Vening Meinesz.jpg
MEINESZ, Felix Andries (1887-1966)
Meinesz, Felix Andries (door naamstoevoeging bij KB van 10-2-1893 nr. 17 gewijzigd in Vening Meinesz ), geodeet en geofysicus ('s-Gravenhage 30-7-1887 - Amersfoort 10-8-1966).
Zoon van Sjoerd Anne Meinesz, burgemeester, en jkvr. Cornelia Anna Clasina den Tex.
Vening Meinesz leerde reeds vroeg in zijn ouderlijk gezin de magistraatsallure en de aandacht voor organisatie die hem later steeds te stade zouden komen. Te snelle groei in zijn jeugd zou hem anderzijds een zwak hart bezorgen. Hoewel hij hierdoor een jaar lagere school verspeelde liep hij verder zonder vertraging de HBS af. Na zijn studie voor civiel ingenieur aan de TH in Delft in 1910 kwam hij in hetzelfde jaar al in dienst bij de Rijkscommissie voor Graadmeting en Waterpassing (later de Rijkscommissie voor Geodesie).
Zijn eerste opdracht als jong ingenieur was het verrichten van zwaartekrachtmetingen in Nederland als bijdrage aan het probleem van de vormbepaling der aarde. Met de in Nederland beschikbare slinger van Stückrath werd op de afdeling geodesie aan de Oostkade in Delft begonnen met meten. Dit verliep ongunstig, omdat de bodem daar slecht was en door ieder schip of voertuig dat passeerde beïnvloed werd. In 1912 week hij uit naar stabielere zandgrond: het Koninklijk Nederlandsch Metereologisch Instituut (KNMI) in De Bilt. Maar daarmede was het probleem niet opgelost. Ook het grote deel van Nederland dat slappe bodem heeft moet gemeten worden. Het probleem van storingen veroorzaakt door bewegingen van het voetstuk werd daarom door Vening Meinesz theoretisch goed doordacht en wiskundig grondig behandeld. Deze studie leidde ten slotte tot zijn proefschrift, Bijdragen tot de theorie der slingerwaarnemingen, waarop hij in 1915 cum laude bij J. Cardinaal aan de TH Delft promoveerde.
De grondslag voor het 'Vening Meinesz-apparaat' en het latere werk was gelegd. Met behulp van het KNMI werd op zijn tekeningen en aanwijzingen een apparaat ontwikkeld en gebouwd waarin twee slingers van gelijke grootte en opgehangen in hetzelfde frame slingeren in hetzelfde vlak en in tegengestelde fase. Hij had ontdekt dat de storende horizontale versnellingen geen invloed hadden op het verschil van de uitwijkingen van beide slingers. Dit verschil kon via spiegels en lichtstralen op een rollende film worden geregistreerd als ware het de beweging van een fictieve ongestoorde slinger. Op deze wijze kon met grote nauwkeurigheid gemeten worden. Over heel Nederland werd een net van 51 waarnemingen gespreid. Het succes inspireerde hem ertoe om nu ook te proberen op zee te gaan meten. Het apparaat werd aangepast en geperfectioneerd en in een 'wieg' opgehangen. Het experiment lukte.
Met een onvoorstelbaar uithoudingsvermogen, met overredingskracht, bonhomie en wetenschappelijke gedrevenheid maakte Vening Meinesz in de jaren 1923 tot 1939 de beroemde reizen over de zeeën en oceanen in onderzeeërs van de Koninklijke Marine en de US-Navy. Het niet mogelijk geachte, nl. het meten van de zwaartekracht op zee, was mogelijk geworden. En nu moest zo snel mogelijk en zo veel mogelijk gemeten worden over de hele aarde ter bepaling van de vorm van de aarde en de geoïde. Er werden 10.000 zeemijlen afgelegd, en hij deed 1000 metingen (in 1928, toen er in een periode van 35 jaar in de USA 300 metingen waren gedaan op land, mat Vening Meinesz in 32 dagen 46 stations in de Caribische wateren). De eerste reis werd per K II naar Ned.-Oost-Indië via het Suezkanaal in 1923 gemaakt. Aan de hand van de opgedane ervaringen werd er een geheel nieuw apparaat gebouwd. Getest op de K XI (reis naar Alexandrië in 1925) kon dit apparaat gebruikt worden op de beroemde reis per K XIII via het Panamakanaal naar Ned.-Oost-Indië. Na dit experiment was het mogelijk het apparaat te perfectioneren en kreeg het zijn eindtoestand.
Reeds door deze eerste tochten en onderzoekingen had Vening Meinesz ondertussen zoveel reputatie in wetenschappelijke kring verworven, dat hij in 1927 werd benoemd tot buitengewoon hoogleraar in de geodesie, kartografie en geofysica te Utrecht. Later zou hij in Delft als tijdelijk lector worden benoemd (1937) en vervolgens daar in 1939 buitengewoon hoogleraar in de geodesie zijn.
Onderzeedienst
Deze buitengewone leeropdrachten weerhielden Vening Meinesz er niet van zijn reizende onderzoekingen voort te zetten en door te zetten. Na een reis per S 21 van de US-Navy in de Caribische wateren in 1928 volgden nog de reizen per K XIII naar Ned.-Oost-Indië van 1929 tot 1930, die met de 'Fresnel' in de westelijke Middellandse Zee in 1932 en de reis aan boord van Hr. Ms. 0 13 in de Noordatlantische Oceaan en in 1934/1935 de bekendste reis aan boord van de K XVIII naar Ned.-Oost-Indië via Buenos Aires, Kaapstad en Perth. De verfilming van deze reis maakte dat Vening Meinesz ook bij het bioscooppubliek beroemd werd. Daarna werden nog drie reizen gemaakt, resp. in 1937, 1938 en 1939 naar de Atlantische Oceaan en de Noordzee.
Resultaat
De resultaten werden onder auspiciën van de Rijkscommissie voor Geodesie vastgelegd in vier banden Gravity Expeditions at Sea (Delft, 1932-1948.4 dl.), enkele met medewerking van J.H.F. Umbgrove en P.H. Kuenen.
Wat de metingen op zee zouden opleveren was van te voren (in 1923) niet te bevroeden. Bekend was dat op land sterk reliëf samengaat met variatie in zwaartekracht en dat gebergteketens in het algemeen een tekort aan zwaartekracht te zien geven. Vening Meinesz zocht daarom de gebieden met groot reliëf van zeebodem op: de randen van de continenten, de midoceanische ruggen en de diepzeetroggen, o.a. langs de grote en kleine Soenda eilanden. Hier kwam voor eerst aan het licht het zwaartekrachtbeeld van lange linten van sterk negatieve anomalieën die de diepzeetroggen begeleiden, de 'Vening Meinesz-gordels'. Overigens toonde het zwaartekrachtbeeld van de oceanen onregelmatige golvingen van kleine positieve en negatieve anomalieën. Het bleek dat de gelijkheid van de gemiddelde zwaartekracht op de oceanen en het vasteland goed in overeenstemming is met het principe van isostatisch evenwicht, waarbij topografische onregelmatigheden óf lokaal, óf regionaal gecompenseerd blijken te zijn. Ook bleek dat de aardequator, zo die niet al een zuivere cirkel is, er toch weinig van afwijkt. Vooral het patroon van eilandbogen, soms bezet met vulkanen en gekenmerkt door grote seismische onrust, begeleid door diepzeetroggen en zones van negatieve anomalieën intrigeert hem en vraagt om verklaringen. De geodeet wendt zich tot de geofysica en verdiept zich in de geologie. Het massatekort in de Vening Meinesz-gordels wordt verklaard door horizontale samendrukking in de korst, die leidt tot een benedenwaartse 'knik' van de korst in de mantel. De oorzaak van de horizontale samendrukking wordt gezocht in de eerder veronderstelde 'convectiestromen' in de mantel. Herstel van evenwicht was aanleiding tot een latere opstijging van de soortelijk lichtere ingeknikte korst en leverde de gebergtereeksen als de Alpen. Vening Meinesz heeft continentverschuivingen lange tijd voor onmogelijk gehouden. Het materiaal was te star. Later, toen de paleomagnetische waarnemingen de theorie van Alfred Wegener betreffende continentverschuivingen weer nieuw leven inbliezen, dacht Vening Meinesz aan continenten die drijven op convectiestromen in de mantel.
Terwijl de bestudering van de op de reizen bijeengebrachte gegevens na 1939 kon worden voortgezet, onderbrak de Tweede Wereldoorlog uiteraard de mogelijkheid tot voortgaand empirisch onderzoek op de zeeën. In 1948 kwam het zeegaand onderzoek weer op gang, ditmaal voor het grootste deel uitgevoerd door anderen, maar nog wel in nauw overleg met Vening Meinesz. Dit resulteerde in series zwaartekrachtmetingen in de Noordatlantische Oceaan, de Caribische Zee, de Pacifische Oceaan, de Noordzee en in Suriname, te zamen gepubliceerd als volume 5 van Gravity Expeditions at Sea(l960).
Tot zijn dood bleef Vening Meinesz ondertussen geboeid door de verdeling van continenten en oceanen, ook nadat hij de publikatie van zijn eigen onderzoeksresultaten in 1948 had voltooid. Een mathematische analyse van de topografie van het aardoppervlak die hij opzette leverde een verdeling op die verrassend klopte met het eerder ter verklaring van de afwijkende zwaartekrachtmetingen veronderstelde systeem van convectiestromen in de mantel.
De oorlog onderbrak, zij het tijdelijk en voor kortere tijd, Vening Meinesz' studie op andere ingrijpende wijze. De bevrijding bracht Vening Meinesz terug in het wetenschappelijke spoor. Naast zijn hoogleraarswerk vervulde hij van 1945 tot 1951 de functie van hoofddirecteur van het KNMI, waarvan hij reeds sedert 1937 curator was, en later van 1952 tot 1966 voorzitter van het college van curatoren. Als hoogleraar bleef hij tot 1957 in Utrecht en Delft doceren.
Hoe beroemd Vening Meinesz ook werd, zijn leefwijze bleef eenvoudig, zelfopofferend en innemend ten overstaan van iedereen met wie hij te maken had, zowel thuis (hij werd verzorgd door een oude getrouwe dienstbode nog uit het ouderlijk huis) als in het veld, op de instrumentmakerij, aan boord, op vergaderingen en plechtige bijeenkomsten. Vrienden en collega's waardeerden zijn diepe inzicht in problemen, zijn mathematisch talent, zijn energie en daarnaast zijn kinderlijke vreugde, zijn hartelijke lach, zijn ruime belangstelling en zijn gevoel voor schoonheid in litteratuur, kunst en de natuur. Hij kende alle plantjes, leerde die aan zijn nichtjes, deed opgravingen en fietste graag. Hij was een 'grand seigneur': gastvrij en ontwapenend hartelijk. Hij had een vasthoudend karakter met een duidelijk doel in het leven: de toenemende kennis omtrent de vorm van de aarde en omtrent de wijze waarop die vorm tot stand gekomen was. De daarbij optredende problemen in menselijke verhoudingen bij onderzoek en studie probeerde hij karaktervast en vasthoudend op te lossen, door en door eerlijk en fatsoenlijk als hij was.
Na de lange, zware reis met de K XVIII, toen de menselijke moeilijkheden en spanningen aan boord soms zwaarder gingen wegen dan de wetenschappelijke problemen, is hij tot bekering gekomen en toegetreden tot de Ned. Herv. Kerk in Amersfoort (Bergkerk).
Vening Meinesz-apparaat
Het 'Gouden Kalf', vanwege zijn kleur en omdat bemanningen bij iedere duik extra gage kregen - ze moesten ter vermijding van trillingen in hun kooien gaan liggen en dat betekent derving van levensvreugde - bestaat uit een apparaat met fotorollen op een slingerkast, opgehangen in een cardanisch raamwerk. Het toestel is tot in de jaren vijftig gebruikt door Vening Meinesz en, in bruikleen, ook door buitenlandse instituten en zeemachten. Wanneer het deksel van de slingerkast wordt verwijderd, ziet men de bovenkanten van de drie paren slingers, twee stel in de lengterichting en een in de breedte, gemaakt van de 64 procent ijzer/36 procent nikkel-legering invar (invariabel). Die heeft een zeer lage uitzettingscoëfficient en is daarom zeer geschikt voor meetinstrumenten. Iedere slinger heeft aan weerszijden een spiegel. Vanuit de bovenkant van de kast worden lichtflitsen via spiegels en prisma's naar de slingers en weer terug geleid, waarmee de snelheid van de bewegingen onder invloed van de zwaartekracht fotografisch vastgelegd en daarna gemeten wordt.
Vening Meinesz had overigens speciaal verlof nodig van de Marine om mee te varen. Met zijn twee meter was hij te lang voor een onderzeeboot.
De onderzeeboten K XIII en K XVIII waren nog met klinknagels vervaardigd en doken daardoor niet verder dan dertig meter boven de kiel; het waren nog echte duikboten. Het type O 16 uit 1937 had een gelaste huid en was daardoor een échte onderzeeboot. Moderne, conventionele onderzeërs halen minstens tweehonderd meter diepte. Hoe ver precies is uiteraard een - diep - geheim.
Bron: Instituut voor Maritieme Historie, Den Haag.
Robert van der Veen
Op het moment dat u deze woorden leest, staat in de bibliotheek voor geodesie aan de Delftse Thijsseweg nog het slingertoestel dat prof. dr. ir. Felix Andries Vening Meinesz (1887-1966) ontwikkelde voor meting van de zwaartekracht op de bodems van oceanen en zeeën aan boord van onderzeeboten van de Koninklijke Marine.
Vening Meinesz was van 1938 tot 1957 hoogleraar in de fysische geodesie aan de toenmalige Technische Hoogeschool.
Nalatenschap
Behalve uit dit 'Gouden Kalf', zoals het toestel bij de marine genoemd werd, bestaat de tastbare nalatenschap van Vening Meinesz uit een open kartonnen doos met toebehoren, een koffer die niet meer dicht kan met fotorollen en aantekenboekjes plus een hutkoffer met nog meer notitieboekjes en 'F.A.Vening Meinesz, Potgieterlaan 5 Amerfoort' in zijn prachtige handschrift.
Een en ander bevindt zich volgens beheerder ing. J. Th. Gravesteijn al minstens twintig jaar op de faculteit en de inhoud is waarschijnlijk niet meer volledig. De manier waarop de TU Delft met haar erfstukken omgaat, doet soms «de veters uit de schoenen springen», meent drs. R. Korving, hoofd collectiebeheer van het Techniek Museum Delft, die Venings meettoestel plus de koffers zal laten overbrengen naar dit museum.
Huygens
De eerste die ontdekte dat een slingeruurwerk beïnvloed wordt door de zwaartekracht, was volgens emeritus-hoogleraar geodesie ir. G.J. Bruins1 de Nederlander Christiaan Huygens. Dit werd later bevestigd door de Franse astronoom Richer, die in Frans Guyana, op 5 graden noorderbreedte, ontdekte dat zijn klok daar trager liep, overeenkomstig Newton, volgens wie de zwaartekracht van polen naar evenaar afneemt. Anderhalve eeuw daarna stelde de Engelse geodeet Stokes voor, om met zwaartekrachtmetingen de uit geodetische metingen gevonden geoïde, het equipotentiaal oppervlak op zeeniveau, te controleren. Aan het einde van de negentiende eeuw nam de Franse kapitein Defforges dat denkbeeld over toen hij een slingertoestel ontwierp voor de bepaling van de zwaartekracht.
Onzuivere metingen
In 1892 bestelde de Rijkscommissie voor Graadmeting en Waterpassing een dergelijk toestel en in 1904 een ander apparaat in Berlijn waarbij de twee slingers twee an twee in onderling loodrechte vlakken slingeren. In 1910 trad vervolgens de jonge civiel ingenieur Vening Meinesz in dienst van de Rijkscommissie voor het doen van metingen. De slappe bodem in Delft zorgde echter voor problemen: het voorbijrijden van wagens langs het gebouw voor Geodesie aan de Kanaalweg maar vooral het voorbijvaren van een schuit verstoorde de nauwkeurigheid van de slinger. Daarom schreef Vening Meinesz in 1915 een proefschrift over de bepaling van het meeslingeren van «het statief» - de kast met ophanging - om de schadelijke invloed van de bodenbewegingen te vermijden door twee slingers met dezelfde amplitude en in tegengestelde fase in hetzelfde vlak te laten slingeren. Vening Meinesz bepaalde daarmee tussen 1915 en 1921 de zwaartekracht van 51 geodetische stations in Nederland, die hij in 1923 publiceerde bij boekhandel- uitgeverij Waltman in Delft: Observations de Pendule dans les Pays-Bas 1913-1921 (Napoleon voerde in Nederland het kadaster in en daardoor was het Frans lange tijd de voertaal van landmeters).
Vervolgens ontwierp de Delftse ingenieur een slingertoestel voor gebruik op een schip. Hij gebruikte daartoe drie slingers: bij het begin van de metingen kreeg de linker slinger een uitwijking naar links, de middelste «fictieve» slinger bleef stil hangen en de rechter slinger kreeg een uitwijking naar rechts. Wanneer het schip ging varen, kregen alle drie slingers gelijke storingen. Door het verschil in uitwijking te meten tussen de rechter en de middelste respectievelijk tussen de middelste en de linker slinger, verkreeg Vening Meinesz de slingertijd zonder de schommelingen en trillingen van het schip en kon men de zwaartekracht berekenen.
Duikbootreizen
Een dergelijk toestel nam Vening Meinesz mee met de onderzeeboten K XIII, K XVIII en O 16 op verschillende reizen in de jaren dertig: via Suez naar Batavia, via Tristan da Cunha naar Soerabaja en via Washington naar Lissabon. De metingen vonden plaats onder water omdat het schip dan minder schommelt. De reizen trokken veel publieke belangstelling in binnen- en buitenland, vanwege de grote afstanden.
De Koninklijke Marine maakte er zelfs een film over om jongelui te werven (Geodesie heeft daarvan nog een kopie).
De wetenschappelijke resultaten hielden echter geen stand. Toen Vening Meinesz rondom Java, Sumatra en Celebes lange stroken ontdekte met veel minder zwaartekracht, veronderstelde hij dat deze veroorzaakt zouden worden door een benedenwaartse uitbuiging van de naar verhouding lichte aardkorst. Later seismologisch onderzoek toonde echter aan, dat de aardkorst daar eenzijdig de mantel induikt in de vorm van een subductiezone net als langs de oostkust van de Stille Oceaan. Het belang van zijn werk is dus niet de verklaringen die hij gaf, maar de vragen die hij stelde en de zwaartekrachttekorten die hij vond. Daarmee verschafte hij vele geofysici onderzoeksmateriaal.2
Ook leeft zijn naam voort in de Vening Meinesz - Research School of Geodynamics van het Utrechtse Geodynamisch Onderzoeks Instituut , waarin o.a. participeren Geodesie en de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft, voor onderzoek op het gebied van geofysica, geologie en research van de aarde vanuit de ruimte.
Note's
1) Nederlands Geodetisch Tijdschrift Geodesie 29e jaargang no. 11 november 1987
2) Prof. dr. ir. F.A. Vening Meinesz Het ontstaan van plooiingsgebergten en continenten, geschiedenis der aarde. De Ingenieur no. 39 en 40, 1956.
Felix Andries Vening Meinesz.jpg
MEINESZ, Felix Andries (1887-1966)
Meinesz, Felix Andries (door naamstoevoeging bij KB van 10-2-1893 nr. 17 gewijzigd in Vening Meinesz ), geodeet en geofysicus ('s-Gravenhage 30-7-1887 - Amersfoort 10-8-1966).
Zoon van Sjoerd Anne Meinesz, burgemeester, en jkvr. Cornelia Anna Clasina den Tex.
Vening Meinesz leerde reeds vroeg in zijn ouderlijk gezin de magistraatsallure en de aandacht voor organisatie die hem later steeds te stade zouden komen. Te snelle groei in zijn jeugd zou hem anderzijds een zwak hart bezorgen. Hoewel hij hierdoor een jaar lagere school verspeelde liep hij verder zonder vertraging de HBS af. Na zijn studie voor civiel ingenieur aan de TH in Delft in 1910 kwam hij in hetzelfde jaar al in dienst bij de Rijkscommissie voor Graadmeting en Waterpassing (later de Rijkscommissie voor Geodesie).
Zijn eerste opdracht als jong ingenieur was het verrichten van zwaartekrachtmetingen in Nederland als bijdrage aan het probleem van de vormbepaling der aarde. Met de in Nederland beschikbare slinger van Stückrath werd op de afdeling geodesie aan de Oostkade in Delft begonnen met meten. Dit verliep ongunstig, omdat de bodem daar slecht was en door ieder schip of voertuig dat passeerde beïnvloed werd. In 1912 week hij uit naar stabielere zandgrond: het Koninklijk Nederlandsch Metereologisch Instituut (KNMI) in De Bilt. Maar daarmede was het probleem niet opgelost. Ook het grote deel van Nederland dat slappe bodem heeft moet gemeten worden. Het probleem van storingen veroorzaakt door bewegingen van het voetstuk werd daarom door Vening Meinesz theoretisch goed doordacht en wiskundig grondig behandeld. Deze studie leidde ten slotte tot zijn proefschrift, Bijdragen tot de theorie der slingerwaarnemingen, waarop hij in 1915 cum laude bij J. Cardinaal aan de TH Delft promoveerde.
De grondslag voor het 'Vening Meinesz-apparaat' en het latere werk was gelegd. Met behulp van het KNMI werd op zijn tekeningen en aanwijzingen een apparaat ontwikkeld en gebouwd waarin twee slingers van gelijke grootte en opgehangen in hetzelfde frame slingeren in hetzelfde vlak en in tegengestelde fase. Hij had ontdekt dat de storende horizontale versnellingen geen invloed hadden op het verschil van de uitwijkingen van beide slingers. Dit verschil kon via spiegels en lichtstralen op een rollende film worden geregistreerd als ware het de beweging van een fictieve ongestoorde slinger. Op deze wijze kon met grote nauwkeurigheid gemeten worden. Over heel Nederland werd een net van 51 waarnemingen gespreid. Het succes inspireerde hem ertoe om nu ook te proberen op zee te gaan meten. Het apparaat werd aangepast en geperfectioneerd en in een 'wieg' opgehangen. Het experiment lukte.
Met een onvoorstelbaar uithoudingsvermogen, met overredingskracht, bonhomie en wetenschappelijke gedrevenheid maakte Vening Meinesz in de jaren 1923 tot 1939 de beroemde reizen over de zeeën en oceanen in onderzeeërs van de Koninklijke Marine en de US-Navy. Het niet mogelijk geachte, nl. het meten van de zwaartekracht op zee, was mogelijk geworden. En nu moest zo snel mogelijk en zo veel mogelijk gemeten worden over de hele aarde ter bepaling van de vorm van de aarde en de geoïde. Er werden 10.000 zeemijlen afgelegd, en hij deed 1000 metingen (in 1928, toen er in een periode van 35 jaar in de USA 300 metingen waren gedaan op land, mat Vening Meinesz in 32 dagen 46 stations in de Caribische wateren). De eerste reis werd per K II naar Ned.-Oost-Indië via het Suezkanaal in 1923 gemaakt. Aan de hand van de opgedane ervaringen werd er een geheel nieuw apparaat gebouwd. Getest op de K XI (reis naar Alexandrië in 1925) kon dit apparaat gebruikt worden op de beroemde reis per K XIII via het Panamakanaal naar Ned.-Oost-Indië. Na dit experiment was het mogelijk het apparaat te perfectioneren en kreeg het zijn eindtoestand.
Reeds door deze eerste tochten en onderzoekingen had Vening Meinesz ondertussen zoveel reputatie in wetenschappelijke kring verworven, dat hij in 1927 werd benoemd tot buitengewoon hoogleraar in de geodesie, kartografie en geofysica te Utrecht. Later zou hij in Delft als tijdelijk lector worden benoemd (1937) en vervolgens daar in 1939 buitengewoon hoogleraar in de geodesie zijn.
Onderzeedienst
Deze buitengewone leeropdrachten weerhielden Vening Meinesz er niet van zijn reizende onderzoekingen voort te zetten en door te zetten. Na een reis per S 21 van de US-Navy in de Caribische wateren in 1928 volgden nog de reizen per K XIII naar Ned.-Oost-Indië van 1929 tot 1930, die met de 'Fresnel' in de westelijke Middellandse Zee in 1932 en de reis aan boord van Hr. Ms. 0 13 in de Noordatlantische Oceaan en in 1934/1935 de bekendste reis aan boord van de K XVIII naar Ned.-Oost-Indië via Buenos Aires, Kaapstad en Perth. De verfilming van deze reis maakte dat Vening Meinesz ook bij het bioscooppubliek beroemd werd. Daarna werden nog drie reizen gemaakt, resp. in 1937, 1938 en 1939 naar de Atlantische Oceaan en de Noordzee.
Resultaat
De resultaten werden onder auspiciën van de Rijkscommissie voor Geodesie vastgelegd in vier banden Gravity Expeditions at Sea (Delft, 1932-1948.4 dl.), enkele met medewerking van J.H.F. Umbgrove en P.H. Kuenen.
Wat de metingen op zee zouden opleveren was van te voren (in 1923) niet te bevroeden. Bekend was dat op land sterk reliëf samengaat met variatie in zwaartekracht en dat gebergteketens in het algemeen een tekort aan zwaartekracht te zien geven. Vening Meinesz zocht daarom de gebieden met groot reliëf van zeebodem op: de randen van de continenten, de midoceanische ruggen en de diepzeetroggen, o.a. langs de grote en kleine Soenda eilanden. Hier kwam voor eerst aan het licht het zwaartekrachtbeeld van lange linten van sterk negatieve anomalieën die de diepzeetroggen begeleiden, de 'Vening Meinesz-gordels'. Overigens toonde het zwaartekrachtbeeld van de oceanen onregelmatige golvingen van kleine positieve en negatieve anomalieën. Het bleek dat de gelijkheid van de gemiddelde zwaartekracht op de oceanen en het vasteland goed in overeenstemming is met het principe van isostatisch evenwicht, waarbij topografische onregelmatigheden óf lokaal, óf regionaal gecompenseerd blijken te zijn. Ook bleek dat de aardequator, zo die niet al een zuivere cirkel is, er toch weinig van afwijkt. Vooral het patroon van eilandbogen, soms bezet met vulkanen en gekenmerkt door grote seismische onrust, begeleid door diepzeetroggen en zones van negatieve anomalieën intrigeert hem en vraagt om verklaringen. De geodeet wendt zich tot de geofysica en verdiept zich in de geologie. Het massatekort in de Vening Meinesz-gordels wordt verklaard door horizontale samendrukking in de korst, die leidt tot een benedenwaartse 'knik' van de korst in de mantel. De oorzaak van de horizontale samendrukking wordt gezocht in de eerder veronderstelde 'convectiestromen' in de mantel. Herstel van evenwicht was aanleiding tot een latere opstijging van de soortelijk lichtere ingeknikte korst en leverde de gebergtereeksen als de Alpen. Vening Meinesz heeft continentverschuivingen lange tijd voor onmogelijk gehouden. Het materiaal was te star. Later, toen de paleomagnetische waarnemingen de theorie van Alfred Wegener betreffende continentverschuivingen weer nieuw leven inbliezen, dacht Vening Meinesz aan continenten die drijven op convectiestromen in de mantel.
Terwijl de bestudering van de op de reizen bijeengebrachte gegevens na 1939 kon worden voortgezet, onderbrak de Tweede Wereldoorlog uiteraard de mogelijkheid tot voortgaand empirisch onderzoek op de zeeën. In 1948 kwam het zeegaand onderzoek weer op gang, ditmaal voor het grootste deel uitgevoerd door anderen, maar nog wel in nauw overleg met Vening Meinesz. Dit resulteerde in series zwaartekrachtmetingen in de Noordatlantische Oceaan, de Caribische Zee, de Pacifische Oceaan, de Noordzee en in Suriname, te zamen gepubliceerd als volume 5 van Gravity Expeditions at Sea(l960).
Tot zijn dood bleef Vening Meinesz ondertussen geboeid door de verdeling van continenten en oceanen, ook nadat hij de publikatie van zijn eigen onderzoeksresultaten in 1948 had voltooid. Een mathematische analyse van de topografie van het aardoppervlak die hij opzette leverde een verdeling op die verrassend klopte met het eerder ter verklaring van de afwijkende zwaartekrachtmetingen veronderstelde systeem van convectiestromen in de mantel.
De oorlog onderbrak, zij het tijdelijk en voor kortere tijd, Vening Meinesz' studie op andere ingrijpende wijze. De bevrijding bracht Vening Meinesz terug in het wetenschappelijke spoor. Naast zijn hoogleraarswerk vervulde hij van 1945 tot 1951 de functie van hoofddirecteur van het KNMI, waarvan hij reeds sedert 1937 curator was, en later van 1952 tot 1966 voorzitter van het college van curatoren. Als hoogleraar bleef hij tot 1957 in Utrecht en Delft doceren.
Hoe beroemd Vening Meinesz ook werd, zijn leefwijze bleef eenvoudig, zelfopofferend en innemend ten overstaan van iedereen met wie hij te maken had, zowel thuis (hij werd verzorgd door een oude getrouwe dienstbode nog uit het ouderlijk huis) als in het veld, op de instrumentmakerij, aan boord, op vergaderingen en plechtige bijeenkomsten. Vrienden en collega's waardeerden zijn diepe inzicht in problemen, zijn mathematisch talent, zijn energie en daarnaast zijn kinderlijke vreugde, zijn hartelijke lach, zijn ruime belangstelling en zijn gevoel voor schoonheid in litteratuur, kunst en de natuur. Hij kende alle plantjes, leerde die aan zijn nichtjes, deed opgravingen en fietste graag. Hij was een 'grand seigneur': gastvrij en ontwapenend hartelijk. Hij had een vasthoudend karakter met een duidelijk doel in het leven: de toenemende kennis omtrent de vorm van de aarde en omtrent de wijze waarop die vorm tot stand gekomen was. De daarbij optredende problemen in menselijke verhoudingen bij onderzoek en studie probeerde hij karaktervast en vasthoudend op te lossen, door en door eerlijk en fatsoenlijk als hij was.
Na de lange, zware reis met de K XVIII, toen de menselijke moeilijkheden en spanningen aan boord soms zwaarder gingen wegen dan de wetenschappelijke problemen, is hij tot bekering gekomen en toegetreden tot de Ned. Herv. Kerk in Amersfoort (Bergkerk).
Vening Meinesz-apparaat
Het 'Gouden Kalf', vanwege zijn kleur en omdat bemanningen bij iedere duik extra gage kregen - ze moesten ter vermijding van trillingen in hun kooien gaan liggen en dat betekent derving van levensvreugde - bestaat uit een apparaat met fotorollen op een slingerkast, opgehangen in een cardanisch raamwerk. Het toestel is tot in de jaren vijftig gebruikt door Vening Meinesz en, in bruikleen, ook door buitenlandse instituten en zeemachten. Wanneer het deksel van de slingerkast wordt verwijderd, ziet men de bovenkanten van de drie paren slingers, twee stel in de lengterichting en een in de breedte, gemaakt van de 64 procent ijzer/36 procent nikkel-legering invar (invariabel). Die heeft een zeer lage uitzettingscoëfficient en is daarom zeer geschikt voor meetinstrumenten. Iedere slinger heeft aan weerszijden een spiegel. Vanuit de bovenkant van de kast worden lichtflitsen via spiegels en prisma's naar de slingers en weer terug geleid, waarmee de snelheid van de bewegingen onder invloed van de zwaartekracht fotografisch vastgelegd en daarna gemeten wordt.
Vening Meinesz had overigens speciaal verlof nodig van de Marine om mee te varen. Met zijn twee meter was hij te lang voor een onderzeeboot.
De onderzeeboten K XIII en K XVIII waren nog met klinknagels vervaardigd en doken daardoor niet verder dan dertig meter boven de kiel; het waren nog echte duikboten. Het type O 16 uit 1937 had een gelaste huid en was daardoor een échte onderzeeboot. Moderne, conventionele onderzeërs halen minstens tweehonderd meter diepte. Hoe ver precies is uiteraard een - diep - geheim.
Bron: Instituut voor Maritieme Historie, Den Haag.
Robert van der Veen
Op het moment dat u deze woorden leest, staat in de bibliotheek voor geodesie aan de Delftse Thijsseweg nog het slingertoestel dat prof. dr. ir. Felix Andries Vening Meinesz (1887-1966) ontwikkelde voor meting van de zwaartekracht op de bodems van oceanen en zeeën aan boord van onderzeeboten van de Koninklijke Marine.
Vening Meinesz was van 1938 tot 1957 hoogleraar in de fysische geodesie aan de toenmalige Technische Hoogeschool.
Nalatenschap
Behalve uit dit 'Gouden Kalf', zoals het toestel bij de marine genoemd werd, bestaat de tastbare nalatenschap van Vening Meinesz uit een open kartonnen doos met toebehoren, een koffer die niet meer dicht kan met fotorollen en aantekenboekjes plus een hutkoffer met nog meer notitieboekjes en 'F.A.Vening Meinesz, Potgieterlaan 5 Amerfoort' in zijn prachtige handschrift.
Een en ander bevindt zich volgens beheerder ing. J. Th. Gravesteijn al minstens twintig jaar op de faculteit en de inhoud is waarschijnlijk niet meer volledig. De manier waarop de TU Delft met haar erfstukken omgaat, doet soms «de veters uit de schoenen springen», meent drs. R. Korving, hoofd collectiebeheer van het Techniek Museum Delft, die Venings meettoestel plus de koffers zal laten overbrengen naar dit museum.
Huygens
De eerste die ontdekte dat een slingeruurwerk beïnvloed wordt door de zwaartekracht, was volgens emeritus-hoogleraar geodesie ir. G.J. Bruins1 de Nederlander Christiaan Huygens. Dit werd later bevestigd door de Franse astronoom Richer, die in Frans Guyana, op 5 graden noorderbreedte, ontdekte dat zijn klok daar trager liep, overeenkomstig Newton, volgens wie de zwaartekracht van polen naar evenaar afneemt. Anderhalve eeuw daarna stelde de Engelse geodeet Stokes voor, om met zwaartekrachtmetingen de uit geodetische metingen gevonden geoïde, het equipotentiaal oppervlak op zeeniveau, te controleren. Aan het einde van de negentiende eeuw nam de Franse kapitein Defforges dat denkbeeld over toen hij een slingertoestel ontwierp voor de bepaling van de zwaartekracht.
Onzuivere metingen
In 1892 bestelde de Rijkscommissie voor Graadmeting en Waterpassing een dergelijk toestel en in 1904 een ander apparaat in Berlijn waarbij de twee slingers twee an twee in onderling loodrechte vlakken slingeren. In 1910 trad vervolgens de jonge civiel ingenieur Vening Meinesz in dienst van de Rijkscommissie voor het doen van metingen. De slappe bodem in Delft zorgde echter voor problemen: het voorbijrijden van wagens langs het gebouw voor Geodesie aan de Kanaalweg maar vooral het voorbijvaren van een schuit verstoorde de nauwkeurigheid van de slinger. Daarom schreef Vening Meinesz in 1915 een proefschrift over de bepaling van het meeslingeren van «het statief» - de kast met ophanging - om de schadelijke invloed van de bodenbewegingen te vermijden door twee slingers met dezelfde amplitude en in tegengestelde fase in hetzelfde vlak te laten slingeren. Vening Meinesz bepaalde daarmee tussen 1915 en 1921 de zwaartekracht van 51 geodetische stations in Nederland, die hij in 1923 publiceerde bij boekhandel- uitgeverij Waltman in Delft: Observations de Pendule dans les Pays-Bas 1913-1921 (Napoleon voerde in Nederland het kadaster in en daardoor was het Frans lange tijd de voertaal van landmeters).
Vervolgens ontwierp de Delftse ingenieur een slingertoestel voor gebruik op een schip. Hij gebruikte daartoe drie slingers: bij het begin van de metingen kreeg de linker slinger een uitwijking naar links, de middelste «fictieve» slinger bleef stil hangen en de rechter slinger kreeg een uitwijking naar rechts. Wanneer het schip ging varen, kregen alle drie slingers gelijke storingen. Door het verschil in uitwijking te meten tussen de rechter en de middelste respectievelijk tussen de middelste en de linker slinger, verkreeg Vening Meinesz de slingertijd zonder de schommelingen en trillingen van het schip en kon men de zwaartekracht berekenen.
Duikbootreizen
Een dergelijk toestel nam Vening Meinesz mee met de onderzeeboten K XIII, K XVIII en O 16 op verschillende reizen in de jaren dertig: via Suez naar Batavia, via Tristan da Cunha naar Soerabaja en via Washington naar Lissabon. De metingen vonden plaats onder water omdat het schip dan minder schommelt. De reizen trokken veel publieke belangstelling in binnen- en buitenland, vanwege de grote afstanden.
De Koninklijke Marine maakte er zelfs een film over om jongelui te werven (Geodesie heeft daarvan nog een kopie).
De wetenschappelijke resultaten hielden echter geen stand. Toen Vening Meinesz rondom Java, Sumatra en Celebes lange stroken ontdekte met veel minder zwaartekracht, veronderstelde hij dat deze veroorzaakt zouden worden door een benedenwaartse uitbuiging van de naar verhouding lichte aardkorst. Later seismologisch onderzoek toonde echter aan, dat de aardkorst daar eenzijdig de mantel induikt in de vorm van een subductiezone net als langs de oostkust van de Stille Oceaan. Het belang van zijn werk is dus niet de verklaringen die hij gaf, maar de vragen die hij stelde en de zwaartekrachttekorten die hij vond. Daarmee verschafte hij vele geofysici onderzoeksmateriaal.2
Ook leeft zijn naam voort in de Vening Meinesz - Research School of Geodynamics van het Utrechtse Geodynamisch Onderzoeks Instituut , waarin o.a. participeren Geodesie en de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft, voor onderzoek op het gebied van geofysica, geologie en research van de aarde vanuit de ruimte.
Note's
1) Nederlands Geodetisch Tijdschrift Geodesie 29e jaargang no. 11 november 1987
2) Prof. dr. ir. F.A. Vening Meinesz Het ontstaan van plooiingsgebergten en continenten, geschiedenis der aarde. De Ingenieur no. 39 en 40, 1956.
Felix Andries Vening Meinesz.jpg
Reactie