HOOFDSTUK X.

De optische verschijnselen in den dampkring van 1883-1886.

I. De verspreiding van de blauwe zon en der gekleurde lichtschijnsels in de schemering over de oppervlakte der aarde in 1883.—Reizen van de blauwe zon over de wereld.—Tot het einde van 1883 worden die verschijnselen over de geheele aarde waargenomen.—Zij worden aan de "rookwolk van Krakatau" toegeschreven.—"Qui nous délivrera de Krakatau?"—Het rapport der Royal Society.—De rapporteurs.—Het is onbewezen dat de fijne stofjes in de atmosfeer uit Krakatau afkomstig zijn.—Beschrijving der schemeringen.—De corona of ring om zon en maan.

II. Kan de uitbarsting van Krakatau de oorzaak zijn der abnormale optische verschijnselen van 1883 tot 1886?—Hoeveel stof heeft Krakatau uitgeworpen?—De droge mist in 1783.—Eene berekening.—Denkbeelden van E. Douglas Archibald.—Speelt de waterdamp een rol bij de schemeringsverschijnselen?—Is de electriciteit in het spel?—Redeneering van W. Crookes.—Theoretische beschouwingen.—De proeven van Prof. Kiessling.—Het gebied van den aschregen volgens de Royal Society en volgens Verbeek.—Afmetingen van de stofwolk van Krakatau.—Hare hoogte.—Eene onjuistheid in het rapport der R.S.—De methode der antecedenten, toegepast op vulkanische uitbarstingen en optische verschijnselen.—De uitbarstingen van 1783 in Japan en op IJsland.—Nog eens de droge mist van 1783.—Beschrijving van Prof. Brugmans te Franeker.—De eruptie van den Tambora op Soembawa in 1815.—Roode schijnsels in Engeland (1815).—Eruptie van den Etna in 1886.—Optische verschijnselen in den dampkring van Italië in 1886.—Waarschijnlijkheid, dat Krakatau de oorzaak is van de optische verschijnselen van 1883 tot 1886.

I.

Roode en gele wolken, zooals niemand ze ooit gezien had, een koperkleurig of bloedrood uitspansel, eene groene of blauwe zon—ziedaar de vreemde verschijnselen in den dampkring, die de uitbarsting van Krakatau vergezelden, vóór de diepe duisternis van 27 Augustus 1883 inviel, en, nadat zij was opgeklaard, in de kustlanden van Straat Soenda. Te Telok Betong bijvoorbeeld werd op dien onheilspellenden dag, des morgens te 10 ure, een hevige slag gehoord, als van een kanonschot. De zon was onzichtbaar, de hemel koperkleurig. Plotseling scheen de hemel in vlam te staan, raketten doorkliefden de lucht. Toen viel de duisternis in, die zich uitstrekte over het Zuiden van Sumatra en het Westen van Java.

Te Palembang hoorde men telkens knallen als kanonschoten. Kopjes, glazen, lampen, alles was in beweging, en men gevoelde tusschenbeiden een schok evenals ingeslagen bliksem. Plotseling zag men in het Z.O. aan den hemel "een waaier of pauwestaart, van zilverwitte kleur, tegen een loodgrauwe lucht." Dit verschijnsel duurde een kwartier; toen het verdween, begon de zware aschregen, die de lucht verduisterde.

Te Serang werden "flikkerende lichtkogels" gezien "in vorm en lichtglans onderscheiden van bliksemstralen".

Te Tjandjoer spreekt men van een "zwaren mist of dikken nevel;" te Tangerang neemt men waar "dat de lucht benauwd en met zwaveldampen vervuld is;" op Java's Eerste punt worden roode en gele wolken bij zonsopgang waargenomen. Te Batavia komt de zon groen uit de duisternis te voorschijn.

Door geheel Indië zag de hemel er den 26^sten en 27^sten Augustus vreemd uit. Wel is waar was het gebied der duisternis niet zóó uitgestrekt, maar de vreemde kleurschifting in den dampkring werd overal waargenomen. Ook op het eiland Ceylon werd een droge mist en een groene zon waargenomen.

Daarbij bleef het niet.

Reeds den 27^sten Augustus verspreidde zich die geheimzinnige lichtverschijnselen, want op de Seychellen-eilanden, te Diego Garcia en te Rodriguez, bleef het uitspansel na zonsondergang nog ruim een uur in een rooden glans gehuld. Den 28^sten Augustus werd, behalve op genoemde plaatsen, ook te Mauritius eene abnormale kleuring na zonsondergang ontdekt, terwijl de zon bloedrood was opgegaan. Te Natal werd den 28^sten Augustus een schitterende zonsondergang waargenomen.

Den 29^sten Augustus werd de zon in den Indischen Oceaan nagenoeg verduisterd door een gele mist.

Den 30^sten Augustus heeft het verschijnsel reeds de Westkust van Afrika bereikt.

Op het eiland St. Helena worden de inwoners verschrikt door een rood licht in het Zuid-Oosten, en in het Zuid-Westen evenals een vuur.

Den 1^sten September wordt eene blauwe zon waargenomen over den Atlantischen Oceaan, tusschen de keerkringen. Bijzonder schoone zonsondergangen worden waargenomen te Guayaquil en Santiago (Chili).

Op 2 September is er eene blauwe zon in dat gedeelte van Zuid-Amerika, dat zich uitstrekt van Panama tot Paramaribo, en van Peru naar de Antillen. In den Indischen Oceaan tot 36° Z.B. wordt prachtige roode kleuring waargenomen en in den Atlantischen Oceaan is eene blauwe zon en een grauw uitspansel, en twee dagen later eene witte zon en een uitspansel, dat in vuur scheen te staan.

Den 4^den September verschijnen de roode zonsondergangen Zuidelijker: zij bereiken de Kaap en verspreiden zich in de Stille Zuidzee.

Den 7^den September verschijnt de roode zonsondergang te New-York, Virginia en op verschillende andere plaatsen der Vereenigde Staten.

De blauwe zon echter zet hare reis voort naar het Westen van den Atlantischen Oceaan en vervolgens naar de Groote Stille Zuidzee. Zij heeft den 9^den September de reis om de wereld volbracht, van Oost naar West, zich tegelijkertijd Noordelijk en Zuidelijk uitbreidende.

Van den 9^den tot den 12^den September werd de blauwe zon wederom te Ceylon en een groot deel van Engelsch Indië waargenomen.—De reis om de aarde was afgelegd in 13 dagen. De blauwe zon had zich echter alleen vertoond tusschen de keerkringen. Daarbuiten, op hoogere breedte, waren hier en daar op sommige dagen schoone zonsop- en ondergangen waargenomen.

Tusschen den 9^den en den 22^sten September werd een tweede omgang van de aarde gehouden. Maar ditmaal wordt de blauwe zon in het Zuidelijk halfrond ook buiten den keerkring waargenomen. De roode schemering breidt zich intusschen eveneens zóó sterk naar het Zuiden uit, dat nagenoeg het geheele vasteland der aarde, dat Zuidelijker ligt dan de keerkring in het Noordelijk halfrond, door die bijzondere optische verschijnselen wordt bezocht.

Wederom had de reis om de aarde 13 dagen geduurd.

Tot nu toe hadden zich die dampkringsverschijnselen slechts sporadisch vertoond in het Noordelijk halfrond buiten den Keerkring. Zij breidden zich nu langzamerheid uit over het Noordelijk gedeelte der Stille Zuidzee. Den 10^den October zijn de schoone zonsondergangen reeds waargenomen te Shanghai op 31° N.B. in de Chineesche Zee, de Canarische eilanden en Florida. In het Zuiden schitteren zij o.a. in de Transvaal, Nieuw Zeeland, Australië en Zuid-Amerika.

Den 14^den October zijn zij nog Noordelijker gekomen. Men bewondert ze reeds in Californië, de Vereenigde Staten, te Lissabon en te Nice.

Zij naderen nu Midden- en Noord-Europa. Eerst werden zij er slechts sporadisch waargenomen. Steeds menigvuldiger worden de berichten van schoone zonsondergangen.

In de laatste dagen van November 1883 schitteren zij in ongekende pracht aan den hemel. Zij worden waargenomen over geheel Nederland, Engeland, Frankrijk, Duitschland, Denemarken en Italië. Zij gaan steeds Noordelijker en bereiken op denzelfden dag Christiania en Upsala, Athene en Malta.

Intusschen spoedde het jaar 1883 ten einde.

Het had veel leed gebracht op aarde, maar dat leed was geleden en vergeten. De kustlanden van Straat Soenda waren weder bewoond zooals vroeger. De tropische natuur met hare oneindige vruchtbaarheid had de zege behaald over de alles verwoestende vulkanische krachten. Weer dekte een groen tapijt de hellingen der bergen; de laatste sporen van asch en modder waren verdwenen; de uitbarsting van Krakatau begon in het vergeetboek te geraken....

Intusschen hadden de schoone roode zonsondergangen zich vertoond over de geheele oppervlakte der aarde. Toen het jaar 1883 ten einde was, kon men niet meer spreken van eene beweging van het verschijnsel: het was overal.

Onder alle hemelstreken, in alle klimaten werd het aanschouwd. "Wat zou wel de oorzaak zijn van die merkwaardige optische verschijnselen?", vroeg men zich af over de geheele aarde.

En het antwoord op die vraag werd eerst schoorvoetend gegeven op twijfelende wijze. Maar toen natuurkundigen van zoovele verschillende natiën, die allen het verschijnsel bewonderd hadden, tot hetzelfde besluit kwamen, werd het luide uitgesproken over de geheele aarde: "de oorzaak van alles is de rookwolk van Krakatau!"

De fijne stofdeeltjes, door de uitbarsting van 26 en 27 Augustus uit den vulkaan in de lucht geschoten, zouden zich met eene groote snelheid naar het Westen hebben voortbewogen rondom de wereld. Zij zouden oorspronkelijk in het gebied der tropen vertoefd hebben; langzamerhand echter zouden zij zich Noord- en Zuidwaarts uitgebreid hebben, zoodat zij op 't laatst van 1883 verdeeld waren over de atmosfeer der geheele aarde. Die stofdeeltjes, de "rook-stroom" of "stof-stroom" van Krakatau, zouden voldoende zijn om alle bijzondere optische verschijnselen op aarde te verklaren!

In 1884 en 1885 verminderden de optische verschijnselen langzamerhand in glans en hevigheid, maar het duurde tot 1886 voor zij geheel verdwenen waren.

Toch waren velen overtuigd, dat er nog steeds Krakatau-stof in de atmosfeer was.

Als bewijs hiervan moge het volgende dienen.

In het weerbericht van het Metereologisch Instituut te Utrecht over Januari 1889 lezen wij de verzuchting: "Qui nous délivrera de Krakatau?" Bij geringe windsterkte en groote betrekkelijke vochtigheid kwam er namelijk nog al eens mist voor gedurende Januari 1889. In Engeland meenden sommigen, dat de mist nog aan overgebleven stof van Krakatau was toe te schrijven, en als antwoord daarop is de verzuchting van het Metereologisch Instituut zeer begrijpelijk. Men zou toch op goede gronden hebben kunnen verwachten, dat na het standaardwerk van den mijn-ingenieur Verbeek, hetgeen in 1885 in het Nederlandsch en in 1886 in het Fransch geheel verschenen was, de uitbarsting van Krakatau zou hebben opgehouden een actueel onderwerp te zijn. Dat werk toch was zoo boven lof verheven en was schijnbaar zoo volledig, dat het kon beschouwd worden als het laatste woord van de wetenschap omtrent eene gebeurtenis, die wel zeer merkwaardig was, doch waarvan men toch langzamerhand genoeg krijgt. De Engelsche "Royal Society" had in 1884 eene Krakatau-commissie benoemd. Haar rapport verscheen eerst in 1888. Zij was dus in de gelegenheid het werk van Verbeek te raadplegen. Wat het geologisch gedeelte betreft is de arbeid der Royal Society niet meer dan een uitgebreid referaat van diens werk. De beschrijving der uitbarsting en hare oorzaken neemt echter in dit rapport slechts het kleinste gedeelte in. Het tweede gedeelte, meer dan 300 bladzijden in kwarto, wordt ingenomen door eene beschouwing over de ongewone optische verschijnselen in den dampkring, waargenomen van 1883-1886. De commissie uit de Royal Society heeft zich voor de samenstelling van dit hoofdstuk de medewerking verzekerd van de leden der Royal Metereological Society: Hon. F.A. Rollo en E. Douglas Archibald.

Dit onderwerp neemt uit den aard der zaak bij den heer Verbeek een bescheiden plaats in. Toen zijn werk werd samengesteld, had men nog geen overzicht van deze optische verschijnselen, daar zij eerst in het jaar 1886 geheel verdwenen, terwijl hun eerste optreden dateert van de uitbarsting van Krakatau. De Engelsche commissie komt bovendien tot een geheel ander resultaat dan de heer Verbeek. Voor haar zijn alle optische verschijnselen, die de bewoners der aarde van 1883-1886 hebben verbaasd, directe gevolgen van de uitbarsting. Het is de fijne stof of asch, die door den vulkaan in 1883 is uitgeworpen, die nog tot in het jaar 1886 belangrijke optische verschijnselen in den dampkring te voorschijn roept. Schemering-verschijnselen, kring om zon en maan, zware droge mist, gekleurde zon en maan, zij hebben voor de commissie der Royal Society slechts ééne oorzaak: het Krakatau-stof. Voor den heer Verbeek is het toch onmogelijk, dat het Krakatau-stof alleen de oorzaak zou zijn van alle lichtverschijnselen. Volgens zijne berekening is er bij de uitbarsting minder dan één kubieke kilometer fijne asch uitgeworpen. Deze hoeveelheid, over de geheele aarde uitgespreid, geeft een laagje van 0,002 m.M. dikte, hetgeen zoo uiterst weinig is, dat de heer Verbeek niet kan aannemen, dat de asch nog zulk een belangrijke rol in de atmosfeer zou kunnen spelen. Wel zou er verband zijn tusschen het eerste optreden dezer verschijnselen en de uitbarsting. Maar het zou niet de asch zijn, maar wel de uitgestooten waterdamp, die de hoofdrol hierbij speelde. Die waterdamp zou in de hooge luchtlagen kunnen condenseeren en bevriezen; de ijskristallen zouden de oorzaak der fraaie zonsondergangen zijn geweest. De in de lucht zwevende aschdeeltjes zouden alleen dit verschijnsel versterken, en zij zouden centra van verdichting voor de waterdamp zijn. Avondrood en roode schijnsels zouden dus dezelfde oorzaak hebben; de intensiteit van de schijnsels zou alleen het gevolg geweest zijn van de groote hoeveelheid waterdamp, tijdens de uitbarsting uitgestooten. Deze hoeveelheid ontsnapt aan alle berekening of schatting. Wat verder de gekleurde zon en maan betreft, zoo werden ze bij hun eerste optreden ook door Verbeek aan de aschwolk of stofwolk van Krakatau toegeschreven.

Het is een feit, dat de atmosfeer gedurende den tijd, dat de abnormale verschijnselen in den dampkring zijn waargenomen, was bezwangerd met fijne vaste deeltjes. Maar daarmede is nog niet bewezen, dat deze deeltjes uit Krakatau hunnen oorsprong hebben. Het scheikundig en microscopisch onderzoek van sedimenten in sneeuw en regen heeft in dat opzicht, volgens den heer Verbeek, geen positief resultaat opgeleverd.

Het is belangrijk om op te merken, dat Professor Judd in het hoofdstuk van het rapport over de vulkanische verschijnselen tot hetzelfde besluit komt. De aanwezigheid van Krakatau-stof in de atmosfeer is dus nimmer bewezen. Maar dit was te verwachten. Het meest karakteristieke van de Krakatau-asch, de rhombische pyroxeen, die bovendien een bestanddeel is van vele lavasoorten, heeft een groot soortelijk gewicht, en is weinig bros. Zij kan dus niet zeer fijn verdeeld zijn geweest en is spoedig gevallen.

Men moet zich voorstellen, dat de dampkringsverschijnselen zijn veroorzaakt door eene laag microscopisch fijn verdeelde stof, want alleen eene laag van zeer kleine stofdeeltjes zou in staat zijn om op het witte licht eene zoo veelzijdige werking uit te oefenen; bovendien kunnen alleen verbazend kleine deeltjes lang in de atmosfeer gesuspendeerd blijven. In gewone omstandigheden zweven in de atmosfeer eene groote hoeveelheid minerale deeltjes. Komen er nu kleine deeltjes van verre, dan zijn deze altijd in de minderheid tegenover de deeltjes van localen oorsprong, die eene verpletterende meerderheid blijven uitmaken. De deeltjes, die van verre komen, omringd als ze zijn door de locale deeltjes, zijn moeilijk van hen te onderkennen. Het is een hopeloos werk te trachten de herkomst van zulke microscopisch kleine gasten vast te stellen. De Krakatau-stof, die licht genoeg was om lang in de atmosfeer gedragen te worden, bestond uit veldspaath, die licht en splijtbaar is, en uit glas van eene buitengewoon lichte en broze hoedanigheid. Deze deeltjes namen op hunne luchtvaart de locale deeltjes, die altijd in de lucht zweven, mede, terwijl zij voor een deel zelf reeds ontleed waren bij het uittreden uit den krater door de zuren, die met den waterdamp gemengd waren.

Het is dus geen wonder, dat die deeltjes zich aan alle nasporing hebben onttrokken.

Kan men dus al niet op grond van microscopisch en chemisch onderzoek besluiten tot het verband van de optische verschijnselen en de Krakatau-stof, zoo is het toch zeer waarschijnlijk, dat dit verband bestaat.

Beschouwen wij eerst de schemeringsverschijnselen. Het eerste optreden der merkwaardige schemeringen geschiedt plotseling in den Indischen Oceaan nabij Krakatau, de tijd valt samen met de uitbarsting op 26 en 27 Augustus 1883. Het materiaal, dat deze lichteffecten veroorzaakte, bereikte toen eene maximum hoogte. Wij volgen de gekleurde schemeringen in hunne snelle vaart om de aarde langs een gordel, die zich, evenwijdig met den equator, eenige graden Noordelijk en Zuidelijk van Krakatau uitstrekt, terwijl ze zich langzamerhand naar Noord en Zuid ver buiten de tropen uitbreiden.

Het rapport der Royal Society geeft hier een uitgebreide verzameling van feiten; niet minder dan 800 data over het eerste optreden der optische verschijnselen worden medegedeeld.

Het is moeilijk zonder afbeelding eene beschrijving te geven van deze schemeringen. Ik verwijs daarom belangstellenden naar het rapport der Royal Society. Als titelplaat vindt men daar eene uitstekend geslaagde chromolithographische reproductie van zes crayonschetsen, genomen na zonsondergang aan den oever der Theems te Chelsea, den 23 November 1883. Beter dan de meest gedetailleerde beschrijving, geeft eene beschouwing van die schetsen ons een duidelijk beeld van de schemeringsverschijnselen. De schemering duurde die dagen veel langer dan anders. Nadat namelijk de gewone schemering was afgeloopen, werd het nog niet donker. Er ontstond dan als het ware eene tweede schemering. In deze onderscheidde men eene primaire kleuring, ontstaande door de directe breking der zonnestralen, die door de eene of andere laag heengingen, en eene secundaire kleuring, die de eerste opvolgde. Deze laatste wordt toegeschreven aan de terugkaatsing van het primaire licht door dezelfde laag!

Deze primaire en secundaire verlichting komt ook voor bij de gewone schemering. Maar daarbij is de secundaire schemering wit, en zij wordt slechts onder bijzonder gunstige omstandigheden waargenomen, of wel als de waarnemer zich op groote hoogte bevindt.

Bij de schitterende schijnsels, die, in 1883 en de volgende jaren, na de gewone schemering bij zonsondergang werden waargenomen, was de secundaire schemering gekleurd en overal zichtbaar. Men berekende de hoogte van de laag, die deze optische verschijnselen teweegbracht, uit den duur en de afmetingen der schijnsels.

De heer E. Douglas Archibald komt tot het resultaat, dat de bovenzijde der reflecteerende luchtlaag zich in Augustus 1883 niet minder dan 36 K.M. boven de aarde bevond, terwijl de onderkant nog 31 K.M. hoog was. Men herhaalde deze berekeningen over de volgende maanden. De reflecteerende luchtlaag daalde langzamerhand. In Januari 1884 strekte zij zich uit van 19 tot 17 K.M. boven de aarde.

Langzamerhand zullen intusschen de grootere en zwaardere deeltjes, door de werking der zwaartekracht, naar beneden vallen. Het terugkaatsend vermogen, dat vooral door de grootere deeltjes wordt uitgeoefend, zal dus allengs afnemen. Vandaar, dat de duur en de helderheid van het secundaire lichtschijnsel langzamerhand vermindert. In April 1884 bereikte het secundaire licht een minimum. De zwaardere deeltjes waren toen reeds op aarde gevallen. Te gelijk werd een maximum waargenomen van een ander optisch verschijnsel: de gekleurde ring of corona om zon en maan. Men zou dit kunnen verklaren door aan te nemen, dat het grootste gedeelte van de fijnste stof, op ongeveer dezelfde hoogte als vroeger, nog in de atmosfeer aanwezig was; daar zij meer homogeen zou zijn geworden dan vroeger door het uitvallen der zwaardere deeltjes, zou zij nu eene maximum-diffractie kunnen uitoefenen.

In April 1884 bereikten de schemeringsschijnsels een minimum. In de laatste maanden van 1884 en 1885 ontwikkelden zij weder een deel van hunnen vroegeren luister, hoewel er toch eene blijvende daling in tijd en intensiteit is waar te nemen. Deze kleine opflikkering zou toe te schrijven zijn aan dezelfde metereologische invloeden, die maken, dat ook de gewone schemering in de laatste maanden des jaars die in alle andere maanden overtreft.

In 1886 wordt de schemering weder geheel normaal. De stof, die in vorige jaren in de atmosfeer aanwezig was, is geheel verdwenen.

De andere optische verschijnselen: de bloedroode, blauwe, groene en loodkleurige zon en maan, en de droge mist, kwamen het sterkst in 1883 tijdens de uitbarsting voor, terwijl zij langzamerhand verminderden. Deze verschijnselen moeten in alle geval worden toegeschreven aan vaste deeltjes in de atmosfeer, en ook de heer Verbeek schreef ze bij hun eerste optreden toe aan stof, afkomstig van de uitbarsting. Ik wil echter hier de aandacht hoofdzakelijk vestigen op de schemeringsverschijnselen. Voor wij partij kiezen voor de slotsom der commissie tegen den heer Verbeek, voor wij al de optische verschijnselen gedurende twee en een half jaar mogen toeschrijven aan Krakatau-stof, dient onder anderen eerst te worden aangetoond:

1° dat de hoeveelheid en de hoogte van de uitgeworpen stof voldoende was, en dat die stof 2 à 3 jaar noodig heeft gehad om op de aarde te vallen.

2°. dat geene andere veronderstelling omtrent den oorsprong der verschijnselen waarschijnlijk is.

Daar nu de argumenten der Royal Society, ter verdediging van deze stellingen geopperd, geheel afwijken van de beschouwingen van den heer Verbeek, zal eene nadere toelichting zeker van belang zijn. Ik waag het hieraan het tweede gedeelte van dit hoofdstuk te wijden, al vrees ik dan ook dat sommige lezers zullen instemmen met de klacht, welke op bladzijde 143 uitgesproken is, en dat zij, met het Metereologisch Instituut, zullen uitroepen: Verlos ons van Krakatau!