We weten meer over andere planeten dan over die van onszelf
en vandaag wil ik jullie een nieuw type robot laten zien,
ontworpen om ons onze eigen planeet beter te leren begrijpen.
Hij behoort tot een categorie
die bij oceanografen bekend staat als een onbemand oppervlaktevoertuig of USV.
Hij verbruikt geen brandstof.
In plaats daarvan benut hij windenergie voor de voortstuwing.
Toch kan hij maandenlang over de hele wereld rondvaren.
Ik wil jullie daarom vertellen waarom we hem bouwden
en wat hij voor jullie kan betekenen.
Een paar jaar geleden voer ik op een zeilboot door de Stille Oceaan
van San Francisco naar Hawaï.
Ik had de afgelopen 10 jaar non-stop gewerkt
aan het ontwikkelen van videogames voor honderden miljoenen gebruikers
en wilde een stapje achteruit doen om het grotere plaatje te zien
en wat broodnodige bedenktijd krijgen.
Ik was de navigator aan boord
en op een avond, na een lange sessie van weergegevens analyseren
en het uitzetten van onze koers,
kwam ik aan dek en zag deze mooie zonsondergang.
Er kwam een gedachte bij me op:
hoeveel weten we eigenlijk over onze oceanen?
De Stille Oceaan strekte zich overal om me heen uit, zo ver als ik kon kijken,
en door de golven schommelde de boot krachtig,
wat ons constant herinnerde aan hun ongekende macht.
Hoeveel weten we nou eigenlijk over onze oceanen?
Ik besloot het uit te zoeken.
Ik leerde snel dat we niet veel weten.
De eerste reden is simpelweg dat de oceanen zo groot zijn,
70 procent van de planeet.
We weten inmiddels dat ze complexe aardsystemen aanstuwen,
zoals het wereldwijde weer,
die ons allemaal elke dag beïnvloeden,
soms met dramatische gevolgen.
Toch blijven deze gebeurtenissen meestal onzichtbaar voor ons.
Oceaangegevens zijn hoe dan ook schaars.
Aan land was ik gewend geraakt aan toegang tot tal van sensoren --
miljarden, eigenlijk.
Maar op zee gemeten data zijn schaars en duur.
Waarom? Omdat het allemaal komt van een klein aantal schepen en boeien.
Hun kleine aantal was eigenlijk een grote verrassing.
Onze Nationale Oceanische en Atmosferische Administratie,
beter bekend als NOAA,
heeft slechts 16 schepen,
en er zijn wereldwijd minder dan 200 boeien op zee.
Het is gemakkelijk te begrijpen waarom:
oceanen zijn meedogenloos
en om ter plekke gegevens te verzamelen, heb je een groot schip nodig
en een grote hoeveelheid brandstof
en grote bemanningen.
Dat kost honderden miljoenen dollar -- per stuk.
Ofwel grote boeien die aan de oceaanbodem vastzitten met een 6 km lange kabel
die vastligt aan een paar treinwielen.
Dat is zowel gevaarlijk om te maken als duur in onderhoud.
'En satellieten dan?' kan je je afvragen.
Satellieten zijn fantastisch
en ze hebben ons veel geleerd over het geheel
in de afgelopen decennia.
Het probleem met satellieten is echter
dat ze niet meer dan één micrometer diep in de oceaan kunnen kijken.
Ze hebben een relatief beperkte resolutie qua ruimte en tijd,
en hun signaal moet worden gecorrigeerd voor bewolking, landeffecten
en andere factoren.
Wat gebeurt er dus in de oceanen?
Wat moeten we proberen te meten?
Hoe kan een robot daarbij helpen?
Laten we inzoomen op een klein stukje oceaan.
Een van de belangrijkste dingen die we willen begrijpen is het oppervlak,
omdat het oppervlak, bij nader inzien,
de connectie is van alle lucht-zee-wisselwerking.
Het is de interface waar alle energie en gassen doorheen gaan.
Onze zon straalt energie uit,
welke door de oceanen als warmte wordt geabsorbeerd
en dan gedeeltelijk wordt afgegeven aan de atmosfeer.
Gassen in onze atmosfeer, zoals CO2, lossen op in onze oceanen.
In feite wordt wereldwijd ongeveer 30% van alle CO2 geabsorbeerd.
Plankton en micro-organismen laten zuurstof vrij in de atmosfeer,
zoveel zelfs dat elke tweede teug lucht die je neemt uit de zee komt.
Een deel van die warmte zorgt voor de verdamping,
waardoor wolken ontstaan, wat uiteindelijk tot neerslag leidt.
Drukverschillen veroorzaken oppervlaktewind
die de waterdamp door de atmosfeer jaagt.
Een deel van de warmte straalt naar onder, diep de oceaan in,
en wordt opgeslagen in verschillende lagen,
waarbij de oceaan fungeert als een soort boiler op planetaire schaal
om al die energie op te slaan.
Die kan later worden vrijgegeven in kort durende gebeurtenissen zoals orkanen
of langdurige fenomenen zoals El Niño.
Deze lagen kunnen zich mengen door verticaal opwellende stromingen
of horizontale stromingen, belangrijk bij warmtetransport
van de tropen naar de polen.
Natuurlijk is er ook het leven in zee,
qua volume het grootste ecosysteem op aarde,
van micro-organismen tot vissen en zeezoogdieren,
zoals zeehonden, dolfijnen en walvissen.
Dit alles is echter meestal onzichtbaar voor ons.
De uitdaging om die oceaanvariabelen op schaal te bestuderen
is er een van energie,
de energie die nodig is om sensors in te zetten in de wijde oceaan.
Natuurlijk is er veel uitgeprobeerd --
van door golven aangedreven apparaten
tot drijvende boeien
en elektrische aandrijvingen op zonne-energie --
elk met hun eigen compromissen.
De doorbraak voor ons team kwam van een onverwachte bron:
de jacht naar het snelheidsrecord voor zeilwagens.
Het kostte 10 jaar onderzoek en ontwikkeling
om met een nieuw soort vleugel te komen.
Hij gebruikt maar drie watt voor de besturing
en toch kan hij over de hele wereld voortbewegen
met schier onbegrensde autonomie.
De toepassing van dit vleugelconcept op een zeevoertuig
leidde tot een oceaan-drone.
Ze zijn groter dan ze hier lijken.
Ze zijn ongeveer 5 meter hoog,
bijna 8 meter lang en meer dan 2 meter diep.
Zie ze als oppervlakte-satellieten.
Ze zitten vol wetenschappelijke sensors
die alle belangrijke variabelen meten,
zowel oceanografische als atmosferische.
Een live satellietverbinding zendt deze gegevens met hoge resolutie
in real time door naar de kust.
Ons team werkte de afgelopen jaren hard
en voerde missies uit in soms wel de zwaarste weersomstandigheden op aarde,
van de Noordpool tot de tropische Stille Oceaan.
We zeilden tot aan de polaire ijskap.
We hebben gevaren in de Atlantische orkanen.
We rondden Kaap Hoorn
en we slalomden tussen de olieplatforms in de Golf van Mexico.
Dit is een kei van een robot.
Ik vertel jullie over recent werk van ons
rond de Pribilofeilanden.
Dat is een kleine groep eilanden ver in de koude Beringzee,
tussen de VS en Rusland.
Nu is de Beringzee de thuisbasis van de alaskakoolvis,
een koolvis die jullie misschien niet kennen,
maar misschien kennen jullie hem in de vorm van vissticks of surimi.
Ja, surimi ziet eruit als krabvlees, maar het is eigenlijk koolvis.
En de koolvis-visserij is de grootste visserij van het land,
zowel qua omzet als qua volume --
we vangen ongeveer 1,4 miljard kilo vis per jaar.
Sinds enkele jaren is een vloot van oceaan-drones
hard aan de slag in de Beringzee
om de omvang van het koolvisbestand te helpen schatten.
Dit helpt om het quotasysteem voor het visserijbeheer te verbeteren
en te voorkomen dat het visbestand instort,
en ook om dit kwetsbare ecosysteem te beschermen.
De drones observeren de visgronden met behulp van geluid,
met andere woorden, sonar.
Die stuurt een geluidsgolf naar beneden,
waarna de reflectie,
de echo van de geluidsgolf van de zeebodem of van scholen vis
ons een idee geeft van wat er onder de oppervlakte gebeurt.
Onze oceaan-drones zijn vrij goed in deze herhalende taak,
ze brengen de Beringzee dag in, dag uit in kaart.
Rond de Pribilofeilanden leeft ook een grote kolonie pelsrobben.
In de jaren 1950 telde die kolonie ongeveer twee miljoen dieren.
Tegenwoordig is de populatie helaas sterk afgenomen.
Minder dan 50 procent is er nog over
en de populatie gaat snel achteruit.
Om te begrijpen waarom
heeft onze wetenschapspartner bij het National Marine Mammal Laboratory
een gps-tag aan een aantal moeder-zeehonden bevestigd,
door hem vast te lijmen op hun pels.
Deze tag meet locatie en diepte
en heeft ook een heel leuke camera
die geactiveerd wordt door een plotselinge versnelling.
Hier zie je een film gemaakt door een artistiek begaafde zeehond,
die ons nieuw inzicht verschaft in een onderwaterjacht
diep in het Noordpoolgebied
en een beeld geeft van een koolvisprooi,
slechts enkele seconden voordat hij wordt verslonden.
In het noordpoolgebied werken is erg moeilijk, zelfs voor een robot.
Ze moesten in augustus een sneeuwstorm overleven
en toevallige voorbijgangers verdragen --
die kleine gevlekte zeehond geniet van een ritje.
(Gelach)
De zeehondentags registreerden meer dan 200.000 duiken tijdens het seizoen,
en bij nadere bestudering
zien we zelfs de individuele sporen en herhaalde duiken van de zeehonden.
We zijn op weg om te ontcijferen wat er werkelijk gebeurt
in dat jachtgebied,
en het is heel mooi.
Als je de door de drones verzamelde akoestische gegevens over elkaar legt,
begint er een beeld te ontstaan.
Als de zeehonden de eilanden verlaten en van links naar rechts zwemmen,
zien we ze duiken tot op een relatief geringe diepte van ongeveer 20 meter,
waarvan de drone vaststelt dat hij wordt bevolkt door kleine jonge koolvissen
met een laagcalorische waarde.
Dan zwemmen de zeehonden veel grotere afstanden en beginnen ze dieper te duiken
naar een plaats waar de drone grotere, meer volwassen koolvissen ziet,
die voedzamer zijn.
Helaas verbruiken de moeder-zeehonden teveel calorieën
om deze extra afstand te zwemmen,
zodat ze te weinig energie over hebben om hun jongen op het eiland te zogen,
wat dan weer leidt tot daling van de populatie.
Verder stellen de drones vast dat het water rond het eiland
sterk is opgewarmd.
Het is misschien een van de krachten die de koolvis naar het noorden drijft,
en zich verspreidt op zoek naar koudere streken.
De data-analyse is bezig,
maar nu al kunnen we zien dat stukjes van de puzzel
over het mysterie van de pelsrob
op hun plaats beginnen te vallen.
Maar als je het grotere plaatje bekijkt,
zijn wij toch ook zoogdieren.
De oceanen geven tot 20 kilo vis per mens per jaar.
Nu we onze visbestanden uitputten, wat kunnen wij mensen dan leren
van het pelsrobverhaal?
En behalve de vissen,
beïnvloeden de oceanen ons dagelijks allemaal
door de wereldwijde weersystemen,
die ook van invloed zijn op de mondiale landbouwproductie
of kunnen leiden tot verwoestende vernietiging van levens en eigendommen
door orkanen, extreme hitte en overstromingen.
Onze oceanen zijn vrijwel ononderzocht en onderbemonsterd;
we weten meer over andere planeten dan over de onze.
Maar als je deze uitgestrekte oceaan verdeelt
in vierkanten van zes op zes graden,
elk ongeveer 600 km breed,
dan zijn dat er ongeveer 1.000.
Stap voor stap gaan we met onze partners
een oceaandrone in elk van die vierkanten plaatsen
in de hoop dat we door wereldwijde dekking
een beter inzicht zullen krijgen in de planetaire systemen
die zo’n invloed hebben op de mensheid.
Met robots bestuderen we nu al een tijd verre werelden in ons zonnestelsel.
Nu is het tijd om onze eigen planeet te kwantificeren,
omdat we niet kunnen repareren wat we niet kunnen meten,
en we ons niet kunnen voorbereiden op wat we niet weten.
Dank je.
(Applaus)