430.000 jaar geleden ontplofte een meteoor boven de Zuidpool

Resten van de ruimterots kunnen antwoord geven op de vraag hoe vaak dit soort kosmische bezoekers in onze atmosfeer exploderen en welke bedreiging ze voor de aarde vormen.

Gepubliceerd 2 apr. 2021 14:08 CEST
meteorite

In deze illustratie is de inslag van een ‘touchdown’-meteoriet boven de Zuidpool uitgebeeld.

Foto van Illustration by Mark A. Garlick, markgarlick.com

Lang, lang geleden schoot een asteroïde met de lengte van een voetbalveld door het zonnestelsel richting de aarde. De baan van het gevaarte was op een ijzige en niet-bevolkte regio van onze planeet gericht: de Zuidpool.

Dat gebeurde 430.000 jaar geleden, midden in het Pleistoceen. Elders op aarde begonnen de eerste neanderthalers zich over Europa te verspreiden, zwierven mammoeten door de onafzienbare graslandschappen van het noordelijk halfrond en werden de ijskappen op aarde gestaag dikker. 

De ruimterots boorde zich in de dichte atmosfeer van de aarde, werd op weg naar het Antarctisch Plateau door de wrijving uit elkaar getrokken en liet een vurig spoor van gloeiend puin achter zich. Niet ver boven de ijzige woestenij explodeerde de meteoor in de lucht, waarbij een straal van superverhit gas en verdampt kosmisch materiaal richting de aarde schoot.

Dit soort explosies in de atmosfeer kunnen enorm veel schade aanrichten, maar ze leiden niet tot inslagkraters in de aardkorst. En dat betekent dat het opsporen van hun vingerafdruk en het bepalen van de frequentie waarmee ze zich voordoen, een lastige taak is waarbij veel giswerk komt kijken.

Lees ook: Enorm brok ijs dreigt van Zuidpool af te breken

Wetenschappers die onderzoek doen naar kleine kosmische deeltjes die op de Zuidpool zijn gevonden, hebben nu resten van deze oeroude luchtexplosie ontdekt en aan de hand van chemische aanwijzingen in de meteorietdeeltjes kunnen achterhalen wat er honderdduizenden jaren geleden is gebeurd.

“We weten dat asteroïden gevaarlijk zijn, en uit recent onderzoek komt naar voren dat luchtexplosies een groter gevaar vormen dan grote asteroïden, omdat grote asteroïden zeer zeldzaam zijn,” zegt Matthias van Ginneken, planetoloog aan de University of Kent en hoofdauteur van de studie waarin deze prehistorische explosie wordt beschreven. Het onderzoek is verschenen in het tijdschrift Science Advances.

In 2013 ontplofte een asteroïde ter grootte van een huis boven de Russische stad Tsjeljabinsk, waarbij ontelbare ramen werden verbrijzeld en meer dan 1600 mensen gewond raakten. Als de Antarctische meteoriet (die veel groter was dan die boven Tsjeljabinsk) 430.000 jaar geleden boven een stad zou zijn geëxplodeerd, zou die stad van de aardbodem zijn geveegd. De explosieve kracht van die explosie was namelijk duizendmaal zo groot als die van de atoombom die boven Nagasaki tot ontploffing werd gebracht, en viermaal zo groot als die van de Toengoeska-luchtexplosie, die in 1908 door een meteoor werd veroorzaakt en waarbij een enorm stuk bos in de gelijknamige regio in Rusland omver werd geblazen.

Luchtexplosies zoals die boven Tsjeljabinsk – en nog een andere explosie boven de Beringzee in 2018 – doen zich vaak zeer onverwachts voor, omdat kleinere asteroïden zelfs met de beste telescopen op aarde zeer moeilijk zijn te spotten. “Maar nu hebben we een manier om sporen en resten van zulke explosies in het geologisch archief van de aarde te vinden en dat zou belangrijk kunnen zijn als we de geschiedenis van inslagen op onze planeet opnieuw gaan beoordelen,” zegt Van Ginneken.

Bevroren detectives

In februari 2018 reisde Van Ginneken naar de Zuidpool – voor hem een droomuitstapje – om daar op zoek te gaan naar kosmische broodkruimels. Als promovendus had hij eerder piepkleine korreltjes van andere onderzoekslocaties op de Zuidpool bestudeerd, maar het bevroren continent had hij nog nooit met eigen ogen gezien. Als lid van de expeditie Belgian Antarctic Meteorite (BELAM) arriveerde hij pas aan het einde van het veldseizoen op de Zuidpool en had nog maar twee weken de tijd om het witte landschap af te speuren op microscopische confetti uit de ruimte.

Lees ook: Recente meteoriet biedt inzicht in raadsels van het zonnestelsel

Het team onderzocht twee locaties, waarvan de ene – een hooggelegen, afgeplat stuk kale rots in het Sør Rondane-gebergte, aan de rand van het Antarctisch Plateau – een ware schatkamer was. De rotsformatie was ruim 800.000 jaar geleden afgesleten door gletsjers en op de vindplaats op de top ervan was het kosmisch puin perfect bewaard gebleven.

“Op de Zuidpool regent er vrijwel niets op de top van een berg neer; het is er wat dat betreft erg schoon, er zijn geen sporen van menselijke activiteiten en er groeien geen planten,” zegt Van Ginneken. “Dus al het materiaal uit de ruimte dat daar neerkomt, blijft gedurende zeer lange perioden bewaard.” 

Hij en zijn collega’s namen vijfenhalve kilo gesteente van de top van het rotsplateau mee naar het laboratorium. Uiteindelijk kozen ze voor nader onderzoek zeventien microsferulen uit, minuscule kraaltjes van gesmolten materiaal die bij meteorietinslagen of luchtexplosies worden gevormd. Van Ginneken zag meteen dat de zwarte kraaltjes van buitenaardse origine waren, maar ook dat er iets niet klopte: in plaats van enkelvoudige bolletjes, zoals de meeste microsferulen, zag hij talloze versmolten kraaltjes.

Een microscoopopname van deeltjes die zijn gevonden op de inslaglocatie, in het Sør Rondane-gebergte op de Zuidpool.

Foto van Image by Scott Peterson, micro-meteorites.com

Toen hij en zijn team de zuurstofsamenstelling van de sferulen analyseerden, bleken de korreltjes nog vreemder te zijn. Ze bevatten hoge concentraties van zuurstofisotopen die niet aansloten op die van bekende asteroïden. De verhouding tussen de isotopen wees erop dat de microsferulen in direct contact met het Zuidpoolijs waren gevormd, wat bij luchtexplosies ongebruikelijk is.

De sferulen deden sterk denken aan het buitenaardse stof dat Van Ginneken eerder had bestudeerd: korreltjes die zijn aangetroffen in ellenlange ijskernen. De ijskernen werden uitgeboord op het naburige Japanse onderzoeksstation bovenop de Fuji-ijskoepel en op het Frans-Italiaanse poolstation van de Concordia-ijskoepel, aan de andere kant van het continent. De korreltjes waren zo’n 430.000 jaar oud (een datering die de wetenschappers konden vaststellen aan de hand van de positie van de korreltjes in de ijskernen) en ze lagen bijna tweeënhalve kilometer onder het oppervlak.

Lees ook: Waarneming van tientallen ‘ongewenste sterren’

Vanwege de overeenkomsten tussen de monsters gingen de wetenschappers ervan uit dat alle korreltjes bij dezelfde gebeurtenis waren ontstaan. Gezien het gebrek aan kraters op de Zuidpool en het feit dat de microsferulen over het hele continent verspreid liggen, vermoedden ze dat zich in een ver verleden in de hemel boven Antarctica een mega-luchtexplosie à la Tsjeljabinsk heeft voorgedaan.

Chemische aanwijzingen

Om uit deze gegevens het verdere verhaal van de sferulen af te leiden, was geen eenvoudig taak, deels vanwege die vreemde verhouding tussen de zuurstofisotopen. Normaliter reageren microsferulen van gesmolten meteoriet die bij een luchtexplosie worden gevormd, niet met het aardoppervlak voordat ze zijn gestold en op aarde zijn gevallen. Dus maakte Natalja Artemjeva van het Planetary Science Institute gebruik van computersimulaties om uit te testen of er misschien sprake was geweest van een complexer type luchtexplosie.

“We wisten al dat zulke complexe explosies voorkomen, maar we hadden een iets groter inslaglichaam nodig om uit te komen op een straal van heet materiaal die naar de aardoppervlakte schoot, maar die ook weer niet zó krachtig was dat de asteroïde daar een krater zou vormen. Het zou perfect zijn als hij de aarde zou ‘kussen’, als het ware,” schreef Artemjeva in een e-mail. “Na enkele pogingen kwamen we uit op een scenario dat zou kunnen kloppen.”

In de simulatie van de inslag op de Zuidpool schiet het verdampt materiaal van de exploderende asteroïde richting de aarde. Daarbij wordt het aardoppervlak gebombardeerd met een golf van extreem hete gassen, als een interplanetaire tsunami. Dit type luchtexplosie houdt het midden tussen een explosie van het type-Tsjeljabinsk, waarbij er geen straalstroom naar de aarde ontstond, en een normale inslag, waarbij een krater ontstaat.

Het team noemt dit een ‘touchdown’-luchtexplosie, die sterk doet denken aan luchtexplosies die eerder door Mark Boslough, natuurkundige aan de University of New Mexico, in computersimulaties zijn gerecreëerd. Boslough vermoedt dat zo’n soort inslag ook de boosdoener is achter de mysterieuze, dertig miljoen jaar oude glaskraaltjes die in een groot gebied in de oostelijke Sahara zijn gevonden: gladde, gele bolletjes die aan zeeglas doen denken en die wetenschappers voor een raadsel plaatsen vanwege hun onverklaarbare aanwezigheid in het midden van de woestijn.

Volgens Boslough zijn de simulaties van het nieuwe onderzoek degelijk en zou het niet verrassend zijn als er boven de prehistorische Zuidpool inderdaad een ‘touchdown’-luchtexplosie heeft plaatsgevonden. Bij dit soort explosies kunnen kolossale krachten vrijkomen die alles wegvagen wat zich eronder op het aardoppervlak bevindt. En in de buurt van de aarde vliegen er heel wat ruimterotsen rond die de juiste maat voor zo’n explosie hebben: tussen de 90 en 150 meter doorsnede. Dus is het van vitaal belang om antwoord te krijgen op de vraag hoe vaak deze zware explosies in de aardatmosfeer plaatsvinden.

“Het is vrij angstwekkend als je erover nadenkt,” zegt Van Ginneken. Maar zijn onderzoek zou een nieuwe methode kunnen opleveren om andere touchdown-luchtexplosies in het geologisch archief van de aarde op te sporen, zodat wetenschappers meer inzicht krijgen in het gevaar dat deze gebeurtenissen voor de aarde vormen.

Andere mogelijkheden

Christian Köberl van de Universität Wien in Wenen vindt de interpretaties van het team plausibel, maar is ook enigszins sceptisch. Het probleem is volgens hem dat een precieze datering van de microsferulen zeer lastig is. Hoewel het team overeenkomsten zag met deeltjes van andere vindplaatsen, is dat geen afdoende bewijs, iets waar Van Ginneken het overigens mee eens is. 

Volgens Köberl is dat gebrek aan bewijs “niet hun fout, het is gewoon heel moeilijk om te bepalen en een veel voorkomend probleem.” 

Köberl denkt dat de microsferulen mogelijk net zo oud zijn als het schoongeveegde gesteente waarop ze zijn aangetroffen, en dus overblijfselen van een veel oudere meteorietinslag waarbij een krater werd gevormd. Als dat het geval zou zijn, is de afwezigheid van de krater niet zo vreemd, want een kleine inslagkrater zou door verschuivende ijslagen snel zijn uitgewist.

Als dit soort inslagen in het verleden veel zijn voorgekomen, zou het volgens Köberl niet moeilijk moeten zijn om de bewijzen ervan in het geologische archief van de aarde te vinden, maar tot nu toe zijn er geen definitieve bewijzen van touchdown-luchtexplosies gevonden. Ook is hij er niet van overtuigd dat de verhouding van de zuurstofisotopen wijst op contact met ijs. Het is mogelijk dat het team fragmenten heeft gevonden van een zeldzaam type asteroïde dat nog niet door wetenschappers is geclassificeerd, maar Van Ginneken denkt dat zoiets niet erg waarschijnlijk is.

Köberl zegt “dat de gegevens en de metingen robuust zijn, terwijl de interpretaties niet onmogelijk maar op grond van die gegevens ook weer niet zó beperkt zijn als in het artikel wordt gesuggereerd,” zegt Köberl. “Er zijn dus nog meer mogelijkheden, maar het is niettemin een interessante hypothese om op te werpen.”

Wetenschappers die hopen te achterhalen hoe vaak luchtexplosies zich voordoen, richten hun blik ook naar boven en zijn nu bezig met een gedetailleerde telling van het aantal objecten dat zulke explosies kan veroorzaken. Voorlopig zijn er nog geen goede manieren om deze kosmische gevaren af te wenden – maar op een missie die volgend jaar van start gaat, zal men een ruimtevaartuig doelbewust tegen een asteroïde laten botsen om te beoordelen of het object daardoor van koers verandert en we de aarde zo kunnen beschermen.

Intussen zal meer inzicht in de krachten die bij luchtexplosies vrijkomen van cruciaal belang zijn om het inslaggebied eronder op tijd te kunnen ontruimen. 

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

  • Gebruiksvoorwaarden
  • Privacyverklaring
  • Cookiebeleid
Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2017 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.