Minerva-Prijs 2002 voor dr. Suzanne Hulscher
De Minerva-Prijs 2002 van de Stichting FOM voor de beste wetenschappelijke publicatie van een vrouw over een natuurkundig onderwerp in de afgelopen twee jaar is toegekend aan dr. Suzanne Hulscher. Haar publicatie werd door de jury unaniem gekozen uit 20 inzendingen. De uitreiking van de prijs vindt plaats op een nog te bepalen datum later dit voorjaar.
Het doel van de tweejaarlijkse Minerva-Prijs is vrouwelijke onderzoekers in de natuurkunde meer zichtbaarheid te geven. De prijs maakt deel uit van het FOm/v-Stimuleringsprogramma dat in 1998 door FOM is ingesteld om meer vrouwelijke natuurkundigen te behouden voor de Nederlandse fysica. Het programma biedt vrouwelijke onderzoekers onder andere extra mogelijkheden voor financiering van onderzoeksvoorstellen en tijdelijke wetenschappelijke posities, en van reizen, congresbezoek en uitnodigen van vrouwelijke gastonderzoekers. De prijs zelf heeft als specifiek doel excellente vrouwelijke fysici voor het voetlicht te brengen en een impuls te geven aan de carrière van de prijswinnares. Aan de Minerva-Prijs is een geldbedrag van 5000 euro verbonden, door de winnares vrij te besteden.
Hulscher (35) krijgt de prijs voor een artikel waarin voorspellingen over en waarnemingen aan zandgolven en zandbanken in de Noordzee worden vergeleken. Het artikel, met haar als belangrijkste auteur, verscheen in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Journal of Geophysical Research. Zandbanken en zandgolven komen veel voor op de bodem van ondiepe zeeën. Ze verplaatsen en vervormen zich voortdurend en dat kan praktische gevolgen hebben als het blokkeren van vaargeulen of het beschadigen van onderzeese kabels en leidingen. Zandbanken kunnen anderzijds ook kusten beschermen tegen de effecten van zware stormen. Waarom en wanneer zandbanken en zandgolven ontstaan is nog slecht begrepen, laat staan te voorspellen. Daar brengt het onderzoek van Hulscher verbetering in.
Zij studeerde in 1991 in Utrecht af in de theoretische natuurkunde en is momenteel als universitair hoofddocent mariene dynamica verbonden aan de afdeling Civiele Techniek, onderdeel van de faculteit Construerende Technische Wetenschappen van de Universiteit Twente. Het onderzoek is ook ingebed in het Twente Institute of Mechanics en het Nederlands Centrum voor Kustonderzoek. Verder werkt Hulscher samen met onderzoekers in binnen- en buitenland uit diverse vakgebieden en met beheerders van kust- en zeegebieden.
De titel van het bekroonde artikel luidt: 'Comparison between predicted and observed sand waves and sand banks in the North Sea', auteurs Suzanne J.M.H. Hulscher en G. Matthijs van den Brink, verschenen in Journal of Geophysical Research, vol. 106, no. C5, pp. 9327-9338, 15 mei 2001.
Achtergrondinformatie over onderzoek dr. Suzanne Hulscher
Zandgolven, een uitgestrekt bodempatroon van ribbels en geulen die zich met regelmaat om de circa 500 meter herhalen en hoogtes bereiken tot 20% van de plaatselijke waterdiepte, zijn voortdurend in beweging (ze verplaatsen zich pakweg 10 meter per jaar) en bedekken grote delen van de bodem van ondiepe zeeën. Daardoor kunnen ze - in de Noordzee bijvoorbeeld - in vaargeulen als de Eurogeul de scheepvaart naar Europoort hinderen. Onderzeese kabels en leidingen - voor communicatie en olie en gas bijvoorbeeld - moeten wegens die zandgolven ín de zeebodem gelegd worden, om te voorkomen dat ze worden bedolven of ondergraven. Zandbanken zijn pakweg tien keer langer dan zandgolven, bereiken hoogtes tot 75% van de waterdiepte en bewegen trager dan zandgolven. Voor een kust bieden ze bescherming tegen zware stormen. Kennis over zandgolven en zandbanken en hun gedrag is dus ook van groot praktisch nut. Hoewel geologen en fysisch-geografen deze fenomenen al lange tijd onderzoeken, wordt nog steeds slecht begrepen waarom ze optreden, laat staan dat hun gedrag kan worden voorspeld.
Optreden van zandgolven en zandbanken te voorspellen
Hulscher had in 1996 met een model aangetoond dat zulke bodemvormen kunnen ontstaan als vrije instabiliteiten door de wederzijdse wisselwerking tussen getijdebeweging en erodeerbare zeebodem, afhankelijk van de fysische situatie ter plekke. Vrije instabiliteit of zelforganisatie wil zeggen dat het patroon van zandgolven of zandbanken zich vormt zonder dat dit a priori wordt opgelegd, bijvoorbeeld door eenzelfde patroon in de plaatselijke waterbewegingen. Samen met afstudeerder Matthijs van den Brink heeft Hulscher als eerste een methode ontwikkeld om het optreden van deze bodemvormen aan de werkelijkheid te koppelen. Ze hebben de oorspronkelijke parameters via een model vertaald in vier variabelen: de waterdiepte, de stroomsnelheid van de getijdebeweging, de hoogte boven de zeebodem waar de stroomsnelheid nul is en de variatie in de viscositeit (een maat voor de variatie van de snelheid in verticale richting). Ze hebben met dit model de plaatsen voor het ontstaan van golven en banken berekend. Daarna hebben ze hun voorspellingen vergeleken met de plaatsen waar deze bodemvormen daadwerkelijk voorkomen in de Noordzee. Voor grote delen van de Noordzee blijken hun voorspellingen goed uit te komen. Dit betekent dat deze twee bodemvormen inderdaad het gevolg zijn van de vrije instabiliteiten in het gekoppelde systeem zeebodem en de heersende getijdestromingen. De onderzoekers voorspelden de aanwezigheid van zandgolven vervolgens in meer detail, en het bleek dat het gebied in de zuidelijke Noordzee waar zandgolven voorkomen, zeer goed overeenkomt met de voorspellingen van het model. Binnen het gebied ontbreken de zandgolven wanneer er geen zand op de bodem ligt. Dat is niet zo vreemd natuurlijk gezien de naam: zandgolven.
Nu het gedrag van zandgolven en zandbanken nog
Wat nog niet voorspeld kan worden, is de lange termijn dynamica (de 'beweging') van zandgolven en zandbanken. Daar wordt nu hard aan gewerkt met modellen, analyse van herhaalde bodemmetingen en een combinatie van beide. Daarnaast is het een grote uitdaging met dit model uitspraken te doen over toekomstige ingrepen in zee. Hoe zal bijvoorbeeld grootschalige zandwinning, de aanleg van een eiland in zee of windmolenparken de ligging van zandgolven en zandbanken veranderen?