..

..

..

..

..

..

..

Wetenschappelijke parels

..

Het belangrijkste wetenschappelijke nieuws volgens 193 ‘briljante geesten’

..

Samengesteld door John Brockman

..

Vertaling onder redactie van Frits van der Waa en Henny Corver

..

Vertaald door

Agaath Diemel, Annemie de Vries, Annoesjka Oostindiër, Arjanne van Luipen, Bernadette Delfgaauw, Catalien van Paassen, Dieuwke van der Veen, Erica Feberwee, Frits van der Waa, Henny Corver, Herman te Loo, Ineke van den Elskamp, Ineke Veldink, Jaap Verschoor, Jan van den Berg, Jan Willem Reitsma, Jeske Nelissen, Jolande van der Klis, Joost Mulder, Joris Vermeulen, Josephine Ruitenberg, Klaske Kamstra, Marianne Hoogenboom, Marianne Palm, Marieke van Muijden, Marjolein Meinderts, Marlies van der Wal, Merel Leene, Miebeth van Horn, Mieke Groot, Nannie de Nijs Bik-Plasman, Nico Groen, Nicole Seegers, Patty Adelaar, Paul Heijman, Piet Dal, Pon Ruiter, René van Veen, Ronald Jonkers, Ronnie Boley, Tracey Drost-Plegt, Willem van Paassen, Wilma Chappin-Berndsen, Wilma Paalman, Yolande Samwel

.

Oorspronkelijke titel Know This: Today’s Most Interesting and Important Scientific Ideas, Discoveries, and Developments

© 2017 Edge Foundation, Inc.

Nederlandse vertaling

© 2017 Maven Publishing B.V., Amsterdam / Vertalers

..

www.mavenpublishing.nl

http://edge.org/annual-question

..

Ontwerp omslag DPS

Verzorging ePub Michiel Niesen, ZetProducties

..

isbn 978 94 9249 321 7

nur 740

..

Alle rechten voorbehouden.

Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke wijze en/of door welk ander medium ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

Voor Juliet en Miles

Inleiding: De Edge-vraag

John Brockman

Uitgever van Edge

Wetenschappelijke onderwerpen die de laatste paar jaar veel aandacht hebben gekregen in dagbladen en tijdschriften zijn onder andere moleculaire biologie, kunstmatige intelligentie, kunstmatig leven, chaostheorie, computatie met massief parallellisme, neurale netwerken, het uitdijend heelal, fractalen, complexe adaptieve systemen, superstringtheorie, biodiversiteit, nanotechnologie, het menselijk genoom, expertsystemen, onderbroken evenwicht in de evolutie, cellulaire automaten, fuzzy logic, biosferen in de ruimte, de Gaia-hypothese, virtuele realiteit, cyberspace, computers met teraflopcapaciteit...

Anders dan bij eerdere intellectuele ondernemingen zijn de resultaten van de derde cultuur niet het twistzieke gerommel in de marge vanuit de ivoren toren; nee, ze zullen het leven van alles en iedereen op onze planeet gaan beïnvloeden.

Je denkt misschien dat de bovenstaande opsomming van onderwerpen de opmaat vormt voor de Edge-vraag van 2016, maar dan zit je ernaast. Ze stond centraal in mijn essay ‘The Third Culture’, verschenen in de Los Angeles Times van 19 september 1991: vijfentwintig jaar geleden. Dit essay, bedoeld als manifest, was de vrucht van een gezamenlijk project met inbreng van Stephen Jay Gould, Murray Gell-Mann, Richard Dawkins, Daniel C. Dennett, Jared Diamond, Stuart Kauffman, Nicholas Humphrey en andere eminente wetenschappers en denkers. Het verkondigde dat ‘de derde cultuur wordt gevormd door die empirisch georiënteerde wetenschappers en denkers die in hun onderzoek en verklarende geschreven werk de plaats innemen van de traditionele intellectueel, doordat zij de diepere betekenis van ons leven zichtbaar maken en een nieuwe definitie geven van wie en wat we zijn’; en het vervolgde aldus:

Wat traditioneel ‘wetenschap’ wordt genoemd, is nu ‘openbare cultuur’ geworden. Stewart Brand schrijft: ‘Wetenschap is het enige nieuws. Wanneer je een krant of tijdschrift doorneemt, is al het zachte nieuws het welbekende hij-zei-zij-zei, politiek en economie zijn dezelfde almaar terugkerende treurnis, [...] zelfs technologie is voorspelbaar als je weet hoe ze wetenschappelijk in elkaar steekt. De menselijke aard verandert niet zoveel; de wetenschap wél, en die verandering wordt steeds groter, en daardoor is de wereld onomkeerbaar aan het veranderen.’ De wereld van nu is een wereld waarin het tempo van de verandering de grootste verandering is.

Wetenschap is derhalve een groot verhaal geworden, zo niet hét grote verhaal: nieuws dat nieuws blijft.

Dit blijkt wel uit het feit dat de in dat essay uit 1991 opgesomde wetenschappelijke onderwerpen nog niets aan actualiteit hebben ingeboet, terwijl ze al relevant waren vóór de tijd van internet, sociale media, mobiele communicatie, deep learning, big data. Tijd voor een update...

Wat beschouw jij als het interessantste recente [wetenschappelijke] nieuws? Waarom is het belangrijk?

De online reacties komen dit jaar uit op net onder de tweehonderd bijdragen. Hier is het nieuws, ontleed door degenen die vaak zelf in het nieuws zijn.

De menselijke vooruitgang gekwantificeerd

Steven Pinker

Bekleedt de Johnstone Family-leerstoel aan de faculteit Psychologie van Harvard University; auteur van The Sense of Style

De menselijke intuïtie heeft, helaas, weinig voeling met de werkelijkheid. Een halve eeuw psychologisch onderzoek heeft aangetoond dat mensen die proberen risico’s in te schatten of de toekomst te voorspellen vooral komen aanzetten met stereotypen, opzienbarende gebeurtenissen, wilde scenario’s en moralistische commentaren.

Gelukkig ontstaat er, doordat de mankementen in de menselijke cognitie inmiddels algemeen bekend zijn, steeds meer aandacht voor het alternatief – objectieve data – en worden op velerlei terrein de gutfeelings vervangen door kwantitatieve analyse. Die revolutie heeft zich in de sport voltrokken door Moneyball, op beleidsgebied door Nudge, in de wereld van voorspellingen van uitslagen door forecasting tournaments en voorspellingsmarkten, in de filantropie door effectief altruïsme en in de gezondheidszorg door geneeskunde op basis van bewijs.

Dat is interessant nieuws, en ook wetenschappelijk nieuws, omdat de diagnose uit de cognitieve wetenschap afkomstig is en de remedie uit de datawetenschap. Maar het allerinteressantste hiervan is dat de ‘kwantificatie van het leven’ zich nu ook bezighoudt met de belangrijkste aller vragen: kunnen we spreken van vooruitgang? Hebben de collectieve pogingen van de mensheid om entropie en de nare kantjes van de evolutie te bestrijden geleid tot verbetering van de condition humaine?

Vanzelfsprekend meenden de verlichtingsdenkers van wel, en in de victoriaanse tijd werd vooruitgang een belangrijk thema in het Anglo-Amerikaanse denken. Maar sindsdien heeft het pessimisme van de romantici en anderen die zich tegen het verlichtingsdenken keerden grote delen van het intellectuele domein geconfisqueerd, aangewakkerd door historische rampen als de beide wereldoorlogen en de – na de jaren zestig opgekomen – zorgen over door de mens veroorzaakte problemen als milieuvervuiling en sociale ongelijkheid. Tegenwoordig lees je vaak over ‘vertrouwen’ in de vooruitgang (vaak ‘naïef’ vertrouwen genoemd) versus heimwee naar het verleden (toen alles beter was); dan gaat het over de huidige verloedering en de angst voor de dystopie die zeker zal komen.

Maar de cognitieve revoluties en datarevoluties waarschuwen ons om ons bij het vormen van een mening over wat dan ook niet te laten leiden door subjectieve indrukken of incidenten die in ons straatje passen. Zolang het ‘slechte’ niet is uitgeroeid, zal er altijd genoeg ‘slechts’ zijn om het nieuws te vullen, en het publiek zal daaruit afleiden dat de wereld vergaat. De enige manier om die illusie te ontkrachten, is goede en slechte gebeurtenissen plotten in een tijdgrafiek. De meeste mensen zijn het erover eens dat leven beter is dan dood, gezondheid beter dan ziekte, rijkdom beter dan armoede, kennis beter dan onwetendheid, vrede beter dan oorlog, veiligheid beter dan geweld, vrijheid beter dan dwang. Dat geeft ons een serie toetsstenen waarmee we kunnen meten of er werkelijk vooruitgang is geboekt.

Interessant nieuws: het antwoord is meestal ‘ja’. Dat vermoeden kreeg ik voor het eerst naar aanleiding van de reacties van kwantitatieve historici en politicologen op mijn bijdrage aan de Edge-vraag van 2007 (‘What Are You Optimistic About?’): ze stuurden me datasets waaruit bleek dat het aantal moorden en oorlogsdoden in de loop van de tijd spectaculair was gedaald. Sindsdien is ook op basis van andere toetsstenen ontdekt dat er vooruitgang is geboekt. Economisch historici en ontwikkelingswetenschappers (onder wie Gregory Clark, Angus Deaton, Charles Kenny en Steven Radelet) hebben de welvaartsgroei in kaart gebracht, en dit alles wordt nóg aanschouwelijker gemaakt op websites met innovatieve graphics, zoals Gapminder, Our World in Data en HumanProgress van respectievelijk Hans Rosling, Max Roser en Marian Tupy.

Er zijn nog meer veranderingen ten goede: mensen leven langer en gezonder, niet alleen in de welvarende landen maar in de wereld als geheel. Een stuk of tien besmettelijke en parasitaire infectieziekten zijn uitgeroeid of op sterven na dood. Er gaan aanzienlijk meer kinderen naar school. De extreme armoede is wereldwijd gedaald van 85 naar 10 procent. Afgezien van plaatselijke verslechteringen is de wereld democratischer dan ooit. Vrouwen zijn beter opgeleid, trouwen later, verdienen meer en bekleden meer invloedrijke posities. Er zijn minder raciale vooroordelen en hatecrimes sinds gegevens daarover worden bijgehouden. De wereld wordt zelfs slimmer: in alle landen is het IQ elk decennium met drie punten gestegen.

Natuurlijk moeten we ‘gekwantificeerde vooruitgang’ zien als een serie empirische bevindingen. Er is geen sprake van mystiek, utopisme of goddelijke genade. Daarom moeten we ook niet vreemd opkijken als er domeinen in het leven zijn waar niets veranderd is, waar verslechtering is opgetreden of die gewoon niet kwantificeerbaar zijn (zoals het eindeloze aantal apocalypsen die aan de menselijke verbeelding kunnen ontspruiten). De uitstoot van broeikasgassen neemt toe, de zoetwatervoorraad slinkt, soorten sterven uit en er zijn nog steeds kernwapens.

Maar ook hier kan kwantificatie behulpzaam zijn. ‘Ecomodernisten’ als Stewart Brand, Jesse Ausubel en Ruth DeFries hebben aangetoond dat een groot aantal factoren die wijzen op een gezonde leefomgeving de laatste vijftig jaar zijn verbeterd, en dat bepaalde historische langetermijnprocessen – zoals het terugdringen van het gebruik van fossiele brandstoffen, het verminderen van consumptie en van landgebruik voor akkerbouw – verder kunnen worden gestimuleerd. Sinds Nagasaki zijn er geen atoombommen meer gevallen, het aantal kernproeven is tot vrijwel nul gedaald, de proliferatie is beperkt gebleven tot negen landen (terwijl in de jaren zestig nog werd gerekend op dertig of meer), zeventien landen zijn gestopt met hun atoomprogramma’s, en het aantal kernwapens (en dus ook het aantal potentiële gevallen van diefstal, ongelukken en obstakels voor het bereiken van de uiteindelijke ‘nullijn’) is met vijfzesde gereduceerd.

Waarom is dit alles zo belangrijk? In de eerste plaats omdat gekwantificeerde vooruitgang de feedback levert voor eventueel noodzakelijke aanpassingen. De vruchten van de vooruitgang die wij mogen smaken zijn het resultaat van instituties en normen die zich de afgelopen twee eeuwen in onze wereld hebben verankerd: rede, wetenschap, technologie, onderwijs, expertise, democratie, gereguleerde markten en een moreel commitment aan mensenrechten en menselijke ontplooiing. Critici van het verlichtingsdenken hebben lange tijd beweerd dat er geen enkele garantie is dat we van deze ontwikkelingen beter zouden worden. Maar nu weten we dat we er daadwerkelijk beter van zijn geworden. Dat betekent dat we door die instituties en normen van de moderne tijd op het juiste spoor zijn gezet, hoe ver Utopia ook nog verwijderd is. Daarom moeten we eraan blijven werken om ze te verbeteren, in plaats van ze af te branden in de overtuiging dat er niets ergers bestaat dan onze huidige decadentie en in de vage hoop dat er uit de as iets beters zal oprijzen.

Bovendien worden we door de vooruitgang aangespoord om nog méér vooruitgang te willen. Onder activisten is het bon ton om te denken dat elk optimistisch onderzoeksresultaat moet worden weggemoffeld omdat mensen daar maar zelfingenomen van worden. Ze vinden dat je de mensen juist bij de les moet houden door te jammeren over voortdurende crises, en dat je tegen ze tekeer moet gaan omdat ze niet bang genoeg zijn. Helaas kan dit leiden tot weer een ander gevaar: fatalisme. Als je steeds maar hoort dat armoede onuitroeibaar is, dat de goden ons zullen straffen voor onze hybris, dat de natuur zich zal wreken op de plunderingen die wij aanrichten en dat de klok onverbiddelijk aftikt naar het moment van de nucleaire holocaust en de klimaatcatastrofe, ligt de conclusie voor de hand dat verzet geen zin heeft en dat we maar beter feestend ten onder kunnen gaan. Het positieve van een grafiek daarentegen is dat ze je uitnodigt goed te kijken welke krachten een curve naar omhoog of juist naar omlaag beschrijven, en op basis daarvan die krachten in te zetten om verder te gaan in de juiste richting.

Meer doen met minder

Freeman Dyson

Theoretisch fysicus; auteur van Dreams of Earth and Sky

Een van de wetenschappelijke helden van onze tijd is Pieter van Dokkum, hoogleraar Astronomie aan Yale University en auteur van Dragonflies, een recent verschenen boek over insecten, geïllustreerd met prachtige, in hun natuurlijke habitat door de schrijver genomen foto’s van libellen. Als astronoom werkt hij met een ander type libel: de Dragonfly Telephoto Array-telescoop, bestaande uit tien 400 mm-lenzen die zo zijn uitgelijnd dat ze lijken op het samengestelde oog van een libel. De refractorlenzen zijn gecoat met een speciale optische laag die ze uiterst gevoelig maakt voor verre, vage objecten in de sterrenhemel. Voor dat doel is de Dragonfly ongeveer tien keer gevoeliger dan de beste grote telescopen. En hij is ook ongeveer duizend keer goedkoper. De tien refractors kosten samen zo’n 100.000 dollar, een grote telescoop zo’n 100 miljoen dollar.

Dragonfly heeft onlangs 47 ‘ultradiffuse’ sterrenstelsels ontdekt in de Comacluster, en dat is meer dan computermodellen hadden voorspeld. Elk sterrenstelsel bevindt zich in een halo van donkere materie, waarvan de massa kan worden bepaald met behulp van de gemeten snelheid van de zichtbare sterren. De sterrenstelsels bevatten ongeveer honderd keer meer donkere materie dan zichtbare materie; vergelijk dat met de 10:1-verhouding tussen donkere en zichtbare materie in onze eigen Melkweg. De waarnemingen van de Dragonfly onthullen een universum met een intens subtiele structuur van brokken donkere materie, veel brokkeliger dan de standaardtheorie van de oerknalkosmologie ooit had voorspeld.

En zo kan het gebeuren dat een goedkope, kleine telescoop een grootse nieuwe ontdekking doet over de structuur van het heelal. Als de kosteneffectiviteit van een telescoop gemeten wordt als de verhouding tussen wetenschappelijke output en financiële input, is de Dragonfly de grote winnaar. Dit verhaal heeft een moraal, maar die moraal is niet dat we al ons geld moeten steken in kleine telescopen. We hebben nog steeds grote telescopen en grote organisaties nodig om astronomie op wereldniveau te kunnen bedrijven. Nee, de moraal is dat we een bescheiden fractie van het astronomiebudget, misschien een derde, zouden moeten reserveren voor kleine, goedkope projecten. En dan komt daar vast weer een volgende winnaar van het kaliber van Dragonfly uit.

De ‘uitzonderlijkheid’ van de mensheid

Kurt Gray

Universitair docent psychologie, University of North Carolina, Chapel Hill

‘En de Heere God had den mens geformeerd uit het stof der aarde, en in zijn neusgaten geblazen den adem des levens; alzo werd de mens tot een levende ziel’ – Genesis 2:7

Wij mensen zijn altijd overtuigd geweest van onze uitzonderlijkheid en van onze plek in het centrum van het heelal. Nog niet zo lang geleden zagen we onszelf als Gods favoriete schepsel, neergezet op de pas geschapen aarde, waaromheen alle andere hemellichamen rondcirkelden. We geloofden dat mensen fundamenteel verschilden van andere dieren en een niet te evenaren intelligentie bezaten. Op grond van die ideeën voelden we ons prettig en veilig, en daarom was het niet moeilijk erin te geloven. Alleen, het klopte niet.

Copernicus en Galileo bewezen dat de zon, en niet de aarde, in het centrum van ons zonnestelsel lag. Charles Lyell bewees dat de aarde veel ouder was dan gedacht. Darwin bewees dat mensen niet fundamenteel verschilden van andere dieren. Al die wetenschappelijke ontdekkingen zetten vraagtekens bij onze veronderstelde uniekheid. En zelfs al waren mensen niets anders dan apen met een grote frontale cortex, dan nog konden we ons erop laten voorstaan dat we deel uitmaakten van een heel bijzondere club – de club van levende wezens. Ach, de schoonheid van het leven, de verscheidenheid aan planten, dieren, insecten en bacteriën...

Helaas wordt de uitzonderlijkheid van al wat leeft onderuitgehaald door een recente theorie.

Jeremy England, een aan het MIT verbonden fysicus, poneert dat ‘leven’ niet meer is dan een onvermijdelijke consequentie van de wetten van de thermodynamica. Hij stelt dat levende systemen beter dan wat ook in staat zijn om energie te halen uit een externe bron: bacteriën, kevers en mensen zijn de efficiëntste manier om zonlicht te benutten. Volgens England houdt entropie in dat moleculen die lang genoeg onder een warmtebron verblijven uiteindelijk gaan metaboliseren, bewegen en zichzelf repliceren — met andere woorden: gaan leven. Toegegeven, dit proces kan miljarden jaren duren, maar in deze optiek verschillen levende wezens weinig van andere fysieke structuren die bewegen en zich repliceren na toevoeging van energie, zoals draaikolken in water (aangedreven door de zwaartekracht) en zandduinen in de woestijn (aangedreven door de wind). Door deze theorie van England vervaagt niet alleen de grens tussen levend en niet-levend, maar wordt bovendien de uitzonderlijkheid van de mens nóg verder ondermijnd. Hij suggereert dat de mens vooral heel goed is in het benutten en verbruiken van energie (en dat doen we dan ook vol enthousiasme) — een soort uitzonderlijkheid waar we niet persé trots op hoeven zijn...

J.M. Bergoglio’s rapport uit 2015 over de mondiale ecologie

Stuart Pimm

Doris Duke-hoogleraar Conservation Ecology, Duke University; auteur van The World According to Pimm

In het jaar 2015 zag een indrukwekkende tour d’horizon van de mondiale ecologie het licht. Dit veelomvattende werk bespreekt de invloed van de mens op biodiversiteit, mijn vakgebied. Net als alle andere goede reviews is het behoorlijk gedocumenteerd en volledig, en bevat het specifieke aanbevelingen voor verder onderzoek. Het maakt een grotendeels vertrouwde indruk, hoewel het niet veel verwijzingen naar Nature en Science bevat. Maar daarmee is het nog geen nieuws. Wat het wel nieuws maakt, is dat het een bereik heeft van een zeer specifieke groep van 1,2 miljard mensen, en daarnaast nog ontelbare anderen, waarmee het de citatiestatistieken van andere recente wetenschappelijke publicaties ruimschoots in de schaduw stelt. De naam van de publicatie is Over de zorg voor het gemeenschappelijke huis, en de auteur is Jorge Mario Bergoglio, beter bekend als paus Franciscus.

Hoeveel ecologie zit erin? En hoe goed is het? Welnu, het woord ‘ecologie’ of afgeleiden daarvan komt 80 keer voor, ‘biodiversiteit’ 12 keer en ‘ecosysteem’ 25 keer. Het bevat een sectie van 1400 woorden over het verlies aan biodiversiteit, de juiste lengte voor een brief aan Nature.

Het stuk over biodiversiteit begint met de constatering dat de hulpbronnen van de aarde ‘worden geplunderd als gevolg van kortzichtige denkbeelden over economie, handel en productie’. Het vertelt ons dat ontbossing een belangrijke oorzaak is van het verlies aan soorten. Het legt uit dat een grote soortenrijkdom van belang is als bron van, onder andere, voedsel en medicijnen, en dat ‘bepaalde dier- en plantensoorten genen hebben die in de toekomst voor mens en milieu van cruciaal belang kunnen zijn’. Wanneer diersoorten en masse uitsterven, kleven daaraan ook ethische bezwaren: door onze huidige activiteiten benadelen we toekomstige generaties die er dan niet meer van kunnen profiteren en genieten.

We leren dat het merendeel van onze kennis over extinctie vogels en zoogdieren betreft. Een alinea die door E.O. Wilson geschreven zou kunnen zijn, over het kleine grut dat heerst over onze wereld: ‘Voor het goed functioneren van ecosystemen zijn ook schimmels, algen, wormen, insecten en een onnoembare variatie aan micro-organismen nodig. Bepaalde minder talrijke soorten spelen, hoewel grotendeels onzichtbaar, een onmisbare rol bij het behoud van het evenwicht van een bepaalde habitat.’ Dit korte lijstje geeft de inzichten en de volledigheid goed weer. Als je onderdelen uit een complex systeem gooit, in dit geval soorten uit ecosystemen, kunnen er onverwachte dingen gebeuren.

Technologie heeft zo haar voordelen, maar Bergoglio wijst in eloquente bewoordingen ongebreideld technologisch optimisme van de hand: ‘We schijnen te denken dat we een onvervangbare, niet meer terug te halen schoonheid kunnen inwisselen voor iets wat we zelf hebben gemaakt.’ We vernietigen habitats niet alleen, maar we fragmenteren ook nog eens die welke overblijven. De oplossing is het aanleggen van biologische corridors. ‘Wanneer soorten commercieel geëxploiteerd worden, is er weinig aandacht voor het bestuderen van hun voortplantingspatronen om zodoende hun teloorgang en de daarmee samenhangende onbalans in het ecosysteem te voorkomen.’

Terwijl er aanzienlijke vooruitgang is geboekt in het creëren van beschermde gebieden te land en ter zee, bestaat er nog grote zorg over het Amazonegebied en de Congo, waar de laatste grote arealen tropisch regenwoud voorkomen, en eveneens over het vervangen van oerwoud door veel soortenarmere aanplant, bijvoorbeeld van oliepalmplantages. Overbevissing en het teruggooien van grote hoeveelheden bijvangst putten de oceanen versneld uit. Grote delen van de zeebodem worden fysiek beschadigd door menselijke activiteit, waardoor het bodemleven drastisch verandert. Deze sectie eindigt met een statement dat, met zijn pleidooi voor meer inspanning en meer geld, afkomstig zou kunnen zijn van een Policy Forum in Science:

Er moet meer geïnvesteerd worden in research gericht op inzicht in het functioneren van ecosystemen en het analyseren van de verschillende variabelen die significante milieuveranderingen lijken te beïnvloeden. Aangezien alle levende wezens onderling verbonden zijn, moet elk van hen behouden blijven, omdat ze allemaal van elkaar afhankelijk zijn. Dit vereist een zorgvuldige inventarisatie van soorten met het oog op het ontwikkelen van beschermingsprogramma’s en -strategieën, waarbij bijzondere zorg moet worden besteed aan het behoeden van soorten die dreigen uit te sterven.

De sectie over biodiversiteit zou een uitstekende synopsis zijn voor het college Natuurbescherming dat ik aan mijn studenten geef. Ze bestrijkt een indrukwekkende hoeveelheid onderwerpen van wereldwijd belang. De research is opvallend up-to-date en schuwt de actuele controverses niet.

De encycliek bevat uitgebreide secties over milieuvervuiling, klimaatverandering, water, verstedelijking, maatschappelijke ongelijkheid en de milieueffecten daarvan, de belofte én de dreiging van technologie, intergenerationele gerechtigheid, beleid op lokaal en op wereldniveau. Al deze onderwerpen zouden thuishoren in een college over mondiale ecologie. Maar dat is niet de reden dat deze publicatie groot nieuws was. Waarom was het dan wél groot nieuws? Omdat dit een onweerlegbaar statement is over het belang van wetenschap voor het vormgeven van de ethische keuzes van onze generatie – voor katholieken én niet-katholieken. Het vraagt van alle religies en alle wetenschappers om de enorme omvang van de problemen die de wetenschap van de ecologie aan het licht heeft gebracht tot zich door te laten dringen, en op zoek te gaan naar oplossingen. Aan de auteur het laatste woord over hoe we dat voor elkaar moeten krijgen:

Niettemin kunnen wetenschap en religie, elk met hun eigen inzicht in hoe de werkelijkheid begrepen moet worden, met elkaar een intensieve dialoog aangaan die voor beide vruchtbaar is. Gezien de complexiteit van de ecologische crisis en de vele oorzaken daarvan, dienen we te beseffen dat we geen oplossingen kunnen verwachten door slechts vanuit één zienswijze de werkelijkheid te interpreteren en te transformeren. [...] Als we werkelijk een ecologie willen ontwikkelen die de schade die we hebben berokkend kan herstellen, kunnen we geen enkele tak van wetenschap en ook geen enkele vorm van wijsheid uitsluiten, en daartoe behoren ook religie en de taal die haar eigen is.

Lekkend, slinkend, schuivend ijs

Laurence C. Smith

Hoogleraar en voorzitter vakgroep geografie; hoogleraar aard-, planeet- en ruimtewetenschappen, University of California, Los Angeles; auteur van The World in 2050

Onlangs konden we in nieuwsbladen als The New York Times, Wall Street Journal, Los Angeles Times en andere prominente media wereldwijd een opmerkelijke hausse waarnemen in de wetenschappelijke berichtgeving over de grote ijskappen op aarde. En wat die bronnen te melden hadden, was geen goed nieuws.

Dankzij nooit eerder vertoonde beelden, metingen in het veld en de nieuwste klimaatmodellen weten we nu dat in het verre Groenland en ook op Antarctica het proces van herdefiniëren van ’s werelds kustlijnen al is begonnen. Meer dan een miljard mensen zullen in de generaties na ons moeten verkassen, en talloze nog onbekende aspecten van onze economieën, ecosystemen en culturele nalatenschappen zullen drastisch veranderen of helemaal verdwijnen.

Vijf studies vragen bijzondere aandacht. Een ervan toont aan dat de drijvende ijskappen rond Antarctica (die geen direct effect hebben op het zeeniveau, maar wel voorkomen dat er miljarden tonnen gletsjerijs van het vasteland in zee schuiven) aan het slinken zijn, waardoor hun bufferfunctie gevaar loopt. Een andere studie maakt, met behulp van drones, satellieten en noest veldwerk, duidelijk dat er overal op Groenland blauwe smeltwaterrivieren over het ijsoppervlak stromen. Een belangrijk NASA-programma met de naam Oceans Melting Glaciers, afgekort OMG, heeft aangetoond dat de opwarmende oceanen – die tot nu toe de warmte afkomstig van de toenemende uitstoot van broeikasgassen grotendeels hebben geabsorbeerd – nu bezig zijn met het van onderaf afsmelten van de grote ijsmassa’s van gletsjers die in zee uitmonden. Een vierde studie heeft met behulp van historische luchtopnamen uit de afgelopen eeuw in kaart gebracht hoe de afkalving van het ijs rond Groenland zich in een steeds sneller tempo voltrekt. Een vijfde onderzoek, een langetermijnstudie die geavanceerde computermodellen gebruikt, poneert dat de omvangrijke Antarctica-ijskap de komende millennia volledig zou kunnen verdwijnen als we zouden besluiten om alle nu bekende reserves aan fossiele brandstoffen erdoorheen te jagen.

Dat laatste scenario is nogal extreem. Maar als we ervoor kiezen om het zo ver te laten komen, zou de zeespiegel nog wel 60 meter extra kunnen stijgen. Stel je voor: voor de Verenigde Staten betekent dat dat de gehele Atlantische kustlijn, Florida en de Gulf Coast in zee zouden verdwijnen en de heuvels van Los Angeles en San Francisco eilandjes zouden worden. Zelfs een zeespiegelstijging van 1,5 tot 3 meter zou een ernstige bedreiging vormen voor kustbewoners in grote steden als New York, Newark, Miami en New Orleans in de VS; Mumbai en Calcutta in India; Guangzhou, Guangdong, Shanghai, Shenzhen en Tianjin in China; Tokio, Osaka, Kobe en Nagoya in Japan; Alexandrië in Egypte; Haiphong en Ho Chi Minhstad in Vietnam; Bangkok in Thailand; Dhaka in Bangladesh; Abidjan in Ivoorkust, Lagos in Nigeria, en Amsterdam en Rotterdam in Nederland. Niet alleen de stijgende zeespiegel vormt een risico, maar ook de grotere kwetsbaarheid voor orkanen (zoals Katrina en Sandy), zeker omdat verzekeringen steeds minder geneigd zijn schade door overstroming in overstromingsgevoelige gebieden te vergoeden.

Deze en soortgelijke studies vertellen ons vier belangrijke dingen:

IJskappen lekken, wat betekent dat het onwaarschijnlijk lijkt dat het toegenomen volume smeltwater aan het oppervlak als gevolg van klimaatverandering kan worden gecompenseerd door het vasthouden of weer bevriezen van water in de ijsmassa zelf.

Er is een duidelijk verband tussen het tempo waarin de zeespiegel wereldwijd stijgt (in de laatste twee decennia is de stijging al bijna verdubbeld en die bedraagt nu gemiddeld zo’n 3,2 millimeter per jaar) en het krimpende volume van de ijskappen.

De opwarming van de oceanen heeft tot nu toe niet onderkende gevolgen voor schuivende ijsmassa’s.

Het proces van door smeltend ijs veroorzaakte zeespiegelstijging gaat gewoon door, en zelfs in een versneld tempo. Veel glaciologen vrezen inmiddels dat eerdere schattingen voor het eind van deze eeuw (ongeveer 30 centimeter als we nu hard ingrijpen in de uitstoot van broeikasgassen, tot ongeveer een meter als we dat niet doen) te laag zullen blijken.

De stijging van de zeespiegel is een realiteit; we ontkomen er niet aan. Het enige waarover we nog zeggenschap hebben is de uiteindelijke omvang ervan.

Gletsjers

Robert Trivers

Evolutionair bioloog, hoogleraar antropologie en biologische wetenschappen aan Rutgers University; auteur van Wildlife: Adventures of an Evolutionary Biologist

Overal ter wereld smelten gletsjers in een ongekend tempo. Overal ter wereld zullen gletsjers in een ongekend tempo blijven smelten. Probeer maar eens te leven met een zeespiegel die gemiddeld meer dan 5 meter hoger is dan nu.

..

Onze collectieve blinde vlek

Jennifer Jacquet

Assistent-hoogleraar milieustudies aan New York University

Er verandert iets in de manier waarop wetenschappers en media omgaan met de vraag wie verantwoordelijk is voor de klimaatverandering. Die bredere kijk is een van de belangrijkste ontwikkelingen van deze tijd, want als wij iemand zien als de oorzaak van het probleem, is dat in onze ogen ook degene die het moet helpen oplossen.

Aanvankelijk werd de verantwoordelijkheid voor de klimaatverandering voornamelijk bij landen gelegd, waarbij ook veel nadruk lag op het verschil in broeikasgasuitstoot tussen ontwikkelde en zich ontwikkelende landen (een onderscheid dat minder uitgesproken is nu China en India inmiddels twee van de drie grootste vervuilers zijn). In het eerste decennium van de eenentwintigste eeuw richtte de aandacht zich, in ieder geval in Amerika, op individuele consumenten. In de jaren daarna kwam de focus echter te liggen op grote bedrijven, niet alleen vanwege hun bijdrage aan de emissie van broeikasgassen, maar ook vanwege hun gebundelde pogingen om het publiek te misleiden over de wetenschappelijke bewijzen voor de klimaatverandering en om politieke maatregelen te voorkomen.

Fabrikanten zijn altijd wel verantwoordelijk gehouden voor vervuiling, bijvoorbeeld als het ging om gevaarlijk afval, maar toch ontstond er discussie over de vraag of het eerlijk was om de verantwoordelijkheid voor de broeikasgas-uitstoot te verplaatsen van de afnemer naar de leverancier. Nu bewezen is hoe sommige fossielebrandstofmaatschappijen hebben gereageerd op de klimaatwetenschap, is er een grotere last bij de producent komen te liggen. Al sinds het eind van de jaren tachtig, toen de gevaren van klimaatverandering duidelijk werden, hebben sommige maatschappijen pogingen gefinancierd om de klimaatwetenschap te ondergraven en al het mogelijke gedaan om hun toekomst met fossiele brandstoffen veilig te stellen. Producenten hebben de algemene opinie en publieke keuzes beïnvloed.

Dat er nu onderzoek wordt gedaan naar die invloed, komt doordat steeds meer wetenschappelijke disciplines (en interdisciplines) zich bezighouden met klimaatgerelateerde onderwerpen. De psychologie behaalde als een van de eerste vakgebieden opzienbarende resultaten op dit terrein, met onderzoek dat leidde tot meer begrip voor de focus op individuele verantwoordelijkheid en keuzes. Vervolgens kwamen onderzoekers van andere vakgebieden, zoals de sociologie en de wetenschapsgeschiedenis, met bewijzen voor de rol die grote bedrijven en daaraan gelieerde media hebben gespeeld in het gebrek aan maatregelen tegen de klimaatverandering.

De bewijzen voor de schuld van de producent hebben zich relatief snel opgestapeld, maar het tijdstip waarop dat gebeurt blijft beschamend. Tijdens de klimaatoorlogen van de afgelopen twee decennia is wetenschappers verweten dat ze slecht communiceerden, dat ze onzekerheid veroorzaakten en mensen depressief en bang maakten. Bepaald geen overtuigende beschuldigingen, lijkt mij. Maar wetenschappers en media hebben de rookgordijnen die de industrie rond het klimaat optrok niet doorzien of aangetoond, en dat is wel de grootste mislukking op het gebied van klimaatactie. Je kunt de invloed van de bedrijven op politiek en media verantwoordelijk stellen voor het gebrek aan kennis bij het grote publiek, maar dat verklaart niet waarom wetenschappers en journalisten de rol van die bedrijven zo lang over het hoofd hebben gezien. Nu kennen we de belangrijke rol die de industrie speelt bij de klimaatverandering, dus laten we hopen dat die kennis niet weer in onze collectieve blinde vlek verdwijnt.

..

Drie wetenschappelijke doorbraken om CO2-uitstoot te verminderen

Bill Joy

Futuroloog; medeoprichter en voormalig wetenschappelijk hoofd van Sun Microsystems; Greentech Venture Capital Group en partner emeritus van KPBC

De klimaatverandering vormt een enorme uitdaging. Een snelle reductie van de CO2-uitstoot van fabricageprocessen, energieopwekking en transport is noodzakelijk, en kan zelfs van levensbelang worden, omdat de indirecte gevolgen van die uitstoot zich steeds sneller manifesteren. Vrijwel onopgemerkt zijn er het afgelopen jaar drie belangrijke wetenschappelijke doorbraken geweest, die kunnen bijdragen tot een aanzienlijke versnelling van de uitstootreductie.

1. De voetafdruk van beton verkleinen; CO2 opslaan

Beton is na water het meestgebruikte materiaal ter wereld. De fabricage van portlandcement voor beton neemt 5 procent van de door mensen veroorzaakte uitstoot voor haar rekening. Dr. Richard Riman van Rutgers University heeft een nieuw type cement ontwikkeld, ‘Solidia’, dat gemaakt kan worden van dezelfde grondstoffen als portlandcement en in dezelfde ovens, maar bij een lagere temperatuur, en met minder kalksteen, zodat er bij het fabricageproces aanzienlijk minder CO2 wordt uitgestoten. Anders dan portlandcement, dat water opneemt om uit te harden, hardt dit nieuwe cement uit door CO2 op te nemen. De CO2-voetafdruk van de betonproducten waarin Solidia wordt verwerkt ligt daardoor 70 procent lager. Er zijn al duizenden tonnen van het nieuwe cement geproduceerd en in 2015 werd bekend dat grote producenten hun fabrieken nu aanpassen om beton te maken met Solidia in plaats van met portlandcement. Als het wereldwijd toegepast zou worden, zou dat de vraag naar industriële CO2 sterk verhogen en zo een grote economische prikkel vormen voor het afvangen en hergebruiken van CO2.

Eerdere pogingen om minder vervuilende soorten cement in te voeren werden geen succes, omdat de benodigde grondstoffen schaars waren en er dure nieuwe productiemiddelen voor moesten worden aangeschaft en/of omdat er erg veel verschillende eisen aan werden gesteld, door de wet of voor speciale toepassingen. Solidia-cement kent deze problemen niet en levert betere prestaties tegen lagere kosten. Om een snelle overstap binnen een bestaande infrastructuur mogelijk te maken, moet die eenvoudig te realiseren zijn. In dit geval hoeft slechts één stap in het fabricageproces te veranderen: het uitharden met CO2 in plaats van met water.

Valt te verwachten dat ook de CO2-voetafdruk van andere materialen met een hoge intrinsieke energie, zoals staal en aluminium, binnen afzienbare tijd kleiner kan worden, met gebruikmaking van de bestaande infrastructuur? Tien jaar onderzoek heeft daarvoor geen geschikte mogelijke doorbraken opgeleverd, dus moet op die terreinen waarschijnlijk de langere weg gevolgd worden: producten opnieuw ontwerpen, zodat ze gemaakt kunnen worden van materialen met lagere intrinsieke energie, zoals sterke polymeren en kunstvezels.

2. Schaalbare windturbines voor decentrale windenergie

Meer dan een miljard mensen, voornamelijk op het platteland in de ontwikkelingslanden, hebben geen toegang tot een betrouwbaar netwerk en tot stroom; het zal een groot verschil uitmaken of zij uiteindelijk stroom zullen krijgen uit duurzame energiebronnen of uit fossiele brandstoffen. Op dit moment zijn windturbines de goedkoopste hernieuwbare bron, maar alleen in de vorm van zeer grootschalige, vele megawatts leverende energieparken, die zich niet lenen voor decentrale opwekking. In kleinere afmetingen presteren de bestaande traditionele windturbines al snel veel slechter. In 2015 werd voor het eerst een nieuw type windturbine toegepast in een kleinschaliger windpark (in de orde van 100 kW). Hierbij ging het om een ommantelde turbine, naar een ontwerp van Walter Presz en Michael Werle van Ogin Energy. De mantel versterkt de luchtstroom, waardoor deze kleine en middelgrote turbines efficiënt kunnen draaien, ook bij lagere windsnelheden. Dat maakt decentrale opwekking en toepassing binnen kleine netwerken mogelijk.

Uit recent onderzoek is gebleken dat wind voor grote centrales de goedkoopste hernieuwbare energiebron is, met kosten zonder subsidie van 80 dollar per MWh, tegen rond de 150 dollar per MWh voor zonnecellen; opwekking met een middelgrote windcentrale kost 240 dollar per MWh, en is daarmee te duur om een rol van betekenis te kunnen spelen. De nieuwe ommantelde turbines leveren nu al elektriciteit tegen de helft van de kostprijs van conventionele middelgrote exemplaren en zullen qua kosten kunnen concurreren met grootschalige (of traditionele) windparken, als ze tenminste in grote aantallen worden gebouwd.

We moeten enorme hoeveelheden hernieuwbare bronnen inzetten om de opwekking van elektriciteit volledig CO2-neutraal te maken en de bestaande fossiele-energiecentrales grotendeels te kunnen ontmantelen. De inzet van windenergie is veel sneller, veiliger en goedkoper uit te breiden dan die van kernenergie, waarvoor vaak wordt gepleit. Ook kan windenergie gecombineerd worden met netwerkopslagmogelijkheden zoals accu’s, om te zorgen dat er altijd stroom beschikbaar is. Als we echt werk gaan maken van het verkleinen van de CO2-uitstoot, kan de productie van kleine en middelgrote turbines snel worden opgevoerd, binnen de bestaande industriële infrastructuur, net zoals dat in de Tweede Wereldoorlog is gebeurd, toen er snel veel militair materieel nodig was.

Kosteneffectieve windenergie, zowel groot- als kleinschalig, is een aanvulling op zonne-energie en vormt daarmee, in combinatie met nieuwe opslagmogelijkheden binnen de netwerken, een compleet pakket dat de huidige trend in de richting van het inzetten van hernieuwbare bronnen verder kan versnellen.

3. Een ionische elektrolyt op kamertemperatuur voor vastestofaccu’s

De huidige lithium-ionaccu’s gebruiken een brandbaar, vloeibaar elektrolyt en bevatten meestal stoffen die het brandgevaar nog groter maken. In de meeste zitten dure metalen, zoals lithium, kobalt en nikkel. Vorig jaar verscheen een publicatie over het bestaan van een nieuw polymeer elektrolyt, uitgevonden door Michael Zimmerman van Ionic Materials – de eerste vaste stof met commercieel toepasbaar ionisch geleidingsvermogen op kamertemperatuur. Dankzij die lage temperatuur is deze kunststof veilig en hij dooft vanzelf uit wanneer hij in brand gestoken wordt. Hij vormt een chemisch milieu dat duidelijk verschilt van dat van een vloeistof en kan werken met veel andere en overvloedig beschikbare kathodematerialen zoals zwavel (dat een hoog vermogen heeft, licht is en niet duur) en nieuwe en goedkope metalen anodes, en daarmee met multivalente metaalionen zoals Zn2+. Dit betekent dat veel wenselijke chemische reacties in accu’s die in vloeibare elektrolyten niet haalbaar zijn, nu wel mogelijk worden.

In de accu-industrie werd deze wetenschappelijke doorbraak pas over een jaar of twintig verwacht, maar men keek er al lang naar uit, omdat vaste accu’s veel goedkoper en veiliger zijn en meer energie kunnen opslaan. Accu’s met vaste polymeren zijn op grote schaal te produceren met bestaande, goedkope machines uit de kunststofindustrie.

Van de wereldwijde CO2-uitstoot door fossiele brandstoffen komt 15 procent van gemotoriseerd wegverkeer. De vervoerssector van India en China zal in de komende jaren sterk groeien; of de energie voor deze extra voertuigen geleverd wordt door hernieuwbare bronnen of door fossiele brandstoffen, zal een aanzienlijk verschil uitmaken in de wereldwijde uitstoot. Goedkope en veilige accu’s met een hoog vermogen kunnen het tempo waarin het verkeer en deze transportvloten overgaan op elektriciteit, veel sterker versnellen dan tot nu toe werd gedacht.

In de eenentwintigste eeuw moeten we ophouden met het verbranden van fossiele brandstoffen. Elektrochemie – betere accu’s en betere brandstofcellen – heeft een veel groter potentieel dan meestal wordt beseft en kan verbranding voor het grootste deel vervangen.

Er zijn meer technologieën die nu nog gebruikmaken van gas en vloeistoffen, maar hopelijk kunnen overstappen op het gebruik van een vast materiaal om hun CO2-impact te verminderen. Koelen, bijvoorbeeld, gebeurt nu meestal via de vloeistof-gastransitie. Ik hoop dat er in de toekomst ook op dit vlak een doorbraak komt: een methode om te koelen middels een vaste stof, die net als de hierboven besproken technieken snel op grote schaal toegepast kan worden.

..

Power

James Croak

Kunstenaar

In je ene hand heb je 5 liter benzine, met een gewicht van ruim 3,5 kilo, in de andere een accu van 1,5 kilo; stel je nu eens voor dat die twee evenveel energie kunnen bevatten. Spoiler alert: dat kunnen ze al. De opwindendste en belangrijkste wetenschappelijke vooruitgang is de enorme toename in dichtheid van accu’s, waardoor die straks benzine kunnen vervangen en een oplossing bieden voor de problemen van nachtelektriciteit, actieradius van voertuigen en windmolens bij windstilte.

De actieradius van elektrische auto’s neemt elk jaar met zo’n 9 procent toe en inmiddels kun je best een flinke rit heen en terug maken zonder achterbak vol reserveaccu’s. Maar in 2011 keek menigeen verbaasd op over de winnaar van de Green Flight Challenge. Daarin werd een geldprijs van zeven cijfers uitgeloofd voor een vliegtuig dat met een passagier aan boord in minder dan twee uur 320 kilometer kon vliegen, op minder dan één gallon [3,78 liter] brandstof. Drie vliegtuigen deden mee – twee elektrische en een hybride – en alleen de elektrische vliegtuigen haalden het binnen de tijd. De winnaar bereikte een gemiddelde snelheid van 183 km/u met een oplaadbaar elektrisch vliegtuig zónder verbrandingsmotor. Vijf jaar daarvoor was dit nog een fantasie à la jeugdboekenheld Tom Swift, omdat de accu’s toen veel te zwaar waren voor een vliegtuig – zelfs al was het mogelijk geweest om ze in de romp te persen. Maar het gewicht en de omvang van accu’s zijn steeds verder afgenomen, terwijl hun opslagvermogen groter is geworden.

De grootst mogelijke energiedichtheid van accu’s is nu 250 wattuur per kilogram, heel wat groter dus dan de 150 Wh/kg van een paar jaar geleden, maar nog steeds veel kleiner dan die van petroleum, die 12.000 Wh/kg is. Er is een bedrijf dat binnenkort met een accu van 400 Wh/kg komt, maar binnen een paar jaar kunnen er accu’s worden ontwikkeld die een grotere energiedichtheid hebben dan fossiele brandstoffen.

De opwindendste en meest tegenintuïtieve accu die is bedacht, is de lithium-luchtaccu. Deze zuigt lucht aan voor de zuurstof die nodig is voor zijn chemische reactie en blaast die lucht weer uit als hij klaar is. Doet dit een belletje rinkelen? Benzinemotoren zuigen lucht aan en voegen daar een benzinenevel aan toe; de uitzettende lucht levert energie, maar stoot vervolgens een luchtvervuiler uit. De lithium-luchtaccu bestaat uit vaste materie en blaast schone lucht uit. Het MIT heeft al een lithium-luchtaccu gedemonstreerd met een energiedichtheid van meer dan 10.000 Wh/kg.

Accu’s hoeven niet de energiedichtheid van benzine te hebben om die te kunnen vervangen. De fysische eigenschappen van benzine-energie zijn gebrekkig; slechts 15 procent van de energie in je tank drijft de auto voort over de snelweg; de rest gaat verloren aan warmte, gewicht van de motor en de versnellingsbak, wrijving en stationair draaien. In de praktijk zijn accu’s in de laboratoria al voorbij de nuttige energiedichtheid van fossiele brandstoffen, met een energiedichtheid die een elektrische auto met een bescheiden accu een actieradius van 750 kilometer geeft, en een klein vliegtuig waarschijnlijk meer.

De tweede belangrijke verandering is dat grotere accudichtheid zowel de afmetingen als de kosten van opslag van elektriciteit heeft verlaagd en zo de brug heeft geslagen tussen enerzijds onbestendige wind en alleen overdag te produceren zonne-energie en anderzijds de eisen die de huidige consument 24 uur per dag stelt.

Zolang het behoorlijk waait, produceren windmolens meer dan genoeg energie, maar bij windstilte leveren ze geen spatje op; accu’s moeten dan een gestage aanvoer van elektriciteit leveren, tot er weer een briesje opsteekt. Dankzij een nieuwe accu-installatie kan een windpark bij Elkins, West Virginia, constant stroom aan het net blijven leveren en blijven de 98-megawattturbines een wezenlijk onderdeel van het systeem: schone elektriciteit met de betrouwbaarheid van een conventionele fossiele-energiecentrale.

Bovendien draaien fossielebrandstofcentrales op een hoger vermogen dan nodig is, voor het geval er een piek in de vraag optreedt. Een nieuwe megawatt-accu-installatie in de Chileense Atacamawoestijn heeft gezorgd voor stabiliteit op het stroomnet en vermindering van brandstofgebruik.

Opeens is de langverwachte groene-energierevolutie daar, onwaarschijnlijk genoeg dankzij de nederige accu. Een eeuw geleden reden er meer auto’s op elektriciteit dan op benzine. Heel binnenkort zijn we terug in de toekomst.

..

Kom in actie

Hans-Ulrich Obrist

Curator van de Serpentine Galleries in Londen; auteur van Ways of Curating

Een artikel van Mark Williams et al. dat in 2015 verscheen onder de titel ‘The Antropocene Biosphere’1 maakte nog eens duidelijk dat de door mensen veroorzaakte veranderingen in het klimaat zullen leiden tot een zesde massale uitstervingsgolf. Volgens een van de coauteurs van het artikel, geoloog Peter Haff, bevinden we ons nu al in een periode van fundamentele verschuivingen die de wereld onherkenbaar zullen veranderen. Iedereen kan wel een verhaal vertellen over iets wat in zijn eigen omgeving gebeurt. Ik werd in december gebeld door een vriendin in het Zwitserse Engadin, waar Nietzsche zijn Also sprach Zarathustra schreef; op 2000 meter hoogte lag geen sneeuw, vertelde ze. Op datzelfde moment stonden in Engeland de narcissen te bloeien.

Zoals kunstenaar, milieubeschermer en politiek activist Gustav Metzger al jaren zegt, is het niet langer voldoende om alleen maar te praten over ecologie: we moeten zorgen dat mensen zich geroepen voelen om in actie te komen. We moeten nadenken over de vraag wat we als individu en als collectief kunnen doen om ons gedrag te veranderen, en strategieën ontwikkelen om ons aan te passen aan het antropocene tijdperk. Om Metzger aan te halen: we moeten ‘opstaan tegen de voortdurende vernietiging van soorten, ook al is er weinig kans dat we daar uiteindelijk in slagen. Het is ons voorrecht en onze plicht om voorop te gaan in de strijd.’ We moeten vechten tegen de verdwijning van soorten, talen, hele culturen; we moeten in het geweer komen tegen de homogenisatie van onze wereld. We moeten inzien dat dit nieuws deel uitmaakt van een breder continuüm. De Franse historicus Fernand Braudel heeft gepleit voor de longue durée, een visie op de geschiedenis waarin ‘nieuwsevenementen’ minder historisch belang hebben dan de grote, onderliggende structuren van de menselijke beschaving. Uitsterving is een verschijnsel dat bij de longue durée van het antropoceen hoort en de symptomen ervan ervaren we aanvankelijk als nieuws. Door dit nieuws in verband te brengen met de longue durée, kunnen we strategieën formuleren om onze toekomst om te vormen en zo de meest catastrofale uitstervingsscenario’s afwenden. Als we het nieuws begrijpen, kunnen we ernaar handelen.

Kunst is één middel om met andere ogen naar bestaande paradigma’s te kijken en zo ruimte te maken voor nieuwe ontdekkingen; het is de draad die het nu verbindt met het verleden en de toekomst, de draad die nieuws in verband brengt met de longue durée. Kunst is ook een middel om kennis te bundelen en het is, net als literatuur, nieuws dat nieuws blíjft. Iets dergelijks bedoelde de dichter Shelley, toen hij zei dat ‘dichters de niet-erkende wetgevers van de wereld zijn’: schrijvers en kunstenaars bekijken het nieuws met andere ogen en veranderen zo de manier waarop wij de wereld zien, de manier waarop we denken en handelen.

Eén van mijn grote inspiratiebronnen is Félix Fénéon, een Franse uitgever uit het fin de siècle (en de eerste die James Joyce uitgaf in Frankrijk); hij was ook kunstcriticus (hij ontdekte en verspreidde het werk van Georges Seurat) en anarchist (hij moest terechtstaan en wist aan vervolging te ontkomen nadat hij, tot groot plezier van de jury, een serie vileine grappen aan het adres van de aanklager en de rechter had gemaakt). Fénéon was een meester in het transformeren. Hij veranderde het nieuws in wereldliteratuur via zijn serie prozagedichten. In 1906 was hij de anonieme auteur van een beroemd geworden serie drieregelige nieuwsberichten in Le Matin. In die korte stukjes over moord en ellende transformeerde hij verhalen van de dag tot prozagedichten die voorgoed blijven bestaan. Dichter en schrijver Lawrence Durrell transformeerde in zijn Alexandria Quartet de copernicaanse inzichten van Einstein en Freud tot fictie. Door gebeurtenissen die aanvankelijk vluchtig zijn en alleen plaatselijke betekenis hebben te vertalen in iets wat universeel en blijvend is, kun je van nieuws cultuur maken.

John Dos Passos gaf een blijvende vorm aan gebeurtenissen die van voorbijgaande actualiteit leken. In zijn trilogie U.S.A. verkende hij nieuwe stijlen van schrijven die moesten uitdrukken hoe het is om te leven in een maatschappij die wordt overspoeld door gedrukte media, televisie en reclame. De ‘journaals’ in zijn boek zijn collages van krantenknipsels en populaire songteksten; elders experimenteert de auteur met het ‘cameraoog’, zoals hij het noemt: een soort stream of consciousness, als de ongefilterde beelden van een camera die geen onderscheid maakt tussen wat belangrijk is en wat niet. Later wordt dit materiaal getransformeerd tot verhalen. Filmmaker Adam Curtis:

De U.S.A.-trilogie toont de grote dialectiek van onze tijd, namelijk die tussen individuele ervaring en de manier waarop deze fragmenten tot verhalen worden gevormd [...] Wanneer je een ervaring doormaakt, heb je geen idee wat die betekent. Pas later, als je naar huis gaat, vorm je uit al die fragmenten een verhaal. En dat is wat individuen doen, en het is ook wat een samenleving doet. Het is waar de grote romanschrijvers uit de negentiende eeuw, zoals Tolstoj, over schreven. Zij hadden het over die spanning tussen hoe een individu zelf het verhaal van een gebeurtenis vertelt, vanuit fragmenten, en hoe de samenleving dat vervolgens doet.

De Libanees-Amerikaanse dichteres, schilderes, schrijfster, urbaniste, architecte en activiste Etel Adnan noemt dat transformatieproces ‘de mooie combinatie van een permanente onderlaag met iets daarbovenop wat verandert. Er zit continuïteit in transformatie.’ Zij ziet transformatie als de relatie tussen de longe durée van de geschiedenis, het actuele nieuws en de daden die de toekomst kunnen transformeren. Ze laat ons zien hoe dialoog kan leiden tot nieuwe strategieën om verscheidenheid te behouden en iets te doen tegen het uitsterven, maar erkent ook dat verandering onvermijdelijk is. Als we radicale nieuwe strategieën willen ontwikkelen om een van de belangrijkste kwesties van onze tijd het hoofd te bieden, dan moeten we onze angst om de kennis van verschillende disciplines samen te brengen, overwinnen. Bundelen we die kennis niet, dan blijft nieuws gewoon nieuws: elk nieuwe jaar zal berichten brengen over weer een dode taal, nog een verloren soort. Terwijl ik deze tekst schreef, kreeg ik een e-mail van Etel Adnan waarin ze dit prachtig verwoordt:

..

Waar gaat het nieuws heen?

..

Nieuws gaat waar de engelen gaan

Nieuws gaat in de afvalbakken van buitenlandse ambassades

Nieuws gaat naar de kosmische vuilnisbelt die het heelal geworden is

Nieuws gaat, helaas, ons hoofd in

Een brug tussen de eenentwintigste en tweeëntwintigste eeuw

Koo Jeong A

Conceptueel kunstenaar; werkt veel met magneten

Aristoteles besprak het magnetisme met Thales van Milete. In de oosterse geneeswijze spelen energiebanen (meridianen) een belangrijke rol en werd bij behandelingen al lang voor de uitvinding van de acupunctuur gebruikgemaakt van het magnetisch veld. Zoals de Italiaanse filosoof Benedetto Croce schreef: ‘Alle geschiedenis is hedendaagse geschiedenis.’ Het geheimzinnige karakter van de magneet – van belang in computernetwerken, medische apparatuur en ruimtevaartexpedities – verbindt in ons verzadigde tijdperk via elektromagnetische velden meerdere culturele motto’s en zal zich blijven vernieuwen, als een beschaafde brug tussen de eenentwintigste en tweeëntwintigste eeuw. Ver van extreme verschillen kan magnetisch-gerelateerde technologie de wereld vrede bezorgen.

De grootste milieuramp

Richard Muller

Natuurkundige, University of California, Berkeley; auteur van Energy for Future Presidents

De verhalen uit China zijn angstaanjagend. Volgens de meest gunstige schattingen sterven er in dat land 4400 mensen per dag aan de gevolgen van luchtvervuiling. Dat komt neer op 1,6 miljoen mensen per jaar. Elke keer als een tragedie in China het wereldnieuws haalt, zoals de aardverschuiving in Shenzhen waarbij tweehonderd mensen om het leven kwamen, denk ik bij mezelf: ‘Ja, maar vandaag kwamen er ook 4400 mensen om het leven door luchtvervuiling, en daar horen we niks over.’

Het gaat niet om de klassieke luchtvervuiling zoals we die allemaal wel kennen, waarvan je branderige ogen en een kriebelkeel krijgt. De huidige luchtvervuiling wordt veroorzaakt door fijnstof en staat bekend onder de naam PM2,5: deeltjes met een aerodynamische diameter kleiner dan 2,5 micrometer. Het fijnstof wordt geproduceerd door onder meer auto’s, de bouw en de agrarische sector, maar de grootste boosdoener is steenkool, die in de industrie en voor de opwekking van elektriciteit wordt gebruikt. Tot 1997 gold PM2,5 voor het U.S. Environmental Protection Agency niet als een ernstige vervuiling; het stond op de lijst, maar niet als de dodelijke vervuiling die het in werkelijkheid is.

Inmiddels is bekend dat een dergelijke vervuiling voor de inwoners van Beijing op een slechte dag net zo schadelijk is als het roken van twee pakjes sigaretten per dag. Vieze lucht veroorzaakt beroertes, hartaanvallen, astma en longkanker. Kijk naar de doodsoorzaken in China en je ziet een opvallend aantal van zulk soort sterfgevallen, terwijl obesitas zelden voorkomt in vergelijking met de VS.

We kennen de gezondheidseffecten dankzij een aantal opmerkelijke studies. In de VS zagen we een afname in gezondheidsproblemen toen fabrieken en kolencentrales tijdelijk gesloten waren (de ‘Six Cities Study’ van 1993). En de Huai River Study toont aan dat de Chinese politiek van gratis verstrekking van kolen aan huishoudens ten noorden van de rivier de Huai maar niet aan de mensen ten zuiden ervan, het leven van de inwoners ten noorden van de rivier met gemiddeld 5,5 jaar bekortte.

Wat opvalt is de Chinese openheid met betrekking tot gegevens over luchtvervuiling. Elk uur zetten de Chinezen meer dan 1500 metingen in het hele land over PM2,5 online, plus metingen over fijnstof PM10, SO2 (zwaveldioxide), NO2 (stikstofdioxide) en ozon. China mag in veel opzichten een gesloten samenleving zijn, zij lijkt wél om hulp te schreeuwen. Op Berkeley Earth hebben we al deze gegevens de afgelopen jaren gedownload en de patronen lijken nu helder. De vervuiling beperkt zich niet tot steden of bepaalde gebieden, maar is wijdverspreid en er is bijna geen ontkomen aan. 97 procent van de Chinese bevolking ademt in wat het Environmental Protection Agency (EPA, het Amerikaanse federale milieuagentschap) als ‘ongezonde lucht’ kwalificeert. Daarentegen publiceert de democratie India maar heel weinig PM2,5-metingen. Ik vermoed dat ze die wel hebben maar simpelweg niet openbaar maken. Voor Delhi geven ze die metingen dan weer wel, en vrijwel elke keer dat ik die bekijk is de vervuiling daar erger dan in Beijing.

Velen dringen aan op de overstap van kolen naar zonne-energie, maar die stap kan China zich financieel niet veroorloven. In 2015 was zonne-energie goed voor minder dan 0,2 procent van de energie die het land gebruikt, en zonne-energiecentrales gaan failliet zodra de Chinese overheid de subsidies stopzet. Windenergie breidt zich uit, maar de onregelmatigheid van wind is een groot probleem en het opslaan van energie jaagt de kosten omhoog. Hydro-energie biedt nauwelijks een milieuvoordeel: voor de bouw van de Drieklovendam zijn 1,2 miljoen mensen verhuisd (vrijwillig, zo willen de Chinezen ons doen geloven) en zijn 153 steden en 1350 dorpen vernietigd. De nieuwe dam in de Mekong zal ernstige schadelijke gevolgen hebben voor Myanmar, Thailand en Vietnam.

De meeste hoop biedt aardgas, waar China in grote hoeveelheden over beschikt, en kernenergie, dat thans een snelle ontwikkeling doormaakt. PM2,5 van aardgas is vierhonderd keer lager dan van steenkool en reduceert de uitstoot van broeikasgassen met een factor 2 tot 3. China is wanhopig bezig om schaliegas te winnen, maar dat lukt slecht. Het enige land dat daarin succesvol is, is de VS, waar het heeft geleid tot een enorme en onverwachte daling van de prijs van aardgas en olie. Kernenergie, ooit verafschuwd door milieuactivisten, is in de VS aan een opmars bezig. Veel voormalige tegenstanders zien in dat kernenergie een belangrijke bijdrage kan leveren aan het verminderen van de uitstoot van koolstofemissie. Ook China weet de weg naar kernenergie te vinden: er staan 32 centrales in de planning. Hoewel zulke centrales enorm kostbaar zijn, weten de Chinezen dat de hoge kosten alleen uit kapitaal bestaan en dat deze kosten over 25 jaar afgeschreven kunnen worden. Kernenergie is net zo goedkoop als kolen, en veel goedkoper als je ook de milieukosten meerekent.

De luchtvervuiling zal nog wel even doorgaan en zelfs erger worden. China heeft plannen om het gebruik van kolen de komende vijftien jaar te verdubbelen. Het zal dat terugdraaien indien mogelijk, maar de Chinese leiders zijn ook bezorgd dat een langzamere economische groei hun regeringsvorm kan bedreigen. De vervuiling is nu al heel erg, maar ik ben bang dat het ergste nog moet komen.

De Verenigde Staten delen hun nucleaire technologie, en ik verwacht dat China binnen twee decennia de belangrijkste producent van kernenergiecentrales ter wereld zal zijn. Maar we moeten een beter voorbeeld stellen; we moeten de wereld laten zien dat we kernenergie als veilig beschouwen. Daarnaast moeten de Amerikanen hun schaliegastechnologie veel breder delen. Te vaak lezen we de krantenkoppen over vervuiling, schudden ons hoofd, voelen misschien wat leedvermaak jegens onze grootste economische tegenstander, en vervolgens vergeten we het nieuws weer.

Op een dag wordt de opwarming van de aarde wellicht de belangrijkste bedreiging, maar het is de luchtvervuiling die mensen doodt. Luchtvervuiling is de milieuramp van de dag van vandaag.

Technobiofiele steden

Scott Sampson

Adjunct-hoofd onderzoek en collecties, Denver Museum of Nature and Science; dinosauriërpaleontoloog; auteur van How to Raise a Wild Child

De discussie over de toekomst van de stad in de eenentwintigste eeuw woedt volop. Op maatschappelijk terrein is onderwijs waarschijnlijk het enige gebied waarbinnen vaker wordt aangedrongen op hervormingen. En met goede redenen.

Sinds 2008 leven er meer mensen in de steden dan daarbuiten. Aan het eind van deze eeuw zullen steden goed zijn voor 90 procent van de bevolkingsgroei en voor 60 procent van de energieconsumptie. Terwijl deze drukke menselijke broeinesten functioneren als de innovatiecentra van de wereld, zijn ze ook verantwoordelijk voor het leeuwendeel van de milieuvervuiling. Volgens sommige schattingen produceren de huidige steden 75 procent van de wereldwijde koolstofemissies, samen met tal van andere soorten vervuiling. Ze leggen een groot beslag op het landschap, van bossen tot agrarisch land, terwijl ze rivieren, oceanen en bodem vervuilen. Kortom, als we de steden niet goed inrichten, kun je je nauwelijks een gezonde toekomst voor de mensheid voorstellen, om nog maar te zwijgen van de biosfeer.

De deelnemers aan de discussie over de toekomst van de stad kunnen in twee groepen ingedeeld worden. Het ene kamp heeft het over ‘slimme’, ‘digitale’ en ‘hightech’ steden. De nadruk ligt op informatie- en communicatietechnologie die het stedelijk functioneren een impuls kan geven. Op basis van de recente tsunami van stedelijke data (klimaatinformatie, verkeerspatronen, vervuilingsniveaus, energieverbruik, et cetera) zijn de belangrijkste gebieden waar hightech uitvindingen oplossingen kunnen bieden de verkeersstromen van mensen, energie, voedsel, water en afval. Degenen die tot dit eerste kamp behoren stellen zich steden voor die kunnen praten, die live-updates over vervuiling, parkeren, verkeer, water, energie en licht publiceren. Dankzij innovaties als ultralaag-vermogenssensoren en op het web gebaseerde draadloze netwerken worden slimme steden binnen afzienbare tijd realiteit.

Uit het andere kamp horen we geluiden over de noodzaak van ‘groen’, biofilie en zelfs ‘wilde’ steden, waar de natuur wordt gekoesterd, hersteld en gevierd. Uiteraard zijn steden traditioneel de plek waar de dingen niet wild zijn en zijn ze zo ontworpen dat de mens er is afgescheiden van de natuurlijke wereld. Recent onderzoek benadrukt in toenemende mate de positieve gezondheidseffecten van regelmatig contact met de stedelijke natuur. Voordelen zijn onder meer een lager stressniveau, een beter immuunsysteem en betere leerprestaties. Het belangrijkste is misschien nog wel het grote aantal fysieke, mentale en emotionele voordelen die kennelijk essentieel zijn voor een gezonde jeugd. Voorstanders van de groenestadgedachte stellen dat veel belangrijke thema’s van deze tijd, waaronder klimaatverandering, het uitsterven van soorten en het krimpen van natuurlijke habitats, alleen aangepakt kunnen worden als de mens zich bekommert om de natuur in de directe omgeving en er zorg aan besteedt.

Kortom, Big Data versus Moeder Natuur. Twee visies op de toekomst van de stad, schijnbaar elk aan het andere uiteinde van het spectrum. De ene visie benadrukt vooral het belang van technologische innovaties, de andere die van de biologische kennis en de verbinding met de natuur. Maar als je beter kijkt sluiten de twee perspectieven elkaar helemaal niet uit, maar zijn ze juist complementair.

Steden kunnen heel goed zowel hightech als rijk aan natuur zijn. Weinig voorstanders van groene steden huldigen louter de opvatting ‘terug naar de natuur’. Ze pleiten juist voor een toekomst die zowel rijk is aan technologie als aan natuur. Nieuwe termen als de ‘technobiofiele stad’ en de ‘duurzame en slimme stad’ beschrijven het gemengde concept: een stedelijke omgeving waar het natuurlijke en het digitale simultaan omarmd worden.

Ja, duurzame en slimme steden zullen veel groene daken hebben, groene muren en onderling verbonden groene ruimtes. Het inzaaien van inheemse planten zal inheemse insecten trekken, die op hun beurt inheemse vogels en andere dieren lokken, waardoor achtertuinen, schoolpleinen en binnenplaatsen kleinschalige ecosystemen worden. Deze parels van stedelijke natuur kunnen, samen met het verbeteren van de gezondheid van mensen, de uiteindelijke redding betekenen voor tal van bedreigde soorten. Bovendien kunnen steden die rijk aan natuur zijn als hefboom werken voor slimme technologieën om de stedelingen te helpen over te stappen naar hernieuwbare energiebronnen: wind, zon, water en aardwarmte. Groen transport vermindert koolstofemissies en verbetert het milieu. Groene gebouwen kunnen fungeren als bomen, terwijl ze op zonlicht draaien en hun afval recyclen, zodat steden als bossen gaan functioneren.

Interessant is dat beide visies op de stad van de toekomst de nadruk leggen op het belang van een geïnformeerde en betrokken stedelijke gemeenschap. Dankzij digitale technologie en big data kun je individuen bij heel veel processen betrekken, bijvoorbeeld door een grotere participatie in het lokale bestuur: de digitale overheid. Op dezelfde manier kunnen ‘wetenschapsstedelingen’ en ‘natuurstedelingen’ een belangrijke rol spelen in het herstel van flora en fauna, door soorten te monitoren en verbeteringen aan te brengen in de kwaliteit en de kwantiteit van de nabijgelegen natuur. Dit is een krachtige manier om mensen te laten handelen op basis van solide wetenschappelijke data (en tegelijk een impuls te geven aan de wetenschappelijke kennis).

Kortom, in al het nieuws over de toekomst van de stad zit veel meer dan alleen gebakken lucht. Binnen een stedelijke setting kunnen Moeder Natuur en Big Data innige geliefden worden. Onze toekomst, en die van de biodiversiteit van de aarde, hangen af van de consummatie van dit huwelijk. Als die slaagt, zullen we getuige zijn van een nieuw soort stad, een stad waarin zowel de mens als de natuur voorspoedig gedijt.

Koude kernfusie maakt fossiele brandstoffen overbodig

Carl B. Page

Directeur van het Anthropocene Institute; ingenieur; ondernemer; medeoprichter van eGroups

De klimaatcatastrofe vraagt om energie die veel goedkoper is dan fossiele brandstoffen – een energie die onafhankelijk is van weersomstandigheden en natuurrampen, en duurzaam waar het gaat om het gebruik van grondstoffen en de mate van vervuiling. Kan een nieuw, slecht begrepen technologie uit een gestigmatiseerd veld in die behoefte voorzien? Koude kernfusie (ook bekend als Low Energy Nuclear Reaction – LENR) zou op korte termijn heel doeltreffend kunnen zijn.

In 1989 lieten Stanley Pons en Martin Fleischmann weten dat ze een onverwachte kernreactie hadden waargenomen waarbij heel veel energie en heel weinig straling vrijkwam. Inmiddels wordt de techniek van koude kernfusie bestudeerd door producenten van vliegtuigmotoren, grote autofabrikanten, start-ups en – in mindere mate – nationale wetenschappelijke laboratoria. In de loop der jaren hebben veel teams de koude fusie op verschillende manieren onderzocht, wat een consistent patroon heeft opgeleverd. Experimenten zijn beter herhaalbaar geworden, diverser, minder ambigu en beter qua opbrengst. Er zijn geen dure of giftige materialen of processen nodig, dus kan koude kernfusie de stap zijn die we nodig hebben om fossiele brandstoffen te omzeilen. Er zijn geen door de overheid gereguleerde grondstoffen voor nodig, dus is een snelle commercialisering mogelijk.

Omdat velen bekend waren met kernfusie bij extreem hoge temperaturen, leidde koude kernfusie aanvankelijk tot valse verwachtingen. Vroege haastige pogingen tot replicatie bij het MIT waren een mislukking: er kwam wel hitte vrij, maar hoogenergetische neutronen werden niet waargenomen. De vereiste omstandigheden voor een reactie waren aanvankelijk niet bekend en veel pogingen voldeden niet aan de vereisten voor brandstoftoevoer en ontstekingsenergie. En zelfs toen de basisvereisten wel werden gehaald, varieerden de verschijnselen op nanoschaal, wat het moeilijk maakte de reactie te reproduceren. Ook Pons en Fleischmann hadden moeite om hun eigen hoogenergetische resultaten te herhalen nadat ze aanvankelijk geluk hadden gehad met hun elektrode van palladium. Tegenwoordig begrijpen we beter hoe onvolkomenheden in het materiaal tot de verlangde hoge energieniveaus kunnen leiden.

In veel experimenten met koude fusie is de gemeten warmte veel hoger dan bij bekende of beproefde reacties. Er zijn afgiftes gemeten die variëren van enkele milliwatts tot honderden watts. De nucleaire as is geanalyseerd en kwantitatief vergeleken met de energieoutput. En er is hoogenergetische straling waargenomen, die heel anders is dan die van hete kernfusie.

Michael McKubre van SRI International (Stanford Research Institute) wist de vereiste omstandigheden uit historische data te destilleren. Om koude kernfusiereacties op gang te brengen die overtollige energie opleveren, wordt een metalen rooster geladen met waterstofisotopen. Het wordt ver uit evenwicht gebracht door excitatie. In geslaagde proeven zijn een grote protonenstroom en elektromigratie van atomen uit het rooster gevonden.

In 1995 onderzocht dr. Melvin Miles in nauwkeurige experimenten op Naval Air Weapons Station China Lake de output van koude kernfusie kwantitatief. Koude kernfusie geeft in dezelfde verhoudingen als hete fusie helium-4 en warmte af, maar de neutronenemissies en de gammastraling zijn ten minste zesmaal lager dan verwacht, zo concludeerde hij.

Bij geslaagde pogingen om tot excitatie te komen zijn onder meer hitte, druk, tweevoudige lasers, hoge stroom en elkaar overlappende schokgolven gebruikt. Om omstandigheden te creëren die de reactie in stand houden, zijn de materialen behandeld teneinde oneffenheden, gaten en barsten te creëren waar de energie zich concentreert en om de oppervlakte te vergroten. Ook het gebruik van een grote stroom aan protonen en elektronen is kenmerkend voor geslaagde proeven. Solide overgangsmetalen, waaronder nikkel en palladium, zorgen voor de reactie. De nucleaire as bevat ruim bewijs van metaalisotopen in de reactor die aan massa hebben gewonnen – alsof er neutronenaccumulatie heeft plaatsgevonden – alsook verrijkt deuterium en tritium. Tritium wordt in verschillende concentraties waargenomen. Ook wordt zwakke röntgenstraling waargenomen, samen met sporen van andere nucleaire deeltjes.

Koude fusie ziet er inderdaad uit als fusie – afgaande, zoals een chemicus zal doen, op de input van waterstof en de output van helium-4 en transmutatieproducten. Maar het ziet er helemaal niet als fusie uit wanneer je het beoordeelt zoals een plasmafysicus zou doen, aan de hand van radioactieve verklikkers. Het omzetten van waterstof in helium moet grote hoeveelheden energie losmaken, hoe je het ook doet. Koude fusie is geen nulpuntsenergie of een eeuwigdurende beweging. De vraag is of deze energie met betaalbare middelen is op te wekken.

Plasmafysici begrijpen hete thermonucleaire fusie tot in detail. Plasma-interacties behelzen weinig bewegende deeltjes, en de omgeving is willekeurig, zodat het effect nul is. Het modelleren daarentegen van het mechanisme van koude kernfusie verlangt kwantumelektrodynamica in een systeem van een miljoen deeltjes die ver uit evenwicht gebracht moeten worden. In koude kernfusie heb je een kleine deeltjesversneller nodig. Een theorie met betrekking tot koude kernfusie zal berusten op intellectuele gereedschappen die röntgenlasers of hete supergeleiders of halfgeleiders verklaren.

Veel dingen moeten nog opgehelderd worden. Op welke wijze is de energie voldoende geconcentreerd om een nucleaire reactie op gang te brengen? Wat is het mechanisme? Hoe produceert outputenergie in het MeV-bereik hitte zonder hoogenergetische deeltjes? Peter Hagelstein van het MIT heeft vele jaren hard gewerkt aan een ‘Lossy Spin Boson Model’ om enkele van deze vraagstukken op te lossen.

Robert Godes van Brillouin Energy heeft een theorie opgesteld die in het verlengde ligt van de observaties en suggereert een implementatie: de gecontroleerde elektronenvangst. Protonen in een metalen matrix worden onder hoge druk en temperatuur tot op een fractie van een ångström vastgehouden. Een proton kan een elektron absorberen en een ultrakoud neutron worden dat stationair blijft maar geen elektrische lading meer heeft. Daardoor kan een ander proton door de potentiaaldrempel heen dringen en ermee samensmelten, waardoor zwaardere waterstof en hitte ontstaan. Neutronenaccumulatie creëert achtereenvolgens deuterium, tritium en waterstof-4. Waterstof-4 is nieuw voor de wetenschap en men verwacht dat het met bètaverval in ongeveer 30 milliseconden tot helium-4 vervalt. Dit alles levert per helium-4-atoom in totaal ongeveer 27 MeV op, als warmte.

De reactie waarbij een proton een elektron absorbeert komt normaal gesproken voor in de zon en kan via supercomputersimulatie gerealiseerd worden door het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Het is het tegenovergestelde van het bètaverval van een vrij neutron. Zo’n reactie is zeer endotherm, waarbij 780 KeV uit de directe omgeving wordt opgenomen.

Experts op het gebied van kernsplitsing gaan ervan uit dat hete neutronen splijtbare atomen uiteen kunnen doen vallen. Bij koude kernfusie gaat het andersom: ultrakoude neutronen (die niet kunnen worden gedetecteerd door een neutronendetector maar wel aangetoond kunnen worden door isotoopveranderingen) zijn doelen voor waterstof. Op die wijze wordt er zonder de coulombkracht te overwinnen via chemische technieken helium geproduceerd, waarbij evenmin radioactieve elementen vereist zijn of worden voortgebracht.

De theorie van de exacte werking van koude kernfusie is nog onderwerp van discussie: geen enkele theorie kan iedereen bekoren. Het niveau van de output aan vermogen is doorgaans commercieel niet interessant, en er zijn veel verschillende methoden om de karakteristieke overtollige hitte te produceren. Net zoals er goud gedolven werd voordat de geologie werd begrepen (maar later op efficiëntere wijze werd gewonnen), zijn de methoden om tot koude kernfusie te komen dankzij toevallige successen steeds beter geworden. Volledig inzicht in de werking van koude fusie kan verkregen worden als er een serieuze poging wordt ondernomen om de bestaande theorieën te toetsen (of te falsifiëren). Daarin zijn we tegenwoordig eerder aangewezen op steun van het bedrijfsleven dan op waardevrij wetenschappelijk onderzoek, vanwege de conservatieve houding van de instellingen die wetenschap financieel ondersteunen. Het ontbreekt dus aan een gecoördineerde aanpak om op efficiënte wijze tot de juiste theorie te komen. Samenwerking helpt, maar daar zijn de tot geheimhouding geneigde bedrijven slecht in.

Het is vreemd dat koude kernfusie in de VS wordt genegeerd door het ministerie van Energie, de industrie en het Pentagon. Maar niet vreemder dan de geschiedenis van kernenergie. Als admiraal Rickover en zijn persoonlijke vrienden in het Congres niet het voortouw hadden genomen, zouden nucleaire onderzeeboten en kernenergiecentrales nooit het levenslicht hebben gezien. Vooruitgang zal geboekt worden door privéondernemingen, niet door overheidssteun. Dat betekent dat je helaas niet up-to-date kunt blijven door je te abonneren op Science. Maar blijf alert!

Emoties, leefomgeving en welzijn

June Gruber

Universitair docent psychologie, University of Colorado, Boulder

We weten dat emoties iemands welbevinden kunnen beïnvloeden. Uit diverse studies blijkt dat de intensiteit en de flexibiliteit van onze emoties behoorlijke gevolgen voor een breed scala aan welzijnsaspecten hebben, zowel wanneer er op één moment wordt gemeten (transversaal onderzoek) als op meerdere momenten achtereen (longitudinaal). Bovendien zorgt een optimale verscheidenheid aan – positieve en negatieve – emotionele ervaringen in het dagelijks leven voor meer persoonlijk welbevinden en voor minder symptomen van geestesziekte. Maar blijven de gevolgen van emoties voor het welbevinden beperkt tot het individuele niveau?

Recent wetenschappelijk onderzoek lijkt aan te tonen dat dat niet het geval is; emoties kunnen ook onze leefomgeving beïnvloeden. Psychologische processen, met inbegrip van onze emotionele toestanden, spelen een belangrijke en tot voor kort te weinig bestudeerde rol wat betreft onze reactie op nijpende milieukwesties. Zo prikkelen beelden van natuur die wordt vernietigd bepaalde neurale gebieden (zoals de insula anterior) die door experts worden geassocieerd met de ontwikkeling van negatieve emoties. Vervolgens kan aan de hand hiervan iets worden gezegd over de bereidheid van het betreffende individu om te doneren voor de bescherming van nationale parken. Het zou dan ook zo kunnen zijn dat eerder negatieve dan positieve emotionele reacties tot gedrag ten faveure van de leefomgeving leiden. Dit komt naar voren uit voortreffelijk onderzoek uitgevoerd onder leiding van Brian Knutson en Nik Sawe. Dergelijke constateringen zijn koren op de molen van taakgroepen die in allerhande rapporten pleiten voor analyses op affectief niveau, vanwege de impact van emotiegerelateerde processen (zoals emotieregulatie en emotionele respons) op de uitkomst van grote milieukwesties. Ook belangrijk zijn ontwikkelingen in de psychologie op basis waarvan zou kunnen worden gepleit voor gebruikmaking van inzichten over individuele affectieve reacties om overheden zo ver te krijgen dat ze zich inzetten voor het milieu.

Uit dit prille werk op het snijvlak van gedragswetenschap en omgevingspsychologie blijkt dat emoties de leefomgeving kunnen verbeteren omdat ze onze emotionele reacties op milieukwesties beïnvloeden, met in het verlengde daarvan de frequentie en de mate van milieuvriendelijk gedrag. Er moet echter nog veel werk worden verricht, zoals het in kaart brengen van de wederzijdse relatie tussen onze emoties en ons milieubeleid. Ook moeten we meer te weten komen over de eventuele negatieve gevolgen, over en weer, van snelle veranderingen in de directe leefomgeving (zoals toegang tot schoon water, plaatselijke luchtvervuiling) voor gemoedstoestanden en gemotiveerd gedrag. En we moeten nader onderzoeken of, en zo ja hoe, individueel oordeelsvermogen en keuzegedrag beleid in bredere zin kunnen beïnvloeden.

Naarmate we ons meer zorgen maken om het milieu – snelle ontbossing, meer uitstoot van koolstofdioxide, verwoesting van onze leefomgeving, bedreiging van de meest kwetsbare elementen van de biodiversiteit – zullen inzichten uit de gedragswetenschappen belangrijker worden. Het wordt tijd dat beoefenaren van de sociale wetenschappen hun krachten bundelen met die van ingenieurs, natuurwetenschappers en beleidsmakers, met als doel onze leefomgeving te beschermen en te verbeteren.

Waarom de zoveelste opwarming van de aarde de mensheid nu wel bedreigt

Milford H. Wolpoff

Paleoantropoloog; hoogleraar antropologie, onderzoeker Museum of Anthropology, University of Michigan; auteur van Race and Human Evolution

De diersoort mens heeft met succes twintig of meer afzonderlijke periodes doorstaan waarin sprake was van een opwarmende aarde, zij het in andere omstandigheden dan de onze.

Het is niet zo moeilijk om het belangrijkste nieuwsfeit van 2015 aan te wijzen. De opwarming van de aarde zal nog heel wat jaren een centraal thema blijven, want onze wereld zal in een ongekend tempo opwarmen, zonder dat daar – in elk geval voor zover we het nu kunnen overzien – een einde aan komt.

Paleoantropologie is een vergelijkende wetenschap. Wanneer ik als paleoantropoloog het gros van de voorbije periodes waarin de aarde opwarmde vergelijk met de huidige opwarming, vraag ik me af of (en zo ja, hoe) we die kunnen overleven. En ik betwijfel dat niet alleen vanwege een aspect dat hoe dan ook het nieuws haalt: de temperatuur stijgt sneller dan de mensheid ooit heeft meegemaakt.

Gedurende het pleistoceen (min of meer de afgelopen 2 miljoen jaar) zijn er verschillende periodes geweest waarin de aarde significant opwarmde, en die werden steevast gevolgd door periodes waarin hij weer afkoelde en de hoeveelheid ijs toenam. Tijdens het pleistoceen pasten de mensachtigen zich met succes aan hun veranderende omgeving (waaronder het klimaat) aan en reageerden ze zodanig dat ze profijt hadden van de veranderingen die zich voordeden; de bevolkingsgroepen van de Homo speelden dus in op de uitdagingen, de veranderingen waarmee ze werden geconfronteerd, en pasten zich aan aan de diverse klimatologische en ecologische omstandigheden waarmee ze werden geconfronteerd. Verbeterde communicatie en planning, het verleden uitdragen via verhalen, gedichten en liederen evenals andere blijken van cultureel gedrag deden zich onder alle mensachtigen voor.

Tijdens het hele pleistoceen was de wereldbevolking vrij klein: zo’n 1 tot 2 miljoen in alle periodes, afgezien van de recentste periodes van afkoeling en opwarming. Van hen leefde minstens de helft in Afrika. Zulke kleine aantallen hadden in ecologisch opzicht weinig invloed en er waren gigantische gebieden waar geen mens woonde, dus wanneer de aarde opwarmde, reageerden complete bevolkingsgroepen daarop door gewoon hun heil elders te zoeken. Dat had belangrijke gevolgen voor de menselijke evolutie; onze bijzondere evolutionaire ontwikkeling – dat unieke menselijke evolutionaire patroon – begon met de geografische spreiding van groepen mensachtigen, een fenomeen dat nooit meer zou stoppen. Veel zoogdiersoorten die net als de mens significant verspreid raakten, belandden in een geografisch isolement, met als gevolg dat er ondersoorten en uiteindelijke afzonderlijke soorten uit voortkwamen. Bij de mensachtigen bleef de invloed van dergelijke processen beperkt; bevolkingsgroepen kwamen toch weer met elkaar in contact, wat zogeheten genetische drift tot gevolg had. Die contacten deden zich voor doordat bevolkingsgroepen zich verplaatsten of groeiden en elkaar zo ontmoetten. Het unieke evolutionaire patroon van de mens kreeg de vorm van genen en gedragspatronen die zich via selectie steeds aanpasten en onder de verschillende groepen mensachtigen verspreidden. Genetische veranderingen die voor de aanpassing van de complete mensheid van belang waren vonden probleemloos hun weg, hoe uiteenlopend sommige bevolkingsgroepen ook waren, want ze bleven mogelijk dankzij de onderlinge contacten en werden bevorderd door natuurlijke selectie.

Maar dit langdurige patroon raakte verstoord toen de mensen grip kregen op hun voedingsbronnen en de bevolkingscijfers versneld toenamen, met de huidige aantallen tot gevolg. Deze ontwikkeling is recent, en wel zo recent dat de snel toenemende wereldbevolking nog niet met significante klimaatverandering is geconfronteerd. Uit de krantenkoppen van tegenwoordig blijkt duidelijk dat ons een opwarming van de aarde te wachten staat. Het is nog maar de vraag of de succesvolle aanpassingen uit het verleden garantie bieden voor onze reacties op de toekomstige veranderingen. De wereld is nu heel anders. Aanpassingsstrategieën die ooit succesvol uitpakten voor de mens zijn wellicht niet meer zo succesvol of zelfs onmogelijk als gevolg van die aanzienlijk grotere wereldbevolking en de snelle klimaatverandering die ons te wachten staat.

Feit is dat het heden niet simpelweg een voortzetting van het verleden is. De omstandigheden zijn volslagen anders en de strategieën die tijdens het hele pleistoceen bijdroegen aan een succesvol evenwicht tussen groepen mensachtigen binnen de menselijke soort en aan succesvolle aanpassingen binnen alle bevolkingsgroepen, kunnen vandaag de dag leiden tot concurrentie tussen groepen mensen, en wel zodanig dat het bestaan van de overlevenden weleens tamelijk onaangenaam zou kunnen worden.

Natuurlijk zijn dergelijke ontwikkelingen niet onafwendbaar of zonder meer waarschijnlijk, maar de kans dat ze zich voordoen is dusdanig groot dat we er serieus rekening mee moeten houden. We moeten leren van het verleden zonder te proberen het te herhalen.

Blauwe knikker 2.0

Giulio Boccaletti

Natuurkundige, klimatoloog en oceanoloog; global managing director Water van The Nature Conservancy

‘De blauwe knikker’ (Blue Marble) was de eerste vanuit de ruimte genomen foto waar de aarde helemaal op stond. De Apollo 17-missie nam hem op 7 december 1972. Het was niet de eerste foto van de planeet; de allereerste foto van de aarde zoals bezien vanaf de maan was destijds wereldberoemd. In 1969 hadden de astronauten die op de maan landden het beroemde beeld van de ‘aardeopgang’ geschoten waarop onze planeet eenzaam en kwetsbaar oprijst uit de duisternis. Maar ‘de blauwe knikker’ was een ander soort foto: alles stond erop, en ook nog eens scherp, zodat hij een enorme, zeer tot de verbeelding sprekende bron van informatie was. Hij symboliseerde het begin van het antropoceen; tijdens de jaren zeventig begon de mensheid in te zien welke rol ze in het ecosysteem van de aarde speelde. Vanaf dat moment worstelde ze met de vraag welke invloed ze had op een kwetsbare planeet die niet het eeuwige leven had.

‘De blauwe knikker’ toont de aarde vanaf het Middellandse Zeegebied tot Antarctica, met Afrika en het Arabisch schiereiland op de voorgrond, omlijst door het Indisch subcontinent en de Zuidelijke Oceaan. Eén blik op de foto en je ziet de fascinerende complexiteit van onze atmosfeer: de intertropische convergentiezone, waar vochtige lucht vanuit het noorden en vanuit het zuiden naar de evenaar stroomt en opstijgt als een smalle strook convectieve bewolking die voor de kenmerkende, onstuimige neerslag van de tropen zorgt; de Sahara en de Kalahari zo’n 30 graden ten noorden respectievelijk ten zuiden van de evenaar, waar diezelfde luchtstroom zijn tocht naar de polen onderbreekt en het resterende vocht verdampt tijdens de rondgang door de Hadleycel, een atmosferische circulatiecel in de tropen. In het bovenste rechterkwadrant is een tropische cycloon zichtbaar die gevoed wordt door het warme oppervlaktewater van de Arabische Zee. Boven de Zuidelijke Oceaan bevinden zich de watersystemen van de ‘Roaring Forties’ ter hoogte van de middelste breedtegraden, afgebakend door zichtbare fronten, altocumulus- en cirrocumuluswolken. De contouren van Antarctica tekenen zich af in het volle zonlicht. Eén beeld dat het klimaat van de aarde samenvat.

Iconische geografische afbeeldingen kunnen ertoe leiden dat we anders tegen onze plek op de planeet aankijken. Het zijn culturele fenomenen die zich met enige regelmaat voordoen, momenten van synthese waaruit blijkt wat de makers in kwestie bezighield. We weten niet wat de impact van de allereerste landkaart was, de ‘Imago Mundi’ uit het Mesopotamië van de zesde eeuw v.Chr. Hoe dan ook staat er de stad Babylon op afgebeeld met daaromheen een aantal andere steden, de Eufraat en de Perzische Golf: één beeld waarop de belangrijkste bedreigingen en redmiddelen van een complete beschaving figureren. De Peutingerkaart, bijna tien eeuwen jonger, biedt een momentopname van het Romeinse Rijk: een kaart met als centrale elementen de belangrijkste landroutes, het netwerk dat het rijk bijeenhield. De kaart bewijst hoe goed georganiseerd de Romeinen waren.

Een ander type beeld zorgde in 2015 wereldwijd voor vette koppen. Het toont aan hoezeer het milieu ons vandaag de dag bezighoudt en maakt ons bewust van de uitdagingen die ons te wachten staan.

Op 17 maart 2002 werden ‘Tom en Jerry’ de ruimte in gelanceerd. Deze twee identieke satellieten vormen de basis van het Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE). De satellieten vliegen dagelijks zestien keer rond de aarde op een hoogte van meer dan 500 kilometer. Voortdurend sturen ze beelden door van de verdeling van de massa op de planeet; de verhouding tussen vasteland en water varieert continu. De satellieten genereren deze data door verstoringen van het zwaartekrachtveld te meten die ontstaan door minieme verschillen in de verdeling van de massa op aarde. Terwijl Tom en Jerry die verstoringen passeren, wordt de eerste satelliet enigszins versneld of afgeremd ten opzichte van de tweede. Door hun onderlinge afstand verbluffend nauwkeurig te meten – de satellieten kunnen op een afstand van 200 kilometer tot op de micron verschillen vastleggen – verschaffen ze een integrale, puntsgewijze meting van het zwaartekrachtveld rond de planeet, een soort CT-scan van de aarde. Een van de geweldige successen van de moderne geodesie is dat de resulterende meetresultaten kunnen worden omgezet, gefilterd en geanalyseerd om de complexe driedimensionale structuur van de aarde bloot te leggen.

Een extreem belangrijke toepassing van deze technologie is: het peil in de grote aquifers (waterhoudende grondlagen) op aarde in de gaten houden. Water heeft natuurlijk een andere dichtheid dan de grondlagen die het omgeven, wat bij toe- of afname van de watermassa tot minieme verschuivingen van het zwaartekrachtveld leidt, verschuivingen die GRACE kan registreren. Wereldwijde hydrologische peilingen werden altijd gehinderd door de complexe aard van de bron, die per locatie verschilde, zodat het moeilijk was om vast te stellen hoe de wereld eraan toe was en zodat dergelijke syntheses beperkt nut hadden. De metingen die dan wel werden gedaan, waren algauw encyclopedisch van aard; vaak kregen ze de vorm van kloeke boekdelen waarin rivieren en staten als afzonderlijke hoofdstukken werden opgevoerd, gebaseerd op wat losse gegevens die met veel pijn en moeite waren gededuceerd, bijeengesprokkeld of geschat aan de hand van sporadische metingen en van modellen; niet echt een tot de verbeelding sprekende synthese waarmee een humanistisch debat over onze plek op de planeet kan worden aangejaagd.

Maar de afgelopen vijftien jaar, sinds de lancering van Tom en Jerry, zijn er dankzij GRACE voor het eerst integrale beelden van het grondwaterverbruik beschikbaar. De beelden zijn mondiaal van omvang maar lokaal van aard: een gedetailleerde, actuele diagnose van de planeet. Bovendien heeft GRACE licht geworpen op het meest obscure gedeelte van alle waterbewegingen, namelijk die onder het aardoppervlak – en juist die beelden hebben het nieuws gehaald. Er blijkt uit dat een op de drie grote waterreservoirs op aarde onder druk staan doordat mensen er voor eigen gebruik water uit halen. De Central Valley in Californië, het Arabisch Schiereiland en de Indusvallei dreigen eenzelfde lot te ondergaan. Ze confronteren zeer uiteenlopende economieën en samenlevingen met één en hetzelfde mondiale probleem: we zijn maar niet in staat om eindige bronnen goed te beheren.

De wetenschappelijke praktijk zal door de gegevens van GRACE eerder meer samenhang gaan vertonen dan dat die vergaand zal veranderen; metingen op afstand moeten nog altijd aanzienlijk worden bewerkt én geïntegreerd met metingen op de aarde zelf, willen ze succesvol worden ingezet. Wat niet wegneemt dat het milieudiscours al is veranderd door de beelden die GRACE oplevert. De komende jaren zullen die data de voorpagina’s dus nog wel blijven halen. Net als de oude landkaarten en ‘De blauwe knikker’ leveren ze een krachtig verklarend visueel raamwerk voor een actuele zorg van existentiële aard: dat ook onze gezamenlijke watervoorraden dreigen op te raken. GRACE heeft ons getoond dat we inderdaad op een kwetsbare blauwe knikker leven, een bol die schrikbarend snel opdroogt.

Hightech stenen tijdperk

Tor Nørretranders

Wetenschapsjournalist; auteur van The Generous Man: How Helping Others Is The Sexiest Thing You Can Do

Het echte nieuws is oud nieuws: we horen thuis op deze planeet, we zijn inheems. Het nieuwste nieuws is dat we manieren ontdekken om ons als oerbewoners te gedragen door met behulp van nieuwe technieken op oude manieren te leven, een hightech stenen tijdperk. In feite betreft het een terugkeer naar onze oude omgang met energie, materie en informatie, maar dan met gebruikmaking van gloednieuwe technologie. Veelzeggende voorbeelden daarvan zijn voeding, licht en relaties.

1. Voeding

Vroeger waren we jager-verzamelaars die leefden van een grote verscheidenheid aan wilde planten en dieren. Door onze landbouw zijn we tegenwoordig afhankelijk van een beperkte selectie gedomesticeerde planten en dieren (meer dan de helft van de calorieën die we binnenkrijgen is afkomstig van vier gewassen). We gebruiken steeds meer machines en fossiele brandstoffen om de natuur de door ons gewenste kant uit te sturen; de bodem erodeert en de monocultuur werkt epidemieën in de hand.

Met een wereldbevolking van 7 miljard zal het moeilijk zijn om terug te keren naar een cultuur van jagen en verzamelen. Maar een breed scala aan technieken, van eenvoudig tot complex, biedt nieuwe mogelijkheden. Vooraanstaande chef-koks ontdekken vergeten voedsel in het wild, zoals eetbare insecten en relatief onbekende zeedieren. De informatietechnologie maakt het eenvoudiger om dat voedsel te vinden. Stadslandbouw is in opkomst. Veel mensen wenden zich af van het soort eten dat opkwam met de landbouw (het zetmeel in brood, pasta, rijst, mais en aardappelen). De aloude groep wilde gewassen en vaste planten wordt weer relevant dankzij de kunsten van chef-koks en op wetenschappelijke leest geschoeide technieken zoals fermentatie. Op de lange termijn zal ongereguleerde groei van biomassa (tegenover de strak georganiseerde monoculturen) mogelijk een grotere hoeveelheid eetbare producten opleveren. De strategie van het stenen tijdperk is: de natuur haar gang laten gaan. De hightech ingreep behelst het bewerken van de beschikbare biomassa zodat die eetbaar is voor mensen (selecteren, koken, fermenteren, afbreken met enzymen, enzovoort).

2. Licht

Natuurlijk licht van de zon, vreugdevuren en kaarsen levert warmtestraling die een continu spectrum te zien geeft. Kijk ernaar door een prisma en je ziet een regenboog. De gloeilamp is nog zo’n voorbeeld: ook die zendt warmtestraling uit. Maar het licht van energiebesparende lampen en andere fluorescerende verlichting geeft geen continu spectrum maar een lijnenspectrum te zien, met slechts een paar kleuren van de regenboog. Modern licht heeft dan ook last van verminderde lichtkwaliteit en een matige kleurweergave. Gloeilampen zijn de laatste tijd uit de winkels verdwenen, maar het vervangende product, de energiezuinige lamp, geeft beroerd licht.