John Delaney: De bedrading van een interactieve oceaan

Ik moet even iets projecteren op het scherm van jullie verbeelding. We zijn in de 17e eeuw in Japan, aan de westkust, en een kleine, verschrompelde monnik haast zich rond middernacht naar de top van een kleine heuvel. Hij komt kletsnat op de kleine heuvel aan. Hij staat daar en kijkt naar het eiland Sado. Hij laat zijn blik over de oceaan gaan en kijkt naar de hemel. Dan zegt hij tegen zichzelf, heel rustig, "Een woedende zee! Tot aan het eiland Sado strekt zich de Melkweg" Basho was een briljant man. Hij zei meer met minder dan enig mens van wie ik ooit iets heb gelezen of met wie ik ooit sprak. Basho vatte in 17 naast elkaar geplaatste lettergrepen een woelige oceaan gedreven door een nu voorbije storm, en gaf de bijna onmogelijke schoonheid van ons eigen sterrenstelsel met zijn miljoenen sterren weer. Waarschijnlijk honderden en honderden sterren - wie weet hoeveel - planeten, misschien zelfs een oceaan die we waarschijnlijk ooit Sylvia zullen noemen. Toen zijn dood naderde, bleven zijn leerlingen en navolgers hem vragen: "Wat is het geheim? Hoe kun je zo gemakkelijk zo'n mooie haikugedichten maken?" Tegen het einde zei hij: "Als je de pijnboom wil kennen, ga dan naar de pijnboom." Dat was het.

(Gelach)

Sylvia heeft gezegd dat we elke capaciteit die we hebben, moeten gebruiken om de oceanen te leren kennen. Als we de oceanen willen kennen, moeten we naar de oceanen gaan. Waar ik het vandaag met jullie wat over wil hebben, zal de relatie, of het samenspel, tussen mensen en oceanen echt gaan transformeren met een nieuwe mogelijkheid die helemaal nog geen routine is. Maar ik hoop dat ze dat zal worden. Er zijn een paar belangrijke punten. Een ervan is dat de oceanen een centrale plaats innemen in de kwaliteit van het leven op aarde. Een ander is dat er stoutmoedige, nieuwe manieren bestaan voor het bestuderen van de oceanen, waar we nog geen goed gebruik van maken. Het laatste is dat deze gedurfde, nieuwe manieren die we als gemeenschap onderzoeken, de manier zullen veranderen waarop we kijken naar onze planeet, onze oceanen. En uiteindelijk hoe we waarschijnlijk de hele planeet zullen beheren, voor wat het waard is. Wanneer wetenschappers aan iets beginnen, bepalen ze eerst het systeem. Zij bepalen wat het systeem is. Het systeem is niet Chesapeake Bay. Het is niet de Caro Arc. Het is zelfs niet de gehele Stille Oceaan. Het is de hele planeet, de hele planeet, continenten en oceanen samen. Dat is het systeem.

De hele uitdaging bestaat in het optimaliseren van de voordelen en het beperken van de risico's van het leven op een planeet die door slechts twee processen wordt aangedreven, twee energiebronnen. Een is zonne-energie: die drijft de wind, de golven, de wolken, de stormen en de fotosynthese. De tweede is de interne energie. Deze twee zijn bijna continu met elkaar in oorlog. Bergketens, platentektoniek, bewegen de continenten rond, vormen ertsafzettingen. Vulkanen barsten uit. Dat is de planeet waarop wij leven. Het is enorm complex.

Nu verwacht ik niet dat ieder van jullie hier alle details van gaat zien, maar wat ik wil dat je ziet, is dat dit ongeveer 10 procent is van de processen die binnen de oceanen vrijwel continu aan de gang zijn. En dat voor de laatste 4 miljard jaar. Dit is een systeem dat al heel erg lang bezig is. Dat is allemaal samen geëvolueerd. Wat bedoel ik daarmee? Ze interageren voortdurend met elkaar. Allemaal interageren ze met elkaar. Dus de complexiteit van het systeem dat we bekijken, het ene aangedreven door de zon - bovenste gedeelte, meestal - en het onderste gedeelte is deels het gevolg van de inbreng van warmte van beneden en van andere processen. Dit is heel, heel belangrijk want dit is het systeem, dit is de smeltkroes, waaruit het leven op de planeet is ontstaan. Het is hoog tijd dat we dat gaan begrijpen. We moeten het begrijpen. Dat is een van de thema's waaraan Sylvia ons herinnert: begrijp deze oceaan van ons, dit basaal levensonderhoudsysteem, het dominante levensonderhoudsysteem van de planeet.

Kijk naar deze complexiteit. Dit is slechts één variabele. Als je de complexiteit kunt zien, kan je zien hoe kleine, kleine draaikolken en grote draaikolken en de beweging - dit is alleen maar de zeewatertemperatuur, maar het is enorm ingewikkeld. Ga een laag dieper en de andere twee- of driehonderd processen zijn allemaal in interactie, deels als functie van de temperatuur, deels als functie van alle andere factoren, en je hebt een heel ingewikkeld systeem. Onze uitdaging bestaat in het begrijpen van het systeem en de erin optredende fenomenen. En het is dringend. Een deel van de urgentie komt voort uit het feit dat een miljard mensen op de planeet op dit moment ondervoed zijn of verhongeren. Een ander deel gaat om Cody - hier aanwezig - 16 jaar oud - en ik heb toestemming om dit nummer door te geven. Als hij, 40 jaar na vandaag, zo oud als Nancy Brown zal zijn, zullen er nog twee en een half miljard mensen op de planeet zijn bijgekomen. We kunnen niet alle problemen oplossen door alleen maar naar de oceanen te kijken. Maar als we het fundamentele levensonderhoudsysteem van de planeet niet veel grondiger gaan begrijpen dan we nu doen, dan zullen de problemen waarmee we zullen worden geconfronteerd, en waarmee Cody zal worden geconfronteerd, en zelfs Nancy, die 98 gaat worden, echt zwaar zijn om te verhapstukken.

Oké, laten we het belang van de oceanen vanuit een andere hoek bekijken. Kijk eens naar dit schema, dat het warme water in het rood en het koele water in het blauw toont. Het heldergroen op de continenten stelt de groei van de vegetatie voor, en het olijfgroen het afsterven van de vegetatie. In de linker bovenhoek zie je een tikkende klok van 1982 tot 1998 en dan weer opnieuw. Wat je ziet, is dat de ritmes van de groei van vegetatie - een subset daarvan is het voedsel op de continenten - rechtstreeks verbonden is met de ritmes van de temperaturen van het zeeoppervlak. De oceanen controleren dat of beïnvloeden dat op zijn minst in aanzienlijk mate. Ze correleren met de groeipatronen, de droogtepatronen en de regenpatronen op de continenten. Mensen in Kansas, op een tarweveld in Kansas, moeten dus ook begrijpen dat de oceanen voor hen van belang zijn. Een andere complexiteit: dit is de leeftijd van de oceanen. Ik ga deze laag bovenop de tektonische platen leggen. De leeftijd van de oceaan, tektonische platen, geven aanleiding tot een totaal nieuw fenomeen waarover we in deze conferentie hebben gehoord.

Hier een zeer-hoge-definitievideo die we in real time hebben opgenomen. Seconden nadat de video was opgenomen, kon hij door mensen in Beijing, in Sydney, in Amsterdam, in Washington D.C. worden bekeken. Nu heb je al gehoord van hydrothermale bronnen, maar de andere ontdekking is dat diep onder de zeebodem, er enorm reservoir is van microbiële activiteit dat we nog maar net hebben ontdekt, en dat we op bijna geen enkele manier kunnen bestuderen. Sommige mensen hebben geschat dat de biomassa opgeslagen in deze microben die leven in de uitstroomgaten en de scheuren van de zeebodem en eronder, het totale bedrag aan levende biomassa aan het oppervlak van de planeet zouden evenaren. Dat is een verbazingwekkend inzicht. We hebben dat pas gevonden. Heel, heel spannend. Het zou het volgende regenwoud kunnen zijn in termen van farmaceutische producten. We weten er weinig of niets over.

Nou, Marcel Proust heeft dit prachtige gezegde: "De echte ontdekkingsreis bestaat niet zozeer in het op zoek gaan naar nieuw gebied, maar mogelijk in het hebben van een nieuw stel ogen." Nieuwe manieren om dingen te zien, een nieuwe mentaliteit. Velen van jullie herinneren zich nog wel de vroege stadia van de oceanografie, toen we gebruik moesten maken van wat er toen beschikbaar was. Het was niet gemakkelijk. Het was niet makkelijk in die tijd. Sommigen van jullie herinneren zich dat nog, weet ik zeker. Nu hebben we een volledig gamma aan instrumenten die echt heel krachtig zijn - schepen, satellieten, ligplaatsen. Maar ze voldoen niet helemaal. Ze geven ons niet alles wat we nodig hebben.

Het programma waarover ik het hier even wilde hebben, werd gefinancierd. Het gaat om autonome voertuigen zoals die daar dwars over de onderkant van dit beeld bewegen. Modelleren: aan de rechterkant is er een complex rekenmodel. Aan de linkerkant is er een nieuw type ligplaats dat ik je dadelijk zal laten zien. Op basis van een aantal punten zijn de oceanen complex, en ze zijn van centraal belang voor het leven op aarde. Ze zijn snel aan het veranderen, maar niet voorspelbaar. De modellen die we nodig hebben om de toekomst te kunnen voorspellen, hebben niet genoeg gegevens om ze te verfijnen. De rekenkracht is verbazingwekkend. Maar zonder data kunnen deze modellen nooit worden voorspeld. Dat is wat we echt nodig hebben. Om verschillende redenen zijn ze gevaarlijk, maar we vinden dat het OOI, het Ocean Observatory Initiative, dat de National Science Foundation is beginnen te financieren, het potentieel heeft om dingen echt te veranderen. Het doel van het programma is om een tijdperk van wetenschappelijke ontdekking te lanceren. We willen begrijpen wat er tussen en in de oceaanbekkens gebeurt door gebruik te maken van breed toegankelijke, interactieve telepresence. Het is een nieuwe wereld.

Wij zullen aanwezig zijn in heel het volume van de oceaan en naar believen in real time communiceren. Dit is wat het systeem inhoudt, een aantal sites in het zuidelijk halfrond, daar in die cirkels. In het noordelijk halfrond zijn er vier dergelijke sites. Ik zal niet veel zeggen over de meeste ervan. Maar die aan de westkust, daar in de rechthoek, wordt de Regional Scale Nodes genoemd. Vroeger Neptunus genoemd. Ik toon je wat erachter zit.

Vezelgeleiding, de volgende generatie van communiceren. Je kunt de koperen uiteinden op deze dingen zien. Je kunt vermogen zenden, maar de bandbreedte zit in die kleine, kleine draadjes kleiner in diameter dan het haar op je hoofd. Deze speciale reeks hier kan iets van de orde van drie tot vijf terabits per seconde verzenden. Dit is een fenomenale bandbreedte. Zo ziet de planeet eruit. We zitten ingeregen als in een glasvezelcorset, als je wilt. Zo ziet het eruit. De kabels gaan echt van continent tot continent. Het is een zeer krachtig systeem, en de meeste van onze communicatie verloopt hierdoor.

Dus dit is het systeem waar ik over praat voor de westkust - valt samen met de tektonische plaat, de 'Juan de Fuca'-plaat. Het gaat overvloedig vermogen leveren en een ongekende bandbreedte over dit hele volume - in de bovenliggende oceaan, op en onder de zeebodem. Bandbreedte en vermogen en een breed scala van processen die actief zullen zijn. Zo ziet een van de belangrijkste knooppunten eruit. Het is net als een sub-station met vermogen en bandbreedte die verspreid kunnen worden over een gebied ter grootte van Seattle. Het soort wetenschap dat kan worden beoefend, zal worden bepaald door een verscheidenheid aan wetenschappers die erbij betrokken willen worden en de instrumentatie op tafel kunnen leggen. Zij zullen ze aanbrengen en ze eraan koppelen. Het zal, in zekere zin, zijn alsof je tijd hebt op een telescoop, behalve dat je je eigen poort hebt. Klimaatverandering, verzuring van de oceaan, opgeloste zuurstof, koolstofcyclus, kustopwelling, dynamiek van de visserij - het volledige spectrum van aard- en oceaanwetenschap gelijktijdig in hetzelfde volume. Iedereen kan later eenvoudig toegang hebben tot de database en alle informatie opvragen over vroegere gebeurtenissen. Dit is slechts de eerste hiervan. We zetten dit op in samenwerking met onze Canadese collega's.

Nu wil ik je meenemen naar de caldera. Aan de linkerkant is er een grote vulkaan, Axial Seamount genaamd. We gaan afdalen in de Axial Seamount met behulp van animatie. Zo gaat dit systeem eruitzien als we worden gefinancierd om op dit punt te bouwen. Zeer krachtig. Dat is een lift die constant op en neer beweegt, maar ze kan worden gecontroleerd door de mensen aan wal die er verantwoordelijk voor zijn. Of ze kunnen de controle overlaten aan iemand in India of China die het voor een tijdje kan overnemen. Omdat het allemaal direct op het internet wordt aangesloten. Er zal een enorme stroom gegevens aan wal worden gebracht, allemaal beschikbaar voor iedereen die het wil gebruiken. Dit gaat veel krachtiger zijn dan één enkel schip dat op één locatie ligt en dat dan naar een nieuwe locatie gaat.

We vliegen over de calderavloer. Er zijn een aantal robotsystemen. Er zijn camera's die naar believen in- en uitgeschakeld kunnen worden als dat zo uitkomt voor je experimenten. De systemen daar beneden op de zeebodem bestaan uit - als je het kunt lezen - camera's, druksensoren, fluorometers, seismometers. Een volledig spectrum van instrumenten. Nu, die hoop daar ziet er eigenlijk zo uit. Dit is hoe het er eigenlijk uitziet. Dit is het soort activiteit dat we kunnen zien met een hoge-definitievideo, omdat de bandbreedte van deze kabels zo groot is dat we vijf tot tien stereo-HD-systemen continu zouden kunnen laten lopen en, opnieuw, geregisseerd door robottechnologie vanaf de wal. Heel, heel krachtig. Dit zijn de dingen waarvoor we vandaag gefinancierd worden.

Wat kunnen we morgen gaan doen? We staan op het punt om mee te surfen op de golf van technologische mogelijkheden. Er zijn nieuwe technologieën in heel het veld rond de oceanografie, die we zullen integreren in de oceanografie. Door die convergentie zullen we oceanografie nog magischer maken. Roboticasystemen zijn dezer dagen gewoon ongelooflijk, absoluut ongelooflijk. Wij zullen robotica van allerlei soort in de oceaan gaan toepassen. Nanotechnologie: dit is een kleine generator. Kleiner dan een postzegel, en hij kan stroom opwekken door gewoon aangesloten te zijn op je T-shirt als je beweegt. Terwijl je beweegt, genereert hij stroom. Er zijn veel dingen die continu kunnen worden gebruikt in de oceaan. Beeldvorming: velen van jullie weten heel wat meer over dit soort dingen dan ik. Stereobeeldvorming aan vier keer de definitie die we hebben in HD zal binnen vijf jaar routine worden.

Dit is de magie nummer één. Als gevolg van het menselijk-genoomprocédé, zijn we in staat evenementen die plaatsvinden in de oceaan - zoals een uitbarstende vulkaan, of iets van die aard - daadwerkelijk te bemonsteren. We pompen de vloeistof via een van deze systemen, we drukken op de knop en het wordt geanalyseerd op de genomische eigenschappen. Dat wordt dan weer onmiddellijk doorgegeven naar het land. Van de oceaan zullen we niet alleen de natuurkunde en de chemie kennen. Maar de basis van de voedselketen zal voor ons transparant zijn met gegevens op continue basis. Grid-computing: de kracht van grid-computers gaat hier pas tot zijn recht komen. We zullen binnenkort met behulp van grid-computing vrijwel alles doen, zoals aanpassen van de gegevens en alles dat samengaat met die data. Het vermogen zal van de oceaan zelf komen. De volgende generatie glasvezels wordt gewoon magisch. Het gaat veel verder dan wat we nu hebben. De aanwezigheid van vermogen en de bandbreedte in de omgeving zal al deze nieuwe technologieën op een voorheen ongekende wijze laten convergeren.

Dus binnen vijf tot zeven jaar, zie ik dat we in staat zullen zijn om volledig aanwezig te zijn in de hele oceaan. En dat allemaal aangesloten op het internet zodat wij veel, heel veel mensen kunnen bereiken. Als het vermogen en de bandbreedte in de oceaan aanwezig zullen zijn, zal dat de aanpassing drastisch versnellen. Hier is een voorbeeld. Wanneer aardbevingen plaatsvinden, komen grote hoeveelheden van deze nieuwe, nog nooit eerder geziene microben omhoog van de zeebodem. We hebben een nieuwe manier om dat aan te pakken. We zagen door de aardbevingsactiviteit hier dat de top van die vulkaan in uitbarsting is. Dus zetten we de troepen in. Wat zijn de troepen? De troepen zijn natuurlijk de autonome voertuigen. Ze vliegen de uitbarstende vulkaan in. Ze bemonsteren de vloeistoffen die van de zeebodem komen tijdens een uitbarsting. Daarin zitten de microben die nog nooit zijn waargenomen aan het oppervlak van de planeet. Ze werpen het uit naar de oppervlakte waar het blijft drijven. Daar wordt het opgehaald door een autonoom vliegtuig en teruggebracht naar het laboratorium binnen de 24 uur na de uitbarsting. Dat is goed te doen. Alle benodigde stukken zijn er.

Een laboratorium: velen van jullie hebben gehoord wat er gebeurde op 7 september. Enkele artsen uit New York verwijderden de galblaas van een vrouw in Frankrijk. We zouden verbluffend werk kunnen doen op de zeebodem. Het zou live op tv zijn te zien als er interessante dingen waren om te tonen. Zodat wij doorheen de hele oceaan een volledig nieuwe telepresence aan de wereld konden brengen. Dit - ik heb je de zeebodem getoond. Maar het echte doel is real-time interactie met de oceanen van overal op aarde. Het zal geweldig zijn.

Ik wil gewoon laten zien wat we kunnen brengen op scholen, en inderdaad, wat we in je zak kunnen steken. Velen van jullie denken daar nog niet aan, maar de oceaan zal je in je zak kunnen steken. Het zal niet lang meer duren. Het zal niet lang meer duren.

Laat ik stoppen met een paar woorden van nog een andere dichter, als het mag. In 1943, schreef T.S. Eliot de "Four Quartets". Hij won de Nobelprijs voor literatuur in 1948. In "Little Gidding" zegt hij - ik denk in naam van het menselijk ras, maar zeker ook voor de TED-conferentie en Sylvia - "Wij zullen niet ophouden met exploreren, en het einde van al onze ontdekkingen zal zijn dat we aankomen waar we zijn begonnen, de plek voor het eerst kennen, binnen te komen door de onbekende herinnerde poort waar het laatste onontdekte van de aarde het begin was. Aan de bron van de langste rivier vinden we de stem van een verborgen waterval, niet bekend want niet gezocht, maar gehoord, half gehoord in de stilte onder de golven van de zee."

Dank u.

(Applaus)