Ze zijn ouder dan onze aarde, zo klein als een zandkorrel en liggen misschien wel gewoon in jouw dakgoot: micrometeorieten. Jaarlijks komen tonnen aan ruimtestof onze atmosfeer binnen, en een klein deel daarvan belandt op aarde – als minuscule steentjes die ons iets kunnen vertellen over het ontstaan van het zonnestelsel, en misschien zelfs over het begin van het leven op aarde. Aardwetenschapper Guido Jonker van de Vrije Universiteit Amsterdam klimt het dak op van de universiteit en laat in deze video van Universiteit van Nederland zien hoe je deze ruimte-fossielen kunt vinden én analyseren. Want wie weet: misschien ligt er op jouw dak wel een boodschap uit het heelal.
In de video gaat het specifiek over een stukje olivijn dat gevonden is op het dak van de VU tijdens de opnames van Universiteit van Nederland. Natuurlijk is er veel meer te vertellen over het onderzoek en ook over welke soorten micrometeorieten je ook zou kunnen vinden in je dakgoot. Guido Jonker vertelt in een vraaggesprek met Scientias over andere micrometeorieten die je ook zou kunnen vinden en breekt een lans voor meer burgerwetenschappers.
Scientias: Jullie zochten naar micrometeorieten op het dak van de VU en vonden er ook nog een! Kun je wat meer vertellen over het onderzoek?
Guido Jonker: “In de basis is het heel eenvoudig onderzoek. Iedereen kan zich voorstellen dat er steentjes uit de ruimte op het dak vallen.”
S: Hoeveel vallen er op je dak, wat brandt op in de atmosfeer en hoe verdeelt het zich over de aarde?
GJ: “Meteoren verbranden in de atmosfeer en soms blijft er wat over en dat valt dan op de grond. Die overblijfselen noemen we kosmische bolletjes of cosmic spherules.”
“Doorgaans houden we aan dat er ongeveer één micrometeoriet per vierkante meter per jaar valt. Dat betekent dat ze overal op aarde te vinden zijn. Meestal worden ze verzameld op afgelegen plekken zoals Antarctica of de diepzee. Hier is de sedimentatiesnelheid heel laag en dus zijn de micrometeorieten sterk geconcentreerd. In de steden is het een stuk lastiger om ze te vinden. Hier hebben we niet alleen te maken met heel veel natuurlijke sedimenten, maar ook veel vervuiling van menselijke oorsprong. Dat maakt de micrometeorieten niet alleen moeilijker te vinden, maar ook moeilijker om te onderscheiden.”
S: Wat kun je meer over het zoeken naar cosmic spherules vertellen?
GJ: “Als ze door de atmosfeer vallen, verdampt het grootste deel. Een restant van het materiaal smelt en rekristalliseert. De temperatuur en snelheid waarmee het afkoelt, bepalen wat het eindproduct wordt. Cosmic spherules zijn vooral exemplaren die gesmolten en gerekristalliseerd zijn. Andere, niet-gesmolten micrometeorieten vind je eigenlijk alleen in heel schone gebieden. Daartussen zitten nog exemplaren die slechts gedeeltelijk gesmolten zijn en gekenmerkt worden door heel veel luchtbelletjes, die noemen we scoriaceous. Helaas zijn er vaak geen goeie Nederlandse woorden voor deze Engelse termen.”
“De eerste stap: porfiritische olivijn. Een porfier is een relatief groot kristal; je kijkt op microschaal naar relatief grote kristallen van olivijn. Die exemplaren kunnen zwart, groenig, gelig of bruinig zijn. Sommige zijn meer opaak, sommige meer transparant.”
“Een stapje verder: barred olivijn. Dat zijn een soort opeengestapelde platte kristallen van olivijn. Die hebben we ook in de video gevonden. Dat is ook wat de meeste mensen vinden als ze zelf gaan zoeken. Niet de meest voorkomende, maar wel de makkelijkst herkenbare.”
“Ga je een stapje hoger in temperatuur, dan worden ze cryptokristallijn. Deze bestaan uit hele kleine kristalletjes. Nog een stapje hoger: ze worden helemaal glas. Dat laatste kan alleen als ze helemaal zijn gesmolten en zo snel afkoelen dat er geen kristallen vormen. De glazen micrometeorieten kunnen net zoveel variatie in kleur vertonen als de porfiritische.”
“Daarboven zit nog een andere stap: CAT-micrometeorieten. Deze hebben zoveel materiaal verdampt dat ze zijn aangereikt in de elementen Calcium, Aluminium en Titanium. Die zijn nog nooit op een dak gevonden omdat ze erg zeldzaam zijn en moeilijk te herkennen.”
“Dan heb je ook nog het I-type (ijzer en nikkelmetaal). Die bolletjes bestaan volledig uit metaal. Ook daarvoor geldt dat ze in de dakgoot moeilijk te vinden zijn, vooral omdat er gigantisch veel metalen bolletjes te vinden zijn van allerlei industrieën, slijptollen, verkeer, etc. Het is bijna onmogelijk om die visueel te onderscheiden van andere bolletjes.”
“Als laatste heb je dan nog het G-type. Dat is een mengvorm tussen de twee: metaal en gesteentecomponent. Ook daarvan geldt dat in de meeste collecties die in de literatuur staan, hooguit een paar procent voorkomt.”
“Samenvattend: als mensen zelf gaan zoeken, dan vinden ze meestal de porfiritische, barred olivijn, cryptokristallijne en glazen micrometeorieten. Dat zijn de vier types die mensen kunnen zoeken en tegen kunnen komen.”
S: Dan moeten ze wel een microscoop hebben? Of kan een vergrootglas ook?
GJ: “Een microscoop is wel bijna een vereiste. Je kunt voor een paar tientjes een redelijke microscoop vinden. Stereomicroscopen werken het beste voor het zoeken ernaar. Vaak hebben samengestelde microscopen te grote vergrotingen. Als je dan op grote hoeveelheden sediment inzoomt en je micrometeoriet 100 micron groot is, zie je maar een klein deel ervan scherp. Als je in groot detail wilt kijken, is dat handig, maar om ze te spotten niet.”
“Het zoeken naar micrometeorieten is ook ideaal voor science outreach en dit wordt ook veel op scholen gedaan met behulp van vrijwilligers. Kinderen vinden het superfascinerend. Met magneten het schoolplein op en dan het sediment doorzoeken.”
S: Hoe krijg je die dingen een beetje van de magneet af?
GJ: “Anderen werken vaak met plastic zakjes, maar ik vind dat wat lastig werken. Ik strooi zelf het zand over een tafel en ik leg de magneet in een beker of potje. Die beweeg ik er dan dicht overheen. Alles wat magnetisch is blijft dan aan de onderkant van het bekertje hangen. Dan beweeg ik dat potje ergens anders heen, en dan haal ik de magneet weg en valt het materiaal op iets anders. Om mijn magneet schoon te houden, zit hij al in een ziplock, anders wordt het lastig.”
S: Wanneer begon het onderzoek naar micrometeorieten?
GJ: “Het onderzoek naar micrometeorieten is al lang gaande; in 1874 werden de eerste ontdekt en toen beschreven. Aan de hand daarvan is steeds meer onderzoek uitgevoerd, zeker toen mensen naar steeds meer afgelegen plaatsen gingen, zoals Antarctica. In de jaren 40 dachten mensen: kunnen we dit niet in de stad vinden?”
“Toen werden al wel enkele studies gepubliceerd. Maar die onderzoeken werden al snel terzijde geschoven, want het bleek dat het vooral om vervuiling uit de stad ging en niet om micrometeorieten. Sindsdien waren wetenschappers van mening dat micrometeorieten niet gevonden konden worden in de stad. In de jaren 80 kwamen er meer analytische technieken. Sindsdien zijn er talloze studies geweest. En zo kwamen burgerwetenschappers weer om de hoek kijken. Die gingen de daken op en dat zorgde zelfs voor irritatie bij wetenschappers omdat er heel veel onwetendheid was. In 2015 was er iemand die claimde het gevonden te hebben. En die publiceerde daar een jaar later over. In 2015 zijn de eerste stedelijke micrometeorieten, gevonden door een burgerwetenschapper, geverifieerd, daar is een jaar later een wetenschappelijk artikel over verschenen. En toen is het een beetje gaan lopen; het boek waar ik aan het eind van de video naar verwijs is ook door hem geschreven.”
“Daarna hadden mensen een beter idee waar ze naar op zoek waren. Gek genoeg is het aantal publicaties nog steeds beperkt. Toen ik aan mijn onderzoek begon was er alleen nog maar dat ene artikel. Je ziet wel steeds meer studies die gebruik maken van de resultaten van burgeronderzoekers.”
“Het zoeken naar micrometeorieten kost heel veel tijd en daar hebben wetenschappers altijd te weinig van. Dus hobbyisten zijn heel belangrijk hiervoor. Daar zijn we heel blij mee.”
“In de video is de rol van burgerwetenschappers binnen het onderzoek weggelaten. De afgelopen een tot twee jaar zijn er allerlei publicaties over micrometeorieten verschenen en enkele van die vondsten zijn door burgerwetenschappers gedaan. Onderzoekers analyseren deze vondsten. Burgerwetenschappers kunnen zo dus een grote rol spelen binnen het onderzoek.”
“Ik ben zelf overigens ook als hobbyist begonnen. Nadat ik er een paar gevonden had, besloot ik er mijn master scriptie over te doen. Zo is het onderzoek ontstaan. Inmiddels zijn we een aantal jaar verder en nader ik het einde van mijn PhD. Zonder de faciliteiten van de universiteit, vooral het mineraal scheidingslab en de (elektronen)microscopen, had ik nooit zo ver kunnen komen met mijn onderzoek. Dat benadrukt maar weer hoe belangrijk die samenwerking is.”
