Sommige van de grote geheimen van ons zonnestelsel kunnen we misschien wel het beste ontrafelen door naar beneden in plaats van omhoog te kijken.
Het is 1969 en de eerste mensen zetten voet op de maan. Het is een gebeurtenis die bij velen nog altijd op het netvlies gegrift staat en bij latere generaties direct boven komt drijven als het jaartal 1969 wordt genoemd. Maar wat weinigen weten, is dat 1969 ook het jaar is waarin wetenschappers op Antarctica op de eerste meteorieten in zogenoemde blauwe ijsgebieden stuiten en daarmee een tot voor kort onbekend concentratiemechanisme ontdekken dat ervoor zorgt dat in specifieke delen van Antarctica behoorlijke aantallen meteorieten voor het oprapen liggen. In de jaren die volgen, worden er dankzij dat nieuwe inzicht meer dan 45.000 meteorieten op Antarctica ontdekt.
Een nieuwe kaart
En dat is nog maar het begin, zo stellen onderzoekers nu in het blad Science Advances. “Volgens onze berekeningen zouden er nog meer dan 300.000 meteorieten aanwezig zijn aan het oppervlak van de ijskap, met enorm wetenschappelijk potentieel,” zo stelt onderzoeker Steven Goderis. De schatting is gebaseerd op een gloednieuwe ‘schatkaart’ die voor het hele continent onthult waar die meteorieten zich hoogstwaarschijnlijk bevinden en die toekomstige zoekacties een stuk eenvoudiger kan maken.
Heel veel meteorieten
Dat op Antarctica tot op heden al zoveel meteorieten gevonden zijn en nog veel meer meteorieten op ontdekking wachten, is goed te verklaren, zo legt onderzoeker Veronica Tollenaar uit. “Daar zijn eigenlijk drie redenen voor. Allereerst kun je meteorieten makkelijk zien op ijs, want meteorieten zijn donker en het ijs is lichtblauw. Daarnaast is op Antarctica sprake van heel koude omstandigheden waardoor de meteorieten goed bewaard kunnen blijven en niet of nauwelijks verweren. De belangrijkste reden is echter het concentratiemechanisme dat dus in 1969 is ontdekt en ervoor zorgt dat de meteorieten die op Antarctica vallen door ijsstromingen in een relatief klein gebied worden samengebracht.” Wanneer meteorieten op Antarctica vallen, worden ze al snel bedekt door een laagje sneeuw dat – onder invloed van nieuwe sneeuwlagen – gecomprimeerd wordt en een nieuwe ijslaag vormt. De meteoriet komt in die ijslaag vast te zitten en stroomt samen met het ijs – onder invloed van de zwaartekracht – richting de kust. Een deel van het ijs zal de kustwateren zonder al te veel problemen bereiken en aldaar smelten, zodat de meteoriet uiteindelijk op de bodem van de zee belandt. “Maar sommige ijsstromen stuiten op barrières: bergen die ervoor zorgen dat oudere ijslagen – met daarin de meteorieten – naar het oppervlak worden gestuwd. En op de plekken waar dat gebeurt, spelen vaak ook meteorologische processen die ervoor zorgen dat dat oude ijs sublimeert, waardoor de meteorieten echt ‘los’ aan het oppervlak komen te liggen.” Dergelijke gebieden worden – vanwege hun blauwe kleur, veroorzaakt doordat alle luchtbellen eruit zijn geperst en plaats hebben gemaakt voor grote ijskristallen die blauw licht slecht absorberen – ook wel blauwe ijsgebieden genoemd.
De schatkaart
Sinds onderzoekers van het bestaan van dit concentratiemechanisme afweten, wordt in een deel van die blauwe ijsgebieden gericht – maar met wisselend succes – naar meteorieten gezocht. Reden voor Tollenaar en collega’s om de gebieden nog eens goed onder de loep te nemen en voor alle blauwe ijsgebieden op Antarctica een nieuwe en nauwkeurige voorspelling te doen waar meteorieten te vinden zijn. Daartoe werd data gebruikt van plekken waar reeds veel meteorieten zijn teruggevonden. “Die hebben we in een machine-learning algoritme gegooid,” vertelt Tollenaar. Het algoritme raakte zo vertrouwd met de eigenschappen die aan een gebied dat rijk is aan meteorieten kunnen worden toegedicht. Vervolgens kreeg het algoritme relevante eigenschappen van andere gebieden voorgeschoteld: “We ontdekten dat de snelheid van de ijsstroming, de temperatuur, data die aangeven of er sneeuw of ijs aan het oppervlak ligt en de helling van het oppervlak samen voorspellen of ergens meteorieten kunnen worden gevonden.” En op basis van die data – en ervaring met meteorietrijke gebieden – kon het algoritme vervolgens ruim 100.000 plekken aanwijzen waar naar verwachting meteorieten te vinden zijn. “Dat zijn eigenlijk 100.000 pixels van 450 bij 450 meter groot, die we hebben geclusterd tot ruim 600 gebieden die in grootte variëren van enkele vierkante kilometers tot honderden vierkante kilometers ” stelt Tollenaar.
Betrouwbaarheid
Maar hoe betrouwbaar is dat algoritme nu? Ook over die vraag hebben de onderzoekers zich gebogen en op basis van onafhankelijke data – die niet gebruikt zijn om het algoritme te trainen – schatten ze dat het algoritme het in meer dan 80 procent van de gevallen bij het juiste eind heeft. “Vervolgens hebben we met de onzekerheden van onze voorspellingen en het feit dat er in eerdere meteorietmissies 5 meteorieten per pixel zijn gevonden ingeschat dat er nog minstens 300.000 – maar misschien nog veel meer – meteorieten in blauwe ijsgebieden op Antarctica op ontdekking wachten.”
Gamechanger
De resulterende kaart kan een gamechanger blijken. “We hebben nu een kaart voor het hele continent, die gebaseerd is op heel systematisch onderzoek. Zoiets was er nog niet.” En op die kaart hebben onderzoekers enkele heel interessante gebieden kunnen markeren. “We hebben verschillende nooit bezochte meteorietrijke gebieden gevonden die relatief dicht bij onderzoeksstations liggen,” vertelt Tollenaar. Maar ook in andere gebieden die onderzoekers wellicht al wel op de radar hadden, kan dankzij de kaart nu gerichter worden gezocht. En daarmee wordt de kans op succes ook groter en dat maakt de peperdure meteorietmissies mogelijk direct een stuk aantrekkelijker. “We staan aan het begin van een nieuw tijdperk voor Antarctische meteorietmissies,” voorspelt Tollenaar. Niet alleen dankzij de nieuwe schatkaart, maar ook dankzij allerhande andere ontwikkelingen. “Zo willen we nu in het veld gebruik maken van nieuwe opsporingstechnieken, zoals bijvoorbeeld drones.”
We moeten er dan ook niet gek van opkijken als wetenschappers de komende decennia de ene na de andere meteoriet van Antarctica mee naar huis voeren en zo stukje bij beetje meer inzicht krijgen in de rijke historie van ons zonnestelsel. “Meteorieten bevatten cruciale informatie over het ontstaan en de ontwikkeling van ons zonnestelsel en kunnen helpen om een antwoord te formuleren op vragen zoals ‘waar komen we vandaan?’ en ‘hoe is het leven ontstaan’? Ze zijn dan ook heel belangrijk voor fundamenteel onderzoek,” stelt Tollenaar, die zelf tot haar spijt nog nooit op meteorietenmissie naar Antarctica is geweest, maar inmiddels wel uitzicht heeft op een dergelijk avontuur. “We zijn momenteel bezig met de eerste voorbereidingen voor een meteorietenmissie die volgend jaar plaats zou moeten vinden,” zo vertelt ze. “En de Université libre de Bruxelles, waar ik als promovendus aan verbonden ben, onderneemt regelmatig zulke missies, dus ik acht het zeer waarschijnlijk dat het er in de toekomst wel een keertje van gaat komen. En als het zover is, kan ik mooi mijn eigen schatkaart meenemen!”
