2007-01 MIRA Ceti sprak met... Jan Hertogen

Enkele maanden geleden kregen we op MIRA een persoon op bezoek die meende tijdens een vakantie in het zuiden van Marokko in het bezit te zijn gekomen van twee meteorieten. Vragen in verband met meteorieten komen vaak bij ons terecht, en doorgaans volstaat een oppervlakkige inspectie van het meegebrachte specimen om met zekerheid te kunnen stellen dat het niet om een meteoriet gaat. Maar dit keer rees er voldoende twijfel bij één van de twee objecten om er een echte professionele meteorietonderzoeker bij te halen. En in zo’n geval kan je nergens beter terecht dan bij Jan Hertogen, hoogleraar aan de KU Leuven, de man die een tiental jaar geleden onze MIRA Nakhla-meteoriet als een authentiek stukje Mars identificeerde. Ook nu was professor Hertogen meteen bereid om de kandidaat-meteoriet aan een nader onderzoek te onderwerpen, en er zijn inderdaad serieuze aanwijzingen dat het om een echte meteoriet zou gaan. Grondig onderzoek op een klein fragment van het object zal daarover zekerheid kunnen geven. 

 

Professor, uit een voorgaand gesprek meen ik te hebben onthouden dat uw belangstelling voor meteorieten eigenlijk ontstaan is in de VS?

 

Dat klopt. Aan de universiteit van Gent heb ik gedoctoreerd in de scheikunde met het ontwikkelen van een methode om geologisch materiaal te analyseren via nucleaire chemische technieken. Nadien ben ik als postdoc voor twee jaar naar de Verenigde Staten van Amerika geweest. Aan het befaamde Enrico Fermi-instituut in Chicago heb ik van 1975 tot 1977 meegewerkt aan een grootschalig onderzoek van maangesteenten die door de Apollo-astronauten naar de Aarde waren meegebracht.

Onze topic in dat hele onderzoek was het herkennen van meteorietklassen in de impactgesteenten die op de Maan de grote kraters geslagen hadden. Bij zo goed als al het materiaal dat wij toen onderzochten ging het om monsters van de hooglanden op de Maan die op de randen van die grote kraters lagen, en we constateerden steeds contaminatie door impactmateriaal. De verhouding van metalen zoals osmium, iridium en goud die we detecteerden bepaalde dan de klasse waartoe het impactgesteente behoorde, en vanuit die optiek was vergelijkend meteorietenonderzoek voor ons heel belangrijk. Om te kunnen vergelijken met impactgesteenten op Aarde, zijn we ook bij kraters zoals Rochechouart in Frankrijk, Mistastin in Canada en Ries in Duitsland op zoek gegaan naar meteorietmateriaal.

Na mijn periode in de VS heb ik me als postdoc in Gent nog enkele jaren bezig gehouden met het onderzoek van meteorieten, nadien heb ik een aanbod gekregen van de KU Leuven. Daar ben ik door een samenloop van omstandigheden terechtgekomen in een onderzoeksgebied dat zich voornamelijk concentreert op vulkanische gesteenten.

Professioneel gesproken houd ik me dus niet veel meer bezig met meteorieten, maar ik beschouw het meer als een belangrijke liefhebberij, en ik volg als lid van de Meteoritical Society ook van vrij dichtbij wat er omgaat in de wereld van het meteorietonderzoek.

 

Waarom gebeurt er eigenlijk niet meer meteorietonderzoek aan de universiteiten?

 

Een universiteit draagt een hele verantwoordelijkheid want zij stelt zich tot doel om jonge mensen op te leiden en voor te bereiden op een actief leven in een kennismaatschappij die hoe dan ook geleid wordt door een aantal economische imperatieven. Vanuit die optiek bekeken biedt het onderzoek op meteorieten onze studenten en doctorandi weinig tewerkstellingsperspectieven. Daarom is het dus niet meteen een domein waarin veel studiewerk verricht wordt in een klein land zoals het onze. In landen zoals de VS, Duitsland, Frankrijk of Engeland heeft men altijd wel enkele grote onderzoeksinstituten of musea met indrukwekkende meteorietencollecties waar een aantal gemotiveerde en deskundige mensen op grote schaal meteorietonderzoek kunnen verrichten.

Ons land beschikt momenteel niet over zo’n grootse meteorietencollectie. Om te beginnen is België erg klein en bijgevolg zijn er nog niet veel meteorieten op het oppervlak van ons land terechtgekomen. De verzameling van het KBIN, het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen, telt momenteel ruim honderd meteorieten van verschillende soort en herkomst, en daarvan zijn er slechts drie Belgische.

Onlangs heeft het KBIN een koopje gedaan toen een stuk meteoriet van bijna een halve ton werd aangekocht voor relatief weinig geld. Het betreft een stuk van de meteoriet van Mont Dieu, en dat is meteen ook de tweede grootste meteoriet die ooit in Europa werd gevonden. De aankoop van dit pronkstuk lijkt me een ideale gelegenheid om een aantal onderzoekers aan het werk te zetten. Universiteiten hebben doorgaans andere prioriteiten, maar in mijn ogen is er op dit vlak een mooie taak weggelegd voor nationale instituten zoals het KBIN. Zij beschikken over een vaste staf onderzoekers die zich prioritair met wetenschappelijk werk kunnen bezighouden. Daarnaast zijn de verdere uitbouw van de collectie via het aankopen en ruilen van specimens, maar ook het tentoonstellen ervan aan het publiek hoofddoelstellingen van dergelijke instituten. We hoeven in Brussel niet te concurreren met het British Museum in Londen of het Parijse Musée de l’Histoire Naturelle, maar enige ambitie mag natuurlijk wel.

 

Hoe staan professionele onderzoekers t.o.v. amateurs die zich met meteorieten bezig houden?

 

Over het algemeen staan die erg positief tegenover mekaar. Zo vind je in de Meteoritical Society zowel mensen uit de professionele als uit de amateurwereld. En voor het opsporen van meteorieten zijn amateurs ontzettend belangrijk. Begin april 2002 viel er in Duitsland een meteoriet die vele toevallige getuigen als een heldere vuurbal hadden zien overvliegen. Na intensieve zoekcampagnes werd er pas op 14 juli een eerste fragment teruggevonden op enkele kilometer van het beroemde slot Neuschwanstein in Beieren. Als amateurs dit zoekwerk niet op zich hadden genomen, was deze Neuschwanstein-meteoriet wellicht nooit teruggevonden.

 

Maar schuilt er geen gevaar in al die amateurcollecties? Op die manier is er immers minder materiaal beschikbaar voor wetenschappelijk onderzoek?

 

Dat gevaar bestaat, maar geldt ook voor de museumcurator die natuurlijk probeert om zijn collectie zo intact mogelijk te houden, terwijl de onderzoeker probeert om van zeldzame en bijzondere exemplaren een representatief monster te krijgen zonder dat te moeten aankopen. Dat kan al wel eens tot conflicten leiden omdat het veelal gaat om een beperkt aantal meteorieten die veel gevraagd worden voor wetenschappelijk onderzoek. Vaak zijn het dan nog kleine meteorietstukjes ook, zodat er wel degelijk heel nauwgezet moet mee omgesprongen worden.

Het enige conflict dat dreigt is wanneer commerciële geesten al te zeer uitzijn op geldelijk gewin. Dan gebeurt het soms dat bepaalde stukken uit het onderzoekscircuit worden genomen omdat ze te veel kosten. Ook durft men al wel eens stukjes meteoriet verzagen tot nog kleinere fragmentjes zodat die als collectors items kunnen verkocht worden. Maar bij dat zagen gaat natuurlijk veel materiaal verloren.

Een ander gevaar is dat kleine fragmentjes in privé-handen simpelweg verloren gaan omdat men vaak niet weet waarmee men te maken heeft. Wanneer de doorsnee mens bij het opruimen van een zolder of bij een erfenis te maken krijgt met kleine stukjes meteoriet weet hij of zij meestal niet dat het om waardevolle dingen kan gaan. En zo zullen er al wel vaker meteorieten bij het huisvuil beland zijn.

 

Waarom zijn meteorieten belangrijk voor het wetenschappelijk onderzoek?

 

Toen in 1969 de Allende-meteoriet neerviel in Mexico, kregen wetenschappers materiaal in handen dat het hele denken over het ontstaan van de Aarde op een toch wel fundamentele manier gewijzigd heeft. Meteorieten bevatten immers informatie over wat er allemaal gebeurde tussen 4,8 en 4,5 miljard jaar geleden tijdens de ontstaansperiode van het zonnestelsel en welke de ingrediënten waren waaruit de Zon en de planeten zijn ontstaan.

In die Allende-meteoriet vindt men b.v. insluitsels waarbij de samenstelling van de magnesiumisotopen wijst op de aanwezigheid van radioactieve kernen Aluminium-26 in het vroege zonnestelsel. Aluminium-26 heeft een halveringstijd van slechts 720.000 jaar en vervalt tot stabiele Magnesium-26 atomen. De aanwezigheid van het kortlevende – in een kosmisch kader alleszins – Aluminium-26 is een mogelijke aanduiding dat er een instroom was van ‘vers’ weggeblazen supernovamateriaal in de gas- en stofwolk waaruit de Zon en de planeten zijn ontstaan. De supernova functioneert daarbij als een soort trigger om dit hele proces op gang te brengen.

Dankzij meteorieten hebben we ook een goed idee over welk materiaal er in het embryonale zonnestelsel aanwezig was. Als we onze Aarde bekijken, dan hebben we te maken met een planeet die helemaal gesmolten is geweest, waardoor de zwaardere minerale bestanddelen naar de kern zonken en de lichtere bestanddelen de buitenste lagen gingen vormen. De aardkorst die wij kunnen bestuderen is dus niet representatief voor de hele planeet. Meteorieten bestaan uit oermateriaal waaruit het zonnestelsel is ontstaan en zijn niet in hun samenstelling veranderd door smeltingsprocessen. Bijgevolg bieden zij een referentiekader dat uitermate geschikt is om te begrijpen welke geologische en geochemische processen een rol speelden in de ontwikkeling van de Aarde.

 

Men is er nog niet zo lang van overtuigd dat meteorieten ook afkomstig kunnen zijn van de Maan of van Mars?

 

Er is een grote evolutie gebeurd in het meteorietonderzoek sinds men in de tweede helft van de jaren 1970 naar meteorieten is beginnen zoeken in het Zuidpoolgebied. Dat ongerepte stuk aardoppervlak kan als een soort collector beschouwd worden die een staalkaart biedt van hetgeen er als meteoriet de laatste tienduizend jaar is gevallen. Heel veel materiaal dat elders neerkwam is verloren gegaan, simpelweg omdat men niet eens wist dat meteorieten bestonden. Die antarctische vondsten zorgden er niet alleen voor dat het aantal meteorieten bijna verdrievoudigde, maar ook dat minder frequente soorten deel gingen uitmaken van de meteorietencollectie.

Lange tijd heeft men inderdaad gedacht dat meteorieten enkel maar afkomstig waren uit de asteroïdengordel – tot in de jaren 1980 was dat haast een dogma, met uitzondering misschien van enkele koolstofhoudende chondrieten die als stukjes van kometen werden beschouwd, maar die waarschijnlijk ook in de asteroïdengordel waren terechtgekomen. Toen men tussen het antarctisch materiaal een aantal meteorieten terugvond met een samenstelling die helemaal overeenkwam met die van het Maanoppervlak, kon men echter niet anders dan concluderen dat meteorieten ook afkomstig konden zijn van de Maan en ook van de planeet Mars. Voordien werd het onwaarschijnlijk geacht dat meteorieten van daar afkomstig konden zijn. Men was er immers van overtuigd dat de inslagen die verantwoordelijk werden geacht voor het wegketsen van dergelijke brokstukken, gepaard gingen met zoveel energie dat de brokstukken daarbij zelf zouden gesmolten zijn.

 

Kan een Marsmeteoriet ons essentiële dingen leren over de planeet Mars?

 

Als je er wetenschappelijke literatuur uit de jaren 1970 op naleest, zal de hele teneur zijn dat Mars een geologisch dode planeet is. We definiëren een dode planeet in die context als een planeet waarvan de temperatuur zodanig is afgekoeld dat er zich geen vulkanische activiteit meer voordoet, waardoor de drijfveer voor andere processen zoals breukbewegingen en gebergtevorming is weggevallen. Tegenwoordig echter houdt een aanzienlijk deel van de planeetwetenschappers er een andere mening op na, en dat is ten dele ook een gevolg van meteorietonderzoek. Marsmeteorieten bleken immers opvallend jong te zijn, hetgeen impliceert dat er op Mars in een geologisch recent verleden – zeg maar de afgelopen honderd miljoen jaar – processen hebben plaatsgevonden die wel wijzen op geologische activiteit.

 

U hebt destijds ook onderzoek verricht op het stukje Nakhla, de Marsmeteoriet waarvan onze volkssterrenwacht de trotse bezitter is. Was het een moeilijke klus om dit steentje als dusdanig te identificeren?

 

Ik was vrij zeker dat het steentje een stuk Nakhla was omdat de mineralogie ervan precies overeenkwam met wat het moest zijn. Om honderd procent zeker te zijn ben ik ermee naar het British Museum gegaan. Daar hebben ze in hun collectie een groter stuk Nakhla. We hebben toen heel precies kunnen vergelijken en na nog enig niet-destructief onderzoek waren we absoluut zeker.  

 

Wat zijn de kenmerken waar u in eerste instantie op let om na te gaan of een object al dan niet een meteoriet is?

 

Ik word geregeld gecontacteerd door mensen die denken een meteoriet gevonden te hebben, maar ik moet hen helaas bijna altijd teleurstellen. Men vindt ergens te velde een soort zware steen of een eigenaardig stuk gesmolten metaal en dan denkt men meteen aan een meteoriet, terwijl het doorgaans om een ordinaire metaalslak blijkt te gaan die b.v. van een ertstrein kan gevallen zijn of een stuk mineraal. Soms zijn er ook personen die met stelligheid beweren dat ze de vermeende meteoriet uit de lucht hebben zien vallen. Ik wil hun getuigenis niet in twijfel trekken, maar zelfs in zo’n geval kan het gaan om een gewone steen die door de wielen van een voorbijrijdende vrachtwagen tientallen meters omhoog werd gekatapulteerd. De meest voor de hand liggende verklaring blijkt veelal de juiste verklaring te zijn, en aangezien het waarschijnlijker is dat een object uit onze omgeving niet van buitenaardse origine is, moeten we er bijna automatisch van uitgaan dat het geen meteoriet betreft.

Maar iedereen mag langskomen met kandidaat-meteorieten, ik zeg nooit neen. Ook al is de kans heel klein dat het om een echte meteoriet gaat, toch wil ik het object zien, je weet immers maar nooit.

Wanneer er bij het object een fusiekorst aanwezig is, dan hebben we natuurlijk een belangrijke aanwijzing dat we met een echte meteoriet te maken hebben. Dergelijke smeltkorsten zijn vooral karakteristiek voor steenmeteorieten. Bij ijzermeteorieten is de smeltkorst zo dun, dat ze niet alsdusdanig herkend wordt. Dat heeft te maken met het feit dat gesmolten ijzer minder visceus is dan gesmolten silicaten en dus gemakkelijker weggeblazen wordt tijdens de razendsnelle tocht door de aardatmosfeer.

Een ander belangrijk kenmerk bij veel meteorieten is het voorkomen van chondrules. Steenmeteorieten worden onderverdeeld in twee groepen, chondrieten en achondrieten. Bijna negentig procent van alle meteorieten zijn chondrieten, en die ontlenen hun naam aan chondrules. Dat zijn glasachtige ronde insluitsels ter grootte van een millimeter of daaromtrent die eigenlijk gestold oermateriaal zijn waaruit ons zonnestelsel is ontstaan. Nu is het wel zo dat niet in elke chondriet chondrules te vinden zijn. Bij gemetamorfoseerde chondrieten die afkomstig zijn vanuit het binnenste van een protoplaneet of asteroïde zijn die chondrules door herkristallisatie verdwenen. Door middel van sporenanalyse kan men vaststellen dat een aantal elementen zoals goud, osmium, platina en iridium die in aardse gesteenten alleen in zeer lage concentraties voorkomen bij dergelijke meteorieten in veel hogere concentraties aanwezig zijn.

Als er toch een fusiekorst is maar geen chondrules, dan zouden we te maken kunnen hebben met een achondriet. In dat geval is de steenmeteoriet moeilijker te onderscheiden van aards gesteente, maar een isotopische analyse van zuurstof zou een ultiem middel kunnen zijn om daarover uitsluitsel te krijgen.

Zoals je merkt valt dus niet altijd in een handomdraai te bepalen of we met een echte meteoriet te maken hebben of niet.

 

Alvast bedankt, professor, voor dit boeiende gesprek.