten stenen en zand die een afschuwelijk corrosieve werking hebben. Dat type centrales heeft niet echt veel toekomst.

"Sinds 1966 is er in het Franse Rance wel een centrale in gebruik die werkt volgens hetzelfde principe als de getijdenmolen: bij vloed water opvangen en bij eb weer laten weglopen door een turbine. In Wales wil men er nu ook zo eentje bouwen.

"Het gevaar met dat soort gigantische projecten is dat ze de getijden plaatselijk veranderen en invloed kunnen hebben op die verderop. Zo hebben ingenieurs berekend dat wanneer men een reusachtige turbinedam zou bouwen die de Fundybaai zou afsluiten, bijna 800 kilometer verderop de luchthaven van Boston, Massachusetts onder water zou komen te staan."

Zal de klimaatwijziging de getijden beïnvloeden?

"In essentie zullen de getijden hetzelfde blijven, ook als het zeeniveau een meter zou stijgen tegen het einde van de eeuw. De klimaatwijziging verandert immers niets aan de maan en de zon.

"Maar de amfidromen kunnen zich wel verplaatsen omdat de zeebodem dieper ligt. Plaatsen met veel getijdenwerking kunnen deze door de klimaatwijziging dus verliezen, of er kan nog meer getijdenwerking ontstaan. De haven van Dublin, die nu een kleine getijdenwerking kent, zal die bijvoorbeeld helemaal verliezen als de zee een meter stijgt. Overal de dijken hoger maken is dus dom. Stel je voor dat op een bepaalde plaats vloed twee meter daalt, dan hoef je helemaal niets te doen. Maar stel dat het omgekeerde waar is en er twee meter bijkomt, dan zul je je kustwering drie meter hoger moeten maken. Er moet dus voor iedere plaats precies berekend worden wat de gevolgen zullen zijn.

"En dan moet je ook nog eens in rekening brengen dat op sommige plaatsen het land stijgt of daalt. Heel Scandinavië kent bijvoorbeeld een postglaciale stijging. En zelfs in een relatief klein land als Groot-Brittannië beweegt de aarde. East Anglia daalt drie millimeter per jaar en Schotland stijgt net evenveel, alsof er ergens in de Yorkshire Dales een scharnier zou zitten."

Dat wordt dus voorkomen of genezen, want op een goddelijke tussenkomst zoals Mozes die meemaakte bij de doortocht door de Rode Zee moeten we waarschijnlijk niet rekenen. Of was dat ook gewoon getijdenwerking?

"Van een boek waarin mensen 900 jaar oud worden, kun je echt geen wetenschappelijke benadering van natuurfenomenen verwachten. Het is inderdaad mogelijk dat een groep mensen via een bij eb tijdelijk vrijgekomen zandbank door de Rode Zee is getrokken en dat een grotere groep die hen achterna zat - het Egyptische leger dus - net te laat kwam en niet in staat was hen te volgen. De realiteit is echt geen Cecil B. DeMille-film waarin de golven tientallen meters hoog recht overeind blijven staan.

"Ik heb trouwens nog wel een paar mottige films moeten bekijken voor dit boek, met als dieptepunt ongetwijfeld een vikingfilm waarin Tony Curtis en Kirk Douglas de hele tijd in van die campy lederen rokjes rondlopen en Curtis uiteindelijk op het strand aan een staak gebonden wordt, zodat hij bij vloed zal verdrinken. Fantastisch beroep heb jij toch, zegt men dan, zo hele dagen je zin kunnen doen. Ze zouden eens moeten weten."

Hugh Aldersey-Williams, Tide, The Science and Lore of the Greatest Force on Earth, Viking, 426 p., 18,99 pond.

Op 20 oktober verschijnt de vertaling bij De Bezige Bij onder de titel Het getij, 400 p., 29,99 euro.

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234